Jak duża zmienność pomaga nam najlepiej się uczyć?

 Zmienność jest niezwykle ważna w uczeniu się nowych umiejętności. Weźmy na przykład naukę serwowania w tenisie. Czy powinieneś zawsze ćwiczyć serwowanie z tego samego miejsca na korcie, celując dokładnie w ten sam punkt? Mimo że początkowo ćwiczenie w bardziej zmiennych warunkach będzie wolniejsze, to w ostatecznym rozrachunku prawdopodobnie sprawi, że staniesz się lepszym tenisistą. Dzieje się tak dlatego, że zmienność prowadzi do lepszego uogólnienia tego, czego się nauczyliśmy.

Chihuahuas i dogi wielkie

Zasada ta występuje w wielu dziedzinach, w tym w percepcji mowy, gramatyce, uczeniu się słów i kategorii. Na przykład niemowlęta będą miały trudności z przyswojeniem kategorii "pies", jeśli będą miały kontakt tylko z chihuahuami, a nie z wieloma różnymi rodzajami psów (chihuahuami, pudlami i dobermanami).

"Istnieje ponad dziesięć różnych nazw tej podstawowej zasady!" - mówi Limor Raviv z MPI, główny autor badania. "Uczenie się na podstawie mniej zmiennych danych wejściowych jest często szybkie, ale może nie udawać się uogólnianie na nowe bodźce. Te ważne spostrzeżenia nie zostały jednak ujęte w jednolite ramy teoretyczne, co przesłoniło szerszy obraz sytuacji."

W celu zidentyfikowania kluczowych wzorców i zrozumienia zasad leżących u podstaw efektów zmienności, Raviv i jej współpracownicy dokonali przeglądu ponad 150 badań dotyczących zmienności i uogólniania z różnych dziedzin, w tym informatyki, lingwistyki, kategoryzacji, uczenia się motorycznego, percepcji wzrokowej i edukacji formalnej.

Pan Miyagi

Naukowcy odkryli, że we wszystkich badaniach termin zmienność może odnosić się do co najmniej czterech różnych rodzajów zmienności, takich jak wielkość zbioru (np. liczba różnych przykładów lub miejsc na korcie tenisowym) i planowanie (np. harmonogramy ćwiczeń o różnej kolejności lub opóźnieniach czasowych). "Te cztery rodzaje zmienności nigdy nie były bezpośrednio porównywane, co oznacza, że obecnie nie wiemy, który z nich jest najbardziej efektywny w procesie uczenia się" - mówi Raviv.

Wpływ zmienności zależy od tego, czy jest ona istotna dla zadania, czy nie (prawdopodobnie kolor kortu tenisowego nie jest istotny dla praktyki serwowania). Jednak zgodnie z "zasadą pana Miyagi" (zainspirowaną klasycznym filmem "Karate Kid" z 1984 r.), ćwiczenie pozornie niezwiązanych ze sobą umiejętności (takich jak woskowanie samochodów) może w rzeczywistości przynieść korzyści w nauce innych umiejętności (takich jak sztuki walki).

Konkurujące ze sobą teorie

Dlaczego jednak zmienność ma wpływ na uczenie się i uogólnianie? Jedna z teorii mówi, że większa zmienność danych wejściowych może uwypuklić, które aspekty zadania są istotne, a które nie (kolor jest przydatny do odróżniania cytryn od limonek, ale nie do odróżniania samochodów osobowych od ciężarowych).

Inna teoria mówi, że większa zmienność prowadzi do szerszych uogólnień. Dzieje się tak dlatego, że zmienność lepiej oddaje rzeczywisty świat, w tym nietypowe przykłady (np. chihuahuas).

Trzeci powód jest związany z działaniem pamięci: gdy trening jest zmienny, uczący się są zmuszeni do aktywnego rekonstruowania swoich wspomnień.

Rozpoznawanie twarzy

"Zrozumienie wpływu zmienności jest ważne dosłownie w każdym aspekcie naszego codziennego życia. Poza tym, że wpływa na sposób, w jaki uczymy się języka, umiejętności motorycznych i kategorii, ma również wpływ na nasze życie społeczne" - wyjaśnia Raviv. "Na przykład na rozpoznawanie twarzy ma wpływ to, czy ludzie dorastali w małej społeczności (mniej niż 1000 osób), czy w większej (ponad 30 000 osób). Ekspozycja na mniejszą liczbę twarzy w dzieciństwie wiąże się z gorszą pamięcią twarzy".

"Mamy nadzieję, że ta praca pobudzi ciekawość ludzi i przyczyni się do powstania kolejnych prac na ten temat" - podsumowuje Raviv. "Nasza praca rodzi wiele otwartych pytań. Na przykład: Czy związek między zmiennością a uczeniem się jest zasadniczo podobny u różnych gatunków, czy też istnieją adaptacje specyficzne dla danego gatunku? Czy możemy znaleźć podobne efekty zmienności poza mózgiem, na przykład w układzie odpornościowym?".

Max Planck Institute for Psycholinguistics

businews.pl
itnews24.pl
itlife.pl
ofio.pl
gdansk.pl