序列学习

在认知心理学中,序列学习()是人类能力中固有的部分,因为它既是有意识与无意识学习的一部分,也是各类活动的组成部分。信息序列或动作序列被用于各种日常任务:「从语音中的声音排序、打字或演奏乐器中的动作排序,到驾驶汽车中的动作排序」。序列学习可用于研究技能习得,以及对从神经心理学患者到婴幼儿等各类群体的研究序列学习更广为人知和理解的是作为外显学习的一种形式,目前也作为内隐学习的一种形式以及其他学习形式而被研究。序列学习也可被称为序列行为、行为排序以及行为中的序列顺序。

历史
20世纪上半叶,、约翰·B·华生()以及其他行为主义者认为行为排序由反射链支配。该理论主张:初始动作引发的刺激会触发后续动作,后续动作又触发再下一个动作,以此类推。1951年,哈佛大学的神经生理学家发表了《行为中的序列顺序问题》(),论述了当时对序列学习的看法并提出了自己的假说。他基于六条证据线索批评了先前的观点:

第一条线索是:即使被中断,动作仍然能够发生。第二条是:某些动作序列发生得过快,以至于序列中的元素来不及被来自前一元素的反馈所触发。第三是:行为中的错误暗示了对后续行为的内部规划。同时,启动一个动作序列的时间会随着序列的长度或复杂度而增加。下一条线索是:序列中较早出现的动作的特性可以预示后续的特征。最后,神经活动可以表明对即将到来的行为事件的准备,包括相对长期未来的行为事件。

拉什利认为,序列学习(即行为排序或行为中的序列顺序)不能归因于感觉反馈。相反,他提出存在行为计划,因为神经系统会为某些行为做准备而非其他行为。他认为存在计划的。他提出了若干证据线索。第一条是:上下文会改变同一行为的功能解释,例如英文中「wright、right、right、rite和write」会根据句子上下文获得不同的解释。「right」可以根据语境被解释为方向,也可以被解释为「好的」事物。第二条证据指出错误是作为层级组织的人类行为的一部分。此外,「计划的层级组织来自行为序列的时序」。短语越大,反应时间就越长,这与「解码」或「解包」层级计划有关。另一项证据是学习一个序列的难易程度。心智能够创造「对即将发生之事的记忆」以及「对已发生之事的记忆」。计划层级组织的最后一项证据由「」所表征。这种技能将多个单元组合成更大的单元。内隐序列学习的其他形式包括运动序列学习、时序序列学习以及。

序列学习问题
序列学习问题被用来更好地理解不同类型的序列学习。基本的序列学习问题有四类:序列预测、序列生成、序列识别以及序列决策。这些「问题」展示了序列是如何被建构起来的,揭示了序列所遵循的模式以及这些不同的序列学习问题之间的关联。

序列预测试图根据所有先前的元素来预测序列的下一个元素。序列生成本质上与序列预测相同:尝试按照序列自然出现的方式逐一拼合出该序列。序列识别采用一定的标准,并判断该序列是否合法。序列决策(或通过动作进行的序列生成)可分为三种变体:目标导向型、轨迹导向型以及强化最大化型。这三种变体均试图选择能够在未来通向目标的动作或步骤。

这些序列学习问题反映了计划的层级组织,因为序列中的每个元素都建立在先前元素的基础上。

在1967年发表的一项经典实验中,证明:尽管被试者在观看肖像时报告说他们将肖像作为整体进行感知,但他们的眼动会依次注视图像中信息量最大的部分。这些观察表明,在表面上并行的面孔知觉过程之下,潜藏着一个序列性的动眼过程。一个常见的现象是:在习得某项技能时,我们在初始阶段较为专注,但经过反复练习后,技能会变得近乎自动;这也被称为。届时我们就可以在熟练执行已习得动作的同时专注于学习新动作。因此,似乎在我们的大脑中产生了对所习得技能的某种神经编码或表征,通常称之为程序性记忆。程序性记忆所编码的是程序或算法,而不是事实。

持续中的研究
序列学习还有许多其他应用领域。人类如何学习序列性程序,这一长期研究问题存在于认知科学中,目前也是神经科学的一个主要课题。多个学科都在开展相关研究工作,包括人工智能、神经网络以及工程学。
关于哲学视角,参见归纳推理与归纳问题。
关于理论计算机科学视角,参见所罗门诺夫的归纳推理理论与归纳编程。
关于数学视角,参见外推法。

参考资料
延伸阅读
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