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学习理论:思想的适应性控制

图片来源史蒂夫·惠勒

学习理论:思想的适应性控制

通过特里Heick

任何知识都有潜在的假设。在认知架构和其他试图提炼和统一的理论和模型的情况下,一个假设是,知识是可简化的,但只有一个点,一旦我们达到了这个点,我们剩下的就是这个架构、理论或模型的基础。

这就把我们带到了思想的自适应控制(ACT-R)。“思维的自适应控制”(Adaptive Control of Thought)是加拿大心理学家约翰·安德森(John Anderson)创立的一种学习理论,他在2007年出版的《人类思维是如何在物质宇宙中发生的》(How Can The Human Mind Occur in The Physical Universe)一书中对其他领域进行了探索。”

(“R”代表“Rational”——参见Anderson, J. R.(1993)。心灵的法则.新泽西州希尔斯代尔:Lawrence Erlbaum Associates。)

简而言之,思维的自适应控制是一个“理论”,它试图解释大脑在学习时是如何工作的。在认知负荷理论是教师应该知道的最重要的事情吗?他解释说:“如果你让一个学生在学习新的关键信息时应用解决问题的技能,你就是在让大脑同时做两件事。这限制了两个进程。这项任务很‘复杂’,但对学生没有好处。”

短期和长期记忆的局限性不仅应该体现在教师在“教学学校”学习什么,还应该体现在课程是如何开发的,以及教学和评估是如何规划的。思维的自适应控制(或ACTR/ACT-R)的基础是一个前提,即所有人类知识可以被分成两类(不可简化的):陈述性知识和程序性知识。

史蒂夫·惠勒普利茅斯教育学院副教授,总结了这一理论及其对教师的启示:

“ACT-R记忆模型可以在很多方面应用于教育。教师应该意识到记忆有不同的种类,它们通过有限的工作记忆相互联系。一次让WM超载过多的信息将不利于良好的知识制造....同时,鼓励学生将他们的知识与行动结合起来,可以在程序记忆和陈述性记忆中起到强化学习的效果。思考和实践的结合可以是加深任何学科领域学习的强有力的活动组合。”

这很大程度上与架构有关,这是一个值得理解的隐喻:物理架构的收益率神经系统产生一种认知体系结构。这就是模型的意义所在;这是一种认知架构理论。惠勒继续解释为什么架构及其固有的限制很重要:

“工作记忆是感觉寄存器(感觉)和长期记忆(LTM)之间的主动缓冲。在LTM中,至少有两种形式的内存存储,分别涉及声明式(什么是事实)和过程式(如何做某事)。安德森认为,程序性记忆是由一系列基于模式匹配的动作组成的,类似于计算指令,如“如果-那么-如果这发生了,就那样做”。另一方面,陈述性记忆保存着事实知识,以及任何相关的联想和语境。

最后,牛津大学出版社根据知识的类型定义了思维的自适应控制:

“整个大脑皮层向下延伸到基底神经节,基底神经节在协调认知方面发挥着重要作用。这些结构充当了过程性知识的存储库。他们有能力识别适当的皮质模式,并直接采取行动,而不需要进一步考虑。与陈述性记忆相比,程序性记忆是一种缓慢学习的系统,新能力只能逐渐出现。”

这些词基本上是在说,“大脑以特定的方式工作,从而产生特定类型的知识。”

思维学习理论的自适应控制背景

那么ACT-R是如何发展起来的呢?Psychologicalscience.org解释道:

“Act-R被描述为指定如何以使单独的处理模块产生认知的方式组织的方式。使用ACT-R模型,Anderson的研究已经研究了人们的神经过程,而他们正在解决复杂的问题,例如代数方程。他和同事产生了一种认知模型,预测,虽然学生正在解决代数方程,但神经显影将显示在许多预定区域中的激活。他们进一步预测并确认激活的增加会随着学生获得解决这些问题的熟练程度而变化。“