学习顺序和材料相似性对听觉类别学习的影响 *

王家慰 邓泳珊 邢 强

(广州大学心理学系，广州 510006)

1 引言

集中呈现（blocked presentation）和交错呈现（interleaved presentation）是两种典型的学习顺序。集中呈现指的是集中、连续地呈现同一类别的样例，中间不掺杂其他类别的样例。在集中呈现条件下，个体在学习一个类别的所有样例之后再学习下一类别的样例。交错呈现指的是交替呈现所有类别的样例。在交错呈现条件下，个体先学习所有类别的其中一个样例，再学习所有类别的另一个样例，反复如此，直至将所有类别样例学习一遍。

近几年，研究者开始关注学习顺序对类别学习效果的影响，对此进行了大量的研究（Birnbaum,Kornell, Bjork, & Bjork, 2013; Carpenter & Mueller,2013; Kornell & Bjork, 2008; Sana, Yan, & Kim, 2017;Yan, Bjork, & Bjork, 2016）。绝大部分研究发现，相比于集中呈现，个体在交错呈现条件下学习，他们的测试成绩更好（Birnbaum et al., 2013; Kornell& Bjork, 2008; Sana, Yan, & Kim, 2017; Yan, Bjork, &Bjork, 2016）。

值得注意的是，这些研究主要着眼于视觉类别学习，而关于听觉类别学习的学习顺序效应的研究则很少（Carpenter & Mueller, 2013）。目前，学习顺序对类别学习的影响是否具有跨通道的一致性尚不清楚。Carpenter 和Mueller（2013）首次探 究学习顺序对听觉类别学习的影响。在他们的研究中，被试的母语均为英语，被试的任务是学习法语单词的发音规则。在学习过程中，发音规则要么集中呈现，要么交错呈现。有趣的是，Carpenter和Mueller 的实验结果与绝大多数视觉类别学习的研究结果不同，他们发现集中呈现刺激更有利于个体学习外语单词的发音规则。考虑到听觉记忆轨迹在大脑中保存的时间较短（Baddeley, Thomson,& Buchanan, 1975），在听觉类别学习中，学习者对此前呈现过的刺激的印象不如在视觉类别学习中深刻。此时若以交错呈现的方式学习，由于对先前刺激的印象模糊，学习者难以通过比较不同类别的刺激习得规则；相反，此时若以集中呈现的方式学习，重复呈现同一类别的刺激，则能加深学习者对该类别刺激的印象，便于学习者归纳总结出该类别的特征。因此，在这种情况下交错呈现可能不利于单词发音规则的学习。因而Carpenter和Mueller 推断刺激学习顺序对视觉类别学习和听觉类别学习的影响不同，即学习顺序对类别学习的影响不具有跨通道的一致性。但是这一结论还有待进一步检验。

首先，在以往发现交错呈现优势的研究中，大部分都选用高相似性材料，而Carpenter 和Mueller（2013）使用的是低相似性材料。前人的研究表明，学习顺序效应受材料相似性调节（Carvalho& Goldstone, 2014）。具体表现为，当学习高相似性材料时，交错呈现不同类别的材料，被试的成绩更好；当学习低相似性材料时，集中呈现相同类别的材料，被试的成绩更好。高相似性材料指的是材料不但类别内相似程度高，类别间相似程度也高。同理，低相似性材料指的是材料类别内、类别间的相似程度都低。根据Carvalho 和Goldstone 的发现，可推测在Carpenter 和Mueller 研究中集中呈现更有效。因此，Carpenter 和Mueller的发现究竟是如他们所分析的那般是认知加工系统的差异（视觉加工，听觉加工）所致，还是由于材料相似性导致，这有待进一步探讨。

其次，需要注意的是，Carpenter 和Mueller（2013）的研究并未平衡规则在单词中所处的位置。如“eau”这一发音规则，在其样例中（如bateau, carreau, corbeau），规则均出现在词末。在“er”、“e”、“eux”和“s”这些发音规则中也是如此。规则在单词中的位置固定使得被试更容易发现规则所在，大大降低学习难度（邢强, 王小妹, 鲁莹, 2016）。另外，在他们的研究中，听觉刺激（音频）和视觉刺激（单词）同时呈现。由于字母与规则之间存在一定关联，与交错呈现相比，在集中呈现条件下，连续呈现同一发音规则的单词，更容易让被试察觉到不同单词中相同的字母组成。例如，连续呈现“eau”这一规则的单词（bateau, carreau, corbeau, fardeau, panneau, rameau,tableau, tonneau），被试很容易发现这些单词中相同的部分“eau”。因而在集中呈现条件下，被试更容易发现规则，成绩更好。换而言之，“规则在单词中的位置固定”和“听觉和视觉刺激同时呈现”这两个因素均会影响实验结果。因此，学习顺序对类别学习的影响是否存在跨通道的一致性，这一问题有进一步探究的必要。

