（发展与教育心理学专业论文）儿童与成人数字推理的电生理研究.pdf

1 4 1 t | 目录 摘要i a b s t r a c t i i i l 文献综述1 1 1 什么是归纳推理1 1 2 早期行为研究1 1 3 神经机制研究1 2 问题提出与研究框架4 2 1 问题提出4 2 2 研究框架4 2 3 研究意义4 3 实验一儿童与成人规则获得阶段的电生理特点6 3 1 实验目的6 3 2 实验方法6 3 3 结果8 3 4 讨论1 2 4 实验二儿鼋与成人数字外推阶段的电生理特点1 6 4 1 实验目的1 6 4 2 实验方法1 6 4 3 结果1 7 4 4 讨论2 0 5 结论2 3 6 问题与思考2 5 参考文献2 6 致谢2 9 攻读硕士期间的成果3 0 1 a 西南声：学硕卜。伊论文 摘要 儿童与成人数字推理的电生理研究 发展与教育心理学专业 指导教师 硕士研究生欧阳含璐 李红教授 摘要 ! 厂1 纳推理是从特定的事件、事实向一般的事件或事实推论的过程，是将知识或经验概括 简约化的过程。具体来说就是指通过对几个具体项目或刺激的观察从而生成一个一般性规则 的过程。作为人类智力的重要组成部分，归纳推理能力是人类形成假设，生成概念，发现事 物f a 】关系的基础。可以说i 】纳推理是科学发现必不可少的基础能力。 门纳推理作为一种快速自动加i ：的思维活动，有必要通过采用时间精度极高的事件相关 电位技术来探讨其发生的时间进程。数字完犁任务作为一种典礁归纳推理的测量任务，主要 包括规则获得和外推两个环节，前者的实质就是规则门纳过程，同时义包括假设生成和假设 确认两个子过程；后者则涉及到规则的应用。由于目前对于归纳推理的时间进程的电生理相 关研究只限f 成人，几乎没有有关儿童此方面神经机制的发展研究。冈此本研究采用数字完 形任务，用两个实验分别对儿童数字推理过程中规则获得和数字外推两个阶段的电生理证据 进行了初步探索，并与成人被试的结果比较异同以发现二者之间的发展和变化。 实验一包括归纳和计算两种任务，考察了数字推理的规则获得阶段。首先，比较! j 1 纳条 件f 三个数字的脑电特征发现儿童与成人归纳推理的时间进程是基本一致的：三个数字在 3 0 0 m s 以前的备早期成分中没有出现差异，说明儿童与成人被试对1 月纳条件下的各数字都进行 了相似的早期视觉加f ；3 0 0 5 0 0 m sb , t f 】窗u 出现的p 3 成分主效应显著，标志着假设生成的 过程，意味着认知加【：进入! r 1 纳阶段。数字3 引发的更人波幅的p 3 揭示了儿童与成人被试都 在第二个数字呈现后! j 纳出了一个确定的规则，并准备将其应用丁对探测数字的检验。 其次，分别比较三个数字计算与归纳任务下的脑电差异发现：儿童与成人归纳推理任务 与计算相关认知加r ：的分离过程也基本一致：均主要表现在假设生成阶段，即数字2 呈现后 7 0 0 9 0 0 m s 和数字3 警现后3 0 0 5 0 0l l l s 的时间窗口。儿童与成人被试脑电结果上的不同点在 于：儿童在数字3 的n 2 成分上显示出了差异，表明儿童被试在形成一个由三个前提数字归纳 出的统一确定规则的过程中产生了较明显的冲突。出现在n 2 成分上的差异说明，由于认知水 平低f 成人，在当三个前提数字归纳出的规则与数字l 和数字2 之间的规则不一致时，儿童 会产生更人的冲突。同时，从儿童与成人各脑电成分的地形图我们发现，儿童的差异主要集 暇啕 ：硕卜学伊论文 摘要 中r 前额叶，而成人的差异主要分布在头皮中部和后部。前额叶被证明一般与一i ：作记忆和注 意相关，因此这样的差异说明完成同等难度的任务时，儿童比成人要投入更多的l 作记忆以 及注意资源。 实验二考察了数字推理的外推阶段。儿童和成人被试都被违反前提数字规则的探测数字 诱发了更大波幅的n 2 ，标志着错误答案出现时的一种预期破坏或者说冲突觉察。然而，儿童 和成人被试在p 2 成分上得出了不同的结果：成人p 2 成分差异不显著，儿童却在该成分上表 现出了显著差异。p 2 成分存在差异表明：与成人相比，儿童在较早的知觉加工阶段就已经对 两种不同条件f 的刺激作出了区分。这说明在本实验中，儿童在较早的知觉加【阶段就觉察 了不一致条件卜的冲突刺激，对两种条件下刺激的差异更敏感。这是因为儿童与成人相比智 力发展尚未成熟，认知水平较低，因而在完成任务时需投入更多的认知资源，更多的认知资 源的投入就会带来对冲突刺激更人的反应，也就意味着对相同的刺激比成人更加敏感。这样 的结果在脑电上的表现即为在较早的时间窗口对两种条件f 的刺激作出了区分。 总体来说，本研究通过两个实验比较完整的考察了儿童和成人的数字推理过程。就规则 获得阶段而言，实验结果显示儿童表现出了与成人基本相同的电生理特征，说明二者! j 1 纳推 理过秤的时间进程基本相似。表现在数字3n 2 成分上的差异体现了儿童止处于智力发育期， 认知水平低于成人的特点。对数字外推阶段的考察发现，儿童较成人在更早的时间窗口察觉 了一致与不一致条件的区分，表明对r 同等水平的冲突刺激，儿童比成人更加敏感。