類別結(jié)構(gòu)和時(shí)間安排會影響interleave學(xué)習(xí)優(yōu)于block學(xué)習(xí)的優(yōu)勢

Carvalho, P. F., & Goldstone, R. L. (2013).?Putting category learning in order: Category structure and temporal arrangement affect the benefit of interleaved over blocked study. Memory & Cognition, 42(3), 481–495.

該研究旨在解決關(guān)于分類結(jié)構(gòu)如何影響該優(yōu)勢以及同時(shí)呈現(xiàn)如何與該優(yōu)勢交互的問題。 實(shí)驗(yàn)1表明,interleave優(yōu)于block學(xué)習(xí)的優(yōu)勢受到所研究類別結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)。interleave學(xué)習(xí)結(jié)果可以更好地歸納類內(nèi)和類間相似度較高的類別,而block則可以更好地歸納類內(nèi)和類間相似度較低的類別。在實(shí)驗(yàn)2中,為上述發(fā)現(xiàn)提供了證據(jù):當(dāng)同時(shí)呈現(xiàn)時(shí),類別之間的比較(interleave)會導(dǎo)致高相似度類別的優(yōu)勢,但低相似度類別沒有發(fā)現(xiàn)差異。在實(shí)驗(yàn)3中,直接比較了低相似度類別的同時(shí)呈現(xiàn)和連續(xù)呈現(xiàn)。再次發(fā)現(xiàn)使用這些類別進(jìn)行block學(xué)習(xí)的總體益處??傮w而言,這些結(jié)果表明:interleave強(qiáng)調(diào)類別之間的差異,而block強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)同一類別中對象之間的共性。


Goldstone (1996)提出類別學(xué)習(xí)可能因?yàn)閮蓚€(gè)不同的原因而存在困難:類別間相似性高或類別內(nèi)相似性低。這兩種類別結(jié)構(gòu)中的每一種都需要不同的過程來進(jìn)行有效的類別學(xué)習(xí)。在類別間高度相似的情況下,最大的挑戰(zhàn)是識別類別間的細(xì)微差異,這可能是由類別間頻繁的交替造成的。在類別內(nèi)相似性低的兩個(gè)類別之間的快速交替可能不利于識別每個(gè)類別的相關(guān)屬性。在這種情況下,按每個(gè)類別進(jìn)行block學(xué)習(xí)可能更有好處,這樣學(xué)習(xí)者可以識別隱藏在多樣性中的類別成員之間的共享特征。

當(dāng)一個(gè)類別的兩個(gè)或多個(gè)樣本同時(shí)出現(xiàn)時(shí),參與者更善于識別類別的相關(guān)特征。此外,同時(shí)呈現(xiàn)的優(yōu)勢也可以在辨別學(xué)習(xí)中看到。當(dāng)學(xué)習(xí)區(qū)分兩個(gè)相似的物體時(shí),同時(shí)呈現(xiàn)兩個(gè)物體比連續(xù)呈現(xiàn)兩個(gè)物體更容易區(qū)分,無論是interleave還是block。一個(gè)可能原因是,與連續(xù)呈現(xiàn)相比,同時(shí)呈現(xiàn)減少了內(nèi)存限制,使學(xué)習(xí)者能夠更有效地比較兩個(gè)物體并提取相關(guān)信息。

同時(shí)呈現(xiàn)的一個(gè)方法是讓學(xué)習(xí)者一次分類一個(gè)對象,但同時(shí)呈現(xiàn)先前分類的對象及其正確的類別分配以及當(dāng)前要分類的對象。這種操作減少了交錯(cuò)演示之間的時(shí)間延遲,但不增加參與者可獲得的信息量(參與者在每個(gè)時(shí)刻只能訪問兩個(gè)類別樣本)。

