Anderson John Robert - Uczenie się i pamięć - integracja zagadnień.pdf

(427 KB) Pobierz
Anderson John Robert - Uczenie siê i pamiêæ - integracja zagadnieñ - Notepad
Anderson John Robert - Uczenie się i pamięć - integracja zagadnień
John Robert Anderson
Uczenie się i pamięć integracja zagadnień
ROZDZIAŁ 1
PODEJŚCIA DO UCZENIA SIC I PAMIĘCI
Uczenie się i adaptacja
Uczenie się jest podstawową formą działalności człowieka w każdych warunkach. Istnienie
jakiejkolwiek kultury zależy od zdolności nowych jej członków do uczenia się licznych
umiejętności, norm zachowania, faktów, przekonań itd. Ludzie tworzą instytucje edukacyjne i
przeznaczają na nie znaczącą część swoich zasobów. Człowiek wykazuje absolutnie wyjątkową
plastyczność w zachowaniu - może nauczyć się żyć w świecie epoki kamienia łupanego plemion
Nowej Gwinei oraz w świecie nieważkości kosmonauty będącego na orbicie okołoziemskiej.
Oczywiście nie ma on monopolu na uczenie się. Prymitywne stworzenia są tak samo zdolne do
podstawowych form uczenia się jak niektóre współczesne programy komputerowe. Jednak ludzkiej
umiejętności uczenia się nie może dorównać żadna inna istota żyjąca czy też urządzenie
wyposażone w sztuczną inteligencję.
Przeżycie gatunku wymaga tego, aby jego przedstawiciele zachowywali się w sposób dobrze
przystosowany do otaczającego ich środowiska, co jest możliwe do osiągnięcia drogą ewolucji i
poprzez uczenie się. Przystosowanie ewolucyjne to wynik selekcji w danym środowisku tych cech
behawioralnych, które są w nim optymalne i mogą być przekazywane z pokolenia na pokolenie jako
element wrodzonego wyposażenia genetycznego gatunków. Na przykład ludzie rodzą się z
odruchem ssania, który ulega aktywizacji, gdy usta dziecka znajdą się w pobliżu piersi matki.
Poprzez uczenie się organizm kształtuje swoje zachowanie tak, by odzwierciedlało to, czego
nauczył się o swoim środowisku. Ponieważ adaptacja poprzez wrodzone zachowania pozwala
organizmowi na wejście do środowiska z natychmiastową gotowością do działania, jest ona
korzystniejsza od adaptacji poprzez uczenie się, zapoczątkowanej niebezpiecznym okresem, w
którym to organizm nie wie, jak funkcjonować.
Dlaczego więc jakieś zachowanie miałoby nabyte poprzez uczenie się, a nie określone w sposób
wrodzony? Niektóre środowiska nie są stabilne
czy też na tyle przewidywalne, aby zachowania mogły być ukształtowane przez proces ewolucyjny.
Gdy środowisko zmienia się, zachowania, które służyły jednemu pokoleniu, nie będą przydatne
następnemu. Na przykład pszczoły muszą uczyć się co roku nowych dróg do pokarmu, a człowiek
musi co pokolenie przystosowywać się do rewolucji technologicznych. Pojawienie się samochodu
wymagało od ludzi nauczenia się wielu zachowań nie przewidywanych w ich historii ewolucji.
Zachowania gatunkowe są kształtowane przez uczenie się na tyle, na ile środowisko jest złożone i
zmienne. Im bardziej zmienne środowisko, tym bardziej plastyczne musi być zachowanie.
