认知心理学

第八章概念

教学目的要求

了解和掌握概念形成的过程和概念的结构。

概念是事物本质的反映，是一类事物特有的本质属性的信息表征。本章主要介绍概念形成和概念结构的问题。概念形成亦称概念学习，是指个体掌握概念的过程。概念结构是指概念的表征由哪些因素构成。二者联系紧密，是当前认知心理学的重要研究内容。

概念的形成是心理学一个重要的研究领域，20世纪50年代，布鲁纳等关于人工概念的研究曾经促进认知心理学的兴起，随着认知心理学的出现，概念形成的研究也发生着明显的变化，其中重要的一点是认知心理学明确提出了概念的结构问题，它表明，人类不仅关心自己的知识是如何产生或获得的，而且关心知识在自己的大脑中是怎样存在的。

第一节概念形成

一、假设考验说

1.基本观点

人在概念形成过程中，需要利用现在获得的和已贮存的信息来主动提出一些可能的假设，即设想所要掌握的概念可能是什么。在概念形成的过程中，这些假设将被不断地考察，并按失败-更换，成功-继续的方式发展，最后形成某个概念。因此，概念形成的过程就是对多个假设进行考验的过程。

2.验证实验：

假设考虑说的验证实验为Bruner等（1956）进行的人工概念实验，实验结果还表明，在概念形成的过程，假设的提出与考验还体现出一定的策略。

Bruner等应用的人工概念实验材料（1956）

Bruner等人的人工概念形成实验所用材料如上图所示。材料共有81张。分为四个维量（形状、颜色、数目和边框），每个维量又有三个属性或值。

形状：十字、圆形、方型

颜色：红、绿、黑

数目：1、2、3

边框：1、2、3

实验时，主试告知被试：本实验有一个特定的概念，这个概念是由具有某一属性或某些属性组成的，要求被试通过实验过程来发现这个概念。然后主试首先取出一张肯定的实便卡片给被试看，并明确告知被试这是肯定实例。然后，被试根据自己的想法每次从以上材料中选取一张属于这个概念的其他肯定实例卡片，每选取一张主试便给予一个反馈。指出被试选取或选错，如不断进行，直至被试发现该概念。

3.策略应用

概念形成过程中的假设考验有4种：

①同时性扫描：对所有的假设进行扫描验证

②继时性扫描：一次只扫描验证一个假设，假设考验失败后再更换假设。

③保守性聚焦：以包含概念的事例的全部属性为焦点进行假设、考验。

④博弈性聚集：以博弈的方式来改变关于属性的假设，以形成概念。

4.概念形成过程的特点

①主体学习的方式是以全或无的方式进行的。

②记忆的作用：在假设考验的过程中，过去的记忆不发挥作用，存在替代性取样现象

二、假设考验说的发展

1.空白实验法

空白实验法是Levine(1966,1975)对人概念形成实验的改进，通过这些实验，使假设考验说得到了发展。

通过空白实验，可以直接度量被试的假设和假设考验的行为。

假设假设

Levine的空白试验的刺激及对应8种假设的反应模式

空白实验法的实验过程为：给被试成对地呈现两个刺激，如字母X和T，这两个字母在大小、颜色（黑白）、位置（左边）三个维量上都有区别。共有4个维量8个属性值。在一对刺激中，两者都在4个个维量上有区别，但每次实验只安排一个属性为有关属性。也就是说，在一对刺激中，一个刺激为肯定实例，另一个则为否定实例，只有一个属性可以将两者区分开来，并把这一点告诉被试。

2.假设库大小

空白实验法实验发现，一个被否定的假设在以后实验中得到再次应用的概率很低，这意味着随着实验的进行，被试的假设库也将变小。其他可应用的假设的数目也越来越少。最后将会只剩下一个假设，即为概念所包含的属性。

3.策略类型

Levine等认为，人们在假设检验的过程中通常应用三种策略：

①假设检验(Hypothesis Checking)

