内隐学习潜在机制研究的某些新进

自1967年Reber开创了内隐学习这一崭新研究领域后，到20世纪80年代中后期，随着现代认知心理学的进一步发展，在内隐记忆研究的刺激和推动下，内隐学习研究逐渐变得活跃起来[1]。 其中，Berry和Broadbent（1984）的动力系统研究Nissen和Bullemer（1987）的序列反应时任务研究Lewicki Czyzewska和Hoffman（1987）的相倚性反应任务研究相继成为该领域研究的生长点，吸引了众多心理学家的注意[2]，内隐学习被看作是“将对认知心理学的发展产生深远影响”的重要领域之一[3]。

目前，该领域的研究已不再仅仅停留于证明内隐学习的存在和说明内隐和外显学习的交互作用，而是越来越重视对内隐学习特点和机制的探索，有关内隐学习的知识表征及注意和工作记忆在内隐学习中的作用等问题逐渐成为研究的热点领域，产生了大量的文献资料。同时，尽管内隐学习以实验研究为基础，但其研究成果对教育和教学活动、人工智能等诸多实践领域和应用学科都具有重要的启示意义[4－6]。 下面，我们拟对内隐学习研究近些年来的某些新成果加以总结，并展望其未来的发展方向。

1 注意和工作记忆在内隐学习中的作用

1.1 注意在内隐学习中的作用

Nissen和Bullemer首次把第二任务引入内隐学习研究。他们发现，在序列反应时任务中加入第二任务会削弱或消除对序列的内隐学习效应。据此，他们认为第二任务可能破坏序列学习（对序列的内隐学习）过程，足够的注意资源对序列学习是必要的[7]。Cohen等人把序列分为单一序列（重复序列每一刺激后仅跟随一个刺激）、模棱两可序列（重复序列每一刺激后可跟随两个刺激）、混合序列（由单一序列和模棱两可序列组成），对Nissen和Bullemer的实验结果进行了检验。结果表明，在双任务条件下被试可以学习单一序列和混合序列，却不能学习模棱两可序列。由此，他们认为在Nissen和Bullemer的序列学习中有两种不同的学习机制：一种机制形成对序列刺激的联想，无需注意参与；另一种机制形成有关刺激结构的多重记忆表征，需要注意参与[8] 。

然而，由于实际研究中很难用实验任务来区分这两种不同的学习机制，所以Cleereman和MeClellands对上述观点提出了质疑。他们认为：首先，在双机制理论中，学习机制与第二任务可以有两种不同的相关方式，一种是第二任务不影响非注意机制的学习，但破坏注意机制的学习；另一种是第二任务对两种机制都有影响，但存在一个度的问题，即具有强干扰性的第二任务可能会破坏非注意机制的学习，而具有弱干，扰性的任务则只对注意机制的学习产生轻微影响。其次，学习机制与序列类型还可以有两种不同的相关方式，单一序列学习只依赖于非注意机制，而模棱两可序列学习则需要两种机制同时参与。他们的结论是：单一学习机制足以说明Cohen等人的研究结果。Stadler的研究为该种观点提供了实验证据[9]。

近来，研究者开始关注第二任务对学习方式的影响。并产生了3种不同的观点。首先，Frensch 等人指出第二任务通过影响短时记忆中刺激项的进入而干扰了学习，它延长了序列中刺激与刺激的间隔，这在数声任务实验中得到了证实[7]。但是，该种观点遇到了两大困难：困难之一是，有实验表明仅增加反应刺激时间间隔不会破坏序列学习，这说明刺激与刺激之间的间隔不是影响内隐序列学习的唯一因素，第二任务的介入很可能也是其中的一个影响因素。困难之二是，它假定第二任务引起的记忆负荷影响了序列学习，这与有关的记忆理论相矛盾。根据有关的记忆理论，听觉通道的记忆任务不会干扰视觉记忆任务的学习。

其次，Stadler（1995）认为第二任务通过破坏对序列的组织从而干扰了学习[9]。根据这种观点，改变反应刺激间隔和使声音信号随机化均可以破坏对序列的组织。有实验表明，改变刺激间隔能够像数声任务那样干扰被试对序列的学习，从而为此种观点提供了实验支持[1]。

第三，Heuer和Schmidtke认为第二任务通过在序列任务中加入其它刺激而干扰了学习[8]。 由于第二任务的出现混淆了第一和第二任务，使视觉和听觉刺激结合在一起形成了一个整合序列，而听觉刺激是随机的，所以第二任务的出现降低了学习成绩。然而，目前尚未看到支持这一假设的实验证据。

1.2 工作记忆在内隐学习中的作用

尽管一些研究者把注意看作是内隐学习和第二任务需要的唯一资源，但近来这一观点受到了质疑。许多研究者意识到了工作记忆在内隐学习中的作用[10]，开始把第二任务的干扰作用解释为多重注意和其它认知过程交互作用的结果。下面，我们首先介绍有关第二任务在内隐学习中作用的研究，然后介绍有关工作记忆在内隐学习中作用的观点。

