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认知科学:导论/学习类型

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在人类生命中的各个阶段,大脑通过各种方法学习新事物。一些方法需要人们主动解决问题或改变记忆,而另一些类型的学习则以更被动的形式改变人类大脑;通常作为对环境中外部力量的反应。有些也是观察性的,源于对先前情况结果的研究。本质上,学习就是改变你的记忆,目的是更好地为未来的行动、决策、挑战等做好准备。学习是大脑认知的一部分,一个人学习的方式是发生在他们大脑中的认知功能。学习能力因人而异,取决于他们的记忆力和大脑的处理能力。

学习类型

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习惯化

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习惯化是指随着对重复事件的暴露次数增加,行为反应越来越弱[1]。它是一种学习类型,你的大脑逐渐适应某一事件,你的反应(可能是精神上的,也可能是身体上的)会变得越来越弱。例如,如果你听到一个突然的响声,第一次你可能会惊跳或被吓到,但随着听到这个声音的次数越来越多,你就不再惊跳或被吓到了。

习惯化也可以在神经层面上观察到。假设一个感觉神经元连接到一个运动神经元。当一个神经元放电,然后另一个神经元放电,这两个神经元之间的连接就会减弱。然而,当这种连接与疼痛相关联时,我们会得到习惯化的相反现象:敏感化。

敏感化

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与习惯化不同,敏感化是指你的行为反应因对重复事件的暴露而被放大[2]。它与习惯化类似,因为你对重复事件的反应是由大脑自动决定的。敏感化的例子包括,第一次发现一种食物味道还不错,但每次吃的时候都会越来越喜欢它。

在神经层面上,当一个感觉神经元(传递有关你手在炉子上的信息)连接到一个运动神经元(例如,参与将手拉开)时,在疼痛存在的情况下,细胞会发生改变,使得连接得到加强。之后,感觉神经元的放电使得运动神经元的放电比以前更可能发生。请记住,这个例子非常简化——有数千,也许数百万个神经元参与感知你的手在炉子上的感觉、相关的疼痛以及将手拉开。

经典条件反射

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经典条件反射是一种学习方法,它涉及将两个以前与某人无关的刺激与某一事件或结果联系起来。它包括训练大脑在满足两个其他刺激条件时,期望产生特定的反射性反应[3]。一个例子是巴甫洛夫的狗流口水,这是一个著名的实验,在实验中,给狗喂食之前会先敲响一个铃铛。一旦狗学会了铃声意味着会得到食物,它们就会在听到铃声时本能地流口水(在实验之前,这个单独的刺激不会引发任何流口水)。

操作性条件反射

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操作性条件反射有四种类型。这种类型的学习涉及通过行为决定的一种惩罚或奖励来使行为更有可能或更不可能发生,或者拿走奖励或令人不快形式的刺激[3]强化惩罚的关键概念分别会导致特定行为的增加或减少。

  • 正强化是指你因某种行为/行动而得到奖励。例如,如果一个学生的父母希望他完成作业,而他确实完成了作业,他的父母可能会让他去看电影,以强调他们希望他经常做作业,如果他确实做了,他们就会让他做一些有趣的事情。
  • 负强化是指为了避免令人厌恶的刺激而改变你的行为;任何会导致不适或不愉快感觉的东西。一个例子是在氯气游泳池中游泳之前戴上护目镜。通过做出戴上护目镜来保护眼睛免受氯气的行为选择,你避免了眼睛因氯气刺激而产生的疼痛刺激。
  • 正惩罚是指因某种不可取或不合理的行为而导致令人厌恶或不想要的结果。虽然听起来有点自相矛盾,“正”在正惩罚中是指因行为而导致添加令人厌恶的刺激。经历这种刺激的人不会认为它是积极的。一个例子是某人在机场的包里带了武器而被捕。由于这种不想要的行为(带武器),这个人将经历被捕、罚款或入狱的令人厌恶的经历。
  • 负惩罚与正惩罚类似,都涉及与不想要的行为联系起来的不想要的结果,但与正惩罚不同的是,负惩罚不是添加令人厌恶的刺激,而是拿走一些好的或想要的东西,以试图减少不想要行为的频率。例如,一个孩子如果行为不端或违反父母的规定,可能会被降低一周的零用钱。他们原本有一个固定的零用钱,通过因不良行为而降低零用钱,孩子会学会如果不想降低零用钱,就不要行为不端。

练习是一种学习类型,它涉及重复某项任务或过程。练习使用强化技巧和惩罚技巧来提高技能。例如,一个练习罚球的篮球运动员可能会注意到,他弯曲膝盖时投进的球比直立时投进的球更多。通过练习弯曲膝盖和直立两种姿势来体验罚球命中率的变化,他将学会在罚球时弯曲膝盖。最终,经过足够的练习,与运动技能相关的功能将变得本能或自动化。因此,当这位相同的篮球运动员后来练习投篮时的臂部动作时,经过足够的练习,他会本能地弯曲膝盖,因为他知道这是提高成功率的一部分。

