تنوع بیشتر، یادگیری بهتر
آیا قرارگیری در شرایط متغیر، یادگیری را بهبود می بخشد؟
دانشمندان علوم اعصاب در مرکز DPZ آلمان (موسسه لایب نیتس) طی همکاری با متخصصان علوم اعصاب موسسه ENI در گونتینگن، تحقیقات گسترده ای در زمینه واکنش سیستم بینایی انسان به تغییر محرک ها و تأثیر آن بر فرآیند یادگیری پرداختند. در ابتدا مطالعات این سوال مطرح شد: "آیا استراتژیی از لحاظ عصبی وجود دارد که منجر به واکنش یکسان انسان در شرایط مختلف شود؟"
در ادامه تحقیقات و انجام مطالعات انسانی، آن ها دریافتند که نه تنها بسیاری از محرک ها و تغییر در عملکرد آن ها، یادگیری را دشوارتر نمی کند، بلکه می تواند منجر به عملکرد و واکنش بهتر مغز شود. این اتفاق توسط یک فرآیند عصبی، بواسطه نورون ها در ناحیه ای بالاتر از سیستم بینایی رخ می دهد. این فرآیند عصبی تنها اطلاعات مربوط به انجام یک عمل، مانند پرتاب توپ به سمت دروازه را پردازش می کند و در واقع نسبت به شرایط محیطی مانند شدت نور، موقعیت مکانی و … حساسیت کمتری دارد. در نتیجه اگر محرک های محیطی دائما در حال تغییر باشند، باز هم بازیکن می تواند با دقت کافی و خیال راحت به توپ ضربه بزند.
یادگیری ادراکی
تغییر در محرک ها بطور مستقیم تأثیری بر عملی که فرد انجام می دهد ندارد. بلکه واکنش احساسی یک فرد به موقعیتی که در آن قرار دارد، و بطور دقیق تر "استرس" عامل کنترل کننده است که هرکس با قرار گرفتن در شرایط مختلف، می تواند میزان استرس ناشی از تغییر محرک ها را درون خودش کاهش دهد. بنابریان تغییر شرایط درهنگام پرداختن به یک فعالیت، می تواند پیامدی مثبت داشته باشد.
یک مشکل اساسی در کاهش استرس، درک نحوه فیلتر کردن اطلاعات دریافت شده از یک محیط و پذیرش تغییر شرایط است. مشخص است که 90 درصد اطلاعات از طریق سیستم بینایی به مغز منتقل می شود. و قدم اول برای درک بهتر تغییرات محیط نسبت به شرایطی که بدن فرد به آن عادت کرده، یافتن اطلاعات ثابت است. با کنار هم قرار دادن تکه های ساده از پازل، سیستم بینایی، به مغز چهارچوبی برای تکمیل پازل و تشخیص و پذیرش تغییرات می دهد. به عنوان مثال، ما همیشه سگ را به عنوان سگ می شناسیم، حتی اگر دیدگاه ما تغییر کند و یا تن سگ لباس کنند، بازم هم مغز می تواند خودش را با شرایط تطبیق بدهد و تغییر موقعیت، با درک وجود و دیدن یک سگ، تناقضی ندارد.
هرچند این مورد که تنوع در محیط آموزش بر فرآیند یادگیری چگونه تأثیر می گذارد، تا چند سال اخیر نامشخص بود، اما تغییر شرایط، تعمیم و تطبیق ادراکی را بهبود می بخشد و این روند را "یادگیری ادراکی" می نامند.
جورجیو ماننتی، کارشناس و ناظر اصلی این تحقیقات، می گوید: «در مطالعات انجام شده، هدف چگونگی مقابله سیستم بینایی با چالش های ناشی از تغییرات محیطی و استفاده از آن به منظور بهبود فرآیند یادگیری، بود. پیشتر، فرض بر این بود که محرک های متغیر، عمدتا بر یادگیری از طریق بینایی تأثیر می گذارند. با این حال، در سال های گذشته اثبات شد تنوع جدای از تحریک قوه بینایی، مزیت مهم تری دارد، چرا که می تواند کاربرد و عملکرد رفتار آموخته شده را در مواجه با محرک های جدید بهبود ببخشد و عملکرد فرد را تسهیل کند.»
