Последовательное обучение - Sequence learning

В когнитивная психология, последовательное обучение присуще человеческим способностям, поскольку является неотъемлемой частью осознанного и бессознательного обучения, а также деятельности. Последовательности информации или последовательности действий используются в различных повседневных задачах: «от последовательности звуков в речи до последовательности движений при наборе текста или игры на инструментах, до последовательности действий при вождении автомобиля».[1] Последовательное обучение может использоваться для изучения приобретения навыков и в исследованиях различных групп, от нейропсихологических пациентов до младенцев.[1] По словам Риттера и Нерба, «порядок представления материала может сильно повлиять на то, что изучается, насколько быстро повышается производительность, а иногда даже на то, усвоен ли материал».[2] Последовательное обучение, более известное и понимаемое как форма явного обучения, теперь также изучается как форма неявное обучение а также другие формы обучения. Последовательное обучение может также называться последовательным поведением, последовательностью поведения и последовательным порядком в поведении.

История

В первой половине 20 века Маргарет Флой Уошберн, Джон Б. Ватсон, и другие бихевиористы считалось, что поведенческая последовательность управляется цепочкой рефлексов, которая гласит, что стимуляция, вызванная начальным движением, вызывает дополнительное движение, которое запускает другое дополнительное движение, и так далее. В 1951 г. Карл Лэшли, а нейрофизиолог в Гарвардский университет, опубликовал «Проблема последовательного порядка в поведении», обращаясь к текущим представлениям о последовательном обучении и представляя свою гипотезу. Он критиковал предыдущую точку зрения на основании шести доказательств:

Первая строка состоит в том, что движения могут происходить даже тогда, когда сенсорная обратная связь прерывается. Во-вторых, некоторые последовательности движений происходят слишком быстро, чтобы элементы последовательности могли быть вызваны обратной связью с предыдущими элементами. Далее, ошибки в поведении подсказывают внутренние планы того, что будет сделано позже. Кроме того, время начала последовательности движений может увеличиваться с увеличением длины или сложности последовательности. Следующая строка - это свойства движений, происходящих в начале последовательности, которые могут предвосхищать более поздние особенности. Затем, наконец, нейронная активность может указывать на подготовку предстоящих поведенческих событий, включая предстоящие поведенческие события в относительно долгосрочном будущем.[3]

Лэшли утверждал, что последовательное обучение, или поведенческая последовательность, или последовательный порядок в поведении не связаны с сенсорной обратной связью. Скорее, он предположил, что существуют планы поведения, поскольку нервная система готовится к одним видам поведения, но не к другим. Он сказал, что был иерархическая организация планов. Он привел несколько доказательств. Первая из них заключается в том, что контекст меняет функциональные интерпретации одного и того же поведения, например, способ интерпретации слов «правильно, правильно, правильно, обряд и писать» в зависимости от контекста предложения. «Правильно» можно интерпретировать как направление или как нечто хорошее, в зависимости от контекста. Вторая линия свидетельств говорит о том, что ошибки связаны с человеческим поведением как иерархической организацией. Кроме того, «иерархическая организация планов проистекает из хронометража поведенческих последовательностей». Чем длиннее фраза, тем больше время отклика, которое учитывается при «декодировании» или «распаковке» иерархических планов. Дополнительным свидетельством является то, насколько легко или сложно выучить последовательность. Разум может создать «память о том, что вот-вот произойдет», а также «память о том, что произошло». Окончательное свидетельство иерархической организации планов характеризуется следующим: "разбивка". Этот навык объединяет несколько юнитов в большие юниты.[3]

Типы последовательного обучения

Есть две широкие категории последовательного обучения - явное и неявное - с подкатегориями. Явное последовательное обучение известно и изучается с момента открытия последовательного обучения. Однако в последнее время неявное последовательное обучение привлекает больше внимания и исследований. Форма неявное обучение, неявное последовательное обучение относится к основным методам обучения, о которых люди не подозревают - другими словами, к обучению без знания. Обсуждаются точные свойства и количество механизмов неявного обучения.[4] Другие формы неявного обучения последовательности включают обучение двигательной последовательности, обучение временной последовательности и ассоциативное последовательное обучение.

Проблемы обучения последовательности

Задачи последовательного обучения используются для лучшего понимания различных типов последовательного обучения. Существует четыре основных задачи обучения последовательности: предсказание последовательности, генерация последовательности, распознавание последовательности и последовательное принятие решений. Эти «проблемы» показывают, как формулируются последовательности. Они показывают, как следуют последовательности шаблонов и как эти различные задачи обучения последовательности связаны друг с другом.

