为什么学渣给学霸讲题,学习收益更高?费曼学习法的误区_算法

“能不能帮我看看这道题…”这是学渣和学霸间最常见的对话。有时候,我们遇到不懂的知识、不会的题目,请教身边比自己学习好的人,是一个非常有效的方法。这看似没有什么不对,学霸细致的讲解,让我们有额外的时间来思考,而不是像上课一样只能被动听讲。

但是,我要告诉大家一个反常识的事实:学渣给学霸讲题,学习收益才会更高。为什么这么说?别急,先来看看我们的学习方式是什么样的


我们是如何学习的?


对于接受了多年应试教育的我们来说,被动学习是大多数人习以为常的学习方法。我们听课,我们做题,我们阅读,按部就班的学习,接受知识的过程就像流水线。但,这样的学习方式真的科学吗?

按照国家训练实验室的学习内容平均留存率研究,被动学习中听讲、阅读、视觉、演示等被动学习方法都是较低的留存率。换句话说,当一位知识水平在自己之上的人为你讲解,不论是课上还是课后,本质上都属于被动学习。而与不同水平的人交流、自我实践、以及教授给他人,都是主动学习,其中教学是留存率最高的一种学习形式。

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费曼学习法


我曾经在 9 个月的时间里自学完包括MIT、斯坦福在内的共26门数学系、计算机系公开课程和书籍,其中用到的除了前几期所讲的学习方法外,还包括一个核心技巧——费曼学习法。

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理查德·费曼是1965年诺贝尔物理学奖得主,也是纳米技术之父。其实,费曼学习法并不是由费曼所创造,而是由他体系化地推广。

早在西汉时期,《礼记·学记》中就有“教学相长”的说法,意思是教和学两方面互相影响和促进,彼此都能得到提高。这,就是费曼学习法的核心。

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完整的学习法由四步构成:

1、获取 即获得并初步吸收自己获得的知识

2、教学 向他人讲解你所获得的知识

3、评价 自己或他人对自己的教学进行评价

4、简化 即划重点,提炼并升华知识,加以运用。

第2、3、4步之间为一个循环过程,评价为教学提供反馈,教学获得反馈并根据反馈内容更新自己的知识,然后再次进行教学。

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本质上,费曼学习法将传统意义上的输入和输出变换了一种形式。也就是说,我们之前学习时,往往只考虑输入,只想着自己学会、自己做出这道题就行了,而不会思考怎么样才能让别人也听懂。在这样的被动学习回路中,只有输入,没有输出。但输入的效果取决于很多因素,比如教材好坏,老师水平,前排妹子等等。

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而费曼学习法所构造的主动学习回路,则让我们在接受输入后,再进行输出,并且这个输出不是把学到的内容原封不动地重复一遍,而是加之自己的理解,试着用更简练的语言表达出来,也就是 “把书读薄”。这个学习过程中,思维方式的变换,会带来与众不同不同的学习效果。


为什么费曼学习法有效


被动学习与主动学习的最大区别,在于对路径的探索。输入式的被动学习,永远发现不了我们欠缺什么。只有输出式的主动学习,才会发现哪里有问题。很多时候,对于某个知识/题目,老师讲的时候我们觉得已经听懂了,但到自己做题时又不会了,为什么?

因为听课时学到的,是浅层的单一思维路径,更多地用到了记忆功能,而做题时候遇到的,是真实的复杂决策路径,考验的是归纳推理功能。举个例子,A点代表一个题目(知识点)的条件、起点;B点代表一个题目(知识点)的结果

从A到B的路径,就是我们解题时思维路径。这个路径,我们可以想象成开车,学霸就是老司机。在学霸讲解,我们听的时候,是一条单一的思维路径。此时在这条路径上,开车是非常简单的,跟着老司机一路走完,不用思考前面是否要拐弯,或者该走哪条路等等。

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而主动学习,面临的是真实的思维决策路径。我们作为新手司机,没人带路,只能自己探索出正确的路。探索过程中,我们会碰到很多个岔路口,不断的走走停停,我们既不知道终点在哪里,也不知道自己现在是否走错了,整个路径充满未知。因此,很多人的思维还没展开,就已经被水淹没,不知所措,最后大脑一片空白。

