Μηχανισμοί διόρθωσης σφαλμάτων στην εκμάθηση γλωσσών: Μοντελοποίηση ατόμων Μέρος 2

Εργασία εκμάθησης γλωσσών

Η απλοποιημένη μας εργασία εκμάθησης φυσικής γλώσσας εμπνεύστηκε από την πρόκληση της μάθησης συμφωνίας θέματος-ρήματος στον πληθυντικό παρελθόντα χρόνο στα πολωνικά. Στο παρελθόν, τα ρήματα σημειώνονται για το γραμματικό γένος του θέματος σύμφωνα με τους ακόλουθους κανόνες:

1. Εάν ένα από τα αναφορικά είναι αρσενικό προσωπικό (π.χ. "άνδρας"), τότε το φύλο του υποκειμένου στο σύνολό του είναι –li, το οποίο μερικές φορές αναφέρεται ως θεματική προσωπική κατάληξη.

Η εκμάθηση φυσικής γλώσσας είναι μια ικανότητα που μας βοηθά να κατανοήσουμε και να εφαρμόσουμε καλύτερα τη γλώσσα. Η μνήμη είναι μια εξίσου σημαντική ικανότητα που μας βοηθά να κατακτήσουμε καλύτερα τις γνώσεις και τις δεξιότητες. Η σχέση των δύο είναι στενή και αλληλοσυμπληρώνονται.

Πρώτον, η εκμάθηση φυσικής γλώσσας μπορεί να βελτιώσει τη μνήμη μας. Όταν μαθαίνουμε νέο λεξιλόγιο και κανόνες γραμματικής, πρέπει να τους εξασκούμε και να τους απομνημονεύουμε επανειλημμένα, κάτι που μπορεί να ασκήσει την ικανότητα μνήμης μας. Όταν μπορούμε να οικοδομήσουμε ένα ουσιαστικό και λογικό μοντέλο γλώσσας, μπορούμε να θυμόμαστε και να κατανοούμε πιο εύκολα τη σχετική γνώση.

Επιπλέον, η μνήμη μπορεί επίσης να μας βοηθήσει να μάθουμε καλύτερα τη φυσική γλώσσα. Όταν απομνημονεύουμε και κατακτούμε ορισμένες βασικές γλωσσικές δομές και λεξιλόγιο, μπορούμε να κατανοήσουμε και να εφαρμόσουμε τη γλώσσα πιο εύκολα, κάτι που θα μας βοηθήσει επίσης να συγκεντρώσουμε περισσότερη εμπειρία και δεξιότητες στη διαδικασία βελτίωσης των ικανοτήτων εκμάθησης φυσικής γλώσσας.

Εν ολίγοις, η εκμάθηση φυσικής γλώσσας και η μνήμη είναι πολύ σημαντικές ικανότητες και πρέπει να τις ασκούμε συνεχώς και να τις βελτιώνουμε. Μόνο δίνοντας πλήρη απόδοση στα πλεονεκτήματα και των δύο μπορούμε να μάθουμε και να κατακτήσουμε τη γλώσσα πιο εύκολα, κάνοντας έτσι τη ζωή μας καλύτερη και πιο πολύχρωμη. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη μας. Το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη μας, επειδή το Cistanche deserticola μπορεί επίσης να ρυθμίσει την ισορροπία των νευροδιαβιβαστών, όπως η αύξηση των επιπέδων της ακετυλοχολίνης και των αυξητικών παραγόντων. Αυτές οι ουσίες είναι πολύ σημαντικές για τη μνήμη και τη μάθηση. Είναι σημαντικό, επιπλέον, το κρέας από κρέας μπορεί επίσης να βελτιώσει τη ροή του αίματος και να προωθήσει την παροχή οξυγόνου, η οποία μπορεί να εξασφαλίσει ότι ο εγκέφαλος λαμβάνει επαρκή θρεπτικά συστατικά και ενέργεια, βελτιώνοντας έτσι τη ζωτικότητα και την αντοχή του εγκεφάλου.

Κάντε κλικ στα συμπληρώματα γνώσης για να βελτιώσετε τη μνήμη

2. Εάν τα αναφορικά είναι θηλυκά έμψυχα (π.χ. "πάπια"), γυναικεία προσωπικά (π.χ. "κορίτσι") ή ουδέτερα (π.χ. "παιδί"), τότε το φύλο του υποκειμένου –ły, το οποίο μερικές φορές αναφέρεται ως το μη αρσενικό προσωπικόnding.

3. Οι συνταγματικές γραμματικές και οι γηγενείς ομιλητές της Πολωνίας διαφωνούν ως προς το ποια μορφή πρέπει να αποδοθεί σε ένα θέμα που περιλαμβάνει πολλούς αρσενικούς ζωντανούς αναφορικούς που δεν είναι πρόσωπα (π.χ. "ο σκύλος και η γάτα πήγαν βόλτα") ή αναμειγνύουν αρσενικά έμψυχα και θηλυκά προσωπικά στοιχεία (π.χ. «το κορίτσι και ο σκύλος πήγαν βόλτα»). Τα εγχειρίδια γραμματικής ορίζουν τη χρήση του –ły, ενώ οι φυσικοί ομιλητές φαίνεται να ευνοούν τη χρήση του –li, σύμφωνα με τους Kiełkiewicz-Janowiak και Pawelczyk (2014).

Για να σχεδιάσουμε την απλοποιημένη εργασία εκμάθησης φυσικής γλώσσας, εφαρμόσαμε τους δύο πρώτους κανόνες, αλλά υποθέσαμε ότι ένα θέμα που αποτελείται από αρσενικά έμψυχα αναφορικά θα πρέπει να χρησιμοποιείται με την αρσενική προσωπική μορφή, όπως προτείνεται από τους Kiełkiewicz-Janowiak και Pawelczyk (2014). Κάναμε μια τέτοια παραχώρηση για να βελτιώσουμε τη δυνατότητα δοκιμής της εργασίας μας από τη σκοπιά της μάθησης, όπως εξηγείται στο σχέδιο εργασίας παρακάτω.