Można uszeregować poszczególne gatunki na kontinuum plastyczności behawioralnej. U niektórych
większość zachowań jest określona w sposób wrodzony; inne są zdolne do uczenia się bardzo wielu
nowych zachowań. Stworzenie o największej zdolności uczenia się niekoniecznie musi mieć
przewagę w zakresie możliwości przeżycia. Weźmy jako przykład kontinuum plastyczności
zachowania trzech stworzeń: karalucha, szczura i człowieka. Karaluch jest zdolny do nauczenia się
tylko najprostszych rzeczy, takich jak unikanie niebezpiecznego miejsca; szczur może nauczyć się
bardzo wielu rzeczy na temat swojego środowiska i z tego powodu jest jednym z ulubionych
zwierząt laboratoryjnych w badaniach nad uczeniem się; człowiek jest w porównaniu z nim jeszcze
bardziej plastyczny. Pomimo swoich bardzo odmiennych umiejętności uczenia się wszystkie trzy
wymienione stworzenia zamieszkują współczesne miasta i żadne z nich nie okazało się
zdecydowanie bardziej skuteczne w przeżyciu gatunku. W mieście zajmują one różne nisze; które
umożliwiają dużą zmienność rodzaju zachowań. Karaluchy żyją głównie w zamkniętych
Page 1
Anderson John Robert - Uczenie się i pamięć - integracja zagadnień
pomieszczeniach i przeżywają dzięki wykorzystywania' podstawowych odruchów, takich jak
unikanie światła i poszukiwanie ciasnych, dobrze osłoniętych miejsc, które dobrze służyły im przez
320 milionów; lat (i które nadal dobrze im służą we współczesnych mieszkaniach). Za'' chowanie
szczurów jest bardziej zróżnicowane. Potrafią one wykorzystać zdobytą wiedzę o swoim
środowisku, m.in. o różnych drogach pomiędzy; poszczególnymi lokalizacjami oraz o tym, gdzie
można zdobyć pokarm.; Zachowanie człowieka można ocenić jako jeszcze bardziej złożone,
szczego nie jeśli uwzględni się ludzką zdolność do wykorzystywania różnych wyda tworów,
począwszy od światła, a na środkach owadobójczych kończąc. Właz;: śnie potencjalna złożoność
zachowania stwarza potrzebę uczenia się.
Szczególnie ważny wymiar złożoności ludzkiego środowiska wyznaczaj; wytwory samego
człowieka. Mieszkańcy miast (i w dużej mierze mieszkańcy wsi) żyją w środowisku, które prawie
całkowicie jest ich dziełem i który` zdecydowanie różni się od środowiska sprzed stu lat.
Powszechnie uważa się, że właśnie ludzka zdolność do złożonego uczenia się jest odpowiedzialni;,
za stosowanie naraę~'i4 ile badania archeologiczne sugerują coś wręcz przeciwnego. To nasi
przodkowie, istoty o niewielkim mózgu, zaczęli używa`c narzędzi. Następstwem tego ~ ~ było
powiększenie się z czasem powierzchni
mózgu człowieka. Stosowanie narzędzi stworzyło bardziej złożone środowisko, które wymagało
większej zdolności do uczenia się. Gdy wzrosła zdolność uczenia się, narzędzia stały się jeszcze
bardziej złożone, wywołując efekt kuli śnieżnej: bardziej złożone środowisko wymagało bardziej
złożonego uczenia się, które tworzyło coraz bardziej złożone środowisko i tak dalej. W pewnym
sensie ów efekt kuli śnieżnej wymknął się spod kontroli we współczesnym społeczeństwie -
technologia stworzyła środowisko z licznymi zagrożeniami (m.in. trudne do przewidzenia skutki
zachwiania równowagi ekologicznej, niebezpieczeństwo zastosowania broni nuklearnej), z którymi
nie nauczyliśmy się radzić sobie i do których nie mieliśmy czasu przystosować się poprzez
ewolucję.
Uczenie się jest mechanizmem, dzięki któremu organizmy mogą przystosować się do zmieniającego
się i nieprzewidywalnego środowiska.
Podejście behawiorystyczne i poznawcze
Tytuł książki brzmi: Uczenie się i pamięć. Poniższy paragraf zawiera definicje tych dwóch pojęć.
Chociaż ich znaczenie jest powiązane, obydwa odnoszą się do odrębnych kierunków badań w
psychologii. Uczenie się jest związane z behawiorystycznym nurtem badań psychologicznych, a
pamięć z nurtem poznawczym - kognitywizmem.
