第1章认知心理学概述.ppt

认知心理学认识你自己自我介绍主讲教师：郑航月³单位：教育系³：13636175132、675132³邮箱：66815164@.com课程简介课程类别：专业基础课课程性质：必修课学分：4课时：72考核方式：考试成绩组成：³平时成绩：30%³期末成绩：70%第一章￿￿认知心理学概述基本概念、历史发展、研究方法第一节￿￿认知心理学和认知科学1认知心理学（一）什么是认知心理学u奈瑟尔对认知的定义：认知指的是对感觉输入加以转换、简化、细化、储存、恢复和利用所依赖的所有加工过程（一）什么是认知心理学广义的认知心理学：指以认知为研究取向的心理学狭义的认知心理学：指以信息加工观点为核心的心理学，又可称为信息加工心理学认知心理学的研究范式符号操作系统范式³把计算机作为人脑功能的一种心理学模型联结主义范式³认为人的心理活动和大脑的神经活动方式一相似的符号操作系统范式符号：泛指代表、表示或意指他物的一切东西所谓符号就是模式，任何一个模式只要能和其他模式相区别，就是一个符号输入符号存储符号建立符号结构条件性迁移复制符号输出符号符号操作系统范式符号操作系统的三点推论：³既然人具有智能，它就一定是一个完整的符号操作系统。

³既然计算机是一个完整的符号操作系统，它就能够表现出智能³既然人是一个完整的符号操作系统，计算机也是一个符号操作系统，那么久能够用计算机来模拟人的认知活动过程人的认知活动和计算机类比人人类认知活知活动思思维过程程初初级信息加信息加工工处理理生理生理过程程（神（神经系系统））计算机计算机程序程序计算机算机语言言计算机硬件算机硬件人类认知的计算机模型通用问题解决程序初级知觉和记忆程序人类联想记忆思维的适应性控制联结主义范式联结主义理论模型的组成1.一组单元：节点2.激活状态3.联结模式4.节点激活规则5.节点输出功能6.学习规则联结主义理论模型的特点内在并行性分布式处理容错性自适应性（二）认知心理学研究什么注意知觉（模式识别）记忆知识的组织推理问题解决分类、概念和类型语言元认知认知发展社会认知认知神经科学二、认知科学认知科学是20世纪世界科学标志性的新兴研究门类，它作为探究人脑或心智工作机制的前沿性尖端学科，已经引起了全世界科学家们的广泛关注认知科学的六个领域：心理学、计算机科学、语言学、人类学、神经科学、哲学第二节、认知心理学的历史与发展一、认知心理学的哲学基础u理性注意u经验主义二、认知心理学的起源早期对认知的探索柏拉图亚里士多德通过科学实验对认知进行研究对神经冲动的研究对记忆的研究三、认知心理学的创立认知心理学诞生的内在条件行为注意格式塔学派相关学科的推动人因工程学信息科学计算机科学语言学2024/8/1522第三节￿认知心理学研究方法计算机模算机模拟流程流程图示研究示研究口口语报告法告法反反应时测量法量法￿ ￿眼眼动研究技研究技术认知神知神经科学科学技技术2024/8/1523一、计算机模拟方法(一)、涵义计算机模拟方是指利用计算机来模拟、检验、发现人的认知活动及其行为表现的规律的研究方法。

(二)、基本程序主要工具是计算机程序，用它来模拟人的某些心理活动过程将某些确定性推断用计算机程序描述，观察在输入相同的刺激信息条件下计算机的输出状态，并同人类被试的输出反应比较例如：初级知觉和记忆程序输入：A、H、V、Y上部有凹状么有横线么？有竖线么？AHVYNYYNNY2024/8/1525二、流程图式研究（一）、（一）、涵涵义是指以是指以作作业图或信息流程或信息流程图的形式表示人的心理活的形式表示人的心理活动，，并以此分析人的信息加工并以此分析人的信息加工过程的研究方法程的研究方法（二）、（二）、信息加工流程模式信息加工流程模式一般由一一般由一张作作业图中的系列方框构成，每一个方框表中的系列方框构成，每一个方框表示信息加工的一个步示信息加工的一个步骤，从一个方框指向另一个方框，从一个方框指向另一个方框的箭的箭头标出了出了信息流向信息流向的方位和的方位和先后先后次序感觉记忆信息短时记忆长时记忆提取复述信息丧失信息丧失2024/8/1527三、口语报告法（一）涵（一）涵义被被试在解决某在解决某项问题时“出声思考出声思考”（出声（出声讲出）出）其思其思维内容，研究者内容，研究者记录后后进行分析，从而揭示行分析，从而揭示被被试认知活知活动规律的研究方法。

