中小學生工作記憶訓練策略

周南

中小學生工作記憶訓練策略

周南

工作記憶一直是近年來比較熱議的話題。研究表明，工作記憶的能力可以通過訓練增強。復述、組塊和聯(lián)想等方式是對工作記憶的策略進行的外顯性訓練。中央執(zhí)行功能的刷新、抑制和轉換功能的訓練是對工作記憶的過程進行的內隱性訓練。

中小學生；學習；工作記憶；訓練

一、認識工作記憶

工作記憶是與任務相關的信息的瞬時表征，這些表征可以來源于感覺記憶，也可以來源于埋藏在心里很久的長時記憶，它是對代表當前認知內容的加工過程的恰當描述，對于一些諸如學習、推理、思維等高級認知的活動，人們需要工作記憶作為暫時的信息加工和存儲裝置。Patricia Goldman Rakic稱工作記憶為“心智的黑板”。［1］學生存在學習成績差異，除了跟他們的認知水平有關，也與工作記憶有著密不可分的聯(lián)系。例如一些學生喜歡抄寫的作業(yè)和簡單的計算練習，在這過程中很少用到大腦的額葉功能區(qū)，時間長了就容易健忘。所以不斷讓工作記憶區(qū)保持活性和健康，對于青少年的成長和發(fā)展很有必要。近期有研究者發(fā)現(xiàn)，工作記憶和智力享有共同的腦神經(jīng)基礎，工作記憶的訓練可能會使得智力水平得到提高，進而提高工作成績，且這種提高作用在兒童階段和老年階段較為突出。［2］

工作記憶的概念是1974年英國心理學家Alan Baddeley和 Graham Hitch在短時記憶（STM）的模型基礎上提出的，該模型由語音環(huán)（回）路、視覺—空間模板、情節(jié)緩沖、中央執(zhí)行系統(tǒng)四個部分組成。［3］

語音環(huán)（回）路可以理解為在背誦某段古文、強記某些電話號碼數(shù)字時，似乎腦中有一個“聲音”在念著它們，這時語音環(huán)路便開始工作了；當計算一個較復雜的兩位數(shù)乘法，在腦海中“擺豎式計算”時，或者當一個畫家作畫前盯著白紙在心里構圖時，視覺—空間模板就開始工作了；中央執(zhí)行系統(tǒng)是一個總指揮，它是一個指導著工作記憶加工的復雜認知系統(tǒng)，組織編碼和提取記憶的操作。

由以上可見，兩種屬性的系統(tǒng)對應著兩種類型的工作記憶：語音環(huán)路負責處理言語（詞語）工作記憶，視覺—空間模板負責處理視覺工作記憶，二者是相互獨立的系統(tǒng)。

工作記憶的容量又稱工作記憶的廣度，指的是在抵抗干擾時，工作記憶能夠處理和維持的信息項目數(shù)量。一些研究者發(fā)現(xiàn)，工作記憶容量跟智力、認知、環(huán)境、情緒等都存在緊密聯(lián)系。工作記憶容量在相當程度上決定了人們的工作記憶能力，決定了分析和處理問題的效率，是復雜認知的重要基礎之一。

綜上可以看出，工作記憶容量大的學生有充足的資源去加工和存儲學習任務信息；工作記憶容量小的學生，在處理稍微復雜的學習任務時都會產(chǎn)生工作記憶的超負荷運作，影響學習任務的加工和存儲，導致發(fā)生錯誤或者學習效果較差。

二、工作記憶的訓練

（一）工作記憶訓練對認知功能的影響

工作記憶訓練，是以一種以適應性的方式利用電腦進行集中地練習性操作任務。［4］為使訓練者的工作記憶容量接近極限，這樣的訓練任務的難度需要借助計算機的編程來調節(jié)。近年來，有關研究表明，工作記憶的訓練在提高大腦認知加工能力，如流體智力、注意、問題解決等方面扮演了重要角色?？傊?，工作記憶的訓練有效地影響了“額葉—頂葉”神經(jīng)系統(tǒng)網(wǎng)絡，這對認知功能的改善是非常有幫助的。