这样的 差异也体现了处丁二智力发育期的儿童在数字外推阶段神经机制的独有特点。总之，在数字推 理过程中，儿童表现出了与成人大致相同的电生理特征，而二者的相异之处都体现了儿童处 于智力发育阶段，认知水平较低，并且缺乏相关练习和经验的特点。 i 关键词：数列归纳规则生成数字外推儿童成人e r p i t - u 西南大学硕 ：学伊论文a b s t r a c t e v e n t - r e l a t e dp o t e n t i a l se l i c i t e db y n u m e r i c a li n d u c t i o ni nc h i l d r e na n dadult!erical1 nn c t | o nd u l t sl nl m a s t e ro fd e v e l o p m e n t a la n de d u c a t i o n a lp s y c h o l o g y o u y a n gh a n l u s u p e r v i s o rp r o f l ih o n g a b s t r a c t i n d u c t i v er e a s o n i n gi st h ep r o c e s so f i n t e r r i n gag e n e r a lr u l eb yi n s p e c t i o no fs p e c i f i ci n s t a n c e s ， w h i c hi sr e g a r d e da sac r i t i c a lc o n s t i t u e n to fh u m a ni n t e l l i g e n c e t ob em o r es p e c i f i c ，i n d u c t i v e r e a s o n i n gc o u l db ed e f i n e da sap r o c e s sw h i c hp r o d u c i n g ag e n e r a lr u l e ( t h ec o n c l u s i o n ) b a s e do nt h e o b s e r v a t i o no fan u m b e ro fs p e c i f i cs t i m u l i ( t h ep r e m i s e ) i ti su s e di ng e n e r a t i n gh y p o t h e s i s ， f o r m u l a t i o nt h e o r i e s ，d i s c o v e r i n gr e l a t i o n s h i p s w h a t sm o r e 。i ti se s s e n t i a lf o rs c i e n t i f i cd i s c o v e r y s i n c ei n d u c t i v er e a s o n i n gi sa r a p i da u t o m a t i cc o g n i t i v ep r o c e s s 。i ti sn e c e s s a r yf o rl l st o e x p l o r ei t st e m p o r a lc h a r a c t e r i s t i c sw i t he v e n t r e l a t e dp o t e n t i a l s0 三r p ) ，w h i c hh a sah i g ht e m p o r a l r e s o l u t i o n n u m e r i c a ls e r i e sc o m p l e t i o nt a s ki sal c i n do ft y p i c a li n d u c t i v et a s k , w h i c hp r i m a r i l y c o n m i n st h ep r o c e s s e so fr o l eg e n e r a t i o na n de x t r a p o l a t i o n r u l eg e n e r a t i o nc a nb ed i v i d e di n t ot w o s u b s t a g e si n c l u d i n gr o l ed i s c o v e r ya n dr u l ec o n f i r m a t i o n ；w h i l ee x t r a p o l a t i o ni st h ep r o c e s so fr u l e a p p l i c a t i o n u n t i ln o wo n l yaf e wr e s e a r c h e sh a v ee x p l o r e dt h en e u r a lc o r r e l a t e