提取练习促进新信息的学习和记忆:正向测试效应
2022-06-01于雅迪曲可佳
于雅迪 曲可佳
摘要正向测试效应是指对学过信息进行测试能够促进对后续新材料的学习和记忆。在分析研究国内外文献的基础上,介绍了正向测试效应的实验范式、相关实验证据和理论解释。未来研究可进一步探讨正向测试效应的神经机制、考察其在程序性知识中的作用、比较测试与其他学习策略的效果、探索正向测试效应迁移的边界条件。
关键词正向测试效应;学习和记忆;提取练习
分类号B842.3
DOI: 10.16842/j.cnki.issn2095-5588.2022.04.003
1引言
作为教学过程中的一个环节,测试常被视为评价学生学习的掌握水平和教师教学质量的有效手段,是学校学习中必不可少的一部分。然而,认知科学的近期研究对测试进行了大量研究(Roediger & Karpicke, 2006),并提出了关于测试的不同观点。Roediger和Karpicke (2006)发现,在相等的时间内,从记忆中提取信息比重学同样的信息材料能产生更好的记忆效果,这种现象被称为测试效应(testing effect),又称提取练习效应(retrieval practice effect)。关于测试效应的近期结果引发了研究者和教育者重新思考学习的过程,并重新评价测试在教育中的作用。在测试条件下,測试学过的信息增加了之前“被测试”信息在随后回忆起来的可能性,因此,测试效应也称为反向测试效应(backward testing effect)。近年来,研究者发现对学过信息进行测试也能够促进对后续新材料的学习和记忆,并将这种现象称为正向测试效应(forward testing effect)(Past?tter & B?uml, 2014),也叫作测试强化新学习(test-potentiated new learning)。这一效应的提出,为新知识的学习提供了新的思路。
采用适当的学习策略提高学生的学习效率、减轻学生的学习负担一直是教育心理学研究的热点话题,已有大量研究证实测试作为一种教学手段和学习策略,能够促进学生对学过知识和新知识的记忆效果。综合以往研究,正向测试效应在多种材料、被试群体、实验条件下得到验证,为测试如何在人们学习新知识的过程中发挥作用提供了教学指导。基于此,本文介绍了正向测试效应研究的常用实验范式、对可能的理论解释进行梳理分析、总结了其研究的实验证据,并在此基础上提出未来研究展望。
2正向测试效应研究的经典实验范式
正向测试效应的常用实验范式为多列表的学习和测试,其中经典实验范式为多列表区组设计,实验流程如图1a所示(Chan et al., 2018)。根据Szpunar等人(2008)的研究,首先,告知被试要逐一学习多个列表的内容,并在最后对所学习内容进行总体测试。此外,在每学习完一列内容之后,被试要完成一分钟的分心任务,之后由计算机随机决定其是否要进行测试。但事实上,被试已经被提前决定是否参与测试。
实验通常分为一个实验组和一或两个对照组。实验组被试在学习每个列表内容之后,均进行测试,研究者将该测试叫作临时测试(interim test recall)。其余两组为对照组,一般分为两种情况。一种是重新学习刚刚学过的内容,另一种是做分心任务,例如做简单的算术题。对照组被试只有在学习最后一列内容之后才进行测试。最后,对所有被试进行最终的总体测试(final cumulative test),该测试包含了前面学习过的所有列表内容。在最后一列的临时测试中,如果实验组的回忆成绩好于对照组的回忆成绩,则证明存在正向测试效应,反之则无。
此外,也有研究者将实验程序分为两个学习部分(Choi & Lee, 2020; Lee & Ahn, 2018; Lee & Ha, 2019)。在所有被试学习第一部分内容之后,实验组被试进行测试,对照组被试重学刚刚学习过的内容或者做分心任务。之后所有被试学习第二部分内容,并对前两部分学习过的内容进行测试。如果测试组对第二部分学习内容的测试成绩好于对照组,则证明出现了正向测试效应。
除了上述实验范式,还有研究将初始测试与新学习的内容混合在一起,称为多列表交互设计,如图1b所示。当学习者学习一列内容后,首先对学习内容的其中一个项目进行测试,之后学习一个新项目,以此类推,直到学习完全部的新内容,最后对所学习的新内容进行测试。此外,根据实验目的的不同,研究者可对实验范式进行变化,探讨不同条件下的正向测试效应。
3正向测试效应的有关理论
对正向测试效应的理论解释主要围绕提取和编码机制两个方面展开,包括上下文改变理论、激活促进理论和策略改变理论。其中,上下文改变理论又进一步从提取和编码两个方面细分为前摄抑制释放理论和编码重置理论,策略改变理论也分为编码策略理论和提取策略理论。后期,Yang等人(2018)又从动机的角度对该效应进行解释,提出了测试期望理论和编码/提取努力理论。
3.1上下文改变理论
上下文改变理论(context-change theory)围绕减轻前摄抑制的积累(Szpunar et al., 2008)和编码过程的“重置”(Past?tter et al., 2011)两个方面解释正向测试效应,认为临时测试能够引起不同学习事件之间的上下文变化,从而减少前摄干扰的建立或重置后续编码。基于此,研究者进一步将该理论细分为前摄抑制释放理论和编码重置理论。
3.1.1前摄抑制释放理论
前摄干扰是指先前所学信息会影响对当前信息的记忆能力。Szpunar等人(2008)基于实证研究结果提出前摄抑制释放理论(release from proactive interference theory),指出正向测试效应主要是由于临时测试引起的上下文变化减少了前摄抑制的积累并提高了新信息的回忆。在研究中,实验者通过让被试学习多个单词列表,分析学习者在回忆过程中列表间正确提取和错误回忆单词的数量。结果发现,相比于重学,对之前学习过的项目进行临时测试可以减轻被试对后续新学习内容的干扰,提高记忆效果。可能的原因是,当人们编码信息的时候,信息的内容与学习背景一起被储存。在随后需要提取信息时,学习者可得的背景信息可以影响其提取目标信息的可能性,而提取会导致相对于学习背景的内部背景变化。一方面,尝试提取可能会引起被试进入提取模式(Davis et al., 2017),从而建立不同于情节编码的提取情景。另一方面,在提取练习中回忆学习内容时,这些内容会随着学习背景和提取背景一起更新(Chan et al., 2015; Jonker et al., 2013)。7D64ACEC-0813-4907-BA68-6BC738DFD0CF
