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    誰能成為領域專家?上紐大研究者發現基本知覺學習能力十分重要

    2020-08-07 10:35 作者: 上海紐約大學 來源: 上海紐約大學 瀏覽:
    摘要:為什么有些人能成為領域內專家而有些人不能?這個問題有許多解答,但很長一段時間內,科學界都沒有把人對視覺、聽覺及其他外部信息的知覺能力納入考量。個體在知覺學習上的差異長久以來都在研究中被當做隨機波動,或者說“噪聲”。...

    為什么有些人能成為領域內專家而有些人不能?這個問題有許多解答,但很長一段時間內,科學界都沒有把人對視覺、聽覺及其他外部信息的知覺能力納入考量。個體在知覺學習上的差異長久以來都在研究中被當做隨機波動,或者說“噪聲”。

    然而,由上海紐約大學首席科學家、副教務長呂忠林教授和中國科學院心理研究所的黃昌兵教授領導的團隊完成的最新研究表明,這種知覺學習能力的個體差異確實對人勝任其他知覺學習任務的能力有影響。

    他們的這一發現于7月23日發表在了頂級期刊《美國科學院院報》(PNAS)上,題為《知覺學習中的基本學習能力》。中國科學院研究生楊佳為第一作者。

    “在為對知覺能力要求高的職業選拔人才時——比如說招募飛行員,就需要去區分誰值得培養,誰不值得;緦W習能力提供了一個衡量標準,可以幫助挑出那些學習能力強、以后更有可能取得優異學習表現的人。”呂忠林教授說。

    他同時也強調,這一發現的應用并不止局限于精英群體。“這種基本知覺學習能力的存在同樣可以幫助我們更好地為病人設計康復方案,”呂忠林教授補充道,“比如,當治療眼疾時,我們可以根據病人在少數幾個視力訓練任務中的進步速度來決定最優化的治療方案。”

    在這項實驗中,研究團隊招募了49名受試者,他們每個人都需要連續35天完成7個不同知覺學習任務總計23720次的訓練,這樣的實驗規模在這一領域是史無前例的。“過去的知覺學習研究大多專注于某一任務的學習,但人在現實中需要同時具備多種技能才能成為某一領域的專家。就比如一位氣象專家,需要同時讀懂復雜的衛星云圖以及云圖的動態變化才能有效地分析天氣。也就是說一位氣象專家需要具備同時完成幾種知覺任務的技能,”呂忠林教授說,“我們首次在知覺學習研究中讓受試者學習多種不同的任務,這樣更好地模擬了現實。”

    大樣本量也給研究增加了挑戰。呂忠林教授說他其實十多年前就想要做這個研究了,然而由于說服幾十個人在一個多月內不間斷地參與實驗十分困難,故一直無法實現。“我十分感謝所有的受試者以及研究團隊在收集這樣完整且高質量的大數據中付出的努力。”呂忠林教授說道。

    七項知覺學習任務包括了對視覺、聽覺,以及工作記憶的訓練(詳情請見圖1)。受試者每五天學習一項任務,每天持續一小時左右。研究團隊收集到了一組龐大的數據,并使用了一系列分析方法來對這組數據進行分析,包括多因素回歸、固定效果模型,以及LASSO回歸。


     

    lu zhonglin general perceptual learning ability experiment

    圖1. A. Contrast detection對比度檢測:受試者需辨別目標是出現在第一個時間段還是第二個時間段;B. Vernier offset discrimination:受試者需報告注視點字母(H或N)以及下方Gabor是在上方Gabor的左方還是右方;C. Global motion discrimination:受試者需辨別兩個時間段內的點是否向同一方向移動;D. Visual shape search:受試者需辨別目標(向下的箭頭)是否出現;E. Face view discrimination:受試者需辨別第二張臉相對于第一張臉的方位;F. Auditory frequency discrimination:受試者需辨別更高頻的聲音是出現在第一個時間段還是第二個時間段;G. Audiovisual N-back working memory:受試者需報告重復出現的視覺或聽覺刺激。

    研究團隊發現,受試者在任務中的初始表現以及任務本身的難度對他們在各項任務中的學習表現都有顯著影響。但在通過數學方法將這兩個因素控制之后,每個受試者在所有任務中的表現都同樣受到個體差異的影響,這個現象為基本知覺學習能力的存在提供了有力的支持。

    研究團隊同時也收集了受試者的智商和人格特征數據,以進一步探究影響個體學習能力差異的因素。他們發現智商以及大五人格中的外傾性(熱情、社交、果斷、活躍、冒險、樂觀等特質)和開放性(具有想象力、審美、情感豐富、求異、創造、智能等特質)分數更高的人往往有更好的學習能力,而神經質性(難以平衡焦慮、敵對、壓抑、自我意識、沖動、脆弱等情緒的特質)和宜人性(具有信任他人、利他、直率、依從、謙虛、移情等特質)的高分則對知覺學習有負面影響。

    呂忠林教授表示針對這些來之不易的數據會有一系列研究和分析,而這篇論文只是第一步:“我們還發現了其他的一些非常有趣的現象,我們正在用更先進的數據分析方法去更好地理解這些發現。”

    該研究由中國科學院、中國科學院大學、紐約大學、上海紐約大學,以及華東師范大學-紐約大學腦與認知科學聯合研究中心(上海紐約大學)合作完成。更多關于知覺學習的發現與討論也可參考呂忠林教授新發表的著作《Perceptual Learning: How Experience Shapes Visual Perception》(https://mitpress.mit.edu/books/perceptual-learning-1)。


    (責任編輯:中外合作辦學教育網)
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