②维量检验(Dimension Checking)

③总体聚焦(Whole Focusing)

儿童在实验中常采用以下三种策略：

①位置固执：他们总是选择左边或右边的刺激而不管刺激的内容。

②位置交替：这次选择这边的刺激下次选择另一边的刺激。

③刺激偏好：如偏好选择大的刺激而不顾主试的反馈信息。

总体聚焦呈随着年龄而增长的趋势

第二节概念结构

概念结构主要揭示要领的表征是由哪些因素构成以及这些因素的相互关系。自20世纪60年代以来，知觉范畴的多个研究都涉及概念的结构。当前概念结构问题引起了心理学家的重视，人们有实验研究的基础上提出了多个理论。特征表说和原型说是其中最重要的两个理论。

一、特征表说（Feature List Theory）

特征表说认为，概念或概念的表征是由两个因素构成的：

(1)概念的定义性特征，即一类个体具有的共同的有关属性；

(2)关系与规则，诸定义之间关系，即整合这些特征的规则。

这两个因素有机地结合在一起，组成一个特征表。概念的结构为：

C=R(X，Y，...)

从特征表说来看，概念规则在概念结构中是非常重要的因素。一个概念只有定义性特征是不够的，还必须有整合这些特征的规则，这与命题不是一样的。概念规则与定义性特征在抽象上不同，概念规则的抽象程度高于定义性特征。

特征表说认为，概念的形成过程应当包含两个既互相区别又互相联系的过程，即特征学

习(Feature Learning)和规则学习(Rule Learning)。实验设计为：研究特征学习时事先将有关的概念规则告知被试，而在研究概念规则时事先将有关特征告诉被试。

概念的规则可以分为肯定、合取、包含性析取、条件、双重条件、否定、选择性否定、联合性否定、排除、排除性析取等。对于没有经验的被试而言，合取、析取、条件和双重条件4个基本规则的困难程度是依次增加的。

二、原型说(Prototype Theory)

1、基本观点

原型说认为，要领是由两个因素构成的：

(1)原型或最佳实例；

(2)范畴成员代表性的程度

这两个因素紧密结合在一起，原型起着核心的作用。

原型说的代表人物Rosch认为，这种结构可以解释全部的自然要领包括我们日常应用的最简单、最基本的概念。

4个语义范畴的实例的优良程度评定的常模

家具等级水果等级机动车等级武器等级

椅子1.5 橙子1 汽车 1 枪 1

梳妆台6.5 杏子 6.5 吉普车7 弹簧刀 6

床13 浆果13 缆车13 原子弹13.5

Rosch认为，原型之所以能最好地表征概念，是因为它有更多的特征与该概念的其他成员相同，即原型具有更好的家族相以性(Family Resemblance)。

所谓家族相似性是指一个家族成员的容貌都有一些相似，但彼此相以的情况又不一样。2、原型的实质与编码

原型与特征是不一样的，正如前面的章节所介绍的那样，原型加工主要通过匹配实验来证实，而特征加工则是通过分析（计算）实验来证实。

第九章问题解决

教学目的要求

要求学生了解和掌握问题解决的过程、策略及其计算机模型。

第一节问题与问题解决

一、问题的心理学描述

认知心理学家们认为，所有的问题都包含有3个基本的成分：

(1)给定：问题的起始状态；

(2)目标：问题要求的答案或目标状态；

(3)障碍：给定与目标之间的隔阂物，通过思维可以寻找解决的方法。

现实生活中的问题是多种多样的。一般可以分为3种类型：

1.归纳结构问题：如123834656？

2.转换问题：给予一个最初的状态，而问题解决者必须发现一系列到达目标状态的操作。如河内塔问题(下图)

