科學研究：做手勢的學生，能更好地掌握概念



演講時的手勢可以幫助聽眾理解。圖片來源：Pixabay
當我們說話的時候，我們會自然而然地做出手勢——我們可能張開手掌，指指點點，或是為了強調(diào)而在空中比劃。而這些動作可能不僅僅是不必要的手部揮舞。相反，它有助于向聽眾傳達想法，甚至似乎還能幫助演講者思考和學習。
越來越多的心理學研究開始探索學生或教師在教學中運用手勢的潛在影響力。研究發(fā)現(xiàn)，當人們自發(fā)做出手勢、觀看教師的動作或用手和手臂模仿教師時，他們會更好地記住材料。最近的研究也表明，讓學習者做出特定的手勢可以幫助他們學習——即使他們不知道自己為什么要做這些動作。
在一項研究中，研究者要求參與者揮動或伸展手臂，并告知他們這個動作是為了幫助血液流動。研究人員發(fā)現(xiàn)，揮動手臂的一組人更有可能解決以下這個需要特定洞察力的難題：如何將兩根掛在天花板上，因相距較遠而無法被同時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，將其變成一個擺。實驗過程中，“血液流動”的說辭也得到了信服：只有三名參與者懷疑擺動或伸展手臂的動作與解決任務(wù)之間有關(guān)系?？梢?，即使手部運動與人們在做的事情沒有任何意識層面上的聯(lián)系，也能幫助他們思考。
加州大學洛杉磯分校和加州州立大學洛杉磯分校的研究者們完成的一項新工作擴展了這一發(fā)現(xiàn)?！拔覀冊噲D測試手勢力量的邊界在哪里。”加州大學洛杉磯分校的心理學研究生、論文的第一作者Icy（Yunyi）Zhang說。為了實現(xiàn)他們的目標，研究人員著手探究指導(dǎo)下的手部動作對統(tǒng)計學中某一抽象概念的學習所產(chǎn)生的潛意識影響。
該研究刊登在了《認知科學》2月刊上。他們的兩個實驗中，第一個實驗邀請了60名本科生來到實驗室，站著觀看一段簡短的解說視頻。視頻解釋了統(tǒng)計模型的概念，即一種用于產(chǎn)生預(yù)測的函數(shù)。其中，數(shù)據(jù)的平均值以直方圖的形式呈現(xiàn)（能代表一個數(shù)據(jù)集合最簡單的模型便是它的平均值)。參與者被分為三組。對照組只觀看了視頻?！捌ヅ洹苯M觀看了同樣的視頻與一個動畫的疊加，于是他們會看到，當視頻中講解者說到“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，圖的下方會出現(xiàn)兩根正逐漸橫向遠離彼此的紅色豎條。這些參與者被要求用手模仿紅條的移動，假裝垂直地握住它們并將它們分開。而盡管“不匹配”組也被指導(dǎo)模仿紅條的移動，他們觀看的動畫中紅條移動的方式卻與視頻的內(nèi)容不符。例如，在描述變異性的過程中，呈現(xiàn)的是在豎直方向上相互分開的橫向紅條。
在看完三遍視頻后，所有參與者進行了簡短的測驗。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），對照組的成績則介于兩者之間。第二個實驗用130名大學生重現(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），超過了對照組（4分）和不匹配組（3.8分）。


一名學生在觀看視頻并做出手勢。圖片來源：原研究
威斯康星大學麥迪遜分校的心理學家Martha Alibali評價道：“這是一個很好的，很簡潔的實驗。”她主要研究教育中的手勢，但沒有參與這項研究。并且她認為，模型是“一個非常重要的概念，也是一個真正基礎(chǔ)的統(tǒng)計概念”。
芝加哥大學的心理學家Susan Goldin-Meadow說：“我很高興手勢研究正在進入統(tǒng)計學這一新領(lǐng)域?！彼谑謩菅芯糠矫孀隽舜罅康墓ぷ鳎矝]有參與這項研究。
這個研究沒有檢驗的一個問題是，僅僅觀看動畫演示是否會像模仿動畫一樣有助于參與者學習。但Zhang并不這么認為，她引用之前的工作來說明，做手勢比看動畫更有優(yōu)勢。
研究人員沒有向?qū)W生們透露實驗的目的。他們通過給予受試者一個虛假解釋來隱藏自己的意圖，說這項研究的重點是多任務(wù)處理。之后，他們讓學生們猜測其真正目的。在那些做手勢的人中，只有匹配組中三分之一和不匹配組中五分之一的人猜測這項研究與通過手勢加強學習有關(guān)。即使排除掉猜對研究目的的學生，匹配組中的學生仍然明顯得到了手勢的幫助。Goldin-Meadow認為這個研究得到了“一個非常好的、有趣的結(jié)果”。
手勢產(chǎn)生的無意識影響讓Zhang印象深刻?！八屛倚欧司呱碚J知的力量”，她說，與周圍環(huán)境進行身體互動甚至會以我們想不到的方式影響抽象思維。

圖片來源：Pixabay
手勢的另一個好處是能讓學習者保持參與度。學生們評價了他們每一次觀看視頻后的理解程度。兩個手勢組的學生每次都給出了較高的評價。然而，對照組的評分從第二次到第三次觀看時下降了約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。手勢組所要求的手部動作則可能讓學習者保持較高的專注度。
學校里有些老師已經(jīng)將運動作為一種學習工具。Alibali表示，在她女兒的代數(shù)課上，學生們做了“斜坡健美操”，他們離開座位，用手臂的移動來表示各種函數(shù)。Zhang認為，她的研究可能被應(yīng)用在任何包含空間成分的課程教學中，而且它可以同時適應(yīng)教室和在線學習?！凹热皇謩葸\用一直以來都存在于課堂之中”Goldin-Meadow說，“那我們不如把它好好利用起來?！?br> 撰文：Matthew Hutson，《科學》雜志的自由撰稿人，擁有布朗大學的認知神經(jīng)科學學士學位和麻省理工學院的科學寫作碩士學位。他主要撰寫人工智能（AI）、機器人技術(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：費哲妮
引進來源：科學美國人


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