Как знание о сходствах объектов влияет на обучение

Как посредством обучения формируется знание

Человеческий опыт формирует наше знание, однако то, как этот опыт динамично взаимодействует с процессами обучения, остается недостаточно понятным. Как мы приобретаем знания и как эти знания, в свою очередь, формируют наше будущее обучение? Интригующая мысль заключается в том, что основная функция мозга заключается в извлечении статистической структуры из отдельных опытах, из которой формируется основа для обучения. Этот процесс, названный неявным обучением, изучался в различных областях, начиная от восприятия и принятия решений до социального обучения.

Когнитивные схемы и их роль в обучении

Предшествующие структуры знания, или когнитивные схемы, как правило, исследуются в контексте обучения категориям или прототипам. В большинстве исследований анализировалась небольшая и дискретная группа семантических категорий, показывающая, что данные семантические структуры группируют объекты и упрощают внимание и обучение. Напротив, необходимость группировки объектов, которые семантически не связаны или противоречивы, оказывается более сложной и подверженной ошибкам. Хотя данное исследование подчеркивает важность семантических категорий для человеческого восприятия и познания, более новые исследования показывают, что семантические структуры знания могут быть более тонкими и гибкими.

Тонкость семантического знания

Тонкие семантические знания в форме сходств или вероятностей переходов между событиями играют важную роль в визуальном восприятии, обучении абстрактной информации и языковой обработке, а также в социальных выводах. Пространственные представления семантических отношений, полученные через задачи оценки семантической близости, обнаруживают соответствие с паттернами активности мозга. Эти находки подтверждают, что мозг кодирует многомерную статистическую структуру конфигураций объектов, начиная от тонких сходств между объектами до более грубых представлений характеристик.

Динамика знаний в процессе обучения

Хотя большой объем исследования был сосредоточен на структуре концептуальных знаний, таких как семантическая близость в различных познавательных доменах, меньше известно о том, как предшествующие концептуальные знания формируют и в свою очередь формируются активным обучением. В литературе по восприятию и праймингу показано, что сходство объектов влияет на производительность категоризации, и наоборот, воспринимаемые категории объектов могут изменяться в зависимости от выбора внимания к определенной характеристике. Настоящее исследование изучило, влияет ли сходство объектов на обучение в рамках обучения с подкреплением и как обучение правильной идентификации характеристики на основе обратной связи от задачи влияет на представление сходства объектов.

Определение участников исследования

Четыреста молодых людей (в возрасте от 18 до 25 лет, 300 для предэксперимента и 100 для основного эксперимента) были набраны через онлайн-платформу участия в исследованиях Prolific. Шестьдесят три человека начали, но не завершили экспериментальные задачи и были исключены. Финальный размер выборки для предэксперимента составил 237 взрослых. Для основного эксперимента было набрано 82 участника. Все участники предоставили информированное согласие перед участием, и исследование было одобрено Институциональным надзорным советом.

Методология исследования

Предэксперимент использовал набор из 120 изображений объектов, относящихся к одной из трех категорий. Для захвата и количественной оценки семантических связей между объектами использовалось многомерное масштабирование. Участникам было предложено разместить объекты в круге в соответствии с их сходствами. После задания они оценили, насколько объекты были «красочными», «дорогими» и «большими». В основном эксперименте участникам было предложено выполнить задание по идентификации характеристик, где им нужно было сопоставить несуществующее слово с конкретной характеристикой объекта. Обратная связь происходила на основе оценок, полученных в предэксперименте.

Изменения в представлениях сходства объектов

Цели исследования состояли в том, чтобы проверить, как обучение влияет на представления сходства объектов и меняет их. Мы предсказали, что обучение активирует карты семантического сходства, которые представляют собой концептуальные знания. В конце эксперимента мы сравнили карты сходства объектов после обучения с теми, которые были установлены в отсутствие обучения. Мы предсказывали, что участники используют представления объектного сходства во время обучения и что это, в свою очередь, изменит их представления.

Результаты исследования

Наши результаты показали значительное уменьшение предсказательных ошибок в процессе обучения, что указывает на успешное обучение характеристикам объектов. Кроме того, ведь сходство объектов влияло на размещение объектов в местах, а обучение изменяло предшествующие представления сходства.

Выводы и значение исследования

Этот труд ясно показывает, как люди организуют семантическое знание. Пространственные представления семантической близости у участников направляют неявное обучение, а структуры отношений на уровне объектов гибко переупорядочиваются в ходе обучения. Важность этого исследования заключается в том, что оно подчеркивает необходимость понимания взаимодействия между структурой семантического знания и процессами обучения, что имеет огромное значение для познания и социализации.