认知心理学——心理咨询.doc

_认知心理学 王恩国 河南大学心理与行为研究所参考书1、彭聃龄，张必隐。认知心理学，浙江教育出版社，2004年12月。2、梁宁建。当代认知心理学上海教育出版社，2003年11月。3、Sternberg著，杨炳钧等译， 认知心理学，中国轻工业出版社，2006年1月。4、陈烜之主编，认知心理学，广东高等教育出版社，2006年12月。5、王甦、汪安圣，认知心理学，北京大学出版社，1992.第一章 认知心理学概述人脑是由上千亿个神经元组成的复杂巨系统。它为人类提供了知觉、运动、注意、学习、记忆、思维、语言、情感、意识等最重要的高级脑功能和认知行为。脑-认知-行为的关系是人类在认识自身的过程中必须解决的核心问题。它将对人类理解自然和自身、增进脑和身心健康、发展全新的脑智能信息系统及提高全民族的知识创新能力做出重要贡献。 本世纪生命科学走向：基因组蛋白组脑-认知-行为认识脑从而认识人类自身已成为本世纪最具挑战性和最活跃的科学前沿，是摆在各国科学家面前的首要科学使命，已成为全球性的研究热点。国际研究计划： 美国“脑的十年”1990年美国总统签署 欧共体1991年“欧洲脑的十年”日本“脑科学时代”认识脑、保护脑、创造脑 国际人类前沿科学计划100亿美元Smith： “我预期在今后几十年内，认知心理学将沿着神经科学的方向发展。认知心理学专业的学生将必须把脑认知关系的学习作为必修课，就象他们现在学习数学模型和统计学一样” 。第一节 认知概述人不仅要认识世界，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。一、什么是认知？Anderson：“人类智慧之本质及其运作”。Neisser：“感觉输入被转换、约减、添加、储存、提取和使用的所有的加工过程”。（1967，认知心理学）认知始于：感觉输入。感官将外界的物理能量输入到我们的神经和认知系统。并在此对能量做进一步加工。外界的物理能量必须转换为神经事件的模式（一种神经能），这种模式作为以后所有认知加工的基础。一旦感觉刺激中的物理能量被转换为神经事件的模式，则所有未被转换的物理能就会完全丢失。编码操作转换、约简、添加1、转换：感知输入编码形式的改变。2、约简：意味着神经和认知过程不能保存感觉世界中的所有能量。在感觉世界中我们不断地处于潜在刺激的包围之中，这种衰减是必要的。3、添加：当外界刺激提供的信息不足时，人会根据系统拥有的知识和经验自动“添加”数据。记忆与应用操作储存、提取和使用，表现为人的记忆功能。编码操作与记忆与应用操作关系密切，相辅相成。二、认知研究的核心问题认知心理学研究的两个核心问题是：心理表征与心理过程。（一）心理表征表征：信息记载或表达的方式（Glass，1986）。表征所代表的可以是具体的对象，也可以是抽象的概念；既可以形之于外，也可以是心理或内隐的。研究表征问题一般从三个方面：内容、形式和媒介。相同的内容可以用不同的形式来表征，如：“猫”、“cat”和“mao”。相同的形式又可以表征不同的内容，如：“猫”和“狗”（都是中文）。表征的内容和形式是相对独立的。媒介：表征所存在的物质环境。如：把歌曲用录音的方式保存在磁盘上。（二）心理过程信息的获取以及使用操作时的程序问题。在特定的认知作业任务中，相关信息是如何被提取和使用的问题。相关研究中，作业任务可以是简单的单项刺激对象（如字词或面孔）识别，也可以是包含复杂认知加工的阅读理解、问题解决、决策行为等。 任何复杂的特定的认知作业包含心理过程的两个子问题：一是为了达到特定目的，究竟需要进行哪些心理活动？二是这些心理活动的操作程序如何？一种情况是逐项进行的序列操作，另一种情况是多项活动同时进行的平行操作。 三、认知研究的基础理论取向（一）信息加工论1、信息加工就是对符号进行的操纵（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。2、人类认知系统包含结构成分和控制过程结构成分指系统中信息加工的重要阶段。每个信息加工阶段都需要特定的时间对输入的信息进行处理，各阶段所需时间不同，这是区别不同信息加工阶段的重要依据。因此，反应时是许多认知研究的重要变量。控制过程指信息在某一阶段内加工规则或方式。3、信息加工可以有方向、种类和方式的不同（1）方向不同：“自上而下”（top-down）和“自下而上”（bottom-up）。“上” ：知识和经验的储存；“下”：外在环境。“自下而上”的信息加工是客体认知，表明对外界刺激的认知，受客体物理性质的客观因素的影响。 人类认知往往受到过去知识经验、熟悉程度等因素的影响，信息加工也存在：“自上而下”的情形。（2）种类：自动和控制自动加工：不受意识控制、不需要注意和意志努力，速度极快的加工。熟悉作业。控制加工：受意识控制、需要注意和意志努力，速度较慢的加工。不熟悉作业。（3）方式：系列或平行 系列：按某种次序逐一进行； 平行：同时多方向进行。经典实验：Stroop效应（颜色命名）。4、人类的信息加工是一个能量有限的系统能量有限的原因：一是结构性限制，即硬件设施；二是资源限制，即软件和可得到的能量。（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。四、认知模型认知模型是指描述人类认知结构和认知过程的模型。如：模式识别、注意的过滤器模型、注意选择模型、语义网络模型等。 建构认知模型主要依据类比原则。有些模型描述了从信息输入内部加工信息输出的全部过程；有些模型只是针对个别认知活动的局部过程建构的。一个好的认知模型的标准：1、能够表现认知的结构和过程；2、能够说明各种中枢控制因素；3、能够容纳和解释已经观察到的事实或现象；4、能够预测新的事实或现象；5、能够吸收邻近学科的最新研究成果。五、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。-可编辑修改-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。六、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 认知与智力及人格对认知的理解：1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。2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。3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（cognition）即认识和知识，它包含一种动态性的加工过程（认识），也包含着一种静态性的内容结构（知识）。认知心理学是以信息加工理论观点为核心的心理学。第二节 认知心理学概述一、什么是认知心理学？认知心理学是以认知为研究对象的一门科学。二、认知心理学研究的主要论题1、注意：一心不可二用？2、模式识别：人如何辨认事物？3、记忆：去日留痕。4、知识的组织：网络超链接。5、语言：人是操作符号的动物。6、推理：由此及彼，由表及里。7、问题解决：探索未知世界。8、分类、概念、类型：思维之砖。 为了解释上述问题，认知心理学家倾向于降低心理事件中的个体差异的重要性，只研究一小部分。三、 认知心理学的起源与发展（一）认知心理学的哲学基础研究人类思维有两种途径：哲学与生理学。哲学主要通过内省来寻求事物的普遍本质，内省是对内心思想和经历的考察；生理学主要通过实验方法来对生命体中维持生命的机能进行考察。这两个源头学科问题仍然影响着心理学的发展。心理学的哲学基础：理性主义与经验主义。 理性主义柏拉图； 经验主义亚里士多德。1、观点不同柏拉图的二元论认为，现实并不存在于我们感官所觉知到的具体物体中，而存在于表征这些物体的抽象中；亚里士多德认为，现实只存在于我们感官觉知到的具体事物世界。2、研究方法不同柏拉图的观点导致了对心理学的理论阐释的逻辑分析，亚里士多德直接导向了心理学的实证研究。当今许多心理学者寻求二者的综合。17世纪，理性主义与经验主义之争又出现在法国思想家笛卡尔和英国思想家洛克之间。18世纪，理性主义与经验主义之争达到了巅峰，德国哲学家康德对这些物体进行了辩证综合。康德对哲学的重大影响与当时人们对自己身体的科学探究相互作用，最终促使心理学于19世纪最终成为一门科学，并促使于20世纪60年代认知心理学的产生。（二）认知心理学的心理学基础通过研究人脑的结构或是通过研究人脑的机能理解人脑仍然是困扰认知心理学的一个命题。1、认知心理学早期的辩证思想（1）构造主义第一个主要的心理学派，通过研究心理的结构理解人脑。采用的方法是内省。铁钦纳认为所有意识分为三种成分：感知、表象和情感。（2）机能主义心理学应该研究思维的过程、机能，而不是思维的结构或内容。机能主义没有固定的研究方法，他们认为，不论什么方法只要对问题有帮助就行。这样机能主义就导向了实用主义，其代表人物是詹姆士和杜威。（3）联想主义整合式的综合联想主义研究事件或思想如何在思维中相互作用，而促进学习。其代表人物是桑代克和艾宾浩斯。2、行为主义对认知心理学的影响 巴普洛夫、华生、斯金纳等。 托尔曼是敢于看黑匣子的新行为主义者。3、格式塔心理学对认知心理学的影响4、心理生物学对认知心理学的影响拉施里认为，脑是行为的主动的、动态的组织者。Hebb是第一位提出大脑影响认知过程的心理学家。他的观点为当代认知心理学奠定了基石。Hebb所感兴趣是学习如何影响大脑的神经结构关系的变化，他发现，大脑中的细胞集结是学习的基础。细胞集结指频繁刺激所导致的协调的神经结构。随着神经元相应刺激的增多，与该刺激相关的触发能力得到提高，细胞集结也就发展起来。（三）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。一般认为，认知心理学形成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标志。认知心理学是一种重要的心理学思潮和研究心理学的范式，而不是一个狭隘的心理学流派。它没有简单否定历史上各派心理学的建树，而是在自己的理论和实验中，吸收了各派心 理学的成果，包括行为主义的某些积极方面。显示其强大的生命力。 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。在理论上，它强调综合地研究认知的结构、过程和功能；在方法上，它强调用客观的方法研究内部过程的机制。“当一门科学发展到成熟阶段时，它对某个问题的解释，就不再会存在对立的派别，而会有一个一致的看法.认知心理学是用信息加工过程来解释人的复杂行为的，它吸收了行为主义和格式塔心理学的有益成果。这一心理学是在前人的基础上进行研究的，并不是完全无视前人的工作，一切重新开始。”（Simon，1986）四、认知心理学的新发展认知心理学并不是完美无缺的，应该随认识的不断深入而发展。（一）研究范式的转变20世纪60-70年代，认知心理学是在物理符合系统假设的基础上建立起来的。这种假设将人与计算机进行功能类比，借助计算机来说明人的认知结构与过程。按照这种假设，人的信息处理本质上是一种序列处理过程，建立的认知模型主要是功能模拟。70年代后，基于物理符合系统假设基础上的序列处理研究受到挑战，出现了一些新的研究范式。1、平行分布处理模型（parallel distributed processing model），也称新联结主义模型。要求考虑认知系统的神经基础，在更接近大脑的神经结构的基础上来建构认知理论与计算机模型。研究范式的这种转变称为大脑比喻。2、模块理论该理论由福多（Fodor）提出。模块：一组具有相同功能的，相互联系在一起的加工单元。信息加工系统有三个层次：（1）换能器，相当于人的感官，负责检测事物的各种属性；（2）输入系统，不同的输入系统处理的信息不同；（3）中枢系统，负责一般的认知加工。3、情景理论20世纪90年代，代表人物克兰西。该理论认为，人的认知是发生在一个真实的环境中的。人与环境、社会相互作用，这种相互作用是不断进化的，每一次新的行为不仅要对神经系统的活动产生修正，而且会引起外部环境的变化。学习不是简单的储存和提取，而是一种反馈调节的自然组织机制。（二）知识表征的研究（三）认知神经机制研究（四）人工智能与计算机模拟（五）生态效度与认知的应用研究五、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。六、认知心理学的隐喻符号操作系统范式（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。第三节 认知心理学的研究方法认知心理学的基本假设： 1、存在着心理加工 2、人类是主动的信息加工者 3、心理加工可通过外部行为的测量来推知： 作出反应所需要的时间 特定情景下人的反应模式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。人脑与计算机信息加工的相似性：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机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。 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。 人脑作为信息加工系统与计算机有何不同？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。复杂反应时间与简单反应时间的差别，就是包含在复杂反应中的心理过程所需要的时间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。实验设计为：给被试先后安排两种不同的反应时作业，其中一种作业包含有另一种作业所没有的某一信息加工过程。然后测定两种作业各自所使用的反应时，两个反应时之差便是某该信息加工过程所耗费的时间。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，看到信号就按键，得到简单反应时RT1;2、辨别反应时测验：如果改用红绿两种灯光信号，要求被试看到红光用右手按键反应，但看到其它绿光不反应，这时被试需要在红、绿灯光间作出分辨，然后才能作出反应。这种条件下的反应时为复杂反应时RT2;辨别过程的反应时间= RT2- RT13、选择反应时测验：如果实验时要求被试用右手反应红光，用左手反应绿光，那么被试不但要分辨红、绿色光，而且要对反应作出选择，在这种条件下测到的反应时间RT3将比辨别过程RT2的时间更长些，两种反应时的差别称为选择反应时间。选择反应时间=RT3-RT2唐德斯反应时（Donders ABC of reaction time)要求：能够举例说明这种方法的使用。 经典的AA 和Aa实验结论：存在两个心理过程。先出现视觉编码、然后出现语音编码。 语音编码时间=RT（ Aa）- RT（ AA） 该实验方法最初由荷兰生理学家丹德斯(Donders,1968)提出。 2、相加因素法实验该方法是减法反应时实验的延伸，最初由斯腾伯格(Sternberg,1966-1969)。 相加因素法实验的基本思路为：如果可以确定一个信息加工过程有某一独立过程，那么，当加工过程包含该过程时，可以看到信息加工总时间的显著变化，如果该过程不是一个独立的加工过程，那么当加工过程包含该过程时，加工总时间不会发生显著化变化。 使用相加因素法实验可以证实信息加工过程是否包含一个假定的环节。斯腾伯格认为，完成一项作业所需的全部时间，是每个加工阶段所需时间的总和。他还假定，如果两个不同的实验因素，对作业完成的时间具有独立的或相加的效应，那么，这些因素一定影响到作业的两个不同的加工阶段。相反，如果两个不同的实验因素对作业时间的影响具有交互作用的性质（相互改善其效应），那么，这些因素一定影响到作业的同一个加工阶段。因此，从实验因素对作业完成时间的影响，就可能把信息加工的不同阶段区分开来。通过控制某一个假定的独立的信息加工过程可以看到反应时的变化。 sternberg的短时记忆提取实验，先给被试看1-6个数字（识记项目），然后再看一个数字（测试项目），并同时开始计时，要求被试回答该测试数字是否是刚才识记过的，按键作出是或否的反应，计时也随即停止，这样就可以确定被试能否正确提取以及所需要的时间（反应时）。