當我們做題時我們究竟在做什麼?3個方法讓學習成績暴漲

題目無法做對,究竟是因為什麼?

在做題過程中,我們有時會遇到難解的題目,先看答案往往是一個快速且有效的方法。基於已知的答案,再進行題目的二次理解。這種情況具體分為兩類:

  • 真的不會,無論如何也做不出來,只能靠蒙

如果你經常處於這種情況,請先思考一下你的題目難度是否合適,知識儲備是否足夠。如果難度合理,儲備足夠,卻仍有這種感覺,那是因為什麼呢?是自己不夠聰明嗎?並不是。這時候,你很可能處於第二種情況。

  • 可以寫出部分答案或過程,但總是做不對,看了答案後卻恍然大悟,認為自己明明可以做出來,或者就差那麼一點就能寫對。

這種感覺並非馬後炮,而是大腦的正確判斷。換句話說,你比自己想象的要聰明。


我們為什麼想看答案?

在教學體系較為發達的今天,我們所面對的題目難度,通常都會處於正常值。在知識儲備足夠的情況下,很多時候你其實具備解題能力,只是缺乏對解題路徑的探索。在大腦的指令中,由於反饋週期較長,你艱難探索並獲得答案的動作概率被降低,這導致體內激素變化,一旦路徑受阻,你就會很難靜下心思考,這種阻礙感是我們無法進入沉浸狀態(心流)的罪魁禍首。你會感到煩躁、沮喪,甚至連正常做題狀態都沒法保持。在這樣的反饋迴路中,做題效率變得很低,也就更難解出正確答案。

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與之相對的,只需輕輕翻頁,你就可以獲得夢寐以求的答案,這種獎勵預期會令腦垂體腺分泌強烈的多巴胺,並促使大腦發出信號,不斷影響你的行為衝動,使你獲取更容易得到反饋的東西。而這,也是我們喜歡玩遊戲、看B站,卻不善於享受學習的原因——人類偏好短期反饋行為。

當我們做題時我們究竟在做什麼?3個方法讓學習成績暴漲

關於多巴胺和反饋機制,我在上一期文章:

裡進行了詳細解釋。在探討做題效率和答案的關係之前,我們先來看看做題的本質。


當我們做題時,我們究竟在做什麼?

做題,是對已有知識的檢驗。通過做題,我們根據已學到的知識和解題方法,對題目做出“解答”。這個“解答”不一定正確,它取決於我們對已有知識的應用能力。我們要做的,就是在不斷練習中,提高這種“能力”,並儘可能的得出與真實答案一致的“解答”。

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這個過程中我們學習到的應用能力,就是做題的本質——方法提煉。通過已有的習題和答案,我們在做題中不斷進行方法提煉,不僅驗證了自己所學到的書本知識,也補全了自己的解題能力。在答案未知的“考試”中,我們對能力的掌握程度,直接對應了考試分數的高低。在人工智能中,我們把這件事稱為機器學習。

機器學習

機器學習在做的事,其實就是模仿我們平時的學習模式。舉個例子:

假設我們是一個人工智能,要去買蘋果,來到一個蘋果攤,這裡琳琅滿目,什麼蘋果都有,紅的黃的白的還有綠的。我們想挑最甜的蘋果,但我們的程序裡並沒有寫什麼樣的蘋果最甜,現在該怎麼挑呢?

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老闆娘說,深紅的蘋果比嫩綠的甜。所以我們有了一個簡單的判斷標準:只挑深紅的蘋果。

接下來,為了驗證,我們直接把這個蘋果攤上的55個蘋果全買了,買回的蘋果中有22個不甜,有33個是甜的。經過品嚐各種類型的蘋果,我們發現那些又大又圓,且深紅的蘋果才是甜的。

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當問題越來越複雜,“如果..則甜”的簡單邏輯就不再適用,取而代之的是數學上更為複雜的判斷方法,它會針對所有的蘋果類型,自動地學習出這種關係。用到的也有更加細緻的屬性,比如 “蘋果產地”, “光照日期”或者“老闆娘漂不漂亮”。然後,根據每次品嚐的結果來進行“方法提煉”。