开始目标

3.排列问题：给予所需要的成分，问题解决者必须以一定的方式排列它们，以达到规定的目标状态。如字母的数码替代问题（右图）

二、问题解决的特征

1.目的指向性

2.操作序列

3.认知操作

第二节问题解决过程

一、问题空间与问题解决

问题空间是问题解决者对一个问题所达到的全部认识状态。

问题解决就是应用各种算子来改变问题的起始状态，使之转变为目标状态。

问题空间与问题解决可以用三种方法表示：

1.问题行为图

2.树形图（下图所示）

二、问题解决的阶段

认知心理学认为，问题解决可以分为4个阶段：

1.问题表征

2.选择算子

3.应用算子

4.评价当前状态

三、问题表征对问题解决的影响

1.如果问题得不到适宜的表征，那么问题就难于解决或无法解决。

2.问题表征依赖于人的知识经验，也受到注意、记忆和思维等心理过程的制约。

第三节问题解决的策略

问题解决是对问题空间进行搜索，以找到一条从问题的起始状态到达目标状态的通路。要就是要找到一定的算子序列，这个过程需要策略的引导。

一、算法和启发法

人们在问题解决中所应用的策略可以分为两类，即算法和启发法。

(1)算法：是解题的一套规则，它精确地指明解题的步骤。算法总能保证问题一定得到解决。

(2)启发法：是指凭借经验的解题方法，也可称为经验规则。如围棋中的“金角银边草肚皮”法则。与算法策略不同，启发法不能保证问题一定得到解决，但却常常有效地解决问题。

在解决复杂的问题时，人们通常使用启发法策略。

二、几种重要的启发式策略

1.手段-目的分析

该策略的核心是要发现问题的当前状态与目标状态的差别，并应用算子来缩小这种差别。

2.逆向工作

在解决问题时，设置一个目标状态，由此出发，想出相应的步骤退回到当前状态，在实际操作时又反过来，从当前状态走到目标状态。如棋手对弈时给对下“下套子”的策略。

3.计划

在解决问题时，还可以先抛开某些方面或部分，而抓住一些主要结构，把问题抽象成简单的形式，先解决这个简单的问题，然后而已得成果去解决更复杂的问题。

第四节问题解决的计算机模拟

问题解决的计算机模拟就是依据一定的心理学理论编写计算机程序来模拟人类解决问题的行为和内部认知过程，使计算机类似于人的方式来解决问题并达到类似的结果。

一、《逻辑理论家》和《通用问题解决者》

1.《逻辑理论家》

1956年由Newell、Shaw和Simon编写的计算机程序，是人类历史上第一个模拟人类解决问题的计算机程序。它可以模拟人证明符号逻辑定理的思维活动。

2.《通用问题解决者》

1958年开始，Newell、Shaw和Simon继续研制模拟人类解决问题的另一计算机程序,简称GPS。其内部知识是以产生式来表征的。一个产生式由条件和行动两部分组成。

二、计算机模拟的贡献与存在的问题

1.计算机模拟的贡献

◎计算机模拟不仅对人工智能的发展有着直接的重要价值，而且证实了一些心理学理论，促进心理学对人的问题解决的研究，提高了对某些环节的认识。

◎计算机模拟推动了知识库和策略的研究。

◎计算机模拟引出了产生式概念，将问题解决中的一些认知活动加以形式化。

2.计算机模拟存在的问题

如何评价计算机完成任务的方式与人的方式是相似的？

人与计算机在问题中的思维方式差别

情感等因素对二者在问题解决中的作用如何体现？

第十章推理

教学目的要求

了解和掌握推理的过程及其形式。

推理是从已知的或假设的事实中引出结论的思维过程，它是一个相对独立思维过程，由于思维活动通常以问题解决为一般形式，因此，推理也常带有问题解决的特点。

由于推理是在人脑内进行的信息加工过程，受到客观事物关系复杂性和个人经验、能力的影响，在推理过程中经常出现推理错。因此，心理学的研究通常将人的推理的实际过程与逻辑规范进行比较，以查明推理是否偏离逻辑规范及其原因，从而深入地了解人的推理过程。

