最优学习率:英文输入中的85%黄金法则
我们可以看到,有越来越多的孩子走上原版阅读路线,同时也可以看到,在实际操作中很多问题在困扰着我们。
比如选书:
如何在海量资源中筛选适合孩子水平的听读材料?
还有更具体些的,例如正在读RAZ的某个级别,怎么知道难度对孩子是否合适?
单从语言学习的角度,读什么水平的书提升最快?
为什么我们帮孩子选的书或音频,孩子不感兴趣?
今天我们来聊聊85%黄金法则。这个法则给出一个定量的标准,不再含糊其辞,特此分享,希望对大家有帮助。
首先来了解几个有用的理论。
一、最近发展区
上世纪三十年代,前苏联著名教育学家、心理学家维果茨基(Lev Vygotsky)依据一系列的实验结果,提出“最近发展区”理论,并受到教育界普遍认同。
“最近发展区”又译为“潜在发展区”,认为儿童的发展有两种水平:一种是儿童现有水平,也就是独立解决问题的实际水平;另一种是儿童可能的发展水平,指通过教学(包括在成人指导下或在有能力的同伴合作中解决问题)的潜在发展水平。这两种水平之间的差异就是“最近发展区”。
维果茨基强调,“最近发展区”对智力发展和成功进程的指导,比依据儿童现有水平更有意义。在“最近发展区”内的教学,目标指向的是孩子的潜力和明天,是促进儿童发展最佳的教学。
直白的说,开展教学活动的依据,要选择在现有基础上,孩子要跳跳脚、经过一些努力才能够得到的水平。想要获得最佳的学习效果,制定的目标既不能过难也不要过于容易。
二、可理解性输入及i+1公式
对于经常阅读英语启蒙经验类文章的家长们来说,“可理解性输入”一定不会陌生。
上个世纪80年代初期,美国语言学家克拉申(S. Krashen)教授提出了“语言输入说”(Input Hypothesis)理论。克拉申认为,大量的语言信息输入是语言学习的基本条件。只有当习得者接触到“可理解的语言输入”( Comprehensible Input), 即略高于现有语言技能水平的第二语言输入,才能产生习得。这就是他著名的 i + 1 公式。i 代表习得者现有的水平, 1 代表略高于习得者现有水平的语言材料。输入的语料既不能超越学习者力所能及的程度(i+2), 也不能太过接近学习者目前的知识阶段(i + 0)。
可理解输入的语言材料是语言习得的必要条件,不可理解的( incomprehensible ) 输入对于习得者而言,只是一种噪音。
简单的说,我们呈现给孩子的听读输入语料,应在孩子现有语言水平基础上,能够被理解、但又不能100%完全理解的,即略超出他们的理解能力,保证新内容的输入。
3. 走出舒适区、寻找甜蜜点
“走出舒适区”已经是著名鸡汤口号了,而为人们所熟知的舒适区三圈图其实是源自于美国心理学家诺尔·迪奇(Noel Tichy)提出的“行为改变理论”。这个理论把我们想学习的事物分为三个等级区域:舒适区、学习区和恐慌区。舒适区对我们毫无难度,“惟手熟尔”;“恐慌区”则超出自己能力范围太多,心理感觉严重不适;“学习区”则对自己有一定挑战,有一定不适但不至于非常难受,这个狭窄区域被认为是“最优学习区”。
图片来源 http://sethsandler.com/productivity/3-zones/
而甜蜜点(Sweet Spot),是一个在球具广告中常见的宣传名词。每一支球杆的杆头,都有一个用于击球的最佳落点,能与球碰撞出最为“甜蜜”的美好感受,因而在高尔夫的专业术语里被叫做“甜蜜点”。这个甜蜜点同样适用于学习过程,一般认为是最优临界点。
在《刻意练习》这本爆款书中,几次提到练习中走出舒适区的重要性。书中写到:
如果你从来不迫使自己走出舒适区,便永远无法进步。比如,业余钢琴爱好者在十几岁的时候就开始钢琴课,等到30年过去了,他还在以完全相同的方式弹奏着那些同样的歌曲,看起来,在那段时间里,他已经积累了数十万个小时的“练习”,但他绝不会比30年前弹的更好。
书中还探讨了走出界限后身体平衡和细胞自身发生的变化:
一方面,最近的研究表明,人在学习一项新的技能时,如果能够触发大脑结构的变化,那么,这种学习比起只是继续练习已学会的某项技能时的学习要高效得多。另一方面,在过长的时间内过分地逼迫自己,可能导致倦怠和学习低效。大脑和身体一样,对于处在舒适区之外却离得并不太远的“甜蜜点”上的挑战,改变最为迅速。
看完这三个理论,有没有大道至简、殊途同归的感受?都可以概括成三个圈啊,中间那个圈最重要!多么伟大的发现!