3.1.2编码重置理论
Past?tter等人(2011)表明,临时测试会导致列表之间的上下文变化,这些变化会导致对后续新信息编码过程的“重置”,使后续新信息和先前信息的编码一样有效,即编码重置理论(encoding reset theory)。他们通过实验证实了提取能够增强被试对列表的辨别,从而提高了对单个列表的回忆(Szpunar et al., 2008),便于对随后学习的列表进行编码。此外,研究结果与提取的上下文变化假说一致,即在学习过程中提取引起了单列表间的内部情境变化。内部情境的变化会为每一个单独的列表带来特定的背景线索,增强列表的区分度,在测试中减少干扰。因此,提取能够提高先前和后来学习过的列表的回忆成绩。Past?tter等人(2011)进一步分析生理学数据发现,当列表之间没有提取练习时,被试在列表之间的α波增加,而在列表之间进行提取活动时,α波水平不受影响。先前研究发现,高水平的α波与学习内容的无意识编码有关。基于此,他们提出,在学习过程中提取可以消除在学习过程中不提取时积累的无意识编码。因此,提取似乎会重置对每个单一列表的编码,使得对前后列表的编码效果一致。
上下文改变理论适合解释简单材料学习中产生的正向测试效应。前摄抑制释放理论从提取的角度表明测试的作用在于改变了提取信息时的背景信息,从而促进新信息的学习效果,编码重置理论则从编码的角度强调背景线索的变化对后续所学内容编码的影响。研究者从操控前摄抑制水平,先前学习内容对后续回忆成绩影响程度等角度考察不同性质单词材料中前摄抑制释放理论,并得到验证(Ahn & Chan, 2022; Yang et al., 2021)。但是当材料类型发生转变的时候,先前学习的材料与后续学习的材料的背景信息存在差异,那么在提取过程中所产生的有益效果不一定是测试所产生的,而且材料类型的转换一定会产生编码过程的“重置”,因此,前摄抑制释放理论和编码重置理论均无法解释材料类型转换时的正向测试效应。
3.2激活促进理论
激活促进理论(activation facilitation theory)指出(Wissman et al., 2011),先前的临时测试引起的对已学习信息的更大的激活和保留,可以促进新的相关信息的编码。研究者在实验中发现,虽然观察到先前列表对随后学习列表产生了一定影响,即存在前摄干扰(Szpunar et al., 2008),但是在无临时测试组中,前摄干扰相对较少,并且消除前一部分的前摄抑制并不能提高下一个学习部分的回忆率。因此,Wissman对前摄抑制释放理论提出质疑,认为该理论无法很好地解释文本材料的正向测试效应,并提出了两种可能的解释。第一,对前一节内容的临时测试提高了对该信息的记忆,这样在阅读后面的学习内容时,这些信息更容易获取,有助于在阅读相关语篇时理解后续材料。第二,提取可能诱发使用更有效的编码策略。在前一部分材料的临时测试中提取信息的难度可以提高下一部分材料的编码策略。
相较于上下文改变理论,激活扩散理论能够解释复杂材料(如,文章或讲课视频)学习中的正向测试效应,并且强调所学习材料的不同部分是相关的。然而,当不同列表之间学习的材料不存在相关性时,该理论无法给予有效解释。
3.3策略改变理论
Cho等人(2017)从定性角度分析,提出了解释正向测试效应的策略改变理论(strategy-change theory)。他们认为,正向测试效应可能是由编码和/或提取策略变化引起的,并由此提出编码策略理论(encoding strategy theory)和提取策略理论(retrieval strategy theory)。
编码策略理论和提取策略理论是基于策略的角度从编码和提取两个方面对正向测试效应进行解释。编码策略理论的主要观点是测试可能会引导被试在随后的学习过程中切换到不同质、 更有效的编码策略(Finley & Benjamin, 2012; Soderstrom & Bjork, 2014)。根据Yang等人(2018)的分析,Cho等(2017)指出,通过临时测试,被试得知要进行何种形式的测试,并因此调整编码策略,从而促进后续对新信息的编码。学习者在临时测试中意识到他们应该对要记住的项目进行不同的编码,以便在该测试的提取环境中更容易提取到这些项目。在随后的学习过程中,学习者将转向新的编码策略,当新的测试与原先测试类型相同或相似时,可以提高测试成绩。此外,Cho等人(2017)还认为,测试可能会引导被试在最终的测试中采用不同质、更有效的提取策略(Thomas & McDaniel, 2013),并提出提取策略理论。该理论的主要观点为,事先对所学习的信息进行临时测试有助于人们采取更有效的提取策略。被试在连续的临时测试中逐渐形成更有效的提取策略,這些更有效的提取策略有助于在随后的临时测试中回忆新的学习内容。
然而,类似于编码重置理论,当材料类型发生变化,无论是否存在测试,被试采取的编码或提取策略会根据材料类型的不同而变化。该理论认为,测试会促使被试在学习中选取更有效的策略,但是当测试的形式或者学习材料发生转变时,被试无法根据先前测试所得经验优化编码和提取策略,因此,策略改变理论依旧无法解释材料和测试形式发生变化时所产生的正向测试效应。
3.4动机取向理论
动机取向理论认为,先前的临时测试激励人们对新信息的编码/提取付出更多努力。Weinstein等人(2014)和Cho等人(2017)又分别提出测试期望理论和编码/提取努力理论来解释为什么先前的临时测试会驱使学习者保持后续的编码参与。
3.4.1测试期望理论
