第十章认知心理学

第十章认知心理学•第一节思想渊源和历史背景•第二节信息加工的认知心理学•第三节联结主义的认知心理学•第四节对认知心理学的评价第一节思想渊源和历史背景•一、认知心理学的开始•乔治·米勒《神奇的7±2：我们加工信息的容量限制》•杰罗姆·布鲁纳倡导的“知觉的新观察运动”(NewLookMovementinPerception)，暗示着心理表征功能的存在。•斯蒂文森(S.S.Stevens)于1956年发表的心理物理学方面的研究显示了人对刺激的知觉量与物理刺激强度之间的非线性关系。•1956年，对认知心理学的发生来说最具影响力的还是三个方面的研究：费斯廷格的认知失调理论（cognitivedissonancetheory）、西蒙和纽厄尔的人工智能逻辑理论的程序、乔姆斯基的语言学理论——“转换－生成语法”。•2、1967年奈瑟尔出版的《认知心理学》标志着认知心理学新思潮的形成。•“认知心理学”杂志和“认知科学”杂志分别从1970年和1977年开始出版发行。二、认知心理学的哲学渊源•从更一般意义上分析，认知心理学的哲学渊源首先是经验主义，以及与之一脉相承的实证主义、逻辑实证主义、行为主义。•科学的发展从经验主义或实证主义那里继承的主要是“实证性的”原则。•逻辑实证主义是现代认知心理学主要的哲学基础•理性主义在纠正和否定行为主义的机械论和还原论过程中也起到了关键作用三、现代心理学自身的发展和矛盾运动•（一）与早期实验心理学的联系•现代认知心理学是实验心理学在推翻行为主义之后向早期实验心理学的回归。•（二）与格式塔心理学的联系•认知心理学与格式塔心理学的研究领域比较接近。•（三）与行为主义心理学的联系•1、行为主义的研究为认知心理学提供了有效的实验方法学体系。•2、在理论方面，新行为主义者托尔曼所倡导的目标－－对象手段的整体行为观和带有认知综合特征的目的行为主义对信息加工心理学的兴起产生了一定影响。•（四）与皮亚杰的发生认识论的联系•1、皮亚杰的发生认识论与信息加工认知心理学都关注认知的内部结构或机制，它们是“认知革命”的同盟者。•2、皮亚杰的发生认识论充满着辩证法，带有明显的系统论和整体论思想。信息加工心理学也充分体现了系统论、控制论、信息论的思想，认为人的信息加工是认知结构中的信息选择、接受、编码加工、贮存、提取和使用的过程。•3、皮亚杰的发生认识论和信息加工心理学都表现出对行为主义方法论的改良并表现出完全相似的兼容性。四、相关学科的研究和社会需要的影响•（一）心理语言学的影响•乔姆斯基著名的转换生成语法理论，认为句子的结构可以分成表层结构和深层结构。人的语言能力主要是天赋的……乔姆斯基的理论对信息加工心理学的形成和发展起到了积极的推动作用。•（二）人因学及相关理论研究的影响•英剑桥大学的心理学家布鲁德本特运用信息加工观点处理人的知觉、注意以及信息通道等心理学问题，开创了信息论在心理学中应用的先例。•（三）计算机科学或人工智能研究的影响•1、计算机科学对信息加工理论的形成提供了技术工具、描述性的语言和有关计算理论方面的基础，对其形成和发展起到了决定性的作用。•2、图灵的图灵机(Turingmachine)和图灵检验(Turingtest)及西蒙和纽厄尔的人工智能研究，促进了认知心理学的发展，从六十年代后期开始，信息加工认知心理学逐步成为心理学发展中的主流。第二节信息加工的认知心理学•一、信息加工心理学的基本观点•二、信息加工心理学的主要研究•三、信息加工心理学的主要研究方法一、信息加工心理学的基本观点•1、人脑是一个类似电脑一样的信息加工系统，信息加工的结构和过程可直观地表示成流程图或称为“箭框模型”。如图所示。图示的信息加工系统，也称“符号操作系统”，主要由四部分组成：感受器、效应器、处理器、记忆装置。•2、信息加工心理学就是研究信息在信息加工系统中的传递、转换、贮存和作用机制。二、信息加工心理学的主要研究•（一）知觉加工与模式识别研究•1、模板匹配模型•模板匹配模型(templatematchingmodel)是根据机器的识别模式提出来的。