（二）有關工作記憶訓練的分類

1.工作記憶策略訓練。

該訓練又稱為外顯的訓練。利用記憶策略，針對記憶的內容、任務或者材料整合，告知被試采取復述、聯(lián)想、組塊等策略提升記憶的技巧，并提供練習的機會。這種訓練比較受限于被記憶的任務或材料，是一種外界與內部記憶策略相互作用的過程。

2.工作記憶過程訓練。

該訓練又稱為內隱的訓練，在于訓練個體內隱且核心的認知過程，目的是擴展工作記憶的廣度記憶，增強個體認知效能。和工作記憶策略訓練對比，過程訓練沒有什么局限性，不依賴于加工任務或材料。

圖1 工作記憶訓練流程圖

（三）工作記憶訓練的一般實驗研究流程

有關工作記憶訓練的實驗過程，目前尚沒有統(tǒng)一的標準。按照已有的一些研究，筆者總結了一個比較簡單的實驗流程圖。

三、工作記憶訓練的具體方法舉例

（一）工作記憶策略訓練

1.復述策略訓練：對識記內容的復述，可以通過言語或者類似方式進行復讀。例如大聲朗讀語文課文、英語單詞、數(shù)學公式等復述策略，可以增強工作記憶中復述機制的有效性，經(jīng)過強化可以提高工作記憶能力。

2.聯(lián)想策略訓練：高中數(shù)學交集符號“∩”和并集符號“∪”比較相近，經(jīng)常容易混淆，可以采用聯(lián)想策略。

圖2 聯(lián)想策略應用舉例

“交”字中的某一部分可以象形地聯(lián)想為∩符號，同樣“并”字也有部分可以聯(lián)想為∪符號。利用“編故事”等方法，將一些相關性較小的記憶任務聯(lián)系起來也屬于聯(lián)想策略。

3.組塊策略訓練：組塊策略和聯(lián)想策略有一些相通的地方，都屬于認知的精加工策略。組塊將記憶材料進行個體間組合、分塊，然后分配記憶資源去分塊記憶，這樣可以優(yōu)化工作記憶的廣度。

①英語閱讀理解中的分析句子的成分。

Thus，poor working memory abilities may affect the child’s attempts to carry out important activities that are needed for reading and especially for reading comprehension.

將其成分做如下劃分組塊：

Thus，poor working memory abilities may affect the child’s attempts to carry out important activities that are needed for reading and especially for reading comprehension.

②初等數(shù)學中整式混合運算時的整體參與運算，就是組塊記憶策略的應用。

此題是在掌握完全平方公式的基礎上，將（a +b）整體組塊進行因式分解運算。

（二）工作記憶過程訓練

與工作記憶策略訓練不同，過程訓練并不是把策略直接教給被試，而是一種隱性的過程訓練，且比較程序化，通過刷新、抑制、轉換等訓練更能反映習得能力。所以工作記憶的過程訓練也可以理解為中央執(zhí)行系統(tǒng)的訓練。

1.刷新功能訓練。

根據(jù)不同任務的刺激，中央執(zhí)行系統(tǒng)也會不斷更改工作記憶的內容以適應新的任務，這就是刷新功能。N-back任務［5］是常見刷新任務中的一種。它讓被試依次觀察一些刺激物呈現(xiàn)（數(shù)字、字母等），被試被要求判斷每一個新出現(xiàn)的刺激物與前面呈現(xiàn)過的第N個刺激相對應。被試需要不斷儲存和復述之前的N個刺激，這需要持續(xù)刷新刺激信號，用新的刺激替代舊信息。N-back的任務類型分為字母對應任務、位置對應任務、圖形對應任務三類，分別讓被試判斷并對比前后刺激是否為同一個位置、圖形或字母。

具體訓練舉例：你好，我們即將進行工作記憶的刷新功能訓練，你將會在電腦的屏幕上看到一列阿拉伯數(shù)字串 （每列數(shù)字串間隔時間為1500ms），數(shù)字串的長度分為4、5、6個三種，隨機出現(xiàn)，結束后請你按照剛才數(shù)字串顯示的順序說出每個數(shù)字串最后的三個數(shù)字，也就是刷新1～3次。若連續(xù)答對5次，則會進入下一級別，每個數(shù)字串的長度會增加一個，即5、6、7個，同時會進行2～4次刷新。若連續(xù)答錯3次，則數(shù)字串的長度減少一個，若出現(xiàn)其他情況則會在當前級別繼續(xù)訓練。

