脑认知原理——脑与认知-概述

脑认知原理(PrinciplesofBrainCognition)游泽清第一讲概述•认知心理学是一级学科《心理学》一个分支•认知心理学研究的两个重要内容•认知心理学研究的两大特点•认知心理学的重要意义及局限性（定位）（研究什么）（怎么研究）（对信息加工理论评价）第一讲概述•认知心理学是一级学科《心理学》一个新的分支•认知心理学研究的两个重要内容•认知心理学研究的两大特点•认知心理学的重要意义及局限性研究心理的学科有许多分支：“发展心理学”、“教育心理学”、“人格心理学”、“社会心理学”、“儿童心理学”、“精神分析心理学”、“犯罪心理学”“认知心理学”等。(1)认知心理学是一级学科《心理学》的一个新的分支《心理学》研究：人在他所处的自然和社会环境中形成的心理现象和心理活动（每一种心理现象，都由一系列心理活动形成）各种心理现象:意动、认知、智力、情绪、人格等各种心理活动:知觉（注意）、记忆、理解、思维等（指认知方面的心理活动：学习、产生语言、解决问题）(1)认知心理学是一级学科《心理学》的一个新的分支意动:人的心理动作，即可以意识到的心理活动（想听、想看、想摸）。区别行动：行为动作《心理学》研究：人在他所处的自然和社会环境中形成的心理现象和心理活动心理现象:意动、认知、智力、情绪、人格等方面心理活动:知觉（注意）、记忆、理解、思维等(1)认知心理学是一级学科《心理学》的一个新的分支人如何获取知识信息《心理学》研究：人在他所处的自然和社会环境中形成的心理现象和心理活动心理现象:认知、意动、智力、情绪、人格等方面心理活动:知觉（注意）、记忆、理解、思维等(1)认知心理学是一级学科《心理学》的一个新的分支人如何存、取知识信息《心理学》研究：人在他所处的自然和社会环境中形成的心理现象和心理活动心理现象:认知、意动、智力、情绪、人格等方面心理活动:知觉（注意）、记忆、理解、思维等(1)认知心理学是一级学科《心理学》的一个新的分支人如何理解知识信息《心理学》研究：人在他所处的自然和社会环境中形成的心理现象和心理活动心理现象:认知、意动、智力、情绪、人格等方面心理活动:知觉（注意）、记忆、理解、思维等(1)认知心理学是一级学科《心理学》的一个新的分支人如何思考问题研究认知的学科也有很多分支：认识论(Epistemology)语言学(Linguistics)逻辑学(Logics)计算科学(ComputerScience)心理学(Psychology)(1)认知心理学是一级学科《心理学》的一个新的分支统称为“认知科学”(CognitiveScience)认知心理学是一门“认知科学”与“心理学”的交叉学科第一讲概述•认知心理学是一级学科《心理学》一个新的分支•认知心理学的两个重要内容（研究对象)•认知心理学研究的两大特点•认知心理学的重要意义及局限性•认知过程•认知结构(2)认知心理学研究的两个重要内容研究对象:认知过程中的几个阶段：•知觉（注意）•记忆•理解（思维）•言语(每阶段有特定的加工处理)2-1认知过程（阶段、特点）认知过程中的几个阶段：•知觉（注意）•记忆•理解（思维）•言语(每阶段有特定的加工处理)2-1认知过程感觉：接受各类外界刺激知觉：利用已有知识、经验，通过“模式识别”，对外界刺激进行解释注意：1选择外界刺激；2按刺激需要调用已有知识、经验认知过程中的几个阶段：•知觉（注意）•记忆•理解（思维）•言语(每阶段有特定的加工处理)2-1认知过程•知识的表征•可以意识或无意识地存储、提取认知过程中的几个阶段：•知觉（注意）•记忆•理解（思维）•言语(每阶段有特定的加工处理)2-1认知过程•概念的形成或调用•推理•问题解决认知过程中的几个阶段：•知觉（注意）•记忆•理解（思维）•言语(每阶段有特定的加工处理)2-1认知过程•语言的理解•文字的阅读2-1认知过程•自下而上加工与自上而下加工•系列加工与平行加工•控制性加工与自动化加工认知过程中的几个特点：（阶段