冯岩松

(徐州工程学院外国语学院　江苏徐州　221008)



论重复提取的长期记忆保持强化效应

冯岩松

(徐州工程学院外国语学院江苏徐州221008)

【摘要】Karpicke等人的一系列记忆实验表明，学习过程中的重复提取相对于其它学习策略对词汇和意义材料的长期记忆保持，更具强化效应，并能产生更持久的意义学习。然而，许多学习者对此缺乏应有的元认知意识。大学英语教学中，应该注重培养学生实施积极提取练习并及时进行反馈的意识和习惯；教师应探索设计多种有效方法促进重复提取的发生，将重复提取对长期记忆保持的强化效应最大化，实现英语学习效果的最优化。

【关键词】重复提取；长期记忆保持；强化效应；学习判断

长期以来，人们对学习的认识基于这样的假设：学习主要发生于对知识、经验的编码过程。与之相对应的另一个假设“提取”——线索驱动的积极的知识重构过程——则被认为是对头脑中存储的知识的独立量度手段，其自身不产生学习，由此而产生的一个假设就是，学习者在测试中所输出的内容反映其头脑中存储的信息或以前编码建构的知识。Neisser称该观点为“复现假说”[1]，Tulving称之为学习“痕迹依赖理论”[2]。因此，教学注重知识的编码，即将知识“存入记忆”，强调精细化学习，而知识提取对记忆保持和意义学习的重要性则没有受到重视。然而最新的认知科学研究表明，提取过程不仅能够促进知识的长期记忆保持，而且事实上是比编码更强大的学习活动。本文就重复提取对记忆保持的强化效应及其对大学英语教学的启示展开讨论。

一、词汇记忆方法的调查与分析

在大学英语学习中，词汇数量的多寡是衡量英语能力的一个重要指标，同时也是英语能力的重要基础。学生对词汇记忆的重视程度毋庸置疑。然而在教学过程中，笔者发现很多学生词汇记忆的方法并不科学，同时也有不少的学生反映词汇的记忆看似容易，实则很难，单词记住很快，但遗忘更快。对此，笔者任选两个非英语专业大二本科班级共98人做了一次调查，答卷全部有效。调查内容和结果简单总结如下表：

词汇记忆调查结果

题 项结果题1:一旦记住并能回忆,就不再复习33(33.7%)题2:一旦记住并能回忆,一段时间后再读写47(48.0%)题3:一旦记住并能回忆,一段时间后再回忆或测试18(18.3%)题4:单词记忆我倾向于反复读写68(69.4%)题5:单词记忆我倾向于反复回忆30(30.6%)题6:你觉得自己的单词记忆效果如何?很好好一般差很差101750138题7:你认为最有效的单词记忆方式是1,2还是3?1)2)3)3(3.1%)54(55.1%)41(41.8%)

题1～3是对词汇记住之后的复习策略的调查。可以看出，有33人(占33.7%)一旦记住词汇并能够回忆，就不再进行复习。这说明这些学生潜意识里认为只要记住单词，就意味着他们永远记住了，这也是很多学生的共同认识。有47位(占48%)学生选择在一段时间后重新进行读写加以复习，只有18人(占18.3%)是通过回忆来复习单词的。也就是，多数学生认为复习很重要，但在复习方式上差异较大，以读写为复习方式的更多。

题4和5是对学生词汇记忆过程的调查。从表中数据可知，68人(占69.4%)是通过读写来记忆单词的，只有30人(占30.6%)通过反复回忆来记忆单词。

题6是对词汇记忆效果的调查。尽管记忆方法及复习策略不同，但多数学生(71人)都认为自己的记忆效果不好，认为记忆效果良好以上的只有27人。究其根源发现，他们对记忆方法缺乏元认知认识，也缺乏教师的必要指导。这一点在题7对有效记忆方式的认识的调查中也得到了反映：54人(占55.1%)认为单词记住之后进行重复读写是最佳记忆方式，而认为进行回忆或测试是最佳方式的有41人(41.8%)，少于前者。这与传统认知学习就是知识编码(读与写)关系密切。表中数据反映出大多数学生都认为自己的词汇识记方法是可取的，但记忆效果却是多数人认为不理想：记得很快，忘得更快。这种矛盾的焦点在于如何获得长期记忆保持。

