嬰兒天生就為學習做好準備了嗎?自然教學法的案例

什麼是學習?大多數心理學家(實際上,大多數人都會同意)會認為學習是獲取新知識、新行為或新技能。

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什麼是學習?

大多數心理學家(實際上,大多數人都會同意)會認為學習是獲取新知識、新行為或新技能。匈牙利心理學家格爾蓋伊和奇布拉提出了一個看似簡單的描述:“學習涉及獲取新資訊,並在必要時在以後使用它。” 這意味著學習需要將資訊推廣到新的情境——新的人、物體、地點或事件。問題是,人類或動物接收到的任何特定資訊都位於特定的情境中。學習理論家將此稱為歸納問題。大多數學習理論都呼叫統計學習機制來解釋這一點:當嬰兒或動物在世界中獲得經驗時,他們可以識別事件或遭遇之間的相關性,並使用這些統計相關性來形成對新事件或遭遇進行概括的基礎。然而,這並不能解釋嬰兒在僅一次或幾次例項後就能快速學習資訊的情況——當然,這對於任何統計學習機制提供可靠資訊而言時間都不夠。人類溝通可能提供一種捷徑。

格爾蓋伊和奇布拉提供了以下例子


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如果我指著兩架飛機並告訴你“飛機飛”,你學到的知識不僅限於你看到的特定飛機或當前的情境,而且會為你提供關於這些飛機所屬的人工製品的通用知識,這些知識可以推廣到該類別的其他成員和可變的情境…… 如果我透過手動演示向你展示如何開啟牛奶紙盒,你將學到的是如何開啟那種容器(即你從單一的表現形式中獲得種類可推廣的知識)。在這種情況下,觀察者不需要依賴統計程式來提取要推廣的相關資訊,因為這是透過溝通演示選擇性地向她展示的。

這裡的關鍵是學習者不需要透過統計來推斷可推廣的資訊。相反,資訊的普遍適用性在溝通互動本身中就已表明。你不會告訴孩子“那架飛機在飛”;你會說“飛機飛”。這種教學不限於語言交流,牛奶紙盒的例子就是如此。

格爾蓋伊和奇布拉假設的是,人類溝通是一種進化適應,旨在幫助在個體之間傳播通用知識。 具體而言,他們推測工具製造的出現導致了在人族進化過程中,對通用知識溝通能力的選擇。論點是,觀察學習機制不足以應對認知上不透明的工具製造和使用過程。

這是什麼意思?

黑猩猩使用工具。雖然這曾經是一個有點令人驚訝的發現,但現在已經不那麼令人驚訝了。但它們的工具使用在重要方面受到限制。它們從周圍環境中為給定任務選擇合適的工具,有時會對其進行修改,然後在完成任務後通常會丟棄該工具。從某種意義上說,它們使用工具來回答“我可以使用什麼物體來實現這個特定目標?”這個問題。黑猩猩使用工具的一個常見例子是使用兩個物體作為錘子和鐵砧來敲開堅果。觀看這段影片中的幼年黑猩猩向她的母親學習這個過程(該片段大約在 2:15 開始)

早期人類可能在他們思考工具的方式上發生了一些轉變。工具被保留下來而不是丟棄,並且經常儲存在特定的位置。工具可以在一個地方製造,然後攜帶到另一個地方使用。與黑猩猩會問“我可以使用什麼物體來實現這個特定目標?”不同,人類可能會問,“我可以用這個物體做什麼用途?”

問題是,任何給定文化的新成員(例如孩子)都必須學習工具的功能。試錯法是一個緩慢且有點笨拙的過程,它可能會導致與工具互動的各種有用方法,但可能不是給定工具的預期用途。試錯法也不太可能揭示工具對其他工具的功能(例如螺絲刀和螺絲,除非你面前同時有這兩種工具),或者給定工具在不同地點或情境中的未來功能。

諸如模仿之類的社會學習機制可以讓你部分達到目的——事實上,在黑猩猩和其他非人類動物中確實如此。人們可以觀察另一個人使用工具,並從結果中推斷出工具的功能。但這種學習機制也是有限的:你需要觀察到立即顯而易見的結果,才能確定給定行為集的目標。

但即使是簡單的觀察和模仿也無法完全解決問題。例如,想象有人使用工具雕刻一塊木頭。這種行為的目標是什麼?是將一大塊木頭變成小塊木頭?發出聲音?製作雕刻品?在不事先了解工具的情況下,很難弄清楚它是用來做什麼的。

或者再舉一個例子,這是什麼?