Behawioryzm jako podejście w psychologii pojawił się w Stanach Zjednoczonych na początku
dwudziestego wieku. Behawioryści dążyli do rozwinięcia teorii na temat zachowania organizmu bez
odwoływania się do tego, co może zachodzić w umyśle tego organizmu. Utrzymywali, że mówienie
o tym, co dzieje się w umyśle niższych organizmów, takich jak szczury, jest nienaukowe i mieli
niewiele lepsze mniemanie o badaniu procesów umysłowych u człowieka. Behawioryzm
dominował w amerykańskiej psychologii przez pierwszą połowę naszego stulecia. Niektóre
podstawowe dla tego nurtu idee będą omówione w dalszych częściach niniejszego rozdziału,
prezentujących najważniejszych przedstawicieli behawioryzmu.
Pojęcie uczenia się było centralne dla koncepcji behawiorystycznej. Behawioryści sądzili, że
większość zachowania ludzi i zwierząt może być rozumiana jako rezultat podstawowych
mechanizmów uczenia się operujących na doświadczeniach dostarczanych przez środowisko. Wiele
badań nad uczeniem się prowadzonych przez behawiorystów było wykonywanych ze zwierzętami z
następujących powodów:
~ Behawioryzm pojawił się na przełomie dziewiętnastego i dwudziestego wieku, gdy silne
zainteresowanie wywoływały nadal nowe poglądy na ewolu
cję. Darwin głosił, że człowiek stanowi kontynuację świata zwierząt; że prawa uczenia się
Page 2
Anderson John Robert - Uczenie się i pamięć - integracja zagadnień
adekwatne dla zwierząt okażą się również odl dla ludzi.
· Zwierzęta mogły dać badaczom możliwość badania uczenia się w tej postaci, nie skażonej kulturą
i językiem.
~ Eksperymenty prowadzone na zwierzętach były mniej ograniczone względów etycznych niż
badania na ludziach.
Podstawowa zmiana w psychologii rozpoczęła się w latach pięćdziesiątych, a jedną z jej przyczyn
było przekonanie, że behawioryści stworzyli z prosty obraz ludzkiego poznania. Kognitywizm
wyrażał przekonanie, ważną rolę w kształtowaniu ludzkiego zachowania odgrywają złożone
procesy umysłowe, i liczni badacze skierowali na nie swoje zainteresowania. Badania o orientacji
poznawczej zaczęły zajmować w psychologii coraz wid miejsca, a badania czysto behawiorystyczne
proporcjonalnie coraz mniej. Psychologowie poznawczy badali uczenie się, ale pod przykrywką
eksperymentów nad pamięcią prowadzonych wśród ludzi. Typowy eksperym polegał na przykład na
tym, że proszono badanych o uczenie się tek podręcznikowego, a następnie sprawdzano, co są w
stanie sobie przypomnieć.
Ukształtowały się zatem dwie tradycje badań nad uczeniem się. Trad3 o nastawieniu
behawiorystycznym koncentruje się na uczeniu się zwier; tradycja nastawiona poznawczo na
uczeniu się ludzi. Wiele badań ~ uczeniem się człowieka było prowadzonych pod hasłem ludzkiej
parni stąd połączenie w tytule mojej książki uczenia się i pamięci. Podział t; dwóch tradycji jest
zasadniczo sztuczny i stopniowo zaczyna zanikać. Lic współczesne badania nad uczeniem się
zwierząt mają silnie poznawcze stawienie, natomiast w badaniach nad pamięcią człowieka
ponownie jawiły się bardziej behawiorystyczne teorie uczenia się.
Niniejsza książka zawiera dane pochodzące z obu tradycji, ale wska2 też na syntezę, która ma
miejsce obecnie. W całej pracy podkreśla znaczenie wyników badań dla zrozumienia ludzkiego
uczenia się i parni Głównym celem tego rozdziału jest opisanie tradycyjnych podejść do ba nia
uczenia się i pamięci, co stanowi podstawę dla pozostałych partii ksią; w których omawiam, co z
tych podejść wynikło. Zanim jednak dojdziemy tego, musimy poświęcić trochę uwagi trudnemu
zagadnieniu zdefiniowa pojęć uczenie się i pamięć.