测试期望理论(test expectancy theory)指出(Weinstein et al., 2014),临时测试可以作为后续测试的提醒,并引起学习者对后续列表的测试期望,进而激励学习者在下一个列表中的编码付出更多的努力。 该理论得到如下研究证实, Weinstein等人(2014)让所有被试在实验过程中报告他们认为在下一个阶段参加临时测试的可能性有多大,结果显示,临时测试组的测试期望值始终保持在一个高水平,而没有临时测试的被试的测试期望值随着实验的推进而不断下降(Yang et al., 2019),也就是说,测试能够让被试形成测试预期,并促进后续对新内容的学习。7D64ACEC-0813-4907-BA68-6BC738DFD0CF
Weinstein等人(2014)认为,测试期望之所以发挥作用,可能有如下两种解释。一是当每个列表之后都有一个测试时,被试可能会更好地将注意力集中在学习每个单独的列表。相反,当学习发生在没有测试预期时,他们可能不会积极学习后续的内容。二是如果被试在学习前几个列表后没有接受测试,那么就失去了在学习完下一部分内容还会接受测试的信念,这样他们对任务的投入程度可能就会降低。
3.4.2编码/提取努力理论
之前提到的策略改变理论是从定性的角度解释正向测试效应, 而编码/提取努力理论(encoding/retrieval effort theory)是从定量角度进行解释的。Cho等人(2017)指出,正向测试效应可能是由于临时测试增加了编码努力或提取努力。他们认为,对先前信息的提取失败引起了学习者的不满,根据编码努力的解释,当临时测试引起提取失败时,被试意识到他们的记忆比他们想象的更差,这促使他们在随后的学习中花费更多的注意力去编码新信息。例如,Szpunar等人(2013)发现,临时测试减少了被试观看讲座视频时的走神现象,并且有多项研究证明,对学习信息的临时测试有助于在整个学习阶段维持编码参与(Healy et al., 2017; Jing et al., 2016; Yang et al., 2017)。此外,对提取成绩的不满意也会促使他们在最终测试提取时付出更多努力。Yang等人(2017)将学习时间作为考察提取努力的指标,经分析发现,学习时间与临时测试成绩呈正相关关系。这表明,临时测试增加了学习者对学习内容的提取时间,让学习者付出了更多的提取努力,进而提高了回忆成绩。
测试期望理论和编码/提取努力理论均从动机角度,表明测试可以诱导被试在随后的学习和测试过程中付出更多的努力,进而促进学习。但不同的是,测试期望理论着重强调测试是通过引起期望促进被试后续编码新信息时付出努力,编码/提取努力理论则认为学习效果的提高是由于测试引起了被试对回答错误项目产生了不满。
综上所述,虽然不同的理论从提取、编码、动机等不同的角度对正向测试效应进行解释,但是这些理论之间并不相互排斥,对某些实验材料、条件下的解释往往是多种理论相互作用的结果。因此,未来的研究需要进一步采用不同方式对理论进行验证,探索其适用条件,丰富和发展相关机制的研究。
4正向测试效应相关研究
Szpunar等人(2008)的经典研究首次探讨了测试对记忆新的单词列表的促进作用,将测试的益处扩展到新知识的记忆研究领域中。之后的研究者不断在各种实验材料中验证正向测试效应,探讨其在元认知意识、自主调节学习等领域的效果,并在研究中融合正向测试效应的不同影响因素。近期,研究者进一步发现,测试也能够促进新知识学习的迁移。
4.1记忆中的正向测试效应
目前针对正向测试效应在记忆方面促进效果的研究,大多以单词列表为实验材料,探讨其效果以及潜在机制,而后不断扩展到单词配对联想、面孔—姓名对、图画—姓名对等材料中。近年来,为了更贴近教学情境,研究者采用了更复杂的学习材料,如视频、文本文章、短小事实等。
4.1.1单词列表学习中的正向测试效应
Szpunar等人(2008)采用多列表实验范式,向大学生被试呈现五个学习列表,每个列表随机呈现18个单词。对第五列单词的临时测试成绩和最终测试成绩进行分析发现,实验组正确回忆的单词数量远远高于对照组,证明了在新单词记忆中的正向测试效应。Chan等人(2020)进一步发现,即使在整个学习过程中只在前期进行测试,也能够增强学习效果,但是所产生的学习效果受到影响。
在反向测试效应研究中发现,被试往往认为重学比测试的学习效果更好,但实际表现则相反(Roediger & Karpicke, 2006)。因此,Yang等人(2017)以不相关单词列表为材料,探讨了元记忆监控中的正向测试效应。结果发现,临时测试有助于促进被试对学习效果的认知,并且没有测试的被试能够意识到在随后的测试中他们的学习效果可能较差。Yang等人(2017)认为出现这种结果可能是因为受到以下两点的影响。第一,没有临时测试的被试会意识到他们的记忆受到先前列表的影响,从而在学习判断中认为他们的学习效果会有所降低。第二,被试在做出学习判断时会重新回顾其学习过程,没有测试的被试发现他们走神的现象变多,做出的编码努力变少,所以认为学习效果有所降低。
在验证正向测试效应存在的基础上,研究者还关注影响测试效应的因素,包括测试预期、测试间隔、学习者的个体特征等因素。
首先,Weinstein等人(2014)检验了测试预期对后续学习的影响。实验采用两因素被试间设计,分为有无测试以及有无在学习第五个列表前告知被试接下来有测试,材料为Szpunar等人(2008)实验1A的无相关单词列表。结果发现,不断接受测试和提前告知被试接下来有测试增加了他们的测试期望水平,同时,他们在最终测试时对列表的回忆成绩也更好。
