提取练习促进新信息的学习和记忆-正向测试效应.docx

癖赚习俯捌信息的学习和记忆:正向测i檄S分组第一列第二列最后一列实验组对照组'学习第一列内容(学习第列内容学习业后一列内容试 分心，学习奴后一列I词任务(.试最终 总体 浦试a多列表区组设计初始学习HIZ10初始学习HIZ10初始学习+新学习测试I回回回叵Ib多列表交互设计图I正向测试效应常用实验范式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 必不可少的一局部。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， 测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) o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) o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) o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，那么证明存在正向测试效应，反之那么无。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-BA68-6BC738DFD0CFDang, 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., Seii, 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-BA68-6BC738DFD0CFMiyatsu, 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.Paiva, S., & Paiva, 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.Y zpunar, 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-BA68-6BC738DFD0CFY homas, 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.Y an 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.Y einstein, 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.Y einstein, Y., McDermott, K. B., & Szpunar, K. K. (2011). Testing protects against proactive interference in face-name learning. Psychonomic Bulletin & Review, 18 (3) , 518-523.Y issman, 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.Y ang, 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.Y ang, 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.Y ang, 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.Y ang, 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.Y ang, 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.Y ang, 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. ：此外，也有研究者将实验程序分为两个学习局部(Choi & Lee, 2020; Lee & Ahn, 2018; Lee & Ha, 2019) o 在所有被试学习第一局部内容之后，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 有被试学习第二局部内容，并对前两局部学习过的内容进行测试。如果测试组对第二局部学习内容的测试成绩好于对照 组，那么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工程进行测试，之后学习一个新工程，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?tteretaL, 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，对之前学习过的工程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 etaL, 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(Chanetal., 2015; Jonker et aL, 2013)。7D64ACEC-0813-4907-BA68-6BC738DFD0CF3.1.2 编码重置理论Past?tter等人(2011)说明，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区分，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。波增加，而在列表之间进行提取活动时，。波水平不受影响。先前研究发现，高水平的。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说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，编码重置理论那么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存，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(SzpunaretaL, 2008),但是在无临时测试组中，前摄干扰相对较少，并且消除 前一局部的前摄抑制并不能提高下一个学习局部的回忆率。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。在前一局部材料的临时测试中提取信息的难度可以提高下一局部材料的编码策略。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局部是相关的。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-changetheory)。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) o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 记住的工程进行不同的编码，以便在该测试的提取环境中更容易提取到这些工程。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，造些更有效的提取策略有助于在陵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(YangetaL, 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-BA68-6BC738DFD0CFWeinstein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局部内容还会接受 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/r