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【芥末翻】阻碍迁移学习的视频缺陷效应可以被减轻吗?

作者:Rachel Barr 发布时间:

【芥末翻】阻碍迁移学习的视频缺陷效应可以被减轻吗?

作者:Rachel Barr 发布时间:

摘要:有了视频缺陷效应,如何缓解这样的症状呢?

【芥末翻】致力于将全球经典或是前沿的教育理念、教育技术、学习理论、实践案例等文献翻译成中文,并希望能够通过引进这类优质教育研究成果,在全球教育科学的推动下,让更好的教育来得更快!

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原文:Transfer of learning between 2D and 3D sources during infancy: Informing theory and practice.作者:Rachel Barr.译者:Diana Qi. 编辑:尔瑞.

上一期的【芥末翻】中,我们提到了影响幼儿从二维到三维进行迁移学习的“视频缺陷效应”。针对幼儿的这一固定学习特征,难道就没有减轻的办法了么?由此我们在下文对此问题进行讨论,试图最大程度上减轻“视频缺陷效应”。 

理论思考

迁移学习或许会被一系列复杂的情景因素减弱。

很可能影响学习迁移的线索包括:知觉的、社会的和语言的提示线索。由于“各种各样复杂情景因素”的存在,大量独立的理论得以发展,以此来解释从2D到3D迁移学习过程中的困难。这些理论的共同之处在于媒介的本质,给刚学会走路的幼儿理解和与真实世界中的实物匹配联系造成了困难。也就是说,表征灵活性能在一定程度上解决迁移学习中所产生的问题。最终任何解释视频缺陷效应的理论都必须在迁移学习和表征灵活性发展理论的框架之内。

感知线索不足:感知匮乏理论

感知匮乏假说对视频缺陷效应做出了解释。相比3D实物呈现,2D感知输入相对匮乏,信息编码和迁移学习会受到损害。该理论和Johnson提出的更广义的称之为“临界模型”感知理论相一致。Johnson提出感知系统需要最低量的感知信息,不论这个信息的来源是2D还是3D。用2D刺激物进行的相关研究已经证实:越是年龄小的幼儿,越需要从更多的来源中获取信息,从而形成对具体实物的感知。按照这种解释,只有在单个维度的信息来源较为充足时,才能够完成从2D到3D的映射,将3D实物与2D呈现进行匹配。

最近两项研究表明:幼儿处理2D信息和3D信息的方式不尽相同。首先,运用事件相关潜能(ERPs)的研究者已经证明,18个月大的幼儿在处理2D图像时的速度要比处理3D实物的速度慢。在注意力加工过程中,幼儿辨认一个熟悉的3D实物较早,辨认一个呈现在2D数字图像上的熟悉实物较晚。其次,研究者运用NIRS(近红外线光谱)已经证实,6个月大的幼儿在运动皮层中加工处理活人的动作展示,比处理在电视上呈现的相同信息活跃的多。幼儿对2D信息处理的较慢,或者是在从2D到3D进行迁移的过程会有认知负担,这些都可以解释视频缺陷效应。

大量的研究表明,幼儿在一岁时才能对知觉相似性进行感知。正是在对2D图像进行编码时可利用的感知线索,与测试过程中真正的3D实物不匹配,才给那些表征记忆系统非常脆弱的幼儿迁移学习任务造成困难。

象征符号理解不足:双重表征理论

儿童将2D图像(无论是运动是还是静止的)与真实世界联系起来有困难的另一个理论解释是,幼儿形象化的能力或是幼儿对象征符号的理解尚不成熟。DeLoache (1991) 提出,形象化能力是一个双重表征问题。也就是说,存在着“现实”和一个代表现实某些方面或某部分的象征符号X。如何处理这个双重性才是形象化能力的关键。DeLoache认为,刚学会走路的幼儿在发展早期无法理解象征符号的双重性。他们无法理解一个符号既是实体本身(例如,电视机、绘本、娱乐设施),也是另一个实体的表征(例如,镜子或书中的描述)。因此,象征符号的物理特征使处于学步期的幼儿无法领会一些假象的表征本质。这与Hayne(2004)提出的普遍表征灵活性理论相似。

DeLoache (1991) 特别指出,直到刚学会走路的幼儿对一系列象征符号拥有充足的体验时,他们才开始能够理解其表征的力量。因此,幼儿进而才开始将象征符号与现实世界联系起来。从电视和电脑上进行的学习欲获得发展,其重要的一步是既要领会2D和3D之间的相同点,又要领会二者之间的不同点,只有这样才能够做出相应的回应。

