我讀《Infants rapidly learn word-referent mappings via cross-situational statistics》(Smith and Yu, 2008)

單單靠新詞和情境連結無法決定這個新詞的意義。當聽到「Gavagai」的時候,這個詞在有兔子跳過的情境被接觸,該詞可能指的是兔子、草、樹、兔子的耳朵或這整個情況。早期利用規限(constraints)來解釋學習者在遇到新詞的當下如何化解新詞的不確定性。

只靠一次的接觸化解新詞的不確定性,而決定詞的意義,也許不是學習新詞唯一的機制。主要有兩個理由:首先,日常生活中,新詞和可能的指涉物的對應太多。就算接觸了新詞,也不是當下就可以決定新詞的意義。很大的可能性是,在有高度不確定性的情境下,學習者會先忽略當下的資訊,並等待下一次再一次接觸新詞(Brent & Siskind, 2001)。其次,有許多研究指出9個月、10個月和12個月大的嬰兒就已經累積了可觀的詞彙知識。從發展的時間點來看,有18個月大的嬰兒存在解決新詞不確定的困難,也有有些研究指出在最小在13、14個月大的嬰兒身上,可以在只有一個新詞和一個詞的意義下的情況下學到新詞,但是這個學習的成果是很容易消失。這些證據足夠讓我們相信,學習新詞除了在當下解決詞的意義外,應該還有其它可能性。

Smith 和 Yu 的研究指出在帶有不確定的情況下,12個月和14個月大的幼兒可以藉由「統計學習」解決多次的接觸下和個別接觸時的不確定性。 下面的圖和影片說明了為什麼「統計學習」可能是解決詞的意義不確定性的現象。



但是,如果考量複雜一點的情況,如果下面表格所描述的情況。在第一個嘗試次的時候,A有可能被錯誤的和b連結。但是到了第四個嘗試次的時候,一但學習者基於以下條件:有A卻沒有b;前面學過AB和ba;同時出現和沒同時出現的是誰;計算的結果和統計的結果要一致,那麼第一次的錯誤連結就可以被改正。

TrialWordsPotential referents in scene
1ABba
2CDdc
3EFef
4GAga




12到14個月大的幼兒參加研究,共有六個目標新詞和六個目標物以圖表示。共有30個投影片,每張投影片裡有2個目標物,每次投影片出現4秒,在500毫秒後兩個目標新詞播放,兩個新詞間間隔500毫秒。目標物的位置和和目標新詞的順序並沒有任何關係。每一組目標新詞和目標物正確配對出現的次數各有十次。三十個投影片是隨機出現。另外,在正式的30張投影片之前,有4張訓練用的投影片,內容是芝麻街的動畫用來吸引受試者。過程間,仍會間隔2到4張的投影片間以此方式維持受試者注意。整個訓練歷時不到四分鐘(30張訓練的投影片和19張芝麻街投影片)。

測驗階段共有12次,每次8秒。每次出現兩個物件(目標物和干擾物),同時播放四次目標新詞。

訓練投影片有兩套,兩套投影片目標物出現的位置左右對調,目標新詞出現的順序隨機。測驗階段亦有目標物位置左右對調的兩套投影片,以及隨機順序的目標標新詞。受試者隨機分派到任一套訓練投影片和訓練階段。

另外,兩位對於實驗操弄不知情的編碼者觀看影片,記錄幼兒眼睛看的方向。

分析2(個年紀組)*2(目標物/干擾物)*6(個目標詞)*2(套測驗投影片)。結果發現,在測驗階段,受試者看目標物的時間長於看干擾物的時間。同時,目標詞和目標物/干擾物存在交互作用,顯示有些詞學得比較好。年紀組和目標物/干擾物也存在交互作用,14個月大的幼兒注視於目標物的時間更長。

測驗時注視目標物的時間更長,顯示幼兒在跨情境學習之後具有儲存過往資訊的能力。

跨情境學習(Cross-Situational Learning)

跨情境學習(Cross-Situational Learning)是藉由多次的接觸來學習詞語意義的方法,儘管每次接觸詞語的時候都可能保有對於詞語意義的不確定性。同一個詞語會在不同的情境下出現,而一個情境下又有多個可能的詞語候選。這是透過排除不可能的候選意義後,來最後留下可能性最大的意義。

但是上述的跨情境學習會現實世界中是行不通的。現實世界中,環境會傳遞情境的意義,因此可能的意義會受到環境影響;而且,同義詞和多義詞的情況,都會使詞語有超過一個以上的意義,沒有一個詞語的意義可以出現在所有接觸的情境裡。

跨情境學習要求在每次接觸的時候,都要有正確的詞語候選在情境裡,「最大的量」(接觸的次數);同時間,學習者必須能使用過去的跨情境學習策略,藉由過往所取得的可能意義馬上運用到當下的情境,「最小的運用」(當下接觸時,運用過去接觸的經驗)。如果沒有達到最大的量或最小的運用,而是界於兩者之間時,總比不上單純的跨情境學習那麼強大。因此,最後還是由頻率決定學習的結果。

許多研究指出成人和幼兒在學習少量詞語的時候,都是可以有效地運用跨情境學習。跨情境學習的效果會受到情境裡頭候選意義的數量影響。當不確定性增加(候選意義的數量多)的時候,學習的表現也會變差。這也會改變學習者的跨情境學習的機制,使它轉向為一個更輕鬆、更細微, 而和頻率更為相關的過程。

