内隐序列学习研究述评|
时间：2019-05-06 03:14:57 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
Reber最早提出了内隐学习的概念。关于内隐学习概念的界定研究者们持有不同看法,早期研究者认为,内隐学习就是“无意识获得刺激环境中的复杂知识的过程”[1]。国内学者郭秀艳关于内隐学习概念的界定是“无意识地获得客体间结构关系的过程”[1]。内隐学习研究领域的三个主要研究范式包括人工语法范式、序列学习范式、复杂系统控制范式。其中,序列学习范式的经典任务有序列反应时(serial reaction time,简称SRT)任务、矩阵扫描任务、序列预测任务。序列反应时任务是Nissen和Bullemer于1987年创立的,他们的研究材料是不同位置亮起的小灯泡,若在受试者不知情的情况下他们的反应时随练习次数增加而下降,就说明发生了内隐学习。
序列学习在人们的生产生活中的作用至关重要。序列学习的研究对教育教学改革有重要的启发作用,比如研究序列结构对序列学习的影响有助于学习者对英语词汇的记忆和运用。同时,序列学习的研究也对运动训练有重要的指导意义,体育运动要求运动员连贯,熟练地做出动作,这一过程的学习大部分是内隐的。
1影响内隐序列学习的因素
在内隐序列学习的研究历程中,研究者们从不同角度对影响序列学习的因素进行探索。其发展的总体趋势是研究的材料更为复杂,研究的手段更为多样,研究的计算方法更为精确。
1.1 序列的长度
Howard(1989)率先运用SRT任务系统地研究了序列长度在内隐序列学习中的作用,其研究结果表明“较短的序列具有更显著的学习效应”[2],但由于其实验中的序列长度和统计结构未能得到有效的平衡,故其结论的普遍性是值得商榷的。
张卫(2002)[3]针对此问题进行了深入探索,他把序列长度和序列结构两个变量有机地结合起来,将序列长度分为分别由16个刺激和12个刺激组成的长短两个水平,统计结构分为高和低两个水平。并使用信息测量学方法对序列结构在冗余度水平上进行了控制。他得出了与Howard相反的结论,即序列统计结构较序列长度对序列学习量的影响更显著,且序列长度对内隐序列学习量的影响不强,即便是在高统计结构长序列的情况下,内隐学习的效果也好于低统计结构短序列的情况。
1.2 序列的结构
最近,刘湍丽等(2010)[4]利用Stadler对序列结构的分类方法,将序列分为高统计结构序列(BDBCABDBCD)和低统计结构(BDBCABADAC),即高统计结构中出现两次BD,BC,低统计结构中不出现相同的连续序列。与张卫的研究不同的是其研究将序列长度控制为相同的10个刺激,研究结论与张卫的一致。
Remillard(2010)[5]则更加关注序列的阶数,且具有某一特定结构的阶数序列出现的概率对序列学习的影响,从而判断出在SRT任务中,被试至少可以学习的序列元素数目。比如四阶序列就是连续出现的四个刺激,比如4-3-x-1,而四阶序列又分为相邻序列比如4-3-2-1和非相邻序列比如4-x-2-1,其中的数字代表刺激出现的位置,x代表刺激出现的不确定位置。他对五阶序列和六阶序列分别进行了实验研究。
在实验一中,在屏幕呈现与键X,C,V,M,对应的六个位置。他假设如果对高概率五阶序列集合(比如P[4|2-1-3-5-1] =P[4|2-x-x-x-x]=P[4|2-x-3-5-x]=0.75)的反应时比低概率五阶序列集合(比如P[3|2-1-3-5-1]=P[3|2-x-x-x-x]=P[3|2-x-3-5-x]=0.25)的反应时短,那么就表明人们对五阶序列出现的概率产生了内隐学习。实验二利用了同样的实验范式研究六阶序列,并且加入了序列预测项这一元素,具体的说比如,在位置1和位置6出现的刺激,后续的刺激一定会出现在位置3和位置4。实验结果表明,被试习得了六阶序列及序列预测规律。这说明内隐序列学习机制可以控制七个元素,这超过了工作记忆为5或6的容量。