在類別學(xué)習(xí)中,同時(shí)呈現(xiàn)優(yōu)于連續(xù)呈現(xiàn)的可能原因:1將先前分類的刺激與新的刺激同時(shí)呈現(xiàn),將減少與記憶先前項(xiàng)目的特征相關(guān)的記憶負(fù)荷,最大限度地發(fā)揮高相似性類別interleave和低相似性類別block的好處。2同時(shí)呈現(xiàn)將引入新的約束。例如,同時(shí)呈現(xiàn)可能強(qiáng)調(diào)屬于不同類別的對象之間的差異。這可能會改變參與者解決學(xué)習(xí)任務(wù)的方式,從而改變interleave或block對學(xué)習(xí)的影響。


在本研究中,調(diào)查了interleave學(xué)習(xí)的優(yōu)勢是否取決于學(xué)習(xí)情境的特征。


本研究的3個(gè)實(shí)驗(yàn)使用的刺激是blob figures(見上圖)。所有的斑點(diǎn)都是由隨機(jī)生成的曲線段產(chǎn)生的。一個(gè)單一的曲線段定義了每一個(gè)類別,并出現(xiàn)在該類別的所有樣本中。在高相似性集合中,每個(gè)樣本都共享它們的大部分特征。在低相似性集合中,每個(gè)類別中的樣本只共享與類別相關(guān)的特征。


實(shí)驗(yàn)1

自變量1 被研究類別的相似性結(jié)構(gòu)(低相似性與高相似性,被試間)

自變量2 研究過程中的演示時(shí)間表(interleave與block,被試內(nèi))

study任務(wù):刺激→分類→原刺激+糾正反饋

在interleave條件下,一個(gè)斑點(diǎn)被同一類別的斑點(diǎn)跟隨的概率較低,而在block條件下,此概率較高。減少使用純粹的interleave或block時(shí)參與者注意到響應(yīng)交替模式的可能性,從而影響分類的準(zhǔn)確性。

generalization任務(wù):刺激(50%訓(xùn)練刺激+50%新刺激)→分類(無反饋)

實(shí)驗(yàn)1 學(xué)習(xí)階段的結(jié)果

Study階段,對于低相似性類別結(jié)構(gòu)和高相似性類別結(jié)構(gòu),block都優(yōu)于interleave。此外,低相似度結(jié)構(gòu)的結(jié)果總體上優(yōu)于高相似度結(jié)構(gòu)。

實(shí)驗(yàn)1 Generalization階段的結(jié)果??

Generalization階段,低相似度類的表現(xiàn)總體優(yōu)于高相似度類。 此外,對于新刺激,在學(xué)習(xí)過程中block呈現(xiàn)會提高低相似度類別的歸納表現(xiàn)。相反,對于高相似度類別,interleave學(xué)習(xí)會導(dǎo)致對新項(xiàng)目的更好的歸納。

interleave條件和block條件之間的generalization性能差異。 從interleave學(xué)習(xí)后的表現(xiàn)中減去block學(xué)習(xí)后的表現(xiàn)表示差異。 較高的值表示interleave而非block的好處。

該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明:(1)學(xué)習(xí)階段的績效與進(jìn)度的關(guān)系不是對歸納能力的可靠的預(yù)測指標(biāo),學(xué)習(xí)期間的更高績效并不一定會導(dǎo)致更好的學(xué)習(xí);(2)interleave學(xué)習(xí)優(yōu)于block學(xué)習(xí)的收益取決于上下文因素,例如類別結(jié)構(gòu)(高相似性或低相似性)。

一個(gè)可能解釋是,兩個(gè)學(xué)習(xí)規(guī)則(interleave和block)強(qiáng)調(diào)刺激的相似和不同。哪一個(gè)規(guī)則更有益將取決于學(xué)習(xí)類別是否需要參與者在相同類別的對象之間找到相似性(如對于低相似性集合中的類別)或者在不同類別的對象之間找到差異(高相似性集合中的類別)。

實(shí)驗(yàn)2

在學(xué)習(xí)任務(wù)中,同時(shí)呈現(xiàn)先前分類項(xiàng)和新的待分類項(xiàng)。減少了任務(wù)的記憶限制。通過這種方式,可以直接訪問先前的刺激,研究每種學(xué)習(xí)模式如何影響對于低相似性和高相似性類別的優(yōu)勢。

study階段,被試在屏幕的右側(cè)看到了一個(gè)刺激,必須將其分類為3種類別之一。之后提供糾正反饋,再將刺激和正確分類移動(dòng)到屏幕的左側(cè)。在任何分類試驗(yàn)(除了第一個(gè)試驗(yàn))上,被試都可以在屏幕上同時(shí)看到前一個(gè)刺激和類別反饋激。