Ερέθισμα

Κάθε εκδήλωση στη μαθησιακή μας εργασία αποτελούνταν από μια σκηνή που αντιπροσώπευε μια κοινή δράση που εκτελούνταν από μια ομάδα χαρακτήρων ανθρώπων ή/και ζώων και για κάθε μαθησιακό συμβάν, οι συμμετέχοντες είδαν μια εικόνα που απεικόνιζε τη σκηνή (Εικόνα 1), μαζί με μια ηχογράφηση μια πολωνική ρήτρα που το περιγράφει. Μια νέα δοκιμή ξεκίνησε με μια κουκκίδα στερέωσης που εμφανιζόταν στο κέντρο της οθόνης για περίπου 500 ms, ακολουθούμενη από την ταυτόχρονη εμφάνιση της εικόνας της σκηνής. Οι συμμετέχοντες άκουσαν την ηχογράφηση της ρήτρας που περιγράφει τη σκηνή 250 ms μετά την έναρξη της εικόνας της σκηνής ενώ η εικόνα παρέμενε στην οθόνη. Στη συνέχεια παρουσιάστηκε μια νέα δοκιμή μετά από περίπου 1 δευτερόλεπτο.

Χρησιμοποιήσαμε το ρήμα επιλογή ("περπατώ"), με τους δύο πιθανούς πληθυντικούς παρελθοντικούς τύπους chodziły (μη αρσενικός πληθυντικός τύπος) και choli (πληθυντικός αρσενικός τύπος), ως κοινή δράση σε όλα τα μαθησιακά γεγονότα. Ένα παράδειγμα ρήτρας που άκουσαν οι συμμετέχοντες είναι το Chłopiec i kaczka chodzili ("Το αγόρι και η πάπια περπατούσαν"). Οι τρεις πρώτες στήλες στον Πίνακα 1 παρέχουν μια λίστα με όλους τους χαρακτήρες που χρησιμοποιήθηκαν στο πείραμα, μαζί με τις γλωσσικές τους κατηγορίες όσον αφορά το φύλο και την εμψύχωση. οι δύο τελευταίες στήλες αφορούν το σχεδιασμό της εργασίας και θα γίνουν σχετικές στην επόμενη ενότητα.

Οι εικόνες που αντιπροσωπεύουν τους διαφορετικούς χαρακτήρες ανθρώπων και ζώων εξήχθησαν από το Adobe Stock (https://stock.adobe.com) και στη συνέχεια επεξεργάστηκαν χρησιμοποιώντας το Adobe Photoshop CC 2018. Οι ηχογραφήσεις τόσο των ετικετών χαρακτήρων όσο και των δύο μορφών ρημάτων προετοιμάστηκαν χρησιμοποιώντας τη συσκευή σύνθεσης ομιλίας softwareSpeech2Go (Harpo Software, 2018).

Δομήσαμε το έργο μας με αυτόν τον τρόπο για να δημιουργήσουμε εφέ που μοιάζουν με μπλοκ, όπως συνήθως παρατηρείται στα πειράματα μάθησης του Παβλόβιου. Για παράδειγμα, η προσθήκη των συνθηκών FA3 και FP3 στις ενώσεις "FA1 + FA2" και "FP1 + FP2", αντίστοιχα, στο δεύτερο μπλοκ θα πρέπει να μειώσει τη δύναμη συσχέτισης που μπορεί να αποκτηθεί από τα FA3 και FP3 για αποτέλεσμα np. Ομοίως, η εκπαίδευση MP1 και MP2 με αποτέλεσμα στο πρώτο μπλοκ θα πρέπει να εμποδίσει το FA4 να αποκτήσει θετική συσχέτιση με το mp. Εκτός από την πρόβλεψη ότι το FA4 θα μπορούσε να μπλοκαριστεί, προβλέψαμε επίσης ότι θα μπορούσε να γίνει ανασταλτικό για mp, δηλαδή να αποκτήσει αρνητική σχέση βάρους με mp, όπως θα φανεί όταν παρουσιάσουμε τα αποτελέσματα της προσομοίωσης προσαρμογής μοντέλου.4

Ως εκ τούτου, αναφερόμαστε στα FA3 και FP3 ως μπλοκαρισμένα συνθήματα και στο FA4 ως ανασταλτικό μπλοκαρισμένο σήμα.

Κατηγοριοποιήσαμε τα συνθήματα σε επτά διαφορετικές κατηγορίες με βάση τις γλωσσικές τους ιδιότητες και τα εφέ τύπου αποκλεισμού που προβλέπουν (δείτε την πιο δεξιά στήλη στον Πίνακα 1). Συγκεκριμένα, οι επτά κατηγορίες βασίστηκαν στο αν το σύνθημα είναι αρσενικό ή θηλυκό, αν είναι προσωπικό ή έμψυχο, αν προβλέπεται ότι θα αποκλειστεί ή θα ξεμπλοκαριστεί και αν προβλέπεται ότι θα είναι ανασταλτικό μπλοκαρισμένο σύνθημα. Η ομοιότητα μεταξύ των συνθηκών σε καθεμία από αυτές τις κατηγορίες ενισχύεται από το γεγονός ότι μοιράζονται τα ίδια βάρη συσχέτισης με κάθε αποτέλεσμα, σύμφωνα με τη θεωρία R-W, όπως θα φανεί στην ενότητα Αποτελέσματα σχετικά με τα βάρη συσχετισμού μορφών ουσιαστικού-ρημάτων.

Σχέδιο

Αρχικά, οι συμμετέχοντες διδάχτηκαν τις πολωνικές ετικέτες των διαφορετικών χαρακτήρων ζώων και ανθρώπων που χρησιμοποιούνται στην εργασία μάθησης. Συγκεκριμένα, στους συμμετέχοντες παρουσιάστηκαν οι εικόνες όλων των χαρακτήρων μαζί με τις αντίστοιχες ετικέτες τους, πρώτα μεμονωμένα και μετά σε συνδυασμό, όπως εμφανίζονται αργότερα στη μαθησιακή εργασία (π.χ. σκύλος, αγόρι, σκύλος και μαϊμού). Υπήρχαν οκτώ τέτοιοι συνδυασμοί χαρακτήρων και οι συμμετέχοντες έπρεπε να θυμούνται τουλάχιστον επτά από αυτούς (δηλαδή, να φτάσουν σε ακρίβεια διατήρησης 87,5%) προτού μπορέσουν να προχωρήσουν στην κύρια εργασία (βλ. Παράρτημα S2 στις Υποστηρικτικές Πληροφορίες στο διαδίκτυο για περισσότερες λεπτομέρειες). Οι συμμετέχοντες είχαν έως και 10 προσπάθειες για να φτάσουν το απαιτούμενο επίπεδο ακρίβειας.