عملکرد شخصی سازی در مغز، چراغ راه دانشمندان
مطالعات محققان، بنا بر دو فرضیه گسترش یافته است. در عملکرد تعمیم دهی شرایط، یادگیری به نورون هایی متکی است که محرک های بی اهمیت را نادیده می گیرند. بنابریان در مثال بازیکن و ضربه آزاد، نورون ها فقط اطلاعات مربوط به زدن ضربه گل را پردازش می کنن، اما زوایای ضربه و یا فاصله از دروازه را پردازش نمی کنند. این نورون ها معمولا در مراحل بالا تری از پردازش حسی قرار دارند. در عملکرد شخصی سازی، یادگیری از طریق نورون هایی عمل می کند که با ویژگی های ثابت و متغییر هماهنگ هستند، این نورون ها می توانند اطلاعات بسیار دقیقی ارائه دهند و هربخش از اطلاعات را جداگانه پردازش کنند. در نتیجه عملکرد این بخش بسیار دقیق است، اما هیچ تعمیمی رخ نمی دهد و برای هر موقعیت جدیدی، اطلاعات جداگانه پردازش می شود. بنابریان، با قرارگیری در هرموقیعت جدید و متفاوتی، مغز به هر دو عملکرد تعمیم دهی و شخصی سازی نیازمند است. و هرچه فرد در محیط های متفاوت تری قراربگیرد، عملکرد تعمیم دهی با سرعت بیشتری رخ می دهد و فرد نسبت به موقیعت هایی که در گذشته تجربه کرده است، سریع تر خودش را تطبیق می دهد و تغییرات جدید کمتری را تجربه می کند.
در این مطالعه، چهار گروه از افراد برای تشخیص تفاوت های کوچک و یافتن یک الگوی ثابت به منظور تطبیق با شرایط، آموزش دیدند. فعالیت مدنظر، تشخیص این که شیب در جهت عقربه های ساعت و یا در خلاف جهت آن است، بود. برای تشخیص هریک از جهات، در تعداد خطوط شیب تغیراتی ایجاد شد و این همان محرک متغیری بود که باید ری اکشن و عملکرد شرکت کنندگان نسبت به آن سنجیده می شد. در این آزمایش دو گروه از افراد در طول آزمایش با شیب با خطوط ثابت اما به دفعات بیشتر آموزش دیدند و دو گروه دیگر، به دفعات کمتر ولی با شیب با خطوط متغیر آموزش داده شدند.
جورجیو ماننتی در این رابطه توضیح می دهد: «ما دریافتیم که تغییر تعداد خطوط در طول تمرین منجر به تعمیم بهتر در عملکرد افراد می شود. افرادی که با شیب با خطوط متغیر آموزش دیدند، در تشکیل الگو برای یافتن پاسخ و تطبیق با موقعیت و تعمیم محرک ها نسبت به شرایطی که پیش از آن تجربه کردند، عملکرد بهتری داشتند. آن ها می توانستند حتی در تصویری که الگو خطوط کاملا متفاوت و جدید بود، راهی برای یافتن جهت شیب پیدا کنند. بنابراین افزایش تنوع در آموزش، موثر تر از تکرار یک فعالیت است.»
در نهایت تمام این فرضیات در یک برنامه هوش مصنوعی وارد و نتایجی مشابه آنچه که بصورت تجربی به دست آمده بود، مشاده شد.
کاسپار شویدرزیک، رئیس گروه تحقیقاتی اضافه می کند: «به طور کلی، می دانیم که تکرار و تمرین چقدر در یادگیری تأثیر مثبتی دارد. اما این مطالعات نشان می دهد که یک استراتژی درست در آموزش می تواند به عملکرد مغز و یادگیری بهتر کمک کند. در حقیقت همیشه تکرار راهکار طلایی مهارت پیدا کردن در انجام یک فعالیت نیست. بلکه تنوع و تغییر شرایط جواب صحیح است.»
تمرین در شرایط متفاوت شبیه به اصول تمرین در فوتبال است. احتمال گل کردن یک ضربه آزاد توسط بازیکنی که 500 بار این ضربه را در استادیوم خانگی و تمارین باشگاهی تمرین کرده، اما در زمین بازی، مقابل تیم ها و دروازه بان های متفاوت نیز این ضربه را هرچند ناموفق به سمت دروازه زده است، نسبت به بازیکنی که زدن ضربات آزاد را تنها در تمرین های باشگاهی اما به دفعات بیشتر تمرین کرده است، بیشتر خواهد بود.
"تنوع بیشتر در تمرین و آموزش، منجر به توانایی بهتر در مواجه با چالش های جدید می شود"