学生在学习时使用手势“掌握”概念更佳

手部动作似乎有助于统计模型教学

Music teacher gesturing to student.

当我们说话时,我们会自然地使用手势——我们张开手掌,我们指点,我们用力地挥动手臂以示强调。这种动作可能不仅仅是多余的手部挥舞。它有助于向听众传达想法,甚至似乎有助于说话者思考和学习。

心理学研究领域正在不断发展,探索让学生或教师在学生学习时使用手势的潜力。研究表明,当人们做出自发的手势、观看老师的动作或用手和手臂模仿老师时,他们能更好地记住材料。更新近的研究表明,即使学习者没有意识到他们为什么要做这些动作,指示学习者以特定的方式移动也可以帮助他们学习。

一项研究涉及一些被要求摆动手臂或伸展手臂的人——两组人都被告知这个动作是为了促进血液流动。研究人员发现,那些摆动手臂的人更可能解决一个需要特定洞察力的难题:连接悬挂在天花板上但距离太远而无法同时触及的两根绳子,他们需要在一个绳子上系上重物,使其变成钟摆。血液流动的诡计奏效了:只有三名参与者怀疑摆动或伸展手臂与解决任务之间存在关系。显然,这种指示性的运动即使与一个人正在做的事情没有任何有意识的联系,也有助于思考。


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加州大学洛杉矶分校和加州州立大学洛杉矶分校的研究人员的新工作扩展了这一发现。“我们试图测试‘手势的力量的边界在哪里?’”加州大学洛杉矶分校心理学研究生、该论文的第一作者张云漪(音译)说。研究人员着手通过测试指示性手部动作对学习统计学中抽象概念的潜意识影响来做到这一点。

认知科学二月号报告的两个实验中的第一个实验中,60名本科生来到实验室站立观看一段简短的解说视频。该视频解释了统计模型的概念,即生成预测的函数。它将数据描绘成直方图的条形,将模型描绘成数据的均值或平均值。(一组数字的最简单模型是其平均值。)研究参与者被分成三组。对照组仅观看视频。“匹配”组观看了相同的视频,叠加了动画。对于后一组,例如,当叙述者说一个数据集比另一个数据集具有更大的变异性时——用沿其x轴放置更多条形的直方图表示——两条垂直的红条(与直方图条无关)彼此移开。这些参与者被要求用手模仿红条的运动,垂直握住红条并将它们分开。“不匹配”组被指示模仿以与课程不协调的方式移动的红条。例如,在描述变异时,它们是水平的并垂直移动。

在观看视频三遍后,所有参与者都参加了一个简短的测验。“匹配”组的平均分数为16.3分(满分23分),优于“不匹配”组的12.6分,而对照组的得分介于两者之间。第二个实验以130名大学生重复了结果,这次他们坐在笔记本电脑前。“匹配”参与者的平均得分为4.4分(满分5分),优于对照组(4分)和“不匹配”组(3.8分)。

威斯康星大学麦迪逊分校研究教育中手势的心理学家玛莎·阿里巴利说,“这是一个对运动益处的清晰而简洁的展示”,她没有参与这项研究。她说,模型是“一个非常重要的概念,一个真正基础的统计概念。”

芝加哥大学心理学家苏珊·戈尔丁-梅多说,“我喜欢[该领域]正在进入统计学这个新领域”,她对姿势进行了广泛的研究,但也没有参与这项研究。

一个未测试的问题是,仅仅观看匹配的动画是否能像模仿它一样有助于提高表现。张不这么认为,她引用了之前的研究,该研究表明,手势比观看动画更有益处。

研究人员没有向学生透露实验的目的。他们通过告诉受试者一个掩盖故事来隐藏他们的意图,说这项研究的重点是多任务处理。之后,他们要求学生猜测它的真正目的。在那些使用手势的人中,只有大约三分之一的“匹配”组和五分之一的“不匹配”组推测该研究与通过手势增强学习有关。即使排除那些了解研究目的的学生,“匹配”动作组的参与者仍然受益于这项练习。戈尔丁-梅多称这项研究的这一方面为“一个非常好的、有趣的结果。”

指示性动作的无意识效果给张留下了深刻的印象。“它绝对让我相信了具身认知的力量,”她说,具身认知是指我们与周围环境的物理互动会以我们并不总是能意识到的方式影响甚至抽象思维。

使用手势还有另一个好处:保持学习者的参与度。学生们在每次观看视频后都对他们对视频的理解程度进行了评分。两个手部动作组的评分每次都更高。然而,对照组的评分从第二次观看下降到第三次观看时下降了约20%,这可能是因为对不得不再次观看视频感到沮丧,而不是理解程度降低。其他组所需的运动可能使他们保持专注。

课堂上的一些教师已经在使用运动作为学习工具。阿里巴利指出,在她女儿的代数课上,学生们做了“斜率有氧运动”,离开座位并移动手臂来表示各种函数。张说,她的工作有可能应用于教授任何包含空间成分的课程,并且可以适应课堂或在线学习。“我认为手势在课堂上一直都在使用,”戈尔丁-梅多说,“所以我们不妨好好利用它。”

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