However! 有人告诉你中间那个圈多大了吗?这就如同看菜谱时告诉你盐适量、酱油适量、糖适量,“适量”是多少?自己琢磨去吧,于是一遍遍尝试,不是咸了就是淡了。
终于,2019年,来自亚利桑那大学、布朗大学、加州大学洛杉矶分校、普林斯顿神经科学研究所等多院校的合作研究者,发表了一篇论文,名叫The Eighty Five Percent Rule for Optimal Learning(《85%最优学习法则》),给了我们一个定量的答案。
该论文证明,无论学习者是人类、动物还是机器,在大多数情况下,都存在一个学习的最有效点——在这个“甜蜜点”(sweet spot)附近进行学习既不会太容易,也不会太难,学习速度却是最快的。
论文的研究从二分类任务(Binary classification)开始,得出了一大类学习算法“甜蜜点”的条件。计算出:最佳学习错误率为15.87%,或者相反,最佳训练精度为85%,在此最佳难度下训练可使学习速度的指数级增长。
论文中的算法相对专业,在这里不做赘述,只讲两个图表例证。感兴趣该研究的可在文末的参考文献中找到原文地址。
通过模拟感知机学习情况,研究得到下面这张图,它显示了训练错误率和训练次数以及准确度之间的关系。横轴代表每次训练错误率,纵轴代表训练次数,中间的不同颜色分布代表训练后达到的准确度,颜色越热(黄色)代表准确度越高。
从图中可以看到,正如理论预测的那样,当以最佳错误率(ER=0.1587)学习时,网络学习效率最高,即随着训练次数的增长,它的准确度增加速度最快。
下面这张图中的三条曲线代表三个不同的训练错误率,横轴是训练的总次数,纵轴是准确度。可以看到,出错率在0.16的那条曲线,准确度增加的速度最快,大大高于出错率是0.06和0.36的两条曲线。
论文还证明了该“85%规则”对于人工智能中使用的人工神经网络,或者和用来描述人类和动物学习的类生物神经网络都是有效的。
上面的理论可能对非专业家长可能有点难,没关系,我们只需要记住一个数字—— 85%。回到英语学习本身,记住这个数字有什么用?
第一、让语言输入的吸收效率最高。
这个不用多说,前面的最近发展区、舒适区、可理解输入理论已经铺垫好了,输入语料——这里包括听和读两部分,既不能太难,也不能太易,而可理解85%是个恰到好处的甜蜜点。
85%在英语学习界有没有应用实例?还真有。
我们以前团购过两次的STAR & AR 阅读测评系统,来自美国的Renaissance公司。这个测评体系在教育界已经使用了32年,客户遍布96余个国家,服务全球1800万用户,背后积累了庞大的用户数据系统和专家团队。
不了解此系统的请戳科普文《孩子的英文阅读程度你真的有数吗?我带女儿做了一项标准化测评》。简单来说,AR系统其中一项功能是读完或听完一本英文原版书,去做阅读理解测试(Reading Practice Quiz)。
在基于用户大数据收集的228万多份样本,AR 系统获得了Quiz平均正确率和学生一年中阅读进步的关系。平均正确率(横坐标)低于75%的孩子所获得的进步要低于正常增长速度,图上显示为负值(纵坐标),而平均正确率在85%-95%之间的孩子进步最快,这里85%是一个很重要的临界点。
第二、 学习的兴奋度最高,最容易产生心流。
啥是心流(Flow)呢?这个概念来自于米哈里·契克森米哈赖(Crikszentmihalyi)的研究。心流是当人们专注而轻松地投入某种活动时所达到的一种心理状态。当人们处于心流状态时,专注到忘我,自我的感觉会消失,活动以外的事情都变得无关紧要。
心流状态也是有模型的,见下图。要想达到心流状态,这项工作的挑战和技能必须形成平衡。而在《85%最优学习法则》的论文里,提出以“心流”状态进行的学习,具有最高的学习率和最高的准确性。错误率太低,也就是低于自身技能的学习,容易让人感到厌倦;而错误率太高,即超出自身能力太多的学习,容易产生挫败感。