通过一系列实验确定了4个对提取过程有独立作用的因素。经典实验（Sternberg) 该实验表明，信息加工过程经过四个阶段： 刺激编码阶段 顺序比较阶段 决策阶段 反应组织阶段斯腾伯格提出影响被试反应时的四种因素：1、测验项目的质量（保持原样或经过改变）；2、识记项目的数量；3、反应的类型（肯定反应或否定反应）；4、每种反应的相对频率。结果发现，这些因素对作业完成时间的影响，是彼此独立的，没有交互作用，因而它们的作用可以叠加起来。不同的阶段所进行的信息加工是相互独立的。如下图所示：使用因素相加法必须对某一特定作业的加工方式提出以下假设：（1）、该作业的操作必须由一系列独立的加工阶段所组成；（2）、在每个加工阶段，由前一加工阶段所得到的信息以某种方式被转换；（3）、在任何特定阶段所产生的转换作用的性质以及转换发生的速度，都不受任何早期加工阶段的影响。反应时研究的要求与局限：反应时研究要求计时的前提是被试进行正确的反应，因此，对于错误的信息加工而言，反应时的测定是没有意义的。但是，在实验的进行中，通常需要进行多次的测定才能以平均值的方式求出被试的反应时，进而以此作为分析信息加工过程的依据，由此引发两个重要的问题： 1、速度-正确率权衡问题：被试为了追求速度而牺牲回答的正确性，或者在反应过程使用猜测的策略，以提高正确率和速度。 2、系列加工与平行加工问题：一般认为，反应时测验法有利于测量对信息进行系列加工，分析系统加工各阶段的特点。但反应时测量难以反应信息的平行加工及其特点，而在人的信息加工过程中，平行加工又是经常发生的，尤其是人们在解决复杂问题的信息加工过程中更是经常发生。 四、开窗实验通过特定的技术将被试各信息加工阶段所用时间直接进行测量。“开窗”实验的目的是采 “开窗”技术，将大脑进行信息加工过程及其所使用时间直接地测量出来。使研究者可以清楚感知该过程。字母转换实验就是一种比较典型的“开窗”实验方法。它可以较清晰地反应在进行字母转换的信息加工过程中，信息加工所经历的各个阶段，而且计算出该过程所需要的时间。 经典实验（Hockeyt等，1981）实验的设计：向被试出视一个字母加一个数字的卡片，如“E+3”，要求被试说出该字母后数字表示的字母，如被试看到“E+3”,应该说“h”，然后翻看下一张如AD+2,被试应该说CF,如此进行. 实验结果表明：大脑在进行字母转换加工时，通常经历三个加工阶段：（1）编码阶段;（2)转换阶段;（3)贮存阶段（1）编码阶段：从被试按键看一个字母到开始出声转换的时间即为编码阶段，被试对所看到的字母进行编码并在记忆中找到该字母在字母表中的位置；（2)转换阶段：被试进行规定的转换所用的时间；（3)贮存阶段：从出声转换结束到被试按键看下一个字母的时间为储存阶段，被试将转换的结果储存在记忆中，从第二个字母开始还需要将前面的结果加以归并和复述。作业： 1、认知心理学对普通心理学和实验心理学有何影响？ 2、举例说明减法反应时实验。第二章 认知的神经基础天地是一大宇宙，人身是一小天地第一节 神经及神经系统一、神经元的构造和功能脑（brain）是人类一切高级行为的物质基础，由100160亿神经细胞构成，神经细胞与人体其它组织器官的细胞不同，它具有特殊的构造和功能，具有极度的敏感性，可被输入刺激所激活，引起神经冲动，进行冲动传导。神经细胞是构成神经的基本单位，又称神经元（neuron）。神经元的大小、形状和它们所具有的功能各不相同。但在构造上基本由细胞体、树突和轴突三部分构成。细胞体是神经细胞的主体，树突是从细胞体周围发出的分支，多而短，呈树枝状，树突由此而得名，其功能是接收传入的信号。轴突是从细胞体发出的一根较长的分支，它的周围包以由髓磷脂组成的髓鞘，具有绝缘作用，以防止神经冲动向周围扩散。轴突末端有许多分支状的球形小突起，称为终球。终球的功能是将神经冲动传至另一个神经元。神经元的各种类型 脑神经网络二、神经胶质细胞的功能在神经元和神经元之间，存在大量的神经胶质细胞（glial cells）总数大约在1000亿左右，是神经元数量的10倍。