律的研究方法最初是德国心理学家最初是德国心理学家Duncker（（1945）首先）首先发展展出来的，后来出来的，后来Newell和和Simon在研究在研究问题解决解决时（（1972），把它当作一个重要的方法加以），把它当作一个重要的方法加以应用2024/8/1528（二）基本过程利用利用这个方法个方法进行研究之前，行研究之前，应对被被试进行行足足够的的训练给被被试某个某个问题，要求他，要求他们在解决在解决问题时出声思考，出声思考，同同时录下全部口述下全部口述³如被如被试在出声思考中在出声思考中发生生停停顿，，实验者可以者可以问他他现在在想什么一般不想什么一般不应提提问研究者整理由研究者整理由录音机音机录下的被下的被试的口的口头报告序列，逐告序列，逐字逐句整理成文字材料字逐句整理成文字材料经整理分析后整理分析后绘出出图例，称例，称为问题解决行解决行为图2024/8/1529问题行为图由两部分由两部分组成：成：1））被被试所具有的知所具有的知识状状态，，即人在即人在某一具体某一具体时刻所知的关于刻所知的关于该问题或作或作业的全部信息的全部信息2）被）被试的的内部操作内部操作过程，程，即每次用来改即每次用来改变其知其知识状状态的手段。

的手段12345678知识状态操作问题行为解决图例2024/8/1530四、反应时测量法（一）涵（一）涵义反反应时是刺激作用于有机体后到其作出明是刺激作用于有机体后到其作出明显反反应所需要的所需要的时间，即刺激与反，即刺激与反应之之间的的时间间隔它作它作为个体成个体成绩指指标或内部加工信息或内部加工信息过程的复程的复杂程度的指程度的指标（二）反（二）反应时研究研究简史史反反应时研究的开端研究的开端----天文学的研究天文学的研究贝塞塞尔德人差方程德人差方程￿ ￿：：B-A=K(1923年年)（二）反（二）反应时在心理学中的研究在心理学中的研究历史史1850年，赫年，赫尔姆霍茨姆霍茨实施了第一个反施了第一个反应时实验：：测定蛙的运定蛙的运动神神经传导速度荷荷兰生理学家唐德斯提出的反生理学家唐德斯提出的反应时ABC冯特和其学生的研究特和其学生的研究1969年，美国心理学家斯滕伯格提出了加因素法年，美国心理学家斯滕伯格提出了加因素法（三）唐得斯的反应时三成分说（三）唐得斯的反应时三成分说（减法反应时原理（减法反应时原理））人人的反的反应可分可分为三三类:第一第一类称称为A反反应，只有一个刺激，一个反，只有一个刺激，一个反应，，其反其反应时为简单反反应时，又称基，又称基线反反应时;第二第二类反反应为B反反应，有多个刺激，需，有多个刺激，需进行多个行多个反反应，其反，其反应时包括包括简单反反应时、辨、辨别反反应时和和选择反反应时；；第三第三类反反应为C反反应，有多个刺激，只需做一种，有多个刺激，只需做一种反反应，其反，其反应时包括包括简单反反应时和辨和辨别反反应时。