综上所述，有必要选择不同的实验材料，操纵材料的相似性、规则在单词中所处位置，对Carpenter 和Mueller（2013）的实验结果进行重复验证。日语发音规则恰好满足我们的选材需求。日语单词属于多音节词语，五十音是日语单词发音的基础，所有的日语单词均由五十音组合而成。通过选择相似性水平不同的音节以及音节所处位置不同的单词，可以达到操纵材料相似性以及规则在单词中所处位置不同的目的。因此，当前研究在Carpenter 和Mueller 研究的基础上，以未学习过日语的大学生为被试，选取具有不同相似性发音规则的日语单词作为实验材料，平衡规则在单词中所处的位置（例如在“か”这一发音规则中，它既可以出现在词首“かもめ”，也可以出现在词中“ひかり”，还可以出现在词末“すいか”），控制学习难度，以集中和交错的方式呈现单词的发音音频，探究学习顺序和材料相似性对日语发音规则学习的影响。根据Carvalho 和Goldstone（2014）的发现，预测当学习高相似性发音规则时，交错学习效果更好；当学习低相似性发音规则时，集中学习效果更好。

2 研究方法

2.1 方法

2.1.1 被试

招募在校大学生52 人，其中男生10 人，年龄为20.73 岁±1.66 岁。所有被试听力正常，未学习过日语，平常不关注日本电视剧、日本综艺、日本动漫等。

2.1.2 实验材料

材料由64 个日语单词的发音音频组成。共有8 个发音规则，其中か（ka），た（ta），や（ya），は（ha）这4 个发音相似的规则组成高相似性规则；み（mi），ふ（fu），ね（ne），そ（so）这4 个发音不相似的规则组成低相似规则。每个规则包含8 个单词。

每个单词分别对应一个正确发音和两个错误发音，错误发音包含规则正确发音与规则错误发音。规则正确发音指要学习的规则部分发音无误，但其他部分发音错误。规则错误发音指要学习的规则部分发音错误，但其他部分发音正确。每个单词的发音音频及错误发音音频均在Google翻译词库中下载。

由15 名日语专业同学在5 点评分量表上对所有单词发音的难度进行评估，结果显示高相似性规则（2.67±1.05）和低相似性规则之间的难度（2.40±1.24）差异不显著，t（14）=0.81，p＞0.05。

2.1.3 实验设计

采用2（学习顺序：集中呈现，交错呈现）×2（材料相似性：高，低）被试内实验设计，因变量有3 个，分别为完全正确率、规则正确率以及规则错误率。这三者分别对应被试选择正确发音、规则正确发音和规则错误发音的比例。

2.1.4 实验程序

实验包含试音阶段、学习阶段和测试阶段。

在实验开始前，播放4 个日语单词发音音频用以检测电脑声音输出设备（耳机）是否正常运行，并根据每个被试的要求调整音量大小。这4 个日语单词均不属于实验刺激。

在学习阶段被试需要学习32 个单词的发音，8 个规则，每个规则4 个单词。其中4 个发音规则以集中的方式呈现（blocked，B），每个block 中只包含同一发音规则的单词；另外4 个规则以交错的方式呈现（interleaved, I），每个block 包含4 种不同发音规则的单词。学习顺序在被试间平衡。共8 个blocks，blocks 之间的顺序为BIIBBIIB，每个block 含4 个trials。每个block 内刺激呈现顺序随机。在每个trail 中，首先在屏幕中央呈现“+”1000 ms，接着播放一个单词的发音，500 ms 后开始下一个trial。被试在学习阶段无需做任何反应。由于在当前实验中，只播放单词发音音频，不呈现单词，学习难度增加，为确保被试能够学会，在学完所有单词之后，让被试再学习两遍，因此所有单词发音播放3 次。

测试阶段既包含学习过的单词（旧词），也包含未学习的单词（新词），一共64 个trials，顺序随机。在每个trial 中，首先呈现“+”1000 ms，接着随机播放一个单词所对应的3 个发音音频，一个正确发音，两个错误发音。随后屏幕中央呈现“请作答”，让被试根据学习过的规则选择正确的发音。反应时间不限，一旦被试做出了反应，就进入下一个trial。测试阶段无反馈。

2.2 结果与分析

5 名被试的数据因完全正确率低于33% 而被剔除，因此有效数据一共47 份。使用SPSS18.0 对数据进行统计分析。表1 列出被试在测试阶段多重选项中选择每类选项的比例。