Το κύριο έργο αποτελούνταν από μια προπόνηση και μια δοκιμαστική φάση. Ο σχεδιασμός του τμήματος εκπαίδευσης της εργασίας συνοψίζεται στον Πίνακα 2. Η εργασία περιείχε 12 ενδείξεις και δύο αποτελέσματα. Το σύμβολο "+" υποδηλώνει ότι τα συνθήματα παρουσιάστηκαν στο σύνθετο και το σύμβολο βέλους "→" υποδεικνύει ότι το αποτέλεσμα στη δεξιά πλευρά ακολούθησε τις ενδείξεις. Έτσι, για παράδειγμα, το "FP1 + FP2 + FP3 → np" αντιπροσωπεύει μια ρήτρα όπως Dziewczyna, kobieta i babcia chodziły ("Το κορίτσι, η γυναίκα και η γιαγιά περπατούσαν"), όπου το θέμα της πρότασης αποτελείται από τρεις θηλυκούς χαρακτήρες και το ρήμα είναι σε μη αρσενικό πληθυντικό (np) παρελθόν, σε αντίθεση με τον πληθυντικό αρσενικό (mp) παρελθόν. Υπήρχαν δύο προπονητικά μπλοκ, το καθένα από τα οποία περιείχε τέσσερα γεγονότα που επαναλήφθηκαν 15 φορές το καθένα. Η σειρά των γεγονότων ήταν πλήρως τυχαιοποιημένη σε κάθε μπλοκ. Τα συμβάντα στο πρώτο μπλοκ αποτελούνταν από ζεύγη συνθηκών, ενώ αυτά στο δεύτερο μπλοκ αποτελούνταν από ζεύγη συνθημάτων.

Μετά την εκπαίδευση, ο συμμετέχων πέρασε στη φάση των δοκιμών. Η δοκιμή αποτελούνταν από δύο στοιχεία. Χρησιμοποιώντας ένα τυχαία παραγόμενο σύνθημα από κάθε κατηγορία, δοκιμάσαμε τη μάθηση μία φορά σε όλα τα πιθανά ζεύγη αναμειγνύοντας είτε συνθήματα από την ίδια κατηγορία υποδείξεων (π.χ. FP1 + FP2 από την ομάδα uFP) είτε συνθήματα από διαφορετικές κατηγορίες (π.χ. MA{ {2}} FP3 από τις ομάδες uMA και bFP). Συμπεριλάβαμε επίσης τους τέσσερις συνδυασμούς που αποτελούνταν από τριάδες που παρουσιάστηκαν στη φάση της εκπαίδευσης ως έλεγχος λογικής για την ανάκληση των συμμετεχόντων (αυτοί οι συνδυασμοί εξαιρέθηκαν από τις κύριες αναλύσεις μας). Συνολικά, στη φάση της δοκιμής, κάθε εκπαιδευόμενος συνάντησε συνολικά 29 συνδυασμούς υπόδειξης, οι οποίοι επιλέχθηκαν τυχαία από συνολικά 70 πιθανούς συνδυασμούς συνθηκών. (Η ακριβής μορφή και οι οδηγίες που χρησιμοποιούνται κατά τη διαχείριση της εργασίας παρέχονται στο Παράρτημα S2 στις Υποστηρικτικές Πληροφορίες στο Διαδίκτυο και η λίστα όλων των συνδυασμών σημείων δοκιμής παρέχεται στο Παράρτημα S3.)

Τέλος, ας επιστρέψουμε στο ερώτημα γιατί υιοθετήσαμε τον κανόνα των KiełkiewiczJanowiak και Pawelczyk (2014), σύμφωνα με τον οποίο οποιοσδήποτε συνδυασμός θεμάτων που περιέχει αρσενικό αναφορά παίρνει την αρσενική προσωπική μορφή πληθυντικού. Πρώτον, η συσχέτιση του συνδυασμού "MA1 + MA{2 + MA3" με το "mp" και όχι με το "np" κατέστησε δυνατή την ύπαρξη ισορροπημένου αριθμού γεγονότων mp και np τόσο εντός της πλήρους εργασίας όσο και εντός κάθε μπλοκ . Αυτό μείωσε την πιθανότητα εμφάνισης οποιασδήποτε προκατάληψης προς το np καθαρά λόγω του σχεδιασμού. Δεύτερον, αυτό μας επέτρεψε να έχουμε πιο απαιτητικούς συνδυασμούς που διερευνούν καλύτερα τη μάθηση των συμμετεχόντων, ιδίως συνδυασμούς που αναμειγνύουν θηλυκά και αρσενικά στοιχεία.

Ανάλυση

Από τη μαθησιακή εργασία, τα δεδομένα από τρεις συμμετέχοντες απορρίφθηκαν επειδή επέλεξαν επίμονα την ίδια απάντηση κατά τη διάρκεια της δοκιμαστικής φάσης (27 ή περισσότερες από τις 29 απαντήσεις, δηλαδή, ποσοστό > 93%). -μοντελοποίηση εφέ. Τα δεδομένα περιείχαν επαναλαμβανόμενες μετρήσεις από τους ίδιους συμμετέχοντες και στοιχεία σε πολλαπλές δοκιμές, επομένως προσθέσαμε τυχαία εφέ τόσο για τους συμμετέχοντες όσο και για τα στοιχεία (δηλ. συνδυασμούς υπόδειξης στη δοκιμαστική φάση). Επιλέξαμε τη δομή των τυχαίων εφέ των μοντέλων χρησιμοποιώντας μια στρατηγική από πάνω προς τα κάτω ξεκινώντας με όλες τις τυχαίες τομές και κλίσεις και στη συνέχεια αφαιρώντας τυχαία εφέ υψηλότερης τάξης βήμα προς βήμα με βάση τις βαθμολογίες του κριτηρίου πληροφοριών Akaike. Εκτελέσαμε τα μοντέλα μικτών εφέ στο R (R Core Team, 2019) χρησιμοποιώντας το πακέτο lme4. Οι τιμές p ελήφθησαν χρησιμοποιώντας το μεγαλύτερο πακέτο με βάση τις προσεγγίσεις του Satterthwaite και οι συνοπτικοί πίνακες μοντέλων δημιουργήθηκαν χρησιμοποιώντας το πακέτο sjPlot. Για τον προσδιορισμό της στατιστικής σημαντικότητας, χρησιμοποιήσαμε ένα επίπεδο άλφα 0,05. Στην ανάλυση των χρόνων απόκρισης, χρησιμοποιήσαμε τη μέθοδο Box–Cox όπως εφαρμόζεται στο πακέτο αυτοκινήτου για να μετατρέψουμε την κατανομή σε κανονικότητα και να διευκολύνουμε τη στατιστική μοντελοποίηση.