如表1所示，加入第二任务后，序列反应时任务中对模棱两可序列的学习和人工语法中的位置效应消失了，表明第二任务可能干扰了对这些任务的多重认知加工；加入第二任务后，问题学习的初始阶段受到了干扰，但学习的最后成绩未受影响，表明加入第二任务时被试已经进行了学习，去除第二任务后这种学习的效果便显现出来；加入第二任务后，只有动力系统未受影响，由于动力系统并不比其它内隐学习任务简单，所以第二任务对内隐学习的影响并不依赖于任务的难度，而是依赖于任务的刺激模式和反应方式。从以上这些结果可以看出第二任务可能是通过“全或无”的方式干扰内隐学习的。

通过分析第二任务干扰内隐学习的具体认知机制，Baddeley提出了工作记忆理论[2]。该理论涉及了3种工作记忆成分：中央处理器、语音环路（articulatory loop）子系统、视空图像集（visuospatial sketch pad）子系统。中央处理器是无意识的记忆痕迹区，其功能是协调子系统、与长时记忆产生交互作用、集中注意资源、转移注意力等，随机数字生成任务能够很好地干扰或破坏它的作用；语音环路子系统包含一定数量的语音表征的语言材料，它在机械复述表格和电话号码之类的任务中起着重要作用，连续重复无规则的语音任务可以有效地干扰或破坏它的功能；视空图像集子系统包含短暂的视觉形象和空间知识，特定空间形式的击键任务可以干扰或破坏它的作用。

中央处理器对人工语法学习和问题解决是必要的，因为问题解决中的假设检验过程与中央处理器紧密相连，而人工语法学习中多重关系的掌握也与中央处理器的功能相一致。语音环路对序列反应时任务中模棱两可序列的学习有重要作用，而且Hebb 数字任务也大部分由它来实现。研究者们由此认为，语音环路本身可能不对刺激进行抽象，而是把刺激保持在恰当的次序上以利于其它认知过程的加工。视空图像集与短时运动记忆有共同点，但二者之间的确切关系目前尚不清楚。

2 内隐学习的知识表征

下面，我们来看一下有关内隐学习知识表征的研究。内隐学习获得的知识如何表征？或者说，内隐学习获得的“认知内容”的性质是什么？这是当前认知心理学研究中争议颇大的问题之一，争议的焦点集中在以下3种对立的观点上。

2.1 抽象观与基于样例的表征观

关于内隐知识表征的争论源于内隐学习中被试是否获得了抽象知识的问题[11]。Reber通过多种方法验证被试在不同内隐学习条件下获得的都是有关材料规则的抽象知识，从而率先提出了内隐知识表征的“抽象观”，主张内隐知识是以一般的、抽象的形式进行表征的，该种表征独立于具体刺激的表面结构[12]。与此不同，Brooks及其同事根据他们的研究结果，提出了“基于样例的表征观”，认为对一个刺激的编码与存贮，不是以刺激特征的一般模式和规律来进行的，而是以一种“更原始”的样例为基础来进行的[13]。在有关学习迁移的研究中，这两种观点都找到了自己的实验依据，这表明在不同的内隐学习任务中被试可能采用不同的方式对知识进行表征。

2.2 逐字表征与集合表征

逐字表征与集合表征是对样例进行表征的两种不同方式[14]。逐字表征是指整个样例被贮存下来，被试通过将新刺激（如，新字母串）与整个样例进行比较作出判断，Brooks（1978）的实验有力地支持了这一观点。但是，其它一些研究表明，尽管被试对新的测验刺激与所储存样例的相似性十分敏感，但他们却不仅仅是根据相似性来作出判断的。例如，Dulany等人的研究证明，要求被试划出字母串中合语法与不合语法的部分后，如果把被试划出的合语法部分作为被试掌握的语法规则，那么这些规则能够说明被试获得的成绩。其它一些研究也得到了相似的结果。据此，一些研究者提出了集合表征的观点，认为被试学到的是刺激片段而不是整个刺激，对新刺激作出判断是根据它们与这些片段的匹配程度来进行的。

然而，集合表征观仍无法说明人工语法学习中的位置依存性效应，这从一个侧面表明，被试在内隐学习中可能学到了更为复杂的抽象知识。至于被试获得的究竟是与刺激表面形式相关的抽象知识，还是与表面形式无关的抽象知识，目前仍不清楚。