DeLoache和他的同事们已对幼儿对2D图像的反应进行了广泛的研究。例如,Pierroutsakos and Troseth (2003) 发现9个月大的幼儿在看高分辨率的视频图像时,就好像那些高分辨率的视频图像是真正的实物。并且,幼儿试图去捡起视频当中的那个玩具。当幼儿到19个月大的时候,之前幼儿直接去捡视频中玩具的那个动作,已经替换成用手去指视频中的那个玩具。15个月大的状态则是处在这两者之间。Troseth, DeLoache (2004) 和同事们认为,幼儿在9个月大的时候和19个月大的时候的表现之所以会发生改变,是由于他们在探索2D图像和3D实物,以及辨认2D和3D实物的功能特性时有着不同的经历。

例如,一个球可以弹跳,但是一张画有球的图画则无法弹跳。基于已有的知识,处于学步期的幼儿在1岁到两岁半的时候,还无法完成呈现在2D媒体上的任务。他们学着不理会电视上和图画上可能的信息内容。而在大约三岁的某个时间,幼儿便掌握了双重表征,并且可以理解那些充满有意义信息的图画,画中的那些图像也可以在现实中找到对应物。视频缺陷效应由此消失。在这个阶段,儿童表现既可以将画中的图像视为一个实体,也可以将其视为现实世界中真正实体的一个象征符号,信息迁移由此发生(参考Barr et al., 2007a. 六个月大幼儿在一项模仿任务中没有表现出视频缺陷效应)。

在两岁的时候,幼儿可以更敏锐地区别2D图像和3D实物,而从电视中进行的学习减少(视频缺陷效应)。这种迁移学习减少表明,迁移能力的发展过程并不是感性知觉能力的简单线性增加。因为儿童无法识别他们在电视屏幕中看到的实物和动作的功能意义,因此呈现在2D来源(电视)上的动作,其信息价值大大下降。根据这种观点,儿童直到三岁才开始理解视频可以提供有意义的信息,这种信息可以指导现实世界中的动作。视频缺陷效应由此消失。

线索整合不足:普遍编码理论

根据普遍编码理论,动作感知和动作产出的表征应相似。该理论第二个主要的假设是,动作效应应该会对动作产出有很大影响。也就是说,一个动作产生的显著结果应该被编码,并增加这个动作被重新产出的可能性,对于任何给定的目标序列都可以重新产出。这些假设对不同维度间的迁移学习具有重要意义。如果通过运用相似的表征编码图式,动作被识解、被产出,那么迁移就很可能发生。或者说,如果识解的动作与之后重新产出动作间的匹配机会减少,那么迁移的可能性就会降低。例如,如果感知到的信息(例如,听觉的和视觉的特征)之间不匹配,这种不匹配将会降低之后潜在迁移的可能性。

减轻视频缺陷

最近,研究者已经对视频缺陷效应可否被减轻进行了探究,揭示了能够解释此效应的潜在机制。

重复

重复延长幼儿对在线直播演示的记忆。并且由于电视节目的内容和视频技术的存在,幼儿会经常重复观看这些材料。而且,同一个电视节目的重复展示,增加了学龄前儿童对电视节目内容的理解。

有几项研究表明,当目标动作的演示重复进行时,一到两岁幼儿的视频缺陷效应可以减轻。重复使12个月到21个月大的幼儿的延时模仿得到增强。在这项研究中,重复演示电视上的一系列目标动作后,幼儿所表现出的,对真人模特和电视播放模特的延时模仿水平相同。如果呈现在视频中的目标动作没有重复演示,那么21个月大的幼儿会继续表现出视频缺陷效应。并且,重复还增强了刚学会走路的幼儿对书籍内容的模仿表现:当儿童把书读四遍时,相比把书读两遍时,他们的模仿成绩会大幅提高。重复还很可能增强信息编码能力,进而提高迁移的可能性。因为编码过程中的处理时间有所增加,允许对目标动作的表征进行更好的编码,因此在测试的过程中,有更多的检索线索可以被利用。

也许不是目标动作的重复提升了加工过程,而是幼儿对演示的接触时间有所延长。Strouse and Troseth (2008) 对幼儿真人演示和视频演示中目标动作的模仿进行了比较。当目标动作以很慢的速度呈现两次时,两岁幼儿的视频缺陷就会减轻:真人进行演示的那个组与视频演示的那个组的模仿成绩并没有不同。而当只有一个速度很慢的演示时,视频缺陷效应又会重新出现。

先前体验

幼儿先前对技术进行体验,接触现实世界,可以促进幼儿从电视上进行迁移学习。Troseth (2003) 给两岁儿童及其家庭提供了可以连接到他们家电视机屏幕上的摄像头,历时两周,儿童可以体验在电视机屏幕上看到他们自己。幼儿在实体搜索任务中的表现取得了巨大进步。也就是说,幼儿从视频到现实世界的迁移学习或许需要一些训练,这些训练是关于将电视所播放的内容与现实世界之间的信息相对应。

