學習順序和材料相似性對聽覺類別學習的影響 *

王家慰 鄧泳珊 邢 強

(廣州大學心理學系，廣州 510006)

1 引言

集中呈現（blocked presentation）和交錯呈現（interleaved presentation）是兩種典型的學習順序。集中呈現指的是集中、連續地呈現同一類別的樣例，中間不摻雜其他類別的樣例。在集中呈現條件下，個體在學習一個類別的所有樣例之后再學習下一類別的樣例。交錯呈現指的是交替呈現所有類別的樣例。在交錯呈現條件下，個體先學習所有類別的其中一個樣例，再學習所有類別的另一個樣例，反復如此，直至將所有類別樣例學習一遍。

近幾年，研究者開始關注學習順序對類別學習效果的影響，對此進行了大量的研究（Birnbaum,Kornell, Bjork, & Bjork, 2013; Carpenter & Mueller,2013; Kornell & Bjork, 2008; Sana, Yan, & Kim, 2017;Yan, Bjork, & Bjork, 2016）。絕大部分研究發現，相比于集中呈現，個體在交錯呈現條件下學習，他們的測試成績更好（Birnbaum et al., 2013; Kornell& Bjork, 2008; Sana, Yan, & Kim, 2017; Yan, Bjork, &Bjork, 2016）。

值得注意的是，這些研究主要著眼于視覺類別學習，而關于聽覺類別學習的學習順序效應的研究則很少（Carpenter & Mueller, 2013）。目前，學習順序對類別學習的影響是否具有跨通道的一致性尚不清楚。Carpenter 和Mueller（2013）首次探 究學習順序對聽覺類別學習的影響。在他們的研究中，被試的母語均為英語，被試的任務是學習法語單詞的發音規則。在學習過程中，發音規則要么集中呈現，要么交錯呈現。有趣的是，Carpenter和Mueller 的實驗結果與絕大多數視覺類別學習的研究結果不同，他們發現集中呈現刺激更有利于個體學習外語單詞的發音規則。考慮到聽覺記憶軌跡在大腦中保存的時間較短（Baddeley, Thomson,& Buchanan, 1975），在聽覺類別學習中，學習者對此前呈現過的刺激的印象不如在視覺類別學習中深刻。此時若以交錯呈現的方式學習，由于對先前刺激的印象模糊，學習者難以通過比較不同類別的刺激習得規則；相反，此時若以集中呈現的方式學習，重復呈現同一類別的刺激，則能加深學習者對該類別刺激的印象，便于學習者歸納總結出該類別的特征。因此，在這種情況下交錯呈現可能不利于單詞發音規則的學習。因而Carpenter和Mueller 推斷刺激學習順序對視覺類別學習和聽覺類別學習的影響不同，即學習順序對類別學習的影響不具有跨通道的一致性。但是這一結論還有待進一步檢驗。

首先，在以往發現交錯呈現優勢的研究中，大部分都選用高相似性材料，而Carpenter 和Mueller（2013）使用的是低相似性材料。前人的研究表明，學習順序效應受材料相似性調節（Carvalho& Goldstone, 2014）。具體表現為，當學習高相似性材料時，交錯呈現不同類別的材料，被試的成績更好；當學習低相似性材料時，集中呈現相同類別的材料，被試的成績更好。高相似性材料指的是材料不但類別內相似程度高，類別間相似程度也高。同理，低相似性材料指的是材料類別內、類別間的相似程度都低。根據Carvalho 和Goldstone 的發現，可推測在Carpenter 和Mueller 研究中集中呈現更有效。因此，Carpenter 和Mueller的發現究竟是如他們所分析的那般是認知加工系統的差異（視覺加工，聽覺加工）所致，還是由于材料相似性導致，這有待進一步探討。

