认知心理学
王甦 汪安圣
北京师范大学出版社
绪 论
第一节 认知心理学的对象
一、什么是认知
生活中的一些事件：
1、考虑一下这个“字”——就是你刚刚读过的这个“字”。你读着这个字时，心里发生过什么事？
2、在你的老家的房子，大门是开在左边的呢，还是开在右边的呢？
3、唐明皇家的电话号码是多少？
4、有一个字是由七个字母所拼成，末尾一个字母是y；这个字的意义是：“一群互相打交道的、住在同一地区的，并享有共同文化的个人”。这是个什么字？
5、如果从明天算起四天之前是星期四，那么，从昨天算起三天之后是星期几？
6、橡果对橡树的关系犹如婴儿对_____的关系。
7、下面一组单词里，哪一个词放在这组词里面不合适——玫瑰、水仙、风信子、土豆、郁金香？
8、“古时候有一位国王和王后，他们在生活中每天都要彼此说一句，‘咱们多么盼望生个孩子啊！’可是他们仍然是膝下无子。有一天，王后正在沐浴，忽然一只青蛙从水里跳出来说，‘您的愿望定能实现的。’”……从这段话中你能知道些什么呢？
认知：指通过心理活动（如形成概念、知觉、推理、判断或想象）获取知识。
二、什么是信息加工观点
是将人脑与计算机进行类比，将人脑看作类似于计算机的信息加工系统。
人与计算机的类似之处：
1、都有信息的输入和输出、信息储存和提取
2、都依照一定的程序对信息进行加工
三、什么是认知心理学（含研究对象）
认知心理学：是以信息加工观点来研究认知活动的心理学。其研究范围包括①感知觉、注意、表象、学习记忆、思维和言语等认知过程；②儿童的认知发展；③人工智能（计算机模拟）。
（一）信息加工的一般原理
1、信息加工就是对符号进行操纵
（1）符号就是模式，如语言、标记等；
（2）符号的功能是代表、标志或者指明外部世界的事
物；
（3）符号之间通过一定联系而形成符号结构。也叫语句。
符号和符号结构是外部事物的内部表征。
（4）符号结构之间可以互相表征。
（5）符号不仅可以代表外部事物，还可以标志信息加工的
操作（程序）。
2、信息加工系统的一般结构
Newell & Simon，1972
（1）加工的对象：符号结构
（2）加工的构成：感受器、效应器、记忆、加工器
（3）关于加工器的组成
A、一组基本信息处理过程。如制作和销毁符号，复制、改变原有的符号结构
B、短时记忆：保持基本信息过程所输入或者输出的符号结构等；
C、解说器：将A和B加以整合，决定基本信息过程的系列。
3、信息加工系统的功能
（1）基本功能：信息的输入、输出、储存、复制以及建立符号结构和条件性迁移。
（2）Newell & Simon认为，有智能行为的系统必然具备这些功能，以符号操纵为基础的信息加工系统就具备对环境的适应能力，表现出目的性行为。这种系统对信息加工的能力是有限的，加工方式是系列的（连续、逻辑，不会表现出非逻辑、动机、情感等） 。
二、认知心理学的实质
1、信息加工观的心理学结论
（1）心理学应当研究行为的内部机制（内部心理活动）；
（2）心理过程可以理解为信息的加工过程；
（3）能够建立心理过程的计算机模型。
2、认知心理学的实质
在于它主张研究认知活动本身的结构和过程，并且把这些心理过程看作信息加工的过程。
3、认知心理学的核心
是揭示认知过程的内部心理机制，即信息是如何获得、贮存、加工和使用的。
第二节 认知心理学的方法
一、减法反应时实验
1、最初由荷兰生理学家丹德斯（Donders,1968)提出。
2、实验设计
给被试先后安排两种不同的反应时作业，其中一种作业包含有另一种作业所没有的某一信息加工过程。然后测定两种作业各自所使用的反应时，两个反应时之差便是某该信息加工过程所耗费的时间。
例：辨别过程时间 选择过程时间 P4、5
3、应用
（1）用两种反应时的差数来判定某个心理过程的存在
（2）在研究快速信息加工过程如识别、短时记忆应用这种方法。目的是测量包含在复杂反应中的辨别、选择等心理过程所需的时间。
4、实验举例
Posner等（1969，1970）的短时记忆的视觉编码实验 P5；
Clark & Chase（1972） 的句子-图画匹配实验 P6
二、相加因素法实验
1、该方法是减法反应时实验的延伸，最初由斯腾伯格(Sternberg,1966-1969)发展出来。
2、基本思路
完成一个作业所需的时间是一系列信息加工阶段分别需要的时间的总和，如果发现可以影响完成作业所需的时间的一些因素，那么单独地或成对地应用这些因素进行实验，就可以观察到完成作业时间的变化
