认知心理学经典实验

认知心理学

第一章绪论

第一节认知心理学的概述

认知心理学产生的标志

1956年的一系列认知革命事件——艾森克等人

1967年，奈塞尔出版《认知心理学》——普遍的观点

第二节认知心理学的主要思潮（知道）

一、信息加工学说

基本观点——计算机隐喻

在功能的水平上把人脑比作计算机；把认知看作信息加工系统；信息加工就是对符号的操作；强调符号的序列或串行的加工方式。

信息加工模型

二、联结主义学说

基本观点——神经网络隐喻

以类似于神经元的结点和单元构成认知网络。每个结点或单元都有不同的活性（既可兴奋或抑制其他单元，也可受其他单元的兴奋或抑制）。

信息加工是并行加工或分布加工。

第三节认知心理学的研究方法

一、基本研究范式

反应时记录法

1.反应时的含义

从刺激呈现到被试做出应答之间的时间间隔，即从接受刺激到做出反应之间的潜伏期。

2.基本指标

反应时和正确率。

3.基本程序

快速向被试呈现某种刺激，要求在接收刺激后准确而快速地做出反应。同时，通过设备记录从刺激开始呈现到被试做出外显反应的时间。

4.基本原则

被试反应要符合“速度—准确率”权衡的原则。

5.数据处理

反应时数据仅限正确的反应，要将错误反应的反应时剔除。

就某个被试而言，如果他的错误率高于一定标准（如20%），那么这个被试就是无效被试。

二、认知神经科学的具体方法与手段

1.事件相关电位（ERP ）

一种脑电采集和分析技术。在头皮上安置一定的电极，记录来自大脑的电信号，进而测定和记录于某一具体事件相关的大脑区域的反应。

2.正电子发射断层扫描成像

一种功能脑成像技术，根据脑内各个部位的放射量来推测相应部位的血流量，从而推测不同脑区的活动情况。

3.功能磁共振成像（f-MRI ）

利用血液的磁性特征进行脑成像的技术，可以检测出大脑活动区域中血流充氧量的变化。

第二章注意

两种注意（了解）

选择性注意：在同时呈现的两种及以上刺激中选择一种进行注意，而忽略另外的刺激。

分配性注意：将注意分配到不同的活动中，同时对两种及以上的刺激进行注意。第一节瓶颈理论

一、过滤器模型（Broadbent，1958）

（一）基本观点（假设）

1.认知能力有限，需要“装置”来筛检信息。

2.装置名为“过滤器”，位于感知阶段。

3.过滤器为单通道形式，遵循“全或无”原则。

（二）实验证据——双耳分听实验范式

1.仪器与材料

仪器采用可控声道的耳机

材料为一系列6个数字构成的字符串 2 5 8 3 6 9

2.程序及结果

根据刺激呈现和被试报告的方式，分三种：

（1）双耳兼听+任意报告的方式

如：左耳=右耳=258369。正确率约为93%

（2）双耳分听+任意报告的方式

如：左耳=258，右耳=369。正确率约为65%

（3）双耳分听+顺序报告的方式

正确率约为20%

3.理论解释

条件（1）：注意无需转移，成绩最好。

条件（2）：注意只需转移一次，成绩较好。

条件（3）：需要多次转移注意，成绩最差。

二、衰减器模型（Treisman，1964）

（一）基本观点（假设）

1.认知能力有限，需要“装置”来筛检信息。

2.装置名为“衰减器”，位于感知阶段。

3.衰减器为多通道形式，遵循重要或意义原则。

（二）实验证据——双听附加追随耳范式

1.仪器与材料

仪器采用可控声道的耳机

材料为系列短语或句子knowledge of on a hill

2.程序与结果

左耳（追随耳）：there is a house understand the word

右耳（非追随耳）：knowledge of on a hill

结果：被试更多报告there is a house on a hill，且声称从一只耳朵中听到。3.理论解释

引入阈限的概念来解释注意衰减的机制。

非追随耳的信息达不到阈限，被筛检掉。

有意义的信息的阈限较低，即使被衰减，也容易被激活而得到注意。

三、过滤器模型与衰减模型的比较

（一）相同之处

1.两模型的根本出发点相同：高级分析水平的容量有限或通道容量有限，必须过滤器予以调节；

2.过滤器的位置相同：处于初级分析和高级的意义分析之间；

3.过滤器的作用都是选择一部分信息进入高级的知觉分析水平，使之得到识别，注意选择具有知觉性质。

