创造能力不同学生的分类加工过程差异的眼动特点

心理学报2010,Vol.42,No.2,251−261ActaPsychologicaSinicaDOI:10.3724/SP.J.1041.2010.00251收稿日期:2006-11-19*教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目“创新人才与教育创新研究”课题(03JZD0034)。通讯作者:林崇德,E-mail:[e-mail];沃建中,E-mail:[e-mail]251*(北京师范大学发展心理研究所,北京100875)在分类理论观的基础上,本研究在目标匹配范式下,使用可以表示一定概念的现实物体或场景的图片材料,通过眼动记录法对分类加工过程的分离,考察了40名创造能力不同的中学生分类加工过程的差异。结果表明,在首次加工阶段,创造能力高和低的被试均先对目标类别概念进行加工,然后再对选项区的待分类概念进行加工。创造能力高的被试更多地使用概括性的加工策略完成任务并表现出加工的有效性,创造能力低的被试更多地使用比较性的加工策略表现出加工的无效性。在再加工阶段,高和低创造能力的被试将加工的重点放在待分类概念上。创造能力低的被试通过概括和比较的策略完成任务。创造能力;分类加工;目标概念;待分类概念;眼动B8441问题提出1.1创造能力与分类加工从分类的相似观强调分类是从概念出发通过比较归纳概念间关系的加工过程,而分类的理论观则认为,在大结构中起到联系作用的样例、特征和概念间的关系才是分类加工的真正出发点。二者的矛盾表现在:首先,概念和概念间的关系问题。基于相似性的归类理论都是在特殊的抽象水平的概念内讨论问题的,很少或无法涉及到概念间的关系。分类的过程就是拿客体的特征和大脑中的类别表征相比较,然后归到最相似的类别中去。但是从相似的理论观上出发,就会提出这样的疑问：为什么选择这些特征而不选择其他的特征呢？如果用有羽毛、卵生、会飞的特征来比较,企鹅将不能被归为鸟类,而用羽毛、卵生的特征的话企鹅就可以被归为鸟类了。因此,理论观强调人们头脑中已有知识在分类中的重要作用。研究发现,单纯的感知相似性不能充分解释类别的形成,自然类别的表征更多的是以理论和已有知识为基础的(Murphy&Medin,1985),如专业知识对树种分类的结果有显著的影响(Medin&Lynch,2000)。其次,概念内部特征之间的关系问题。归类的作用在于获得某一概念的知识,从而让我们在必要的时候懂得如何运用它。从分类的相似观出发我们知道一辆自行车是由车架、车轮、脚蹬、车链、车铃等各个部分组成的。而理论观则认为,真正了解一个概念不仅要知道这个概念的特征而且要知道概念特征之间的关系。一辆自行车的概念不仅包括车架、车轮、脚蹬、车链、车铃等,还要包括如何组合这些部件才能成为一辆真正的自行车,才可以供人使用。当我们看到自行车的车轮掉下来的时候我们知道这辆车不能骑了。已有的研究中,在提供了分类主题且被试的已有知识和主题一致的分类活动中,被试的分类学习要快于没有提供分类主题的任务,而且任务完成得更好(Kaplan&Murphy,1999,2000;Spalding&Murphy,1996)。因此,同分类的相似观相比,分类的理论观将自上而下的加工模式引入到分类加工的过程中,弥补了相似观中只强调自下而上加工的模式的不足,同时指出了知识效应在分类加工的重要性。被试的知识背景不仅影响事物的分类而且影响类别的结构和表征(Ross&Murphy,1999)。且预先的知识不管是从长252心理学报42卷时记忆中提取(Rehder&Ross,2001)的还是在实验中习得的,都会对分类归纳产生影响(Rehder&Hastie,2001)。甚至是在无意识学习的条件下(Fu,Liu,&Fu,2004),被试对概念结构中因果关系的觉察也高于对无因果关系的觉察,而且同有意识学习条件下的学习效果无显著差异(Wattenmaker,1999)。这些结果证明了已有知识对类别学习的影响。