Hauf和他的同事们(2007)研究发现,幼儿对实物的体验会促进迁移学习。在进行视觉表现测试之前,他们给7个月、9个月和11个月大的幼儿一个玩具(一个玩具汽车或是一条丝带),让幼儿玩90秒的时间。在这之后,立即在两个不同的屏幕上同时给幼儿展示两个视频,视频时间也是90秒。在其中一个屏幕上,实验者正在玩幼儿之前与之互动的那个玩具(来回移动玩具汽车或者挥舞着丝带);而在另一个屏幕上,实验者玩的则是一个新的玩具。9个月大的幼儿和11个月大的幼儿更喜欢观看实验者玩他之前玩过的那个玩具的视频,但是7个月大的幼儿并没有表现出特别的喜好。笔者由此得出结论,当幼儿9个月大时,其自身的体验会对他们接下来的动作识解带来影响。也就是说,幼儿先前对实体的体验,导致其在观看视频时对那些实体更为偏好,从而表明幼儿或许更喜欢熟悉的信息(同样参考Barr et al., 2008)。

工作记忆需求

婴幼儿时期,有限的工作记忆能力可能会削弱其迁移学习能力。

此外,在视频演示后立即对幼儿进行测试,并保留其记忆需求,在某些情况下会改善其视频缺陷效应;但在另一些情况下却尚无改观(Flynn & Whiten, 2008; Gerhardstein et al., 2009; Hayne et al., 2003b)。我们得到这些不同的发现,其中很可能的原因是任务难度不同。当演示零延迟和步骤1展现出较为明显的动作序列时,便不会出现视频缺陷效应。相反,当目标动作增加,以及动作序列中存在干扰事项时,试验的任务复杂度便会增加。这时即使没有延迟,被试的表现也会被扰乱甚至中断。

通常,在电视学习条件下,幼儿不与屏幕上的节目主持人进行互动。Hayne和他的同事们发现,无论视频中的模型是否相同、演示试验者是否相同,幼儿的模仿表现都并无差别(参考 Nielsen et al., 2008)。

总之,任务复杂度会对从电视中进行的迁移学习造成影响。增加动作序列长度、增加干扰项,增加实物选择阶段,或更新记忆需求,都会增加工作记忆需求,从而干扰和影响迁移学习。学习困难的转移也会因任务困难的增加而不同。总的来说,模仿过程中这些任务差异,可能会为婴幼儿最可能从电视中学到什么东西提供重要见解。

形式特征

形式特征是电视所呈现的听觉和视觉产出,以及编辑技术,如动作、声音效果和节奏(场景和角色变化率)。

根据普遍编码理论,演示和试验阶段,突出的声音效果和音乐很可能会提高注意力和促进信息处理能力。因为动作感知、演示以及产出过程存在重叠。同样,根据“注意力取样模式”,对显著形式特征的感知,会主导对电视节目的注意力。这些形式特征也会引导注意力发生相应变化。随着自身发展和经验的不断深入,孩子们逐渐了解到不同显著度的形式特征可为进一步的信息处理标记内容,同时也可提供视觉和听觉模式,孩子们可利用这些视觉和听觉上的模式对内容做出表征。与这种观点相一致的是,在播放重要的电视信息前,那些以注意力为导向的显著形式特征(如音效或对字符的发声),可以提高学龄前儿童的选择性注意力,并促进其对关键信息的理解。

与普遍编码理论相一致的是,Klein和他的同事(2006)发现,相比具体目标动作和声效不匹配的情况,当声效与目标动作相匹配时,一岁大的孩子会选择性地提高对具体目标动作的行动表现。然而,这些作者并没有测试在演示过程中动作效果和动作不匹配时所带来的影响。

Barr和Somanader将6个月、12个月和18个月大的婴儿放到三种不同的情况下,我们便能够得到一个更强大的测试理论。这三种情况分别是:匹配的声音效果(与每个目标动作都匹配的突出的声音效果),不匹配的声音效果(故意不与目标动作进行匹配),或不显著的形式特征。无论声音效果和目标动作相匹配与否,6个月大的孩子都表现出对目标动作的延迟模仿。相反,当声音效果与目标动作相匹配时,12个月和18个月大的孩子会对电视上的目标动作进行模仿。但是,当目标动作和音效故意不匹配时,他们的变现仅处于基准线水平。这大概是因为他们预期某个声音会与一个重要的视觉事件相匹配;然而6个月大的婴儿似乎并不存在这样的预期。

