————《从认知神经科学角度对中国学生记忆英语单词的规律研究》之系列3
《从认知神经科学角度对中国学生记忆英语单词的规律研究》，分为十篇系列文章。在系列1和系列2里，我们从现代认知科学和脑神经科学的角度，阐述了中国学生学习英语的认知机理和特点，我们已经讲到：背单词是一种生理上的神经突触生长，从生理学的角度和生物化学的角度来看，背单词跟练健美很类似，都是通过一定的刺激，增加了供血量，促进了新基因转录和蛋白质的合成——只不过练健美生长的是身体的肌肉纤维，而背单词生长的是大脑的神经突触。
为了方便读者理解，我们比照练健美长肌肉，提出了大脑记忆英语单词的4个关键要素：第一靠合理的运动计划与安排;第二是每一次锻炼时要保证足够的运动量;第三靠周期性的训炼;第四靠充分的营养供应和休息。
关于第一项合理的运动计划与安排，在系列文章2里，我们已经探讨了中国学生背英语单词的最优宏观学习策略，同时发现，绝大部分中国学生在攻克英语单词这件事情上，在宏观策略与规划方面采用了最不经济的学习策略;关于第三项周期性的训练，也就是记忆的抗遗忘策略，我们将在系列文章中的第5篇来论述;关于第四项充分的营养供应和休息，我们将在系列文章中的第8篇来论述。
今天我们专门谈一谈第二项：每一次学习时，如何让大脑在短时间内产生足够的神经刺激，换句话说就是背单词的短期效率问题。
我们日常所说的“提高背单词的效率”，实际上有两种涵义。效率是结果产出与所耗费时间的比率。这里面有两个关键因子：第一是如何定义背单词的结果，第二是如何计算背单词的时间。依据对结果和对时间的不同定义，我们记忆工场的认知神经科学工作者将背单词效率分为宏观层面的记忆效率(又称长期效率)和微观层面的记忆效率(又称短期效率)。
背单词的结果对应的是对特定单词的记忆加工深度。在记忆工场将英语单词的记忆深度又分为AB两个维度：维度A是抗遗忘的程度，也就是属于短时记忆还是属于长时记忆和永久记忆。维度B是记忆的认知模式，是程序性记忆还是非程序性记忆，通俗地说就是需要思考和回忆才能想起来，还是不经大脑脱口而出的记忆。这里面说的长时记忆，肯定不是指背单词当天的记忆效果，而是经过很多天以后，至少是经过多次隔夜遗忘后的记忆效果。对于很多难词长词，如果编码和提取的质量不高，或者复习的频率不够，则可能需要累计花费很长的记忆时间，经过反复的记忆-遗忘循环，才能达到长时记忆的效果。
全面掌握一个单词的时间，严格地说，应该是从第一次接触这个单词，到彻底将该单词转化为长时记忆乃是永久记忆所耗费的总时间，这就是背单词的宏观记忆时间。而背单词的微观记忆时间，就是指背单词当天的学习时间。有些人可以在短时间内背会很多单词，但是很快就会遗忘。实际上，这只是将短时记忆或工作记忆的效果误认为长时记忆的错觉。现在人类已经知道，短时记忆和长时记忆在大脑内部是两套完全并行的系统，在脑神经机制方面是完全不同的。研究表明，前者仅仅是信息在神经回路中的传递，而后者则真正合成了新的蛋白质，也就是生理上形成了新的神经突触的联结。
基于以上“背单词的效果”(当天学习的记忆成果)和“背单词的时间”(当天的学习时间)的定义来研究“单词的短期记忆效率”，也就是短时记忆或工作记忆的加工效率，是本文讨论的命题。需要特别指出的是，当认知科学从认知心理学进入到认知神经科学之后，记忆工场的脑科学工作者更愿意使用“第一级记忆”、“第二级记忆”、“第三级记忆”来取代短时记忆、长时记忆这类传统概念，但是为了照顾读者大众过去约定俗成的习惯，在本系列文章中，我们仍然会使用短时记忆和长时记忆这些传统概念(见下图)。
提高学习当天的记忆效率(短期记忆效率或微观记忆效率)所需要的，就是在一定时间内给大脑足够的神经刺激，提升对单词内容的加工深度，也就是如何使大脑对认知内容“印象足够深刻”。
大家都知道，如果让我们看电影，玩游戏，去游乐园，做令我们感兴趣的事情，令我们产生强烈感官或精神刺激的事情，我们的大脑一定会做到“印象足够深刻”。但是，像背英语单词这种26个文字符号的排列组合，恐怕是世界上最无聊、最枯燥的事情，怎么可能做到让大脑印象深刻呢?
从神经生理学的角度，必须要做到四点;第一是注意力要专注;第二是编码要让大脑有足够印象;第三，要有足够全面的生理刺激，包括嘴部肌肉、舌头声带、呼吸等发音系统以及听觉系统在内的神经刺激;第四，合理的大脑运动量。下面我们逐一来论述：
（1）关于注意力。
注意力，又称专注力，指一个人专心于某一事物或活动时的心理状态。当大脑专注于某件事情时，会聚精会神，而对周围的人和事听而不闻、视而不见，这就是注意力。
注意是记忆的最前端——感觉记忆的前提，或者说，是一切记忆的前提，没有注意力就没有记忆力。注意力决定了学习者信息采集、信息处理、信息加工的能力。保持良好的注意力，是学习者大脑进行感知、记忆、思维等认识活动的基本条件。法国生物学家乔治·居维叶说：“天才，首先是注意力。”
注意力的高低，来源于大脑对认知对象的感兴趣程度，更来源于自控力。自控力一般与年龄正相关，儿童时期和青少年时期，人的兴趣点容易转移，注意力很难集中，俄国教育家乌申斯基认为“注意是儿童智力开发的门户”，一旦注意力涣散或无法集中，孩子智慧的门户就关闭了，一切有用的知识信息都无法进入。
年9月22日，我在MIT麻省理工学院大脑与认知科学系参加了一个学术讲座，报告人研究的课题方向是：大脑如何对海量的高维数据做降维处理。
我们知道，大脑无时无刻不在收集来自身体各种感官的超级海量信息，但大脑是如何将复杂庞大的高维数据，通过可视化、降噪，解码和概括，变成简单实用的低维数据，也就是对大脑行使判断与决策有用的简单数据?研究表明，大脑主要是通过两种机制在工作：一是通过兴奋与专注，二是通过有目的的训练，就能避免将繁杂的信息随机传导而导致的海量无序神经联结，转化为特定脑细胞之间的有序联结，从而极大程度地对数据降维，最后变成对大脑认知与决策有关的简单指令。
在Memoryer记忆者英语单词记忆系统里，我们内置了一个注意力指标——专注度。专注度是一个非常精确的实时数据，除了能在学习结束后的《学习评价报告》里看到电脑给出的数值和评语之外，系统里的四个AI人工智能老师，会在学习过程中，对频繁走神等注意力不集中的行为进行提醒和干预。四个老师性格脾气不大一样，老夫子常常发脾气摔东西，小丸子老师会向你发起挑战，Lily老师俏丽知性，BoBo老师总是笑着鼓励你……这么安排的原因，除了依靠人工智能老师干预的方式提醒用户不要走神之外，更是为了使得软件系统更加有趣更加人性化，富有亲切感和趣味性，从而全面提升用户使用时的注意力集中度。
越是年幼的学生，家长和老师越要