其次,测试间隔对不同性质单词列表的学习产生影响。在相关单词列表中,研究发现测试间隔对正向测试效应不产生影响(Chan et al., 2018; Kliegl & B?uml, 2021; Szpunar et al., 2008),无论是短时间隔还是长时间隔,测试都能够促进被试对单词的记忆效果。在不相关单词列表中,研究发现短时间隔条件下出现了正向测试效应,但是在长时间隔中出现了不一致的结果。Szpunar等人(2008)在实验中让所有被试在30分钟后对所学习项目进行最后一次回憶测试,结果发现正向测试效应仍然存在,而Kliegl和B?uml(2021)发现长时间隔下未出现正向测试效应。Szpunar等人(2008)认为,正向测试效应的出现是由于测试减少了前摄抑制,促进了学习效果。而Kliegl和B?uml(2021)分析,在相关列表中,单词之间存在关联,提取练习促进了在学习过程中的策略变化,因此无论是短期还是长期间隔,正向测试效应都存在。而在不相关列表中,提取练习引起的是列表之间的上下文变化,因此,正向测试效应随着测试保持间隔的增加而下降,甚至消失。综上,未来研究需要进一步探讨测试间隔对单词列表的影响,并对其可能的解释进行验证。7D64ACEC-0813-4907-BA68-6BC738DFD0CF
最后,还有研究发现,学习者的个体特征,比如年龄,也是一个重要影响因素,并不是所有年龄群体中都能够出现正向测试效应。虽然大量研究在大学生等成人(Weinstein et al., 2014; Yang et al., 2017)以及老年人(王堂生等, 2020; Past?tter & B?uml, 2019)中发现了正向测试效应,但是低年级小学生群体中未出现正向测试效应,临时测试只促进了高年级小学生和成年人对后续新的不相关单词列表的学习(Aslan & B?uml, 2016)。原因可能在于,在成年人中,当在学习新信息之前发生了环境或心理环境的变化时,先前学习信息产生的前摄抑制通常会减少(Sahakyan & Kelley, 2002),但是幼儿的前摄抑制没有任何减少(Aslan & B?uml, 2008)。并且Aslan和B?uml(2016)在实验中发现,测试对后续学习的有益影响在年龄较大的小学生中呈数值递减趋势,甚至在年龄较小的小学生中不存在。也就是说,年龄较小的儿童不具备减轻前摄抑制影响的能力,因此无法出现正向测试效应。Dang等人(2021)在相关列表的研究中发现,不同年龄下的加工策略以不同的方式影响正向测试效应。在成年人中,语义加工策略的转变和前摄抑制释放都能调节正向测试效应,而在儿童中,语义加工策略转变则无法发挥作用。
在考察工作记忆容量是否对正向测试效应产生影响的研究中,Past?tter和Frings (2019)在不相关单词列表中发现,正向测试效应与个体的工作记忆容量水平没有关系。 同样, Yang等人(2020)探究工作记忆容量和测试焦虑对正向测试效应的影响,采用不相关单词列表为实验材料。结果表明,无论工作记忆容量和测试焦虑如何,在学习过程中进行临时测试都能够促进新材料的学习。
4.1.2配对学习中的正向测试效应
在正向测试效应的有关研究中,配对学习主要集中在外语词对、面孔—姓名对和物体图片—名称对等材料当中。此外,也有研究从老年人、脑损伤个体等方面探讨配对学习中的正向测试效应。
当人们学习一门新的语言时,往往会利用已有语言知识。因此,对词对的研究在二语习得当中较为重要。Cho等人(2017)采用斯瓦西里语—英语词对为实验材料,发现了正向测试效应。为了贴近实际学习情境,Yang等人(2017)让被试在自定步调条件下学习了五列巴斯克语—英语单词对,被试可以在无时间限制的情况下学习每一个项目。同时,他们通过考察被试的学习时间来衡量临时测试对学习新信息时编码时间分配的影响。结果发现,在测试条件下被试对新词对的记忆效果更好,并且被试对每一列词对的学习时间分配并没有随着实验过程的进行而减少,也就是说,对学过的信息进行测试会影响对信息的编码。
Weinstein等人(2011)在Szpunar等人(2008)实验范式基础上,将实验材料扩展到面孔—姓名对,并利用线索回忆测试来考察正向测试效应。结果发现, 测试能够促进被试对新面孔姓名的记忆。 为了让实验更符合真实生活, Yang等人(2017)又考察了自主调节学习中测试对新面孔—姓名对学习的促进效果,结果同样发现了正向测试效应。而且,研究还发现,测试组的被试对每一列面孔—姓名對的编码时间随着列表而增加,而没有测试组的被试对每一列的编码时间逐渐减少。他们认为,编码流畅性会影响学习者对学习效果的评估。因为面孔—姓名的编码在日常生活中较为常见,被试可能在刚开始学习时高估了学习效果,但经过测试后被试意识到他们的实际学习水平和预期学习水平存在差距,所以会在后续的学习中投入更多的时间。
近期,王堂生等人(2020)为了让学习材料更接近真实的生活情境,用人们日常在超市购物的商品图片为材料,探讨老年人群体当中物体图片—名称对的正向测试效应。结果发现,针对日常生活中的物品记忆来说,临时测试仍然能够促进老年人对新材料的记忆效果,证明存在正向测试效应。除了老年人群体,记忆缺陷是严重创伤性脑损伤(TBI)后最持久的残余认知缺陷之一,也是严重创伤性脑损伤患者报告的最常见的症状之一。多项研究证明,测试可以促进非健康群体对材料的长期记忆(Haslam et al., 2011; Sumowski et al., 2010)。在先前研究的基础上,Past?tter等人(2013)将有严重创伤性脑损伤患者和健康群体进行比较,依旧采用生活中的常见物体图片和对应名称为材料,探索了测试对新学习信息记忆的影响。结果发现,正向测试效应不局限于健康人群,而且可以推广到严重创伤性脑损伤患者,且测试对新材料学习的促进作用在两种群体之间没有差异,因此测试可以有效地提高严重脑外伤患者的学习和记忆能力。
4.1.3文本文章学习中的正向测试效应
文本文章的学习较单词、词对相比更为复杂,往往涉及一些概念的学习。文本的学习不同于单词,理解一个文本部分中的内容通常取决于与前面所学信息的整合。为了探讨临时测试是否可以促进复杂文本材料的学习,Wissman等人(2011)将说明文作为实验材料,将其分为多个部分,每个部分分为相互独立和存在关联两种情况。他们用系列实验证明,无论前后之间的材料是否需要整合,测试都可以促进对新文本材料的学习,并且这种促进效果是因为测试本身的作用,而非在学习之间加入了干预活动。