sa n dt e m p o r a l c h a r a c t e r i s t i c so fn u m e r i c a li n d u c t i v er e a s o n i n gi na d u l t s ，n e u r a lm e c h a n i s mo fc h i l d r e ni nt h i sf i e l d i st o t a l l yab l a n k t h u st h ea i mo ft h i ss t u d yw a st oe x p l o r en e u r a lc o r r e l a t e so fn u m e r i c a li n d u c t i o n i nc h i l d r e n ，a n dc o m p a r i n gt h er e s u l t so fc h i l d r e nw i t ha d u l t st of r e dt h ed e v e l o p m e n t a lc h a n g e s t h e w h o l es t u d yw a si n c l u d i n gt w oe x p e r i m e n t s ，o n ew a st oe x p l o r et h er o l eg e n e r a t i o ns t a g e ，a n dt h e o t h e ro n ew a st oe x p l o r ee x t r a p o l a t i o ns t a g e e x p e r i m e n tii n v e s t i g a t e dt h er u l eg e n e r a t i o np r o c e s so fn u m e r i c a ls e r i e sc o m p l e t i o nt a s k ， i n c l u d i n gi n d u c t i o nt a s ka n dc a l c u l a t i o nt a s k o no n eh a n d ，w ec o m p a r e dt h ee r pr e s u l t so ft h r e e n u m b e r si ni n d u c t i o nt a s k ，a n df o u n dt h a tt h et e m p o r a lc h a r a c t e r i s t i c so fn u m e r i c a li n d u c t i o ni n c h i l d r e na n da d u l t sw e r ea l m o s tt h es a m e ：t h e r ew a sn od i f f e r e n c ei ne a r l yc o m p o n e n t sb e f o r e3 0 0 m s i nt h et h r e en u m b e r s ，w h i c hi n d i c a t e dt h a tc h i l d r e na n da d u l t sh a st h es i m i l a re a r l yv i s u a lp r o c e s so n a l ln u m b e r s ；t h e r ew a sam a i ne f f e c ti np 3 ( 3 0 0 5 0 0 m s ) w h i c hw a sp r o v e dt ob et h ei n d e xo fr u l e g e n e r a t i o n ，s h o w i n gt h eb e g i n n i n go fi n d u c t i v er e a s o n i n gp r o c e s s t h el a r g e ra m p l i t u d eo fp 3o n n o 3s u g g e s t e dt h a tn om a t t e rc h i l d r e no ra d u l t s ，h a di n f e r r e dac e r t a i nm l ea f t e rt h ep r e s e n t a t i o no f i 瞳南大学硕f _ ：学伊沦文 a b s t r a c t n o 3 a n dw a sg o i n gt oa p p l yi tt ot h et e s tn u m b e r s o nt h eo t h e rh a n d ，c o m p a r i n ge r pr e s u l t so ft h r e en u m b 懿i ni n d u c t i o na n dc a l c u l a t i o n c o n d i t i o nr e s p e c t i