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消息量對語言學習之影響曾志朗 Unknown Date (has links)
當某一個人或某一部機器告訴我們一件以前我們所不知道的事情時,我們就得到了消息(Information)。嚴格地說,任何一項傳達的動作(Communicative acts),只有在它能減少我們對某一件事物的無知或不確知狀態(Ignorance or uncertainty)時,才會帶給我們消息。假定我們投擲一個兩面都是人頭的銅板,在它未著地之前,我們已確知它的答案了,因此縱然觀察到這個動作的結果(Out come),也無任何消息可言;假定我們所投擲的銅板,一面是蘭花,另一面是梅花,則它在未著地之前,我們無法預知向上的一面到底是蘭花,或者是梅花,我們就有某一程度的不確知狀態(Some degree of uncertainty)。當我們觀察其結果,原有的不確知狀態就消失了或減少了。也就是說,我們得到了消息。
從這個觀點,消息之所以發生,乃在於我們預先存有某一程度的不確知狀態。而所謂消息量,就是指不確知狀態所減少的量。因此,就量而言,這兩個概念-消息與不確知狀態-實在是指同一件事情。
Sha nnon(1948) 定義不確知狀態的量(Amount of uncertainty)為:
U=-πPi 1og2 Pi, 其單位為bit。
U是不確知狀態的測量(Measure of uncertainty)。
Pi是屬於 i 組之訊號將會發生的可能率。
藉此公式,我們可以把消息加以數量化(Quantification)。
在心理學上,刺激與反應的歷程,比之傳達理論(Communication Theory)中輸入與輸出(Input and output)的歷程是頗為吻合的。我們可以把它們看成各有一個消息空間(Information spce),也就是說各有一組可供選擇的事物,互斥並各有其發生的可能率。(A set of alternatives,mutually exclusive events,with a probability assigned to each of them)
假如消息的概念對人類的行為是有意義的,則在任何抉擇的情境(Choice situation)中,可供選擇之事物的數量(Number of alternatives)對於行為必定有很重要的影響。例如我們想知道被試對某一刺激的反應有多快;他認清一刺激的準確性有多高;及在刺激消失了幾分鐘後,他還能正確回憶的可能率有多大(How quickly a subject will respound to a stimulus, how accurately he will identify a stimulus, how likely he is to remember a stimulus correctly a few minutes after its disappearance)。這些問題不但刺激的性質所影響,同時也要看所可能出現的刺激(或反應)有多少,以及各刺激(或反應)出現的可能率有多少。換句話說,上述的各種測量都與被試的不確知狀態有關。(G.A.Miller,1956;Broadent, 1958)
另一方面,假如我們希望不同程度的不確知狀態或消息量對人類行為有意義,則首先我們必須能表明出整個消息空間,亦即指出所有可供選擇之事物的數量。不確知狀態的量若為無窮,或無法表明(infinite or unspecified),則為無意義。(Cane and Horn, 1951)
從以上的論述,我們知道不確知狀態的概念意含抉擇或辨認(Choice or discrimination)。因此在任何涉及抉擇或辨認的行為情境中,最重要的莫過於對不確知狀態的測量。無疑的,大部份的學習都包含抉擇或辨認的歷程,故只要能指出有多少可供選擇之事物,則反應前不確知狀態的程度必然是學習的一個重要變數。
在一般語言學習(Verbal Learning)的實驗中,我們通常呈現給被試一列表的項目(a list of items),讓他重覆看過幾次,然後要他依項目次序預測下一個將出現的項目,如串系學習(Serial Learning);或者是要他對出現的刺激字做正確的反應,如配對聯結學習(paired-associates Learning)。被試所可能做的預測(Anticipation)或反應,必定取樣自某一消息空間(Sampling from an information space)。這個消息空間乃由所學習列表中的可能反應所形成。因此,從被試的觀點,其每次做預測或做反應之前,必有某一程度的不確知狀態,此與消息空間有直接的關係。故消息量無疑是語言學習中的一項重要變數。
Riley在1952年利用配對聯結的方法研究在不同情境下的學習。他以八個不同的無意義音節(Nonsense syllables)為刺激字,令被試以預測的方式學習另外八個與原來刺激字各自相對的反應字。他把被試分成三組。在第一組中,如果被試所預測的反應字是不正確的,則一個正確的反應字就顯現出來;在第二組中則顯示兩個可能的反應字;第三組則顯示四個可能的反應字。然後比較三組被試學到一次完全正確反應(One perfect response)所需的平均嘗試次數(Mean trials to-criterion)。結果發現第一組成績比第二組好,而第二組又比第三組好。亦即反應不確知狀態(Response uncertainty)的程度增加,則學習的速率就減慢。
Brogden 和Schmidt在1954年也做過類似的實驗,但所用的材料為各種不同的語言迷宮(Verbal maze)。在實驗中,他們改變迷宮每一選擇點的選擇數(Number of choices at each choice point),結果發現在兩個至十二個選擇數中,學會迷宮所需的時間,和迷宮中每一單位之選擇數的多寡,幾乎是成一直線的函數關係。如果以全部的錯誤次數做為測量之標準(Criterion measure),則所得的結果大致相似。
再考慮另一個問題,我們知道在學習一列表的無意義音節或單字中,列表長度(Length of list)一向被認為是學習的重要因素。但是Adelson,Mucker和Williams(1955)卻發現在語言學習中,假如列表的長度固定,則反應不確知狀態就成為一重要之變數。在他們的實驗中,列表的長度都保持十五個項目,但是構成每一列表所用的字母數量卻各不相同。其第一個實驗,情況較為簡單,一共使用四種列表,分別用二、四、六或十五個字母所編製成。在編製列表時,各字母出現的可能率都相等(Chosen at random with equal a priori probability)。最後一個列表因此就包括了所有的十五個字母。實驗的結果指出字母數量增加,則學會該列表所需的次數就隨之增加,除了第四個列表外,幾乎是成一條直線的函數關係。
讓我們來看看第四個列表的情況。由於列表的長度固定為十五個項目,且字母的選取都會經加以平衡(Balanced),因此第四個列表就包括了所有的十五個字母。列表的項目繼續出現,則愈到後來,被試不確知狀態的程度就愈來愈小,這我們可以用統計上自由度(Degree of freedom)的概念來加以了解。故整個列表雖由十五個字母所編成,其平均的不確知狀態的程度(Average uncertainty)卻遠少於log215。例如在出現七個字母後,只剩下八個可能性,此時不確知狀態的量為3bits,而不是3.907bits。
本實驗為了避免上述的困難,使用三個單位的項目(Three units items)來編製列表。改變可供選擇之事物的數量,如五或十,並且項目之形成乃從所有可供選擇之事物中每次取三個,每一個選擇事物(Alternatives)的出現可能率都相等(Equal probabilities of occurrance)。
本實驗之目的,在於研究消息量對語言學習之影響。本實驗並借用劉氏(Liu, in press)的研究方法,在檢驗學習程度時,令被試從所學過項目中的某一片斷(Fragment)去回憶整個項目,希望研究不同大小(0,1,2)的片斷線索(Fragment cue)對回憶之影響,藉以了解學習的歷程。
此外,我們知道在一般語言學習的實驗中,列表之編製通常以英文字母(Alphabet)為單位。但我們也知道字母對被試而言,都是早已建立習慣的單位。假如我們使用被試未曾建立習慣的單位,如無意的圖形(Nonsense designs)□□□等,則對學習之影響,或與字母不同。換句話說,消息量對語言學習之影響,可能與消息本身之性質(意指被試習慣與否)有相互作用(Interaction)的關係。
底下因此而引出三個實驗。
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