基于聯(lián)結主義理論的外語教學研究

1、基于聯(lián)結主義理論的外語教學研究摘 要：聯(lián)結主義是一種采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡來研究和解釋人類智力活動的認知理論。本文對其主要觀點、特點等進展了研究并在此根底上總結出聯(lián)結主義理論對我國的外語教學的七點啟示：要擅長發(fā)揮漢語的正遷移作用；要先語言再規(guī)那么；培養(yǎng)學生自主學習外語的才能；要求學生適度的強化學習；高度關注頻率；重視語言輸出，要勤學苦練。關鍵詞：聯(lián)結主義；外語教學中圖分類號H319.3文獻標識碼A1 . 聯(lián)結主義理論的主要觀點聯(lián)結主義是一種通過采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡artificial neural network： ANN對信息進展并行加工的方法來研究和解釋人類智力活動的認知理論。該理論以哲學和數(shù)學理論

2、等為根基，以神經(jīng)科學為根底，交融信息科學、人工智能、心理科學等學科，于上世紀80年代中后期取代符號表征理論也即認知主義cognitivism而成為認知科學的主導理論。聯(lián)結主義的倡導者常把聯(lián)結主義出現(xiàn)之前的那些認知理論稱作“經(jīng)典理論。在很大程度上，聯(lián)結主義是對經(jīng)典理論的反思而產(chǎn)生的，具有如下一些詳細的觀點和看法。關于知識及其表征。在聯(lián)結主義理論提出之前，人們習慣認為知識都是顯性地儲存在神經(jīng)系統(tǒng)的某一個或者某一些特定單元之中。但是聯(lián)結主義認為，信息在特定單元里只作短時儲存，長期儲存那么以單元之間聯(lián)結的形式存在，也就是說，單元及其聯(lián)結的網(wǎng)絡構成知識。這就意味著，所有的知識都是聯(lián)結的，但卻是模糊的、隱

3、性的，不是明晰地存在于某些單元之中。關于知識的表征，聯(lián)結主義強調(diào)知識的“分布表征distributed representation而不是符號主義所采用的“局部表征localist representation?！熬植勘碚鲝娬{(diào)網(wǎng)絡中的單元與每一個觀念之間是清清楚楚的一對一的關系，這是一種孤立的、靜止的表征方式。而“分布表征那么認為知識是由分布在不同位置的單元互動形成的某種聯(lián)結以及聯(lián)結的權重來表征的，這是一種聯(lián)絡的、動態(tài)的表征方法李平，2002：166。關于學習。聯(lián)結主義認為，知識學習的過程就是學習分布的表征的過程，是改變或修正單元之間的聯(lián)結權重的過程，是原來的聯(lián)結消失而產(chǎn)生一種新的聯(lián)結關系的過

4、程，其核心問題就是單元之間聯(lián)結權重的調(diào)整和改變的問題。也就是說，學習過程是經(jīng)過調(diào)節(jié)單元與單元之間的關系來完成的，而調(diào)節(jié)單元與單元之間的關系又是經(jīng)過改變單元與單元之間的權重來完成的。一旦聯(lián)結網(wǎng)絡中相應的單元都由適當?shù)臋嘀芈?lián)結好了，學習的過程也就完成了。關于語義。聯(lián)結主義認為，單個的單元不存在語義內(nèi)容，語義是經(jīng)歷的而非先驗的，是在學習過程中通過改變單元的能量和單元之間的聯(lián)結而獲得的，語義系統(tǒng)是動態(tài)的、可變的，隨著一樣經(jīng)歷的重復而得到強化，隨著不同經(jīng)歷的積累而變化。關于學習類型。聯(lián)結主義認為，學習可劃分為監(jiān)視學習supervised learning、強化學習reinforcement learni

5、ng和無監(jiān)視學習unsupervised learning三種。監(jiān)視學習也稱為有導師學習，它是指由一位外部導師給網(wǎng)絡提供詳盡的反響形式，即無論網(wǎng)絡何時產(chǎn)生輸出，導師均給其提供關于期望輸出的詳細說明。監(jiān)視學習非常類似于兒童在教師指導下的學習，因此被稱為有導師學習。對于這種學習，網(wǎng)絡在能完成工作前必須進展學習和訓練。當網(wǎng)絡對于給定的輸入能產(chǎn)生所需要的輸出時，就可以認為網(wǎng)絡的學習和訓練已經(jīng)完成。強化學習是指在有外界強化信號的條件下所進展的學習。因此，從本質(zhì)上說，強化學習也是一種監(jiān)視學習。無監(jiān)視學習又稱為無導師學習，它是指網(wǎng)絡在缺乏外界任何形式的反響條件下的一種學習。就是說，在這種學習形式中，網(wǎng)絡的權

6、重調(diào)節(jié)沒有受到任何外來教師的影響，但在網(wǎng)絡內(nèi)部卻對其性能進展監(jiān)控，網(wǎng)絡在輸入信號中不斷地尋找規(guī)律，并根據(jù)網(wǎng)絡的功能進展適應調(diào)節(jié)。盡管在這種學習沒有受到外來影響，但網(wǎng)絡仍需要一些信息以進展自組織。無監(jiān)視學習強調(diào)的是加工單元之間的協(xié)調(diào)，假設外界輸入激活了加工單元中的某一節(jié)點，那么整個加工單元群的活性隨之增加，相反就會引起整個加工單元的抑制效應。無監(jiān)視學習具有很誘人的性質(zhì)，因為從某種意義上說網(wǎng)絡是在自己指導自己賈林祥，2002：11。關于語言習得。聯(lián)結主義認為，在一定的語言環(huán)境中，語言學習者會注意到語言輸入中某些語言形式反復出現(xiàn)的現(xiàn)象，使語言形式之間逐漸形成聯(lián)結，并從各種聯(lián)結中抽繹出具有一定概括性的

7、規(guī)律。這種聯(lián)結和規(guī)律因反復被激活而逐步得到強化，語言習得因此而產(chǎn)生王初明，2001：13。2 . 聯(lián)結主義模型的根本特點聯(lián)結主義不限于一種模型，而是包括一系列模型。但是，無論是哪個模型，都普遍地具有如下特點。1知識分布式地表征和存貯。傳統(tǒng)的符號加工系統(tǒng)是以局域性的、內(nèi)容尋址的方式來對知識進展表征。聯(lián)結主義網(wǎng)絡中，知識并不儲存于特定的單元之中，而是以互相作用的激活形式擴散在整個網(wǎng)絡中，或者說知識儲存于神經(jīng)網(wǎng)絡的聯(lián)結權重之中。與此相對應，網(wǎng)絡采用分布表征的方式來加工信息。分布式表征能同時滿足多重約束，可以節(jié)約大量的單元，加快加工速度。2具有并行構造和并行加工機制。聯(lián)結主義網(wǎng)絡不但在構造上是并行的，

8、而且其所有的運行處理也都是并行的，在同一層次內(nèi)的所有的加工單元都是同時進展操作。3具有自學習、自組織和自適應性。聯(lián)結主義網(wǎng)絡的運行依靠的不是網(wǎng)絡設計者的設計，而是自身可以從過去的經(jīng)歷中學習，具有很強的學習功能，其所學內(nèi)容即使未被明確“指示，也能從訓練數(shù)據(jù)中學會推廣。不僅如此，聯(lián)結主義模型還和人腦一樣具有自組織和自適應性。4具有高度的系統(tǒng)性。神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)具有高度的整體性和系統(tǒng)性，各個子系統(tǒng)之間具有很強的互相聯(lián)絡和互相協(xié)調(diào)的才能。整個系統(tǒng)的行為和子系統(tǒng)的互相聯(lián)結有親密關系，而不是僅僅取決于各子系統(tǒng)各自的特點。正因為如此，這種系統(tǒng)性也被稱為非局域性。5具有非線性。像人腦一樣，聯(lián)結主義模型的活動具有非

9、線性non-linear的特點，因此可以很好地處理自然界的各種非線性問題。6具有高效性。網(wǎng)絡系統(tǒng)采用并行分布的信息加工形式，無論是單個的神經(jīng)元還是整個網(wǎng)絡，都同時有信息儲存和信息處理的雙重功能。雖然單個神經(jīng)元的信息加工速度比較慢，但是，當大量的神經(jīng)元同時并行地對信息進展處理時，其反響速度就會相當快，表達網(wǎng)絡的高效性。7具有很強的容錯性。由于信息是分布地儲存在整個網(wǎng)絡中，并且網(wǎng)絡在運行過程中是由單元集體地工作，因此，當單個或者少數(shù)單元缺失或者受到損傷時，假設其聯(lián)結權重不大，就不會影響信息處理，對整個系統(tǒng)的功能幾乎不會產(chǎn)生影響。8具有非凸性。非凸性是指系統(tǒng)的能量函數(shù)有多個極值，即系統(tǒng)有多個穩(wěn)定的平

10、衡態(tài)。聯(lián)結主義模型是一種具有多個穩(wěn)定狀態(tài)的模型，它反映了各個人腦之間的差異。9具有非定常性。所謂定常，就是一個系統(tǒng)的構造參數(shù)是固定的常數(shù)。而聯(lián)結主義的模型是可以通過訓練來修改權值的，具有非定常性。10具有連續(xù)性和亞符號性。網(wǎng)絡每增加一種特性，單元間權重構象的表征就會改變。全部構象構成了網(wǎng)絡的狀態(tài)空間。網(wǎng)絡構象的變化是一個連續(xù)而漸變的過程，每一個構象都是狀態(tài)空間的一個點。此外，聯(lián)結主義還用“亞符號來表征亞概念。亞概念是指一種個體直覺體驗到、但是尚未升華為語言的概念。3 . 聯(lián)結主義理論對我國外語教學的啟示我國學生的外語學習是在學生業(yè)已學會了漢語的根底上進展的。聯(lián)結主義的理論觀點和研究成果等對于我

11、國的外語教學具有積極的啟迪作用，必將有助于進步我國學生的外語學習程度。第一，要擅長發(fā)揮漢語的正遷移作用。漢語對外語的遷移作用是客觀存在的，不可回避，其作用有正遷移和負遷移兩種。作為教師，要擅長利用正遷移來減輕學生的學習壓力，使學生的外語學習事半功倍，要擅長把主要時間和精力放在漢語可能產(chǎn)生負遷移的內(nèi)容上面，通過大量和反復的輸入，調(diào)整和改變學生頭腦中原來固有的聯(lián)結權重，形成適宜外語規(guī)那么的語言形式之間的新的聯(lián)結和極強的聯(lián)結權重，進而學得外語。第二，要先語言再規(guī)那么。如前面所說，聯(lián)結主義認為網(wǎng)絡中并無任何規(guī)那么的表征，但是，行為結果卻能外在地“浮現(xiàn)出規(guī)那么的效應，好似這種行為的后面有規(guī)那么在發(fā)揮作用

12、。這其實就是科學地驗證了外語教學中語言規(guī)那么教授的順序問題。母語習得說明，從來沒有一個操母語者是先學語言規(guī)那么再學活生生的語言的，相反，他可能不知何謂語言規(guī)那么，卻能說出完全符合語言規(guī)那么的無數(shù)的話來。外語教學其實也應該是這樣，即首先要保證給學生大量的語言輸入，使學生所學地道自然，而后，在此根底上發(fā)揮監(jiān)視學習的作用，逐步地讓學生學習和掌握一些外語的語言規(guī)那么，進步其語言表達的準確性和標準性。 第三，培養(yǎng)學生自主學習外語的才能。聯(lián)結主義認為，網(wǎng)絡可以在缺乏外界任何形式的反響條件下進展無監(jiān)視學習，即進展無導師學習。此時，盡管網(wǎng)絡的權重調(diào)節(jié)沒有受到任何外來教師的影響，但是，網(wǎng)絡會在輸入信號中不斷地尋

