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原文：Enhancinglearningandretrievalofnewinformation:areviewoftheforwardtestingeffect.作者：ChunliangYang,RosalindPottsandDavidR.Shanks.译者：武龙.编辑：尔瑞.图源：unsplash.
摘要：近年来，有证据显示，对信息学习进行即时测试，可以加强学习和检索新信息的能力，这就是前向测试的效果。在这篇文章里，我们将回顾那些实验证据，以及人们所假定的这种效果背后的机制。我们还将探讨执行即时测试时可能产生的负面作用以及如何减轻它们。我们还会为未来的研究提供一些重要的方向。最终我们会为优化学习跟教学环境的设置提出可操作的方案。
受到认知资源的限制，掌握大量的知识或者多门技术对我们来说是一个很大的挑战。从创立到现在，实验心理学的研究者们已经确定了很多优化学习、加强记忆的有效技巧。比如，间隔构造材料办法、对已经学习的信息进行测验或测试、制作概念地图、学习的时候做笔记等等。这篇文章里，我们将聚焦一项可以提升学习及检索新信息的新技术——在学习的时候进行即时测试，它会产生一种有益的前向测试效应(forwardtestingeffect)。
在介绍前向测试效应之前，我们先来简单说一下经典的测试效应——反馈测试效应(backwardtestingeffect)，这样大家就能够区别这两个由测试带来的不同的易化作用了。人们对反向测试效应的探索已经超过了一百年，其相关的研究数以百计。研究结果表明比起重新学习或者什么都不做，对已学资料进行测试会使这些资料保存在脑海里的时间更久。比如，Roediger与Karpicke让参与者学习两篇短文。其中一篇学习两次，另一篇学习一次并进行一次测试。一周之后进行测试，比起重新学习过的短文，那篇测试过的文章更容易被回忆起来。反馈测试效应，被采用不同教育材料的大量研究一次次证明，这些研究有些发生在实验室，有些则在教室。
除此之外，很多研究还表明对一部分信息的学习与测试还会提升新信息的获取率。例如，Thune让要求参与者在两天里学习两组配对联想的内容。在实验的第一天，参与者学习了其中一组，并进行了相关测试。这个学习-测试循环一直重复到记忆表现完美为止。到第二天，参与者要执行同样的任务，只是这次是一组新的内容。Thune观察到参与者们达到标准要求所需的循环次数要比第一天少。这种易化作用要归功于两个心理因素：“学会学习”（例如，之前的学习与测试的经验教会了人们如何学习新信息）以及“热身”（例如，之前的学习与测试经验起到了热身的作用，让人们为掌握新信息做好准备）。之前的学会学习及热身的研究大多数聚焦在前期的学习与测试经验如何影响之后学习新信息，并且这些研究并没有设置不进行测试的对照组。近期的研究在这方面则有所改进，它表明与重新学习或无所作为相比，对已学信息进行测试能增强人们学习及检索新信息的能力——前向测试效应。
虽然近来这种前向效应已经相当确定，但是还是有很多研究在持续探索它的稳健性及范围。研究这种效应最常用的试验方法如图表1.工作人员要求二到三组的参与者学习几部分电脑显示的资料。在学习之前，参与者被告知他们会参加一个跟所有学习资料相关的最终的、全面的考试。工作人员还告诉他们，在他们学习的过程中电脑会随机出一些与他们学习内容相关的临时测试。然而，实际上这些临时测试都是事先安排好的。在其中一个实验组，每一部分都会有临时性测试。在这里，我们称这一组为临时测试组。在另外的一到两个对照组中，参与者会接到干扰任务（比如做数学题）或者重新学习该部分的内容。因为在学习完最后一部分时要进行整体测试，所以不需要重新学习。我们把这两个对照组称为临时干扰测试组与临时重新学习组。