印记学习

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印记学习是一种发生在动物身上的学习类型,这种动物还没有对行为结果敏感或意识(因此,这种学习通常发生在动物出生后不久)。印记学习的一个例子是,一只刚出生的鹅在孵化后的 16 小时内就会学会谁是它的母亲。由于动物基本上会自动得出结论,它在出生后看到和相处的东西就是它的母亲,如果你用其他东西/人来代替它真正的母亲,你可以让动物通过印记学习相信,即使不是它自己物种的东西,也是它的母亲,事实上,一位名叫康拉德·洛伦兹的著名科学家能够用印记学习训练幼鹅相信他是他们的母亲[4]

初级与次级

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我们进化出学习某些事物的能力,例如如何说话、如何走路以及如何认人脸。注意,这些东西并非在学校学习的(除非有人有特定的残疾),因为人们在正常的社会环境下自然而然地学会了它们。没有人需要刻意去学习说话——母语是自然而然地习得的。这被称为主要知识。相反,次要知识必须通过教学才能习得,我们有教学实践来帮助人们学习。它需要时间和努力。这是次要知识,例如阅读和写作、做代数等等。 [5]

Secondary knowledge is learned through one or more of the other categories in this chapter, such as observational learning or testimony.

观察性学习

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简而言之,观察性学习就是通过观察事件的发生以及发生结果来学习 [6]。 任何时候你看到有人做某事,你都在观察一个动作,尝试重复该动作可能会在你的记忆中添加有用的东西,或者给你一种新的技能。然而,观察性学习也可以用来根据观察他人因某些行为而产生的结果来塑造行为。例如,如果你在户外散步,发现有人在结冰的十字路口滑倒摔倒,你可能会在过马路时更加小心,因为你看到冰面足以让人摔倒。 观察性学习在幼儿中尤其普遍。 从很小的时候起,孩子们就开始模仿他们父母和其他周围人的言语、表情、动作等等。正如著名心理学家阿尔伯特·班杜拉所建议的那样,观察性学习被认为对社会技能的发展也很重要。 通过观察他人的行为以及这些行为产生的结果,人们可以调整自己的行动,学会在社交场合中良好地运作。 观察到的行为被模仿者模仿的可能性会根据各种因素而发生变化。例如,一个人更有可能模仿他们钦佩的人,或者在面对他们不熟悉的问题时,更有可能尝试模仿某人以帮助解决这个问题。

托马塞洛将模仿与单纯的模仿区分开来 [7]。 模仿是一种更脆弱的观察性学习,而模仿则包含了被观察者的目标和思维方式。例如,如果一个孩子正在学习通过观察一个成年人用头晃动开关来打开灯,那么模仿就是孩子使用自己的头,即使成年人的手是空闲的。但如果孩子理解了成人的目标和心理状态,那么如果成人的手在观察的动作中被占用,孩子会使用自己的手来打开灯。孩子会认为,如果成年人的手没有被占用,他们会使用自己的手。 [8]

证词是指通过被告知某件事或如何做某件事来学习。要学习的信息可以是口头表达的,也可以是书面的。这是人们之间传递事实的常见方式,无论是在谈话中说出,还是在信件/电子邮件中发送。除了简单的事实之外,证词还可以描述程序或流程,或者列出执行某个动作的方法。 证词通常可以添加到其他学习形式中。例如,如果你想教别人如何投掷橄榄球,而他们仅仅通过模仿无法完全掌握,你可能会给他们一些建议,比如“确保投掷球时你的手指沿着缝线”,以补充投掷球的视觉动作,帮助他们更彻底、更成功地学习投掷球。

参考文献

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  1. Bouton, M.E. (2007). 学习与行为:当代综合. MA Sinauer:桑德兰。
  2. Shettleworth, S.J. (2010). 认知、进化与行为 (第二版). 纽约:牛津大学出版社。
  3. a b Cherry, Kendra (2014). 什么是条件反射?. About.com。 无效 <ref> 标签;名称“cherry”在不同的内容中定义多次
  4. Brink, T.L. (2008). 心理学:一种学生友好的方法。“第 12 单元:发展心理学”. p. 268。
  5. Geary, D. (2008). 基于进化的教育科学。教育心理学家,43,179-195。
  6. Kaufmann, Morgan (1997). 国际会议(ICML ’97). pp. 12–20。
  7. Tomasello, M.,Kruger, A. C.,& Ratner, H. H. (1993). 文化学习。行为与脑科学,16(03),495-511。
  8. Gergely, G.,& Csibra, G. (2003). 婴儿期的目的论推理:理性行动的朴素理论。认知科学趋势,7(7),287-292。
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