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认知心理学的信息加工理论概述

作者:佚名|文章出处:空雨衣的个人博客|更新时间:2009-04-21

  摘 要 本论文主要介绍了信息加工认知心理学中,信息加工的主要模式、手段和对信息进行加工的理论,主要有:(1)知觉与模式识别;(2)注意与操作;(3)记忆对信息加工的处理;(4)表象;(5)思维:概念、问题解决及推理。以及本人的一点想法。

  关键词 认知心理学,信息加工,知觉,记忆,表象,思维。

  认知心理学的渊源十分长远,与某些学派的关系十分紧密,例如格式塔学派,他吸取了格式塔的整体思想,认为对人的高级心理的分析也要从整体出发。认为人的高级心理是一个整体,高级心理过程中虽然可以分为多种加工方式,但是必须把所有的过程组合一起,才体现人的聪明智慧。与构建主义学派也有不可分割的关系,主要是实验内省的范式与其有相似之处。行为主义与认知主义虽然一直相互排斥,但是双方在心理学史上也是相互作用相互促进著发展。现在看来认知心理学发展是最迅速,其研究也是最多的,也许是与高级心理有关,因为心理是复杂的,从而导致了研究内容也比较丰富。

  一 、知觉与模式识别

  知觉的是认知心理学研究的重要内容之一。认知心理学研究的是各个方面的是相互联系的,知觉作为信息加工过程的第一步,其重要性可见一斑。1956年以来,根据信息加工的理论:感觉是对刺激的觉察,知觉是对所有感觉信息的组织和认识,使感觉到的信息变成有意义的对象。让感觉到的信息变成有意义的对象,主要有三种理论。  

  (一)、模板匹配理论

  这一理论的前提是需要一个正常的记忆机制,特别依赖长时记忆系统。模板说是将外界所得的信息或刺激与模板进行匹配,当刺激与存储在长时记忆中的模板有一个最佳的匹配时,刺激将得到识别,从而完成信息加工整体中的第一部分。该理论适合用于孤立的字母和其他简单的刺激。

  (二)、原型匹配模型

  这是应对模板说的漏洞而提出来的比较灵活的模式识别理论。在我们的记忆中有许许多多的各种事物的原型,是以抽象化的形式储存在记忆中,反映的是以类为单位的事物的特征,因此不需要完全的匹配,有些细小的变化也是容许的。就是说原型与刺激之间不是一一对应的关系,只需近似匹配刺激就可以被我们识别出来。就好比当你的某个同学今天与昨天相比,发型换了,你还是可以很快的识别出来[1]。

  (三)、特征分析理论

  特征分析理论是比较有说服力的,认为刺激是由特征与人们长时记忆中的各种特征进行比较,当存在最佳的匹配时,这个刺激也就被识别了。在认知的时候,不必考虑事物的大小、位置,比原型说更具灵活性。模式可分解为诸特征,不同的模式可以用同一特征分析理论来识别,如识别Q和O时用同一个特征,从而可减轻记忆的负担[2]。特征分析理论也依靠过去经验,如果人们的记忆系统有更多关于事物的特征,那么我们所能识别的能力将更大,识别的深度也有可能更深刻。

  二 、注意与操作

  注意的心理机制是现代认知心理学最早的实验课题之一,其研究目的主要在于探明注意的选择机制,是信息加工的重要阶段之一。

  注意是心理活动对一定对象的指向和集中,从1956年以来,注意的研究经历了三个阶段:一是关于20世纪五六十年代的注意选择性的研究;其次是70年代关于注意容量和分配的研究;三是之后的关于自动化加工的研究。

  (一)、早期选择模型—过滤器模型(D·E·Broadbent)

  人作为一个经济人,其认知能力是有限的,不可能在同一时间对所有进入注意系统的刺激作出相应的反应,我们只专注某些刺激而对某些刺激就好像过滤了一样,毫不允许无关的刺激被我们进一步的加工,例如鸡尾酒会效应。过滤器让一部分信息进入高级分析阶段,放弃了没有选择的信息,是一种全或无的装置。

  (二)、中期选择理论—衰减作用模型(A·M·Treisman)

  衰减模型是用双耳分听实验作出来的,即追随耳与非追随耳。信息可以进入过滤器,只不过非追随耳得到的信息强度减弱了,追随耳的没有变化。过滤器的作用是减少或衰减系统对没注意到的信息的分析。

  不过这一理论的得出有其偶然性,因为实验材料是依靠听觉来辨别的,而不是其他的系统,或者说该理论只适合用在听觉的注意选择机制,因此还需要从多方面进行验证。

  (三)、晚期注意选择模型—反应选择模型(Deutsch和Deutsch)