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這,就是機器學習。

蘋果攤上的蘋果,就是 “題目”,蘋果的顏色、形狀等信息就是題目的描述、題型。而那22個甜的和33個不甜的蘋果, 就是有答案的習題。我們已經品嚐出 “甜或不甜”的實驗結果就是 “習題答案”。下一次我們再去別的蘋果攤挑蘋果,就叫做 “考試”,這些沒見過的新蘋果就是“考試題” 。而 “挑選蘋果”的能力,就是我們的解題能力。

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如果去一個新蘋果攤,我們仍能挑選出儘可能多的甜蘋果,那我們就是一個在 “買蘋果”這件事上合格的人工智能。對應到考試中,如果能在考試中寫出儘可能多的正確答案,那我們就是一個在“做題”這件事上合格的應試者。

瞭解機器學習的機制,我們就可以解釋,答案與做題效果之間的關係。


為什麼看答案會影響做題效果?

大家是否有過這樣的體驗——有時候看完答案,覺得自己已經掌握了題目解法,但是每當在考試中遇到相同題型的新變化時,卻突然喪失了這種能力。這是我們的錯覺嗎?並不是。這種現象由三種缺失造成:


數據缺失

數據缺失,意味著你的題目儲備比別人要少,只能在考試中花更多時間去探索,有時甚至做不完試卷。

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在考試界,名師們的押題能力,直接決定了他們在學生心目中的地位。但不論哪位名師,都會讓自己的學生多做題,因為當你做的題越多,押中原題的概率也就越大。

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機器學習也是如此,“蘋果”越多,得到的模型在統計意義上就更加可靠,也意味著答案置信度更高。這就是為什麼有的人並沒有掌握特殊的學習技巧,卻仍然有不錯成績的原因——題海戰術。所以,一定的題量儲備,是提高考試分數的最基本要求。但題海戰術有提升瓶頸,也沒有從根本上提高學習能力。真正的問題在於之後的兩個缺失


迴路缺失

做題,可以看作一個“題目->解答->驗證”的反饋迴路(中間是大腦)。不斷的做題過程,就是構造一個完整的循環,並通過誤差反饋進行學習,持續增加模型(大腦)的解題能力。

如果說我們在做題中提煉的解題方法是因,那麼結合題目信息和已學知識,利用解題方法進行答案推斷,得出的答案即為果。提前獲得答案,相當於將未來的果,以某種形式提前告知了大腦。對於機器學習,模型無法從這樣的迴路中學習到任何“方法”。

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迴路在正常情況下是 “題目-解題-驗證”,而跳過“解題”直接獲得“驗證”,就會造成迴路缺失。這時大腦將更多地調用記憶功能,而非歸納推理功能。最直接的影響就是,當你做過1道題,就只吸收了這1道題本身具有的信息,卻不能舉一反三,解出任一該類型的題目,做題收益自然低。

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反饋缺失

當自己的“解答”和正確答案一致時,我們的大腦會獲得短暫的愉悅和滿足——這和王者榮耀本質上一樣。這也是上一期視頻中,有人說自己做數學題會上癮的原因。

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看答案,就是跳過了“解答”過程,直接在“題目”和“驗證”間進行反饋傳播,雖然縮短了反饋週期,但卻缺少了最重要的“解題”反饋。

換句話說,大腦已經預付了一部分多巴胺,導致你在題目-解題-驗證的反饋迴路中所獲得的快感預期總量減少,無法構造連續的迴路。做題效率自然也不會高。

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把這3個缺陷對應到現實中來:

  • 有的人平時看似努力,做的題不少,但一到考試就失手——
    迴路缺失
  • 有的人做題缺乏耐心,無法進入沉浸狀態,越做越煩躁——反饋缺失。
  • 有的人由於總是遇到沒見過的題,缺少信心反饋,做題變成煎熬,題量也比其他人少——數據缺失。


它們構成循環,互為因果,是提高做題收益與效率的最大障礙。而考試,就是對收益與效率的檢驗。


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我們平時做題,最希望的就是在考試中能碰到原題,這樣不必探索就能迅速寫出正確答案。如果平時的模擬考都是原題或與之相似的題目,學生自然都能取得不錯的成績。只有在未曾出現原題的考試中,才會體現不同學習者所提煉的“方法”的好壞:擅長記憶題型、答案的人,成績會明顯低於通過做題高效地掌握了題目規律的人。

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如何提高做題效率和收益?