3、应用
使用相加因素法实验可以证实信息加工过程是否包含一个假定的环节。
4、实验举例：Sternberg的短时记忆信息提取实验
实验过程：先给被试看1-6个数字（识记项目），然后再看一个数字（测试项目），并同时开始计时，要求被试回答该测试数字是否刚才识记过，按键作出是或否的反应，计时也随即停止。这样就可以确定被试能否正确提取以及所需要的时间即反应时。
从反应时变化上确定了4个对提取过程有独立作用的因素：测试项目的质量、识记项目的数量、反应类型、每个反应类型的相对频率。
结论：字母转换的信息加工过程经过四个阶段：刺激编码阶段、顺序比较阶段、决策阶段、反应组织阶段
短时记忆信息提取过程
三、“开窗”实验
1、“开窗”实验是通过特定的技术将被试各信息加工阶段所用时间直接进行测量。
2、实验目的
是采开“开窗”技术，将大脑进行信息加工过程及其所使用时间直接地测量出来。使用研究者可以清楚感知该过程。
3、实验举例
字母转换实验（Hamilton et al，1977；Hockey et al，1981）P8
实验过程：给被试呈现1-4个英文字母并在字母后面标上一个数字，如“F+3”、“KENC+4”等。当呈现“F+3”时，要求被试说出英文字母表中F后面第三个位置的字母（I）；而“KENC+4”的正确回答则是“OERG”。4个字母相继呈现，由被试按键反应。
实验结果表明：大脑在进行字母转换加工时，通常经历三个加工阶段，即编码阶段、转换阶段、贮存阶段。
# 反应时研究的要求与局限
反应时研究要求计时的前提是被试进行正确的反应，因此，对于错误的信息加工而言，反应时的测定是没有意义的。但是，在实验的进行中，通常需要进行多次的测定才能以平均值的方式求出被试的反应时，进而以此作为分析信息加工过程的依据，由此引发两个重要的问题：
1、速度-正确率权衡问题：被试为了追求速度而牺牲回答的正确性，或者在反应过程使用猜测的策略，以提高正确率和速度。
2、系列加工与平行加工问题：一般认为，反应时测验法有利于测量对信息进行系列加工，分析系统加工各阶段的特点。但反应时测量难以反应信息的平行加工及其特点，而在人的信息加工过程中，平行加工又是经常发生的，尤其是人们在解决复杂问题的信息加工过程中更是经常发生。
四、出声思考
1、出声思考：当个人在进行思维时，让他利用外部言语进行思考，即进行出声思考，使他的思维过程外部言语化。
2、出声思考研究方法最初由德国心理学家Duncker1945年使用，后经Newell和Simon发展，形成一种以问题行为图为分析特色的研究方法。
3、目的
使用特定的方法使被试的信息加工过程由内潜性变为外显性。
4、应用
一般可用于分析慢速、复杂的信息加工过程。在这类实验过程中，被试使用外部的言语进行思维。在实验进行的过程中，被试不能停止说话，进行思考，主试可以通过速记或录音的方式记忆被试所有的言语，以供分析阶段使用。
分析口语记录的方法：问题行为图
五、计算机模拟
1、基本思路
人脑与计算机一样都是信息处理机构，如果我们对人脑的某个心理过程的规律形成一定的心理学理论，那么，可以根据该理论编相应的计算机程序，然后比较计算机处理结果与人脑加工结果的异同来验证理论，或者进行修改。另一方面，也可以根据人类解决问题的特点，编制一定的计算机程序来对信息进行加工，以帮助人脑对信息进行处理，典型的例子诸如计算机的决策支持系统。
2、对计算机模拟的争论
（1）适用范围问题：是不是可以用计算机模拟人类全部的信息加工？
（2）相似性问题：计算机的思维方式主要是条件判断，它与人类高效的推理、直觉和具有创新特点的思维活动有多大的差异？
（3）替代性问题：计算机与人脑进行信息处理的基本过程是一样的。经历着一个信息输入、信息保持和信息输出的过程。但二者在诸过程中又有着明显的不同。在人脑信息加工的多个过程之中，过去的知识经验一直起着重要的作用。而在计算机模拟中，这种已有知识经验的作用机制很难表现出来，因此，有人主张没有必要通过计算机模拟的方法分析人脑的信息加工过程。直接以电脑代替人脑进行各种信息加工。然而，这种观点却面临着更大的挑战。
第三节 认知心理学的兴起及影响
一、兴起
一般认为，认知心理学产生于二十世纪五十年代。1967年Neisser出版的专著《认知心理学》通常被认为是认知心理学产生的志。
1、内部原因
行为主义的失败是重要的心理学内部原因。
2、外部原因
控制论、信息论、计算机科学、语言学