已有的知识会对分类归纳产生影响现已是不争的事实,但是知识对分类归纳的影响机制,即知识依附于何种能力又如何对分类加工产生影响,目前并没有得到解释。因此本研究选取与知识密切相关的创造能力作为切入点,解读创造能力不同的被试分类加工过程的差异。我们知道创造能力是运用已有知识产生新知识的能力。虽然关于创造力的本质和定义仍在争论中,但国内对创造能力的定义比较一致的看法是,根据一定的目的,运用一切已知信息,产生出某种新颖、独特、有社会或个人价值的产品的智力品质,这里的产品既指思维成果,也指物质成果。因此,对已有知识的理解、运用并生成新的知识是创造性活动和分类活动共有的思维特点。在此共性的基础上,本研究的目的之一即为考察创造能力和分类加工之间的关系,研究者认为创造能力的高低会影响被试的分类加工过程,创造能力不同的人在分类加工的不同阶段会有不同的行为表现,研究者预计,创造能力高的被试因为其对知识掌握的高灵活性而会比创造能力低的被试更准确地完成分类任务。1.2眼动与分类加工过程虽然现有研究中少有的学者使用眼动记录的方法来研究类别学习,但是注意和眼动之间的紧密联系已经被大量的认知任务验证(Deubel&Schneider,1996)。因此眼动记录的方法在阅读(Rayner,1998)、语言产生(Meyer,Sleiderink,&Levelt,1998)、理解(Frisson&Pickering,1999)、背景感知(Henderson,1999)、问题解决(Grant&Spivey,2003)、技能获得(Haider&Frensch,1999)和面孔识别(Althoff&Cohen,1999)等认知过程的研究中都被认为能够有效地测量认知加工过程(Rehder&Hoffman,2005a)。最早使用眼动记录仪进行分类研究的是Rehder和Hoffman(2005b),他们致力于探索类别学习过程中注意转移和眼动的关系。研究发现,在经典的类别研究范式中正确的分类与被试注意的类别维度的数量相关(Shepard,&Hovland,1961),这一过程由眼动数据中反映出的注意力的最佳分配而证明(Rehder&Hoffman,2005b)。在本研究中,研究者同样地使用眼动记录仪来考察被试在分类加工过程中注意力的转移与分配。但不同的是,首先,Rehder和Hoffman(2005b)的研究以分类的相似观为理论基础,因此他们选用的材料都是维度清晰的人工材料,被试可以明白清楚认知物体的每一个维度但却往往无法将其整合,认知完整物体。而本研究以分类理论观为基础来考察分类加工过程,因此使用的材料不是没有实际意义的人工材料而是一些现实生活中的物体和场景的绘图,被试需要理解整张图片的内容才能完成实验任务。用此来考察被试在其原有知识的基础上对图片内容的理解和加工。其次,前人的图形研究中传统的眼动指标为注视时间,注视点个数和注视概率等,虽然将考察区域划分成了不同的兴趣区,实现了对特征维度的分离,但是却没有考虑到在同一特征维度上,不同加工过程中注意的累加。因为加工过程的复杂性,被试对材料的加工往往有多个加工过程,为了考察这些过程,我们的实验采用了多种眼动指标(某个兴趣区第一次被注视到的时间,是否是第一个注视到的兴趣区,首次注视时间,凝视时间,凝视点个数,再读时间,回视次数,回视时间,注视时间,注视点个数),将加工过程分为首次加工和再次加工,考察在不同的加工过程中注意力的分配和转移,实现了加工过程顺序上的分离和比较。再次,本研究范式为分类研究中的目标匹配范式,将每个任务材料分为问题区(目标类别概念区)和选项区(待分类概念区),被试需要首先概括出目标概念然后对待分类概念做出选择。在这种范式中,我们可以分别考察被试在问题区和选项区上注意力的分配和转移,分离出概括和比较二种加工过程,实现了加工过程种类的分离和比较。综上,使用眼动记录的方法结合对过程的分离使研究者能够直观地“看到”不同分类加工过程中被试注意力的变化,也就使得研究者直观地了解到被试在完成分类任务过程中的信息加工模式。