  根据Deutsch夫妇(1967年)的观点,只有重要的信息输入才会引起反应[3]。几个输入通道的信息均可进入高级分析水平,得到全部的知觉加工,注意不在于选择知觉刺激,而在于选择对刺激的反应。后经诺曼(D.A.Norman)加以完善和发展,一些东西未被注意是因为对其他东西作出了反应[4]。

  (四) 、中枢能量理论

  以上几个理论都认为信息加工的能力有限,因为人们早就已提到,信息加工的观点承认人和计算机的加工能力有限,即中枢能量有限,因此就提出来中枢能量理论,认为人们的认知受认知资源的影响,资源的质量直接使加工的质量有好有坏。

  三 、记忆:结构与过程

  记忆是信息加工过程的阶段之一,从艾宾浩斯开始,人们对记忆的研究充满了希望。人们认为记忆存储的结构称为“心理空间”中的某一特定场所,记忆提取涉及在心理空间搜索的过程。我们把信息存入心理空间,需要经过多个结构。记忆的过程就是如何对信息进行编码、存储与提取。

  (一) 、两种记忆说

  在记忆的研究上有不同的结构观点,例如Waugh和Norman(1956年)借用前人William·James(1890)的研究术语—初级记忆和次级记忆,即记忆是由初级和次级两个结构构成的。

  (二) 、三级加工模型

  根据记忆保持的时间来分,将记忆分成三个结构—感觉记忆、短时记忆和长时记忆。感觉记忆保持的时间很短,但是保持的信息量却很大,虽信息会很快消失,但也能帮助大脑完成任务;短时记忆保持的时间也只有几秒,保存的信息是以组块为单位,容量为5—9个组块(Miller,1956)。短时记忆在三级模型中充当加工器,对进入短时记忆的信息进行处理,使经过加工的信息进入长时记忆中并保存。不过长时记忆的容量很大,保存时间也是最长的,但是还是会有少部分信息会忘记。此三个结构紧密的作用在一起,构成一个记忆加工系统模型。

  (三) 、记忆过程

  我们把外界信息牢牢的记住是因为记忆对信息进行了编码或加工,主要加工模式为Craik和Lockheart用加工水平说中的学习过程来说明。他们鉴定出长时记忆的关键因素是加工深度、精细加工和加工明显性[5]。不过我们也相信,有些浅加工也能引起效果很好的长时记忆。

  四 、表象

  人在信息加工过程中,表象也具有深刻的作用,大部分研究仍著眼于认知心理学角度来研究。以下这个几理论都是表象系统对信息的加工机制。

  (一) Paivio的双重编码理论

  人的认知有两个既独立又联系的基本代码或符号系统负责处理:即言语系统和非言语系统。因此两个系统是通过词和像关联起来的[6]。人们在处理信息时,两个系统同时存在于加工过程中。

  (二) Shepard心理旋转

  人们在判断图形加工时,不论是平面还是立体图形,在心理空间里会将物体进行方位旋转,然后再进行判断。心理旋转这种加工方式,使我们能用表象对物体进行处理,作出相应的解释。旋转角度不同,所需要的时间也不一样,由此证明心理旋转确实存在于表象中。

  (三) Kosslyn心理扫描

  心理扫描是表象的另一种加工方式。心理扫描中存在大小效应和距离效应,证明了人们视觉表象中的客体同样有大小、方位、位置等空间特性。即人们利用表象,清楚的想起自己的东西在什么位置,可以构建一幅关于该物体及周围的某些客体。

  五 、思维形式

  认知心理学关于思维的探索是最成功的,主要是概念、问题解决和推理过程。

  (一) 、概念

  主要是对概念形成的研究,在概念形成中从Hull的共同因素说到Osgood的共同中介说,最后发展到Bruner等人在人工概念下建立的假设考验说。这一概念是通过属性定义的,类别判断是根据一些规则进行的,而这些规则考验了对事物属性的分析。概念是模棱两可的,造成这一原因可能是概念的不稳定性。还有一个概念形成的理论是原型说,是自然概念。自然类别似乎没有Bruner等人的人工类别那么清楚明了。

  (二) 、问题解决

  人的思维活动包括问题解决,问题解决是一系列的有目的指向的认知操作过程,需要产生新的程序的问题解决叫做创造性问题解决,使用现有程序的问题解决叫做常规性问题解决。必须同时具:目的指向性,一系列操作,认知操作。在问题解决的思维中,我们要改问题的起始状态,达到中间状态,最后达到目的状态。在这一过程中我们可以使用许多加工方法。

