现代认知心理学中的概念表征研究_认知心理学论文

现代认知心理学中的概念表征研究_认知心理学论文

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长期以来,认知心理学家一直致力于寻找智力的关键成分。虽然到目前为止还没有找到完满的答案,但现在至少可以说,有两种成分与智力行为密切相关。一是通过经验习得知识或技能的能力,即学习能力;二是运用习得的知识技能解决问题的能力,即推理能力。这两种能力的前提条件是我们要具有贮存、表征各种形式的知识的能力。概念是构成知识的基本单元,为表征知识,就需要表征概念。因此,理解概念是如何表征的,是有助于理解智力的。

在心理学史上行为主义占统治地位时期,概念表征问题被排斥在研究范围之外。当时的行为主义者认为有机体对某一类刺激的共同反应,而不是头脑内部的东西。现代认知心理学兴起后,概念表征研究才被提上研究日程。与行为主义心理学相反,认知心理学是从心理表征的角度来描述概念。如巴沙罗(L.W.Barsalou,1992 )认为概念是“使人们区别出属于某一类别的成员和不属于该类别成员的信息。”( 注:Barsalou,L.W.(19920.Cognitive psychology:an overview forcogntive scientists.HiLLsdale,New jersey:Lawrence ErlbaumASSociates,Publishers.P.153.)麦丁(D.L.Medim,1989)认为,概念是“一些物体、事件或模式的心理表征,其中贮存了被典型地认为与这些物体、事件、模式有关的大量知识。”(注:Galotti,H.M.( 1994) .Cognitivepsychology in and out

of

the

laboratory. BrOOks/cole publishing Company.p.166.)

既然认知心理学家是从表征角度来看概念的,那么这些表征到底是什么呢?围绕这一问题,现代认知心理学先后展开了一系列研究,提出了几种不同的观点。

一、经典观点(claSSical view)

概念表征的经典观点可上溯至亚里士多德。这一观点在本世纪70年代以前一直占统治地位。弗洛伊德、皮亚杰、斯金纳等著名人物也都持这一立场。经典观点认为,某一概念的所有例证都具有共同的基本特征,概念表征的内容就是一些必要的、充分的特征,这些特征又叫定义特征(defining features)。 所谓必要的特征是指某一例子若成为某个概念的例征就必须具有的特征。如“有三条边”就是“三角形”这一概念的必要特征。那些不具有三条边的图形就不是三角形。所谓充分的特征是指某一例子必须具有某个概念的所有必要特征,才能被看成是该概念的例子。如“有三条边”、“封闭的几何图形”就足以确定一个三角形。任何图形,只要同时具备这两个条件,就可被看作是一个三角形。又如“单身汉”这一概念,其表征的内容是“男性,成人,未婚”。只有同时具备这三个必要特征的人,才能被认为是单身汉。经典观点还认为,某一事物是否属于某个概念是清楚的,“全或无”式的,即如果具有该概念的充分且必要的特征,就是该概念的例子,反之则不是。换言之,某一例子要么是某一概念的例子,要么不是。而且,某一概念的所有例子的地位是平等的,没有那个例子比其它例子更好或更差,更符合该概念。

但是一些研究成果与上述观点相左。首先,有些概念难以用充分且必要的特征来表示。罗希和麦维斯(E.Rosch & C.B.Mervis,1975)要求被试列出一些概念如家具、水果、衣服、交通工具的20个例证的特征。根据经典观点,被试贮存的是某一概念充分且必要的特征,那么对该概念的20个例子来说,被试列出的应是共同的定义性特征。但结果却发现,对于某一给定的概念的20个例证,被试从未列出一些共同的特征。(注: Stevenson,R.J.(1993).

Language,thought andrepresentation.Chichester:John Wiley & Sons.P.185.)史密斯(E.E.Smith,1989 )也指出,象老虎、果实、家具、汽车等日常概念是没有可接受的定义性特征的,从而否认了被试贮存的是定义性特征。(注:Sterberg,R.J.,Smith,E.E. (ed.) (1989) . The psychology of human thought.Cambridge University PreSS.P.21.)

麦克考劳斯基等人(M.Mccloskey et al,1978)的研究则对概念例子的“全或无”的观点提出异议。他们给被试一些项目,要求他们判断这些项目是否属于某一概念。如椅子是家具吗?经典观点会预计人们在判断上有很强的一致性。但结果发现,对于不典型的例子,被试之间存在很大分歧, 即使在不同时间, 被试的判断也前后不一致。 (注:Galotti,H.M.(1994).Cognitive psychology in and out of thelaboratory.BrOOks/cole publishing Company.P.169.)