當學習者面臨開放性的問題時,就容易產生比較輕鬆的版本的跨情境學習。這個困難之處在於,這個合理的不確定性應該怎麼拿捏。

多元的學習方式:布魯納(Jerome Bruner)的學習者模型們

「學習」不是只有一種樣貌。
Any model of learning is right or wrong for a given set of stipulated conditions, including the nature of the tasks one has in mind, the form of the intention one creates in the leaner, the generality or specificity of the learning to be accomplished, and the semiotics of the learning situation itself-what it means to the learner.
這並不是說我們用A方法來學下棋,然後再用B方法來學演奏樂器。學習的要求必須對情境非常敏銳(context sensitive),而人類正是運用自身的能力用自己的方法去適應不同的情境。人類作為學習者,學習的方式不脫這五種(Bruner, 1985):

一、學習者是白板一塊(Tabula rasa)

學習者就像白板,或者一個空的容器。嬰兒自出生以來是完全什麼都沒有的容器,經驗就像水一樣,開始像這個容器傾入,最後可能會溢出。為了成功地學習,重點是要有「經驗」。
(理論代表學者:Watson, Guthrie, Pavlov, Skinner, Thorndike)

二、學習者是產生假設的人(Hypothesis generator)

學習者並不是完全被動的,在經驗各種事物的時候,他們會「選擇」。換句話說,能夠用來塑造學習者經驗的並不是客觀的世界所提供的感官刺激,而是他主觀的選擇所產生的假設。為了成功地學習,重點是要有「好的理論」。
(理論代表學者:Tolman, Hull)

三、學習者的能力是與生俱來的(Nativism)

學習者藉由天生的、與生俱來的、預設的分類、假設、形式來組織經驗,而心智也是由此所塑造。去使用或訓練內在的心智力量,就可以完成成功的學習。
(理論代表學派:動物行為學、社會生物學、完形心理學) 

四、學習者的萬法唯心造(Constructivism)

學習者並不是去發現這個世界,而是去建構這個世界。學習者自身就是知識的建造者。學習者藉由和世界的互動,在經驗裡發現意義。學習必須是自我驅動。驅動的來源是對於想知道、想組織、想了解、想建立意義的需求。成功的學習並不是一個理論架構,而在架構裡有一個要提升的渴望。
 (理論代表學者:Piaget, Bruner)

五、學習者就是從新手過渡到專家(Novice-to-Expert)

想知道「學習」,首先要先確定「學習什麼」,然後看看新手怎麼樣過渡到專家。為了達成這個目標,可以用電腦模擬。和前面四個模型相較,這個模型具有特定性,且是比較顯性的。
(理論代表學派:資訊處理模型(information-processing models)/神經網路模型(neural network models)/連結論(connectionism))

以上所有模式都存在討論、爭議的空間,因此布魯納(Jerome Bruner)建議要找到對於學習者而言有效、有用且覺得舒服的那個條件。

What it amounts to is treating all models of the learner as stipulative, and then inquiring into the conditions under which they might be effective or useful or comforting.

葛斯瑞(Edwin R. Guthrie)的一次學習(One-Shot Learning)

葛斯瑞(Edwin R. Guthrie)如此解釋「學習」:
A combination of stimuli which has accompanied a movement will on its recurrence tend to be followed by the movement.
用白話文來解釋就是:當一個有機體(包括人和貓咪)在某個情境下做了某件事之後,當這個情境又再一次重覆的時候,他會傾向把一模一樣的事再做一次。「刺激」和「反應」的連結是第一次發生的情境下就達成;它不會弱化也不會因為練習而強化。一但刺激造成了反應,未來也會有相同的反應。簡言之,學習就在一次嘗試就會發生。

「學習」並不是「刺激」和「刺激」的連結,而且「刺激」和「反應」的連結。你在甲情境下做了乙,當你下一次又重回甲情境的時候,你也會做乙。為了學做乙,你不需要反覆地做,也不需要有任何增強。如果做乙就是為了回應甲,那乙和甲的連結強度在當下和未來是相當的。

葛斯瑞講一次學習用了「tend」這個詞,保留了「不確定性」。舉例來說,爸爸跟幼兒說「尿布」的時候,幼兒也跟著說出「尿布」。當下一次又有人說「尿布」的時候,幼兒還會說「尿布」嗎?答案是肯定的,幼兒的反應仍是說「尿布」。答案也可能是否定的,幼兒不說「尿布」,因為第二 次的「combination of stimuli」和第一次爸爸跟幼兒說「尿布」的時候不完全一樣。有很多東西可能不一樣,幼兒第二次沒有尿溼尿布、第二次是不同人講「尿布」、幼兒正在專心玩玩具…等等。

An act is learned in the singles occurrence, and the need for repetition comes from the need for executing the act in a variety of circumstances.
有機體對於一個動作練習地越多,就可能接觸越多不同可能的刺激組合,一但他遇到的情境是練習過的,相當的動作就越容易產生。

葛斯瑞所說的學習並不是對單一感官的「刺激」進行反應,而是對「一整組的刺激」(combination of stimuli)的反應。簡單地說,學習不是單一動作,是一連串的動作。比方說,在聽到鈴噹之後,可能會有耳朵、眼睛、頭、頸等一連串在不同部位或肌里所產生的動作,前一個動作引發下一個動作,因此稱動作產生刺激(movement produced stimuli, MPS)。這連串的動作是在同一個時間發生,所以有鄰近(contiguity)的特性。一整組的刺激和反應的動作一但連結起來,學習就發生了。