二、认知心理学的影响
1、对普通心理学和实验心理学的影响
（1）扩大了心理过程的研究领域； （2）使研究从心理物理函数走向内部心理机制；（3）从分析性研究转向综合性研究； （4）开始重视个别差异和个案研究；
2、对研究范式的影响
主张在高于生理机制的水平上来研究心理机制，力图以解释的观点来说明心理过程的规律，心理现象或心理过程的研究应在多层次基础而不应在同一水平或层次进行研究。
3、对相邻学科的影响
教育学、管理学、心理咨询和心理治疗、人工智能研究 等领域的影响。
第四节 关于认知心理学的争论
一、关于人与计算机的类比
人脑作为信息加工系统与计算机有何不同？二者功能、加工特点是否同一？
Norman认为，与机器相比，人脑这一信息加工系统要多出调节系统和情绪系统，它们对认知系统有着重要的影响。
二、关于加工方式
第二章 知觉
第一节 知觉信息与知觉过程
知觉：是直接作用于感觉器官的事物的整体在脑中的反映，是人对感觉信息的组织和解释的过程。
（1）事物整体在脑中的感性反映。
（2）是对感觉信息的组织过程。
（3）是人对感觉信息的解释过程。（不可能图形）
一、知觉经验在知觉中的作用
例1：刚果的俾格米人与牛
例2：斑点图的知觉
音素恢复实验
实验过程：让不同被试分别听一个不同的句子。
It was found that the *eel was on the axle.
It was found that the *eel was on the shoe.
It was found that the *eel was on the orange.
It was found that the *eel was on the table.
实验结果：被试分别将*eel听成：wheel heel
peel meal。
结果表明：人在知觉一个句子时，可以依据上下文和对整个句子的理解，而把一个词所缺失的字母（音素）恢复起来，上下文不同，所恢复的音素也不同。
二、两种对立的知觉理论
（一）布鲁纳和奈赛尔为代表的假设考验说（认知理论）
观点：人通过接受信息，形成和考验假设，再接收或搜寻信息，再考验假设，直至验证某个假设，从而对感觉刺激作出正确的解释。
（二）吉布生提出的刺激物说（直接刺激说）
观点：知觉是从刺激模式中直接提取有效的信息，否认已有知识经验的作用。
证据：结构密度级差
三、知觉加工
1、自下而上加工和自上而下加工
（1）自下而上（Bottom-Up）加工：指由外部刺激开始的加工，通常是说先对较小的知觉单元进行分析，然后再转向较大的知觉单元，经过一系列连续阶段的加工而达到对感觉刺激的解释。
（2）自上而下（Top-Down）加工：是由有关知觉对象的一般知识开始的加工，由此可形成期望或对知觉对象的假设，期望或假设制约着加工的所有阶段或水平。
（3）两者关系
① 它们是两种方向不同的加工，两者结合而形成统一的知觉过程。
② 但在不同的情况下，知觉过程对这两种加工也可有不同的侧重。
③ 在知觉良好的条件下，知觉主要是自下而上的加工，而随着条件恶化，自上而下加工的参与也将逐渐增多。
2、整体加工和局部加工
Navon的实验（1977）
（1）实验材料
（2）实验过程（视听干涉）：先呈现一个视觉刺激，持续80ms，在视觉刺激开始呈现后40模式，被试通过耳机可以听到字母H或S的读音，听觉刺激持续300ms，被试的任务在于判定他听到的是哪个字母，按键作出相应的反应，记录反应时。
任何一个听觉刺激，即读出的字母H和S，与作为视觉刺激的大的字母H，S和长方形有3种关系：（1）一致；（2）无关；（3）冲突。（总体一致关系）（局部一致关系）
（3）实验结果
她是谁？
听，这是哪首歌？
第二节 模式识别
一、基本概念
1、模式
是指由若干元素或成分按一定关系形成的某种刺激结构，也可以说模式是刺激的组合。
2、模式识别
当人能够确认他所知觉的某个模式是什么时，将它与其他模式区分开来，这就是模式识别。
二、模式识别一般过程
模式识别是一个知觉过程，依赖于人已有的知识和经验，是感觉信息与长时记忆中的有关信息进行比较，再决定它与哪个长时记忆中的项目有着最佳匹配的过程。
三、模式识别理论（具体解释匹配过程）
（一）模板说
1、核心思想
认为在人的长时记忆中，贮存着许多各式各样的过去在生活中形成的外部模式的袖珍复本，即模板，它们与外部的模式有一对一的对应关系；