这些岔路口,就是知识的逻辑链条。举个例子,假设一道题的逻辑链条是这样的:

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学霸们讲题时,会先讲A如何推导到B,然后讲B如何推导到C,最后一直到F。每个过程我们都觉得自己听懂了,但实际上我们所听懂的,只是一个个短小的逻辑链条,而不是整个逻辑路径。

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也就是说,当实际做题,需要完整逻辑路径的时候,也许我们知道怎么从A到B,怎么从D到E,但却没法衔接起整个路径并最终获得答案。这就是为什么我们会产生“我听懂了”的感觉,题目却做不出来。

费曼学习法的核心在于教学,而教学动作在整个逻辑路径上,与单纯的“学习”是截然不同的,其在本质上,变换了知识的表征形式。因此,我们学到的除了简短的逻辑链条外,还包括完整的逻辑路径。在教学中,人们依照当下的线索来回忆逻辑链条,每进行一次回忆,就会增加链条间的衔接,最终提高知识重构的有效性。

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生成式对抗神经网络


在人工智能中,费曼学习法也叫做生成式对抗神经网络,它在人脸识别、智能对话等领域有着广泛应用。相信大家看到这个名词肯定一脸懵逼,别担心,这里我用一个“男朋友拍照”的例子来帮大家理解


男朋友:你看我给你拍的好不好?

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女朋友:我的神呀,这是什么鬼,你不能学学闫妮的构图吗?

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男朋友:哦

……


男朋友:这次你看我拍的行不行?

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女朋友:看看你的后期,再看看鞠婧炜的后期

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男朋友:哦

……


男朋友:这次好点了吧?

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女:还行吧,我去发朋友圈了

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这个场景中,有两个参与者:男朋友,一直试图拍出令人满意的照片。女朋友:一直以挑剔的眼光找出“御用摄影师”拍的照片和“别人家摄影师”所拍照片的区别。

整个流程可以概括为:

男朋友拍照片 ->女朋友分辨这些照片和优秀照片的区别->男朋友根据反馈改进自己的技术,拍新的照片->女朋友根据新的照片继续提出改进意见->……


拍照(生成),评价(对抗)的回路就是一个不断循环的过程,这个过程贯穿整个逻辑路径,一直持续直到均衡出现:即女生不再抱怨“自己男朋友”拍的照片和“别人家男朋友”拍的照片的区别,也意味着男友的拍照技术提升了到令人满意的程度。

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和我们以往所理解的不同,站在AI的角度看,费曼学习法的核心,并不只是简单的“教学”动作,而是生成(教学)与对抗(评价)所构成的反馈回路。

对应到学习中,男朋友就是学渣,女朋友就是学霸,拍照就是对知识的讲解,而学霸根据自己已学习的知识(别人的构图、后期)来判断学渣的讲解是否满意,并提出针对性的反馈。学渣根据反馈,可以更高效地进行修正和理解,并再次讲解(拍照)。

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利用AI的生成对抗机制,我们了解了费曼学习法的本质,现在,让我们试着优化这种方法,并避开它的误区。


费曼学习法的误区


费曼学习法是一个非常有效的方法,但对于有的人来说,它带来的学习收益并不明显。这是为什么呢?原因在于反馈。我们已经知道费曼学习法的核心是生成与对抗的反馈回路,问题就出在对抗上。很多人只是在用费曼的技巧,却没有理解费曼学习法的本质。

现如今,我们看到的所有费曼教程,都在倡导学习者扮演“教师”角色,而让相同水平或外行人扮演“学生”角色,通过教师为学生讲解的过程进行学习。这个步骤本身并没有错误,可以在讲解中融会贯通自己学到的知识。但直接进行这种教学,有时并不适合所有人,原因在于对抗中的反馈是因人而异的。