v e l y , w ef o u n dt h a tt h ed i s s o c i a t i o no fi n d u c t i o nf r o mc a l c u l a t i o nw a sa l m o s tt h e s a m ei nc h i l d r e na n da d u l t st o o ：d i s s o c i a t i v ep r o c e s sb e g a nf r o mt h ep r o c e s so fr o l eg e n e r a t i o n , w h i c hm e a n s7 0 0 9 0 0 m sa f t e rp r e s e n t a t i o no fn o 2a n d3 0 0 - 5 0 0 r n sa f t e rp r e s e n t a t i o no fn o 3 h o w e v e r , c h i l d r e ns h o w e dd i f f e r e n c eo fn 2o nn o 3 ，b u ta d u l t sd i d n t n ed i f f e r e n c eo fn 2 r e v e a l e dt h a tt h e r ew a sac o n f l i c tw h e nc h i l d r e ni n d u c e dt h ec e r t a i nr u l ef o r mt h r e en u m b e r s t l l i s c o n f l i c th a p p e n e dw h e nc h i l d r e ni n d u c e dar u l ef r o mt h r e ep r e m i s en u m b e r sa n di tw a sn o tt h es a m e a st h er u l eg e n e r a t e df r o mt h ef i r s tt w on u m b e r s s i n c ec h i l d r e nh a dac o m p a r a t i v e l yl o wc o g n i t i v e l e v e l ，t h ec o n f l i c tw a sb i g g e rt h a na d u l t s i na d d i t i o n ，i tw a se a s yt of i n df r o mt h et o p o g r a p h i e st h a t e r pc o m p o n e n t sw e r em a i n l yd i s t r i b u t e do np r e f r o n t a lc o r t e xi nc h i l d r e n ，b u tm a i n l yo np a r i e t a la n d o c c i p i t a lc o r t e xi na d u l t s a sp r e f r o n t a li sr e l a t e dt ow o r k i n gm e m o r ya n di n t e n t i o n , t h i sd i f f e r e n c e m a y b ei n d i c a t e dt h a tt of i n i s ht h e $ a m et a s k ，c h i l d r e nn e e dm o r ew o r k i n gm e m o r ya n di n t e n t i o n a l r e s o u r c e st h a na d u l t s e x p e r i m e n ti ii n v e s t i g a t e de x t r a p o l a t i o ns t a g e i n c o n g r u e n tn u m b e r se l i c i t e dl a r g e ra m p l i t u d e o fn 2i nc h i l d r e na n da d u l t s ，w h i c hi n d i c a t e da ne x p e c t a t i o nv i o l a t i o no rc o n f l i c td e t e c t i o nw h e na w r o n gn u m b e rw a ss h o w e d h o w e v e r , c h i l d r e na n da d u l t sh a dd i f f e r e n tr e s u l t so np 2c o m p o n e n t ： a d u l t sh a d1 1 0d i f f e r e n c eo np 2 ，w h i l ec h i l d r e ns h o w e ds i g n i f i c a n td i f f e r e n c eo np 2i nc o n g r u e n ta n d i n c o n g r u e n tc o n d i t i o n t l l i sr e s u l ts u g g e s t e dt h a tc o m p a r i n g 耐ma d u l t s ；c h i l d r e nd e t e c t e dt h e d i f f e r e n c eo fc o n g r u e n ta n di n c o n g r u e n tn u m b e r si na ne a r l i e rp e r c e p t u a lp r o c e s s i no t h e rw o r d s ， c h i l d r e nw e r em o r es e n s i t i v et o c o n f l i c ts t i m u l i t h i si sb e c a u s ec h i l d r e na r ei nt h ep r o c e s so f i n t e l l i g e n c ed e v e l o p m e n t ，w h i c hm e a n st of i n i s ht h es a m et a s kc h i l d r e nn e e dm o r ec o g n i t i v e r e s o u r c e st h a na d u l t s ；m o r ec o g n i t i v er e s o u r c e sn a t u r a l l yb r i n gb i g g e rr e a c t i o nt oc o n f l i c t ，a sar e s u l t c h i l d r e ns h o w e dd i f f e r e n c eo fe r pc o m p o n e n ti na ne a r l i e rt i m ew i n d o w i nc o n c l u s i o n ，t h i ss t u d ye x p l o r e dt h ep r o c e s so fn u m e r i c a li n d u c t i o nc o m p l e t e l yt h r o u g ht w o e x p e r i m e n t s a st or u l eg e n e r a t i o ns t a g e ，c h i l d r e na n da d u l t ss h o w e da l m o s t t h es a m er e s u l t s ， i n d i c a t i n gt h a tt h et w og r o u p sh a v eas i m i l a rt e m p o r a lc o u l l s eo fn u m e r i c a li n d u c t i o n t h eo n l y d i f f e r e n c eb e t w e e nc h i l d r e na n da d u l t sl i e so nn 2c o m p o n e n to f n o 3 ，w h i c hs h o w e dc h i l d r e nw e r e i nt h ep r o c e s so fi ni n t e l l e c t u a ld e v e l o p m e n t ，a n dh a sal o w e rc o g n i t i v el e v e lt h a na d u l t s a st o e x t r a p o l a t i o ns t a g e ，c h i l d r e nd e t e c t e dt h ed i f f e r e n c eo fc o n g r u e n ta n di n c o n g r u e n tn u m b e r si na n e a r l i e rp e r c e p t u a lp r o c e s s ，s u g g e s t i n gc o m p a r i n gw i t ha d u l t s ，c h i l d r e nw e r em o r es e n s i t i v et o c o n f l i c t t l l i sc a nb er e g a r d e da st h eu n i q u ec h a r a c t e r i s t i co fc h i l d r e ni ne x t r a p o l a t i o no fn u m e r i c a l i n d u c t i o n i nan u t s h e l l ，i nt h ep r o c e s so fn u m e r i c a li n d u c t i o n ，c h i l d r e ns h o w e dt h es a l n et e m p o r a l t ： 旦翌型兰竺生竺竺坌苎 a b s 舰c t c h a r a c t e r i s t i c sa sa d u l 招，a n dt h ed i f f e r e n c e sb e t w e e nt w og r o u p sp r o v e dt h a tc h i l d r e n a r ei nt h e p r o c e s so fi n t e l l e c t u a ld e v e l o p m e n t ，a n dl a c k i n gr e l a t e dp r a c t i c ea n de x p e r i e n c e k e y w o r d ：n u m e r i c a ll n d u c t i o n ；r u l eg e n e r a t i o n e x t r a p o l a t i o n ；c h i l d r e n ： a d u l t s ；e r p v 飞 氏 薛胄夫学硕十。浮伊论文 1 文献综述 1 文献综述 1 1 什么是归纳推理 ! 门纳推理( i n d u c t i v er e a s o n i n go ri n d u c t i o n ) 是从特定的事件、 事实向一般的事件或事实推 论的过程，是将知识或经验概括简约化的过程。具体来说就是指通过对几个具体项目或刺激 的观察从而生成一个一般性规则的过程。作为人类智力的唾要组成部分，门纳推理能力是人 类形成假设，生成概念，发现事物间关系的基础。换句话说，它是科学发现必不可少的基础 能力【1 3 1 。 与| 门纳推理相对的另一种推理形式是演绎推理( d e d u c t i v er e a s o n i n go rd e d u c t i o n ) 。1 月纳推 理是从个别事实得出一般概念、结论的或然性推理，结论是开放的，其内容超出前提规定的 范围；相反，演绎推理是从一般概念、原理得出个别结论的必然性推理，结论是封闭的，其 内容没有超出其前提范围。尽管两者都涉及对前提信息的编码、存储、记忆提取与知识经验 的利用，但不同的是，演绎推理提取与利用的记忆信息或知识经验是基于规则的正式材料， 而! 厂 纳推理提取与利用的是开放的非正式材料【4 1 。 1 2 早期行为研究 ! 1 纳推理作为一种高级认知活动，对其进行的心理学实验研究至今仅有3 0 多年的历史。 早期所进行的均为行为研究，主要集中在对i r l 纳论断力度判断以及个体! j 1 纳能力发展的研究 上【l l 。归纳判断力度主要讨论个体以从特殊到一般的方式得出某种结论时的i 门纳信心或力度 ( i n d u c t i v ec o n f i d e n c eo ri n d u c t i v es 仃e n g n l ) ，即探讨归纳判断的力度问题。研究者们主要提出 了四个理论模魁：r i p s 提出的回! j 1 模璎，o s h e r s o n 等提出的相似性复盖模型，s l o m a n 提出的 基r 特征的旷j 纳模型，以及h e i t 提出的贝叶斯模型。这类研究的共同点是没有探讨! 1 纳推理 过程本身，而是探讨通过 r 1 纳推理过程所形成的归纳结论成立的- j 能性大小。在儿童l 门纳推 理能力的发展研究领域，一直存在着1 纳推理是基r 相似性还是基丁二类别的争论。持不同观 点的双方都通过一系列的实验来证明自己的观点，反驳对方的观点。g e l m a n 5 1 在一系列的实验 中，通过二角测试任务得出y j l 童根据共同的类别信息来进行i 门纳推理的结论。而s l o u t s k 6 1 等研究者则持不同的观点，认为j 门纳推理的基础是知觉相似性，同时语言标签也只是客体的 一种知觉特征。 1 3 神经机制研究 1 3 1 脑成像研究 g e o l 等在1 9 9 7 年以- 三段论为材料，首次采用正电子断层扫描技术( p e t ) 比较了i 门纳推 理和演绎推理的异同m ，结果发现j 门纳推理激活了包括左侧额中同( 1 e f t m e d i a lf i - o n t a lg y r u s ，l e f t m f g ) 、左侧扣带同( 1 e f tc i n g u l a t eg y r m ) 和左侧额叶上回( 1 e f ts u p e r i o rf r o n t a lg y m s ) ；而演绎 两啕大学硕卜学伊沦文 1 文献综述 推理j l 门纳推理相比在左侧额叶上回激活的区域略有不同。接卜来，g e o l 等义采用功能核磁 共振技术重新考察了归纳推理与演绎推理的脑区激活情况【3 1 ，他们发现班】纳和演绎推理都激活 了左侧前额叶( 1 e f tl a t e r a lp r e f r o n t a l ) ，双背侧额叶( b i l a t e r a ld o r s a lf r o n t a l ) 以及顶枕页区域 ( p a r i e t a la n do c c i p i t a lc o r t e x ) ，其中左背外侧额回( 1 e f td o r s a l a t e r a lp r e f r o n t a l ) 在归纳推理过程 中被更多的激活。这砦结果初步显示了前额叶在i 门纳和演绎过程中存在不一样的激活模式。 g o e l 与d o l a n t 8 1 还曾以新异图形作为刺激材料，进一步考察了! j 1 纳推理过程中“假设选择” 的神经基础。他们认为归纳的核心成分是根据某些适宜性标准选择一个假设。f l v i r i 的结果显 示“假设选择”过程与前额皮层眼窝右侧域m g h tl a t e r a lo r b i t a lp r e f r o n t a lc o r t e x ) 相联系。 从以上几个研究可以看出，根据任务材料的不同，归纳推理激活的脑区也有所差异。但 总体来说，归纳条件都显著激活了人脑额叶。因此，额叶在归纳推理过程中起着至关重要的 作用。脑成像研究虽然提供了与门纳推理相关的脑区，但却不能让我们了解剑其具体的认知 过程。旷1 纳推理作为一种人类的高级思维过程，其认知过程相当复杂但却十分快速，时间分 辨率较低的成像技术根本无法考察 纳推理的每个加工环节，只能对完成整个推理任务做整 体上的脑区定位。所以，需要借用时间分辨率更高的技术手段来考察归纳推理的神经过程。 1 3 2 时间进程研究 事件相关电位技术( e v e n t - r e l a t e dp o t e n t i a l s ) 具有高时间分辨率的特点，因此能够弥补f m r j 技术的缺陷，对门纳推理的具体加i ：过程进行探索。b i g m a n 和p r a t t 【9 】首次采用e r p 技术考察 了类别 纳的时间进程。他们的实验要求被试比较两个先后出现的几何图形刺激，提取它们 之间的共同特征，然后判断第二个图形是否共享前两个刺激的共同特征。脑电结果显示刺激1 的n 1 与p 2 波幅明显犬于刺激2 ，表明早在第一个刺激图片早现时，被试就进行了类别归纳 的初步加【= 。另外，其结果还显示人们对前提项目的加r 是以刺激间共同特征为基础对刺激 进行比较的过程，而不是对所有刺激的所有特征的全部分析。 陈安涛等人【协1 1 】在b i g m a n 研究的基础上增设了一个“非归纳条件”，用事件相关电位技术 进一步考察了类别旷1 纳的时间过程和源定位。结果发现在4 0 0 - 6 5 0m s 时间窗口可归纳的条件 和1 仁91 纳的条件均诱发了晚正成分( 1 a t ep o s i t i v ec o m p o n e n t ，l p c ) ，地形图显示三个条件下 l p c 的头皮分布均出现在中一顶部；两个“! j 1 纳”任务与“非归纳”任务在l p c 上存在显著差 异，而两个“归纳”任务在l p c 上没有显著筹异。对这一时间段进行偶极子源分析，发现每 个差异波均只有一个偶极f 源，均在海马附近。由丁：已知海马与新异联系的形成有关，因此 l p c 可能反映了类别归纳的关键加 新异联结的形成，也说明类别旷1 纳加工作为一种高 级认知活动发生时间较晚。 李富洪掣1 2 】同样用几何图形考察了类别p ：1 纳的神经过程。实验分门纳和非i 门纳两种条件， 几何图形代表着有电或者没有电的电池，被试的任务是对所呈现的四个电池的特征进行归纳， 然后对代表有电或者没有电的关键特征进行判断。脑电结果显示在刺激出现后的4 2 0 m s ，归纳 2 西南夫学硕 浮f 节论文 1 文献综述 条件卜的晚正成分明显增加标志着假设生成过程的开始。可以看出该研究与上面提剑研究 的不同之处在于，它并没有直接要求被试对几何图形的类别进行归纳，而是判断由几何图形 所代表的电池有电与否。这样一个更符合实际的问题更靠近现实生活中真实的类别5 f 1 纳过程， 因而使实验具有了更高的生态效度。 上述研究采用几何图形作为刺激材料，实质反映了类别归纳的过程，即通过图形间各维 度属性特征的相似性比较，抽取具体化的共同特征以获得一般性规律的过程。而真实的i 门纳 推理过程所处理的信息不光是项目间属性特征。还包括抽象的关系特征，如数字间隐含的运 算关系，冈此采用数列推理任务便叮达剑考察i 门纳过程中关系特征抽取的目的。 梁佩鹏掣2 1 3 j 4 1 采用函数发现的范式对! = 1 纳推理的时间进程进行了探讨。他们以倒= 角的 形式向被试譬现数字刺激，并设置了归纳和计算两种条件；在旷j 纳条件下被试需发现二个数 字间的规律作出判断，而在计算条件f 被试只需做简单的计算即可。e r p 结果显示数字推理 可分为以f 二个子过程：数字识别( o 2 5 0m s ) ；策略形成( 2 5 0 6 0 0m s ) ；假设生成和确认 ( 6 0 0 1 2 0 0 m s ) 。