在对最后一部分进行临时测试完之后，所有的三个组都需要参加一个关于所有部分的全面测试。一个重要的发现是即时测试组在最后一部分的测试中表现远远好于其他两个组。几乎所有之前关于前向测试效应的研究在全面测试上都观察到了同一个结果：即时测试组要比对照组表现得更好。为了使文章更简洁，我们不在这里讨论全面测试的结果。在刚才所说的研究中有一个重要的发现，那就是尽管所有的小组在学习最后一部分使用同样的材料，参加一样的测试，但是如果他在之前的部分中有参加过测试，那他学习及检索信息的方面会做得更好。就像我们将要描述的一样，实验表明，通过多样化的材料和环境的训练，这种前向测试效应会变得很强。
图表1：研究前向测试效应的实验过程。即时测试（IT）组在学习完每部分内容之后需要参加一个相关内容的测试。干扰测试（ID）组在学习完每部分（除了最后一部分）之后需要完成干扰任务（比如，解决数学问题），在学习完最后一部分时则需要参加即时测试。重新学习（IR）组需要对除了最后一部分之外的刚学过的部分进行重新学习，并在学习完最后一部分时进行即时测试。在最后一部分的临时测试结束后，所有小组都需要参加一个综合测试。
我们之所以回顾这个实验是因为我们希望通过总结之前的经验，为这种效应提供可能的底层运作机制解释，并讨论它对于优化学习及教学环境设置方面的现实意义。这个效应很重要但是现在大家还不怎么理解。我们会为未来研究这个效应的人给出一些建议。那些因为即时测试而可能会给学习新信息带来的负面效应，及如何减轻这些负面效应，都会在文章中讨论到。
一、即时测试的不同使用场景
单项学习
Szpunar等人曾做过一个被现代人称之为经典的实验，这个实验证明前向测试效应在单项学习中是存在的。在他们的实验中，他们让三组参与者学习5组单词。即时测试组会在学习完每组单词后进行一次即时测试。在测试中，参与者被要求自由回想刚才所学的单词。重新学习实验组在学习1-4组时，每学习完一组就会对这组单词进行二次学习。当他们学习完第5组时，他们会参加第5组的临时测试。第三组为干扰测试组，他们在学习1-4组时，每学习完一组就会做一些数学题。当他们学习完第5组时，他们会参加第5组的即时测试。
Szpunar和他的同事们发现在第5组的测试中，即时测试组能正确会想起来的单词数量是其他两个组的两倍。而其他两个组能回想起来的数量则相差无几。与此同时，其他两个组由于前面4组的影响而产生的入侵错误（前摄干扰；错误地从1-4组中回忆单词）是即时测试组的10倍。同样地，前摄干扰在这两组中出现的次数几乎一样。这个研究很清楚地表明，在单项学习中，即时测试与不进行即时测试（干扰测试）、重新学习相比，能加强学习及搜索新信息的能力。这个发现近期被反复验证，这些实验有的使用单词做实验对象，有的则用图片。
对老师的现实意义
现代研究表明老师可以进行一些低风险的考试或者小测，以提升学生在学习及记忆单项内容的能力，并且这样做还会减少前摄干扰的出现。比如，医学学生需要掌握人体骨架上不同部位骨头的名字。他们可能连续地学习了脊椎、胸腔、头骨、手臂及腿部等各部位的骨头名称。医学老师可以在学生学习完每部分骨头的名称后进行即时测试，用来提升学生学习及检索新名字的能力。此外，对已学的骨骼名称进行临时测试，还会防止学生产生其他错误的记忆（比如当他们需要回忆起腿部骨骼名字的时候会想起手臂骨骼的名字）。