那么，什么样的记忆方法才能获得更持久的记忆保持呢？根据重复提取理论，对知识进行反复测试或回忆，而非重复学习，才是提高长期记忆保持的最佳途径。Karpicke等人通过多年的研究和大量的实验，证明了这种方式的可行性。

二、重复提取对词汇长期记忆保持的强化效应

传统的认知假设认为，习得发生于学习尝试中，而测试(回忆)只是对所学内容的评价而不对其产生影响。但早在1967年Tulving就做过典型的记忆研究实验，证明学习-测试-学习-测试(STST)反复进行能获取更好的学习效果[3]。测试不仅评价学习，而且还能促进学习，之后的很多实验都验证了这一结论。这种提取练习(测试)能够促进随后学习中的信息编码，从而提高学习效果的现象被Izawa称为测试的强化效应(potentiating effect)[4]。它指的是，在学习过程中嵌入测试比没有测试的单纯重复学习能产生更大的学习效果。但是，Tulving的结论认为，测试尝试和学习尝试对于促进学习来说效果相同。其原因在于，他的实验中，学习尝试之后立即实施回忆测试，结果第一级记忆和第二级记忆对学习的贡献没有被区分开来。

为了更好地验证重复学习和测试各自对长期记忆的影响，Karpicke等人用两个实验重新进行了Tulving的实验[5]，只是将回忆测试延迟到一周之后以衡量这3种学习模式对记忆持久性的影响。实验1旨在通过延迟一周的测试来比较SSST、STST和STTT3种学习模式的记忆效果。因为，根据最新研究成果，测试尝试事实上可能比学习尝试产生更强的长期记忆保持。实验2分别检验重复学习和重复测试对初期习得速度和延迟记忆保持的影响。

(一)实验1：3种学习模式的对比实验

实验1中，受试者在STST(标准模式)、SSST(重复学习)和STTT(重复测试)3种学习模式下学习由40个不相关词汇组成的词表，整个学习实验阶段包括5个学习周期。在学习阶段结束一周后进行10分钟的自由回忆测试，以写出尽可能多的单词。

图1是实验1的测试结果，如图1所示[5]：3种学习模式STST 、STTT 和SSST中受试者的回忆率分别为68%、64%和57%。尽管在学习实验中，SSST模式共计重复学习15次，而STTT模式只重复学习5次，但测试结果显示后者优于前者。这表明，重复测试更能提高长期记忆保持，而增加学习次数并没有提高学习效果。另外，该实验结果显示，学习尝试和测试尝试相交替的STST(标准模式)可能是促进学习的最佳模式，因为该模式比其它模式的反馈次数更多，表现为测试尝试之后紧跟更多的学习尝试，而这些学习尝试具有某种反馈功能。

图1实验1最终测试结果

(二)实验2：4种间隔式学习模式的对比实验

“按照你这么说，如今再仿制品的东西工艺更高，理应更值钱了？再说，即使把这些当成清朝的工艺品，也值不了多少钱。这个再怎么精美，它还是个钱的形状。也没见过谁在钱眼里穿根绳子当玉坠子用啊。”

实验1证明，学习和测试相交替的STST模式能够产生最佳的初期学习效果和延迟的记忆保持，因为它在测试之后立即进行反馈。整个学习过程中学习和测试尝试相互间隔，而其他学习模式中则是密集的重复学习或重复测试。众所周知，间隔式学习能产生最持久的记忆保持。因此，Karpicke等通过实验2对比了4种间隔式学习模式对长期记忆的影响：(1)STST：对整组单词学习和测试交替进行；(2)SSTT：两次连续学习尝试之后紧跟两次连续测试尝试；(3)STSNT：受试者学习整个单词表，在测试尝试中尽可能多的予以回忆，然后只重复学习那些前一测试尝试中没有回忆出的单词，之后测试整个单词列表；(4)STSNTN：只重复学习前一测试中不能回忆的单词，也只测试前一学习尝试中所学习的单词(即只测试那些之前未被回忆出的单词)。实验2共计进行4个学习周期。一周后进行10分钟的自由回忆测试。