而在策略形成的时间窗口中j 门纳任务和计算任务出现了明显的波形分离。相 关的f m r i 结果显示数字门纳过程主要激活了前额叶，顶f 叶和枕叶等区域。 h o l z m a n 等1 9 8 3 年【”】曾将数字推理划分为以i - 四个阶段：( 1 ) 知觉编码阶段，也就是数 字的识别阶段：( 2 ) 规则获得阶段：包括假设生成和假设确认两个子过程；( 3 ) 外推阶段： 即规则的应用阶段；( 4 ) 作答阶段。其中第二和第二个阶段是数字推理的核心阶段，而上面 提剑的脑电研究几乎都只关注了规则获得阶段，也就是上面所划分的第一二个阶段，而忽略了 外推阶段。到目前为止只有秦嘉澜等人【1 6 】的一篇研究专门探索了数字外推阶段的神经机制。 该实验采用简单的数列完形任务，先给被试依次晕现二个数字，然后让其判断第四个数字是 否符合前二个数字之间的规律，数字间的规律分为简单( 加减) 和复杂( 乘除，乘方) 两种 条件。结果中出现的负成分( n 2 ) 表明了在不一致条件下呈现的数字与内在正确答案之间的 一种冲突。另外，简单复杂两种条件在p 2 和p 3 波幅上表现出的差异表明难度这一冈素有影 响到数字的外推阶段。 3 两南夫学硕 ：学伊沦文 2 问题提 l 与研究框架 2 问题提出与研究框架 2 1 问题提出 目前有关l 门纳推理神经机制的研究仅限于成人，该领域的儿童发展研究还几乎是一片空 白，因此本研究的目的即在于利用事件相关电位技术( e r p ) 探索儿童旷】纳推理的电生理证据， 并与成人结果进行比较发现二者在神经机制方面的异同。当今研究成人! j 1 纳推理神经机制的 范式主要有以下几种：三段论范式、几何图形或人下类别材料的类别归纳范式，以及函数发 现范式。三段论范式涉及语言，文字方面的加工，结果会受到被试背景知识的干扰，并且材 料需譬现较长的时间，这会最终影响到对于e r p 波形的解释；几何图形的类别归纳范式只涉 及项目间的属性特征，忽略了抽象的关系特征；数字推理作为一种典型的j 月纳推理测量任务， 反映的就是数字之间这种抽象的数字共有关系。对于儿童来说，数学归纳能力是其数学教育 中的重要内容，而数列完形任务是他们比较熟悉并且反应了其归纳推理能力的典型形式。本 研究将采用函数发现范式，对儿童数字i 门纳推理的神经机制进行探索。数字1 月纳推理可分为： 知觉编码，确认规律，外推和作答四个阶段阶段【1 5 】，其中确认规律和外推被认为是数字推理 的核心阶段。本研究将采用两个实验分别对儿童与成人数字推理中这两个阶段的时间进程进 行考察。 2 2 研究框架 本研究包括两个实验，均采用由四个数字组成的数列完形任务。任务中前二个数字为前 提数字，被试需发现此三个数字间的规律；第四个数字为探测刺激，要求被试依据前面发现 的规律作答。 实验一考察数字推理中的规律确认阶段，其中第一到第二个数字为规则生成阶段，第二 到第二个数字为规则确认阶段。实验分为1 月纳和计算西种任务：归纳任务中没有对于前提数 字间规律的提示，被试需对数列作出归纳然后作答；计算任务中在第一个数字出现前先警现 前提数字规律，被试在作答时无需旷1 纳，只需根据提示做计算任务即可。本实验e r p 锁时于 前二个数字，意图通过分析数列! j 1 纳任务和计算任务( 基线任务) 之间的脑成分差异，分离 出特定的归纳推理时程的电生理关联。 实验_ 二考察数字推理中的外推阶段，即数列中第四个数字。实验分为一致不一致两种条 件：一致条件f 第四个数字符合前提数字问的规律；不一致条件下第四个数字不符合前提数 字间的规律。被试根据第四个数字一致与否按键作答，e r p 锁时丁二最后一个数字。 2 3 研究意义 归纳推理体现的是一种普遍存在的涉及人类适应生存能力的基本认知能力，也是人类进行 科学探索的方式。作为一种快速自动加，【= 的思维活动，有必要通过采用时间精度极高的事件 4 兰登型兰竺生! 丝笙：茎 2 问题提出与研究框架 相关电位技术来探讨其发生的时间进程。目前对r 归纳推理的时间进程的电生理相关研究只 限丁二成人，几乎没有有关儿童此方面神经机制的发展研究。本研究将采用两个实验对儿童数 字推理过稃时间进程的电生理证据进行初步探索，尝试填补该领域儿童发展研究的的空白。 5 麒甫夫产硕卜学伊论文 3 实验一儿童与成人数字推理规则获得阶段的电生理特征 3 实验一儿童与成人规则获得阶段的电生理特征 3 1 实验目的 采用四个数字组成的数列完形任务，通过比较“1 月纳”和“计算”两种条件f 数列前三个数字 各自的脑电差异探索儿童数字推理规则生成与规则检验阶段的神经机制，并与成人结果进行 对比，以发现一：者之间的发展变化。实验结果将从两个角度加以分析：一比较! f 1 纳条件下的 三个数字，以发现! 门纳推理过稃的时间进程；二分别对5 r 1 纳和计算条件下的数字一数字二和 数字= 进行比较，以分离出归纳推理的特性。 3 2 实验方法 3 2 1 被试 1 7 名四至六年级的小学生参加了本实验，年龄范围9 一1 3 岁。由于伪迹过多，其中4 名儿 童被试的结果被剔除，最终