【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仪际,麥克馬斯特大學心理學换怖、神經(jīng)科學與行為系;Veronica X.Yan透葛,加利福尼亞大學洛杉磯分校心理學系刘绣;Joseph A.Kim权烧,麥克馬斯特大學心理學雅镊、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稠鼻。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岳瞭。

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

實驗二在問題之間加上間隔時間spacing瞳筏,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)牡昆,提高了blocking learning的效果(時間間隔造成遺忘姚炕,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丢烘,提高了總體的分類能力柱宦,尤其是block learning,驗證了假設播瞳,一個模塊的學習有助于鞏固模塊間相似處的學習掸刊。

所有被試還參與了工作記憶任務,證明序列效應可能和WMC的個體差異有關(guān)赢乓。高工作記憶的人能夠更加積極關(guān)注和比較若干問題忧侧,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牌芋。

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蚓炬;問題解決,運用公式解決新問題

(2) ? 感性類別歸納:藝術(shù)家的畫躺屁,結(jié)果可以被重復肯夏,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)驯击,block有助于類內(nèi)相似的學習烁兰。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余耽。并且學習中必須有工作記憶的參與缚柏,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碟贾。


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


The discriminative-contrast hypothesis

不同的概念進行比較袱耽,區(qū)別特征變得顯著杀餐,有助于概念歸納。


Taylor and Rohrer(2010):被試學習用功兩步公式朱巨,計算棱柱的四種屬性(角史翘,面,邊冀续,角度)琼讽,用interleaving和block學習不同的問題,然后解決新的問題(識別問題類型洪唐,回憶公式钻蹬,解決問題)。Interleaving表現(xiàn)更好凭需,block會用錯公式问欠。

Birnbaum(2013):學習蝴蝶的分類。在interleaving學習中加入不相關(guān)的填充物粒蜈,打斷不同類別間的對比過程顺献,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)建了人工類別枯怖,類別內(nèi)部和類別之間幾乎沒有相似之處注整,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)容的深度處理度硝,相似性變得突觸设捐,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)塘淑。



Spacing effect:間隔會促進遺忘萝招,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存捺。(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槐沼,因此有可能會存在spacing-effect曙蒸。


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解釋

但是也有研究沒有做出blocking benefit岗钩,就是間隔后的效益


實驗一:

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

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

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视搏,同時判斷后會出現(xiàn)一個字母审孽,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(掃雷)—測試階段—電子游戲2分鐘(寶石)—OSPAN任務

Aaaaaaa-bbbbbb-cccccc?VS abcabcabcabcabcabc

每個問題程序20秒浑娜,一次一個佑力,空屏1秒。相應概念名字之間出現(xiàn)在問題上方筋遭。

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


實驗二:

實驗二在問題之間加上間隔時間spacing畅形,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)诉探,提高了blocking learning的效果(時間間隔造成遺忘日熬,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肾胯,但是有些沒有竖席。本研究的確做出了這樣的效應。一種可能的解釋是敬肚,block的益處與所用類別的性質(zhì)有關(guān)毕荐,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任務中更容易受到干擾艳馒。


程序:

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

Interleaving組的結(jié)果顯著好于block組蝶锋,但是spacing沒有顯著的主效應,spacing和不同順序的交互作用顯著什往。無spacing扳缕,interleaving組表現(xiàn)更好,但是加上spacing别威,兩組沒有顯著區(qū)別躯舔。

Block-spaced條件下,WMC也無法預測兔港,說明加入了間隔庸毫,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衫樊,更容易受到干擾飒赃。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并列科侈,提高了總體的分類能力载佳,尤其是block learning,驗證了假設臀栈,一個模塊的學習有助于鞏固模塊間相似處的學習蔫慧。

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。同時預測权薯,同時呈現(xiàn)對記憶的負擔更小姑躲,對WMC較低的參與者非常有幫助。

程序:

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

兩個主效應都顯著,即interleaving表現(xiàn)更好奄抽,并且同時呈現(xiàn)比順序呈現(xiàn)更好蔼两。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)好逞度,這也可以用额划,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)可以減少記憶負荷档泽,提供更加明確的學習環(huán)境锁孟,更容易學習概念的特征彬祖。

在順序效應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被試之間的差異品抽。


討論:

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

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

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

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