某高校心理学专业认知心理学课件-绪论

当代认知心理学 第一章 绪论,王恩国 河南大学教科院 2006.9,参考书,1、彭聃龄，张必隐。认知心理学，浙江教育出版社，2004年12月。 2、王甦，汪安圣。认知心理学北京大学出版社，1992年4月。,本章教学目的要求,初步了解认知心理学的学科性质、研究起源、研究方法及其信息加工观点。,人不仅要认识世界，而且要认识自己，包括自己的认识活动，人类文明的历史在一定意义上，也可以说是人类不断地认识世界和认识自己的一部历史。认知心理学（cognitive psychology）就是以认知为研究对象的一门科学。它主要研究认知的内部过程和结构，即人是怎样获得和应用知识，以及知识在调节人类行为中的作用。,第一节 认知心理学:概述、起源和隐喻,认知心理学的产生过程: 20世纪50年代孕育阶段； 20世纪80年代完整的体系基本形成； 20世纪90年代开始融入联结主义思想。,什么是认知？ 奈瑟（Neisser）在1967年出版的著名教材认知心理学对认知（ cognitive）的定义是指：“感觉输入被转换、约减、精制、储存、提取和使用的所有的加工过程”。 认知是人们获得和应用知识的过程，也可以叫做信息加工（information processing）的过程。 认知心理学是以信息加工理论观点为核心的心理学。,对认知的理解： 人脑对信息的加工过程：强调信息在人脑中的流动过程，从感知信息开始直到最终做出行为结束。 人脑对符号的处理过程：认知过程是人脑对符号的操纵和处理。符号代表着不同于它本身的任何东西。如：语言、标记、记号等等。 问题解决过程: 认知活动是个体选择、转换、操作和使用从环境中得来的信息，以及利用人脑中的知识、经验来认识和解决当前所面临的问题的过程。 总之，人类认知过程是一个主动地、积极地加工和处理输入信息、符号与问题解决的动态系统。,认知在心理系统中的作用,人的心理现象是由认知、情绪、意动、智力和人格构成的复杂活动系统，在整个心理系统中，认知作为一个子系统，既是情绪、意动、智力和人格等心理现象产生的基础，又受到这些心理现象的影响和制约。 认知与情绪 认知与意动 认知与智力及人格,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上，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。,（二）人类的认知系统及其特征,人由两大系统组成，一个是维持生存的系统，另一个是认知系统。 1 人类的认知系统 信息传递与处理系统； 认知策略系统； 知识经验系统； 元认知系统。 2 人类的认知系统的基本特征 人是一个符号运算系统； 多层次、多阶段的信息传递系统； 信息加工能力的有限性； 人是一个具有习得与发展有效认知策略的系统； 人是一个不断发展的监控认知系统。,二 认知心理学的起源,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 华生和格式塔心理学对冯特观念的反批。 行为主义的失败是重要的心理学内部原因。 2、现代科学技术的影响 （1）语言学研究的新进展，推动了认知心理学的产生； (2)信息论、控制论的渗透奠定了基础： 信息装置：人是一个接受、加工和处理信息的装置。 信息编码:由一种能量转化为另一种能量的特殊规则。 通道容量:在一定时间内，一个通道所能传递的信息是有限的。 系列加工和平行加工：平行加工比系列加工的效率大大提高。 (3)计算机科学是认知心理学产生发展的重要条件。,三、认知心理学的隐喻,（一）符号操作系统范式（计算机隐喻） 以信息加工观点研究感知觉、注意、记忆思维和言语等心理过程，以及儿童认知发展和人工智能（计算机模拟） 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,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）,符号操作系统的功能： 输入符号：计算机使用光电、声控和键盘等输入信息；人通过视、听觉、触觉等输入符号。 存储符号：计算机通过主存储装置和辅助存储装置存储信息；人通过记忆系统储存信息。 建立符号结构：计算机通过控制指令进行判断和逻辑运算；人对符号进行重组，产生新的符号系统。 条件性迁移：根据已存储的信息和当前输入的信息进行整合的一系列活动。 复制符号： 输出符号。 这些功能的组合就表现出智能系统。,三点推论： 推论1：既然人具有智能，他就是一个完整的符号操作系统； 推论2:既然计算机是一个完整的符号操作系统，它就表现出某种智能； 推论3：既然人是一个完整的符号操作系统，计算机也是一个完整的符号操作系统，那么，就可以用计算机来模拟人的认知活动过程。,目前有四种重要的认知模型： 通用问题解决程序模型（钮韦尔和西蒙）； 初级知觉和记忆程序模型（费根鲍姆）； 人类联想记忆模型（安德森和鲍威尔）； 思维的适应性控制（安德森）。,（二）联结主义范式,人类的认知活动的本质在于神经元之间的联结强度，以及它们之间不断发生的动态变化，对信息进行的是并行分布式加工处理。人类的认知活动或智能是从大量单一处理单元的相互作用中产生的，这些简单的单元联结在一起组成神经网络，它们可以对任何信息进行加工处理。 