虽然如此，我们还是需要提醒老师们谨慎对待刚才所说的即时测试会减少前摄干扰的提议，因为即时测试在减少前摄干扰方面是否会有长久的作用，这还不太清楚。据我们所知，在之前所有的研究中，即时测试可以减少前摄干扰都只是一个短时间里的结果（比如，从学习最后一组单词到进行相应的测试中的时间间隔在0-50分钟）。暂时还没有研究表明即时测试对减少前摄干扰有长期的效果。这个问题有待研究。
配对联结式学习
在Szpunar之后，研究者们把目光转向了配对联结式学习中的前向测试效应。以Weinstein和Yang的实验为例，他们让两组参与者学习4组人脸与名字配对的任务。即时测试组会在学习完一组之后马上进行测试，而干扰测试组则只会参加第四组的测试。在即时测试中，所有刚刚学习过的人脸都会一个接着一个地出现，参与者需要回忆起与之相对应的名字。最终他们发现，临时测试组所能正确回忆出来的名字数量是对照组的两倍。三个研究都发现，干扰测试组发生前摄干扰（比如，回想起前面三组的名字）的次数明显多于临时测试组。此外，配对联结式学习的前向测试作用研究所采用的名字都是采用外语翻译的词对，比如将斯瓦西里语翻译成英语，或将欧斯卡拉语翻译成英语。
对老师的现实意义
对已学习的配对联结式内容进行临时测试会提升学生学习及检索新的配对联结式内容的能力，并能降低前摄干扰的发生频次。老师可以进行一些低风险的考试来促进学生学习和检索新的配对联结式内容的能力，比如外语翻译配对、历史事件与时间配对、科学术语的简单定义等等。
学习复杂的资料
研究者们还对类似于讲座视频及文本段落等复杂的资料学习中的前向测试效应进行了研究。例如，在什普纳尔等人的实验中，三组（临时测试组/干扰测试组/重新学习组）参与者需要学习一段统计学视频。这段视频被分为四部分，每一部分大概有5分钟。参与者可以边看视频边做笔记，同时他们在看视频的时候还需要告诉工作人员他们是否在思考（心智游移检查）。Szpunar与他的同事们再一次在第4部分的测试中得到了前向测试效应的证据：即时测试组要比其他两个组表现的好得多。他们还发现，临时测试组所记的笔记内容更多，而心智游离的次数更少。
Jing等人以社会学教学视频为研究资料，最终得到了跟Szpunar相同的结论。不过，他们还有更进一步的发现。Jing跟他的同事们发现，临时测试组与任务相关的心智游离次数要更多（比如，基于他们自身经验所想到的与演讲内容相关的思考）以及更少的无关心智游离（与任务无关）。与任务相关的心智游离对之后的记忆表现是有积极作用的，而无关任务的心智游离则会起到反作用。Szpunar等人及Yue等人也发表过以演讲视频为内容的前向测试效应。Yue以及他的同事们研究的内容是，对已学习的教学视频进行测试是否会加强之后学习及检索新视频的能力。在他们的第2个实验中，Yue和他的同事们让两组（相关测试组/重新学习组）参与者学习了两个科学视频，第1个视频是讲恒星的生命周期，第2个视频是讲闪电的形成。在第2个视频的即时测试中，即时测试组再一次胜过了重新学习组。
Wissman等人研究了学习散文段落的前向测试效应。在他们的第1个实验中，参与者们需要学习关于美国劳动力市场的文章，这段文字被分为了三部分。即时测试组在学习完每部分的内容之后都要进行测试，而另外一组则需要连续学习三个部分并最终对第三部分进行测试。在即时测试中，参与者可以说出自己能想到的有关刚才学习内容的任何信息。在第3部分的测试中，即时测试组所会想到的信息是另外一组的2倍。文本学习的前向测试效应在Healy等人和Zhou等人的研究中同样被证实，他们运用了不同的文本材料和测试方式（比如，多项选择测试）。