图2是一周后的最终测试结果[5]。在10分钟的回忆测试结束时，STST模式和STSNT模式的最终回忆比例相同(44%)。这表明，对可回忆项目的重复学习(STST)与将其从进一步的学习中移除(STSNT)相比，并没有产生更多的记忆保持。换言之，将可回忆项目移除，也没有因为使重复学习变得更容易和高效而提高记忆保持。但是，以上两种模式的表现均好于SSTT模式(36%)，说明更多的反馈对记忆保持具有积极作用。以上3种模式的测试结果都远远优于STSNTN 21%的回忆率。因为，在STSNTN模式下，每个单词只被回忆过一次，而其它学习模式下对整个词表的重复回忆增加了最终测试中的回忆比例。因此，一个简单的程序变化——由STSNTN模式变为STSNT模式——使长期记忆保持增加了一倍以上。

(三)实验结果对自主学习中词汇记忆的方法论启示

据目前的研究，重复提取之所以能够促进长期记忆保持的部分原因可能是由于正迁移的作用[6][7][8]。就测试效应而言，在初期学习阶段的测试尝试中，受试者必须进行一系列提取程序以获取记忆中存储的信息，测试中的这些提取活动产生的正迁移效应，提高了以后测试中的表现能力。重复提取可以促进记忆的另一个解释是Bjork的“必要难度”假设(desirable difficulties)[9]。Bjork通过大量证据证明，能够提高初期学习速度的学习技巧经常导致糟糕的长期记忆保持。相反，使初期学习速度较慢或较费力的学习技巧经常能够提高长期记忆保持。比如STSNTN，模式由于每个词项只回忆一次而获得最快习得速度，而其它学习模式则由于对整个词表进行重复提取而难度增加，故累积学习速度缓慢。而STSNTN模式在一周后的测试中表现最差，增加了初期学习难度的提取模式，却极大地提高了长期记忆保持(如图2所示)。

图2实验2最终测试结果

这样，笔者的记忆调查中学生的困惑便得到了理论解释。调查中，多数学生选择一旦记住某个单词就不再复习，或选择以读写的形式进行复习，因为这样的学习或复习方式速度最快，而“必要难度”最小，故成为学生的首选学习方法。但Karpicke和Bjork等人的实验表明，学习速度较快的学习方法反而对长期记忆保持不利，因此调查中多数学生反映记忆效果不好，这正是记得快忘得更快的原因。相反，以回忆或测试的方式进行复习，过程缓慢而有难度，记忆效果却更好。

尽管这只是一次关于词汇记忆的调查，但它却反映出很多大学生对学习策略的元认知缺乏的问题。因此，教师在教学过程中要有意识培养学生的提取和反馈意识，给予方法论的指导，使其从理论上认识到提取练习对记忆保持的重大意义，培养学生养成STST模式的学习习惯，实现自主学习中词汇记忆的最大效益。

三、重复提取对意义材料长期记忆保持的强化效应

重复提取不仅可以提高词汇的长期记忆保持，而且能够促进意义材料的学习。Karpicke等人的许多实验表明，每一次对知识的提取都是对它的改变，知识提取练习提高了将来对该知识提取的能力。积极提取练习，能够产生长期的意义学习。

为了验证重复提取对意义材料的长期保持的强化效应，Karpicke等人使用意义材料进行了实验。其实，关于意义材料的学习方法，早在2009年Karpicke等人就在大学生中做过广泛调查[10]。结果表明，为了迎接考试，57%的人选择重复阅读自己的笔记或课本，只有18%的人表示在阅读笔记或课本后将尝试回忆所读材料。这说明多数大学生对提取练习的学习促进作用没有元认知意识。为了验证重复提取相对于重复阅读对于知识学习的促进作用，Karpicke用教学短文对3种学习模式进行了实验对比：SSSS(4个重复阅读时段)；SSSR(3个阅读时段加1个提取时段)；SRRR(1个阅读时段加3个连续提取时段)。实验结果如图3和图4所示[11]：