图片来源 http://chickswagewar.blogspot.com/2013/06/skill-challenge-and-flow.html
很多家长关心孩子阅读乃至学习的自我驱动,而与自我驱动密切相关的一个心理现象就是成就感和自我满足。成就感从何而来?从合适的阅读和学习中获得,过程中产生心流,结果上看到自己的高效和进步。这是一个良性循环的过程。
学习是个很难量化的过程。虽然我们有了85%的标准,但如何具体实施办法仍有待探索。在英文输入领域,目前我想到的几个方案如下,也欢迎大家在留言区给出更好的建议。
1. 借助工具
例如使用阅读测评系统。STAR & AR 包含了20多万册原版英文书的阅读理解测试。我们国内市面上能买到的原版书很多都囊括在内。无论是听完的还是读完的,都可以上去进行测试。Quiz的正确率可以很直观的告诉你,这本书究竟孩子理解了多少。
例如对于一个10道题的测试,如果正确率只有70%,显然孩子还没有理解到大部分内容或者阅读时状态不佳。而如果一套系列书,孩子的正确率都在95-100%,则意味着这套书对孩子来说太简单了。
这种错误率是不能被接受的
再告诉你们一个秘密,这个内容在所有的STAR报告解读中都没有人讲过。STAR报告中有个IRL (Instructional Reading Level),这个数值指的是学生能够达到的最有效教学的最高阅读水平,它预估的是在教师指导下学生能理解该书80%的文本,认识90-98%的词汇的级别。是不是很有借鉴意义?
2. 借助带阅读习题的读物
RAZ这套分级读物我一直认为每篇文章后面的quiz是个亮点,不但培养孩子的阅读技巧,也帮助家长直观判断阅读材料的理解程度。
对于正在阅读的级别,如何判断难度是否合适?我们可以统计quiz的平均正确率。正确率在85-95%之间的级别,我认为是合适继续阅读的,95-100%可能相对容易,可以考虑调高一个级别,而平均正确率低于80%,建议调低一个级别。
同样的方法也适用于Reading Explorer这样自带习题的阅读材料。
3. 人肉判断
除了这两个方法,我们还可以人肉判断,就是读书后的亲子讨论环节。这个方法虽然累点,但对带动输出也是很有效的。只是需要家长了解该书的内容,自己先了然于胸。你可以让孩子复述书的主要内容,讨论心得。这期间可大概判断孩子对该书掌握了多少。
实在不会提问的,可以参考我之前写过的一篇阅读反馈(戳此阅读-->Reading Response)的文章。里面附送了很多套阅读反馈模板,上面的内容既可以书面完成,也可以口头完成。
这里替孩子们说句话。虽然我们有了85%这么好的理论依据,但也不建议家长事事尽在“掌控”,只能读你给选的书。给孩子一定的选书自由度,虽然可能会出现或难一点、简单一点的情况,但人家自己喜欢也是产生心流的一个重要基础啊。
最后,虽然我们今天聚焦的是英语学习,但其实85%最优法则可以应用到学习的各个领域。无论是数学、语文、乐器甚至运动,把自己的现有能力再拉伸15%,是孩子的最近发展区。学的爽才有自驱力。孩子是天生的学习者和探索者,一旦开始出现厌倦,就该反思学习内容是不是过难或者过易了?
好了,不知道今天分享的内容有没有超出你85%的理解率?让你产生心流了的话,请帮忙转发给更多的朋友爽一下吧,哈哈!
本文作者:
小麦,博士妈咪,关注亲子英语教育,用理性的思维,写细腻的文字。
参考文献:
[1] Robert C. Wilson et al., The Eighty Five Percent Rule for Optimal Learning, doi: https://doi.org/10.1101/255182
[2] https://mp.weixin.qq.com/s/Z1Siuq1iWjSmggIC-jSJbw
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