即时测试不仅仅可以增强对特定内容的记忆，还可以提升整合信息及对复杂信息的理解能力。例如，Jing他们发现即时测试不仅可以促进参与者对教学视频中的每一部分中的信息进行整合，还可以促进不同部分之间的信息整合。Zhou对文本理解方面的前向测试效应进行了研究。在一次理解力的测试中，参与者需要结合不同的信息去回答给出的题目。Zhou他们发现，即时测试组明显要比重新学习组表现得更好，从而表明即时测试可以增强对文本的理解。
对教师的实际意义
远程学习及网络学习已经越来越普遍，如何将这些学习的效用最大化是教育者最关心的一个问题。依据上文的表述，进行即时测试在提升学习、搜索新信息及减少干扰的思想游离等方面有效果。所以，鼓励老师们在网络课程中设置临时测试。即时测试对学习文本资料也大有裨益（不论是记忆特定内容还是理解）。
归纳学习
上述的研究大都在探索学习特定内容时的前向测试效应（比如：单词、图片、配对联结、教学视频以及文本）。Yang和Shanks，Lee同Ahn，他们对归纳学习中的前向测试效应进行了研究。例如，Lee和Ahn让三组（临时测试组/重新学习组/干扰测试组）参与者学习来自6位画家的36张绘画作品（每个画家6张），这是第一部分。接着即时测试组需要参加一个第一部分线索回忆测试。在测试里绘画作品会一个一个随机出现，参与者需要回忆起与绘画作品对应的画家的名字。重新学习组则需要重新学习这36幅作品，干扰测试组则需要做一些数学题。在第二部分，所有的参与者都要学习另外6位画家的36幅作品。接着他们需要参加一个分类测试，测试包含之前出现过的12位画家的48幅新作品（每人4幅）。这些作品会一个一个随机出现，与此同时12位画家的名字也会同作品一起出现。参与者需要指出，哪个才是这幅画的真正作者。结果发现，即时测试组的表现要明显胜过其他两个组，由此证明在归纳性学习里也存在前向测试效应（比如，在学习概念性知识的时候进行临时测试，会提升学习及记忆新概念的能力；更多相似发现，请参考附录）。
对老师的现实意义
归纳学习是人类认识及了解世界的一个重要手段，它也是常规教育的一个重要组成部分。比如，艺术/艺术史的学生需要知道不同艺术家的绘画风格；学医学的学生需要掌握如何诊断疾病；学语言的学生则必须掌握语言的规律；甚至于机场安检通道的工作人员也需要学习怎样通过X射线探测危险物品。通过实验，我们知道在学习过程中进行即时测试，是一种提高归纳学习能力很有效的策略。
自主学习
以上提到的所有关于前向测试效应的研究都是实验者或者老师主导的。但是，学习的节奏常常是自己决定的。Yang和他的同事们对自学中的前向测试效应进行了研究。在实验一中，他们给两组（临时测试组/干扰测试组）参与者足够多的时间，依次去学习五组欧斯卡拉语-英语词对。杨他们又一次在第5组的测试中看到了前向测试效应，那就是即时测试组能够回忆起的数量要高于干扰测试组。有趣的是，他们还发现在自主学习中，随着学习的深入，干扰测试组的参与者花费在每一组的时间在逐步减少，然而临时测试组因为临时测试的缘故并没有出现这种情况。当参与者能够自由选择花费多少时间来学习的时候，在没有临时测试的情况下，随着学习的深入，他们花费的时间越来越少。但是，当每学完一组就需要进行测试的时候，参与者则能够保证学习每组词花费的时间。因此，这个实验能够说明临时测试能够让自学的人在学习新信息时付出更多的努力（学习时间）。同时也说明了一点，即使很简单的介入都可以促使学习者付出更多的学习时间。
对老师及学习者的实际意义
随着网络课程及培训教具的发展，课堂之外的自主学习已经变得越来越普遍。然而我们离富有经验的学习者还很远，而且我们经常不能熟练掌握自主学习的内容。通过在学习的过程中进行即时测试来维持和提高自主学习的效率是一个有效的策略。因此，老师可以鼓励学习者在学习的过程中经常进行自我检测，同事学习者也可以在自我学习的时候多进行检测。
二、前向测试效应的转移