图3学习判断对比

图4测试结果对比(1)

图3是实验结束时，学生预测将来对该学习材料的记忆程度的学习判断。它表明重复阅读次数越多，受试者的学习判断越高，即他们认为学会的越多。然而，图4所示的一周后的回忆测试结果却与图3的学习判断完全相反：受试者积极提取的次数越多，他们对知识的长期记忆保持越好。也即是，对意义材料的长期记忆保持的程度，与学习者在学习阶段所进行的重复提取的次数成正相关。

另外，提取之后再重复阅读对学习的强化效应将会更大。其中部分原因在于尝试性提取能促进重复学习中的知识编码。为此，Karpicke和Roediger用教学科学短文对提取加重复阅读的强大功效做了实验[5]。该实验中的3种学习模式分别是：学习一次(只在一个学习时段阅读该短文一次)，提取一次(阅读短文并在回忆时段尽可能多的进行回忆，然后粗略地重复阅读)，重复提取(4个学习时段和4个回忆时段相交替，对短文重复提取)。一周后的测试结果如图5所示。可以看出，实施一次提取相对于阅读一次使长期记忆保持增长一倍(34%和15%)，而重复提取4次使记忆保持增长了4倍，达到80%的回忆率。可见，实施积极提取并在回忆尝试之间进行简短的重复阅读(反馈)，对知识的长期记忆保持产生了更为巨大的效应。

图5测试结果对比(2)

(二)实验2：重复提取和概念图的对比实验

以上实验证明，积极的重复提取可以促进简单知识的长期记忆保持，从而提高学习效果。那么，重复提取能够促进强调知识运用的意义学习的发生吗？所谓意义学习(meaningful learning)，是一个与“机械学习”(rote learning)相对照的概念，是指符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当概念，建立非人为的实质性联系的过程；是以做出推理和知识运用为评价标准的对复杂教学材料的学习[12]。为此，Karpicke和Blunt将积极提取对意义学习的效果，和当前非常流行的精细化学习方式概念图(concept mapping)的效果进行了比较[13]。概念图是利用节点代表概念，用连线和箭头代表概念间关系的空间图形表示。他们的实验中要求受试者阅读科学材料并构建概念图或对材料中的内容进行积极提取。一周后的测试中，受试者回答两种简短问题：字面问题(评价对学习材料中包含的概念性知识的记忆)和推断性问题(评价学生在概念间建立联系的能力)以评价对意义概念的习得情况。

实验结果如图6、7和8所示[13]。从图6和7可以看出，实施重复提取的受试者在两种问题上的测试结果都超过了概念图式精细化学习效果的50%。然而，图8的元认知预测表明，学生对初期学习阶段的学习判断(JOLs)，却是重复阅读和概念图将比积极提取产生更好的学习效果。

图6字面问题测试结果

图7推断性问题测试结果

图8各种学习策略的学习判断

Karpicke和Blunt还就将构建概念图作为长期记忆保持的评价方式进行过另一次实验，实验结果如图9和图10所示[13]，因为概念图本身就是一种评价学生概念性知识的连贯性和整体性的手段。图9同样表明，在学习过程中实施积极提取的受试者在最终构建概念图的测试中表现更好。这说明积极提取练习提高了学生对意义材料深层次的概念性学习。尽管最终的测试是构建概念图，但是在初期学习阶段实施提取却比通过概念图进行精细化学习更能促进记忆保持。然而，图10的学习判断依然表明更多的学生认为精细化学习比积极提取效果更佳。

图9最终测试结果

图10初期学习判断

(三)实验结果对大学英语课堂教学的方法论启示

以上实验表明，重复提取不仅促进知识的记忆保持，还能促进意义学习的发生，提高知识的运用能力。因而，它应该成为大学英语教学中值得尝试和重视的学习策略和教学策略。然而，当前的大学英语教学却存在诸多问题，不利于学生对知识的长期记忆保持和运用能力的提高。比如，教师讲授时间过长、教学方法单一，学生语言实践训练不足、学习意志薄弱、对学以致用缺乏重视等等。很多大学英语教师满足于完成授课任务，同样，很多学生满足于完成听课任务。不少学生学习英语的目的主要为了应试：期末考试、四六级考试及考研。他们没有意识到英语的工具性和实践性及其在未来工作中的有用性。因此，教和学的水平都相对肤浅，知识的长期记忆保持效果较差。鉴于此，教师也要更新观念，从以下两方面强化提取在教学中的功用。

1. 注重教学过程知识提取方法的多样性运用。教师要彻底改变“授课就是讲课”的传统观念，在课堂教学中要更多的探索、设计和使用“迫使”学生进行知识提取的教学方法以增加学生知识提取的机会。例如，设计更多的非良构问题，就能够促使学习者实施更多的知识回忆，增强知识的记忆保持和运用能力。同样，课堂复述、表演、讨论、写作等都应该成为“迫使”学习者实施知识提取的常规教学方式，才能最大程度的提高学生的综合能力，最大化地提高对知识的长期记忆保持。

2. 注重教学过程中“意义学习”的发生。英语学习的最终目的在于实践和运用，与机械学习相比，意义学习涉及更多的知识提取。就大学英语教学而言，书面写作、口头表达或者翻译实践等知识输出方式都是促进意义学习发生的最佳途径。因此，在教学中强化学生的上述能力便是将所学的知识变成有意义的材料的最佳方式，进而实现对知识更持久的记忆保持，将知识最终内化为学生受益终生的能力。

结语

英语学习中大量的材料需要不断的重复才能达到熟练或长期保持。因此，过度学习在传统上经常被当作学习策略加以推荐。不过，Cepeda等人曾提出过度学习可能对长期记忆保持不利[14]。本文中Karpicke等人的实验也表明，额外学习或编码对长期记忆保持影响甚小，而重复提取则对记忆保持意义重大。据此，学习的重复应该是对知识的重复回忆或测试而非密集的重复学习。这与王守仁[15]和文秋芳[16]等学者在当前大学英语改革中所提倡的“以输出为驱动”的学习策略不谋而合。另外，正如笔者的调查结果所示，学生一般对已经学会或可回忆项目不再给予过多关注，而将学习时间分配给尚未学会或不可回忆的项目，这在传统上被认为是高效的学习时间分配。但Metcalfe和Kornell曾警告说这种高效的时间分配并不一定能够提高学习效率[17]，本文中的实验也充分证明了这一观点。简言之，传统上被推崇的学习策略并不能实现记忆保持的最大化。

虽然本文中Karpicke等人的多个实验充分证明，重复式提取学习相对于其它学习策略能够产生更长久的记忆保持，正如Bjork所说，“提取知识不是中立化行为：每次提取都是对记忆状态的修正”[18]。但是，笔者的调查结果和本文实验中受试者的学习判断都显示很多大学生对重复提取的长期记忆保持强化效应缺乏元认知意识。因此，大学英语教学中，教师一方面要注重培养学习者提取的意识与习惯，指导学生将机械的重复学习转变为积极的重复提取式学习，使学习过程充满“必要难度”，充分发挥正迁移的作用。同时，要提醒学习者在提取之后及时进行反馈，养成STST模式的学习习惯，最大程度地发挥提取对记忆的强化效应，取得自主学习效益的最大化。另一方面，在课堂教学中，教师要尽可能多的为学生提供更多的实施知识提取的机会，“迫使”学生不得不增加知识的输出量，使课堂教学也充满“必要难度”，才能实现真正的“意义学习”。

总之，重复提取对记忆保持的强化效应，无论对大学英语教学中的自主学习还是课堂教学，都有很强的指导意义。

参考文献

[1]Neisser, U. Cognitive psychology[M]. New York, NY: Appleton-Century-Crofts, 1967:67.

[2]Tulving, E.. Interview[J]. Journal of Cognitive Neuroscience, 1991(3):89-94.

[3]Tulving, E. The effects of presentation and recall ofmaterial in free recall learning[J]. Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior, 1967(6):175-184.

[4]Izawa, C. The test-trial potentiating model[J]. Journal of Mathematical Psychology, 1971(8): 200-224.

[5]Karpicke, J. D., & Roediger, H. L. Is expanding retrieval a superior method for learning text materials? [J]. Memory & Cognition, 2010(38): 116-124.

[6]Kolers, P. A., & Roediger, H. L. Procedures of mind[J]. Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior, 1984(23): 425-449.

[7]Roediger, H. L. Implicit memory: Retention without remembering[J]. American Psychologist, 1990(45): 1043-1056.

[8]Roediger, H. L., Gallo, D. A., & Geraci, L. Processing approaches to cognition: The impetus from the levels of processing framework[J]. Memory, 2002(10): 319-332.

[9]Bjork, R. A. Assessing our own competence: Heuristics and illusions[C] // D. Gopher & A. Koriat (Eds.). Attention and performance XVII. Cognitive regulation of performance: Interaction of theory and application. Cambridge, MA: MIT Press, 1999: 435-459.

[10] Karpicke, J. D., Butler, A. C., & Roediger, H. L.. Metacognitive strategies in student learning: Do students practice retrievalwhen they study on their own? [J]. Memory, 2009 (17):471-479.

[11] Karpicke, J. D. Retrieval-Based Learning: Active Retrieval Promotes Meaningful Learning[J]. Psychological Science, 2012 (21):157-163.

[12] Mayer, R. E. Learning and instruction [M] (2nd ed.). Upper Saddle River, NJ: Pearson, 2008:54.

[13] Karpicke, J. D., & Blunt, J. R. Retrieval practice produces more learning than elaborative studying with concept mapping[J]. Science, 2011(331), 772-775.

[14] Cepeda, N. J., Pashler, H., Vul, E., Wixted, J. T., & Rohrer, D. Distributed practice in verbal recall tasks: A review and quantitative synthesis[J]. Psychological Bulletin, 2006(132): 354-380.

[15] 王守仁. 重视语言输出，提高教学质量[J]. 外研之声, 2013(2): 11.

[16] 文秋芳. 输出驱动假设与英语课程体系及教学方法的创新[J]. 外研之声, 2013(2): 12.

[17] Metcalfe, J., & Kornell, N. A region of proximal learning model of study time allocation[J]. Journal of Memory and Language, 2005(52): 463-477.

[18] Bjork, R. A. Information Processing and Cognition: The Loyola Symposium[C] // R. L. Solso (Ed.). Erlbaum, Hillsdale, NJ, 1975:123-144.

On the Potentiating Effect of Retrieval Practice on Long-term Retention

FENG Yan-song

(School of Foreign Languages, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221008, Jiangsu, China)

Abstract:A serial of experiments conducted by Karpicke and other scholars shows that the retrieval practice during the study stage has more potentiating effects than other learning strategy on the long-term retention of vocabulary and meaningful material, and produces more durable meaningful learning. However, many learners do not have the metacognition of retrieval practice. Therefore, teachers should develop students’ awareness and habit of practicing retrieval and feedback in college English teaching. Additionally, they have to explore and design more effective methods to trigger retrieval so as to maximize the potentiating effect of retrieval and optimize the English study result.

Key words:Retrieval practice; Long-term retention; Potentiating effect; Judgments of learning

【中图分类号】H319

【文献标志码】A

【文章编号】1672-4860(2015)06-0024-07

基金项目：本文是徐州工程学院高教所教研课题“卡皮克‘重复提取’理论在大学英语教学实践中的应用研究”(YGJ1327)的部分成果。

作者简介：冯岩松(1972—)，男，山东东营人，副教授，硕士。研究方向：翻译理论与实践、英语教学。

收稿日期:2015-11-12