Предсказание последовательности пытается предсказать следующий непосредственный элемент последовательности на основе всех предыдущих элементов. Генерация последовательности в основном такая же, как предсказание последовательности: попытка собрать последовательность одну за другой, как это происходит естественным образом. Распознавание последовательности основывается на определенных критериях и определяет, является ли последовательность законной. Последовательное принятие решений или создание последовательности посредством действий делится на три варианта: ориентированный на цель, ориентированный на траекторию и максимизацию подкрепления. Все эти три варианта хотят выбрать действие (я) или шаг (я), которые приведут к цели в будущем.[5]

Эти задачи обучения последовательности отражают иерархическую организацию планов, поскольку каждый элемент последовательностей основывается на предыдущих элементах.

В классическом эксперименте, опубликованном в 1967 году, Альфред Л. Ярбус продемонстрировали, что, хотя субъекты, просматривающие портреты, сообщали, что воспринимают портрет в целом, их движения глаз последовательно фиксируются на наиболее информативных частях изображения. Эти наблюдения предполагают, что в основе явно параллельного процесса восприятия лица лежит глазодвигательный процесс скрыт.[6] Обычное наблюдение, что когда навык приобретается, мы более внимательны на начальном этапе, но после многократной практики навык становится почти автоматическим;[7] это также известно как бессознательная компетентность. Затем мы можем сосредоточиться на изучении нового действия, умело выполняя ранее изученные действия. Таким образом, похоже, что в нашем мозгу создается нейронный код или представление приобретенного навыка, что обычно называется процедурная память. В процедурной памяти кодируются процедуры или алгоритмы, а не факты.

Текущее исследование

Есть много других областей применения последовательного обучения. Как люди изучают последовательные процедуры, было давней исследовательской проблемой в наука о мышлении и в настоящее время является основной темой в нейробиология. Исследовательские работы ведутся по нескольким дисциплинам, в том числе искусственный интеллект, нейронные сети, и инженерное дело.[8]Для философской точки зрения см. Индуктивное мышление и Проблема индукции. Для теоретической точки зрения информатики см. Теория индуктивного вывода Соломонова и Индуктивное программирование.Что касается математической точки зрения, см. Экстраполяция.

Рекомендации

  1. ^ а б Клегг, Бенджамин А; ДиДжироламо, Грегори Дж. Кил, Стивен В. (август 1998 г.). «Последовательное обучение». Тенденции в когнитивных науках. 2 (8): 275–81. Дои:10.1016 / S1364-6613 (98) 01202-9.
  2. ^ Фрэнк Э. Риттер; и др., ред. (2007). Чтобы узнать: как последовательность тем влияет на обучение. Оксфордская серия по когнитивным моделям и архитектурам. Оксфорд / Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-517884-5.
  3. ^ а б Розенбаум, Дэвид; Раджал Г. Коэн; Стивен А. Джакс; Дэниел Дж. Вайс; Робрехт ван дер Вел (2007). «Проблема последовательного порядка в поведении: наследие Лэшли». Наука человеческого движения. 26 (4): 525–54. Дои:10.1016 / Ю. Хумов.2007.04.001. PMID  17698232.
  4. ^ Линь, Сян-Лин Дженнифер (1994). Неявное последовательное обучение: один или два механизма обучения? (Кандидатская диссертация). Колумбия, штат Миссури: Университет штата Миссури. OCLC  36106139.
  5. ^ Солнце, Рон. «Введение в последовательное обучение». Получено 30 июн 2011.
  6. ^ Ярбус, Альфред Л., "Движение глаз при восприятии сложных объектов", Ярбус, Альфред Л., тр. Бэзил Хей, изд. Лоррин А. Риггс, Движение глаз и зрение, Нью-Йорк: Пленум, 1967, OCLC 220267263, гл. 7. С. 171–96.
  7. ^ Фиттс, П. М., "Обучение перцептивным моторным навыкам", в Артуре В. Мелтоне (ред.), Категории обучения человека, Нью-Йорк: Academic Press, 1964, OCLC 180195, стр. 243–85.
  8. ^ Солнце, Рон; К. Ли Джайлз (июль – август 2001 г.). «Последовательное обучение: от распознавания и прогнозирования до последовательного принятия решений» (PDF). Интеллектуальные системы IEEE и их приложения. 16 (4).

дальнейшее чтение