Правило 85%: ученые создали математическую основу, определяющую эффективность обучения

На ошибках учатся – но сколько ошибок при этом оптимально? Ответ дает эксперимент с привлечением адаптивного алгоритма. Согласно полученным результатам, лучше всего учиться, когда ошибки допускаются в 15% заданий, а 85% решают правильно.

«Правило 85% лучше всего способствует учебным успехам – это, вероятно, касается и людей и животных, сообщают ученые в профессиональном журнале «Nature Communications».

Способность учиться новому – важна для выживания, без нее люди остались бы на уровне развития младенца. В школе, высшем образовании и профессии обучение играет решающую роль. Но как учиться эффективнее всего? Очевидно, что успехи важны для мотивации продолжать работу. В то же время, нам нужны определенные вызовы, чтобы развиваться дальше.

«Интуиция подсказывает, что для баланса мотивации и нагрузки существует оптимальная степень сложности, – говорит Роберт Уилсон (Robert Wilson) из Аризонского университета и его коллеги. – Это предположение – ядро всех современных методов обучения».

Однако, где баланс между неудачей и успехом?

«Несмотря на длительную историю эмпирических исследований, остается неясно, почему определенный уровень сложности способствует обучению и где находится необходимая мера требований, – сказал ученый. – Мы это перевели на математическую основу».

Чтобы ответить на вопросы, Уилсон и его команда использовали различные адаптивные алгоритмы как модели человеческого и животного обучения. Им они предоставляли для решения классические задачи, например, нужно было разделить цифры на классы «парных» и «нечетных» или две категории величин: «больше пяти» и «меньше пяти». Нейронные сети были так запрограммированы, что изменяли свои внутренние связи, только если допускали ошибки.

«Казалось бы, оптимальное обучение должно было происходить при максимальном уровне ошибок», – сказали ученые. Но это не так. Алгоритмы учились быстрее и эффективнее тогда, когда уровень ошибок составлял примерно 15%. Иными словами: «Мы выяснили, что эффективность обучения тогда максимальна, когда его сложность позволяет правильно ответить на 85% заданий», – сообщил Вильсон и его команда.

То есть, когда при формировании задач соблюдать «правила 85-ти процентов», успехи в обучении – максимальные, по крайней мере, когда речь идет о четких учебных целях, в частности, различие двух категорий. Это может объяснить не только функционирование нейронов, но и поведение животных и людей, говорят ученые. Например, радиолог, который на основании маммографических снимков должен решить, есть ли в данном случае рак молочной железы или нет. В этом случае царит «правило 85%», говорит Вильсон.

Ученые считают доказательным, что оптимальная зона обучения и у людей расположена в диапазоне «85% правильных ответов».

"В психологии и когнитивных исследованиях "правило 85%" согласовывается с выводами многих экспериментаторов, согласно которым участники тогда максимально вовлечены, когда задачи не просты, но и не крайней степени сложности", - говорит ученый.

Вильсон и его команда предположили, что оптимальные показатели для более сложных задач могут отличаться. В некоторых дополнительных экспериментах программы лучше учились и при более низком показателе успеваемости – от 75% до 82%, сообщили ученые. В будущем они хотят расширить сложность форм обучения.