Z powodów historycznych badania nad uczeniem sil ulegly podzialowi na ukierunkowane
behawiorystycznie poszukiwania nad uczeniem się zwierząt oraz poznawczo zorientowane
poszukiwania nad pamięcią cztowieka.
Definicje uczenia się i pamięci
Większość ludzi uważa, że dobrze rozumie, co oznaczają pojęcia uczenie się i pamięć. Jednak
próba dokładnego sformułowania ich znaczenia może okazać się frustrująca. Poniżej zamieszczam
najpowszechniej przyjmowaną definicję uczenia się:
Uczenie się jest procesem, poprzez który, na skutek doświadczenia, zachodzą względnie trwałe
zmiany w potencjale zachowaniowym.
Dokonajmy przeglądu podstawowych elementów tej definicji:
Proces. Uczenie się odnosi się na ogół do procesu zmiany, natomiast pamięć do rezultatu tej
zmiany.
Względnie trwale. Określenie, że zmiana jest względnie trwała, ma na celu wykluczenie niektórych
przemijających zmian, które uczeniem się nie są. Prosty przykład tego, co teoretycy uczenia się
pragną wykluczyć, stanowi zmęczenie. Osoba wykonująca kilkakrotnie jakieś zadanie może się
zmęczyć, co spowoduje zmianę w poziomie wykonania.
Zachowaniowy. Aby uczenie się było znaczące, dla psychologów, niezależnie od tego czy są
nastawieni behawiorystycznie, czy też nie, muszą pojawić się w zachowaniu jednostki jakieś
zewnętrzne wskaźniki uczenia się. Jeżeli ktoś nauczy się czegoś, ale nie wpłynie to na jego
zachowanie, gdyż pozostanie ukryte, jak psycholog może przekonać się, że zostało to nauczone?
Psychologowie nie mogą "zaglądać" do umysłów swoich badanych - mogą jedynie obserwować
zachowanie i wyciągać wnioski na podstawie swoich obserwacji. Potencjal. Nie wszystko to, czego
Page 3
Anderson John Robert - Uczenie się i pamięć - integracja zagadnień
uczymy się, ma wpływ na nasze zachowanie. Ktoś może nauczyć się nazwiska jakiejś osoby, ale
nigdy nie mieć okazji, by to ujawnić. Tak więc psychologowie nie domagają się spontanicznej
zmiany w zachowaniu, ale zmiany potencjalnego zachowania. Psycholog musi opracować test
behawioralny, który ujawniałby to potencjalne zachowanie i dowodził, że uczenie się miało miejsce.
Na przykład aby stwierdzić, czy zwierzę nauczyło się jakiejś sztuczki, często niezbędne okazuje się
danie mu nagrody. Psychologowie rozróżniają uczenie się i wykonanie, przy czym pierwsze pojęcie
odnosi się do jakiejś zmiany, a drugie do behawioralnego przejawu tej zmiany.
Doświadczenie. Potencjał zachowaniowy zmienia się z różnych powodów, nie tylko na skutek
uczenia się. W miarę jak rośniemy, nasze ciało rozwija się i zmienia się nasz potencjał
zachowaniowy, ale nie uznalibyśmy rozwoju f Zycznego za uczenie się. Analogicznie ciężkie
uszkodzenie ciała może zasadniczo zmienić możliwości zachowania się danej osoby, ale nie
uznalibyśmy Złamania ręki za uczenie się. Pojęcie doświadczenie ma na celu oddzielenie
22 Rozdział 1. Podejścia do uczenia się i pamięci
zmian w zachowaniu będących przedmiotem zainteresowania teoretyków uczenia się od tych zmian,
które go nie stanowią.
Przyjrzyjmy się teraz definicji terminu pamięć.
Pamięć jest względnie trwałym zapisem doświadczenia, które znajduje się u podłoża uczenia się.