神经胶质细胞所其的作用主要表现在以下方面。首先，它为神经元的生长发育提供了支架。神经胶质细胞就像葡萄架引导着葡萄藤的生长一样，在发育的后期，它们为成熟的神经元提供支架，引导神经元发育的线路，并在神经元受到损伤时，帮助其功能得到恢复。其次，清除神经元间过多的神经递质，为神经元输送营养。脑血管屏障就是由神经胶质细胞构成的，它对防止有毒物质侵入脑组织其重要作用。第三，在神经元周围形成绝缘层，使神经冲动得以准确快速传递。这种绝缘层称为髓鞘（myelin sheath），它由某些特异化的神经胶质细胞构成。这些细胞在个体出生后不久，就将神经元的轴突周围覆盖起来，它具有绝缘作用，能防止神经冲动从一根轴突扩散到另一轴突。在个体发育过程中，神经纤维的髓鞘化，是行为分化和精确化的重要条件。当髓鞘受到损害时，可引起复视、震颤、麻痹等鞘膜性疾病。三、突触的传导功能 神经细胞具有两种基本功能，即兴奋性和传导性。神经细胞受到刺激就产生兴奋，这种兴奋性表现为神经冲动。神经冲动沿着神经元的轴突迅速传至相邻的另一个神经元，以完成其神经传导功能。轴突 突触受 体突触突触前膜线粒体突出囊泡突触间隙突触后膜轴突 突触受 体突触突触前膜线粒体突出囊泡突触间隙突触后膜在神经元之间，信息的交换是通过突触传递来实现的。突触传递仅使用两种基本机制：电传递和化学传递，分别通过电突触和化学突触来实现。电传递是通过缝隙连接（电突触）来实现的，电突触主要用来传递简单的、较快的去极化信号，通常不能传递抑制性作用或长时程的变化。 化学突触更灵活，能产生更复杂的动作，具有可塑性。化学突触能放大神经元信号，使突触前神经终末的小信号能变成一个大的突触后神经元电位。为了完成突触传递，神经递质必须附着到受体分子上，神经递质与镶嵌在突触后膜内的受体分子的结合必须具备两个条件：一是不能有其他递质或化学分子附着到受体分子上；二是神经递质的形状必须与受体分子形状匹配。神经递质存在于脑、脊髓、外周神经，甚至某些腺体中。目前已经发现脑中存在着50种以上的神经递质。 乙酰胆碱与记忆活动有关。阿尔茨海默病患者记忆机能受损与乙酰胆碱的丧失有关。乙酰胆碱对睡眠和唤醒也起着重要作用。一个人醒着的时候，乙酰胆碱能使神经的活性增强（Rockland，2000）。多巴胺与学习和注意有关。也与奖励和强化等动机过程有关。精神病患者的多巴胺水平很高，治疗精神分裂症的药物通常采用抑制多巴胺的活性（Wurtman，1999）。儿帕金森病人多巴胺水平很低。血清素在饮食行为、体重调节、攻击性和冲动性行为调节中起重要作（Rockland，2000）。谷氨酸影响学习和记忆的机制。四、神经系统的结构和功能 在人体的整个神经系统中，按其不同部位和功能，分为周围神经系统和中枢神经系统两大系统 。周围神经系统系指除中枢神经系统以外的所有神经系统。周围神经系统联系感觉输入和运动输出 。中枢神经系统包括脑和脊髓两部分。 神经系统 中枢神经系统 大脑 ( Cerebrum ) 小脑 (Cerebellum) 脑干 (Brain Stem) 脊髓 (Spinal Cord)周围神经系统 躯体神经（ Somatic PNS ） 植物神经（ Visceral PNS ）中枢神经系统的结构和功能 ：中枢神经系统包括脑(brain)和脊髓(spinal cord)两部分. （一）脊髓的构造和功能脊髓位于脊椎骨连成的脊柱管内，是由周围神经系统的脊神经胞体和神经纤维聚集而成的柱状结构，包括灰质和白质两种神经纤维。脊髓是中枢神经系统最低级的中枢，能完成一些简单的反射，也能向脑的高级中枢传送神经冲动，形成复杂的反射。在神经传导上，脊髓具有两种功能：第一种功能是提供躯体与脑部之间神经双向传导的通路。第二种功能是作为脊髓反射的反射中枢。 反射与反应的区别在于：反应经过大脑，而反射只经过脊髓。 （二）脑的构造和功能1、脑干脑干下连脊髓，上接大脑半球，呈不规则的柱状形。脑干的功能主要是维持个体生命，如心跳、呼吸、消化、睡眠等重要的生理调控均与脑干有关。脑干包括以下四个重要结构。 （1）延脑延脑(medulla)在脊髓上方，位于脑的最下部，背侧覆盖着小脑，是一个狭长的结构，长约4厘米左右。延脑与有机体的基本生命活动有密切关系，其主要功能为控制呼吸、排泄、吞咽、心跳、肠胃等活动。(2) 脑桥脑桥(pons)在延脑的上方，位于延脑和中脑之间。脑桥的白质纤维延伸至小脑皮层，可将神经冲动从小脑的一个半球传至另一半球，发挥小脑协调身体两侧肌肉活动的功能。脑桥对人的睡眠具有调节和控制作用。(3) 中脑中脑(midbrain)位于脑桥之上，几乎在整个脑的中点位置。它的形体较小，结构简单。中脑是视觉和听觉的反射中枢。(4) 网状结构脑干的中央，有许多散在的神经核团与上行、下行神经纤维，交织着构成一个神经网络的结构，称为网状结构(reticular system)。网状结构按功能可分为上行系统和下行系统两部分。上行系统控制着觉醒或意识状态，对保持大脑皮层的兴奋性，维持注意状态有重要作用。下行系统对肌肉紧张有易化和抑制两种作用，既可以加强也可减弱肌肉的活动状态。2、小脑小脑在脑干背面，分左右两半球。小脑的表面覆盖着灰质，叫小脑皮层。其表面积约1000平方厘米。内部的白质叫髓质。小脑与脑干和大脑皮层均有复杂的纤维联系，其功能主要是协助大脑维持身体的平衡与动作的协调。3、前脑前脑分为丘脑、下丘脑、边缘系统和大脑皮层四部分。（1）丘脑丘脑(thalamus)位于脑干之上，大脑两半球中央底部。丘脑呈卵圆形，左右各一，由白质神经纤维构成。丘脑是网状结构最高部位的终端，从脊髓、脑干、小脑传导来的神经冲动，都先终止于丘脑，经丘脑再传至大脑皮层的相应区域。丘脑是感觉神经重要的传递站。在功能上，丘脑不仅调节觉醒和睡眠，而且对情绪具有重要的控制作用。（2）下丘脑下丘脑(hypothalamus)位于丘脑下部，比丘脑体积更小，但结构复杂，功能极大。下丘脑直接与大脑中的各区相连接，又与脑垂体及延脑相连。下丘脑的主要功能是调节内分泌系统、维持正常的新陈代谢，并与生理活动中饥、渴、性等生理性动机密切相关。下丘脑还是情绪产生的重要中枢，它不仅能够从网状结构通过传递兴奋而激活情绪，而且它本身有发动“快乐”和“痛苦”的专门部位。（3）边缘系统边缘系统(limbic system)是由边缘叶及其周围相连接的结构组成的。 边缘系统是有机体适应环境的高级中枢。其主要功能表现在：首先，它通过下丘脑调节内脏和骨骼反应；其次，边缘系统中的杏仁核对于调节情绪行为和情绪体验有重要作用，情绪体验被认为是整个边缘系统整合的结果；再次，边缘系统中的海马结构，对记忆有特殊的作用，研究发现，海马是短时记忆的机构，海马部位受损伤，将不能储存新信息，但对损伤以前事件的记忆却不受影响。（4）大脑皮层的结构 大脑(cerebrum)是脑的最前部分，是人体所有高级神经中枢的所在地。大脑由大脑纵裂分为左、右两个半球，两大脑半球之间由粗大的神经纤维束 胼胝体将其连结，使两半球的神经传导，得以互通。它的整体功能使人类在进化的过程中具有了不同于其它动物的高级智慧。大脑皮层神经元的结构：分子层； ：外颗粒层； ：外锥体细胞层； ：内颗粒层； ：内锥体细胞层； ：多形细胞层。 在个体的生长发育过程中，初生婴儿大脑皮层的神经网络比满3个月婴儿要稀少。初生婴儿的大脑重量只有成人大脑的30%，但神经元的数目大致相等。实际上，一方面神经元在长大，另一方面每个神经元的树突和轴突数目也在增加，这样同它们相关的突触的数量就增加了，范围也扩大和延伸了。第二节 认知过程的神经机制一、注意的神经机制注意产生方式是定向反射。注意的选择功能是通过不同部位、不同水平的活动来实现的，主要由中枢过程兴奋与抑制的相互诱导而实现的。新异刺激在脑内产生的强兴奋灶对其他脑区发生明显的负诱导，由此抑制了已经建立的条件反射活动，优势兴奋中心便从其他区域转移到这种新异刺激的皮质代表点，这就是注意转移的机制。皮质上优势兴奋中心的出现与转移取决于客观和主观两方面的因素。（一）网状结构觉醒是产生注意的最基本条件。研究发现，注意任务中觉察成绩的下降与脑电图波活动水平和皮肤导电能力下降相一致。