因此，二者并称为知觉选择模型。

（二）不同之处：

1.过滤器模型假设，选择性注意的基础是对输入刺激的物理属性的粗略分析；衰减模型则认为，前注意分析更为复杂，甚至可能由语义加工组成。

2.过滤器理论中的过滤器是“全或无”的工作方式；而衰减模型认为是衰减的方式，未选择的通道不是完全关闭的，而只是关小或阻抑。

第二节中枢能量理论（实验）

一、能量分配模型（Kahneman，1973）

实验证据

1.理论依据

认知资源有限→认知资源竞争假设

2.实验任务（双作业）

要求被试同时执行两种任务

任务一：标准的双听任务

任务二：对随机呈现的灯光刺激做出按键反应

3.实验程序

任务一：双耳分听范式附加追随靶子词任务——任务是复述靶子词

条件A：变换朗读者的性别，要求追随男声或女声。

条件B：同声朗读两类语词（例如动物或植物），要求追随其中一种的名称。

任务二：对随机的灯光做出反应，记录反应时。

4.实验假设

“公理”：语义加工耗用的资源比感觉登记要多。

条件A（感觉登记）消耗资源少，故完成任务二的资源相对增加，反应成绩应好。

条件B（语义加工）消耗资源多，故完成任务二的资源会相对减少，反应成绩应差。

5.实验结果

结果：条件A下任务二的成绩好。

二、控制加工与自动加工的分离——视觉搜索实验

程序：先让被试识记1-4个项目（识记项目），再呈现1-4个项目（再认项目）任务：判定再认项目中是否有一个是以前识记过的，作出是或否的反应。

项目安排：

方式一：识记项目和无关的再认项目分属两个范畴

识记项目：F → S → V → M再认项目：3 → 6 → V → 5

方式二：识记项目和无关的再认项目同属一个范畴

识记项目：F → S → V → M再认项目：N → X → V → K

结果：

第三章知觉与模式识别

第一节知觉信息加工

知觉加工（了解）

（一）自下而上加工和自上而下加工（概念，与思维、语言联系）

自下而上加工：依赖于刺激物的特性

自上而下加工：依赖于主体的知识和经验

第二节模式识别

一、特征分析假说

1.基本观点

特征指模式的元素及元素间的关系。

模式以特征方式在长时记忆中表征。

特征分析在模式识别中起关键作用。

模式识别过程：特征分析——特征合并——总体比较

2.魔鬼城堡模型（Selfridge,1959）

“鬼城”的原意是指一个幻想国度中的一个喧嚣而又乱的城市，而在这里用作形象的比喻。所谓的“鬼”是指具有某种特定功能的机制。“鬼城”模型本来也是针对机器模式识别提出来的，后来用来解释人的模式识别。这个模型以特征

分析为基础，将模式识别过程分成四个层次，每个层次都有一些“鬼”来执行某个特定的任务，这些层次程序的进行工作，最后达到对模式的识别。“鬼城”模型有四个层次，第一层次是由“映像鬼“对外部刺激进行编码，形成刺激的映像，然后由第二个层次的“特征鬼”对刺激的映像进行分析，即将它分解为各种特征；在分析过程中，每个特征鬼的功能是专一的，只寻找它负责的那一种特征。第三层次的“认知鬼”始终监视各种特征鬼的反应，每个认知鬼各负责一个模式。最后，“决策鬼”根据这些认知鬼的喊叫，选择喊叫声最大的那个认知鬼所负责的模式，作为所要识别的模式。

二、结构优势效应（整体优于结构）

实际生活中遇到的客观事物并不是孤立存在的，而是按照一定规律相互联系相互制约的。因此人对于各种事物刺激模式的识别也总是相互关联，相互影响，并具有一定的规律性。在模式识别过程中，自上而下加工的作用随模式识别研究的深入而日益受到重视。

字词优势效应：识别字词中字母的正确率＞识别一个单独的同一字母。

客体优势效应：识别一个客体图形中的线段正确率＞识别结构不严的图形中同一线段或单独该线段。

构型优势效应：识别一个完整的图形＞识别图形的一部分

字母优势效应：识别字母中的一个组成线段＞识别单独的该线段。

以上各种优势效应表明了在模式识别中，刺激模式的整体结构优于部分，整体的结构在模式识别中起有利作用，统称为结构优势效应。应注意的是，这种刺激模式的整体结构和部分的区分是相对的。如：一个单词处在一个完整的句子中就是部分，而对于组成这个单词的字母表来说就是整体结构。结构优势效应不仅与刺激模式的特征有关，而且与人的知觉组织活动规律有密切联系。