认知心理学主要从信息表征和内部操作的角度来研究人的推理过程，主要内容如下：

第一节线性三段论

三段论(Syllogism)是演绎推理的一个重要形式。它通常由两个前提和一个结论组成，例如：

前提1：所有A是B 前提2：所有B是C 结论：所有A是C

那么，大脑又是如何从两个前提产生该结论呢？认知心理学家提出以下理论进行说明：

一、气氛效应理论

Woodworth等认为，前提的性质所造成的气氛引导人们得出一定的结论。这样，两个肯定

的前提容易使人产生肯定的结论，两个否定的前提容易使人产生否定的结论。

二、换位(Conversion)理论

Chapman等认为，在三段率推理中，人们往往将一个全称肯定前提解释为逆转亦真，对一个全称否定前提也是如此。正因为如此，所以人们常使人不能正确地把握前提的意义或不能把握前提的多重意义。

三、心理模型(Mental Mode)理论

Johnson-Laird提出心理模型理论,认为三段论的第一步是构成一个将两个前提中的住处结合起来的心理模型。第二步通过搜索与该结论不相容的其他替代的心理模型来评价该结论的真实性，如果搜索不到，即没有足以破坏该结论的对前提的其他解释，那么这个结论就是真实的。

在心理模型中，建构一个什么样的心理模型是三段论推理的关键

第二节三段论推理

线性三段论又称关系推理、三项系列问题(Three-Term Series Problem)。在这种推理中，所给予的两个前提说明了三个逻辑项之间的可传递的关系。

A>B,B>C 由此可得出的结论为A>C

这种关系是怎样在大脑中被表征呢？认知心理学家们提出了多种假设：

一、操作模型和空间表象模型

Hunter提出的操作模型认为，两个前提中的信息形成一个统一的内部表征，其中3个逻辑项是依一种“自然的”顺序来排列的。

Hunttenlocher提出的空间表象模型吸收了操作模型的基本思想，认为两个前提的信息形

成统一的表征以及其中各逻辑项接一定顺序排列，这种表征是以空间表象的形式存在的。因此，任何一个特定的三项系列问题的难度依赖于两个因素，即每个前提中的逻辑项的顺序和前提的顺序。

二、语言模型

Clark提出语言模型，认为三项系列问题的表征既不是统一的，也不是表象性质的，而是由命题构成的，其信息加工遵循三个原则。前提与问题的一致性影响问题解决的速度。

三、语言-表象混合模型

Sternberg提出，认为线性三段论过程既包含语言过程，也包含表象过程。人们首先对前提中的语言信息进行加工，然后将前提信息再编码为一个空间序列即空间表象，接着在阅读问题和准备回答问题时再进一步进行语言加工。

第三节命题检验

命题检验也是一种重要的推理形式，它将证据和命题的真伪联系起来，它关心的是哪些证据能够说明命题的真伪，以及如何收集这些证据，前文所说的假设考验就是一种命题检验。

一、证真和证伪

Wason所做的实验（1972）证真为证伪推理的最有名的实验。实验设计为：给被试呈现四张卡片，告诉被试如果卡面的一面要是数字，另一面则为字母，反之亦然。然后向被试提出一个命题：“如果卡片的一面为元音字母，另一面则为偶数”，要求被试翻最少的卡片来证明这个命题的真假。实验表明，人们在命题检验中常偏离逻辑的要求，表现出强烈的寻求肯定的倾向，很少作出否定的尝试。

二、选择作业困难的理论解释

1.三种顿悟水平说

2.材料性质影响说

3.个人经验影响说

4.命题规则理解说错误说

5.匹配偏向说

第四节概率推理

在生活中，人们通常要在不确定的情况下做出决策，这种推理便是概率推理。心理学家感兴趣的是：进行概率推理可以按概率统计学的原理和方法进行，但一般人没有学习过这们学科也能进行正确的概率推理，那么人们在不确定的情况下又是怎么进行推理呢？