Ερωτηματολόγιο ρητής γνώσης και δημογραφικών στοιχείων

Μετά την ολοκλήρωση της εργασίας εκμάθησης γλώσσας, οι συμμετέχοντες συμπλήρωσαν ένα ερωτηματολόγιο που τους ρωτούσε εάν χρησιμοποιούσαν ρητούς κανόνες για να αποφασίσουν πότε θα χρησιμοποιούσαν καθεμία από τις δύο μορφές ρήματος και αν το έκαναν, ποιοι ήταν αυτοί οι κανόνες. Το ερωτηματολόγιο συγκέντρωσε επίσης πληροφορίες σχετικά με το φύλο των συμμετεχόντων, την ηλικία τους, τις γλώσσες που μιλούσαν (εκτός από τα αγγλικά) και το υψηλότερο μορφωτικό τους επίπεδο. Ο πλήρης κατάλογος των ερωτήσεων που χρησιμοποιούνται στο ερωτηματολόγιο παρέχεται στο Παράρτημα S4 στις Υποστηρικτικές Πληροφορίες στο διαδίκτυο. Εστιάζουμε ειδικά στον ρόλο της ηλικίας και του φύλου στην εξήγηση τυχόν μεμονωμένων διαφορών που παρατηρούνται κατά την προσαρμογή του μοντέλου R-W στα δεδομένα. Αυτό συμβαίνει επειδή η ηλικία και το φύλο έχει αποδειχθεί ότι επηρεάζουν τόσο τη συνειρμική εκμάθηση όσο και την κατάκτηση της δεύτερης γλώσσας. Για παράδειγμα, οι Mutter et al. (2012) έδειξε ότι οι συσχετίσεις υπόδειξης-αποτέλεσμα είναι λιγότερο πιθανό να αποκτηθούν από ενήλικες μεγαλύτερης ηλικίας παρά από νεαρούς ενήλικες. Είναι επίσης αποδεδειγμένο ότι οι μεγαλύτεροι ενήλικες είναι λιγότερο αποτελεσματικοί στην εκμάθηση μιας δεύτερης γλώσσας από τους νεαρούς ενήλικες (για μια ανασκόπηση, βλέπε Muñoz & Singleton, 2011) και αντιμετωπίζουν περισσότερες δυσκολίες με την παραγωγή γλώσσας (Burke & Shafto, 2004). Αρκετές μελέτες έχουν επίσης αναφέρει ότι οι γυναίκες εμφανίζουν υψηλότερα επίπεδα προετοιμασίας σε συνειρμικά καθήκοντα μάθησης (Lonsdorf et al., 2015; Merz et al., 2018) και αποκτούν τη γλώσσα πιο αποτελεσματικά (Adani & Cepanec, 2019; van der Slik et al., 2015) από τους άνδρες .

Παράλληλα με την κύρια εργασία μάθησης, συμπεριλάβαμε μια τυπική εργασία ικανότητας σιωπηρής μάθησης και μια εργασία μνήμης εργασίας (WM). Επιλέξαμε αυτές τις δύο εργασίες επειδή καταγράφουν σημαντικές ιδιότητες της διάταξης εκμάθησης: (α) το γεγονός ότι δεν δόθηκαν σαφείς οδηγίες. και (β) το γεγονός ότι το γλωσσικό φαινόμενο μπορεί να θεωρηθεί ασυνεχές στις ιδιότητες του (αστερισμών) του παράγοντα, που αναφέρεται πρώτος, καθορίζουν ποια παρελθούσα κατάληξη θα χρησιμοποιηθεί στο ρήμα, το οποίο αναφέρεται δεύτερο, έτσι ώστε κάποια διατήρηση του παράγοντα -απαιτούνται σχετικές πληροφορίες στη μνήμη. Δεδομένου ότι η μέτρηση της σιωπηρής ικανότητας εκμάθησης είναι μη τυπική και δεν έπαιξε σημαντικό ρόλο στα μοντέλα μας, αναφέρουμε αυτήν την εργασία στο Παράρτημα S5 στο διαδικτυακό SupportingInformation.

Εργασία μνήμης εργασίας

Ερέθισμα

Για να μετρήσουμε τη χωρητικότητα WM των συμμετεχόντων, χρησιμοποιήσαμε μια ελαφρώς τροποποιημένη έκδοση του τεστ λειτουργικού εύρους (Turner & Engle, 1989) που χρησιμοποιήθηκε από τους Medimorec et al. (2021). Σε κάθε δοκιμή, ζητήθηκε από τους συμμετέχοντες να διατηρήσουν μια λίστα με ψηφία (μεταξύ 1 και 9) που παρουσιάζονταν ένα κάθε φορά. Κάθε ψηφιακή παρουσίαση διήρκεσε για 1 δευτερόλεπτο και ακολουθήθηκε από μια απλή μαθηματική πράξη που θα μπορούσε να είναι είτε σωστή είτε λανθασμένη (το 50% των μαθηματικών πράξεων ήταν σωστές). Οι συμμετέχοντες έπρεπε να επαληθεύσουν την ακρίβεια της μαθηματικής πράξης πριν εμφανιστεί το επόμενο ψηφίο. Στο τέλος κάθε δοκιμής, έπρεπε να πληκτρολογήσουν τα ψηφία με την ίδια σειρά που τους είχαν παρουσιαστεί. Το μήκος της λίστας ψηφίων αυξήθηκε σταδιακά από δύο σε οκτώ, με κάθε μήκος να επαναλαμβάνεται τρεις φορές. Η εργασία, επομένως, αποτελούνταν από 21 δοκιμές.