人的觉醒状态主要由网状结构上行激活系统的持续作用来维持。网状结构上行激活系统的活动与神经递质和激素有密切关系。实验发现，血液中肾上腺素的浓度上升时，被试的信号觉察百分数也随之上升，反之亦然。 （二）边缘系统研究发现，边缘系统存在大量的注意神经元，它们仅对刺激的变化作出反应。当新异刺激出现时，这些神经元就会活跃起来，但它对那些已经习惯了的刺激就不再反应。临床发现，这些神经元的损伤，会引起整个行为反应的选择出现障碍。轻度损伤会引起高度分心；严重损伤，会造成精神错乱和虚幻现象，意识的组织性和选择性将随之消失。（三）大脑皮质记录平均诱发电位发现，在选择性注意时诱发电位的波幅增大，潜伏期延长。分心则使波幅降低，潜伏期缩短。额叶与选择性注意关系密切，额叶可直接参与由言语引起的神经系统的激活过程，对人的行为具有计划和调控功能。额叶对外周感受器有抑制作用。（四）丘脑1977年，Skinner和他的同事在总结当代神经生理学和他们自己研究成果的基础上，提出了注意机制的丘脑网状核闸门理论。该理论认为，丘脑网状核既接受丘脑-额叶系统的特异性兴奋作用，亦接受中脑网状结构泛化性的抑制作用，从而使它成为一个抑制性闸门。该闸门对丘脑的各种感觉交替实施控制，对各种感觉冲动进行筛选，只有能够通过闸门的神经冲动才能传导到大脑皮层，没有通过闸门的神经冲动则不能到达大脑皮层。二、学习与记忆的神经机制学习与记忆的神经机制研究是目前最活跃、最富有成效的课题之一。人们从分子机制到意识觉知的不同分析水平对学习与记忆进行探讨。研究发现，学习与记忆并不是由脑的特定部位独立完成，而是整个神经系统的功能。但神经系统的不同部位尤其是脑的不同区域，在学习、记忆中起着不同作用。大脑皮层不仅直接影响着学习记忆，而且对中枢神经系统的其他部位实施调节。（一）海马海马及其附近的齿状回、下脚、胼胝上回和束状回形成一个结构和功能整体，合称为海马结构。临床观察和实验研究发现，海马与学习记忆关系密切，特别是外部事物的空间和时间属性的信息。海马损伤的白鼠不能形成空间位置能力。动物的海马结构中存在一张认知地图，记载着动物曾经到过的地方，海马结构的功能类似于“空间处理器”。（二）颞、顶、枕叶联合皮质与学习颞叶、顶叶和枕叶皮质及相临近的部位形成一个仅次于前额叶的较大联合区，躯体感觉、听觉和视觉的高级整合发生于该区，它是人们复杂认知过程的神经基础。识别和认知外部事物刺激的学习和短时记忆活动是这一区域与海马、杏仁核联系的基本功能。此外，颞下回的前端还与内侧丘脑和尾状核存在下行性联系，与特殊刺激物的辨别学习和长时记忆有关。在颞叶、顶叶和枕叶联合区皮质损伤病人中，由于损伤的部位不同，可出现多种认知障碍。（三）前额皮质前额皮质是大脑额叶皮质的一部分，根据解剖位置和功能特点，前额皮质可分为背外侧前额皮质和眶前额皮质两部分。前额皮质与丘脑、尾状核、杏仁核和海马之间有着复杂的直接联系，再通过这些结构与下丘脑、中脑之间实现着间接联系。前额皮质是一个高级整合皮质，是多种生理心理功能的重要基础。三、大脑功能的一侧化大脑功能的一侧化（不对称）是指一定的功能主要由一侧大脑所控制，如果某一大脑半球在对某一功能的控制上，超过了大脑的另一半球，该半球就称为这一功能的优势半球。临床观察和裂脑人研究揭示了人类大脑半球在结构和功能上的不对称性。大脑功能一侧化研究先后有3种理论模型：1、单侧特化模型 该理论模型是Semmes于1968年提出。（1）大脑两半球各自向不同的特化过程发展，右半球向弥散的等位方向发展；左半球向局部功能定位的方向发展。（2）右半球的局部损伤不产生明显的机能障碍，只有大面积损伤才会产生空间知觉障碍，而左半球即使很小面积的损伤，也会出现特定的功能障碍。右半球具有功能等位性和整体性，左半球具有功能定位性和特征性。（3）右半球具有对复杂的图形视觉、面孔识别、音乐声音等非言语材料的记忆功能；左半球字词视觉识别、语音听觉识别等语言材料的记忆以及阅读、书写和计算等功能。2、相互作用模型（1）两半球功能的同时性互补作用。两半球信息加工方式不同，但却同时完成同一项心理功能，互相补充，类似于多通道的感受器。（2）相互抑制性作用