在视频中添加背景音乐会扰乱6个月、12个月和18个月大的幼儿对电视动作的模仿,不管背景音乐是在演示过程中播放,还是在演示和测试过程中播放。而在现场演示过程中添加相同的音乐原声并不会扰乱模仿。当在视频演示中增加与动作相匹配的音效和音乐配乐时,6个月和18个月大的幼儿会再次高于基准线水平(Barr et al., 2009)。即在视频演示中添加音乐并非消极被动成分,而是幼儿时期注意力、学习能力和记忆检索能力的积极组成部分。音乐配乐可能会扰乱幼儿对目标动作的信息处理。但当声音效果与目标动作相匹配,即使在存在干扰音乐配乐的情况下,也很可能增强幼儿对目标动作的选择性注意力。

可视的形式特征也可以被操控,但相比对听觉形式特征的操控,对视觉形式特征的操控所带来的结果并不明显。

语言提示

语言是儿童电视节目和图画书的一个重要特征;通常情况下,书籍和电视节目的主要目的是介绍新词汇。最近研究人员已经开始探索,这些因素会损害还是改善幼儿从2D媒体资源中进行模仿学习。标准的婴儿模仿范式不包括语言提示和叙述。因此,演示通常伴随着“空洞的叙述”(例如“看这个”),而不是描述对象或动作的有意义的语言(例如,“这是拨浪鼓”)。此外,在测试阶段,孩子会被问到:“你能用这些做什么?”而不是被要求作出具体的动作(例如,“你能告诉我怎样做拨浪鼓吗?”)。

研究表明,在演示和测试过程中成人的叙述会增加信息存储的时间,从而有利于泛化过程的开展。

总之,包括语言提示研究表明,通过增加额外的口头检索线索可以促进学习转移。第一,18个月大及以上的幼儿,其记忆表征考试变得更加灵活,并且其将标签与实物进行匹配的速度也会变得更加迅速。这些研究发现表明,学龄前儿童可以从电视中习得词汇。然而,语言的组成成分(如音素)不可能通过视频互动习得。第二,当迁移任务涉及到细小的感知变化(例如,从视频到书籍,或者从高度标志性的照片到真实的对象)时,成功的迁移便会发生。这些最小的知觉差异,允许视频到书本情境的检索线索的最大匹配。第三,语言标签的重复也是一个重要因素。在最近一项纵向研究中,那些在叙事结构中有多重接触的孩子在2.5年中,词汇量会大大增加。

社会应变

视频演示虽然提供了一个微观的社会模型,但排除了与演示者进行社会互动的可能性。对于年龄较大幼儿和学龄前儿童的研究表明,缺乏应急能力,会降低对电视材料的互动和理解水平。5个月大的婴儿喜欢看闭路视频,因为这种视频可以与模型进行目光接触。社会应变会增强幼儿通过搜索任务和模仿任务从电视中进行学习的效果。

例如,Nielsen和他的同事们(2008)发现,相比较他们已经预先录制的视频,如果实验者通过闭路电视的社会方式与真实世界进行互动,2岁的孩子更容易模仿工具的使用。2岁的孩子从具有高度社会性的实验者那里学到的模仿要远远多于从毫无感情的实验者那里学到的多。Nielsen和他的同事谨慎地补充道:如果婴儿无法做出应急反应,那么在电视中加入社交/互动暗示可能不利于学习转移。特别是由于越来越多地使用网络摄像机技术,使用闭路技术可能有助于加深我们对社会应急在2D和3D学习迁移中作用的理解。

有人认为,对视频模式的操控对社会学习有用,因为视频模式可被高度复制,并且允许我们在社会互动中进行细微操控。在一系列研究当中所呈现的视频缺陷,很可能是因为整个模型在现场演示过程中都是可见的,而在视频演示中,我们却只能看到一个特写镜头。他们由此得出结论:相比较视频演示,现场演示更可能使特殊的社会行为得到迁移,因为视频传输会降低整体的保真度。有人认为,相比较视频演示,在现场演示以后,儿童更能够通过精确复制,与外界社会进行交流互动。也就是说,预先录制好的视频演示,其社会性并不强,也不利于幼儿从电视或静态图像中进行模仿。根据Hayne(2004)提出的表征灵活性解释,在视频演示过程中缺少社会应变,是导致2D和3D情境不匹配的一个关键因素。一个更为完整的关于从电视中进行迁移学习的理论解释,还应该考虑到社会应变等因素。

结语

总的来说,这篇综述已经记录了一个小型并且还在不断完善的数据。从这些数据中,我们能够得出结论:幼儿时期从2D到3D的学习加工迁移是一项极为复杂的认知任务,并且这种迁移学习在儿童早期会逐渐发生变化。学习过程中视频缺陷效应的改善可以通过一系列不同的表征进行预测,这些表征也包括内容的重复、媒体中独特的视觉和听觉媒体提示线索、语言方面的和社会应变方面的提示线索,工作记忆要求,以及用于检测迁移学习的具体任务当中的感知需求。认知负荷的增加很快超过了儿童的信息加工能力,从而导致了迁移学习过程中的视频缺陷效应。


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