罗希等人还发现,某一概念的一些例子比另一些例子是该概念更好的例证,从而对概念例子地位平等的观点提出挑战。例如,在北美的人认为,知更鸟和麻雀是鸟的很好的例证,而小鸡和企鹅则是不大好的例证。经典观点对此无法解释。Rosch还发现, 对于被试判断为典型的例子,在回答诸如“麻雀是鸟吗?”“企鹅是鸟吗?”这类问题时,要比不典型的例子反应时短。在要求被试列出某一概念的例子时,被试更可能列出典型的例子而非不典型的例子。(注:Galotti,H.M. ( 1994) .Cognitive psychology in and out

of

the

laboratory.BrOOks/cole publishing Company.P.168.)所有这些证据表明, 经典观点有其局限性,需要其它理论来补充、完善。

二、原型观点(prototype view)

原型观点是在本世纪70年代提出的。它否认概念的定义性特征的存在。如果说经典观点认为概念是以某种抽象物(充分且必要的特征)来表征的,那么,原型观点也是采用抽象物来表征概念只不过这种抽象物不是充分且必要的特征而是原型。所谓原型是指某一概念所有特点性特征(characteristic features)而不是定义性特征的抽象, 是概念所有例证的总和与平均,它可以是也可以不是概念的实实在在的例子。某一物体是否是某一概念的例子,是看它是否与原型有足够的相似性。如果它与原型很相似,与原型共享的特征越多,它就越可能被看作是该概念的例子。

原型表征可用来解释经典观点所遇到的一些问题。它可以解释我们为什么有时难以给出一些概念的定义性特征,因为这些概念不存在定义性特征,它是由原型而不是定义性特征来表征的;它还可以解释人们在分类时出现的不一致。如西红柿,有人将其看作蔬菜,有人将其看作水果,这是因为西红柿与蔬菜和水果的原型都有一些共同的特征。有人(如家庭主妇)在分类时,将它与蔬菜的原型比较,得出西红属于蔬菜;有人(如生物学家)在分类时,则将它与水果的原型相比,因而将其归入水果类。原型还可解释概念例证的典型性问题。不过它是通过家族类似性来解释的。所谓家庭类似性是指概念的每一个例子具有一些特征,同时与其它不同的例子共享一些特征,但只有很少的特征为概念的每一个例子所共有。某一例子与其它例子共有的特征越多,它就越典型。换言之,某一例子与概念的其它例子共有的特征越多,它与其它例子的家庭类似性也就越强,因此它就越典型。知更鸟与企鹅相比是更典型的鸟的例子,就是因为前者具有更多的鸟的特征,如体型小,会飞,吃虫子,生活在树上。

但实验证据表明,用家庭类似性来解释典型性效应也有问题。经典的概念如奇数,应该不存在家庭类似性。但阿姆斯特朗等人(S. L.Armstrong et al,1983)的研究却发现,经典概念的例子也有典型的和不典型的。他们要求被试评价一些经典概念如奇数、平面几何图形等的典型性。结果发现,8和12是典型的偶数,30和18则是不典型的;7和13是典型的奇数,15和23是不典型的;长方形和三角形是典型的平面几何图形,而椭圆和梯形则不典型。而且,当要求被试作出迅速的验证时(如30是偶数吗?),他们对典型例子的反应要快于不典型的例子。巴沙罗(1985)也发现,我们为达到某一目标而形成的概念例子的典型性效应也不能用家庭类似性来解释。如为了减肥我们会形成“为节食而不宜吃的食物”这一概念;出去野营会形成“野营过程中所需物品”的概念。在这些概念中,例子的典型性是与当前的目标有关,而不是取决于特征的相似。(注:Stevenson,R.J.(1993) .Language,

thoughtand representation.Chichester:John Wiley & Sons.PP.188—189.)这说明,原型观点也有局限性。

三、样例观点(exemplar view)