2.抑制功能訓練。

Stroop效應任務［6］可以簡單理解為用藍色筆寫“紅”字并判斷顏色。被試在判斷顏色的時候需要抑制字面意思的干擾，避免字面含義來替代筆的顏色。后來將Stroop效應任務擴展為其他方式，如“晝-夜Stroop任務”“水果Stroop任務”“數(shù)值大小Stroop任務”等?？傊甋troop效應任務一定要有沖突條件，被試需要通過抑制來避免受到干擾，通常反應時間和正確率是衡量標準。［7］

Go&No-Go任務［8］同樣也可以訓練或者考查抑制功能。在給被試的兩種刺激中，被試需要判斷，遇到所需要有反饋的刺激就按Go鍵（可任意設置字母）；遇到不需要做出反饋的刺激就按No-Go鍵（可任意設置字母），該任務需要被試對干擾刺激做出抑制。

具體訓練舉例：你好，我們即將進行兩個工作記憶的抑制功能訓練：（1）在你的屏幕前會呈現(xiàn)連續(xù)的5個箭頭符號，若中間的箭頭與左起第一個箭頭的所指方向一致，則按“T”鍵；若不一致，則按“F”鍵，盡可能快地去判斷。（2）在你的屏幕上會出現(xiàn)四種符號 “T”“F”“T！”“F！”，當出現(xiàn)“T”或者“F”時，請你直接按鍵盤上的任意按鍵；當出現(xiàn)“T！”或者“F！”時，請你按鍵盤上的“空格鍵”。盡可能快地去判斷。

3.轉換功能訓練。

被試在執(zhí)行任務的時候會被不斷轉換任務的類型，即在熟練自動化某一任務時突然轉換任務。常見的轉換任務有“加—減法任務”“數(shù)字—字母/數(shù)字任務”“局部—整體任務”［9］。

具體訓練舉例：你好，我們即將進行工作記憶的轉換功能訓練，屏幕上將會出現(xiàn)兩個數(shù)字，數(shù)字的顏色分為紅、藍兩種。如果你看到的數(shù)字是紅色，就將兩個數(shù)字做加法運算；如果你看到的數(shù)字是藍色，就將兩個數(shù)字做減法運算。希望你在確保運算結果正確的前提下盡快做出判斷，并將結果輸入相應位置。

［1］葛詹尼加，等.認知神經(jīng)科學［M］.周曉琳，譯.北京：中國輕工業(yè)出版社，2016：275-276.

［2］周仁來.工作記憶訓練改變腦與認知功能［R］.南通：第十七屆全國心理技術應用研究論壇暨江蘇省心理協(xié)會2016年學術大會，2016.

［3］Bddeley.A.D.Workingmemory［J］.Science，1992，255：556-559.

［4］劉春雷，周仁來.工作記憶訓練對認知功能和大腦神經(jīng)系統(tǒng)的影響［J］.心理科學進展，2012，Vol.20，No.7：1003-1011.

［5］Owen AM，McMillan KM，Laird AR，et al.N-back working memory paradigm：A metaanalysis of normative functional neuroimaging studies ［J］.Human Brain Mapping，2005，25：46-59.

［6］Stroop JR.Studies of interference in serial verbal reactions［J］.Journal of Experimental Psychology，1935，18：643-662.

［7］［9］趙鑫，周仁來.工作記憶中央執(zhí)行系統(tǒng)不同子功能評估方法［J］.中國臨床心理學雜志，2011，Vol.19，No.6：748-752.

［8］BokuraH，YamaguchiS，KobayashiS.Electrophysiological correlates for response inhibition in a Go/No-Go task ［J］.Clinical Neurophysiology，2001，112：2224-2232.

G441

A

1005-6009（2017）32-0026-03

周南，南京市第二十七中學（南京，210022）心理健康教師，一級教師，主要研究方向為心理健康教育、認知行為和腦科學。