《深度學習的技術》閱讀筆記:學習的 5 個層次

子曰:「學而不思則罔,思而不學則殆。」這句話強調學習與思考必需並重。學習能幫助思考,思考能幫助學習,兩者兼顧才能有所精進。

深度學習的技術》的作者參考眾多書籍與論文,並以親身經驗有系統地解釋學習的五個層次,記、懂、網、拓、活,深入淺出且鉅細靡遺地講解,不只教導我們如何學習,還教導我們如何正確地思考。

《深度學習的技術》在說什麼?

深度學習的技術》的作者是 4THINK 部落格創辦人楊大輝,他是位作家兼說書人,為了持續增進思考而不斷閱讀與寫作,持續寫出能增進思考的文字,將知識轉變成可用的思維,分享在 4THINK 部落格上,提供給讀者智讀

書的開頭提出一個問題:為何有人的成長速度比另一個人快呢?

作者的回答是:學習的深淺不一樣!

他將學習由淺入深,分成五個層次:

Deep learning 學習的五個層次

若是一個人只停留在記的層次,那只是將知識不斷輸入大腦,但沒有對知識進行任何思考。填鴨式教育就是教導學生用這種方式來應付考試。這種只專注於記誦,而沒有理解知識的人,會缺乏獨立思考和問題解決的能力。

這本書會依次談論學習的不同層次,從科學研究成果與理論來提出正確學習方法,再結合作者自身學習經驗總結而出的學習框架,教導讀者深度學習的技術。

接下來,我會分享我從書中獲得的學習與思考技巧。

1. 記憶力

記住知識,只是單純輸入知識,卻不加以思考,往往缺乏獨立解決複雜問題的能力。

記憶力是最底層的學習層次。你不需要擁有過目不忘的記憶力,但是記住一定程度的知識還是必須的,沒有記住就無法繼續深度學習。

書中,分享了一些記憶的要領,有些顛覆你的認知,有些非常實用,能應用在不同科目的學習上。

重讀並不會加深記憶

書中提到一項來自華盛頓大學的研究發現,重讀並不會加深記憶 [1]。

他們召集學生閱讀摘選教材與《科學人》雜誌的五個段落,其中一組只讀一遍,另外一組則重讀了好幾遍。

過幾天後,研究者讓透過考試來測驗學生,驗證他們的學習效果。結果表明,兩者成績幾乎是一模一樣。

多數人常常透過重讀來學習,因為重讀帶來主觀的錯覺,讓你感覺「記住」了資訊。

如果立馬給你測試,那麼你的成績確實會比較好,尤其是那些短期記憶比較強的人。實際上,這些知識無法轉換成長期記憶,過幾天後你依然會忘掉。

那麼,該如何強化長期記憶呢?

作者提供三種科學實證過的方法。

1 三個有效的學習方式

(1)提取練習

提取練習(Retrieval practice)經研究證實,比重讀更讓人能夠記住知識 [2, 3]。

在 Barbara Oakley 的《學習如何學習》(Learning how to learn)也提到,透過積極回想來努力記起某個概念,也就是回想起剛學過的概念,是幫助學習的好方法。

還有當你提取記憶時感到困難,但成功提取時,知識就會記得更牢固。

(2)間隔學習比集中學習效果更好

當你在學習時,你會在同一天集中在同一科目,還是每個科目平均分散在數天完成?

研究顯示,後者會比前者學習效果更好 [4]。

這種現象被稱作「間隔效應」(spacing effect)。這效應適用於所有人身上,不分年齡。這效應意味著,間隔練習比集中練習較能夠記得更久。

(3)交錯效應

交錯效應(interleaving effect)是指交錯練習比集中練習,在數天後獲得的學習效果更好。

這非常反直覺,多數人可能認為集中學習同一科目的效果比較顯著。然而,研究發現,集中學習同一主題的學生,學習後立即考試的成績會比較好,但是過兩星期後,成績就比較糟糕 [5]。

相反地,交錯學習的學生,雖然學習後立即考試的成績比較差,但是兩星期後考試的結果,卻比集中學習的學生還要好!