基于此，可得出如下算式：辨基于此，可得出如下算式：辨别反反应时= =C-A；； 选择反反应时= =B-C唐德斯反应时（Donders ABC of reaction time)刺激反应唐德斯A反应刺激反应唐德斯B反应唐德斯C反应刺激反应A反应时C反应时C — AB反应时C反应时B — C基线时间选择时间辨别时间二、相加因素法（一）含（一）含义：：￿￿￿￿￿￿认为完成一个作完成一个作业所需的所需的时间是一系列信是一系列信息加工息加工阶段分段分别需要的需要的时间的的总和如果发现可以影响完成作可以影响完成作业所需所需时间的一些因的一些因素，那么素，那么单独地或成独地或成对地地应用用这些因素些因素进行行实验，判断，判断这些因素是否与特定的信息些因素是否与特定的信息加工加工阶段相段相联系该法的关法的关键不在于区分不在于区分每个加工每个加工阶段的段的时间，而是辨，而是辨认加工的加工的顺序并序并证实不同不同阶段的存在段的存在（二）相加因素法的逻辑：（二）相加因素法的逻辑： 如果两个因素的效应是相互制约的，即一个如果两个因素的效应是相互制约的，即一个因素的效应可以改变另一个因素的效应，那因素的效应可以改变另一个因素的效应，那么这两个因素只作用于同一个信息加工阶段；么这两个因素只作用于同一个信息加工阶段；如果两个因素的效应是分别独立的，即可以如果两个因素的效应是分别独立的，即可以相加，那么这两个因素各自作用于不同的加相加，那么这两个因素各自作用于不同的加工阶段。

工阶段三）在认知心理研究中的应用：（三）在认知心理研究中的应用： 斯腾伯格有关短时记忆提取过程的研究先斯腾伯格有关短时记忆提取过程的研究先发现影响因素，然后推断信息加工阶段，再发现影响因素，然后推断信息加工阶段，再验证信息加工过程阶段验证信息加工过程阶段2024/8/1536短时记忆信息提取过程识记项目的数量反应类型反应类型的相对频率测试项目的质量顺序比较反应时测试项目编码决策识记项目编码反应组织2024/8/1537开窗实验如果能如果能直接直接测量每个加工量每个加工阶段的段的时间，明，明显的看的看出出这些加工些加工阶段，那就好像打开窗段，那就好像打开窗户一一览无余了这种技种技术即称作即称作“开窗开窗”（（open window））实验以以“KENC＋＋4”为例，例，4个刺激字母相个刺激字母相继呈呈现，被，被试自己按一下自己按一下键就可以看就可以看见第一个字母第一个字母K并同并同时开开始始计时，接着被，接着被试作出声的作出声的转换，即，即说出出LMNO，然后再按，然后再按键来看第二个字母（来看第二个字母（E），再作），再作转换，，直至直至4个字母全部呈个字母全部呈现完完毕并作出回答。

并作出回答2024/8/1538开窗实验看第一个字母看第二个字母将转换结果贮存出声转换被试按键转换结束被试按键转换开始编码阶段转换阶段贮存阶段反应时：第一个字母加工2024/8/1539五、眼动研究技术1、、基本概念基本概念眼跳，眼跳，我我们看看东西西时，不断，不断发动一些眼一些眼动以使我以使我们的注的注视点由一个位置点由一个位置变换到另一个位置，到另一个位置，这个个过程就叫眼跳程就叫眼跳潜伏期，潜伏期，发动一个眼跳需要一定的一个眼跳需要一定的时间，，这段段时间就是眼就是眼跳的潜伏期跳的潜伏期在眼跳的在眼跳的过程中我程中我们视觉输入的敏感性会降低，入的敏感性会降低，这个个现象象叫叫眼跳抑制眼跳抑制在注在注视一个目一个目标时，我，我们的眼睛不会真正静止下来，而是的眼睛不会真正静止下来，而是有一种持有一种持续的的颤动叫做叫做眼球震眼球震颤回跳，回跳，与与视觉运运动方向相反的眼跳运方向相反的眼跳运动回回扫，，注注视点从一行的末尾跳到另一行的开始点从一行的末尾跳到另一行的开始2024/8/15402、研究动态利用眼利用眼动技技术可可记录多种指多种指标，包括注，包括注视和凝和凝视时间，眼跳，眼跳时间和位置、回跳和位置、回跳时间等。