学生通常会从不同的课堂中学习到不同类型的信息。比如，一节生物课之后就是一节历史课。因此研究前向测试效应的可转移性是很重要的，这里的可转移性是指对一个领域已学习的内容进行即时测试，是否可以提升参与者在其他领域学习及筛选新信息的能力。
Yang以及他的同事们为了研究这个问题进行了3次试验。在他们的实验3中，2个组（临时实验组/重新学习组）的参与者连续学习三部分事实陈述，然后学习一组绘画。前三部分中，每一部分都包含10段关于艺术家对于艺术贡献的事实陈述（比如，委罗内塞引进了更伟大的现实主义，及绚烂的色彩）。在学习完前三部分中的每一部分之后，即时测试组需要参加填空测试（比如，委罗内塞引进了更伟大的____________，及绚烂的色彩）。同时，重新学习组则需要重新学习一遍这一部分的内容。第4部分内容包含48幅作品，选自8位画家（每人6幅），两组参与者在学习完第4部分内容之后，都需要参加一个多项选择形式的分类测试。这个分类测试会包含32幅新作品，来自之前已出现的8位画家（每人4幅）。在测试中，32幅新画会一个一个随机出现，与此同时，每一幅画的下面都会有8位作家的名字。参与者需要指出哪个作家才是这幅画真正的作者。最终结果显示，即时测试组答对的数量要多于重新学习组。由此表明前面测试效应会从低级别（动词语篇）转移到高级别（视觉概念）的学习。杨及他的同事们在实验1及实验2通过运用不同材料，同样得到了前向测试效应转移的结果。
因为上面说描述的研究并没有包含每部分都学习同样领域的对照组，所以并不知道前向测试效应是否会因为学习领域的变化而有所降低。因此我们还不知道在一个怎样的范围里，标准的前向测试效应会因为材料或测试方式的变化而降低，这一问题还有待研究。
对于老师的现实意义
虽然在研究中测试方式发生变化，前向测试效应也会在学习不同类型的内容时发生转移。也就是说，即使在教学的过程中会遇到不同的主题及不同的测试，老师也可以放心地进行即时测试，以提高学习新信息的能力。比如，在课堂上，医学学生可能需要学习一些科学定义，然后继续学习诊断技巧。在学习完第一部分后进行相关测试，依然会提升学习及筛选接下来信息的能力。
三、即时测试的潜在运行机制
针对在编码或者检索信息时（或者在两者都发生时）这种易化前向测试效应所产生的机制，人们已经给出了很多种可能的解释。在这里我们简单回顾一下它们。在回顾之前，我们需要强调的是，这些解释本身并不是相互排斥的，而且它们中的大多数都出于初级的发展阶段，最后通过这些理论所得出的重要预测结果很少跟实际测试结果相符。为了帮助大家理解，我们将这些理论分为两大维度，第一个是它们是否认为编码或检索信息是前向测试效应的核心；第二个是，它们是否觉得这个作用是动机变化带来的结果。
在学习的过程中进行测试会导致环境的变化，这是可以明确的。Szpunar他们假设前向测试效应大致是由这种环境的变化引起的。即时测试引起环境的变化，从而减少前摄干扰的累计并提高回想新信息的能力。我们将这个解释称为前摄干扰释放理论。对已学习的内容进行测试会更新这些内容的精神活动环境，从而这些已学习/测试内容与学习（S）及检索（R）的环境产生了联结。在参加完对已学内容的考试之后，参与者需要学习一些新的内容，这些只跟学习（S）这个环境有关。接着进行即时测试，在测试中他们需要回忆刚刚学习到的内容，这就跟之前既学习又考试（既涉及S区域又涉及R区域）的内容所涉及的环境不一样了。新的内容（只跟S区域相关）跟原来的内容有区别，这样就会减少前摄干涉的发生次数。以上所讲到的研究，基于单项学习及配对联结学习之上，很好地支持了前摄干扰释放理论：这些研究都表明对已学习内容进行即时测试，会减少前摄干扰发生的次数。
前摄干扰释放理论