25项工程师必备技能 学习理论/学习曲线
学习不是一蹴而就，也不是稳步向前，其进展速度循着一种或两种基本模式。图 1 中的第一条学习曲线表明，对于简单的工作，学习速度一开始非常快，然后随着对工作的掌控而进度逐渐趋缓。这些曲线不仅适用于个人，而且适用于制造工艺，特别是可用于研究和掌握新产品或新工艺的整个生命周期成本。
然而，对于复杂的工作或材料，学曲线明显不一样。最初的进展是缓慢的，因为学习者要慢慢形成对这项工作的理解，然后随着材料工艺被掌握，学习速度就会加快。同样，当对象被掌控时，速度趋向平缓。
在某些情况下，如疲劳、动力不足、失去兴趣，或在取得新进展前需要时间掌握所有材料等因素会导致学习曲线出现停滞。
来自 PBA Consulting 的 Nick Pearne 对于学习曲线的评论很尖锐： “学习曲线理论，作为一种’把钱留在桌上’（暗示无法获得预期最大利益）的系统化方法，让大多数制造者都深恶痛绝。 20 世纪 50 年代和60 年代，美国新兴半导体市场的主要参与者采用了学习曲线定价方法，相比其他任何单一因素，这一实践更要对世界半导体和消费电子行业的衰败负责。数十亿美元的潜在利润就这么被基于学习曲线的定价牺牲了，因为学习曲线预测获得市场份额，然后随着时间推移逐步达成单位成本大幅降低的预期。”
然而，在有许多应用中，学习曲线的方法确实有实际用途，因为不管你喜欢与否，在竞争激烈的市场环境中，对于范围广泛的工艺，至少总得有一个有规律可循的成本趋势。学习曲线在一定程度上适用于任何一种工艺或一类工艺，成本会随着技术的提高而降低。比如，制模方法：与客户建立理解和标准化；随着为客户制开发设备和工艺，生产力得以提高；检测和纠正设计上的缺陷；随着时间的推移，工程变更减少；最后，产量提高，减少返工和退货。
对于材料占比低、附加值高且长期运行的工艺，这种趋势预测方法吻合度很好，例如制造自行车、涡轮叶片或火花塞。而对于极端和存在不可控变化的工艺来说，这可能是最糟糕的。印制电路，特别是多层工艺，显然属于这类极端工艺；随着时间的推移，价格的不断下降表明，经验和市场的增长实际上都对成本产生影响，因此对定价也会有影响。如果这种趋势现在存在，就没有理由期望它不会继续发展下去。
学习理论[1]
本篇专栏文章不会详细说明学习曲线是如何实现的，但将总结其中的一些理论。
转化学习 [2]
转化学习理论认为，反复诠释和解读自己的感觉经验，是赋予意义然后学习的核心。这一理论有两种基本的学习方式：工具性和交流性学习。工具性学习主要集中在学习如何解决与任务相关的问题，和如何确定因果关系。交流性学习涉及个人如何交流他们的感受、需求和期望。
行为主义 [3]
行为主义只关注学习客观可观察得到的方面，而对可能与活动相关的内心处理并不关心。学习是通过自我调节来获得新的行为。
有两种可能的调节：
1. 经典的条件反射，在这种情况下，行为变成对刺激的反射反应，就像巴甫洛夫的狗一样。
2. 操作性条件反射，是指通过奖赏或惩罚的行为强化。
操作性条件反射理论是由 B.F. Skinner 提出的，或被称为激进行为主义。这里的“操作性”一词是指“作用于环境（而产生结果） ”的行为。简单而言，一个行为可能会被强化，从而增加反复发生的可能性；或被惩罚，从而降低反复发生的可能性。值得注意的是，如果不能导致行为减少，惩罚也就不是这里所谓的惩罚，所以，这里的惩罚和强化的定义是根据行为的作用结果而确定的。在这个框架内，行为学家特别感兴趣的是行为的可测量变化。从这种模式产生了一系列教育方法，诸如应用行为分析、基于课程的测量和直接指导等。
