科學(xué)研究：做手勢(shì)的學(xué)生，能更好地掌握概念



演講時(shí)的手勢(shì)可以幫助聽(tīng)眾理解。圖片來(lái)源：Pixabay
當(dāng)我們說(shuō)話的時(shí)候，我們會(huì)自然而然地做出手勢(shì)——我們可能張開(kāi)手掌，指指點(diǎn)點(diǎn)，或是為了強(qiáng)調(diào)而在空中比劃。而這些動(dòng)作可能不僅僅是不必要的手部揮舞。相反，它有助于向聽(tīng)眾傳達(dá)想法，甚至似乎還能幫助演講者思考和學(xué)習(xí)。
越來(lái)越多的心理學(xué)研究開(kāi)始探索學(xué)生或教師在教學(xué)中運(yùn)用手勢(shì)的潛在影響力。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人們自發(fā)做出手勢(shì)、觀看教師的動(dòng)作或用手和手臂模仿教師時(shí)，他們會(huì)更好地記住材料。最近的研究也表明，讓學(xué)習(xí)者做出特定的手勢(shì)可以幫助他們學(xué)習(xí)——即使他們不知道自己為什么要做這些動(dòng)作。
在一項(xiàng)研究中，研究者要求參與者揮動(dòng)或伸展手臂，并告知他們這個(gè)動(dòng)作是為了幫助血液流動(dòng)。研究人員發(fā)現(xiàn)，揮動(dòng)手臂的一組人更有可能解決以下這個(gè)需要特定洞察力的難題：如何將兩根掛在天花板上，因相距較遠(yuǎn)而無(wú)法被同時(shí)抓住的線連接在一起。解法是他們需要在其中一根線上附加重物，將其變成一個(gè)擺。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，“血液流動(dòng)”的說(shuō)辭也得到了信服：只有三名參與者懷疑擺動(dòng)或伸展手臂的動(dòng)作與解決任務(wù)之間有關(guān)系?？梢?jiàn)，即使手部運(yùn)動(dòng)與人們?cè)谧龅氖虑闆](méi)有任何意識(shí)層面上的聯(lián)系，也能幫助他們思考。
加州大學(xué)洛杉磯分校和加州州立大學(xué)洛杉磯分校的研究者們完成的一項(xiàng)新工作擴(kuò)展了這一發(fā)現(xiàn)。“我們?cè)噲D測(cè)試手勢(shì)力量的邊界在哪里。”加州大學(xué)洛杉磯分校的心理學(xué)研究生、論文的第一作者Icy（Yunyi）Zhang說(shuō)。為了實(shí)現(xiàn)他們的目標(biāo)，研究人員著手探究指導(dǎo)下的手部動(dòng)作對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中某一抽象概念的學(xué)習(xí)所產(chǎn)生的潛意識(shí)影響。
該研究刊登在了《認(rèn)知科學(xué)》2月刊上。他們的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，第一個(gè)實(shí)驗(yàn)邀請(qǐng)了60名本科生來(lái)到實(shí)驗(yàn)室，站著觀看一段簡(jiǎn)短的解說(shuō)視頻。視頻解釋了統(tǒng)計(jì)模型的概念，即一種用于產(chǎn)生預(yù)測(cè)的函數(shù)。其中，數(shù)據(jù)的平均值以直方圖的形式呈現(xiàn)（能代表一個(gè)數(shù)據(jù)集合最簡(jiǎn)單的模型便是它的平均值)。參與者被分為三組。對(duì)照組只觀看了視頻?！捌ヅ洹苯M觀看了同樣的視頻與一個(gè)動(dòng)畫(huà)的疊加，于是他們會(huì)看到，當(dāng)視頻中講解者說(shuō)到“一組數(shù)據(jù)比另一組的變異性更大”（表現(xiàn)為直方圖x軸上出現(xiàn)的條形直方更多）時(shí)，圖的下方會(huì)出現(xiàn)兩根正逐漸橫向遠(yuǎn)離彼此的紅色豎條。這些參與者被要求用手模仿紅條的移動(dòng)，假裝垂直地握住它們并將它們分開(kāi)。而盡管“不匹配”組也被指導(dǎo)模仿紅條的移動(dòng)，他們觀看的動(dòng)畫(huà)中紅條移動(dòng)的方式卻與視頻的內(nèi)容不符。例如，在描述變異性的過(guò)程中，呈現(xiàn)的是在豎直方向上相互分開(kāi)的橫向紅條。
在看完三遍視頻后，所有參與者進(jìn)行了簡(jiǎn)短的測(cè)驗(yàn)。匹配組的表現(xiàn)以平均16.3分比12.6分優(yōu)于不匹配組（總分23分），對(duì)照組的成績(jī)則介于兩者之間。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)用130名大學(xué)生重現(xiàn)了結(jié)果，這次他們是坐在筆記本電腦前完成。匹配組的平均得分為4.4分（總分5分），超過(guò)了對(duì)照組（4分）和不匹配組（3.8分）。