總結一下,在「記」的學習層次,你的學習策略建議是:每天交錯學習不同的科目,在學習結束前,利用提取練習,回想今天所學的知識。每天都如此重複,這麼一來,你就能獲得較好的長期記憶。

或許,提取、交錯、間隔練習會讓你感覺沒學到什麼東西,且又很吃力、困難。相較於重複閱讀和集中練習,則讓人感覺學得比較充實。但是,感到困難、痛苦的學習,反而會讓你記得比較久。

記住,沒有痛苦,就不會成長。

2. 理解力

想要利用知識解決問題,光是記住知識是不夠的,你還得理解知識和問題,才能獲得運用知識的能力。

理解力能幫助你理解知識,知曉前因後果,知道知識為何有用,有何作用。好的理解力能幫助你理解問題,提出好的解答。

問題是如何提升理解力呢?

以下分享兩個提升理解力的概念與方法。

閱讀的馬太效應

認知心理學家 Keith Stanovich 的研究顯示,人的閱讀能力也具有「馬太效應」(Matthew effect) [6]。該效應一般指的是「貧者越貧,富者越富」的現象,不過效應對於人類的閱讀能力也是如此。越少閱讀的人,閱讀能力低;閱讀量大的人,閱讀速度不僅快,理解能力也會更快更好。

Stanovich 解釋這現象的原因,是因為大量閱讀者會接觸更多詞彙量,更熟悉各個詞彙的區別與含義。這降低了他們的認知負荷,讓工作記憶(working memory)得以有餘力處理文字背後的抽象概念,促進了理解能力。

這個原理跟《雪球速讀法》中提到的累積雜學資料庫的概念相似。當你不斷地閱讀,累積越來越多雜學資料庫,你看書的速度會更快,理解力也會提升。讀得越多,你閱讀的速度會如同滾雪球般,越滾越大,越滾越快。

延伸閱讀 | 《雪球速讀法》閱讀筆記:實踐速讀的正確技巧

3 鄧巴數

相鄰可能

史蒂芬.強森(Steven Johnson)在他的著作《Where Good Ideas Come From: The Natural History of Innovation》(偉大創意的誕生)中提出相鄰可能(adjacent possible)的概念,用來解釋創新的誕生。他認為,創新不是無意間產生的,而是基於現有的資訊、知識、工具等事物,不斷探索邊界後,找到新的可能性。

Johnson 用房間來比喻:

當你在一間有四扇門的房間裡,每打開其中一扇門,就會進入到新的、從未踏足過的房間。每一個房間又有新的三扇門。每一次開門都會來到新的空間,隨著你逐漸探索,進一步拓展你的選擇範圍,這是一開始待在起點的你無法到達的地方。

這解釋了創新是一個逐步探索、進展的過程,雖然會受到當下的環境或資源限制,延遲新的可能被發現,但是,當每次相鄰可能的邊界被擴展時,會提供新的創新機會。

相鄰可能的概念不只用在創新,還能用在技術發展、科學研究、學習、職涯探索、文化與藝術等方面上。

此外,相鄰可能也可以用於人類的理解力,因為我們的理解事物的過程,並非都是一點就通的。

一切基於你是否具備「先備知識」,也就是我們有多少關於眼前事物的認知記憶。

作者認為強大的理解力是透過累積更多的詞彙、知識、概念和規律發展出來的。你知道越多,就能輕鬆理解更多知識,因為你拓展了相鄰可能。

但是,這並不代表我們什麼都從頭學習起,實際上,我們只需具備一定的基本知識,不需全部的基本知識。還有並非學習完所有先備知識,就能完全理解相鄰可能的任何知識。

除了上述提到的這兩種,書中提到的思想實驗和「費曼技巧」(Feynman Technique)也是提升理解力的好方法。

2 費曼學習法

3. 知識網

學習的第三個層次,是要將許多知識點編織成一張知識網。

你學會了知識,理解了知識,這還不夠。想要讓知識更有價值,你需要將知識編織成知識網,也就是人們常說的知識體系。

究竟該如何打造自己的知識體系呢?

所有學習都是碎片/零件化學習

一般你學到的知識,都只是被打散的知識,唯有你將理解的知識點串聯起來,組織成知識網,你才能對知識有更全面性地理解。

有些人會提到碎片化學習,是一種以碎片化的時間接收不連續、小段資訊的學習方式。書中作者更喜歡用「零件化學習」來稱呼。

這種學習方式沒有不好,即便是片段的學習還是有益處的,這種方式尤其適合難以抽空來學習的人。

好的學習不在於知識是碎片還是整體的,是零散或是系統化的;關鍵在於你有沒有把知識串聯起來、排列起來、組合起來。

事實上,所有學習都是碎片/零件化學習。

我們常說的有系統的學習,其實就是把零件化學習得到的知識點,組合成一個知識體系。

組塊

將知識組合成一個知識體系的常用方法是「組塊」(chunks)。

組塊是將不同的單元組合成一個大單元,或幾個碎片組合成整體。其功能是對資訊進行「壓縮」,減輕工作記憶的負擔,同時讓你更好理解全部的知識。

組塊能夠將知識進行連結與排列,讓你具有全局思維,藉由俯瞰視角(Zoom out)的理解方式來擁有對於全局的理解。

視覺化思考是最常用來進行知識的排列與連結的方法。

視覺化思考

視覺化思考(Visible thinking)是一種把思考寫出來的方法。透過思考視覺化後,更能清楚意識到自己的思考過程是怎麼樣子,並藉由視覺化思考來重新梳理思考、排列知識。

視覺化思考中的排列知識,就是在引領你思考知識。

常見的方法,像是常見的心智圖概念圖系統圖、作者常用的三力圖,以及現在很多知識工作者都在用的 Heptabase 都是視覺化思考的方式。

我個人非常推薦 Heptabase ,這款以卡片為筆記單位,搭配視覺化的白板,能在無限的白板自由地排列卡片,連結不同的卡片,甚至可以畫心智圖,幫助你學習與記憶。Heptabase 功能非常強大,有提供 Insight Generator,利用 AI 進行摘要和總結功能。最近還推出內建 AI 生成 Podcast 逐字稿的功能。

deep learning heptabase note
我目前透過 Heptabase 紀錄書籍的筆記,上圖是《深度學習的技術》的筆記。

4. 拓展知識網

知識網的拓展,需要透過學習與思考,進行縱向與橫向的延伸。精進知識網總共有三個維度:正確性多樣性創造性

正確性的高低決定了知識網的品質,透過「過濾機制」能夠篩選出正確的知識。

多樣性提供更多解決問題的工具,透過「跨領域學習」,獲得多元思維,讓你能夠以不同的角度來思考問題。

創造性能幫助我們利用知識產生新的洞見、新的概念,還有新的發明。

這三個維度幫助我們提升了知識網的品質,增強思考能力,讓你更好應對各種問題。

過濾機制

要獲得正確的知識,我們需要懂得如何辨別出錯誤的知識,以免被錯誤的知識誤導。

現今多虧了網路的發展,我們能快速傳遞資訊、吸收資訊、處理資訊。

知識獲取的門檻降低了,但是我們也得面對足以淹沒我們的資訊海嘯。

如同狄更斯說的:「這是最好的時代,也是最壞的時代;這是智慧的時代,也是愚蠢的時代。」

資訊獲得變得容易,相對也帶來許多挑戰。像是資訊爆炸、資訊品質良莠不齊等,為此我們需要有一套判斷、過濾的方式。因為知識輸入的正確性與品質,決定了知識網的品質。

書中提供五種思考方式,在第一層反應(快思的系統一)後,將知識過濾機制套用在第二層思考(慢想的系統二)上:

1. 自我反省:我做得如何?哪裡做得不好?該如何改善?

2. 激進的事實:真正的事實是什麼?我該怎麼判斷是不是真實?

3. 合理的證據評估:這個結論是否有充分的證據?還有其他更好的證據嗎?還是這只是單一個案(倖存者偏差)?

4. 提防不可否證的知識

關於不可否證的知識,我覺得挺有趣的,值得深入探討。

所謂的不可否證的知識,指的是那些無法證明我是錯的知識,當你認為無法反駁時,就容易選擇相信。像是玄學、吸引力法則、顯化、星座之類的。

小心不可否證的知識帶來的危害!這會危害你的思考與進步。

作者認為這類知識,並不是要你完全「杜絕」,你要做的是「堤防」。有些有價值的知識是不可否證的,但該知識還是有存在的價值,只是現在仍未有辦法驗證而已。例如:愛因斯坦曾說他是透過想像物理畫面來獲得靈感。這是事實嗎?我們無從驗證,但仍有其價值存在。

因此,要思考這論點是否可否證?

畢竟,很多時候,知識都是建立在過去的經驗總結上,這點較難以否證。

5. 想一下事物對立面:防止確認偏誤,凡事都要思考正反兩面。問自己:該觀點的對立面是什麼?

跨領域學習

通才需要跨領域學習,挑戰那些陌生的領域,但這通常很困難,通常多數人認為通才的學習速度會比專才還慢。

然而,通才的學習優勢是在後期,他們會在單一領域或是綜合領域都贏過專才。因為通才懂得更多知識,知曉用不同的角度來思考問題,為領域帶來新的見解。

Deep learning 專才與通才
(a)通才雖然剛開始學習速度較慢,但到後期才顯現出跨領域的優勢。
(b)在單一領域,通才會贏過專才,容易為該領域帶來新的見解。

研究調查發現,諾貝爾得獎主通常用興趣廣泛,參與更多藝術活動,例如:音樂、美術、手工藝等等。這似乎意味著藝文活動增進了科學成就的可能性。

成為通才的最佳實踐方式是,先專注在某一領域成為專才,擁有一技之長後,進入瓶頸期後,再有策略地拓展自己的知識邊界

這樣的好處是,獲得更好的職涯發展,因為你透過跨領域學習,進一步提高自己的綜合能力。此外,以效率來說,先專注一個領域更好,之後學習第二個領域的速度會更快,你會發現更容易掌握第二個領域的知識。

Deep learning 跨領域學習

寫作能增進思考與學習

「深度的思考,帶來深度的學習。」

我們不只要理解知識,還要對知識的正確性提出疑問、用不同的思維模型來看問題;將不同領域的模型組合運用、對不同領域的知識進行聯想;透過深入思考提出獨特的見解,最後透過實踐來完成創造。

做到創造性思考的最好方式,作者認為就是「寫作」,他稱寫作為「思想孵化器」。

寫作能幫助我們思考得更深入、更透徹、更全面,甚至幫助我們激發出靈感,創造出別人想都沒想的東西。

此外,研究顯示寫作能提升學習速度、批判性思維、問題解決能力 [7, 8]。還有研究顯批判性思維與學習能力和效率成高度相關 [9, 10]。

寫作解放了工作記憶的限制,同時糾正我們的思考過程,因為寫作本身就是一種視覺化思考。

寫作不只增進了思考與學習,還是一個思想孵化器,讓思想越益成熟。

作者的做法是,先設定一個主題,然後收集各類素材來寫作,從工作、經驗、閱讀、網路、課程等來源,然後進行第二層思考,利用各種思考方式,拓展思維的正確性、多元性與創造性。最後也是最重要的,重視持之以恆地進行寫作,這會讓你思考地更深入、更透徹、更全面,甚至想出別人從未想到的新點子。

4 第一性原理

5. 活用知識

世界上的知識多到讀不完,無論你如何提升更種學習方式,都不同學完世界上所有知識。學習需要做些取捨,才能高效地學習。

學習最重要的是懂得活用知識,學會就是要學以致用,才能將知識轉化為自己的思維,轉變成自己的智慧。

書中,作者就分享了他的選書法、閱讀法、筆記法,並將實踐的方法,整合成自己的學習策略,並加以應用。

三階段筆記

「用輸出整理輸入,用輸入改善輸出。」

作者的筆記方法有三個階段:

  1. 紀錄:拿出筆記本或打開筆記軟體,寫下你想紀錄的素材、知識點、產生的想法、洞見等等。
  2. 排列:透過視覺化思考,在紙上排列知識、畫圖。
  3. 加工:透過撰寫文章的方式,對所學知識進行更深入的思考。
    • 用費曼學習法,就是用你自己的文字來寫下對內容的理解,善用故事、比喻來說明,讓 5 歲小孩都能理解。
    • 透過第二層思考加入自己的感想、見解。例如:過濾機制、聯想思考、跨領域結合等等。
    • 對草稿進行修改、補充、加強。

這三個階段所耗時間因人而異,雖然複雜且麻煩,但是只要你能夠用此方式深度學習,帶來的學習效果絕對是被動閱讀無法比你的。

制訂個人計畫

「知識需要被應用才會產生價值。」

多數人學習過後,總是覺得學到的知識很好,但是這些知識未必對你的工作與生活產生影響。

這可能是你只追求知識,卻不懂得實踐、應用。或者,你不是不想實踐,而是你學到的知識跟你現在的工作與生活無關,不知道該如何運用所學的知識。

作者過去擔任動畫設計,但喜愛心理學書籍,他也曾碰到無法將心理學運用到工作上的問題,所以作者後來發展一套學習策略,那就是在工作之外,發展「個人計畫」。

「個人計畫」可以跟你工作有關、間接相關或無關,沒有特定的形式,只要是對你有意義,能幫助成長就行了。

作者針對「個人計畫」給出三個方面的建議,我總結出一些重點給大家參考:

目標與動力

  1. 找到感興趣的個人計畫,並親自制定計畫
  2. 有一定難度、具體清晰、有意義
  3. 能夠發揮創造性
  4. 有時限性
  5. 能解決某個實際問題

實踐與學習

  1. 寫下達成目標所需的步驟。
  2. 依據需要什麼能力來學習。
  3. 知識需要與真實世界交流才是有用的。

成功與失敗

  1. 是否有人願意付費買你的產品?
  2. 是否達到你的預期目標?
  3. 失敗也沒關係,從失敗中提取經驗。

總之,在活用知識的學習最高層次,我們需要做的就是「終身學習」,並達到「學以致用」。

後記

深度學習的技術》是一本很完整、有系統的學習技術書,作者深入淺出地講解學習的五個層次:,讓人容易整理消化。書中提到的學習方法,還是思維鍛鍊方式,都能給我們的學習方法帶來新的啟發。

這本書相較於市面上關於學習的書籍,內容相當的嚴謹,看得出作者力求傳達正確的理論,並幫助讀者實踐的用心。

我自己在閱讀的過程中,寫下了滿滿的筆記,內容真的是非常扎實。作者常常以思想實驗的方式,透過故事來解釋一些概念與方法,讓人更容易理解。但礙於文章的篇幅,書中許多的學習與思維工具,我就沒有完整提到,真得很推薦自行閱讀《深度學習的技術》,保證給你帶來滿滿收穫。

如果你不斷學習,卻沒有感受到成長,這本書深入探索學習技術,絕對能幫助你突破學習成長的困境。

作者的其他著作《思維進化》和《深度思考的技術》,我也非常推薦,能提高你思考的維度。

延伸閱讀 | 《思維進化》閱讀筆記:成為進化思維的人

延伸閱讀 | 《深度思考的技術》閱讀心得:5大思考的技術

參考資料:

  1. Callender, A. A., & McDaniel, M. A. (2009). The limited benefits of rereading educational texts. Contemporary Educational Psychology, 34(1), 30–41. https://doi.org/10.1016/j.cedpsych.2008.07.001
  2. Roediger, H. L. III, & Karpicke, J. D. (2006). Test-enhanced learning: Taking memory tests improves long-term retention. Psychological Science, 17(3), 249–255. https://doi.org/10.1111/j.1467-9280.2006.01693.x
  3. Amy M. Smith et al.,Retrieval practice protects memory against acute stress.Science354,1046-1048(2016).DOI:10.1126/science.aah5067
  4. Vlach, H. A., & Sandhofer, C. M. (2012). Distributing learning over time: the spacing effect in children’s acquisition and generalization of science concepts. Child development, 83(4), 1137–1144. https://doi.org/10.1111/j.1467-8624.2012.01781.x
  5. Rohrer, D., Taylor, K. The shuffling of mathematics problems improves learning. Instr Sci 35, 481–498 (2007). https://doi.org/10.1007/s11251-007-9015-8
  6. tanovich, Keith E. (1986). Matthew effects in reading: Some consequences of individual differences in the acquisition of literacy. Reading Research Quarterly, 22, 360-407.
  7. Quitadamo, I. J., & Kurtz, M. J. (2007). Learning to improve: using writing to increase critical thinking performance in general education biology. CBE life sciences education, 6(2), 140–154. https://doi.org/10.1187/cbe.06-11-0203
  8. Wade, C. (1995). Using writing to develop and assess critical thinking. Teaching of Psychology, 22(1), 24–28. https://doi.org/10.1207/s15328023top2201_8
  9. Tsai, P. Y., Chen, S., Chang, H. P., & Chang, W. H. (2013). Effects of prompting critical reading of science news on seventh graders’ cognitive achievement. International Journal of Environmental and Science Education, 8(1), 85-107.
  10. Afshar, H. S., & Movassagh, H. (2014). On the relationship among critical thinking, language learning strategy use and university achievement of Iranian English as a foreign language majors. The Language Learning Journal, 45(3), 382–398. https://doi.org/10.1080/09571736.2014.914238
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