【心理学与AI】Magill关于运动学习中情境干扰效应的研究

情境干扰效应:增加情境的可变性能够增加学习阶段无关因素的干扰程度,这种干扰降低了新记忆对情境的依赖性,并提高人们的主动参与程度,从而提高记忆的提取效果以及对不同的情境的适应性。


The Locus of Contextual Interference in Motor-Skill Acquisition 

Timothy D. Lee and Richard A. Magill.(1983)

文章通过三个实验报告了一个理论,即在运动技能习得过程中随机安排practice trials不利于练习成绩(相对于blocked或repetitively ordered trials),但有助于保持成绩

实验1的结果驳斥了一种观点,即这种情境变化效应(contextual variety effect)实际上是由于反应范式类型(simple or choice)与practice order manipulations的方法论混淆。在实验2和实验3中,增加了第三个practice trial order(serial),它包含了类似于blocked和random trial orders的可识别条件。

结果表明,serial order与在random practice conditions下观察到的结果几乎相同。这些数据被认为是技能习得过程中,event repetitions对记忆的发展和行动计划的快速可及性有重要影响的证据。研究结果在一个理论框架中进行了讨论,框架包含了关于认知和心理努力在运动技能习得中的作用的概念。本文还探讨了情境干扰与认知和运动技能领域相关经验和理论问题之间的关系。


A review of the contextual interference effect in motor skill acquisition

Kellie Green and Magill, Richard A.(1990)

回顾了运动技能相关的情境干扰效应的研究,这是一种训练过程中的干扰有利于技能学习的现象。考虑了与效果的普遍性相关的证据,包括实验室任务和非实验室任务、学生的Ss特征、经验特征和学习风格。并考虑了为确定何种学习过程能够解释这种影响而提出的解释,包括精化效益、行动计划重建和追溯性干扰。此外,本文还探讨了情境干扰效应与R. A. Schmidt的图式理论的practice variability hypothesis之间的关系。

图式理论:图式的重要特征就是从有关的经验中或经历中抽取重要的信息,并将这些重要的信息组成一套法则。


Variability of practice and contextual interference in motor skill learning

Kellie Green and Magill, Richard A.(1995)

通过对108名大学生进行的2个实验,研究了在多任务学习情境下的学习效果是由于语境干扰(Cl)的结果,还是由于练习过程中的变异性与图式增强有关。在实验1中,Ss被分配到4个实验条件中的1个。一项tapping task需要用右手敲3块菱形的小黄铜板。每个部分都有特定的时间要求。每个学生都参加了2次习得(AQ)sessions,并接受了几种不同的记忆和迁移测试。在exp2中,加入了一个没有AQ phase的对照组。结果显示出典型的Cl效应,随机组在AQ中得分下降,但在几次保留测试和迁移测试中得分明显好于blocked组。


Systematically increasing contextual interference is beneficial for learning sport skills

Jared M.Porter and Richard A.Magill.(2010)

为了更好地理解情境干扰效应,在两个实验中,我们研究了一种为初学者提供系统地增加情境干扰的练习计划。对两种运动技能的训练计划与传统的blocked和random scheduling进行了比较。

在实验1中,我们验证了这样一个假设,即练习同一任务的变化,同时系统地增加情境干扰,会比blocked和random scheduling产生更好的性能。参与者按照一个blocked, random or increasing schedule练习高尔夫球,包括最初的blocked trials,接着是serial practice trials,最后以random scheduling结束。

任务:将一个高尔夫球从三个不同的距离(A =0.9米,B=1.37米,C=1.82米)打到目标上。所有参赛者使用同一根右手推杆推杆击球。目标是一系列同心圆。中间的圆直径为15厘米;每个额外的同心圆的直径增加了15厘米。球静止的圆圈决定了每一击的得分。中圈得分为零,下一个圈如果球停了就得1分,依此类推,每响一圈到第六圈。如果球停在最后一圈外,则记录为7分。如果高尔夫球的任何部分接触到分隔两个环的线,参与者就会得到两个环最里面的分数。

结果:遵循increasing schedule的参与者在保留率测试中表现优异。

在实验2中,我们测试当学习任务由不同的广义运动程序控制时,是否观察到这些学习益处。参与者在一个blocked, random or increasing schedule中练习三种不同的篮球传球(胸部,头顶,单臂)。

任务:参与者在第一天在5.0米线处完成了81个试验。参与者在第二天完成了从5.0米线上进行的12次试验保留测试和从6.0米线上进行的12次试验转移测试。参与者被指示将球扔向目标,目标是击中标记为零的区域。所有参与者的目标都是每次尝试都得零分。

结果:在记忆和迁移测试中,逐步增加语境干扰练习的参与者比blocked or random scheduling的参与者表现更好。

这两个实验的结果表明,提供有系统地增加语境干扰的练习计划有助于技能学习

讨论

本研究通过两个实验来探讨一种在实践中安排情境干扰的替代方法。这种替代的时间表系统地增加了在实践中经历的上下文干扰的数量,通过让新手先是blocked,然后是serial,最后是random scheduling。

在第一个实验中,新手练习了一种技能的变化,根据施密特的图式理论(Schmidt,1975),这些技能是由相同的通用运动程序控制的(即从不同的距离投出一个高尔夫球)。在第二个实验中,新手练习具有不同不变特征(即传球时手臂的不同运动),要求使用不同的通用运动程序。这两个实验一起被用来研究在练习中系统地增加语境干扰是否会比固定数量的低语境干扰和高语境干扰更有利于技能学习,以及这些预期的益处是否仅限于由相同或不同的广义运动程序控制的任务。两个实验的结果提供了证据,一个提供系统地增加语境干扰的practice schedule有助于技能学习。

可以从三个角度解释为什么增加语境干扰practice schedule可以提供加强学习:

1、基于学习者有效处理信息的能力。

Aloupis(Aloupis,Guadagnoli,&Kohl,1995)提出了一个组块模型的理论。模型表明,一个人的信息处理能力是有限的,在任何给定时间能够处理的信息量不能增加,但信息处理的效率可以提高。

向新手呈现高水平的语境干扰可能会让人不知所措,并导致保留和迁移测试的性能下降。他们的结果表明,当一个学习者面对一个具有挑战性的任务时,信息处理系统的低效可能无法解释所需的信息,这可能会阻碍学习(Aloupis等人,1995年)。

2、第二个观点来自Gentile(1972)提出的学习阶段模型。

该模型提出学习者需要对运动模式进行初步的反复尝试、尝试和纠错,并发展一个基本的运动模式,以实现所学任务的行动目标。提供initial blocked trials的practice schedule将有助于实现这些目标。

当学习复杂或与运动相关的技能时,从低到高的语境干扰可能对学习者有利。

3、Bjork(1994,1999)提出的“理想困难”和Guadagnoli和Lee(2004)的“挑战点假设”。

这两个理论表明,在实践过程中,在适当的水平上不断挑战学习者,可以创造一个最佳的学习环境。为了在练习过程中不断挑战学习者的理想水平,随着学习者技能的提高,练习环境应该逐渐变得更加困难。

逐步增加语境干扰是逐步增加实践环境难度的一种方法,这是随着学习者技能的发展而适当挑战学习者所需要的。

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