考試的目的,是篩選出有“方法學習”能力的學生,而不是“見過類似題目並記住了答案”的學生。如何解決這3個問題,增加自己的應試能力?這裡簡單給出6個方法

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1. 梯形練習:AI系統的準確率是隨著訓練不斷提升的,做題也是如此。

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習題難度取決於你當前的知識水平和解題能力,首先要對自己的區間進行定位,不要一直做100%能做對的題,也不要做只能對10%的題。前者缺乏誤差反饋,後者缺乏信心反饋。循序漸進,每次提高一個臺階,而不是一蹴而就。

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2. 答案屏蔽:做題之前,不要將答案放在自己觸手可及的地方,弱化大腦衝動。在習題難度適中的情況下,如果出現無法解出的題目,先試著在沒有答案時利用已有的解題技巧進行推導,能寫多少就寫多少。

3. 難度閾值:將難度具體化為時間。一旦在某道題上花費的時間超過某個時間閾值,比如30分鐘,你還沒有頭緒。那麼基本可以判斷你沒有掌握這道題對應的知識儲備或解題方法,也即你此時並不適合做這道題。你可以將這道題進行記錄,但不要翻看答案。根據這道題上花費的時間,你的習題本可以按照閾值分級,比如花1分鐘解出的題,花10分鐘解出的題和花10分鐘未解出的題等,並按照梯形練習法刷題。

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4. 誤差傳播:機器的學習模式是通過結果反推,利用預測(解答)與標籤(答案)間的誤差進行反向傳播。我們可以針對已記錄的錯題,利用答案進行反推,也就是從題目—解答—答案,變為答案—解答—題目的邏輯順序。對應到買蘋果中,就是從“甜蘋果”出發,學習為什麼這個蘋果甜,並最終析構出“紅色”和“又圓又大”的因子,這個因子,就是做題時,題目的歸納性特點。

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5. 答案反饋:在構建了完整做題迴路的前提下,我們可以進一步增加答案的反饋:

  • 提高答案的誤差反饋,比如積累每個梯形臺階的錯題,整理成階段錯題本,定期複習,這樣可以同時利用大腦的記憶和學習功能,強化答案對“解題能力”的誤差反饋。
  • 增加答案的快感反饋,比如每答對10道題可以玩10分鐘手遊或者看10分鐘B站-設置獎勵點,促進多巴胺分泌,可以更容易進入沉浸狀態。
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6. 數據增強:真正的學習能力,可以讓我們即使碰到未見過的題型,也能根據已有知識儲備,正確的推導出答案。這就是為什麼學霸在考試中遇到超綱的“附加題”也能寫出答案的原因。在平時做題中,可以有針對地訓練大腦歸納、推理功能。人工智能在學習時可以通過一種“數據增強”方法來生成和原數據(蘋果)相同分佈的新數據(試題)並進行自我訓練,做題也是一樣:每做完一類題,我們可以試著根據題型歸納出這類題的特點,然後給自己出題做。在出題過程中,你的歸納推理能力會不斷得到提高,並且會更加了解題型的特點(也即數據分佈,或者說又大又圓和深紅色2個因子)。

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世上沒有萬能的學習方法,是否適合自己,還需要個人判斷。想真正提高成績,除了以上的6個方法,也要學會保持耐心,持之以恆。在保證效率和收益的前提下,增加題量儲備,是提高成績最有效的方法,所以,也別忘了多刷刷題~

更多的學習方法和思維知識,歡迎關注我的下一期思維論。謝謝大家


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