Ανάλυση

Υπολογίσαμε το εύρος WM κάθε συμμετέχοντος αθροίζοντας πρώτα τον αριθμό των σωστών στοιχείων που ανακάλεσε με τη σωστή σειρά και στη συνέχεια μετατρέποντας z-μετασχηματίζοντας τη βαθμολογία που λήφθηκε. Εξαιρέσαμε έναν συμμετέχοντα του οποίου η βαθμολογία WM ήταν ασυνεχής από το υπόλοιπο δείγμα (η βαθμολογία WM ήταν -4,3 τυπικές αποκλίσεις από τη μέση τιμή, ενώ η δεύτερη πιο απομακρυσμένη βαθμολογία WM ήταν -1,8 τυπικές αποκλίσεις από τη μέση τιμή).

Υπολογιστική Μοντελοποίηση

Οι εξισώσεις Rescorla–Wagner

Το μοντέλο R-W (Rescorla & Wagner, 1972) περιγράφει υπολογιστικά πώς καθιερώνονται οι συσχετισμοί μεταξύ των συνθηκών και των αποτελεσμάτων. Στο πλαίσιο του πειράματός μας, ένα σύνθημα είναι η πολωνική ετικέτα και η εικόνα ενός από τους ανθρώπινους ή ζωικούς χαρακτήρες που εμφανίζονται στη σκηνή σε μια δεδομένη δοκιμή και ένα αποτέλεσμα είναι η μορφή του ρήματος που περιγράφει την κοινή τους δράση. Για παράδειγμα, η ρήτρα Chłopiec,m ˛ezczyzna i małpa chodzili ˙ ("Το αγόρι, ο άντρας και η μαϊμού περπατούσαν") έχει ως συνθήματα chłopiec, m ˛ezczyzna ˙ και małpa, και ως αποτέλεσμα chodzili. Στην περίπτωσή μας, το βάρος (ή δύναμη) του συσχετισμού μετρά την τάση μιας μορφής ρήματος να εμφανίζεται παρουσία ενός συγκεκριμένου ουσιαστικού.

Αφού συναντήσει μια ρήτρα, ο εκπαιδευόμενος ενημερώνει το βάρος συσχέτισης μεταξύ ενός cue ci και ενός αποτελέσματος o, ανάλογα με το αν το σύνθημα και το αποτέλεσμα εμφανίζονται στην πρόταση, χρησιμοποιώντας έναν κανόνα διόρθωσης τύπου δέλτα:

Ο δείκτης t αναφέρεται στην παρούσα δοκιμή, επομένως το wt (ci, o) είναι η ισχύς συσχέτισης μεταξύ ci και o στη δοκιμή t. και υποδηλώνουν τα ποσοστά μάθησης για το cue ci και το αποτέλεσμα o αντίστοιχα. Το λ αναφέρεται στη μέγιστη συσχέτιση με το αποτέλεσμα και σχεδόν πάντα ορίζεται στο 1.

Με βάση την εξίσωση, τρεις περιπτώσεις καθορίζουν πώς προσαρμόζεται ένα βάρος συσχέτισης:

1. Εάν το σύνθημα απουσιάζει, δεν προσαρμόζουμε το βάρος.

2. Εάν υπάρχουν και το σύνθημα και το αποτέλεσμα, τότε αυτό παρέχει θετικά στοιχεία που θα πρέπει να ενισχύσουν το βάρος συσχέτισης και το άθροισμα των βαρών των συνθηκών που υπάρχουν στο τρέχον συμβάν προσαρμόζεται προς τη μέγιστη τιμή συσχέτισης.3. Εάν το σύνθημα υπάρχει αλλά το αποτέλεσμα δεν παρατηρείται, τότε αυτό παρέχει αρνητικά στοιχεία που θα πρέπει να αποδυναμώσουν το βάρος συσχέτισης και το άθροισμα των βαρών προσαρμόζεται προς το 0.

Για την υλοποίηση του μοντέλου χρησιμοποιήσαμε το πακέτο που αναπτύχθηκε ως μέρος της μελέτης των Milin et al. (2020).

Πρόβλεψη επιλογών από το μοντέλο

Για να δημιουργήσουμε μια επιλογή μορφής ρήματος (ή με την ορολογία του μοντέλου, ένα αποτέλεσμα) από το μοντέλο στο οποίο δίνεται ένα συγκεκριμένο σύνολο συνθηκών, υπολογίζουμε πρώτα την ενεργοποίηση κάθε μορφής αθροίζοντας τα βάρη συσχέτισης μεταξύ της φόρμας και καθενός από τις σχετικές ενδείξεις. Η προβλεπόμενη απόκριση από το μοντέλο είναι τότε η φόρμα που έχει την υψηλότερη ενεργοποίηση. Για παράδειγμα, εάν σε μια συγκεκριμένη δοκιμή στη δοκιμαστική φάση, το άσνη που περιέχει ένα κορίτσι και έναν πίθηκο, τότε οι ενεργοποιήσεις του πληθυντικού αρσενικού (mp; chodzili) και του μη αρσενικού πληθυντικού (np; chodziły) υπολογίζονται ως εξής:

όπου για τους τύπους, χρησιμοποιήσαμε τα τελικά βάρη που λήφθηκαν στο τέλος της φάσης εκπαίδευσης και, ως εκ τούτου, παραλείψαμε τους συνδρομητές της δοκιμής (καμία εκμάθηση δεν συμβαίνει στη φάση της δοκιμής). Αν ενεργό (np) > ενεργό (mp), το μοντέλο θα πρόβλεψε τη μορφή np, και διαφορετικά, θα πρόβλεψε τη μορφή mp.