、特点）2-1认知过程•自下而上加工与自上而下加工•系列加工与平行加工•控制性加工与自动化加工认知过程（信息加工）几个形式：•自下而上加工（资料驱动处理）依赖外界刺激•自上而下加工（概念驱动处理）依赖知识经验2-1认知过程•自下而上加工与自上而下加工•系列加工与平行加工•控制性加工与自动化加工认知过程中的几个特点：•系列加工依序处理如听人讲话、读书•平行加工同时处理如听报告看字幕2-1认知过程•自下而上加工与自上而下加工•系列加工与平行加工•控制性加工与自动化加工认知过程中的几个特点：•控制性加工意识性认知活动如读书•自动化加工无意识认知活动如读书时出现联想2-2认知结构脑内(认知结构)表征形式，分为两类：•表述性知识(意识)概念（命题）、表象（图式）命题由概念组成；图式（阅历）由表象组成2-2认知结构脑内(认知结构)表征形式，分为两类：•表述性知识(意识)概念（命题）、表象（图式）•程序性知识(无意识)产生式规则(环境—行为规则)脑外信息表征形式：媒体（信息的载体）产生式规则：在特定环境下产生的行为规则动物鸟鱼鸵鸟鲑鱼有皮肤能活动会吃会呼吸有翅膀会飞有羽毛会唱歌黄颜色腿细长高个子不会飞鲨鱼吃人危险物会游泳有鳃红色可食用上游产卵有鳍金丝鸟例:概念的表征结构两种类型：倒树结构、超联结构采用信息加工观点第一讲概述•认知心理学是一级学科《心理学》一个新的分支•认知心理学研究的两个重要内容•认知心理学研究的两大特点（研究方法）•认知心理学的重要意义及局限性•建构各种认知模型•采用信息加工观点(3)认知心理学研究的两大特点研究方法：3-1建构认知模型1对于无法直接观察的研究对象（如原子、地球、宇宙等）•由已知的“输入/输出”关系，推测内部工作过程（建立“模型”）•用“模型”说明“输入/输出”关系，不断修正（完善“模型”）2对于复杂的研究对象（如人体、机器的内部结构等）•可简化与研究无关的部分（形成工作模型）认知心理学研究方法：用各种认知模型说明人的认知活动（利用”模型”的研究方法）各种认知模型：•模式识别模型•记忆模型•语意网路模型•决策模型•信息加工模型等对认知模型的要求：•形象表现认知过程和结构•解释认知中的一些现象•预测新现象或验证理论•吸收或兼容相关成果例:信息加工模型（客观）知识信息（刺激）控制系统原意识（组块）（长时记忆）（短时记忆）知觉理解推理新意识肌体行为（反应）（由“输入、输出、控制、处理、存储”五部分组成）输入输出控制处理存储•人脑与电脑的类比•信息加工系统（IPS）•将认知系统视为一个IPS•认知系统是智能的IPS3-2采用信息加工系统观点1．人脑与电脑类比:将认知系统（人脑）类比成信息加工系统（电脑）（InformationProcessingSystem，IPS）•只是功能方面类比不考虑物质构成（电子元件和生物细胞）•只对应计算机的逻辑结构不考虑物理结构（后者对应生物神经结构）2．信息加工系统（IPS）的理论基础：符号操作系统（SymboloperationSystem）•加工的对象为符号（Symbol）符号表示的内容：▲某一事物▲一种操作（加工事物或信息）呈现符号的形式：语言、画面或其它标记等。2．信息加工系统（IPS）的理论基础：符号操作系统（SymboloperationSystem）•加工的对象为符号（Symbol）•这些符号间具有一定结构（Structure）符号结构▲语言:语法结构▲计算机:编程规则2．