1.3 序列样例数量及次级任务
付秋芳等(2005)则强调样例数量同样会对内隐序列的样例规则和样例知识的学习产生影响。她们对样例规则和样例数量进行了具体定义,规定某一刺激出现以后下一刺激出现的可能位置为样例规则,规定序列中刺激出现顺序的形式为样例,其种类的多少为样例数量。在样例数量为32和16的情况下,样例规则和样例知识的学习量无显著差异,她们认为“这可能是由于在呈现全部样例时,被试主要通过抽取不同样例所遵循的共同规则进行学习”[6],当样例的个数减少时,规则的学习量逐渐好于样例知识。
SRT任务中的内隐学习是否受到注意加工容量的限制,是学者们存在争议的焦点。大量的实证研究表明,内隐序列学习的成绩不受注意资源的束缚,但Cohen(1990)利用双重任务对此进行了探究。提出了序列学习的双机制理论,并假定有两种习得机制,即浅层次的刺激联结学习和深层次的编码学习。前者无需注意参与,而后者会受到第二任务的影响。付秋芳等(2010)在控制了单任务、有噪音、双任务三种实验条件下,对SRT任务的学习成绩进行了研究,结论是“在有噪音或双任务条件下,被试在序列学习中可以同时获得有关样例知识和规则的序列知识”[7],这表明次级任务不会影响序列知识的学习。同时她们的研究还发现,在单任务条件下,被试在有意表达其序列学习知识的自由度较大,在有噪音和双任务条件下,被试的意识性受到限制,但又由于其获得了序列知识,因此充裕的注意资源对序列知识的有意识习得是必要的,但并不影响无意识知识的学习与表达。
2序列学习的意识性
内隐学习的意识性也一直是心理学者们争论不休的话题,在SRT任务中也有诸多表现。一般认为内隐学习是无意识的,外显学习是有意识的。内隐序列学习与紧随其后的外显测量是两个既有联系又相对独立的过程,因此,前者是否内隐可以通过提高后者测量的精确性来间接反映。那么序列学习的意识性在某种程度上就部分的体现在外显测量阶段。在早期的研究中,学者经常把内隐和外显学习分别看成是与无意识和有意识相对应的两个对立的过程。
在研究方法上大多采用直接测量和间接测量的方法。直接测量法包括产生任务,口头言语报告,信心评定,再认回忆等,间接测量与直接测量的差异主要体现在指导语上,而其他方面与直接测量是相类似的。然而,许多学者对这些方法的可靠性提出了质疑。例如,口头言语报告时,被试可能是由于被试对其习得的知识难于表达或者对自己不清楚的内容放弃,并且习得的知识有可能是内隐的也有可能是外显的；再认和产生式任务,“也可能会受到无意识知识影响,反应时的改善也可能同时受意识的影响”[8]。因此,有学者提出了意识测验的两个标准,即被试对测验敏感的敏感性标准,和测验真实反应序列任务内容的信息标准。主观测量的提出,就建立在这两个标准的基础上。但是这种方法的有效性也是以高级观念理论是正确的为前提的。
刺激-反应间隔(response-stimulus interval,简称RSI)的研究范式,更直接的反映了意识与序列学习的关系,褚勇杰(2010)[9]利用EPR技术对内隐学习量的意识性研究表明,在RSI连续增加的过程中,内隐学习的意识性也随之增加。这似乎表明RSI越长,学习更加外显,学习的发生量越产生于外显学习中。但是Willingham(1997)的研究表明序列学习只存在内隐性,“延长RSI只对序列知识的表达有影响,而对内隐序列学习没有影响”[10]。
如前所述,付秋芳的研究表明充分的注意资源是序列知识有意识习得的必要条件。但并不影响无意识知识的学习与表达,这似乎表明内隐学习与外显学习共存于序列学习中,序列学习受外显学习的影响具有“非纯净性”。Jacoby提出了加工分离程序(process dissociation processing,简称PDP),他的假设就是建立在“大多数作业同时受到了意识和无意识加工的影响”[11]的基础上的。用包含测验和排除测验的方法,分离意识与无意识的作用。Destrebecqz据此提出了“对立法”,在序列生成任务中,“如果包含成绩大于排除成绩,说明被试已经意识到了序列规则的存在,这时的学习是一种有意识的学习；相反,如果包含成绩小于或等于排除成绩,且接近或在几率水平以下,说明被试没有意识到了序列规则的存在”[12]。