Διαδικασία τοποθέτησης μοντέλου

Στις προσομοιώσεις μας, υποθέσαμε ότι τα λ=1 και=1 και θεωρήσαμε το ποσοστό εκμάθησης ως δωρεάν παράμετρο που πρέπει να εκτιμηθεί για κάθε συμμετέχοντα (εφεξής, όποτε αναφερόμαστε στο ρυθμό εκμάθησης, θα αναφερόμαστε πάντα στο παράμετρος). Συγκεκριμένα, εκτελέσαμε 50 προσομοιώσεις υπολογιστή ανά συμμετέχοντα χρησιμοποιώντας grid-search για κυμαινόμενες από 0,01 έως 0,50. Σε κάθε προσομοίωση, προγραμματίσαμε έναν εικονικό παράγοντα να συμπεριφέρεται σύμφωνα με το μοντέλο R-W και του παρουσιάσαμε τις ίδιες δοκιμές εκπαίδευσης με τον συμμετέχοντα του οποίου το μαθησιακό ιστορικό στοχεύαμε να μοντελοποιήσουμε. Από το εκπαιδευμένο μοντέλο, δημιουργήσαμε στη συνέχεια επιλογές φόρμας για την ίδια δοκιμή που συμμετέχοντα που συναντήθηκε στη δοκιμαστική φάση. Τελικά επιλέξαμε το ρυθμό μάθησης (και επομένως το μοντέλο) που μεγιστοποίησε το ποσοστό αντιστοίχισης μεταξύ των παρατηρούμενων απαντήσεων του συμμετέχοντα και των προβλεπόμενων αποκρίσεων του μοντέλου (δηλαδή, την αναλογία των στοιχείων δοκιμής για τα οποία το μοντέλο παρήγαγε την ίδια απόκριση με τον μαθητή). Λόγω της μη αναγνωρισιμότητας του μοντέλου με την καλύτερη προσαρμογή, όπου σε ορισμένες περιπτώσεις περισσότερες από μία τιμές ρυθμού εκμάθησης μεγιστοποιούσαν τον ρυθμό αντιστοίχισης, επιλέξαμε τον διάμεσο ρυθμό εκμάθησης ως την καλύτερη παράμετρο.

Αξιολόγηση Μοντέλου

Για να εξηγήσουμε τα δεδομένα συμπεριφοράς των συμμετεχόντων, αντλήσαμε ένα μέτρο που βασίζεται στην ενεργοποίηση από το προσαρμοσμένο μοντέλο R-W, το οποίο ονομάζουμε υποστήριξη ενεργοποίησης για ένα αποτέλεσμα. Το μέτρο στοχεύει να εξηγήσει τις επιλογές φόρμας και τους χρόνους απόκρισης των συμμετεχόντων και ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της ενεργοποίησης του αποτελέσματος ενδιαφέροντος και της ενεργοποίησης του υπολοίπου αποτελέσματος. Για παράδειγμα, η υποστήριξη ενεργοποίησης για τον μη αρσενικό πληθυντικό τύπο (np) δίνεται από τα ακόλουθα:

υποστήριξη ενεργοποίησης (np)=ενεργό (np) − activ (mp)

Υποθέσαμε ότι όσο υψηλότερη είναι η υποστήριξη ενεργοποίησης για μια μορφή ρήματος (δηλαδή, όσο ισχυρότερα είναι τα στοιχεία από το μοντέλο που υποστηρίζει τη μορφή του ρήματος σε σχέση με την άλλη δυνατή μορφή), τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα επιλογής αυτής της μορφής από τους συμμετέχοντες. Περιμέναμε επίσης ότι το μέγεθος της υποστήριξης ενεργοποίησης θα συσχετίστηκε αρνητικά με τους χρόνους απόκρισης των συμμετεχόντων. Με άλλα λόγια, όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος αυτού του μέτρου, τόσο πιο γρήγορη θα είναι η απάντηση του συμμετέχοντος. Αυτό θα πρέπει να μεταφραστεί σε μια τετραγωνική σχέση μεταξύ της υποστήριξης ενεργοποίησης και των χρόνων απόκρισης, με τις πιο αργές αποκρίσεις να αναμένονται όταν οι τιμές υποστήριξης ενεργοποίησης είναι κοντά στο μηδέν και τις ταχύτερες αναμενόμενες αποκρίσεις για υψηλές θετικές ή αρνητικές τιμές.

Αποτελέσματα

Αυτή η ενότητα αξιολογεί τον βαθμό στον οποίο το μοντέλο R-W εξηγεί τη συμπεριφορά των συμμετεχόντων προσαρμόζοντας ένα ξεχωριστό μοντέλο στα δεδομένα κάθε συμμετέχοντα και ελέγχει εάν η ποιότητα προσαρμογής του μοντέλου επηρεάζεται από μεμονωμένες διαφορές όπως το εύρος WM, η ηλικία και το φύλο. Αρχικά παρουσιάζουμε ορισμένα περιγραφικά αποτελέσματα σχετικά με τα βάρη συσχέτισης των προσαρμοσμένων μοντέλων, τα οποία συνοψίζουν τη γλωσσική γνώση που απέκτησαν οι συμμετέχοντες στην εργασία εκμάθησης γλώσσας. Στη συνέχεια, συγκρίνουμε την ποιότητα προσαρμογής του μοντέλου με αυτή άλλων εύλογων, αλλά βασισμένων σε κανόνες στρατηγικών απόκρισης. Στη συνέχεια παρουσιάζουμε διαδοχικά αναλύσεις που αξιολογούν την ικανότητα του μοντέλου να ανακτά τις γλωσσικές επιλογές των συμμετεχόντων, τις χρονικές καθυστερήσεις και τα επίπεδα συμφωνίας απόκρισης. Η επίδραση των γνωστικών και προσωπικών χαρακτηριστικών στον βαθμό στον οποίο το μοντέλο R-W καταγράφει την εκμάθηση γλώσσας αναλύεται στο τέλος της ενότητας Αποτελέσματα.