一名學(xué)生在觀看視頻并做出手勢(shì)。圖片來(lái)源：原研究
威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的心理學(xué)家Martha Alibali評(píng)價(jià)道：“這是一個(gè)很好的，很簡(jiǎn)潔的實(shí)驗(yàn)。”她主要研究教育中的手勢(shì)，但沒(méi)有參與這項(xiàng)研究。并且她認(rèn)為，模型是“一個(gè)非常重要的概念，也是一個(gè)真正基礎(chǔ)的統(tǒng)計(jì)概念”。
芝加哥大學(xué)的心理學(xué)家Susan Goldin-Meadow說(shuō)：“我很高興手勢(shì)研究正在進(jìn)入統(tǒng)計(jì)學(xué)這一新領(lǐng)域?！彼谑謩?shì)研究方面做了大量的工作，但也沒(méi)有參與這項(xiàng)研究。
這個(gè)研究沒(méi)有檢驗(yàn)的一個(gè)問(wèn)題是，僅僅觀看動(dòng)畫(huà)演示是否會(huì)像模仿動(dòng)畫(huà)一樣有助于參與者學(xué)習(xí)。但Zhang并不這么認(rèn)為，她引用之前的工作來(lái)說(shuō)明，做手勢(shì)比看動(dòng)畫(huà)更有優(yōu)勢(shì)。
研究人員沒(méi)有向?qū)W生們透露實(shí)驗(yàn)的目的。他們通過(guò)給予受試者一個(gè)虛假解釋來(lái)隱藏自己的意圖，說(shuō)這項(xiàng)研究的重點(diǎn)是多任務(wù)處理。之后，他們讓學(xué)生們猜測(cè)其真正目的。在那些做手勢(shì)的人中，只有匹配組中三分之一和不匹配組中五分之一的人猜測(cè)這項(xiàng)研究與通過(guò)手勢(shì)加強(qiáng)學(xué)習(xí)有關(guān)。即使排除掉猜對(duì)研究目的的學(xué)生，匹配組中的學(xué)生仍然明顯得到了手勢(shì)的幫助。Goldin-Meadow認(rèn)為這個(gè)研究得到了“一個(gè)非常好的、有趣的結(jié)果”。
手勢(shì)產(chǎn)生的無(wú)意識(shí)影響讓Zhang印象深刻?！八屛倚欧司呱碚J(rèn)知的力量”，她說(shuō)，與周?chē)h(huán)境進(jìn)行身體互動(dòng)甚至?xí)晕覀兿氩坏降姆绞接绊懗橄笏季S。

圖片來(lái)源：Pixabay
手勢(shì)的另一個(gè)好處是能讓學(xué)習(xí)者保持參與度。學(xué)生們?cè)u(píng)價(jià)了他們每一次觀看視頻后的理解程度。兩個(gè)手勢(shì)組的學(xué)生每次都給出了較高的評(píng)價(jià)。然而，對(duì)照組的評(píng)分從第二次到第三次觀看時(shí)下降了約20%——這可能是由于不得不再次觀看視頻而感到沮喪，而不是理解度下降。手勢(shì)組所要求的手部動(dòng)作則可能讓學(xué)習(xí)者保持較高的專(zhuān)注度。
學(xué)校里有些老師已經(jīng)將運(yùn)動(dòng)作為一種學(xué)習(xí)工具。Alibali表示，在她女兒的代數(shù)課上，學(xué)生們做了“斜坡健美操”，他們離開(kāi)座位，用手臂的移動(dòng)來(lái)表示各種函數(shù)。Zhang認(rèn)為，她的研究可能被應(yīng)用在任何包含空間成分的課程教學(xué)中，而且它可以同時(shí)適應(yīng)教室和在線學(xué)習(xí)?！凹热皇謩?shì)運(yùn)用一直以來(lái)都存在于課堂之中”Goldin-Meadow說(shuō)，“那我們不如把它好好利用起來(lái)。”
撰文：Matthew Hutson，《科學(xué)》雜志的自由撰稿人，擁有布朗大學(xué)的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)學(xué)士學(xué)位和麻省理工學(xué)院的科學(xué)寫(xiě)作碩士學(xué)位。他主要撰寫(xiě)人工智能（AI）、機(jī)器人技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)內(nèi)容。
翻譯：劉思潔
審校：費(fèi)哲妮
引進(jìn)來(lái)源：科學(xué)美國(guó)人


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