3序列学习的神经机制
Simon[13](2011)对影响多巴胺转运体在大脑纹状体表达的多巴胺转运体基因SLC6A3进行了检测,并结合可以在纹状体发生的内隐序列学习和内隐情境学习进行研究。其结果表明SCL6A3的9-repeat等位基因有利于被试对内隐序列学习规则的探索。Gheysen等[14](2011)使用序列颜色匹配范式,检验序列学习水平并追踪相关神经系统发生变化的时间进程。其研究结果表明,海马左前侧部位对序列学习的早期和后期阶段有着至关重要的作用,而且顶叶、额叶、颞叶皮质区的双侧神经网,部分小脑和部分纹状体区域对随机视觉运动任务成绩产生了一定的影响。
Bennett[15](2010)研究了白质在内隐序列学习中的作用,并发现无论是年轻人或是老年人,联结着包括尾状-背外侧前额叶皮层和海马-背外侧前额叶皮层的白质神经束的广大区域,与交替SRT任务存在紧密的联系。过去的研究表明,在序列学习中随着时间的推移,纹状体的激活度随之增加,而内侧颞叶的激活度是随之减少的。但内侧额叶对序列学习作用的特殊性研究较少,Rieckmann[16](2010)使用fMRI技术结合SRT任务,并将被试分为青年组和老年组进行实验,其实验结果表明,在青年组被试中,随着内隐学习量的增加,纹状体激活度提升,内侧额叶的激活度下降；相反,在老年组被试中,纹状体和内侧额叶一直保持活跃。
4总结与展望
4.1 简要评价
上述是对序列反应时任务研究近况的简要介绍,其研究成果对生产生活实践有重要的指导意义。存在的不足包括以下几点。
(1)内隐序列学习量的计算方法单一。研究多采用多组固定序列先让被试练习,然后呈现随机序列,然后计算二者反应时的差异来标定内隐序列学习量。虽然这种方法在内隐学习量的计算上比较有效,但是固定序列与随机序列的结构并未得到控制,即某刺激出现位置的次数没有进行平衡,这就导致了测量结果的不一致性。此外这种方法没有考虑到不同年龄被试的基线反应时差异,这也是这种方法的缺点之一。尽管“比例测量法”有效地平衡了基线反应时差异,但也没有在根本上保证固定序列与随机序列的结构一致性。
(2)反应时测量过程存在误差。比如,在反应记录的过程中多是让被试左手与右手分别与键盘某几个按键对应进而对应屏幕的位置。众所周知,右脑控制左手,左脑控制右手,而大部分人是右利手的。即左右手的反应速度可能因左右脑发育不同而产生差异,这就造成了实验误差。即使左右脑的发育程度并不影响左右手的反应速度,左右手反应速度是否有差异,也没有得到验证。再比如,键盘按键的灵敏度也是需要控制的因素。即使按键的灵敏度差异只在毫秒水平有所不同,但微小的差异并不意味着无差异。灵敏度的差异可能会影响到最终实验结果显著性水平的改变。
(3)变量未得到有效控制。研究总是为了研究某一变量而控制那个变量,而忽略了其他变量对实验的影响。比如在研究序列统计结构对序列学习的影响时,只是控制序列统计结构变量而没有考虑被试的认知风格差异。这对研究结果产生了污染。因此对某一实验应从综合多个变量水平进行控制。
4.2 研究展望
未来的研究可以在以下几方面突破。
(1)转变研究思路。内隐学习与内隐记忆是既紧密联系又相互独立的过程。目前内隐序列学习的研究主要局限于本领域之内,对内隐记忆的借鉴较少。研究者们提出了一些二者共同的理论框架,在未来的研究中可以使二者更广泛地联系起来进行更深入的理论和实验探索。此外,计算机模拟技术的应用可以有效的解决因实验过程庞杂产生的研究障碍。
(2)扩充研究内容。虽然现有的实验研究材料的复杂程度与难度已经达到一定水平,但提高序列材料的结构性与次级任务的有效性仍是未来研究的努力方向；加入新的研究变量也是未来研究的重要取向,比如李林等(2007)[17]引入了时间节律变量,即刺激出现的时间间隔不相同而是呈现一定差异的时间间隔节律。结合字母序列进行SRT任务研究；同时,可以结合阈下知觉与启动效应对SRT任务进行改进与创新。