其次，需要注意的是，Carpenter 和Mueller（2013）的研究并未平衡規則在單詞中所處的位置。如“eau”這一發音規則，在其樣例中（如bateau, carreau, corbeau），規則均出現在詞末。在“er”、“e”、“eux”和“s”這些發音規則中也是如此。規則在單詞中的位置固定使得被試更容易發現規則所在，大大降低學習難度（邢強, 王小妹, 魯瑩, 2016）。另外，在他們的研究中，聽覺刺激（音頻）和視覺刺激（單詞）同時呈現。由于字母與規則之間存在一定關聯，與交錯呈現相比，在集中呈現條件下，連續呈現同一發音規則的單詞，更容易讓被試察覺到不同單詞中相同的字母組成。例如，連續呈現“eau”這一規則的單詞（bateau, carreau, corbeau, fardeau, panneau, rameau,tableau, tonneau），被試很容易發現這些單詞中相同的部分“eau”。因而在集中呈現條件下，被試更容易發現規則，成績更好。換而言之，“規則在單詞中的位置固定”和“聽覺和視覺刺激同時呈現”這兩個因素均會影響實驗結果。因此，學習順序對類別學習的影響是否存在跨通道的一致性，這一問題有進一步探究的必要。

綜上所述，有必要選擇不同的實驗材料，操縱材料的相似性、規則在單詞中所處位置，對Carpenter 和Mueller（2013）的實驗結果進行重復驗證。日語發音規則恰好滿足我們的選材需求。日語單詞屬于多音節詞語，五十音是日語單詞發音的基礎，所有的日語單詞均由五十音組合而成。通過選擇相似性水平不同的音節以及音節所處位置不同的單詞，可以達到操縱材料相似性以及規則在單詞中所處位置不同的目的。因此，當前研究在Carpenter 和Mueller 研究的基礎上，以未學習過日語的大學生為被試，選取具有不同相似性發音規則的日語單詞作為實驗材料，平衡規則在單詞中所處的位置（例如在“か”這一發音規則中，它既可以出現在詞首“かもめ”，也可以出現在詞中“ひかり”，還可以出現在詞末“すいか”），控制學習難度，以集中和交錯的方式呈現單詞的發音音頻，探究學習順序和材料相似性對日語發音規則學習的影響。根據Carvalho 和Goldstone（2014）的發現，預測當學習高相似性發音規則時，交錯學習效果更好；當學習低相似性發音規則時，集中學習效果更好。

2 研究方法

2.1 方法

2.1.1 被試

招募在校大學生52 人，其中男生10 人，年齡為20.73 歲±1.66 歲。所有被試聽力正常，未學習過日語，平常不關注日本電視劇、日本綜藝、日本動漫等。

2.1.2 實驗材料

材料由64 個日語單詞的發音音頻組成。共有8 個發音規則，其中か（ka），た（ta），や（ya），は（ha）這4 個發音相似的規則組成高相似性規則；み（mi），ふ（fu），ね（ne），そ（so）這4 個發音不相似的規則組成低相似規則。每個規則包含8 個單詞。

每個單詞分別對應一個正確發音和兩個錯誤發音，錯誤發音包含規則正確發音與規則錯誤發音。規則正確發音指要學習的規則部分發音無誤，但其他部分發音錯誤。規則錯誤發音指要學習的規則部分發音錯誤，但其他部分發音正確。每個單詞的發音音頻及錯誤發音音頻均在Google翻譯詞庫中下載。

由15 名日語專業同學在5 點評分量表上對所有單詞發音的難度進行評估，結果顯示高相似性規則（2.67±1.05）和低相似性規則之間的難度（2.40±1.24）差異不顯著，t（14）=0.81，p＞0.05。

2.1.3 實驗設計

采用2（學習順序：集中呈現，交錯呈現）×2（材料相似性：高，低）被試內實驗設計，因變量有3 個，分別為完全正確率、規則正確率以及規則錯誤率。這三者分別對應被試選擇正確發音、規則正確發音和規則錯誤發音的比例。

2.1.4 實驗程序

實驗包含試音階段、學習階段和測試階段。

在實驗開始前，播放4 個日語單詞發音音頻用以檢測電腦聲音輸出設備（耳機）是否正常運行，并根據每個被試的要求調整音量大小。這4 個日語單詞均不屬于實驗刺激。

在學習階段被試需要學習32 個單詞的發音，8 個規則，每個規則4 個單詞。其中4 個發音規則以集中的方式呈現（blocked，B），每個block 中只包含同一發音規則的單詞；另外4 個規則以交錯的方式呈現（interleaved, I），每個block 包含4 種不同發音規則的單詞。學習順序在被試間平衡。共8 個blocks，blocks 之間的順序為BIIBBIIB，每個block 含4 個trials。每個block 內刺激呈現順序隨機。在每個trail 中，首先在屏幕中央呈現“+”1000 ms，接著播放一個單詞的發音，500 ms 后開始下一個trial。被試在學習階段無需做任何反應。由于在當前實驗中，只播放單詞發音音頻，不呈現單詞，學習難度增加，為確保被試能夠學會，在學完所有單詞之后，讓被試再學習兩遍，因此所有單詞發音播放3 次。

測試階段既包含學習過的單詞（舊詞），也包含未學習的單詞（新詞），一共64 個trials，順序隨機。在每個trial 中，首先呈現“+”1000 ms，接著隨機播放一個單詞所對應的3 個發音音頻，一個正確發音，兩個錯誤發音。隨后屏幕中央呈現“請作答”，讓被試根據學習過的規則選擇正確的發音。反應時間不限，一旦被試做出了反應，就進入下一個trial。測試階段無反饋。

2.2 結果與分析

5 名被試的數據因完全正確率低于33% 而被剔除，因此有效數據一共47 份。使用SPSS18.0 對數據進行統計分析。表1 列出被試在測試階段多重選項中選擇每類選項的比例。

表 1 在不同條件下被試選擇每類選項的比例（M±SD）

2.2.1 完全正確率

被試在不同條件下的完全正確率如圖1 所示。

對完全正確率進行2（學習順序）×2（材料相似性）×2（單詞類型）的重復測量方差分析，結果顯示：單詞類型的主效應顯著，F（1, 46）=169.00，p＜0.001，η2=0.79，舊詞的完全正確率大于新詞的完全正確率。學習順序與材料相似性的交互作用顯著，F（1, 46）=10.66，p＜0.01，η2=0.19，對于高相似性規則，在交錯呈現條件下學習，測試的完全正確率更高；對于低相似性規則，在集中呈現條件下學習，測試的完全正確率更高。單詞類型與材料相似性的交互作用顯著，F（1, 46）=10.39，p＜0.01，η2=0.18，在舊詞中，高相似性規則的完全正確率顯著高于低相似性規則的；而在新詞中，低相似性規則的完全正確率顯著高于高相似性規則的。其余的主效應、交互作用均不顯著。

2.2.2 規則正確率

被試在不同條件下的規則正確率如圖2 所示。

對規則正確率進行2（學習順序）×2（材料相似性）×2（單詞類型）的重復測量方差分析，結果顯示：單詞類型的主效應顯著，F（1, 46）=35.49，p＜0.001，η2=0.44，相比舊詞，在測試新詞時被試更傾向于選擇規則正確選項。單詞類型與材料相似性的交互作用顯著，F（1,46）=6.75，p＜0.05，η2=0.13，在舊詞中，低相似性規則的規則正確率顯著高于高相似性規則的；而在新詞中，高低相似性規則的規則正確率無顯著差異。其余的主效應、交互作用均不顯著。

2.2.3 規則錯誤率

被試在不同條件下的規則錯誤率如圖3 所示。

對規則錯誤率進行2（學習順序）×2（材料相似性）×2（單詞類型）的重復測量方差分析，結果顯示：單詞類型的主效應顯著，F（1, 46）=113.17，p＜0.001，η2=0.71，新詞的規則錯誤率更高。材料相似性的主效應顯著，F（1, 46）=6.51，p＜0.05，η2=0.12，高相似性規則的規則錯誤率更高。學習順序與材料相似性的交互作用顯著，F（1,46）=14.02，p＜0.01，η2=0.23，對于高相似性規則，在集中呈現條件下學習，測試的規則錯誤率更高；對于低相似性規則，在交錯呈現條件下學習，測試的規則錯誤率更高。其余的主效應、交互作用均不顯著。

3 討論

本研究以日語單詞發音規則作為材料，考察學習順序和材料相似性對聽覺類別學習的影響。結果發現，在學習高相似性規則時，交錯呈現刺激，個體的測試成績更好；而在學習低相似性規則時，集中呈現刺激，個體的測試成績更好。表明學習順序對聽力類別學習的影響受材料相似性調節。這一結果與在視覺類別學習研究中發現的結果相一致，表明學習順序對類別學習的影響具有跨通道的一致性。另外，對于舊詞，高相似性規則的完全正確率更高，低相似性規則的規則正確率更高。從中可推測學習低相似性規則，被試只能記住規則部分；學習高相似性規則，被試既能記住規則部分，也能記住非規則部分。