在大量研究证明测试能够促进事实性知识(如单词)学习的基础上,周爱保等人(2013)探讨了多篇章学习中测试对高阶技能的影响。根据Anderson等人(2001)对Bloom教育目标分类的修订,教育目标共包含记忆、理解、应用、分析、评价和创造六个认知过程,除记忆以外的维度被称为高阶技能。研究发现,学习中插入测试能有效促进后续内容的记忆,当学习材料的内容增多时,测试仍然能够促进高阶技能的发展。
4.1.4视频学习中的正向测试效应7D64ACEC-0813-4907-BA68-6BC738DFD0CF
随着网络的普及,在线教育发展迅速并成为学生学习的有效辅助手段。但是,在线课程学习过程中,学生很难长时间保持注意力,从而影响学习效果。因此,采取合理的干预措施来减少学生走神的现象,保证高效学习至关重要。Past?tter等人(2011)在考察单词列表学习中的正向测试效应过程中,利用脑电图对大脑活动进行测量。结果发现,当没有测试时,学习过程中的α波会逐渐增加,而α波与注意力不集中有关(Palva & Palva, 2007)。Szpunar等人(2013)提出,在视频学习过程中加入测试可能会有助于减少走神的发生,并促进相关内容的学习效果。为检验这一假设,他们将视频学习过程分为四个部分,并在实验过程中询问被试是否出现走神现象。结果发现,测试不仅减少了被试的走神,并且促进了对视频材料的记忆。Jing等人(2016)采用有关公共卫生的讲座录像视频,也发现测试不仅能够减少视频学习过程走神现象,还能够促进被试对学习内容的整合,提高学习效果。为进一步考察测试对老年人学习视频资料的影响,王堂生等人(2020)让老年人观看四段关于医患沟通心理学的演讲视频,结果依旧发现了稳定的正向测试效应。
4.2迁移中的正向测试效应
迁移是指一种学习对另一种学习所产生的影响,或习得的经验对完成其他活动的影响。迁移贯穿于各种形式的学习中,任何新的学习都是在学习者已有知识经验基础上进行的。知识的迁移分为相同领域知识迁移和不同领域知识迁移。除了考察测试对新学习材料的记忆效果外,研究者越来越关注正向测试效应中的迁移效果。
4.2.1相同领域知识迁移中的正向测试效应
以往研究关于测试对相同领域新材料迁移的促进作用主要集中在归纳学习和类别学习中(Choi & Lee, 2020; Lee & Ahn, 2018; Yang & Shanks, 2018)。学习者能够从所学内容中总结出规律,在随后学习相同领域内容时,可以将之前总结的规律应用到新的学习当中,促进学习效果。
Jacoby等人(2010)利用鸟类家族的图片为实验材料,发现与重学相比,测试能够提高被试对所学过的鸟类家族图片再认和分类的成绩,证明了在类别学习中的反向测试效应。为探究在归纳学习中对最初学习的材料进行临时测试是否能促进新材料的学习,Yang和Shanks(2018)选择用绘画风格的学习任务来检验正向测试效应。学习者首先学习多位艺术家的一系列绘画作品,之后要么参加测试,要么重学刚刚学习过的艺术家的画或者做数学题。在最终的测试中,测试材料采用的是所学习的艺术家创作的不熟悉的绘画作品,要求人们对所学习的艺术家创作的新画进行分类。结果发现,当被试进行临时测试时,对新绘画的分类成绩比没有测试时更好(Lee & Ahn, 2018),也就是说,相比于没有测试,通过临时测试,被试能够将在前一部分所学习到的画家风格更好地应用到后面对具体绘画的分类上,提高分类成绩。为了成功完成任务,学习者必须首先抽象概括不同艺术家的绘画风格,然后把他们所学的知识迁移到艺术家创作的其他绘画中。因此,只有当学习者在类别水平(即艺术家级别)学习绘画时,他们才能够识别所学类别的新样本。
然而,研究者(Lee & Ahn, 2018; Yang & Shanks, 2018)在实验中加入了元认知判断时,却发现了不一样的结果。Yang和Shanks(2018)的结果表明,测试组的学习判断值要高于对照组,即被试意识到测试能够促进对后续材料的学习,而Lee和Ahn(2018)却表明被试并没有意识到正向测试效应。对两个研究的实验范式进行比较发现,Yang和Shanks(2018)在学习过程中设置了四个列表,而Lee和Ahn(2018)只将学习过程分成了两个部分。有研究表明,学—测次数会影响被试的元认知监控准确性(Koriat & Bjork, 2006),因此出现结果不一致很有可能是因为学—测次数的不一致。此外,Lee和Ha(2019)发现在归纳学习中,类别水平和整体元认知判断能够促进新材料的学习,但项目水平的元认知判断对学习没有促进效果。
在测试期望方面,Choi和Lee(2020)将测试期望(test expectancy)和测试形式期望(test format expectation)的定义区分开来,调查了测试期望对归纳学习中的正向测试效应的影响。其中测试期望是指学习者具有即将接受测试的信念,而测试形式期望是指对测试结果的预期,即学习者知道测试的形式。研究结果发现,只告诉被试接下来有测试以引起他们的测试期望值是不够的,还需要结合实际测试才能促进对新材料后续的学习。
4.2.2不同领域知识迁移中的正向测试效应
在实际教学情境中,往往是先学习一门课程后立即学习另一门学科,学习的材料类型会不断转换。每一门学科都具有不同特点,其规律也存在不同,先前所学的学科内容对随后学习的内容可能具有促进作用,也可能产生干扰。因此,探讨测试对不同知识领域新材料的学习,也就是正向测试效应的可迁移性具有重要实践意义。
Yang等人(2019)在研究中让被试在前三列中学习斯瓦西里语—英语对,最后一列学习面孔—姓名对。结果表明,相比于重学,对前三列词对的测试促进了对最后一列面孔—姓名对的学习,发现了正向测试效应。他们认为,测试之所以能够促进不同新知识内容学习之间的迁移,可能是因为材料类型的转换减少了前摄抑制的积累,临时测试引起了编碼和提取策略的改变,进而促进了被试对新知识的记忆效果(Cho et al., 2017)。在实验2中,通过对先前学习的图片、文本文章的测试提高了随后面孔-职业对的回忆成绩,结果仍然发现了正向测试效应的可迁移性,对于每一组学习来说,测试组的成绩均好于重学组。