一、贝叶斯公式

该公式内函为：在事件已经完成之后，某个假设正确的概率依赖于

①在事件出现之前，该假设正确的概率；

②如假设是正确的，事件可望出现的概率；

③如任何其他假设是正确的，事件可望出现的概率。

在一般情况下，人们的推理基本上也按该公式进行，只是略显保守。

二、启发式策略

近年来的研究表明，人加工概率信息与贝叶斯公式很少有关甚至无关。研究表明，人们在进行概率推理时，往往不顾事件的基准概率信息，而是采用一些启发式策略。如代表性启发法、可得性启发法和调整启发法等。

请在5S内计算以下两题的运算结果

(1) 8×7×6×5×4×3×2×1=?

(2) 1×2×3×4×5×6×7×8=?

许多人认为第一题应为2250，第二题应为512。你知道为什么吗？

第十一章言语

教学目的要求

要求学生了解言语的结构、言语的理解和产生，双语。

言语是人们使用语言进行交流的过程，在人们的生活中起着重要的作用。人的言语活动包含复杂的心理过程，并与多种心理过程密切联系。到20世纪50年代，心理学家Chomsky(乔姆斯基)提出生成转换法则，对认知心理学和心理语言学的兴起和发展起着重要的推动作用。

本章介绍语言的结构、言语的理解和产生以及双语问题等方面的研究。

第一节语言的结构

每种语言都是音形意的结合，其基本语音单元自然数为音素，音素按一定的方式结合则可构成各种各样的语音。语音按一定方式结合则构成词素。词素是每个语言的最小的意义单元。由词素构成词、句、篇、章。

对应于不同的研究对象，可形成不同水平的研究，心理学对言语的研究，最重要的是句水平的研究。在这方面Chomsky（1957）提出的生成转换语法最为有名。

句子的树状图

一、生成转换语法

生成转换语法理论包括短语结构语法(Phrase Structure Grammar)和转换语法两部分，后者最为有名。

1.短语结构语法短语结构语法认为，一个句子是由许多组成成分构成的，其中短语是重要的结构。如右图所示。各成分按一定的重写规则构成短语、句子。

2.短语结构的心理真实性

Fodor(1965)进行声音位移实验表明:被试通常把在句子中任意位置听到的声音理解为在短语边界处听到，出现了声音“位移”现象。

3.转换语法

Chomsky认为，句子结构两种类型：表屋结构和深层结构。表层结构是句子的形式，深层结构是句子意义的抽象表征。转换法则可以将两种结构联接起来，并可实现多种表层结构与多种层结构的联接。

4.转换规则的心理真实性

二、语义的心理学理论

语言是交流的工具。

言语的意义即语义是语言的重要成分。

1.普遍认同的语义理论

语词是要领的形式，概论2是语词的内容或意义，命题是句子意义的基本单位。

2.联想性质的语义理论

Deese(1965)提出，认为一个字词的意义是由它所能引起的其他反应词(联想词)的范围来决定的。若两个字词有相同的反应词的分布，它们就有相同的意义；而两个字词的反应词的分布在什么程序上相重叠，其意义就在什么程度上相似或相近。

3.语义标记理论

Katz和Fodor（1963）提出，认为字词的意义可以分作两个部分。一个部分是由一组语义标记或特征所组成，每个标记说明字词的一部分意义。字词的另一部分称为选择性限制，其作用是对记号的可能的组合的限制。