3.1 學習順序對類別學習的影響具有跨通道的一致性

實驗結果顯示，在學習高相似性規則時，交錯呈現導致個體的完全正確率更高、規則錯誤率更低；在學習低相似性規則時，集中呈現導致個體的完全正確率更高、規則錯誤率更低。實驗重復并拓展了Carpenter 和Mueller（2013）的研究發現，支持了Carvalho 和Goldstone（2014）的研究結果，表明學習順序和材料相似性兩者共同影響聽覺類別學習效果。Zulkiply 和Burt（2013）也發現了類似的結果。他們的研究發現當材料區分度高時（低相似性），集中呈現更有效；當材料區分度低時（高相似性），交錯呈現更有效。同時，當前實驗結果推翻了Carpenter 和Mueller 的推論—學習順序對視覺類別學習的影響與其對聽覺類別學習的影響不同。相反，當前實驗的結果表明學習順序對視覺類別學習和聽覺類別學習有著相同的影響，即學習順序對類別學習的影響具有跨通道的一致性。實驗結果表明Carpenter 和Mueller 的發現是材料相似性導致，而非由于認知加工系統的差異。

為何在學習不同相似性材料時，不同學習順序的作用會發生變化呢？根據區別對比理論（discriminative-contrast hypothesis）的觀點（Rohrer, 2012），在類別學習過程中，個體往往通過將當前刺激與之前呈現過的刺激進行比較，從而歸納分類規則。在集中呈現條件下，個體比較的是同一類別的刺激，因此集中呈現便于個體發現同一類別內樣例間的共性；而在交錯呈現條件下，個體比較的是不同類別的刺激，因而交錯呈現有助于個體發現類別間的差異性。這一理論得到了實證研究的支持。Carvalho 和Goldstone（2017）使用眼動技術探究在不同學習順序條件下，被試的關注點是否會改變。結果發現，在集中呈現中，被試偏向于關注典型性特征（類別內的共性）；在交錯呈現中，被試偏向于關注診斷性特征（類別間的差異性）。在高相似性材料中，因為類別間以及類別內的相似性程度都高，此時類別內的共性已經很明顯，若能發現類別間的差異性，被試便能準確地進行分類。交錯呈現能達到這一效果。因此在學習高相似性材料時，對比集中呈現，交錯呈現的效果更佳。同理，在低相似性材料中，類別間的差異明顯，類別內的共性模糊，此時集中呈現相同類別的刺激便能促進被試發現類別內的共性，從而達到最優的學習效果。

3.2 材料相似性對個體掌握規則的影響

當前實驗的結果顯示，在完全正確率和規則正確率中，單詞類型與材料相似性存在顯著的交互作用，具體表現為：在舊詞中，高相似性規則的完全正確率顯著高于低相似性規則的；而在新詞中，低相似性規則的完全正確率顯著高于高相似性規則的。在舊詞中，低相似性規則的規則正確率顯著高于高相似性規則的；而在新詞中，高低相似性規則的規則正確率無顯著差異。這與Carvalho和Goldstone（2014）的研究結果不一致。在Carvalho 和Goldstone 的研究中，不論是新刺激還是舊刺激，低相似性材料的正確率均顯著高于高相似性材料的。當前研究與Carvalho 和Goldstone之間的差異可能是實驗材料不同導致。Carvalho 和Goldstone 使用不規則的幾何圖形作為實驗材料（如圖4 所示），盡管在每個類別中都存在診斷性特征，但均不明顯，特別是在高相似性組中。對比低相似性材料，高相似性材料的學習難度更大，因此，高相似性材料的成績不如低相似性材料的成績。而在當前研究中，材料為日語單詞的發音規則，規則清晰容易發現。材料越相似，個體越容易發現規則。因此，對于舊詞，高相似性材料的完全正確率更高。但材料相似性對個體掌握規則的影響是否受分類規則的清晰程度調節，這還有待進一步探究。

