Wie Variabilität Lernen und Verallgemeinerung prägt

Variabilität ist für das Erlernen neuer Fähigkeiten von entscheidender Bedeutung. Erwägen Sie zu lernen, wie man im Tennis aufschlägt. Sollten Sie den Aufschlag immer von genau der gleichen Stelle auf dem Platz üben und auf genau die gleiche Stelle zielen? Obwohl das Üben unter wechselnden Bedingungen anfangs langsamer sein wird, wird es dich am Ende wahrscheinlich zu einem besseren Tennisspieler machen. Denn Variabilität führt zu einer besseren Verallgemeinerung des Gelernten.

Chihuahuas und Deutsche Doggen

Dieses Prinzip findet sich in vielen Bereichen, darunter Sprachwahrnehmung, Grammatik und das Lernen von Wörtern und Kategorien. Säuglinge werden beispielsweise Schwierigkeiten haben, die Kategorie „Hund“ zu lernen, wenn sie nur Chihuahuas ausgesetzt sind, anstatt vieler verschiedener Hundearten (Chihuahuas, Pudel und Deutsche Doggen).

„Es gibt über 10 verschiedene Namen für dieses Grundprinzip“, sagt Limor Raviv vom MPI, leitender Forscher der in veröffentlichten Studie Trends in den Kognitionswissenschaften. „Das Lernen aus weniger variablen Eingaben ist oft schnell, kann aber möglicherweise nicht auf neue Stimuli übertragen werden. Aber diese wichtigen Erkenntnisse wurden nicht in einem einzigen theoretischen Rahmen vereint, was das Gesamtbild verschleiert.“

Um Schlüsselmuster zu identifizieren und die zugrunde liegenden Prinzipien von Variabilitätseffekten zu verstehen, überprüften Raviv und ihre Kollegen über 150 Studien zu Variabilität und Generalisierung in verschiedenen Bereichen, darunter Informatik, Linguistik, Kategorisierung, motorisches Lernen, visuelle Wahrnehmung und formale Bildung.

Herr Miyagi

Die Forscher entdeckten, dass es über die Studien hinweg mindestens vier verschiedene Arten von Variabilität gibt, wie z. . „Diese vier Arten von Variabilität wurden noch nie direkt verglichen, was bedeutet, dass wir derzeit nicht wissen, welche für das Lernen am effektivsten ist“, sagt Raviv.

Die Auswirkung der Variabilität hängt davon ab, ob sie für die Aufgabe relevant ist oder nicht (die Farbe des Tennisplatzes ist wohl nicht relevant für die Aufschlagpraxis). Aber gemäß dem „Mr. Miyagi-Prinzip“ (inspiriert durch den Filmklassiker „The Karate Kid“ von 1984) kann das Üben scheinbar unzusammenhängender Fähigkeiten (wie das Wachsen von Autos) tatsächlich das Erlernen anderer Fähigkeiten (wie Kampfsport) fördern.

Konkurrierende Theorien

Aber warum wirkt sich Variabilität auf das Lernen und die Verallgemeinerung aus? Eine Theorie besagt, dass ein variablerer Input hervorheben kann, welche Aspekte einer Aufgabe relevant sind und welche nicht (Farbe ist nützlich, um zwischen Zitronen und Limetten zu unterscheiden, aber nicht, um zwischen Autos und Lastwagen zu unterscheiden).

Eine andere Theorie besagt, dass eine größere Variabilität zu breiteren Verallgemeinerungen führt. Dies liegt daran, dass Variabilität die reale Welt besser repräsentiert, einschließlich atypischer Beispiele (wie Chihuahuas).

Ein dritter Grund hat mit der Funktionsweise des Gedächtnisses zu tun: Wenn das Training variabel ist, sind die Lernenden gezwungen, ihre Erinnerungen aktiv zu rekonstruieren.

Gesichtserkennung

„Das Verständnis der Auswirkungen von Variabilität ist für buchstäblich jeden Aspekt unseres täglichen Lebens wichtig. Abgesehen davon, wie wir Sprache, motorische Fähigkeiten und Kategorien lernen, hat es sogar Auswirkungen auf unser soziales Leben“, erklärt Raviv. „Zum Beispiel wird die Gesichtserkennung davon beeinflusst, ob Menschen in einer kleinen Gemeinschaft (weniger als 1.000 Menschen) oder in einer größeren Gemeinschaft (mehr als 30.000 Menschen) aufgewachsen sind. Die Exposition gegenüber weniger Gesichtern während der Kindheit ist mit einem verminderten Gesichtsgedächtnis verbunden.“

„Wir hoffen, dass diese Arbeit die Neugier der Menschen wecken und mehr Arbeit zu diesem Thema generieren wird“, schließt Raviv. „Unsere Arbeit wirft viele offene Fragen auf. Zum Beispiel: Ist die Beziehung zwischen Variabilität und Lernen über Arten hinweg weitgehend ähnlich oder gibt es artspezifische Anpassungen? Können wir ähnliche Auswirkungen von Variabilität über das Gehirn hinaus finden, zum Beispiel im Immunsystem.“ ?“