表 1 在不同条件下被试选择每类选项的比例（M±SD）

2.2.1 完全正确率

被试在不同条件下的完全正确率如图1 所示。

对完全正确率进行2（学习顺序）×2（材料相似性）×2（单词类型）的重复测量方差分析，结果显示：单词类型的主效应显著，F（1, 46）=169.00，p＜0.001，η2=0.79，旧词的完全正确率大于新词的完全正确率。学习顺序与材料相似性的交互作用显著，F（1, 46）=10.66，p＜0.01，η2=0.19，对于高相似性规则，在交错呈现条件下学习，测试的完全正确率更高；对于低相似性规则，在集中呈现条件下学习，测试的完全正确率更高。单词类型与材料相似性的交互作用显著，F（1, 46）=10.39，p＜0.01，η2=0.18，在旧词中，高相似性规则的完全正确率显著高于低相似性规则的；而在新词中，低相似性规则的完全正确率显著高于高相似性规则的。其余的主效应、交互作用均不显著。

2.2.2 规则正确率

被试在不同条件下的规则正确率如图2 所示。

对规则正确率进行2（学习顺序）×2（材料相似性）×2（单词类型）的重复测量方差分析，结果显示：单词类型的主效应显著，F（1, 46）=35.49，p＜0.001，η2=0.44，相比旧词，在测试新词时被试更倾向于选择规则正确选项。单词类型与材料相似性的交互作用显著，F（1,46）=6.75，p＜0.05，η2=0.13，在旧词中，低相似性规则的规则正确率显著高于高相似性规则的；而在新词中，高低相似性规则的规则正确率无显著差异。其余的主效应、交互作用均不显著。

2.2.3 规则错误率

被试在不同条件下的规则错误率如图3 所示。

对规则错误率进行2（学习顺序）×2（材料相似性）×2（单词类型）的重复测量方差分析，结果显示：单词类型的主效应显著，F（1, 46）=113.17，p＜0.001，η2=0.71，新词的规则错误率更高。材料相似性的主效应显著，F（1, 46）=6.51，p＜0.05，η2=0.12，高相似性规则的规则错误率更高。学习顺序与材料相似性的交互作用显著，F（1,46）=14.02，p＜0.01，η2=0.23，对于高相似性规则，在集中呈现条件下学习，测试的规则错误率更高；对于低相似性规则，在交错呈现条件下学习，测试的规则错误率更高。其余的主效应、交互作用均不显著。

3 讨论

本研究以日语单词发音规则作为材料，考察学习顺序和材料相似性对听觉类别学习的影响。结果发现，在学习高相似性规则时，交错呈现刺激，个体的测试成绩更好；而在学习低相似性规则时，集中呈现刺激，个体的测试成绩更好。表明学习顺序对听力类别学习的影响受材料相似性调节。这一结果与在视觉类别学习研究中发现的结果相一致，表明学习顺序对类别学习的影响具有跨通道的一致性。另外，对于旧词，高相似性规则的完全正确率更高，低相似性规则的规则正确率更高。从中可推测学习低相似性规则，被试只能记住规则部分；学习高相似性规则，被试既能记住规则部分，也能记住非规则部分。

3.1 学习顺序对类别学习的影响具有跨通道的一致性

实验结果显示，在学习高相似性规则时，交错呈现导致个体的完全正确率更高、规则错误率更低；在学习低相似性规则时，集中呈现导致个体的完全正确率更高、规则错误率更低。实验重复并拓展了Carpenter 和Mueller（2013）的研究发现，支持了Carvalho 和Goldstone（2014）的研究结果，表明学习顺序和材料相似性两者共同影响听觉类别学习效果。Zulkiply 和Burt（2013）也发现了类似的结果。他们的研究发现当材料区分度高时（低相似性），集中呈现更有效；当材料区分度低时（高相似性），交错呈现更有效。同时，当前实验结果推翻了Carpenter 和Mueller 的推论—学习顺序对视觉类别学习的影响与其对听觉类别学习的影响不同。相反，当前实验的结果表明学习顺序对视觉类别学习和听觉类别学习有着相同的影响，即学习顺序对类别学习的影响具有跨通道的一致性。实验结果表明Carpenter 和Mueller 的发现是材料相似性导致，而非由于认知加工系统的差异。