Jak widać definicja ta zależy od definicji uczenia się. Zawiera jednak element nie wchodzący w jej
skład - zapis.
Zastosowanie tego terminu oznacza przyjęcie teoretycznej propozycji, iż istnieje jakaś zmiana
umysłowa, która stanowi ucieleśnienie doświadczenia uczenia się. Tą umysłową zmianą jest
stworzenie zapisu pamięciowego. Teoretycy uczenia się nie zawsze zgadzali się z tym, że uczenie
się wymaga stworzenia zapisu pamięciowego. John Watson, założyciel szkoły behawiorystycznej,
uważał, że nie istnieje coś takiego, jak pamięć, a ludzie po prostu uczą się sposobów zachowania.
Behawioryści woleli teorie sformułowane wyłącznie w terminach behawioralnych i nie ufali
odniesieniom do konstruktów mentalistycznych, takich jak zapis pamięciowy. Jednak niechęć do
uwzględnienia tego rodzaju konstruktów w dużej mierze zniknęła, gdyż badacze zaczynają
rozumieć zmiany neuronalne, które są fizycznym dowodem zapisów pamięciowych. Gdy staje się
możliwe mówienie o jakichś konkretnych zmianach neuronalnych, a nie o nieokreślonej zmianie
umysłowej, brak zaufania do konstruktów pamięciowych przejawiany przez behawiorystów zaczyna
znikać. Znaczna część mojej książki dotyczy neuronalnych podstaw pamięci.
Uczenie się odnosi się do procesu adaptacji zachowania do doświadczenia, a pamięć odnosi się do
trwadych zapisów będących u podłoża tej adaptacji.
Historia badań nad uczeniem się i pamięcią
Psychologia jako nauka ma niewiele ponad sto lat. Od samego początku uczenie się stanowiło
ważne pole badań. Jednym z powodów tego wczesnego zainteresowania była teoria ewolucji Karola
Darwina. Opublikowanie jego dzieła O pochodzeniu gatunków w 1859 roku okazało się
przełomowe dla świata intelektualnego, dowodziło bowiem, jak selekcja naturalna zmieniła gatunki,
aby były lepiej przystosowane do środowiska, w którym żyją. Teoretycy uczenia się spostrzegali
swoje poszukiwania jako naturalne rozwinięcie koncepcji Darwina, który był zainteresowany
adaptacją zachodzącą u poszczególnych gatunków z pokolenia na pokolenie, oni zaś zajmowali się
adaptacją zachodzącą u poszczególnych przedstawicieli danego gatunku w trakcie jego życia
osobniczego. Zrozumienie związków pomiędzy ogólną
Historia badań nad uczeniem się i pamięcią 23
adaptacją gatunków i indywidualnym uczeniem się stanowi przedmiot badań prowadzonych
współcześnie.
Trzy przedsięwzięcia badawcze rozpoczęte na początku dwudziestego wieku miały silny wpływ na
większość późniejszej historii badań nad uczeniem się i pamięcią. Jednym z nich była seria badań
Page 4
Anderson John Robert - Uczenie się i pamięć - integracja zagadnień
podjętych przez niemieckiego psychologa Hermanna Ebbinghausa, który wykorzystał siebie samego
jako jedynego badanego. Drugie to seria badań prowadzonych przez rosyjskiego fizjologa Iwana
Pawłowa nad warunkowaniem u psów. Trzecie zaś to badania kierowane przez amerykańskiego
psychologa Edwarda Thorndike'a nad uczeniem się przez próby i błędy u kotów. Pawłow i
Thorndike zainspirowali amerykański ruch behawiorystyczny, który dominował w badaniach nad
uczeniem się w pierwszej połowie dwudziestego wieku. Ebbinghaus zapoczątkował tradycję
badawczą, która, po rewolucji poznawczej w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych naszego
wieku, stała się dominującym paradygmatem w badaniach nad pamięcią człowieka. Historia badań
nad uczeniem się w Stanach Zjednoczonych jest w gruncie rzeczy historią tradycji badawczych
zapoczątkowanych przez trzech wymienionych badaczy oraz tego, jakie były wzajemne
oddziaływania tych tradycji i intelektualnego nastroju psychologii amerykańskiej.