参考文献
[1] 郭秀艳.内隐学习[M].上海:华东师范大学出版社,2003,11.
[2] 袁汝兵,郭春彦,方平.内隐序列学习的研究进展[J].心理科学进展,2003,11(1):22～27.
[3] 张卫.序列长度和统计结构对序列位置内隐学习的影响[J].心理科学,2002,25(4).
[4] 刘湍丽,刘希平.序列统计结构对内隐序列学习发展的影响[J].心理科学,2010,33(1):134～137.
[5] Gilbert Remillard.Implicit learning of fifth-and sixth-order sequential probabilities[J].Memory&Cognition,2010,38(7):905～915.
[6] 付秋芳,傅小兰.样例数量对内隐序列学习的影响[J].心理科学,2005,28(4):801～805.
[7] 付秋芳,傅小兰.第二任务对内隐序列学习的影响[J].心理科学,2010,33(4):861～864.
[8] 陈玲丽,吴家舵.序列学习是否是内隐学习?[J].心理科学进展,2004,12(4):500～504.
[9] 褚勇杰,刘电芝.内隐学习意识性动态发展的EPR特征[J].心理科学,2010,33(5):1070～1073.
[10] 陈寒,杨治良,韩玉昌,等.内隐学习的意识性研究述评[J].心理科学,2009,32(4):891～893.
[11] 杜建政.内隐认知加工的探索[M].北京:中国社会科学出版社,2004,5.
[13] Jessica R. Simona,Melanie Stollstorff,Lauren C.Westbaya,Chandan J. Vaidyaa,James H. Howard Jr.,Darlene V.Howarda.Dopamine transporter genotype predicts implicit sequence learning [J].Behavioural Brain Research,2011,206:452～457.
[14] Freja Gheysen,Filip Van Opstal,Chantal Roggeman,Hilde Van Waelvelde,Wim Fias.Hippocampal contribution to early and later stages of implicit motor sequence learning [J].Experimental Brain Research,2010,202(4):795～807.
[15] Ilana J. Bennett,David J. Madden,Chandan J. Vaidyaa,James H. Howard,Jr. Darlene V. Howarda.White matter integrity correlates of implicit sequence learning in healthy aging[J].Neurobiology of Aging,2011,32(12):2317.e1-2317.e12.
[16] Anna Rieckmann,Hkan Fischer,Lars Bckman.Activation in striatum and medial temporal lobe during sequence learning in younger and older adults:Relations to performance[J].NeuroImage,2010,50:303～1312.
[17] 李林,郭秀艳.时间节律的内隐学习及其特征:来自双维度SRT的证据[J].心理科学,2007,30(5):1081～1086.