不同的信息加工模式导致不同的任务策略,而不同的策略导致任务完成的准确性和时间上的差异。将其应用于创造能力不同的被试在分类归纳任务中加工方式的差异研究,希望能够了解到创造能力不同的被试的分类加工过程的差异。本研究的假设是:创造能力的高低会影响被试的分类行为,创造2期沃建中等:创造能力不同学生的分类加工过程差异的眼动特点253能力高的被试其分类归纳的正确率高于创造能力低的被试。在分类加工的首次加工阶段,创造能力高的被试会更早地注视到问题区域并按照概括－比较的顺序进行有效加工,而创造能力低的被试表现出加工的无效性。在分类加工的再加工阶段,创造能力低的被试按照概括－比较的顺序进行加工,而创造能力高的被试则没有这一过程。在整个分类加工过程中,创造能力高的被试表现出加工的高效性。2研究方法2.1被试先选取北京市某重点中学初一到高三的学生共520人参加创造性思维能力测验,每个年级选取一个普通班,一个重点班。尤其是尽可能地把有创造力成果(包括老师推荐和参加过相关竞赛活动)的中学生纳入其中。然后选择创造性思维能力得分在前5％的29人作为高创造能力组;后5％的23人作为低创造能力组。其中收集到有效眼动数据的人数为高创造能力组21人,低创造能力组19人。矫正视力1.0以上。2.2实验材料2.2.1被试筛选材料本研究采用自编的《中学生创造性思维能力量表》作为对被试的创造能力进行筛选的材料,该量表是在《托兰斯创造性思维能力测验》(TTCT)、《Snijders-Oomen的非言语智力测验》、《遥远联想测验》和Sternberg的《三元智力测验》的基础上开发出来的。包括发散思维和聚合思维两部分。发散思维量表都是主观题,包括“非常用途”、“词语联想”、“可能的解释”、“图形意义解释”、“组合图形”和“未完成图形”。聚合思维量表都是客观题,包括“遥远联想”、“分类概括”、“事件排序”和“填充图形”。被试完成整个量表约需2个小时的时间。该量表具有良好的信效度指标。总量表的内部一致性系数为0.85,发散思维量表和聚合思维量表的内部一致性系数分别为0.89和0.71。发散思维量表和聚合思维量表间隔4个月后,重测信度为0.30和0.67;复本信度为0.82和0.77;发散思维量表的评分者信度为0.99。2.2.2正式实验材料为了排除相似性的干扰,实验中所使用的图形不是有简单的几个维度的几何图形,而是画有一些事物或表示一定事物关系的手绘黑白线条图。每个题目中的目标图片和备选图片表示的概念为下位概念,但整个题目是以上位概念为中心的。被试需要对题干中的图片进行加工,抽象概括出目标图片表示的上位概念,然后再对备选图片归类。题目分成3个水平,例如容易的题目是按具体概念分类,如图1是食物,附录中的A2是衣物;难的水平是抽象水平分类,如附录中的A7是按自由分类。首先对题目进行筛选和修改,选取北京师范大学心理学院本科生和研究生被试20人纸笔方式完成题目,并给出意见(包括图片是否能够反映想考察的概念,图片的难度梯度如何);实验者根据反馈意见修改图形,直到被试对图形所表达的概念没有异议。最终选取图片24张,其中练习实验图片2张,正式实验图片22张。见图1。2.3兴趣区的划分将每一个表示某一概念的图片(1~8)作为一个兴趣区,共８个兴趣区;将作为问题的上面三张图片(9)作为问题区,将备选的下面五张图片(10)作为选项区,因此整道题共有10个兴趣区。见图1。2.4实验仪器和程序本研究所用的眼动记录仪是由美国科学实验室(ASL)生产的504型眼动仪;实验程序由DELL奔腾４计算机呈现于17寸液晶显示器。眼动程序为控制软件EYEPOS和分析软件EYENAL和FIXPLOT,开启后EYEPOS自动纪录被试相关的眼动数据;主试控制程序呈现实验图片,实验程序自动记录被试的反应的结果和时间,反应时的精确度为毫秒。开始后被试用鼠标在显示屏中选择答案,一道题完成后间隔1500ms程序自动进入下一题,直至实验结束。2.5实验任务与步骤(1)单独施测,被试