Poniżej przedstawiam poszukiwania prowadzone przez tych pionierów oraz innych znaczących
psychologów. Cele tego przeglądu historycznego są dwojakie: wprowadza on metodologie, które są
elementem obecnie prowadzonych badań, oraz ustanawia podstawę dla oceniania aktualnych badań
i teorii, w szczególności pokazując, że zanim nauka przyjęła aktualne poglądy, rozważane były
liczne idee na temat uczenia się i pamięci.
Badania nad uczeniem się i pamięcią zostaly zapoczątkowane przez Ebbinghausa, Pawiowa i
Thorndike'a na przełomie wieków.
Hermann Ebbinghaus (1850-1909)
Ebbinghaus przeprowadził pierwsze ściśle naukowe badania nad ludzką pamięcią i opublikował
swoją rozprawę Uber das Gedachtnis (O pamięci) w 1885 roku. Ebbinghaus sam był obiektem
swoich badań. Uczył się serii bezsensownych sylab, którymi były trigramy
spółgłoska-samogłoska-spółgłoska, na przykład dax, bup, loc. Sądził, że takie sylaby będą lepszym
materiałem eksperymentalnym, gdyż nie są z nimi powiązane żadne wcześniejsze asocjacje. W
jednym z eksperymentów Ebbinghaus uczył się list 13 sylab tak długo, aż był w stanie powtórzyć je
dwukrotnie bezbłędnie i w kolejności. Następnie sprawdzał swoje możliwości przypominania sobie
tych list po upływie różnych odcinków czasu. Mierzył czas potrzebny na ponowne nauczenie się list
do tego samego kryterium dwukrotnego bezbłędnego odtworzenia. W jednym z przypadków
potrzebował 1156 sekund, aby po raz pierwszy
Rysunek 1.1. Krzywa przechowywania Ebinghausa ukazująca procent zaoszczędzoneo czasu jako
funkcję odroczenia. Ebbingaus stosował odroczenia od 20 minut do 1 dni
Rysunek 1.2. Dane dotyczące ćwiczenia uzyskane przez Ebbinghausa, pokazujące ogólną liczbę
prób potrzebnych do opanowania zestawu list jako funkcję liczby dni ćwiczenia
juczyć się listy, i tylko 467 sekund na ponowne nauczenie się. Zainteresowało go, jak dalece
łatwiejsze jest ponowne nauczenie się listy. W podanym przykładzie zaoszczędził 1156 - 467 = 689
sekund. Ebbinghaus wyraził tę oszczędność jako procent pierwotnego uczenia się: 689 = 1156 =
64,3 procent. Rysunek 1.1 pokazuje te miary przechowania jako funkcję odroczenia uczenia się w
postaci krzywej przechowywania*. Początkowo zapominanie ustępuje bardzo szybko, ale jego
tempo gwałtownie maleje wraz z upływem czasu. O funkcji zaprezentowanej na rysunku 1.1
mówimy, że ma przyspieszenie ujemne z powodu szybkiego spadku tempa zapominania. Krzywe
przechowywania szczegółowo omawiam w rozdziale 7.
W innym eksperymencie Ebbinghaaus uczył się list sylab bezsensownych dziennie przez 6 dni.
Rysunek 1.2 ukazuje liczbę prób potrzebnych do wyuczenia się list każdego dnia. Jak widać, liczba
prób zmniejszała się wraz upływem czasu, odzwierciedlając coraz lepsze uczenie się list'. Wykres
na rysunku 1.2 jest nazywany krzywą uczenia się. Tak jak krzywa przechowywania, ma ona
przyspieszenie negatywne, z coraz mniejszymi przyrostami każdego dnia. Krzywe uczenia się
omawiam dokładniej w rozdziale 6.
` W polskiej literaturze przedmiotu ta krzywa jest często określana jako krzywa zapominania
Page 5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin