訓練狗狗的響片訓練,拿來訓練醫生也行!?—2019搞笑諾貝爾醫學教育獎

老師手把手教學,讓你壓力很大、擔心做錯被老師罵嗎?或許你可以試試看 2019 搞笑諾貝爾醫學教育獎的方法,改用「響片訓練 (clicker training)」來訓練,說不定效果會更好喔!

2015 年有醫學院的老師們突發奇想,把「響片訓練」這個訓練寵物的常見方法,拿來訓練學生的外科手術技巧,因為他們發現學生在實習時,常常是老師在旁邊手把手教學,讓學生很有壓力。因此他們想要試試看,不講話改用拍響片的方式告訴學生做對還是做錯,會不會就少了一些壓力,結果發現學習效果真的比較好!

響片訓練是什麼?

響片訓練原本是用來訓練各種不同的動物,最常見的是用來訓練狗狗。要用這個方法訓練,首先要讓狗狗把響片的聲音和獎勵做連結,讓牠知道只要有響片聲音,就能獲得獎勵的食物。

接著才進入訓練重點,舉例來說訓練者希望狗狗做出擊掌的動作,那就要強化擊掌和獎勵的連結。方法是在訓練過程中,只要狗狗做出擊掌的動作,訓練者就要拍一下響片,再給牠獎勵的食物。

透過這樣的方式,持續很多次,牠就會知道做出這個動作,就會聽到響片聲,並且可以獲得獎勵。

用操作制約來強化行為

這個方法其實是利用「操作制約」的原理,透過不斷的練習,讓動物知道做這個行爲會有獎勵、是被期待的行為。這個方法除了狗狗之外,像是貓咪、馬、海豚和鴿子的訓練都有效。

操作制約的知名例子,就是史金納 (B. F. Skinner) 的關老鼠實驗。史金納設計了一個籠子,裡面有一個桿子,只要老鼠拉了桿子,就會有食物掉下來,獎勵牠做了這件事,老鼠一開始可能是意外拉動桿子,但久而久之,老鼠就會發現「只要拉桿子,就會掉食物」這件事,因而越來越頻繁的做出這個動作。

而這就是操作制約中「正向獎勵(又稱正增強,positive reinforcement)」的類型,當個體做出期待的行為之後,給予牠喜歡的獎勵(增強物),來提高牠未來再做出這個動作的可能性。

在老鼠實驗中的例子就是,拉桿子獲得食物,強化了拉桿子的這個動作;而在訓練狗狗擊掌的例子中,就是透過響片的聲音和獎勵的食物,來強化擊掌的行為。

※更詳細了解「操作制約」,請參考泛科學的另一篇文章:《為什麼好人們能如此不求回報?原來都是操作制約在作祟!》

只要有響片聲音,就能獲得獎勵的食物。圖/freestocks.org@Pexels

響片訓練的優點:訊息明確、容易辨識

這個訓練法的優點是響片的聲音每次都一樣,對動物們來說很容易辨識。很多主人在訓練狗狗的時候,常常是用口頭鼓勵的方式,來告訴狗狗牠做對了。

但是人類的句子,對動物來說,其實訊息太複雜,從發音、音調起伏到音量,每次都會不一樣,對牠們來說要注意的資訊太多,會很難辨認到底哪些資訊才是重要的。

人類的句子對動物來說要注意的資訊太多,會很難辨認到底哪些資訊才是重要的。圖/freestocks.org@Pexels

因此,響片的聲音就比人聲更適合拿來訓練動物,不過其實也不一定要拍響片,只要選擇聲音固定而且清晰明確的物品,就能讓動物們把聲音連結到獎勵,來強化牠們的行為。

把響片用在人類身上並非新鮮事

把訓練動物的響片訓練套用在人身上,不知道你會不會覺得這些醫學院老師也太ㄎㄧㄤ了,但是操作制約的訓練法,並不是 2015 年這篇研究才第一次用在人類的學習上。對於很多要求動作精細的運動員、表演者,響片訓練其實已經是他們日常的一部份,但是把響片效應用在醫師訓練,倒是還沒有人這樣試過。

2015 年這個實驗的目的,是想了解如果用響片訓練法來訓練外科醫生,究竟會不會比傳統口頭示範和糾正的方法更好。

他們找來一些一、二年級的醫學系學生和 PGY 第一年、第二年的學生,平均分組後教他們外科手術上會用到的兩種技術:綁一個可滑動鎖死的繩結 (a locking, sliding knot) 和小角度鑽洞 (a low-angle drill hole)。

繩結教學:響片組學習時間長但精確度高

在可滑動鎖死繩結的部分,實驗組的教學方式,是把綁繩結的步驟拆分成 6 個精確而容易檢驗的小步驟,而且是否符合每個步驟都有各自判定標準。

綁繩節的步驟。圖/Levy et al., 2016 Fig. 1A–E

老師先一次把所有的步驟邊示範邊講解完後,再換學生實際操作,這時老師就不會講話了,只要學生精確做出符合判定標準的動作,老師就會拍一下響片,這個綁繩結拍響片的過程總共要重複做 5 次。

在控制組的部分,老師會先口頭解釋繩結的打法,然後學生會拿到一張繩結步驟圖,然後在老師在旁邊打一個繩結,但這時老師不會去糾正學生的任何動作。

為了要了解這兩種教學方法所需要的時間差多少,研究者會記錄下每個學生「從開始綁繩結到打出第一個繩結」所花的時間。接著讓學生們到旁邊自己練習 15 分鐘,在這段時間老師不會給建議,研究者估計這個時間大概可以讓他們練習 100 個以上的結。

練習完之後,再來就是測驗時間。兩組的每個學生都要打 10 個結,然後評分方式是完成動作所花的時間,以及繩結的精準度(完成 6 個步驟的精確要求,記錄有多少人精確達到要求)兩項。

結果發現,學習過程所花費的時間(示範後綁的第一個繩結),實驗組(響片提示)需要的時間比較長,而控制組的時間比較短。

但是經過 15 分鐘的練習後,打 10 個繩結所花的時間,兩組學生沒有顯著差異,平均都是約 95 秒可以完成,也就是說經過練習之後,熟練度並沒有差別。但操作的精確度,響片提示實驗組的精確度比較高(12 人成功/全組共 12 人),而控制組較低(4 人成功/全組共 11 人)。

操作的精確度,響片提示實驗組的精確度比較高,而控制組較低。圖/geudki@Pixabay

鑽洞教學:響片法的動作精確度較高

第二個是模擬外科手術中,需要的鑽洞技巧。這個技巧是要在 PVC 塑膠管上,與切面夾 45° 角鑽入管中。實驗方法也是一樣,分成一組使用響片訓練的實驗組,另一組是使用傳統教法的控制組。

實驗組的教法也是一樣,把鑽洞分解成 6 個精確而容易檢驗的步驟,而且每個步驟也有判定標準,在示範完之後,換學生操作,老師用響片來告訴他動作是否正確,之後再給他們 10 分鐘的練習時間。而控制組,指導者會示範兩次操作方式,同時口頭解說,之後同樣會有 10 分鐘練習。

最後的結果是,實驗組和控制組的學生鑽 10 個孔所花的時間,沒有顯著差異,分別是 193 ± 26 秒和 146 ± 63 秒。而學生操作這個動作的準確度,用響片教學的實驗組同學操作準確度比較高,平均每個人會鑽出 9 個符合標準的孔,但控制組就差很多了,平均只有 1.1 個孔符合標準。

看來用響片訓練對於「需要動手操作」的動作,會是一種滿有效的方法,雖然訓練過程所花的時間比較長一些,但是最後學生的操作精確度很高。

不過,研究者也說這個方法雖然看起來很好用,但是要在學校裡用這個方法還有點困難,一方面不知道其他的動作是不是也有同樣效果;另一方面,會這套教法的老師不多,因此還要先教會老師怎麼教學生,而搭配的教材也需要一起調整,是個滿大的工程。但他們會繼續努力的開發適用響片訓練的教學法。

但不管怎麼樣,響片訓練倒是值得期待,未來會被應用到更多不同操作技巧的教學上,讓學生更不用因為怕被老師罵而學不好了!

參考資料:

  1. 響片訓練—維基百科
  2. 操作制約—超普通心理學
  3. 泛科學:為什麼好人們能如此不求回報?原來都是操作制約在作祟!
  4. Levy, I. M., Pryor, K. W., & McKeon, T. R. (2016). Is teaching simple surgical skills using an operant learning program more effective than teaching by demonstration?. Clinical Orthopaedics and Related Research, 474(4), 945-955.

泛科學自製商品

【時時科科.2020】桌曆+線裝筆記本預購最後倒數!

從內子宮到外太空,科學離不開我們生活中的時時刻刻,時光走入西元 2020,讓泛科學也走入你生活的每一天!【時時科科 2020桌曆】 精選不容錯過的科學日,讓你記下屬於自己的重要日程,也記下科學史上的精彩片段。


🚀 泛科學院獨家線上新課募資 🚀 限量55折預購

【好好說話,做自己的口才教練!10堂一生受用的口語表達課】

「上台說話報告時腦袋一片空白嗎?與人對談尷尬癌就發作?如何清楚表達自己想說的話?怎麼說話才能抓住人心讓人印象深刻呢?」泛科學院與榮恩同樂會共同合作,從表達的心法到語言聲韻的技巧掌握,讓你找到自信,在家就可練出好口才!

關於作者

林宇軒

曾任泛科學實習編輯,是個從學術象牙塔逃離的化學系、化學所學生。比起做實驗,更喜歡分享科學故事、聽科學趣聞,寫科普文的目的就是希望能和大家一起領略科學的力與美。

網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策