第四章记忆

第一节记忆的结构

记忆的三级信息加工模型

（一）感觉记忆：

特点：

1.信息完全依据它所具备的物理特性编码，具有鲜明的形象性。

2.作用时间短。视感觉记忆约为0.25~1s;听感觉记忆约为1s，最长不超过4s。

3.容量有限，一般为9~20个字母或物体。

4.除非转入短时记忆，否则感觉痕迹很容易衰退。

提取方式：自动提取或消退

（二）短时记忆：

特点：

1.短时记忆的信息编码以听觉编码为主，也存在视觉编码和语义编码。

2.保存时间不长，短时记忆的保持时间在无复述的情况下只有5~20秒，最长也不超过1分钟。

3.容量有限，一般为7+2组块的信息容量为标准。

4.容易受到干扰。必须在复述的条件（保持性复述和精确复述）下进入长时记忆。提取方式：信息检索

信息提取方式的假设

平行扫描：同时对所有项目检索，检索时间与项目数无关

系列扫描：对项目逐个地检索，检索时间与项目数有关

系列扫描的两种情况：

自动停止系列扫描：“是”反应短于“否”反应，对项目逐个检索，若找到目标就停止。

完全系列扫描：“是”反应等于“否”反应，从头至尾地对全部项目检索，再判断。

（三）长时记忆：

特点:

1.容量一般认为是无限的，但也有人认为它的范围是5万到10万个组块。

2.它的信息是以有组织的状态被贮存起来的，保持时间长，一般认为60年甚至终生。

3.信息来源主要是来自短时记忆阶段加以复述的内容，也有由于印象深刻一次形成的。

4.信息进入长时记忆需通过语义代码（主要）和视觉代码（辅助）的根据信息的性质进行深度加工。

提取方式：回忆与再认

第二节短时记忆

工作记忆——短时记忆的发展

（一）Working Memory, WM的含义

一个允许同时储存和临时加工信息的有限容量系统；它有助于信息得到更深层的加工。

它为复杂任务提供临时储存空间和所需信息；它在复杂的认知活动中扮演着重要角色。

（二）工作记忆的成分——从理论概念来看

1.语音环路（言语工作记忆）

负责听觉的、口语的、言语的信息的存储和加工，由两部分构成：

语音编码储存装置，语音编码在此短暂保持；

发音控制装置，通过复述防止语音表征的消退。

2.视空间画板（空间工作记忆）

负责视觉和空间信息的存储和加工：

它可直接加工信息(如直接知觉到的信息)；

也可间接加工信息(如从记忆中产生的表象)。

3.中央执行功能（工作记忆的核心）

负责信息加工的注意控制、计划协调等；

负责言语工作记忆与空间工作记忆两个子系统之间的联系；

还负责工作记忆与长时记忆的联系。

第三节长时记忆

一、编码的特异性理论（小实验说明目的、方法、结合理论）

1.编码特异性理论

识记和回忆的条件一致时，成绩会好些。

场合依存效应——编码时环境刺激对回忆具有线索作用。

状态依存效应——编码时生理或情绪对回忆具有线索作用。

2.场合依存效应的实验

被试：潜水员

材料：20个单词构成的词表

任务：回忆单词

实验设计：2×2设计

学习场合：岸上、水中

测验场合：岸上、水中

3.生理状态依存效应的实验

设计：2×2设计

识记时的生理状态（清醒S和醉酒I）

回忆时的生理状态（清醒S和醉酒I）

任务：识记回忆任务

4.情绪状态依存效应的实验

设计：2×2设计

识记时的情绪状态（自然N和快乐H）

回忆时的情绪状态（自然N和快乐H）

任务：识记回忆任务

二、长时记忆的知识表征（了解）

（一）网络模型

1.层次网络模型

2.激活扩散模型

基本观点：每个结点代表一个概念，连线表示联系，连线长短表示联系的紧密程度。一个概念的内涵由与它联系的其他概念来定。

3.命题网络模型（HAM模型）

（二）特征（计算）模型

4.集理论模型

5.特征比较模型

第五章表象

一、心理旋转的含义（知道）

一种想象自己或客体做平面或立体旋转的空间表征转换能力，它是衡量空间智能的重要指标。

分类：客体旋转、自我旋转

二、心理旋转的机制（知道）

1.心理旋转的神经机制

—顶叶、枕叶、额叶起重要作用

—右脑半球是心理旋转的优势半球

否认右半球是心理旋转的优势半球

心理旋转的半球优势达不到言语半球的程度

2.心理旋转的性别差异

一般而言，男性的心理旋转能力优于女性。

性别差异有年龄的中介作用：

—两性儿童的差异并不明显；—两性成人的差异比较明显。

心理旋转性别差异的原因分析

1）生物遗传的原因：染色体差异假说、优势脑半球假说

2）环境因素

3）生物-环境因素的交互作用

3.心理旋转能力的可塑性

1）自然科学和工程技术方面的训练：可以适度提高心理旋转的成绩

2）心理旋转任务存在明显的练习效应

3）有研究表明，相关电子游戏：可提高心理旋转代表的空间智能

三、心理旋转的经典实验

1.三维图形旋转（Shepard，1971）

2.字符旋转实验

第六章概念形成

概念形成的策略

1.聚焦策略（整体策略）

将第一个正例的全部属性看作目标的有关属性。

1）保守性聚焦：一个属性一个属性地进行检验，层层剥皮，排除无关属性，最后形成概念。

2）冒险性聚焦：每次同时对两个或两个以上的属性进行检验，试图一举到达目的

2.扫描策略（部分策略）

将第一个正例部分属性作为目标概念的属性假设。

1）继时扫描：一次只考验一个假设，直至发现概念。

2）同时扫描：一次考验多个假设，直至发现概念。

第七章推理、判断、决策

一、推理的基本形式（知道）

1.演绎推理

1）从一般性前提出发，通过推导即“演绎”，得出具体陈述或个别结论的过程。

2）形式有三段论、关系推理等

2.归纳推理

（1）从个别性信息推出一般性结论的推理，即从特殊到一般的推理过程。（2）包括完全归纳推理和不完全归纳推理。

1）完全归纳推理

S1是P ；S2是P；…… Sn是P

S1 —— Sn是S的全部对象

所以S都是P

根据某类事物每一对象都具有某种属性, 推出该类事物都具有该种属性的结论。

2）不完全归纳推理

根据某类事物部分对象都具有某种属性，从而推出该类事物都具有该种属性的结论。

包括简单枚举归纳推理和科学归纳推理

①单枚举归纳推理

S1是P；S2是P；…… Sn是P

S1 —— Sn是S的部分对象，且没有S不是P

所以S都是P

根据观察到的某类事物的部分对象都具有某种属性，并且没有遇到任何

反例，从而推出该类事物都具有该种属性的结论。

哥德巴赫猜想：17=3+3+11、41=11+13+17、10=5+5、14=7+7

所有大于5的奇数都可以分解为三个素数之和

大于4的偶数都可以分解为两个素数之和

②科学归纳推理

S1是P；S2是P；…… Sn是P

S1 —— Sn是S的部分对象

且没有S不是P，S与P之间有因果关系

所以S都是P

根据某类事物中部分对象与某种属性间因果联系的分析，推出该类事物具有该属性的推理

二、心理模型假说（很重要，看三遍）

心理模型假说的基本观点

Mental Model Theory

1.推理就是根据前提建立和操作各种可能的心理模型，并验证模型合理性的过程。

2.心理模型的数量决定了推理问题的难度。

3.心理模型假说的行为研究证据-1

Johnson-Laird 等人（1991）的空间推理任务

研究表明：在不同条件下，多模型问题均难于单模型问题，研究结果证实了心理模型假说的合理性。

4.心理模型假说的行为研究证据-2

1）心理模型假说：推理是操作图表形式心理模型的过程。因而：图表前提比句子前提更容易形成心理模型。

2)心理逻辑假说：推理是操作语言规则的过程。因而：句子形式前提应比图表易于进行操作

Boudreau 等人(2001,2002)的实验

实验设置了四种条件:

(1)图表(图像) ▲●

(2)图表(名词) 三角形圆形

(3)句子(图像) ▲在●的左边

(4)句子(名词) 三角形在圆形的左边

结果：图表形式的问题均比句子形式显著容易

5.心理模型假说的脑成像研究证据

推理是操作“模型”的过程，应与大脑的视空间加工系统有关。结果支持心理模型理论的预测

三、常见推理的心理分析（了解）

三段论推理的心理分析

前提1：所有A是B 前提2：所有B是C 结论：所有A是C

第八章问题解决

第一节问题解决概述

一、问题解决的含义

1.人为解决问题所进行的一系列认知加工活动。

2.特征：目的指向性+认知操作（序列）的参与

二、问题空间

问题解决者对问题的表征，包含问题的起始状态、目标状态、解答问题时的操作及由操作而产生的中间状态。

第二节问题解决的过程

一、问题解决的阶段

1.问题表征

在这个起始阶段，问题解决者将任务领域转化为问题空间，实现对问题的表征和理解。问题空间也就是人对问题的内部表征。

2.选择算子

在这个阶段，问题解决者选择用来改变问题起始状态的算子。

3.应用算子

实际运用所选定的算子来改变问题的起始状态或当前的状态，使之逐渐接近并达到目标状态。

4.评价当前状态

这里包括对算子和策略是否适宜、当前状态是否接近目标、问题是否已得到解决等作出评估。

二、影响问题解决的心理因素（部分），具体见普心书

1. 动机与情绪

耶基斯—多德森定律

2. 对问题情境的知觉

例如：九点连线要求：笔不离纸，用不多于四条直线连在一起

3. 定势

重复先前的心理操作所引起的对活动的准备状态，其影响有积极的，也有消极的。

例如：陆钦斯量水实验

4. 功能固着

人们把某种功能赋予某种物体的倾向

例如：利用如下蜡烛、火柴盒、大头钉。线等材料，将蜡烛象壁灯一样立在墙上5. 原型启发

原型：对解决问题能产生启发作用的事物。

第九章语言心理

第二节语言理解

一、语言理解的概念

听者或读者借助于听觉或视觉的语言材料，在头脑中积极主动建构意义的一种认知过程。

语言理解的成分：词汇理解、句子理解、篇章理解

二、词汇理解的研究方法（掌握，加以说明）

1.词汇判断任务

向被试呈现真词或假词（非词），要求判断是真是假。记录反应时和错误率。

2.命名任务

向被试呈现词，让被试朗读。记录反应时和错误率。

3.语义分类作业

要求被试判断呈现的词是否属于先前规定的某个类别。记录反应时和错误率。

三、句子理解的研究方法（掌握）

1.研究的实验范式

（1）简单句-复杂句比较范式

简单的句子：The boy hit the ball.

复合的句子：The boy hit the ball and run.

复杂的句子：After hitting the sister，the brother cried.

（2）语义违反-句法违反范式

设置句子，违反句子的正常语义或语法关系。

正常的句子：After hitting the sister，the brother cried.

异常的句子：The eat fat grass green cattle the.

（3）启动范式

考察先前的语义或句法信息对后来的语义或句法加工的影响作用

（4）句-图匹配范式

2.研究的技术手段

（1）移动视窗(moving window)技术

通过计算机以逐词或多词呈现的方式呈现阅读材料，阅读速度由被试的按键来决定。

计算机记录被试在各词上的停留时间。

移动视窗方法的缺陷：

被试无法进行回视；阅读包括按键的反应时，比真实的要长；无法分离出句法加工时间和语义加工时间。

（2）眼动技术

通过眼动仪来追踪被试在屏幕上的注视点，

记录被试在句子成分上的停留时间和回扫、眼跳等资料，来了解被试的即时加工过程。

（3）事件相关电位

通过人在加工不同条件下句子时的脑电模式来推测句子加工的时间进程。

句子加工中的N400与P600。

N400：关键词呈现400毫秒后所记录到的一个负的脑电波，它与词汇的语义有关；

P600：关键词呈现600毫秒后所记录到的一个正的脑电波，它与句法有关。

第三节语言表达的产生

语言表达的过程——安德森（Anderson,1980）的三阶段模型

构造阶段→转换阶段→执行阶段

第十章元认知

（重点掌握概念以及元认知与认知的区别）

一、元认知的含义

个体对自己的心理过程、心理状态、目标任务、认知策略等多方面因素的认知；

它是以认知过程和认知结果为对象，以对自身认知活动的监控和调节为表现的认知活动。

二、元认知的实质

个体对认知活动的监视和调控：

监视：个体获得有关自己认知活动的进展、效果等信息的过程。

调控：个体对对自己的认知活动作出计划、调整的过程。

三、元认知的基本成分

包括：元认知知识、元认知体验、元认知技能三个方面，三者之间相互作用，相辅相成。

（1）元认知知识：个体对于影响认知活动过程和认知结果的各种因素的认识。包括关于认知主体的知识、认知任务的知识、认知策略的知识。

（2）元认知体验：个体在认知过程中产生的认知与情绪体验。

（3）元认知技能：个体在对认知活动进行积极而自觉的监视和调控的过程中所使用的方式和策略。包括制订计划、自我监控、自我调整。

四、元认知与认知的区别

1.对象的不同：

认知：内在或外在具体的事物，相对客观，即对象具有客体性。

元认知：内在的、抽象的认知过程或结果，相对主观，即对象具有主体性。

2.活动内容的不同：

认知：对认知对象进行特定的智力操作。

元认知：对认知活动进行调控。

3.作用方式的不同：

认知：直接使主体取得认知活动的进展。

元认知：通过对认知的调控，间接地促进认知活动的进展。

五、元认知的发展特点

1.从他控到自控

2.从不自觉到自觉再到自动化

3.从单维到多维、从局部到整体