Yang等人(2019,实验3)进一步考察了正向测试效应是否能够实现从低水平学习(事实类知识)到高水平学习(概念类知识)的迁移。他们首先让被试学习了三组关于不同艺术家的描述,并利用填空的形式进行测试。在最后一组学习中,他们让被试学习不同艺术家的画,然后让被试对一系列新画进行分类。结果发现,测试组的分类成绩要好于重学组,说明正向测试效应可以实现从语言事实到视觉概念学习的迁移。在实验中,临时测试诱发被试在随后的测试中付出更多的努力去提取先前学习到的信息,进而提高了后续测试的回忆成绩。7D64ACEC-0813-4907-BA68-6BC738DFD0CF
此外,需要注意的是,正向测试效应的这种迁移效果不受测试形式的影响(Yang et al., 2019)。在实验中,研究者在前两列中分别让被试观看图片、学习三段有关石墨烯的文本,并利用再认、填空形式进行测试。在最后一列中,给被试呈现面孔—职业对,并进行线索回忆测试。结果发现无论是哪种形式的测试,都存在正向测试效应。
然而,近期在考察面孔—姓名对和外语翻译对的研究中,未发现正向测试效应的可迁移性(Sohlberg et al., 2022)。虽然研究发现测试可以减少前摄抑制的积累,但是,对外语翻译对的学习并未促进后续面孔—姓名的记忆效果。因此,未来的研究需要采用更多种类实验材料,通过操纵不同列表学习的内容,验证正向测试效应迁移性的适用范围及条件。
由以上可知,大量研究从不同角度证实了正向测试效应,研究者可进一步对测试间隔、材料相关性、元认知意识、迁移等方面的研究作出完善。同时,教师也可根据现有研究结果设计适当的教学方式,在不同情境下设计测试的时间、形式,提高教学效率。
5未来研究展望
综上所述,已有研究从实验范式、实验材料等方面验证了正向测试效应的存在,考察了时间间隔、不同年龄群体、工作记忆容量、测试焦虑等因素对正向测试效应的影响,并提出了相关理论进行解释。未来研究可在实验材料的选择、正向测试效应的边界条件以及神经机制等方面进一步研究。
5.1探讨正向测试效应的神经机制
现有理论从提取、编码和动机角度对正向测试效应进行解释,但是缺乏有关的脑神经机制证据。Past?tter等人(2011)通过观察被试在提取过程中的α波变化证明提取会导致编码过程的重置,使编码后的列表与编码前的列表一样有效,对后来的回忆产生有益的影响,从神经生理学层面解释了在学习过程中进行测试对回忆的促进作用,验证了编码重置理论。但是有关正向测试效应的其他理论仍停留在行为学层面(Cho et al., 2017; Szpunar et al., 2008; Weinstein et al., 2014; Wissman et al., 2011),未来研究可以采用ERP、FMRI等技术从脑网络角度明确各脑区之间如何通过协同工作促进学习效果,提供更具有科学性的证据,完善正向测试效应的内部机制。
5.2考察正向测试效应在程序性知识中的作用
已有研究采用的实验材料为单词、配对学习、文本文章、视频学习、绘画风格等陈述性知识,而缺乏对程序性知识的检验。程序性知识是关于怎样做的知识,如怎样进行推理、决策或解决某类问题等,程序性知识与一定的问题相联系。在数学、物理等学习中,程序性知识以规则为基础,只有在掌握规则的基础上,才能利用规则解决问题。相关研究通常采用样例学习的方式检验测试对程序性知识学习的促进作用。在反向测试效应研究中,测试在规则学习中发现了不同结果(曲可佳等, 2018; van Gog & Kester, 2012; van Gog et al., 2015)。一方面,有研究者在数学和物理等不同学科的规则学习中未发现反向测试效应的存在(van Gog & Kester, 2012; van Gog et al., 2015)。另一方面,近期有研究者(曲可佳等, 2018)通过实证研究对此进行初步探讨,发现测试在规则学习中可能发挥一定的作用,但受到一定条件的制约。因此,正向测试效应是否适用于程序性知识的学习及其适用条件仍需要进一步探索。
5.3比较测试与其他学习策略的效果
根据正向测试效应的研究范式,多數研究将测试与重学进行比较,且均发现了相比于重学,测试能够明显促进新知识的学习。然而在教学情境中,学习者除了选用重学的方式外,往往还采用其他学习策略,如构建概念图、生成关键词等方式。先前研究采用科学短文比较测试与构建概念图在学习促进效果上的差异(周爱保等, 2013; Karpicke & Blunt, 2011)。结果发现测试对学习的促进作用不受被试先前知识水平的影响,而在构建概念图条件中,高先前知识水平被试的学习效果要明显好于低先前知识水平被试的学习效果(周爱保等, 2013)。还有研究比较在词对学习中测试与生成关键词产生的不同效果(Miyatsu & Mcdaniel, 2019)。因此,未来研究可将测试与其他学习策略进行比较,验证不同情况下测试在新知识学习过程中的优势作用,推广测试作为一种促进学习效果的手段在实际教学过程中的应用。
5.4探索正向测试效应迁移的边界条件
正向测试效应的定义表明,对先前学习过的内容进行测试促进了后续“新”知识的学习,因此,新旧知识学习迁移的适用范围仍需进一步明确。知识领域间的迁移主要体现在事实性知识、概念性知识和程序性知识之间。先前研究表明,测试不仅可以促进相同领域间知识的迁移(Jacoby et al., 2010),还可以促进不同领域间知识的迁移(Bulter, 2010)。Yang等人(2019)通过采用不同类型的材料考察了正向测试效应的迁移,结果发现当材料类型发生转变时,仍然存在正向测试效应。但是,以往研究选取的学习材料之间往往缺乏意义联系。在实际教学情境中,学科内部之间以及不同学科之间往往涉及一定的内在联系,考察知识领域间的迁移更有助于为提高课堂学习的教学效果提供科学指导。综上,未来研究应该采用具有不同程度意义联系的学习材料进一步验证正向测试效应迁移的边界条件,明确正向测试效应的适用范围。
参考文献
曲可佳, 杨小彤, 杨立娜, 张丽敏 (2018). 异分母分数加法运算样例学习中的测试效应. 辽宁师范大学学报(社会科学版), 41(06), 38-44.