它的中心思想是认为人的记忆系统中储存着各式各样的刺激物的模板，当输入的刺激信息正好与某一储存的模板相匹配，该刺激信息就得到破译和识别。•2、原型匹配模型•原型匹配模型（prototypematchingmodel）认为在记忆系统储存的不是与外部刺激严格对应的模板，而是一类刺激物的概括性表征——原型，所谓原型是指一类事物综合、抽象的产物。一般信息加工系统会根据输入信息与原型的匹配程度来识别信息，寻找与其最佳匹配的原型，并赋予其一定的意义，从而使之获得理解。显然，原型匹配模型克服了模板匹配模型不灵活、不经济的缺点，对其进行了改进，同时也得到了更多生活经验和心理实验的支持。•3．特征分析模型•特征分析模型(featureanalysismodel)认为，主体首先对所接受的信息进行特征分析，然后将分析结果与储存在长时记忆中的各事物的特征表进行比较，最佳匹配将获得识别。（二）注意的研究•1．过滤器模型•英国心理学家布鲁德本特在实验基础上提出了注意的过滤器理论，又称单通道理论或早期选择模型，这种过滤器按照“全或无”的原则工作。该理论认为，人的大脑皮层的加工能力非常有限，为了避免系统超载，就需要过滤器加以调节，选择出一部分信息进入高级中枢的分析阶段，于是在信息输入通道出现了瓶颈口式的过滤器。通过过滤器的信息受到进一步的加工而被识别和贮存，其余信息则被阻止在高级中枢之外•2．衰减器模型•特瑞斯曼（A.m.Treisman）提出衰减器模型，又称中期选择模型。该模型认为信息通道中的过滤装置是按照衰减方式工作的，它包括两种情况：一是在知觉分析之前对输入的感觉信息给予不同程度的衰减，称为外周过滤器。一是在知觉分析之后，由于长时记忆中的项目具有不同的激活阈限值，输入信息（追随耳）未受衰减时能顺利激活有关记忆项目而得到识别、输入信息（非追随耳）受到衰减时因强度减弱而常常不能激活有关记忆项目，故不能被识别。但特别有意义项目（如自己的名字）的激活阈限较低，因此能被激活和识别，这一过滤装置被称为中枢过滤器。•3．晚期选择模型•晚期选择模型认为，选择性注意发生在信息加工的晚期，过滤装置位于知觉加工和工作记忆之间。该模型假定所有输入信息都到达了长时记忆，并激活其中的相关项目，然后竞争工作记忆的加工，知觉强度高的或意义较重大的信息获得进一步的系列加工，然后做出反应。这个模型能很好地解释注意分配现象，因为输入的所有信息都得到了加工；也能解释特别有意义的信息容易引起人的注意，因为贮存在长时记忆中的这些项目激活阈限是很低的。但是，这个模型不经济，它假设所有输入信息都被中枢加工。•心理智源限制理论•卡尼曼（D.Kahneman）提出心理智源限制理论。这种理论把注意看作是心理智源，而人的心理智源在总量上是有限的。人的心理智源可以在意识控制下进行分配，努力程度较高的任务调用的心理智源多，活动效率也高，但当把心理智源全部调用时，努力程度提高也不能再提高活动效率了。当人面临不止一项任务时，心理智源将在各任务间进行分配。该理论可以很好地解释注意分配现象。（三）记忆的研究•1、关于记忆结构的研究•1965年，诺尔曼正式提出两种记忆说，即在人的长时记忆系统（Long-termmemorysystem）之外还存在着短时记忆系统（short-termmemorysystem）。•阿特金森和希夫瑞（1968）记忆的三级信息加工模型：记忆由感觉记忆、短时记忆和长时记忆三个存贮系统组成。•克雷克的加工水平说：信息保持时间的长短是由于其受到了不同水平的加工——感觉的、表层的、非语义的浅加工，也可以受到结构性的、语义的深加工，信息加工会留下记忆痕迹，所以记忆是信息加工的副产品。2、记忆信息表征的研究•长时记忆中的信息也被称为知识，可分为两大类：陈述性知识和程序性知识。•程序性知识：关于技能和解决问题过程方面的知识。•陈述性知识：关于事实的信息的知识，其表征方式有情景性的和语义性的，其中语义记忆信息的表征理论主要包括网络模型和特征分析模型两类。