等可用来研究可用来研究阅读、、视觉搜索和搜索和场景景浏览等等问题目前，研究者正目前，研究者正试图改改进技技术，使，使视觉场景与真景与真实接近比较流行的眼流行的眼动仪是用是用摄像机像机对眼球运眼球运动进行跟踪的行跟踪的头盔式眼盔式眼动仪2024/8/1541六、认知神经科学认知神知神经科学是一科学是一门新新兴的交叉学科，其研的交叉学科，其研究任究任务在于在于阐明明认知活知活动的的脑机制现有的有的脑认知功能研究技知功能研究技术大致可以分大致可以分为两两类：：一一类是通是通过改改变（（损伤或刺激）或刺激）脑组织和和脑活活动并并观察行察行为上相上相应的的变化来研究化来研究脑与行与行为之之间的关系属于的关系属于生理心理学生理心理学的范畴eg:脑损伤，，电刺激，透刺激，透颅磁刺激另一另一类是在人是在人们完成完成认知任知任务的同的同时，，观察察他他们的的脑活活动变化这属于属于心理生理学心理生理学的范的范畴eg：：单细胞胞记录，，脑电，，脑磁，磁，PET，，fMRI2024/8/15421、脑电（EEG/ERP）脑电图（（￿ ￿electroencephalography，，简称称EEG），），通通过头皮表面皮表面电极极记录得到得到脑电活活动变化，一般化，一般认为这种种电活活动反映了反映了电极下神极下神经元群活元群活动时产生的生的突触后突触后电位位总和。

和除了除了记录电极以外，极以外，还在在头皮表面放置皮表面放置参考参考电极，极，实际记录下来的信号是下来的信号是记录电极和参考极和参考电极之极之间的的电位差脑电信号微弱，信号微弱，电极引出的极引出的电位位变化通化通过高倍放高倍放大器后才能被大器后才能被计算机算机记录下来2024/8/1543ERP技术由由特定特定认知任知任务所引起的所引起的脑电活活动比比较微弱，被微弱，被淹没在整体的淹没在整体的EEG中中难以以观察，事件相关察，事件相关电位位（（ERPs, event-related potential）技）技术可以将其可以将其抽提出来，其核心是抽提出来，其核心是叠加平均叠加平均技技术通通过叠加平均，只有那些与刺激相关（叠加平均，只有那些与刺激相关（时间锁定、定、振幅振幅锁定）的定）的脑电成分保留下来，而与刺激无关成分保留下来，而与刺激无关的成分的成分衰减衰减了所提取出来的信号就是了所提取出来的信号就是ERP，它，它是由刺激事件（包括物理刺激和心理事件）所引是由刺激事件（包括物理刺激和心理事件）所引起的起的脑电波，也称波，也称诱发电位位（（evoked potentials，，EP）。

2024/8/1544技术特点1）无）无损可以在人体上重复多次使用可以在人体上重复多次使用2））脑电信号直接反映了神信号直接反映了神经元元电活活动变化3））时间分辨率非常高，可以达到分辨率非常高，可以达到1ms以下4）空）空间分辨率分辨率较低电极个数和极个数和脑内内兴奋源推源推测5））费用低廉128导，，100万左右2024/8/1545研究动态研究者可以通研究者可以通过记录分析人分析人们在在执行各种行各种认知任知任务时的的ERP信号，信号，动态地地观察察大大脑在在认知知过程中程中的活的活动变化，化，进而探索而探索这些些认知功能的神知功能的神经机制ERP技技术被广泛被广泛应用于知用于知觉、注意、学、注意、学习、、记忆、、语言等多种言等多种认知知过程的研究中，并取得了非常丰程的研究中，并取得了非常丰富的研究成果富的研究成果2024/8/1546例子12024/8/1547例子22024/8/1548EEG￿Measurement2024/8/15492、脑磁（MEG/ERF）当神当神经元元兴奋时，除了，除了产生与突触活生与突触活动相关的相关的电流之外，流之外，还会会产生生磁磁场。