實(shí)驗(yàn)2 Generalization階段的結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)學(xué)習(xí)者有機(jī)會同時(shí)學(xué)習(xí)待分類項(xiàng)目和先前分類的項(xiàng)目時(shí),類別結(jié)構(gòu)和演示時(shí)間表之間的相互作用發(fā)生了變化。 在這種情況下,失去了低相似度類別block相較于interleave的優(yōu)勢,保留了高相似度類別interleave的優(yōu)勢,甚至更明顯。 但是,仍然觀察到類別結(jié)構(gòu)和演示時(shí)間表之間的相互作用:對于高相似性類別,interleave學(xué)習(xí)導(dǎo)致更高的性能,而對于低相似性類別,學(xué)習(xí)示例方式似乎并不影響學(xué)習(xí)。

一個(gè)可能原因是,在此學(xué)習(xí)階段,此處提出的同時(shí)呈現(xiàn)增加了僅依靠啟發(fā)式“選擇與先前試驗(yàn)相同的類別”的被試人數(shù)。?在實(shí)驗(yàn)2中,啟發(fā)式方法的有效性甚至可能比在實(shí)驗(yàn)1中更高。另一種可能性是,同時(shí)呈現(xiàn)會增加不同類別刺激之間差異的顯著性,從而改善interleave學(xué)習(xí)后的表現(xiàn)。?

實(shí)驗(yàn)3

直接比較了低相似度類別的同時(shí)呈現(xiàn)研究。主要目的是研究同時(shí)性對低相似性類別的影響。

在研究階段,在同時(shí)和連續(xù)條件下,參與者都無需嘗試“猜測”正確的類別分配。在每次試驗(yàn)中,直接呈現(xiàn)示例與其類別。要求參與者學(xué)習(xí)刺激和正確類別,以便在隨后的分類任務(wù)中表現(xiàn)良好。

實(shí)驗(yàn)3 Generalization階段的結(jié)果

測試階段的結(jié)果是,呈現(xiàn)方式(同時(shí)與連續(xù))對整體準(zhǔn)確性沒有主要影響,但是正如之前所看到的,被學(xué)習(xí)的項(xiàng)目的績效要優(yōu)于新項(xiàng)目。特別的是,block學(xué)習(xí)改善了測試過程中的性能,尤其是連續(xù)組。此外,與interleave相比,block學(xué)習(xí)后的表現(xiàn)更好。 呈現(xiàn)模式或任何變量之間的相互作用都沒有出現(xiàn)影響。

總體而言,這些結(jié)果重復(fù)了實(shí)驗(yàn)1和2的研究結(jié)果。即對于低相似度類別而言,Block學(xué)習(xí)比interleave產(chǎn)生了更好的歸納能力,連續(xù)呈現(xiàn)和同時(shí)呈現(xiàn)條件均是如此。


總的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,類別學(xué)習(xí)期間存在三種不同的因素相互作用,以促進(jìn)歸納 :(1)要學(xué)習(xí)的類別的結(jié)構(gòu)(相似性高或低); (2)范例的時(shí)間表示(連續(xù)或同時(shí)呈現(xiàn)); (3)研究類別的時(shí)間表(interleave或block)。這三個(gè)因素共同作用以系統(tǒng)地指導(dǎo)學(xué)習(xí),從而導(dǎo)致不同的趨勢。?這種相互作用可以簡單解釋為學(xué)習(xí)者必須如何分配注意力以應(yīng)對不同學(xué)習(xí)任務(wù)的獨(dú)特挑戰(zhàn)。interleave學(xué)習(xí)結(jié)果可以更好地歸納類內(nèi)和類間相似度較高的類別,而block則可以更好地歸納類內(nèi)和類間相似度較低的類別。

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