【心理學和AI】2020-07-08Sana, F., Yan, V. X., & Kim, J. A. (2016). Study sequence matters for the induc...

Sana, F., Yan, V. X., & Kim, J. A. (2016). Study sequence matters for the inductive learning of cognitive concepts. Journal of Educational Psychology.

Faria Sana,麥克馬斯特大學心理學、神經(jīng)科學與行為系;Veronica X.Yan,加利福尼亞大學洛杉磯分校心理學系;Joseph A.Kim,麥克馬斯特大學心理學、神經(jīng)科學與行為系


對于不同概念的問題的學習順序會影響最后對新概念的學習。被試研究了3個不同統(tǒng)計概念的6個不同的問題(一共18個問題),最后測試他們對新的問題的分類能力。

實驗一重復了interleaving effect,即將不同概念的問題分開學效果更好。

實驗二在問題之間加上間隔時間spacing,對于interleaving

learning降低了效果(交錯學習強化了不同概念之間的差異,時間間隔會破壞不同類別間的對比和對差異的學習),提高了blocking learning的效果(時間間隔造成遺忘,之后的再學習會鞏固記憶)。

實驗三將一次一個問題變?yōu)橐淮稳齻€問題juxtaposition,提高了總體的分類能力,尤其是block learning,驗證了假設(shè),一個模塊的學習有助于鞏固模塊間相似處的學習。

所有被試還參與了工作記憶任務(wù),證明序列效應(yīng)可能和WMC的個體差異有關(guān)。高工作記憶的人能夠更加積極關(guān)注和比較若干問題,也可以更好地從長時記憶中檢索之前的類別特征,因此可以完成地受益于interleaving。

Although the majority of the research suggests that interleaved schedules produce greater learning gains than blocked schedules (see Rohrer, 2012 for a review), some research has shown that blocked schedules also have the potential to optimize concept learning.


Interleaving effect是很普遍的:

(1) ? 數(shù)學概念:學習四種不同幾何體的體積;問題解決,運用公式解決新問題

(2) ? 感性類別歸納:藝術(shù)家的畫,結(jié)果可以被重復,并且拓展到蝴蝶種類,鳥類家族,


作者認為interleaving有助于類間差異的發(fā)現(xiàn),block有助于類內(nèi)相似的學習。并且減少時間間隔有助于差異學習,加上間隔有助于相似學習。并且學習中必須有工作記憶的參與,因為需要記住這個例子和下個例子對比,也需要記住不同類別之間的特征。


將一些例子并置有助于interleaving學習差異,有助于block學習相似。


The discriminative-contrast hypothesis

不同的概念進行比較,區(qū)別特征變得顯著,有助于概念歸納。


Taylor and Rohrer(2010):被試學習用功兩步公式,計算棱柱的四種屬性(角,面,邊,角度),用interleaving和block學習不同的問題,然后解決新的問題(識別問題類型,回憶公式,解決問題)。Interleaving表現(xiàn)更好,block會用錯公式。

Birnbaum(2013):學習蝴蝶的分類。在interleaving學習中加入不相關(guān)的填充物,打斷不同類別間的對比過程,最后效果的確比沒有添加物的效果差。


The commonality-abstraction hypothesis

Carbalho and Goldstone(2014):創(chuàng)建了人工類別,類別內(nèi)部和類別之間幾乎沒有相似之處,這時候block學習可以更好地分類。

學習高度可辨別的類別(類別之間的相似性較低)

有助于對內(nèi)容的深度處理,相似性變得突觸,有助于學習者抽象出未來可能的原則

Gentner, Loewentein, and Thompson(2003):比較兩個談判原則案例或者獨立研究每個案例,比較可以發(fā)現(xiàn)兩個案例間的共享結(jié)構(gòu)。



Spacing effect:間隔會促進遺忘,從而更加努力地學習接下來的項目,因此間隔是用遺忘來促進學習。(但是這里指的相同的重復的項目)

Interleaving也可以看做是用不同類別的例子將同一類別的例子隔開了,因此有可能會存在spacing-effect。


Taylor and Rohrer (2010)

Kang and Pashler (2012)

Aaabbbccc?VS? abcabcabc??VS a—a—a—b—b—b—c—c—c—

發(fā)現(xiàn)interleaving的效益還是存在的,不能完全用間隔效應(yīng)解釋

但是也有研究沒有做出blocking benefit,就是間隔后的效益


實驗一:

實驗一重復了interleaving effect,即將不同概念的問題分開學效果更好。

一共三個統(tǒng)計概念,每個概念都有四個維度,每個概念至少掌握兩個維度的特征才能正確反應(yīng)測試的問題。

Automated Operation Span task(OSPAN)測試工作記憶:同時存儲和處理信息:屏幕出現(xiàn)數(shù)學運算需要判斷是否正確,同時判斷后會出現(xiàn)一個字母,2-5次后要求被試回憶字母。


程序:1小時:學習階段—2分鐘分心任務(wù)(掃雷)—測試階段—電子游戲2分鐘(寶石)—OSPAN任務(wù)

Aaaaaaa-bbbbbb-cccccc?VS abcabcabcabcabcabc

每個問題程序20秒,一次一個,空屏1秒。相應(yīng)概念名字之間出現(xiàn)在問題上方。

主效應(yīng)顯著,interleaving效果更好。同時WMC與概念學習的交互作用顯著,從圖1中可以看出,WMC更高的,分類成績也更好。工作記憶可以預測block的結(jié)果,但是對interleaving的差別不大,作者解釋是,因為interleaving中包含了同類間的間隔,因此可以緩解一部分WMC低的效應(yīng)。


實驗二:

實驗二在問題之間加上間隔時間spacing,對于interleaving learning降低了效果(交錯學習強化了不同概念之間的差異,時間間隔會破壞不同類別間的對比和對差異的學習),提高了blocking learning的效果(時間間隔造成遺忘,之后的再學習會鞏固記憶)。

2×2(spacing VS no-spacing)

Spacing-effect在block學習中的益處有些研究做出了,但是有些沒有。本研究的確做出了這樣的效應(yīng)。一種可能的解釋是,block的益處與所用類別的性質(zhì)有關(guān),能夠用規(guī)則或者特征清楚解釋劃分的概念更有可能做出spacing-effect。

預測低WMC被試在有spacing的interleaving任務(wù)中更容易受到干擾。


程序:

被試隨機被分到四個組。每個組的基本程序與實驗一一樣,但是在spacing組,每個例子之間會插入30秒卡通動漫。

Interleaving組的結(jié)果顯著好于block組,但是spacing沒有顯著的主效應(yīng),spacing和不同順序的交互作用顯著。無spacing,interleaving組表現(xiàn)更好,但是加上spacing,兩組沒有顯著區(qū)別。

Block-spaced條件下,WMC也無法預測,說明加入了間隔,減弱了高低WMC之間的差異。

加入了spacing的interleaved組因為破壞了不同概念之間的對比,更容易受到干擾。因此高低WMC之間的差異變大了。

實驗三:

實驗三將一次一個問題變?yōu)橐淮稳齻€問題juxtaposition并列,提高了總體的分類能力,尤其是block learning,驗證了假設(shè),一個模塊的學習有助于鞏固模塊間相似處的學習。

但是之前的研究并沒有很嚴實的證據(jù)證明同時出現(xiàn)是更有優(yōu)勢的。同時預測,同時呈現(xiàn)對記憶的負擔更小,對WMC較低的參與者非常有幫助。

程序:

與實驗一基本相同。變化是在同時組會一次呈現(xiàn)三個問題,在同一個屏幕上,60秒,后面是3秒的空屏。

兩個主效應(yīng)都顯著,即interleaving表現(xiàn)更好,并且同時呈現(xiàn)比順序呈現(xiàn)更好。但是交互作用不顯著。同時呈現(xiàn)的block組的表現(xiàn)的確比順序呈現(xiàn)的block組表現(xiàn)好,這也可以用,同時比較會更好學習組間共性來解釋。

同時的學習概念呈現(xiàn)可以減少記憶負荷,提供更加明確的學習環(huán)境,更容易學習概念的特征。

在順序效應(yīng)上重復了實驗一二的結(jié)論。同時出現(xiàn)也可以減小高低WMC被試之間的差異。


討論:

研究interleaving effect的邊界條件。目前研究表明,時間間隔和同時,以及(潛在的)個體WMC會降低效率。

低WMC的被試對不同模式的反應(yīng)會差異比較大,這可能是高WMC的被試可以更靈活地在不同模式間轉(zhuǎn)換策略。(1)可以在分心的情況下保持對任務(wù)相關(guān)信息的關(guān)注(2)在LTM中成功檢索先前概念的編碼特征,有更強的檢索能力

Interleaving學習是更有效的,spacing可以提高block學習的績效。概念的同時呈現(xiàn)對分類都有效,尤其是對block學習。

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成,瀏覽時請結(jié)合常識與多方信息審慎甄別。
平臺聲明:文章內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))由作者上傳并發(fā)布,文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點,簡書系信息發(fā)布平臺,僅提供信息存儲服務(wù)。

友情鏈接更多精彩內(nèi)容