与与脑电相似，可以通相似，可以通过特殊的技特殊的技术手段将手段将头皮表面很小的磁皮表面很小的磁场检测出来脑磁磁图（（magneto encephalography , MEG），），就是一种在就是一种在头皮表面皮表面测量量脑神神经活活动产生的微弱生的微弱磁磁场的技的技术与与ERP相似，研究者也可以通相似，研究者也可以通过叠加平均技叠加平均技术在在MEG中抽取中抽取事件相关磁事件相关磁场（（event-related fields，，ERFs）2024/8/15503、正电子发射断层扫描（PET）神神经元需要从血液中元需要从血液中获取取氧和葡萄糖氧和葡萄糖作作为其其营养养和活和活动能源在脑组织兴奋时其附近的血管血流其附近的血管血流量会增多以量会增多以满足神足神经活活动的需要正正电子子发射断射断层扫描（描（PET, positron emission tomography）技）技术，就是利用正，就是利用正电子放射性同位子放射性同位素来素来标记血流量在血流量在脑内的分布，通内的分布，通过测量与某个量与某个认知知过程有关的程有关的局部局部脑血流量血流量（（regional cerebral blood flow，，rCBF））变化，来推化，来推测在在这个个认知知过程中伴随着哪些程中伴随着哪些脑区域的活区域的活动。

2024/8/1551技术特点1））扫描描时要要给人体注射一定人体注射一定剂量的放射性物量的放射性物质，，短期内最好不要接受多次短期内最好不要接受多次PET扫描2）并不是直接）并不是直接测量量脑神神经活活动，只是通，只是通过测量量脑血流量来血流量来间接推接推测脑活活动脑血流量和神血流量和神经活活动之之间的关系复的关系复杂3）空）空间分辨率高目前最高可达分辨率高目前最高可达5-10mm34））时间分辨率非常差需要几十秒分辨率非常差需要几十秒5））设备昂昂贵回旋加速器和同位素回旋加速器和同位素2024/8/1552PET2024/8/15534、功能磁共振成像（fMRI）功能磁共振成像（功能磁共振成像（fMRI, functional magnetic resonance imaging），），测量的是量的是“血氧水平依血氧水平依赖”（（blood oxygenation level dependent，，BOLD）信号大大脑活活动时，其血氧含量中，其血氧含量中氧合血氧合血红蛋白和脱氧蛋白和脱氧血血红蛋白蛋白的比率的比率发生生变化，引起化，引起脑部部组织的的磁化磁化率率变化，化，测量其引起的信号改量其引起的信号改变，以此反映相关，以此反映相关的大的大脑活活动功能功能变化。

化与与PET相比，相比，fMRI成像成像时间可以短于可以短于100ms，空，空间分辨率可以达到分辨率可以达到1mm，可以无，可以无创性的多次性的多次实验2024/8/1554研究动态fMRI涉及的涉及的脑结构大都在构大都在皮皮质区域水平区域水平时间和和空空间分辨率都分辨率都还有有较大的局限性并且，大的局限性并且，fMRI信信号的号的变化与神化与神经元的元的兴奋和抑制之和抑制之间的确切关系的确切关系是什么，是什么，还是一个没有完全解决的是一个没有完全解决的问题fMRI的一个的一个发展方向是提高成像的展方向是提高成像的时空分辨率和空分辨率和信噪比，信噪比，发展新的成像技展新的成像技术克服克服BOLD-fMRI研究研究的限制另一个另一个发展方向是展方向是多种成像技多种成像技术的的结合合如与ERP结合使用2024/8/1555fMRI2024/8/15Free template from 56时间分辨率和空间分辨率的比较第四节、实践与应用一、认知心理学与教学认知心理学可以帮助教师提高教学效果认知心理学可以帮助学生提高学习效果（一）教学中的认知心理教学过程涉及多种认知过程：注意、知觉、记忆、思维、语言、元认知等等使用过程分析的方法分析学生认知操作使用多种方法分析学生的认知活动。

（二）学习中的认知心理制作概念地图，提高学习和记忆的效果根据认知规律，提高阅读效果五步阅读法和六步阅读法五步阅读法概览提问阅读复述提问阅读复述提问阅读复述复习六步阅读法概览：S提问：Q阅读：R1复述：R2联系：R3复习：R4怎样做笔记主动记重点记抓信号词积极听选择记笔记的使用和复习方法及时整理，查漏补缺寻找各种观点之间的联系联系新信息和已有的信息对笔记进行总结对课堂笔记材料做补充提问养成良好的学习习惯营造适合学习的环境采用分散学习法联想记忆自测过度学习考试的技巧回答选择题的技巧对付考试中的问答题的技巧二、认知心理学与生活（一）认知与心理健康抑郁与认知³对信息的选择性注意³对负性记忆的选择性回忆³对事件解释中的不合理信念。