先前的两种观点都认为,概念是某种心理抽象,换言之,我们表征的不是个别的例子,而是将很多个别例子加以平均而形成的复合表征。样例观点则认为,概念的表征至少包括一些实际的个别例子,但我们并不从对这些例子的记忆中进行抽象概括以形成一种抽象的知识。例如,人们并不是用抽象出来的“未婚的成年男子”来表征“单身汉”这一概念,而是用某一个人所认识的具体某一个单身汉来表征的。我们在对某一新例子分类时,是通过与头脑中事先贮存的例子的表征加以比较而后作出的,这些例子就叫样例。

关于概念的样例表征的证据来自人工概念的学习研究中。布鲁克斯(L.R.BrOOks,1983)让被试学习一些人工概念,并比较了两种学习方法。一种是鼓励被试去发现非常复杂的用于区别两个人工概念的规则。另一种仅仅学习一些概念的样例。学完以后,两组被试都进行新的分类任务。虽然第二组事先并未被告知有两种概念,但十分惊奇的是,他们比第一组的成绩要好。布鲁克斯认为,在某种条件下,仅仅记忆概念的例证是学习概念的一种方式, 它比尽力找出概念的定义更好。 (注:Gamham, A.,OakhiLL,J.(1994).Thinking and reasoningand reasoning.Oxford:BlackweLL.PP.26—27.)

样例观点的长处在于可以描述人们如何习得难以定义的概念。在学习这些概念时,我们仅仅贮存足够的样例就行了,在遇到新的例证时,就拿它与贮存的样列相比。如果相似,就说明是该概念的例子,反之则不是。

样例观点的一个重要问题是,人们确实知道一些从样例中推断出来的概念的抽象的规则。样例观点对这些抽象信息的内容及其使用几乎没有涉及,而原型和经典观点则指出了这种抽象的信息。此外,这一观点还不能解释概念的哪一个例子可以作为样例贮存的,哪一个不能作为样例贮存。

四、理论观点

上述三种观点都不能说明为什么这些特征或样例能作为概念表征的内容。举例来说,假设我们到动物园,见到了一种我们以前没有见过的动物,比如说老虎。我们是在星期天的上午在笼子里见到了两只老虎,而且它们还都是雄性的。那么,在形成老虎这一概念时,我们并没有将两只老虎的所有共同之处如关在笼子里,雄性,在星期天上午见到等等作为其概念表征的一部分。

概念的理论观点或者叫基于知识的观点,就是解决这类问题的。这一观点认为,我们关于概念的表征,除了定义性特征或原型样例外,还必须加上一些有关领域的内在原则或理论。所谓理论是指能解释或产生某一领域内的现象的一套因果关系。我们可以用这些因果关系来解释为什么一些特征或功能密切联系在一起。比如在上例中,因为我们具有一个生物学理论,这一理论告诉我们,哪些特征对于老虎这一概念是重要的、相关的、可靠的,因而老虎的当前位置并不被概括进老虎这一概念的表征中。而体型和行为特征符合我们的生物学理论,才会被考虑成该类目可能的特征。这一观点强调了在概念形成过程中理论或复杂知识的作用。要完整理解一个概念,我们还必须了解概念所镶嵌的领域知识,也即个体关于某一领域的理论。如前文提及的西红柿的分类问题,家庭主妇与生物学家的分类不同就是因为他们具有不同的关于西红柿的理论。

成人有着丰富的生活经验,接受过学校教育,他们无疑具有某些领域的理论。 儿童是否也具有这种理论呢? 盖尔曼和马可曼(S. A.Gelman & E.Markman,1986)的研究发现,儿童也具有一些理论。 他们告诉4岁的儿童某一物体的属性, 然后问他们另一个与之相似的物体是否也具有该属性。如给儿童出示一只鸟和一只蝙蝠,然后告知儿童这些动物的非知觉性特征,如蝙蝠用乳汁喂养小蝙蝠,而鸟用小虫喂小鸟。接下来给儿童看一张很象蝙蝠的鸟(鹰)的图片,并告诉儿童这是一只鸟,然后问他们它是用乳汁还是用小虫子来喂养小鹰。结果,儿童的回答没有表现出基于知觉特征的倾向:虽然鸟的知觉特征与鹰的很不一样,但儿童不受其知觉特征的影响,还认为鹰具有与鸟一样的属性。

这一结果并不是不同物体具有不同名字的缘故,正相反,儿童作出这种回答是基于生物学上的相关特征(如内部器官和重要行为)。这表明,儿童并非是毫不批判地将他所见到的某一类目成员的所有特征都概括成这一类目的特征的,他们是根据自己的理论,选择最相关的特征而加以表征的。(注:

Mechelen,

I.V.et al,(ed).(1993).Categories and concept:theoretical views and inductive datAAnalysis.London:Academic Press.PP.178-180.)此外,对科学概念教学的研究也发现,儿童在其生活实践中形成了一套自己的理论,如“摩擦力仅仅存在于互相接触的运动物体的表面”、“重力的作用需要空气的存在”等等。这些理论会影响儿童习得科学概念。

五、双层表征观点

这一观点是对上述四种观点的综合,它将概念的表征分成两种成分:原型、样例和核心成分。麦丁指出,人们的概念行为是基于这样一种认识:某一事物之所以是某一类事物而不是其它类事物,是因为这一事物具有一些实质性的基本的性质,这是概念内涵的一部分。a概念内涵的另一种成分是原型和样例(麦丁在这里所说的概念内涵是指概念的表征)。例如,在我们的文化中,男子和妇女这两个概念的成员关系是从遗传上决定的。但当我们判断某人是男性还是女性时,我们由根据诸如头发长度,身高,有无胡须,衣着等第二性征及文化习惯来确定。虽然这些特征不如遗传学方面的证据可靠,但它们也远不是武断的。这些特征不仅具有统计学的效度,它们还与女性和男性的生物学的和文化的概念相联系。理论的作用之一就是内在的原则和表面的相似性之间建立因果性联系”(注:Stevenson,R.J. ( 1993) .Language, thoughtand representation.Chichester:John Wiley & Sons.P.202.) 史密斯将概念的表征分为原型和核心成分。原型在知觉上是显著的,但对确定概念的成员资格并不具有完全的诊断意义。核心成分则对确定概念例证的成员资格更具有诊断性,但倾向于相对地隐藏起来,不那么明显。如“鸟”这一概念,我们关于它的原型可包括如下特征:有翅,能飞,会叫,在树上筑巢。核心成分则包括那些有助于确定鸟的特性,如具有鸟的基因,有皮肤和骨骼,以及其它一些重要的生物学特征。虽然原型中的特性不如核心成分中的特性更能判断例子的成员资格,但因为它易于提取,我们还是用它们来进行分类。这样看来,原型是分类的启发式,是超越给定信息的快速而不保险的方式。(注:Sterberg,R.J.,Smith,E.E.(ed.) (1989).The psychology of human thought.Cambridge University PreSS.P.28.)

兰道(B.Landau,1982)的实验支持了史密斯的观点。 她向被试(儿童和成人)呈现一些经典概念如“祖母”的图片,要求他们做两件工作:判断图片是否是该概念的正例;对他们作出的决定进行确认。兰道呈现祖母的照片时,在下述两方面加以变化:她的年龄,这主要是祖母的特征;是否有儿童出现,这可能表明了祖母的定义性特征(是父母的母亲)。结果发现,所有年龄的被试在作出分类决定时,要比确认分类决定更多地依赖于成年妇女的年龄;但在确认决定时,要比在作出分类时更多地依赖于年幼儿童的出现。(注:Medin,D.L.,Smith,E.E.(1984) Concept and concept formation. ANNual Review ofPsychology (35) P.120-121.)这表明,被试在分类时,运用的是祖母概念的原型,而在作出最终决定时,则用祖母概念的核心成分。此外,核心成分还可以在推理中起重要作用。例如,如果我知道某种动物是老虎,我便知道它与猫的亲缘关系要比与狗的亲缘关系近,它具有消化系统,如果刺破它的皮肤会流血。诸如此类的推断,都源自于有关老虎的核心知识。经典概念和模糊概念都可以从双层表征的角度进行分析。在经典概念中,其定义性特征相当于核心成分,而且它也具有原型或样例。如前文阿姆斯特朗的实验就指出一些经典概念也有原型。模糊概念也有原型,但其核心成分一般是由专家来确定的,我们一般难以把握。

现代认知心理学对概念表征的研究是概念研究的深化。从研究趋势上看,一种综合的双层表征是今后研究的主要方向,但我们也要看到,现代认知心理学在研究概念表征的同时,对概念表征的形成过程还研究不多。加涅和奥苏伯尔等教育心理学家对概念的形成与教学都有精辟的论述,但他们几乎未涉及概念表征问题。如何将概念表征的研究与概念学习与教学的研究结合起来,也是我们应努力的地方。

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