王堂生, 杨春亮, 钟年 (2020). 记忆的前向测试效应对老年人学习新事物的作用. 心理学报, 52(11), 1266-1277.7D64ACEC-0813-4907-BA68-6BC738DFD0CF
周愛保, 马小凤, 李晶, 崔丹 (2013). 提取练习在记忆保持与迁移中的优势效应:基于认知负荷理论的解释. 心理学报, 45(8), 849-859.
Ahn, D., & Chan, J. C. K. (2022). Does testing enhance new learning because it insulates against proactive interference? Memory & Cognition. https://doi.org/10.3758/s13421-022-01273-7
Anderson, L. W., Krathwohl, D. R., Airasian, P. W., Cruikshank, K. A., Mayer, R. E., Pintrich, P. R., … & Wittrock, M. C. (2001). A taxonomy for learning, teaching and assessing: A revision of Bloom s taxonomy of educational objectives (abridged ed.). New York, NY: Addison Wesley Longman, Inc.
Aslan, A., & B?uml, K. T. (2008). Memorial consequences of imagination in children and adults. Psychonomic Bulletin & Review, 15(4), 833-837.
Aslan, A., & B?uml, K. T. (2016). Testing enhances subsequent learning in older but not in younger elementary school children. Developmental Science, 19(6), 992-998.
Butler, A. C. (2010). Repeated testing produces superior transfer of learning relative to repeated studying. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 36(5), 1118-1133.
Chan, J. C. K., Erdman, M. R., & Davis, S. D. (2015). Retrieval induces forgetting, but only when nontested items compete for retrieval: Implication for interference, inhibition, and context reinstatement. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 41(5), 1298-1315.
Chan, J. C. K., Manley, K. D., & Ahn, D. (2020). Does retrieval potentiate new learning when retrieval stops but new learning continues? Journal of Memory and Language, 115(July), 104150.
Chan, J. C. K., Manley, K. D., Davis, S. D., & Szpunar, K. K. (2018). Testing potentiates new learning across a retention interval and a lag: a strategy change perspective. Journal of Memory and Language, 102(May), 83-96.
Chan, J. C. K., Meissner, C. A., & Davis, S. D. (2018). Retrieval potentiates new learning: A theoretical and meta-analytic review. Psychological Bulletin, 144(11), 1111-1146.
Cho, K. W., Neely, J. H., Crocco, S., & Vitrano, D. (2017). Testing enhances both encoding and retrieval for both tested and untested Items. The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 70(7), 1211-1235.
Choi, H., & Lee, H. S. (2020). Knowing is not half the battle: the role of actual test experience in the forward testing effect. Educational Psychology Review, 32, 765-789.
Davis, S. D., Chan, J. C. K., & Wilford, M. M. (2017). The dark side of interpolated testing: Frequent switching between retrieval and encoding impairs new learning. Journal of Applied Research in Memory and Cognition, 6(4), 434-441.7D64ACEC-0813-4907-BA68-6BC738DFD0CF
Dang, X., Yang, C., & Chen, Y. (2021). Age difference in the forward testing effect: the roles of strategy change and release from proactive interference. Cognitive Development, 59(June), 101079.
Finley, J. R., & Benjamin, A. S. (2012). Adaptive and qualitative changes in encoding strategy with experience: evidence from the test-expectancy paradigm. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 38(3), 632-652.
Haslam, C., Hodder, K. I., & Yates, P. J. (2011). Errorless learning and spaced retrieval: How do these methods fare in healthy and clinical populations? Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, 33(4), 432-447.
Healy, A. F., Jones, M., Lalchandani, L. A., & Tack, L. A. (2017). Timing of quizzes during learning: Effects on motivation and retention. Journal of Experimental Psychology: Applied, 23(2), 128-137.
Jacoby, L. L., Wahlheim, C. N., & Coane, J. H. (2010). Test-enhanced learning of natural concepts: Effects on recognition memory, classification, and metacognition. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 36(6), 1441-1451.
Jing, H. G., Szpunar, K. K., & Schacter, D. L. (2016). Interpolated testing influences focused attention and improves integration of information during a video-recorded lecture. Journal of Experimental Psychology: Applied, 22(3), 305-318.
Jonker, T. R., Seli, P., & MacLeod, C. M. (2013). Putting retrieval-induced forgetting in context: An inhibition-free, context-based account. Psychological Review, 120(4), 852-872.
Karpicke, J. D., & Blunt, J. R. (2011). Retrieval practice produces more learning than elaborative studying with concept mapping. Science, 331(6018), 772-775.
Kliegl, O., & B?uml, K. H. (2021). When retrieval practice promotes new learning-the critical role of study material. Journal of Memory and Language, 120, 104253.
Koriat, A., & Bjork, R. A. (2006). Mending metacognitive illusions: A comparison of mnemonic-based and theory-based procedures. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 32(5), 1133-1145.
Lee, H. S., & Ahn, D. (2018). Testing prepares students to learn better: the forward effect of testing in category learning. Journal of Educational Psychology, 110(2), 203-217.
Lee, H. S., & Ha, H. (2019). Metacognitive judgments of prior material facilitate the learning of new material: the forward effect of metacognitive judgments in inductive learning. Journal of Educational Psychology, 111(7), 1189-1201.7D64ACEC-0813-4907-BA68-6BC738DFD0CF
Miyatsu, T., & Mcdaniel, M. A. (2019). Adding the keyword mnemonic to retrieval practice: a potent combination for foreign language vocabulary learning? Memory & Cognition, 47(4), 1328-1343.
Palva, S., & Palva, J. M. (2007). New vistas for-frequency band oscillations. Trends in Neurosciences, 30(4), 150-158.
Past?tter, B., & B?uml, K. H. (2014). Retrieval practice enhances new learning: The forward effect of testing. Frontiers in Psychology, 5, 1-5.
Past?tter, B., & B?uml, K. H. (2019). Testing enhances subsequent learning in older adults. Psychology and Aging, 34(2), 242-250.
Past?tter, B., & Frings, C. (2019). The forward testing effect is reliable and independent of learners working memory capacity. Journal of Cognition, 2(1), 1-15.
Past?tter, B., Schicker, S., Niedernhuber, J., & B?uml, K. H. (2011). Retrieval during learning facilitates subsequent memory encoding. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 37(2), 287-297.
Past?tter, B., Weber, J., & B?uml, K. H. (2013). Using testing to improve learning after severe traumatic brain injury. Neuropsychology, 27(2), 280-285.
Roediger, H. L., & Karpicke, J. D. (2006). Test-enhanced learning: Taking memory tests improves long-term retention. Psychological Science, 17(3), 249-255.
Sahakyan, L., & Kelley, C. M. (2002). A contextual change account of the directed forgetting effect. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 28(6), 1064-1072.
Soderstrom, N. C., & Bjork, R. A. (2014). Testing facilitates the regulation of subsequent study time. Journal of Memory & Language, 73, 99-115.
Sohlberg, R., Olsson, F., & Gandern, P. (2022). The effect of forward testing as a function of test occasions and study material. Behaviora Science, 11(9), 114.
Sumowski, J. F., Wood, H. G., Chiaravalloti, N., Wylie, G. R., Lengenfelder, J., & DeLuca, J. (2010). Retrieval practice: A simple strategy for improving memory after traumatic brain injury. Journal of the International Neuropsychological Society, 16(6), 1147-1150.
Szpunar, K. K., McDermott, K. B., & Roediger, H. L. (2008). Testing during study insulates against the buildup of proactive interference. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 34(6), 1392-1399.
Szpunar, K. K., Khan, N. Y., & Schacter, D. L. (2013). Interpolated memory tests reduce mind wandering and improve learning of online lectures. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 110(16), 6313-6317.7D64ACEC-0813-4907-BA68-6BC738DFD0CF
Thomas, R. C., & McDaniel, M. A. (2013). Testing and feedback effects on front-end control over later retrieval. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 39(2), 437-450.
van Gog, T., & Kester, L. (2012). A test of the testing effect: Acquiring problem-solving skills from worked examples. Cognitive Science, 36(8), 1532-1541.
van Gog, T., Kester, L., Dirkx, K., Hoogerheide, V., Boerboom, J., & Verkoeijen, P. P. J. L. (2015). Testing after worked example study does not enhance delayed problem-solving performance compared to restudy. Educational Psychology Review, 27(2), 265-289.
Weinstein, Y., Gilmore, A. W., Szpunar, K. K., & McDermott, K. B. (2014). The role of test expectancy in the build-up of proactive interference in long-term memory. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 40(4), 1039-1048.
Weinstein, Y., McDermott, K. B., & Szpunar, K. K. (2011). Testing protects against proactive interference in face-name learning. Psychonomic Bulletin & Review, 18(3), 518-523.
Wissman, K. T., Rawson, K. A., & Pyc, M. A. (2011). The interim test effect: Testing prior material can facilitate the learning of new material. Psychonomic Bulletin and Review, 18(6), 1140-1147.
Yang, C. L., Chew, S. J., Sun, B. K., & Shanks, D. R. (2019). The forward effects of testing transfer to different domains of learning. Journal of Educational Psychology, 111(5), 809-826.
Yang, C. L., Potts, R., & Shanks, D. R. (2017). The forward testing effect on self-regulated study time allocation and metamemory monitoring. Journal of Experimental Psychology: Applied, 23(3), 263-277.
Yang, C. L., Potts, R., & Shanks, D. R. (2018). Enhancing learning and retrieval of new information: A review of the forward testing effect. npj Scientific of Learning, 3(8), 1-9.
Yang, C. L., & Shanks, D. R. (2018). The forward testing effect: Interim testing enhances inductive learning. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory & Cognition, 44(3), 485-492.
Yang, C. L., Sun, B. K., Potts, R., Yu, R. J., Luo, L., & Shanks, D. R. (2020). Do working memory capacity and test anxiety modulate the beneficial effects of testing on new learning? Journal of Experimental Psychology: Applied, 26(4), 724-738.
Yang, C., Zhao, W., Luo, L., Sun, B., Potts, R., & Shanks, D. R. (2021). Testing potential mechanisms underlying test-potentiated new learning. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. Advance online publication. http://dx.doi.org/10.1037/xlm00010217D64ACEC-0813-4907-BA68-6BC738DFD0CF
Retrieval Practice Potentiates the Learning and Memory of New Information:
The Forward Testing EffectYu Yadi QU Kejia
(1 School of Psychology, Liaoning Normal University, Dalian, 116029, China)
(2 Collaborative Innovation Center for Healthy Personality Assessment and Training of Children and Adolescents,
Liaoning Normal University, Dalian, 116029, China)Abstract
The forward testing effect refers to testing of previously studied information potentiates subsequent learning of new information. Through analyzing the previous studies, we review the paradigms, empirical evidence and mechanisms underlying this effect in this study. We also propose some important directions for future research to explore, such as further investigation of the neural mechanisms underlying the forward testing effect, focusing on the role of test in procedural knowledge, comparing the effectiveness of testing with other learning strategies, and exploring the boundary conditions of the transfer of forward testing effect.
Key words: forward testing effect; learning and memory; retrieval practice7D64ACEC-0813-4907-BA68-6BC738DFD0CF