当一个刺激作用于人的感官时，刺激信息得到编码并与已贮存的各种模板进行比较，然后作出决定，看哪一个模板与刺激有最佳的匹配，就把这个刺激确认为与那个模板相同。这样，模式就得到识别。
由于每个模板都与一定的意义及其他信息相联系，受到识别的模式便得到解释或其他的加工。
模板式匹配
典型的识别失败例证：
2、对模板说的修正
（1）增加预加工过程
即在模式识别的初期阶段，在匹配之前，将刺激的外形、大小或方位等加以调整，使之标准化。
（2）将自上而下加工加进模板匹配模型，同时附加预加工过程。
3、实验支持
Philips（1974）
实验过程：让被试判断两个先后呈现的棋局模式的异同。两个棋局呈现时空间关系：（1）重叠（2）位移。
实验结果：
（1）当两个模式呈现的时间间隔在300ms以下时，重叠情况下的正确判断的百分数要高于位移情况下的；
（2）在时间间隔为600ms时，出现相反的情况。
4、简评
（1）模板数量巨大，给记忆带来沉重的负担。
（2）识别过程缺少灵活性，显得很呆板。
（3）能解释人的模式识别过程的一个方面或环节。
（二）原型说
1、核心思想
认为在记忆中贮存的不是与外部模式有一对一关系的模板，而是原型。
原型是一类客体的内部表征，即一个类比或范畴的所有个体的概括表征。
当刺激与某一原型有最近似的匹配，即可将刺激纳入此原型所代表的范畴，从而得到识别。
原型匹配模式
2、实验支持
Posner等（1967）
实验过程：I 归类实验；II 迁移实验
实验结果：
（1）被试对原有的畸变模式分类的正确率约为87%；
（2）对先前未看过的原型分类的正确率也与此相当，而对新的畸变模式的分类则较差。
3、简评
（1）原型匹配模式不仅可以减轻记忆的负担，而且也使人的模式识别更加灵活，更能适应环境的变化。
（2）原型涉及范畴表征的问题，现在原型已成为概念结构研究中的一个重大课题。
（三）特征说
1、核心思想
模式可以分解为诸特征。
外部刺激在人的长时记忆中，是以各种特征来表征的，在模式识别过程中，首先要对刺激的特征进行分析，即抽取刺激的有关特征，然后将这些特征加以合并，再与长时记忆中的各种刺激的特征进行比较，一旦获得最佳的匹配，外部刺激就被识别的。
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2、实验支持
Neisser（1964）
实验材料：6个一行的英文字母。
材料分为两组：
（1）靶子字母与其他字母特征相似程度很低。
（2）靶子字母与其他字母特征相似程度很高。
被试任务：在多行字母中，尽快地搜寻到一个特定的字母（靶子字母Z）。
实验结果：在第一组材料中，搜寻靶子Z比在第二组材料中要迅速得多。
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固定网像实验 （Pritchard，1961）
似动知觉
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3、简评
（1）使模式的存贮更节约内存，减少记忆表征负担。
（2）模式识别过程更多地带上了学习的色彩。
（3）更符合平行加工的原理。
（4）只是自上而下加工，缺少自上而下加工。
（5）是从局部到整体的加工，未涉及由整体到局部加工。
（6）受到拓扑学的挑战。
第三节 结构优势效应
一、字词优势效应
（一）什么是字词优势效应
识别一个字词中的字母的正确率要高于识别一个单独的同一字母。
（二）实验证明
Reicher（1969）
实验材料：一类为一个或两个单个字母；另一类为一个或两个由4个字母组成的字词；第三类为一个或两个由4个字母组成的无意义的字母串。
实验过程：先给被试呈现一个注视点，然后短暂地呈现上述刺激材料中的一种，紧接着呈现掩蔽刺激和供选择的两个字母。这两个字母的位置对应于所要测试的刺激材料中的字母的位置。要求被试回答这两个字母中的哪一个是刚才在刺激材料中的这个位置上看见过的，记录其正误。
供选择的两个字母在刺激材料为一个字母、一个字词或一个非字词时，置于相应字母的上方，否则另一个在下方。
刺激呈现时间分为短、中、长三种。
实验分为两种：有先行信息和无先行信息。
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实验结果
二、客体优势效应
识别一个“客体”图形中的线段要优于识别结构不严的图形中的同一线段或单独的该线段。
三、构型优势效应
识别一个完整的图形要优于识别图形的一个部分。