當我在推特上提問時,我得到的回覆從“開瓶器”到“揍人”的東西 (兩次)。有人認為它可以用來測量東西,另一個人認為它是一個奇怪的餅乾切割器。一個猜測甚至讓我感到困惑。當然,任何人都可以想出該物品的十幾種潛在用途,但它只有一個設計來實現的功能:它是一個古董鍋蓋提升器,旨在從底座上取下熱鍋蓋。你將手指穿過它,並將其用作鉤子(如果蓋子有把手),或者你將蓋子楔入其中以將其抬起。

觀察某人的行為並不像你想象的那麼簡單。行為總是可以用心理狀態、目標和背景知識的無限組合來解釋,並且很少(如果有的話)在給定行為的目標或為該行為提供資訊的背景知識方面是透明的。然而,如果工具使用者明確表達了某些資訊,則可以解決這個問題。行為的某些方面可以被強調,而另一些方面可以被忽略,產品可以與副產品區分開來。但是,學習者必須接受這些資訊,學習才能發生。

進化是否有可能讓人類為學習可推廣的資訊做好準備?格爾蓋伊和奇布拉認為有可能。他們假設存在一種專門的先天教學機制(教學學習姿態),使個人能夠記住通用資訊,這些資訊可以推廣到其他情境。像這樣的認知系統需要三件事。首先,學習者必須透過指示性線索來理解教師的溝通意圖。其次,教師和學習者必須能夠使用指稱訊號(如眼神注視和指點)來促進對給定物體或位置的共同關注。第三,學習者必須能夠理解互動的Information內容;他們必須假設他們正在獲得相關資訊。

為了使他們的假設成立,嬰兒應該對指示性線索敏感。換句話說,他們需要知道他們正在被關注。發展心理學文獻中充斥著嬰兒確實具備這種能力的證據。例如,嬰兒更喜歡看注視方向明確的面孔,而不是目光躲閃的面孔。此外,只有當存在目光接觸時,嬰兒的大腦才會對另一個人的微笑做出反應,如果微笑者看向別處則不會。另一個指示性線索是嬰兒導向的語言,或嬰兒語或“母親語”。新生嬰兒更喜歡聽嬰兒導向的語言而不是成人導向的語言。一項特別引人入勝的研究表明,當與孩子進行教學互動時,父母也會調整自己的行為,嬰兒更喜歡這種“動作語”而不是成人導向的動作(這在獼猴中也發現了!)。這滿足了第一個要求:學習者必須識別教師的溝通意圖。

第二個要求,學習者必須理解教師提供的指稱訊號,也相當簡單明瞭。語言前期的嬰兒無法以穩健的方式使用語言資訊(或實際上,任何符號系統),但他們能夠使用諸如指向或將目光轉移到物體上的動作來促進共同關注。嬰兒從很早的發育階段(早至三個月)就開始跟隨社交夥伴的目光,而且,如果目光轉移之前有指示性訊號(如目光接觸或嬰兒導向的語言),他們更有可能這樣做。換句話說,首先教師必須使用指示性線索來獲得學習者的注意,然後教師必須使用指稱訊號將學習者的注意力重定向到特定的物體或位置。這滿足了第二個要求:學習者必須能夠解釋教師提供的指稱訊號。

第三個要求是學習者必須理解他們將要學習通用資訊。換句話說,當處於指示性-指稱性溝通的語境中時,兒童會期望學習到一些可推廣的東西,而不是僅僅獲得僅與社互動動發生的特定語境相關的偶發性事實。格爾蓋伊和奇布拉指出,這就是他們的假設與其他競爭性假設(例如Michael Tomasello的假設)的區別,後者認為人類溝通源於與他人合作以實現共同目標的願望。如果是這種情況,那麼嬰兒應該以不同的方式對待關於物體的通用資訊(例如物體的視覺外觀)和關於同一物體的偶發性資訊(例如物體的位置)。最近的一項研究提供了證據來支援這一點。在非溝通性語境中,嬰兒更可能注意到物體位置的變化而不是其外觀的變化。也就是說,他們優先關注此時此地的偶發性資訊。然而,當提供指示性-指稱性溝通時,他們更可能注意到物體身份的變化而不是其位置的變化——他們關注的是通用資訊而不是偶發性資訊。這滿足了第三個要求:指示性線索和指稱訊號使嬰兒準備好從教師那裡學習可推廣的資訊——它們使嬰兒進入“學習模式”。

這都是非常好的證據,表明人類確實擁有一種形式的自然教學法,並且它是與生俱來的。但是,為了證明教學法是人族譜系中的一種進化適應,正如格爾蓋伊和奇布拉所聲稱的那樣,還需要三種額外的支援:(1)自然教學法是人類特有的,(2)自然教學法在人類文化中是普遍存在的,以及(3)這種人類社會溝通是進化過程中明確選擇的,而不是作為其他選擇的副產品而出現的。

本系列文章的下一組帖子將解決這些問題。

參見第一部分: 糾纏於持續性錯誤: “A非B錯誤”真的告訴了我們關於嬰兒認知的什麼?

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Ed Tronick 和“靜止面孔實驗”

Csibra, G., & Gergely, G. (2009). 自然教學法 認知科學趨勢, 13 (4), 148-153 DOI: 10.1016/j.tics.2009.01.005

圖片來自 Flickr/19melissa68

Jason G. Goldman is a science journalist based in Los Angeles. He has written about animal behavior, wildlife biology, conservation, and ecology for 大眾科學, Los Angeles magazine, the Washington Post, the Guardian, the BBC, Conservation magazine, and elsewhere. He contributes to 大眾科學's "60-Second Science" podcast, and is co-editor of Science Blogging: The Essential Guide (Yale University Press). He enjoys sharing his wildlife knowledge on television and on the radio, and often speaks to the public about wildlife and science communication.

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