第二节语言的理解和产出

听懂别人说的话或看懂文字材料，即所握言语或文字所表达的思想，都称为言语的理解。言语理解实际上是一个由表层加工到深层加工的过程。

一、言语的理解

言语的理解包括对话和阅读两种情况，而以对话时的言语理解显得最为突出。可以有下列模型说明其信息加工过程

1.系列模型与相互作用模型

言语理解的系列模型

系列模型认为，言语理解经历着顺序相对固定的一系列加工阶段（右图）。它从语

音开始，再到词汇、句法和语义。

相互作用模型认为，系列各水平的加工以复杂的方式发生相互作用，信息并不总是朝着一个方向流动，而且一些加工水平也是可以重叠的。

相比较而言，相互作用模型更接近于实际的言语理解过程。

2.言语理解的策略

①语义策略

根据语义来确定各种词类。“猴子水果吃”

②词序策略

利用词序的模式来加工言语信息。名-动-名

③句法策略

对句子进行分解和组合，变复杂句为简单句

3.言语理解中的信息整合与推理

已有知识在言语理解中的作用是起着语境和上下文作用。此外，推理在言语理解中也起到重要作用。

二、语言的理解和产出

言语的产出是从深层结构到表层结构的过程。Aderson(1980)提出了比较简化的三阶段模型,认为言语的产出要经历构造、转换和执行等三个阶段。

1.构造阶段

言语产出是人的有目的的活动，人表达自己的思想是为了影响别人，达到一定的目的。言语产出的第一阶段是确定要表达什么信息。

2.转换阶段

人们决定以何种语言、以何种规则将自己要传递的信息表现出来。

人们在平时交流中的一些语病说明转换阶段的存在：

词不达意心欲言而口难开

一般说来，在事先有准备的说话中较少出现语法错误，而在没有准备的情况下，由于人们将注意力放在第一阶段而出现较多的转换错误。

3.执行阶段

通过发音器官或其它方式将已构建的言语形式以外在的方式表达出来。如说出来或写出来。人们交流中的口误或笔误表明这是一个独立的心理过程。

许多资料表明，言语产出是以短语为单位的，一次产出一个短语。短语间的较长停顿为计划下一个短语提供必要的时间。

第三节双语

一、双语及其类型

除了母语外还能熟练地使用另一种（或多种）语言进行交流的现象叫双语，这种交流的

主体叫双语者。

双语者可分为两种类型：

合成性双语者：在相同的环境中同时学会两种语言的人。两种语言有严格的语义等价。

并列性双语者：在不同的环境中学会两种语言的人。两种语言没有严格的语义等价。

二、共同存贮说

该学说认为，双语者从两个语言通道获得的言语各有其信息编码、句法和词汇分析以及信息输出组织的单独系统。两者彼此联系，可以相互转译，但两个通道的语言信息有共同的意义表征，共贮于一个单一的语义记忆之中。

Taylor（1971）的自由联想发现，两种语言的联系处理于语义水平。

Glanzer（1971）的自由回忆实验表明，语义可以通过不同的通道得到强化。

共同存贮说示意模型

三、单独存贮说

该学说认为，从两个语言通道获得的信息各有进行加工和存贮的单独系统，不仅信息编码、语法分析等是分开进行的，而且各有自己的语义表征和存贮，也即存在两个语义系统和记忆库（如左图所示）。两个语言的记忆库的联系通过两个语义系统之间的转译来实现。而语言的产出，而由各自的系统输出。语义的编码各自独立。

单独存贮说与共同存贮说是相互对立的，但也有自己的支持实验。

Goggin和Wickens在短时记忆实验中发现，当被试连续学习几个用同一种语言书写的各种动物名称的字表后，会形成前摄抑制，减弱对同一种语言的同类字表的回忆效果。

但对另一种语言的同样字表的回忆却不存在这种现象。表明双语是单独存贮的。

四、有关两种存贮说的矛盾结果

两种对立的学说都自己的实验依据，这是一个挑战。人们倾向认为，这有可能因为双语者的个别差异所致。具体地说，与双语者的类型有关，合成性双语者可能共同存贮语义信息，而并列性双语者可能为单独存贮。