信息加工系统（IPS）的理论基础：符号操作系统（SymboloperationSystem）•加工的对象为符号（Symbol）•这些符号间具有一定结构•经过信息加工后，得到的符号仍在该系统中符号(某一事物或某一操作)(某一事物或某一操作)信息加工符号信息加工过程刺激感官加工为内部转换成肌肉反应概念和观念语言或行为获得知识应用知识记忆刺激:信息（符号）感官:从外部获得信息（符号）（经加工转换为内部概念、观念）符号:事物或操作3认知系统的IPS结构：反应：信息（符号）肌肉：向外部输出信息（符号）符号:事物或操作信息加工过程刺激感官加工为内部转换成肌肉反应概念和观念语言或行为获得知识应用知识记忆加工、转换、记忆：对符号进行一系列操作•制作、删除符号•复制、调用符号•对符号或符号结构进行转换信息加工过程刺激感官加工为内部转换成肌肉反应概念和观念语言或行为获得知识应用知识记忆获得知识:外部刺激----概念、观念-----记忆知识应用知识:调用知识----语言、行为----对外反应认知过程（信息加工过程）：获得知识+应用知识过程•输入符号(刺激)•输出符号(反应)•储存符号(记忆)•复制符号(调出)•建立符号结构（建立新的认知结构）•条件性迁移（知识迁移）4．认知系统是智能的IPS智能系统具有6种功能：计算机计算机具有输入、输出、数据库、策略和实时生成结果功能，因而是智能系统。输入输出库策略现生成结果认知系统也具有上述6种功能：•刺激(输入)•反应(输出)•记忆(储存、调出)•知识结构（符号间的关系）•由获得知识转向应用知识（条件性迁移）因此，认知系统是智能的信息加工系统(I-IPS)计算机类比用信息加工观点（Computermetaphor）解释人的认知活动。（计算机和人都具有智能）附:计算机类比与计算机模拟计算机模拟用编写的计算机程序（ComputerSimulation）来完成心理过程（如下棋、治病等）计算机模拟属于“人工智能”的内容第一讲概述•认知心理学是一级学科《心理学》一个新的分支•认知心理学研究的两个重要内容•认知心理学研究的两大特点•认知心理学的重要意义及局限性4-1认知心理学已被公认为“心理学的第二次革命”4-2用信息加工观点研究认知活动是有局限的（4）认知心理学的重要意义及局限性4－1认知心理学的重要意义1.《认知心理学》发展的三个重要阶段：1874年冯特（Wundt）：心理科学《生理心理学原理》-----心理科学诞生1913年华生（Watson）：行为主义《从行为主义观点看心理学》----第一次革命1967年奈塞尔（Neisser）：认知心理学《认知心理学》-----第二次革命冯特（Wundt）：《生理心理学原理》•明确心理学研究内容:意识•采用心理学研究手段:内省法•第一次提出，将物质科学与心理科学分离：物质科学——研究客观规律（物理、化学等）心理科学——研究心理规律（意识）•第一次用实验手段研究心理现象（内省法）从此，心理学开始被视为一门“科学”！华生（Watson）：《从行为主义观点看心理学》•否定研究内容:心理、意识•强调科学方法:共证(刺激、反应)•反对冯特的观点:意识“像鬼火，看不见，摸不着，浪费了几十年时间，心理学是到放弃对意识的研究了”。•共证指用大家都能看到的实验结果来证明；(革命！）“刺激、反应”利用了巴甫洛夫的条件反射概念（Ｒ－Ｓ理论）行为主义是一种不研究心理的心理学。适应了当时工业生产急需大量工人（只干活，不思考）的需要。在这期间，出现了许多心理学派：符兹堡学派----研究无意象思维格式塔（Gestalt）心理学----研究完形艾宾浩斯----研究记忆条件反射-----研究刺激、反应之间关系……奈塞尔（Neisser）：《认知心理学》•明确心理学研究内容:意识•采用心理学研究手段:统一的信息加工观点•对行为主义否定研究意识的再否定，是对心理学研究的深化•用统一的信息加工观点和模型描述认知心理活动，形成了一门研究认知心理机制的新学科。(革命！）4－1认知心理学的重要意义从两个方面看认知心理学的重要意义•相对行为主义强调研究认知活动的内部心理机制，对行为主义否定研究意识的再否定，这种回归不是倒退，而是螺旋式上升，即人类对自身心理认识的深化。4－1认知心里学的重要意义•相对早期的各学派研究：符兹堡学派----研究思维，仅限于无意象思维,有局限格式塔（Gestalt）心理学----研究知觉，强调综合,忽视分析艾宾浩斯----研究记忆，缺乏统一的记忆模型解释学习时讲条件反射-----忽视了人和动物心里之