①、网络模型：人脑对语义的记忆是以网络形式分层存贮的，所有概念均按照逻辑的上下级关系分若干层次，各层次的概念依次有连线相通，由此构成一个层次网络，概念的特征附着于网络的各个节点上。②、特征分析模型：概念的表征依赖于特征集，任何概念都包括一个定义特征集和一个描述特征集，两个概念的特征交叉越多，概念的重迭就越多。（四）问题解决的研究•1、20世纪50年代《思维研究》和《人类问题解决》的发表，标志着信息加工理论对问题解决研究的开始。•《思维研究》是Bruner等于1956出版的，主要是研究对刺激信息进行分类的认知过程；•《人类问题解决》是纽威尔和西蒙等1972年发表的，这本专著可以被称为是现代认知心理学关于问题解决研究的经典之作。纽威尔和西蒙关于问题解决的理论，可被称为产生式问题解决理论，他们认为问题解决是对问题空间不断进行启发式搜索的过程。•2、关于问题解决的另一项主要研究是专家与新手的研究。专家与新手在问题解决方面主要表现为问题表征和问题解决方法类型上的差异。三、信息加工心理学的主要研究方法•（一）实验方法•信息加工心理学的实验法，以反应时和作业成绩为指标。•反应时法是其最有效的和最典型的实验方法，主要包括减法反应时法和加因素法。•（二）眼动研究方法•眼动(eye-movement)即眼球运动，它有三种基本方式：注视(fixation)、眼跳(saccades)和追随运动(pursuitmove-ment)。•眼动实验依赖于眼动仪，眼动仪就是记录眼球运动信息的仪器。•眼动研究常用的资料或参数①、眼动轨迹图：②、眼动时间③、眼动的方向和距离④、瞳孔大小与眨眼•（三）口语报告分析法•1、口语报告分析法(protocolanalysis)，也称出声思考法(think-loud)，是一种由被试大声报告自己在进行某项操作时的想法，使内部的思维过程外部言语化，来探讨内部认知过程的方法。•2、口语报告多半在操作时进行，也可以在操作后通过回忆来叙述。•3、口语报告分析法是对传统内省法的批判与继承，该方法已经被许多信息加工心理学家所接受和采用。•（四）计算机模拟法•计算机模拟(computersimulation)是信息加工心理学最有代表性的一种研究方法，它是通过对心理过程的计算机模拟来认识人的心理活动过程，即对人的内部信息加工过程进行逻辑分析。通常和理论分析结合在一起，多从程序缩减、流程分析、程序模拟三方面入手。第三节联结主义的认知心理学•一、联结主义和认知革命•1、心理学家赫布(DonaldOldingHebb)于1949年提出假说：神经系统的学习是发生在两个神经细胞相互连接的突触处，突触间的连结强度是可变的，并首次给出了突触间连结权重值变化的方案，即著名的Hebb学习规则•2、1958年罗森布莱特提出感知器模型，该模型具有分类、自学习、分布式贮存、并行处理和一定的容错性。•3、McClelland等1986年出版的《并行分布加工：认知的微观结构之探索》第一次系统阐述了联结主义的观点和成就，被称为联结主义的里程碑式著作。•4、联结主义将认知机制的解释或理论建立在复杂的神经网络之上，这一神经网络由大量神经单元相互连接而成，信息不是固着于某一神经单元，而是平行分布于网络结构中。二、联结主义的基本观点与模型•1、联结主义模式的基本构成成分包括单元和联结。•单元是带有活性值（activationvalue）的简单加工器。•联结是单元之间相互作用的中介，单元及单元之间的联结构成网络。•2、一般来说联结都是加权的（weighted），权值可正、可负，特定的输入将根据权数的提示而决定接受它的单元是兴奋还是抑制。•3、联结权重决定着联结的重要性以及对通过它所联结的单元之间的影响程度。•4、在联结主义模式中，知识是贮存在加工单元的联结之中，单元的激活表征将引起其它单元新的激活模式。•5、联结主义试图构建一个更接近于神经活动的认知模型，认知就是相互联系的