为何在学习不同相似性材料时，不同学习顺序的作用会发生变化呢？根据区别对比理论（discriminative-contrast hypothesis）的观点（Rohrer, 2012），在类别学习过程中，个体往往通过将当前刺激与之前呈现过的刺激进行比较，从而归纳分类规则。在集中呈现条件下，个体比较的是同一类别的刺激，因此集中呈现便于个体发现同一类别内样例间的共性；而在交错呈现条件下，个体比较的是不同类别的刺激，因而交错呈现有助于个体发现类别间的差异性。这一理论得到了实证研究的支持。Carvalho 和Goldstone（2017）使用眼动技术探究在不同学习顺序条件下，被试的关注点是否会改变。结果发现，在集中呈现中，被试偏向于关注典型性特征（类别内的共性）；在交错呈现中，被试偏向于关注诊断性特征（类别间的差异性）。在高相似性材料中，因为类别间以及类别内的相似性程度都高，此时类别内的共性已经很明显，若能发现类别间的差异性，被试便能准确地进行分类。交错呈现能达到这一效果。因此在学习高相似性材料时，对比集中呈现，交错呈现的效果更佳。同理，在低相似性材料中，类别间的差异明显，类别内的共性模糊，此时集中呈现相同类别的刺激便能促进被试发现类别内的共性，从而达到最优的学习效果。

3.2 材料相似性对个体掌握规则的影响

当前实验的结果显示，在完全正确率和规则正确率中，单词类型与材料相似性存在显著的交互作用，具体表现为：在旧词中，高相似性规则的完全正确率显著高于低相似性规则的；而在新词中，低相似性规则的完全正确率显著高于高相似性规则的。在旧词中，低相似性规则的规则正确率显著高于高相似性规则的；而在新词中，高低相似性规则的规则正确率无显著差异。这与Carvalho和Goldstone（2014）的研究结果不一致。在Carvalho 和Goldstone 的研究中，不论是新刺激还是旧刺激，低相似性材料的正确率均显著高于高相似性材料的。当前研究与Carvalho 和Goldstone之间的差异可能是实验材料不同导致。Carvalho 和Goldstone 使用不规则的几何图形作为实验材料（如图4 所示），尽管在每个类别中都存在诊断性特征，但均不明显，特别是在高相似性组中。对比低相似性材料，高相似性材料的学习难度更大，因此，高相似性材料的成绩不如低相似性材料的成绩。而在当前研究中，材料为日语单词的发音规则，规则清晰容易发现。材料越相似，个体越容易发现规则。因此，对于旧词，高相似性材料的完全正确率更高。但材料相似性对个体掌握规则的影响是否受分类规则的清晰程度调节，这还有待进一步探究。

对当前研究的结果进行分析发现，在对旧词的测试中，高相似性规则的完全正确率更高，低相似性规则的规则正确率更高。从中可推测高相似性规则有利于记忆单词的整体发音，而对于低相似性规则，被试则更关注规则部分，忽略非规则部分。这应该跟材料性质有关。在学习高相似性规则时，被试很容易发现材料中的相似部分，也就是规则部分。一旦被试发现规则后，他们可将注意力集中于非规则部分的学习中。因此，在学习高相似性规则时，可获得较高的完全正确率。而在低相似性规则中，由于没有相似成分，因此被试需要运用更多的资源去记忆规则，无多余的精力去顾及非规则部分。所以学习低相似性规则时，规则正确率而非完全正确率较高。

至于新词，实际上，被试学习过的只有规则部分，非规则部分不管是高相似性规则还是低相似性规则对于被试来说都是一样的。因此，研究者分别整合两种相似性材料下的完全正确率和规则正确率，对整合后的数据进行配对样本t 检验，结果显示高、低相似性材料的成绩差异不显著[t（46）=1.52，p=0.14]，表明被试对两类材料的规则部分均掌握得很好。

3.3 研究展望

本研究以日语单词为材料，首次考察了学习顺序和材料相似性对听觉类别学习的影响，结果发现学习顺序效应受材料相似性调节。但当前研究仅粗略地比较了材料相似性不同时，学习顺序效应是否发生变化，并未将材料相似性程度具体量化。将来研究可进一步探究将相似性程度具体量化后，如在0%、25%、50%和75%的相似程度下，听觉类别学习中的集中呈现或交错呈现的优势效应是否会改变。其次，在当前研究中，通过让被试从三个选项中进行选择，测试被试对单词发音规则的掌握程度。由于测试的形式对成绩有影响，因此当前研究的结果是否同样适用于其他形式的测试，如自由回忆、辨别学习等形式，这也需进一步考察。

4 结论

（1）学习顺序对听觉类别学习的影响受材料相似性调节。（2）学习顺序对类别学习的影响具有跨通道的一致性。（3）学习低相似性规则，被试只能记住规则部分；学习高相似性规则，被试既能记住规则部分，也能记住非规则部分。

参 考 文 献

邢强, 王小妹, 鲁莹. (2016). 概率类别学习的线索位置和通道效应. 广州大学学报(社会科学报), 15(1), 51–57.

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