一个典型的神经网络有三个不同的单元层次：输入层、隐单元层和输出层。 当神经网络中的某一个单元与一些传递兴奋或传递抑制的单元相互作用时，即产生了激活和联结。,联结主义模型的构成成分： 1 单元组：某种水平的激活状态，由输入单元、输出单元和隐单元三部分组成； 2 激活状态：节点被激活产生的变化； 3 联结模式：兴奋或抑制； 4 节点激活规则：说明一个节点怎样被输入与激活； 5 节点输出功能：一个节点的输入与某种激活相联系； 6 学习规则: 根据不断反馈，使网络激活模式发生变化，提高效率。 四个特点：内在并行性、分布式处理、容错性和自适应性。 信息加工取向和联结主义取向是当代认知心理学的两种研究取向。信息加工的心理学采用的是“计算机类比”的串行加工，联结主义采用的是“大脑神经网络类比”的并行分布式加工。,第二节 人的信息加工系统,信息加工系统的一般结构 （Newell&Simon,1972）,人的信息加工系统的构成： 1 感受器； 2 感觉登记； 3 模式识别； 4 短时记忆； 5 长时记忆。,第三节 认知心理学的研究方法,在认知心理学的具体研究中，常采用的研究方法有实验、观察和计算机模拟等方法。其中，目前最常用也是最重要的研究方法是实验研究法，计算机模拟法也颇受关注，但还面临着许多问题。 方法应用的条件：快速的信息加工，则用反应时为指标进行实验；较慢的加工则用出声思考形式的观察法；计算机模拟法两者皆宜。,一、计算机模拟,利用计算机模拟的方法研究人脑信息加工过程的特点。 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，可以根据该理论编写相应的计算机程序，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。,计算机模拟对认知研究的影响： 1 验证人的思维活动过程； 2 修正人的认知理论和观点； 3 发现新的认知活动问题。,对于计算机模拟的争论,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。,其相似性表现在：(1)都能接受、加工、贮存和输出信息；(2)处理对象都是信息。人脑要处理外界环境中所遇到的事物、现象、规律、理论等刺激信息，电脑要处理人给它的一系列指令，这些指令是各种信息的代表；(3)二者对信息进行操作的工具都是符号。人脑使用语言、文字等符号来表述和加工信息，表达处理结果；电脑使用记号、标记、二进制的数学符号及人权对话中的文字来描述和处理信息，输出处理结果；,(4)二者对符号的使用都要求符合一定的结构、逻辑、程序。人脑要求符号的组合使用符合句法、文法结构，符合推理、归纳的逻辑，有一定的层次顺序；电脑则更要求符号应具有严格的符号结构、严密的逻辑组织和严格的程序；(5)二者的加工过程是一致的。简而言之都是：输入信息记忆搜索加工输出结果（信息）。所以，尽管计算机的硬件及其信号单元（电子脉冲信号）和人脑的神经结构及其单元（神经细胞）不具有相似性，但仍可以通过在电脑中编制一系列程序，分析其输出结果，这种计算机模拟形式来类推人脑对信息的处理。,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。,人与计算机的重要区别： 1、人的功能依赖于认知系统和生物系统（调节系统）的相互作用，人的许多认知活动受人的各种需要的调节，计算机只有认知系统，而没有生物系统的作用； 2、人类具有自己的本能目的，而计算机没有这种本能目的； 3、人类能够意识到内、外环境中的许多事件，而计算机没有这种功能。 4、计算机的目标简单而固定，而人的目标是复杂多变的。,二、出声思考,使用思维过程外部化，以了解信息加工的具体过程。 他的前身就是内省法（introspection）冯特首创，一直存在争论。 行为主义兴起后，内省法和意识都被作为非科学的东西抛弃了，他们把思维当成不出声的语言，不关心思维的内部过程。 出声思考研究方法最初由德国心理学家邓克尔（Duncker）1945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。,出声思考的实验设计要点,出声思考实验设计就是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。 这种方法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所有的言语，以供分析阶段使用。 研究慢速的信息加工过程的方法。如问题解决时利用出声思考形式加以观察。与内省法有些相似 。 问题行为图： 分析口语记录的方法，（1）知觉状态（2）操作,三、反应时测量法,方法应用的条件：快速的信息加工，则用反应时为指标进行实验；较慢的加工则用出声思考形式的观察法；计算机模拟法两者皆宜。,1、减法反应时实验,用两种反应时的差数来判定某个心理过程的存在 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。,三种作业如下： 1、简单反应时测验：请被试用右手按键对一个灯光信号作出反应