Βάρη συσχέτισης μορφών ουσιαστικού ρήματος

Ακολουθώντας τη διαδικασία προσαρμογής που περιγράφηκε προηγουμένως στην ενότητα για την υπολογιστική μοντελοποίηση, επιλέξαμε το μοντέλο που αποτύπωσε καλύτερα τις επιλογές που έκανε κάθε συμμετέχων σε δοκιμές, βρίσκοντας τη «σωστή» παράμετρο ρυθμού εκμάθησης (βλ. Παράρτημα S6 στις ηλεκτρονικές Υποστηρικτικές Πληροφορίες). Κάθε συμμετέχων χαρακτηρίστηκε ως επί το πλείστον από δύο καθεστώτα ακρίβειας προσαρμογής του μοντέλου: ένα για ρυθμούς μάθησης που κυμαίνονται περίπου μεταξύ 0,05 και 0,11 και ένα για ρυθμούς μάθησης μεταξύ 0,12 και 0,50 (με ορισμένες εξαιρέσεις, όπως για τους Συμμετέχοντες 12, 19, 27 και 35 , για τους οποίους υπήρχαν τρία καθεστώτα ακρίβειας), με κανένα από τα δύο καθεστώτα να οδηγεί σταθερά σε καλύτερη ακρίβεια προσαρμογής του μοντέλου. Συνολικά, αν και η επεξηγημένη μεταβλητότητα των επιλογών που συνέβαλε η παράμετρος ρυθμού εκμάθησης ήταν περιορισμένη, η πραγματοποίηση προσαρμογών από τους συμμετέχοντες για αυτήν την παράμετρο ήταν ακόμα ωφέλιμη και διορατική: Παρατηρήσαμε ότι δεν υπήρχε μια τιμή ρυθμού μάθησης που να οδήγησε στην υψηλότερη ακρίβεια προσαρμογής του μοντέλου για όλους τους συμμετέχοντες. Με άλλα λόγια, φαίνεται να υπάρχουν σημαντικές ατομικές διαφορές στο ποσοστό μάθησης. Το Σχήμα 2 απεικονίζει τις κατανομές των επίκτητων βαρών συσχέτισης όλων των πιθανών ζευγών μορφών ουσιαστικού-ρήματος από τα καλύτερα προσαρμοσμένα μοντέλα.

Συνολικά, οι κατανομές των βαρών συσχετισμού ήταν παρόμοιες σε κάθε κατηγορία συνθηκών (π.χ. MA1, MA2 και MA3 στην κατηγορία uMA), ενισχύοντας την ομαδοποίηση των συνθηκών με βάση το γραμματικό φύλο και την εμψύχωση των ουσιαστικών που αντιπροσωπεύουν. Δεύτερον, και δεν αποτελεί έκπληξη, τα (μη αποκλεισμένα) αρσενικά σημάδια απέκτησαν θετική βαρύτητα συσχέτισης με τον αρσενικό πληθυντικό (δηλαδή, αυτά τα συνθήματα είναι πιο πιθανό να οδηγήσουν σε επιλογή για τον αρσενικό πληθυντικό), ενώ τα μη αποκλεισμένα θηλυκά στοιχεία απέκτησαν βάρος θετικής συσχέτισης με η μη αρσενική μορφή (δηλαδή, αυτές οι ενδείξεις είναι πιο πιθανό να οδηγήσουν σε επιλογή για τη μη αρσενική μορφή πληθυντικού). Τα μεγέθη των βαρών διέφεραν επίσης μεταξύ των συμμετεχόντων για τις περισσότερες ενδείξεις, δημιουργώντας έτσι ένα πιθανό εργαλείο για την καταγραφή των μεμονωμένων διαφορών στα δεδομένα μας.

Όπως προβλέφθηκε από τον (τυπικό) αποκλεισμό, τα βάρη συσχέτισης μεταξύ των θηλυκών μπλοκαρισμένων ενδείξεων (δηλαδή, FA3 και FP3) και της μη αρσενικής μορφής ήταν περισσότερο κεντραρισμένα γύρω από το μηδέν από τα μη μπλοκαρισμένα αντίστοιχά τους (δείτε τα παράθυρα για FA3 και FP3 στο Σχήμα 2). Το μπλοκάρισμα, ωστόσο, δεν αντικατοπτρίζεται ακόμη πλήρως στα αποκτηθέντα βάρη, αφού για πολλούς συμμετέχοντες, τα βάρη συσχέτισης μεταξύ των αποκλεισμένων θηλυκών συνθηκών και της μη αρσενικής μορφής ήταν διαφορετικά από το μηδέν. Ένα ανασταλτικό αποτέλεσμα παρεμπόδισης (δηλ. αρνητικό βάρος μεταξύ FA4 και αρσενικού πληθυντικού) εμφανίστηκε για περίπου το ένα τρίτο των συμμετεχόντων. Για τους υπόλοιπους συμμετέχοντες, το FA4 έμοιαζε περισσότερο με ένα τυπικό αποκλεισμένο σύνθημα καθώς το βάρος συσχέτισής του με την αρσενική μορφή ήταν περίπου μηδέν. Συνολικά, τα εφέ που μοιάζουν με αποκλεισμό έδειξαν τάσεις προς τις προβλεπόμενες κατευθύνσεις.

Υποθέσαμε ότι το σχετικά ήπιο μέγεθός τους ήταν επειδή το πείραμά μας κατέγραψε πρώιμες φάσεις μάθησης, όπου οι εκθέσεις των ερεθισμάτων επαναλήφθηκαν μόνο 15 φορές. Αυτή η υπόθεση επιβεβαιώθηκε με την επανάληψη των προσομοιώσεων που παρουσιάζονται στο Σχήμα 2, τώρα με 1,000 επαναλήψεις ανά συμβάν, όπως φαίνεται στο Παράρτημα S7 στις Υποστηρικτικές Πληροφορίες στο διαδίκτυο. φαινόμενα αποκλεισμού και ανασταλτικού αποκλεισμού εμφανίστηκαν για όλους τους συμμετέχοντες ανεξάρτητα από το ρυθμό μάθησης ή τη σειρά συμβάντων. Αυτά τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν αυτό που επισημάναμε πριν Οι προκαταλήψεις και οι διαφορές στη μάθηση είναι πιο πιθανό να εκδηλωθούν νωρίς στη μάθηση (Ellis, 2006a).

Ποσοστά αντιστοιχίας συμμετεχόντων–μοντέλων

Στη συνέχεια, διερευνήσαμε σε ποιο βαθμό αυτές οι διαφορές στη μάθηση μπορούν να αποτυπωθούν από το μοντέλο R-W εάν λάβουμε υπόψη τη σειρά των γεγονότων που συναντά κάθε συμμετέχων καθώς και τις διαφορές στα ποσοστά μάθησής τους. Η ακρίβεια προσαρμογής του μοντέλου (δηλαδή, η αναλογία αντιστοιχίσεων μεταξύ των απαντήσεων από έναν δεδομένο συμμετέχοντα και του μοντέλου R-W που ταιριάζει καλύτερα) κυμαινόταν από 0,24 έως 1.00 (M=.68,SD { {6}} .17): 17 από τους 63 συμμετέχοντες είχαν ακρίβεια προσαρμογής μεγαλύτερη ή ίση με 0,80 και μόνο εννέα συμμετέχοντες είχαν αναλογία αγώνων μικρότερη από 0,50. Η αξιολόγηση της προσαρμογής μοντέλου με τη χρήση διασταυρούμενης επικύρωσης άδειας μίας εξόδου6 δείχνει ότι η ακρίβεια προσαρμογής του μοντέλου ήταν εξίσου υψηλή σε μη εμφανή δεδομένα, με μέση ακρίβεια 0,68 (SD=0,17) και 17 από τους 63 συμμετέχοντες έφθασαν σε ακρίβεια προσαρμογής μεγαλύτερη από ή ίσο με ,80. Τα ποσοστά ακρίβειας προσαρμογής ήταν τα υψηλότερα για συμβάντα που περιείχαν ένα αντρικό προσωπικό σύνθημα (M=0,74) ή μη αποκλεισμένο γυναικείο προσωπικό σύνθημα (M {= 0,68) και ήταν χαμηλότερα για συμβάντα που περιείχαν το ανασταλτικό αποκλεισμένο σύνθημα (M=.61) ή ένα έμψυχο σημάδι (όλα τα μέσα≈ .65).

Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν μια αρκετά καλή προσαρμογή του μοντέλου R-W στα δεδομένα των συμμετεχόντων, δεδομένου ότι εξετάσαμε μια απλή στρατηγική για τη δημιουργία προβλέψεων απόκρισης με βάση τις ενεργοποιήσεις του μοντέλου—δηλαδή, για κάθε συμβάν, επιλέξαμε τη μορφή ρήματος που είχε την υψηλότερη ενεργοποίηση ανεξάρτητα από τη διαφορά στα μεγέθη ενεργοποίησης των δύο δυνατών ρηματικών μορφών. Αργότερα θα αναλύσουμε την ευαισθησία των ενεργοποιήσεων των προσαρμοσμένων μοντέλων στις παρατηρούμενες αναλογίες επιλογής φόρμας και χρόνους απόκρισης.

Σύγκριση μεταξύ του μοντέλου Rescorla–Wagner και άλλων στρατηγικών αποφάσεων

Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται παραπάνω δείχνουν ότι το μοντέλο R-W αποτυπώνει τη συμπεριφορά των συμμετεχόντων μας αρκετά καλά, αλλά πώς συγκρίνεται το μοντέλο με άλλες στρατηγικές που οι συμμετέχοντες ενδέχεται να είχαν χρησιμοποιήσει κατά τη διάρκεια του πειράματος; Για να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα, εξετάσαμε τέσσερις στρατηγικές λήψης αποφάσεων. Οι δύο πρώτες είναι οι κανονιστικές και κανονιστικές στρατηγικές που παρουσιάσαμε νωρίτερα. Η προστακτική στρατηγική είναι αυτή που περιγράφεται ή προδιαγράφεται από τα πολωνικά βιβλία γραμματικής, σύμφωνα με την οποία ένας συμμετέχων επιλέγει πάντα τη μη αρσενική μορφή ρήματος εκτός από την περίπτωση που υπάρχει ένα αρσενικό προσωπικό σύνθημα (αναφερόμαστε επίσης σε αυτή τη στρατηγική ως στρατηγική "γυναικείας προκατάληψης"). Η κανονιστική στρατηγική είναι αυτή που υιοθετείται γενικά από φυσικούς ομιλητές της πολωνικής γλώσσας, σύμφωνα με την οποία η μορφή του αρσενικού ρήματος επιλέγεται πάντα εκτός από τις περιπτώσεις που όλα τα συνθήματα είναι θηλυκά (αναφέρεται ως στρατηγική "αρσενικής προκατάληψης"). Συμπεριλάβαμε επίσης δύο βασικές στρατηγικές, σύμφωνα με τις οποίες ένας συμμετέχων είτε επιλέγει πάντα τη μορφή ρήματος για αρσενικά (αναφέρεται ως στρατηγική "μόνο για αρσενικά") είτε επιλέγει πάντα τη μορφή ρήματος μη αρσενικού (αναφέρεται στη στρατηγική "μόνο για θηλυκό"). Οι δύο τελευταίες στρατηγικές συμπεριλήφθηκαν για να αποτυπωθεί η συμπεριφορά των συμμετεχόντων στα άκρα.

Το Σχήμα 3 δείχνει την αναλογία των συμμετεχόντων που ταιριάζουν καλύτερα σε καθένα από τα πέντε προκύπτοντα μοντέλα (R–W και οι τέσσερις στρατηγικές απόφασης). Θεωρήσαμε το μοντέλο(α) με το υψηλότερο ποσοστό αντιστοίχισης συμμετεχόντων-μοντέλων μεταξύ των πέντε μοντέλων ως τα καλύτερα προσαρμοσμένα μοντέλα. Το μοντέλο R-W ήταν το μοντέλο που εξήγησε καλύτερα τις απαντήσεις των συμμετεχόντων (31 από τους 63 συμμετέχοντες), ακολουθούμενο από την κανονιστική στρατηγική (26 συμμετέχοντες). Οι άλλες τρεις στρατηγικές εξήγησαν τις επιλογές των συμμετεχόντων σημαντικά λιγότερο καλά από αυτές τις δύο στρατηγικές (< 12 participants). The fact that the R–W model and the normative strategy were close in capturing participants' behavior is not very surprising since the verb forms used in the training events were selected based on the normative rules and the predictions of the R–W model were largely by the normative strategy (Figure 3). It is interesting, though, that the R–W model managed to learn this strategy implicitly without any prior experience based on a simple general learning rule. The average percentage of response matches between the R–W model and the normative strategy per participant was above 90%, and the average percentage of response matches between the R–W model and the prescriptive strategy was above 85%.

For more information:1950477648nn@gmail.com