  问题解决需要方法,启发式就是一种。启发式又课分为很多种,最早的研究是Newell和Simon手段—目的分析法。对问题分析后,把问题分成若干的小目标,通过一个一个目标的完成从而达到目标状态,或者寻找算子解决问题。还有一种是逆向工作[7]。手段--目的分析法模式是从头开始一直到最后,逆向工作刚好与之相反,通过对目标状态的分析,倒退到起始状态,有点像逆向思维,而且这一方法也很有效,例如大师们在下棋时候最常用的问题解决方法[8]。

  人们主张对心理活动进行计算机模拟,而这一想法在问题解决尤其明显。

  (三) 、推理

  推理同样是人的一种认知能力,利用各方面的信息对所要理解的信息进行加工,从而得出新的信息或新的理解,即从已知或假设的事实引出结论。对信息进行处理的主要的推理有类比推理法和三段论推理。

  类比推理是抽象逻辑思维的一种主要形式。类比推理就是根据两个(类)对象在某些属性上的相同或相似,已知其中的一个(类)对象还具有其他特定属性,从而推出另一个(或另一类)对象也具有该特定属性的推理。在三段论推理[9]中,给被试呈现两个前提情况,被试的任务是推断三段论中两前提与结论之间的关系。

  六 、小结

  现代认知心理学的主要研究内容中,感知觉是最基本的,其他更高级的心理过程以此为出发点。记忆系统可以帮助我们保存大量有价值的信息,为信息加工提供更好的服务,特别是长时记忆,让我们把各种经验存储起来,让我们更经济的认知世界。

  任何具有广泛使用性的科学研究都是通过对正常人的观察、记录和分析中得到实验结果,因此信息加工的理论也是从正常人群中得出的实验范式。对病态的研究也许是给诊断提供一个标准。

  认知心理学包括了现代认知心理学即信息加工认知心理学、联结主义认知心理学和认知神经科学。信息加工心理学很早就提出了,是以心机加工为核心内容;联结注意心理学是人之信息学的新进展,还比较有发展潜力的学科分支;认知神经科学是神经科学与认知心理学的交叉学科,研究的是“脑功能是如何引起心理活动的”。利用脑成像技术对认知神经科学进行研究并从中得到的结论,最直接的目的是他们将认知功能定位在具体的脑区。这三种不同的认知心理学分支研究内容既有相通也有许多差异之处。相同点就是研究的内容相似:都与人的高级心理有关,而差异主要体现在研究范式上。

  信息加工认知心理学比较公认的一个研究方向是“人工智能”。对于人工智能的定义早在1956年就美国数学家麦卡锡提出来的:它是研究如何使机器从事某些智能活动和功能的科学。认知心理学的建立依赖于计算机科学,人工智能的建立同样依赖于认知心理学[10]。

  只要是一门学科,都会存在著争论,认知能力作为人的高级心理能力,研究必然会有争论。将人与计算机进行对比是否合理是其一,人类信息加工的方式同样也存在争论,例如人的信息加工是如Sternberg所说的“人的信息加工过程是系列进行的而不是平行发生的”还是也存在著平行加工。随著信息加工认知心理学的继续研究,相信一定会有越来越多的理论得以“进化”,不仅格理论更完善,互相共存与不同条件之下,与其他学科的融合也更加完美,从而为研究出人工只能做好铺垫。

  参考文献:

  【1】徐芒迪,认知心理学讲座之三:现代认知心理学若干研究内容简介,1990年,P40。
  【2】王苏,《认知心理学》,北京大学出版社,2007年,P37。
  【3】M·W艾森克,M·T基恩,《认知心理学第四版》,华东师范大学出版社,2006年,P180-181。
  【4】王苏,《认知心理学》,北京大学出版社,2007年,P57-58。
  【5】M·W艾森克,M·T基恩,《认知心理学第四版》,华东师范大学出版社,2006年,P272—273。
  【6】M·W艾森克,M·T基恩,《认知心理学第四版》,华东师范大学出版社,2006年,P262。
  【7】王苏,《认知心理学》,北京大学出版社,2007年,P196。
  【8】乐国安,现代认知心理学对于问题解决的研究,中国心理研究所,1985年。
  【9】王苏,《认知心理学》,北京大学出版社,2007年,P200。
  【10】楼培敏,认知·认知学派·认知心理学,上海社会科学院学术季刊,1985。


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