13、找規(guī)律，并根據(jù)網(wǎng)絡的功能進展適應調(diào)節(jié)。這也就是說，聯(lián)結主義理論為自主學習形式的構建提供了理論支持和認知根底，證明了學生自主學習外語是可能的。第四，要求學生適度的強化學習。聯(lián)結主義所說的強化學習，是指在有外界強化信號的條件下所進展的學習，從本質(zhì)上說，強化學習也是一種監(jiān)視學習。強化學習的本質(zhì)，就是在比較短的時間內(nèi)加大輸入的力度，比較快速地加強外語語言形式之間的聯(lián)結和聯(lián)結的權重。與母語學習相比，外語學習不可能具有大量的時間條件，因此適當集中一些時間，使學習者密集接觸外語，進步學習效率，從理論上是會產(chǎn)生一定的好效果的。我國外語培訓界在寒假、暑假舉辦的短期培訓班的存在，也客觀上證明了這一點。所以，外語教

14、師要擅長對學生所學進展一定的強化。第六，重視語言輸出。聯(lián)結主義的三個學習規(guī)那么中有一個是反向傳播規(guī)那么，即著名的BP學習規(guī)那么。這一規(guī)那么適用于自我學習，因為該規(guī)那么認為整個學習過程信息除了正向傳播之外還有反向傳播的存在。信息假設在輸出層得不到期望輸出，就轉為反向傳播，把誤差信號沿原連接途徑返回，并通過修改各層神經(jīng)元的聯(lián)結權重，使誤差信號最小。這對外語學習的借鑒意義在于：通過說和寫等語言輸出活動，學習者能反響性地理解自己哪些知識掌握了，哪些還需要穩(wěn)固，從而明白自己該努力的方向。第七，要勤學苦練。聯(lián)結主義的人工神經(jīng)網(wǎng)絡具有很強的學習功能，但最終經(jīng)過訓練學會某種技能是網(wǎng)絡反復學習的結果。同樣，在不

15、具備良好外語學習環(huán)境的情況下，要想學好外語，學習者就必須有大量的時間和大量的訓練作保證，因此勤奮和刻苦是必不可少的，除此之外，幾乎沒有別的捷徑可走。聯(lián)結主義通過計算機模擬人腦的工作原理來研究人的認知活動與規(guī)律，為認知科學的開展展示了廣闊的前景。雖然如今的聯(lián)結主義模型的工作與真正的人腦的工作還相差很遠，但是，其理論觀點和所獲得的研究成果對于外語學習和外語教學不無啟迪。參考文獻Ellis， R. The Study of Second Language AcquisitionM. Oxford： Oxford University Press， 1994.Hebb. D. O. The Organ

16、ization of BehaviorM. New York： John Wiley Sons Publisher， 1949.Lashley. K. S. In Search of the EngramA. 1950. Reprinted in NeurocomputingC. Anderson and Rosenfeld eds. Cambridge， MA： MIT Press， 1988.Rumelhart. D. E. J. L. McClelland and the PDP Research Group. Parallel Distributed Processing： Explorations in the Microstructure of CognitionM. Cambridge， MA： MIT Press， 1986.崔剛.從語言處理的復雜性與高效性看聯(lián)結主義J.外語與外語教學，20075：1-4.賈林祥.一種新的學習和記憶理論：聯(lián)結主義論學習和記憶J.寧波大學學報教育科學版，200