认知主义
在认知学习中，尽管开始了一种新的模式，但行为主义的经验框架仍然保留了下来。认知理论能透过行为本身，来解释基于大脑的学习。认知主义者认为人类的记忆是可以促进学习的。例如，如何将信息编码转化为短时和长期记忆的自然生理过程，对教育工作者来说至关重要。
曾 经 有 过 一 些 记 忆 理 论， 如 Atkinson-Shiffrin 的多重记忆模型和 Baddeley 的工
作记忆模型，可以作为建立在认知心理学上的理论框架，而新的认知学习框架在二十世纪70 年代、 80 年代和 90 年代开始出现。今天的研究人员都集中在研究诸如认知负荷和信息加工理论这样的课题。这些学习理论对指导教学设计非常有用。
建构主义
建构主义认为学习是学习者根据当前和过去的知识，主动建构或建立新思想或概念的过程。换句话说， “学习涉及到从自己的经验中构建自己的知识”，因此，建构主义学习是一种非常个人化的创作，即把内化的概念、规则和一般原则应用到实际的现实环境中。教师充当促进者，鼓励学生发现自己的原则，并通过解决实际问题来建构知识。这也是大家所说的知识建构是一种社会过程。我们可以一起澄清和组织他们的想法，这样我们就可以向其他人表达他们的观点。这使得我们有机会详细说明他们学到了什么。我们可以了解到别人的见解。通过学习我们能够发现缺陷和不一致，从而可以得到好的结果建构主义本身有许多变化，如主动学习、发现学习和知识建构。
生成性学习理论 [4]
生成性学习理论认为，学习过程是以已经储存在大脑中的记忆为基础的，其中新的数据被添加到我们的长期记忆中，并成为我们知识库的一部分。生成性学习理论基于这样一种假设，即人脑不仅被动地观察其环境或所经历的事件，而且它对问题、情景和经验都会构建在看法。
生成性学习理论的 4 个核心概念
生成性学习理论涉及四个核心概念，教学设计者可以根据学习者的需要和所涉及的学习
材料，围绕着全部或其中一个概念进行指导。
1. 回忆，即唤起学习者长期记忆中的信息。主要目标是鼓励学习者利用他们已经获得的信息来学习基于事实的内容。回忆技巧的例子可能是让学习者重复信息或复习，直到完全掌握这个概念。
2. 整合，即让学习者将新信息与已收集和存储的知识相结合。其目的是将这些信息转换成一种形式，以便学习者可以更容易地记住和供今后使用。整合活动的例子可能是让学习者复述内容或创建类推，来解释这个概念。
3. 组织，即让学习者将他们已经收集到的知识与新概念有效地联系起来。组织技巧的例子可能包括创建列表或分析特定概念的要点。
4. 细化，即鼓励学习者通过分析想法，将他们已经收集到的信息连接起来并加入新的观点。细化技巧的例子包括创造性写作，对句子或想法进行扩展，以及对心理意象的视觉再现。
非正式和后现代主义理论
非正式的教育理论处理学习过程中更为实际的问题。其中一个问题是，如何学习总体思路，是要对一个总体思路构建概念，还是理解总体思路，并在后面填充细节。现代思想家倾向于后者，尽管这在实际研究中尚无任何依据。
另外要关注的问题是**学习驱动力的起源。**对这个问题，许多人已经脱离主流，认为理想的学习状态就是自学。然而，现实世界表明，孤立学习的学生是失败的。社会支持似乎对持续学习至关重要。
非正式学习理论，其本身也关注书本学习与现实世界的经验学习的对比。许多人认为大
多数学校严重缺乏现实世界的经验学习。新出现的混合教学模式结合了传统课堂教学和计算机强化教学，这是两全其美的保证。
学习曲线的数学原理 [5]
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