2.3 S-S 表征S-R 表征R-S 表征和R-R 表征

随着内隐序列学习研究的深入，越来越多的研究者开始关注序列知识的表征问题。关于这一问题，目前已经出现了4种不同的观点。首先，有研究者认为人们可以获得关于刺激序列的知识表征，如Howard等人（1992）证明人们仅仅通过观察序列刺激就可以进行序列学习[15]。其次，有研究者认为人们在某种情况下才可以获得关于反应序列的知识表征，如Nattkemper和Prinz（1993， 1997）的研究发现，在有规则的刺激序列中加入一些异常刺激，只有当异常刺激改变了反应序列次序时，才会影响被试的反应时[16,18]。另外，生理心理学和神经学的研究结果也支持反应序列学习的观点。第三，Willingham、Nissen和Bullemer(1989)的研究表明，内隐序列学习可以以刺激-反应关系的知识表征为基础[17]。在他们的研究中，人们先对序列反应时任务进行练习，然后在刺激序列或反应序列不变的情况下改变刺激-反应关系，结果都没有出现学习的迁移。第四，Ziessler(1994, 1998 2001)的研究表明，内隐序列学习可以以反应-刺激关系的知识表征为基础[16~18]。他认为被试通过学习可以获得关于反应-刺激关系的知识，也就是获得关于某一反应将引起哪种刺激的知识。

目前来看，支持内隐序列学习获得反应-刺激关系知识的研究较多，但与此相矛盾的结果也大量存在。例如，有研究表明，在序列学习中被试至少部分地获得了反应序列知识[16,18]。Ziessler 指出（1998）内隐序列学习仅获得反应-刺激关系知识的假设对将来的序列学习研究十分有益，因为一方面它为现有的研究结果提供了一种整合、一致的解释，另一方面它强调研究新问题应该运用新方法，这鼓舞研究者在将来的序列学习研究中大胆采用新的研究范式[16]。可以推测，对反应序列知识的学习可能是序列学习的第一步，此后对刺激-反应关系的学习便逐渐占据了主导地位，此种假设有待于以后实验的证实。

3 内隐学习的神经基础

目前研究表明，基底神经节、联合区、额叶在内隐学习中起重要作用[2,19,20]。其中，基底神经节似乎与反应程序有关，联合区似乎与内隐学习中的知觉概念有关，额叶似乎与评价内隐知识的概念流畅性有关。

表2 列出了有关脑损伤病人内隐学习的研究成果。可以看出，每一种内隐学习任务都包含了多个脑区的活动。

3.1 基底神经节

基底神经节由位于皮层下的一系列神经核构成，亨廷顿氏舞蹈症损坏了基底神经核，特别是尾状核的头部；帕金森氏症严重影响了黑质，使基底神经节活动受损[19]。这两类病人在序列反应时任务中无法学习具体的序列知识，在运动学习中无法学习转子追踪。他们还无法学习与外显记忆有关的技能，且频率监测学习能力受损。这些研究表明，基底神经节在内隐学习中起着重要作用，它似乎与反应程序有关。

3.2 联合区

联合区在内隐学习中的作用是由对早老性痴呆症病人的研究而发现的。早老性痴呆症患者早期损伤了联合区，特别是它的外侧颞叶和顶叶。Kosslyn和Koening指出，在联合区中有两种平行的学习机制：一种机制抽取概括原型，与内隐学习相对应，不依赖于海马系统；另一种机制贮存个别样例，与情节记忆相对应，依赖于海马系统[2]。另外，有研究表明，联合区可能与视觉模式学习有关，但关于早老性痴呆症病人视觉模式学习能力的研究尚需进一步深入。

3.3 额叶

对几种额叶损伤病人的研究表明，他们一般无法完成新近的频率判断任务，而除科萨科夫外，其它额叶未受损的遗忘症患者均表现出了正常的判断能力[21]。因此，科萨科夫病人判断能力的缺失可能是由于此病损伤了部分额叶，额叶在频率学习中起作用。另外，额叶受伤还会引起病人元认知判断能力的下降，表明额叶还可能与内隐知识的表达有关。

3.4 海马

多数内隐学习研究表明，遗忘症患者可以很好地完成内隐学习任务，内隐学习不需要海马参与[2,19]。然而，在数字任务的研究中却发现，虽然遗忘症患者能够对不超过其数字广度的数字任务进行学习，但却无法对长数字串进行学习。这表明，海马对长序列的学习可能是必要的，而对短序列的学习则可以通过非海马系统来完成。

4 小结

总之，内隐学习研究已取得了丰硕的成果，但由于内隐学习的复杂性，该领域的研究尚存在着许多争议。不可否认的是，内隐学习广泛存在于人们日常的学习活动中，几乎任何复杂知识都是通过外显和内隐学习过程的交互作用来完成的。因此，在未来的研究中，一方面应继续探索内隐学习的潜在机制，弄清楚内隐学习的知识表征、影响因素及其与外显学习的区别与联系；另一方面应进一步开展内隐学习的计算机模拟研究及与内隐学习有关的神经心理学研究，为内隐学习研究注入新的活力。值得注意的是，无论进行何种研究，都必须充分认识到内隐学习的复杂性，在实验研究、理论探索和应用研究中都要避免过于简单化的倾向。

付秋芳、刘永芳的文章“内隐学习潜在机制研究的某些新进展”（《心理科学进展》2003.4）