對當前研究的結果進行分析發現，在對舊詞的測試中，高相似性規則的完全正確率更高，低相似性規則的規則正確率更高。從中可推測高相似性規則有利于記憶單詞的整體發音，而對于低相似性規則，被試則更關注規則部分，忽略非規則部分。這應該跟材料性質有關。在學習高相似性規則時，被試很容易發現材料中的相似部分，也就是規則部分。一旦被試發現規則后，他們可將注意力集中于非規則部分的學習中。因此，在學習高相似性規則時，可獲得較高的完全正確率。而在低相似性規則中，由于沒有相似成分，因此被試需要運用更多的資源去記憶規則，無多余的精力去顧及非規則部分。所以學習低相似性規則時，規則正確率而非完全正確率較高。

至于新詞，實際上，被試學習過的只有規則部分，非規則部分不管是高相似性規則還是低相似性規則對于被試來說都是一樣的。因此，研究者分別整合兩種相似性材料下的完全正確率和規則正確率，對整合后的數據進行配對樣本t 檢驗，結果顯示高、低相似性材料的成績差異不顯著[t（46）=1.52，p=0.14]，表明被試對兩類材料的規則部分均掌握得很好。

3.3 研究展望

本研究以日語單詞為材料，首次考察了學習順序和材料相似性對聽覺類別學習的影響，結果發現學習順序效應受材料相似性調節。但當前研究僅粗略地比較了材料相似性不同時，學習順序效應是否發生變化，并未將材料相似性程度具體量化。將來研究可進一步探究將相似性程度具體量化后，如在0%、25%、50%和75%的相似程度下，聽覺類別學習中的集中呈現或交錯呈現的優勢效應是否會改變。其次，在當前研究中，通過讓被試從三個選項中進行選擇，測試被試對單詞發音規則的掌握程度。由于測試的形式對成績有影響，因此當前研究的結果是否同樣適用于其他形式的測試，如自由回憶、辨別學習等形式，這也需進一步考察。

4 結論

（1）學習順序對聽覺類別學習的影響受材料相似性調節。（2）學習順序對類別學習的影響具有跨通道的一致性。（3）學習低相似性規則，被試只能記住規則部分；學習高相似性規則，被試既能記住規則部分，也能記住非規則部分。

參 考 文 獻

邢強, 王小妹, 魯瑩. (2016). 概率類別學習的線索位置和通道效應. 廣州大學學報(社會科學報), 15(1), 51–57.

Baddeley A. D., Thomson N., & Buchanan M. (1975). Word length and the structure of short-term memory. Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior, 14(6), 575–589, doi: 10.1016/S0022-5371(75)80045-4.

Birnbaum M. S., Kornell N., Bjork E. L., & Bjork R. A. (2013). Why interleaving enhances inductive learning: The roles of discrimination and retrieval. Memory & Cognition, 41(3), 392–402.

Carpenter S. K., & Mueller F. E. (2013). The effects of interleaving versus blocking on foreign language pronunciation learning. Memory &Cognition, 41(5), 671–682.

Carvalho P. F., & Goldstone R. L. (2014). Putting category learning in order: Category structure and temporal arrangement affect the benefit of interleaved over blocked study. Memory & Cognition, 42(3),481–495.

Carvalho P. F., & Goldstone R. L. (2017). The sequence of study changes what information is attended to, encoded, and remembered during category learning. Journal of Experimental Psychology: Learning,Memory, and Cognition, 43(11), 1699–1719, doi: 10.1037/xlm0000406.

Kornell N., & Bjork R. A. (2008). Learning concepts and categories: Is spacing the “enemy of induction”? Psychological Science, 19(6),585–592, doi: 10.1111/j.1467-9280.2008.02127.x.

Rohrer D. (2012). Interleaving helps students distinguish among similar concepts. Educational Psychology Review, 24(3), 355–367, doi:10.1007/s10648-012-9201-3.

Sana F., Yan V. X., & Kim J. A. (2017). Study sequence matters for the inductive learning of cognitive concepts. Journal of Educational Psychology, 109(1), 84–98, doi: 10.1037/edu0000119.

Yan V. X., Bjork E. L., & Bjork R. A. (2016). On the difficulty of mending metacognitive illusions: A priori theories, fluency effects, and misattributions of the interleaving benefit. Journal of Experimental Psychology: General, 145(7), 918–933, doi: 10.1037/xge0000177.

Zulkiply N., & Burt J. S. (2013). The exemplar interleaving effect in inductive learning: Moderation by the difficulty of category discriminations. Memory & Cognition, 41(1), 16–27.