费曼是物理学教授,利用学习技巧,他可以非常有效的走完费曼学习法的整个循环,因为他和他的学生对自己的教学好坏可以给出非常精准的反馈。这是一种自上而下的讲解。

而我们的知识水平与深度,都无法和费曼相比。一道高数题,如果按某些教程一样生搬硬套费曼学习法,我们应该先对自己或者自己的学渣同学来讲解这道也许你也不能彻底理解的题。最后的收益很难保证。换句话说,我们能否做到像费曼那样,精准地定位教学中的知识缺陷呢?很难。

这就是有时候我们觉得自己讲明白了,但别人并没有真的听明白,也给不出有效的反馈。结果就是,我们仍未知道那天所讲的题的逻辑链条哪里有缺陷,这样的回路效率过低。


如何利用费曼学习法提高学习收益


如何避免费曼学习法的误区,并提高学习收益,这里给出一个非常有效且简单的方法。

从自下而上,到自上而下

让我们回忆一下,当我们在课堂上被老师点名回答一道问题,虽然中间过程有些不太顺利,但在老师的循循善诱下,最后还是正确回答上来了。那么对这道题,我们的记忆和理解,是否比没有点名回答时更加深刻?这,就是自下而上的讲解,也即知识学习者向知识掌握者进行讲解。

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在这个过程中,经验丰富的知识掌握者给出更加及时和有效的反馈,促使学习者进行更好地理解和教学。最常见的就是毕业答辩或者课堂提问,利用情景记忆,可以有效提高大脑对知识的记忆能力。


当你下课,隔壁桌的妹子来请教你上课回答的那道题,你把发言时的知识,进行提炼和简化,并认真向她讲解,这就是自上而下——即知识掌握者向知识学习者的教学。此时,你的知识已经充分吸收,经过教学中的提炼、简化,才会得到进一步理解。

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因此,对于自己没有完全掌握的知识,先进行自下而上的教学。你可以找一位知识掌握者,比如学霸,问问他“能不能听我讲讲这道题,并给我一些建议”而不是“能不能帮我看看这道题…”

等你完全理解了这道题后,再将自己或水平低于自己的其他人当作“学习者”,进行自上而下的教学讲解,以此提炼知识并加深理解。这个循环,贯穿费曼学习法的整个过程。



最后总结几点小技巧

  1. 举手发言,一般情况下老师的知识掌握程度是高于学霸的,所以珍惜课堂上老师的反馈,进行由下而上的讲解,走通整个逻辑路径

2. 上下讲解:如果你是学渣,请在学霸给你讲完后先行整理,再试着讲给另一个学渣,保证他能听懂。如果你是学霸,请保持一些耐心,因为学渣们的提问,正是你检验知识,利用费曼学习法吸收理解题目的机会。在讲解过程中,既要让学霸满意,也要让学渣听懂。前者帮助自己反馈知识缺陷,后者帮助自己重构知识脉络

3. 逻辑路径:平时学习、做题时,可以显式记忆逻辑链条,比如通过画图,将每一个衔接点进行标记。这样,每次走完整个逻辑路径,就可以回头看看单独的逻辑链条是如何衔接的,也可以加深记忆

4. 学会用心:敷衍的教学是没有效果的,讲解太过浅显或太过晦涩都会让听讲者一头雾水。用心是最好的方法:想象一下,如果你每天都自告奋勇去你们班花讲题,是不是一定格外认真且记忆犹新?把每个听你讲解的人都当成班花,然后用心讲解。

5. 讲解反馈:设立一个规则,比如每个听你讲解的人如果觉得你讲的好的话,就给你一朵小红花,当作表扬。这种小奖励可以促进多巴胺分泌,促使你更有动力。


最后,世上没有万能的学习方法,是否适合自己,需要自己不断的尝试,正所谓:纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。学习思维的提升,始于思考,发于行动。也许只是一次小的尝试,你的学习方法和思维能力就会开始改变。


更多的学习方法和思维知识,欢迎关注我的下一期文章。谢谢大家

PS. 视频版已经上传在B站

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作者简介:godweiyang知乎同名华东师范大学计算机系硕士在读,方向自然语言处理与深度学习喜欢与人分享技术与知识,期待与你的进一步交流~


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