（基础心理学专业论文）类别学习中的类别使用效应.pdf

独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文 中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天 鲞! 重基盘鲎或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 拯猛公 日期： 2 q q 窆生鱼旦 学位论文版权使用授权书 本人完全了解天津师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权将学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签 名：丝盐导师签名： 中文摘要 类别知识的学习和使用过程是类别研究的核心问题。大量研究证明类别学习 和类别使用间存在着密切的联系，已有的类别知识会影响类别使用的效果，反之 类别使用又会帮助人们获得新的类别知识。以往的研究往往是关注于类别学习过 程对于类别使用的影响，近年来随着对于分类研究的进一步深入，研究者们开始 关注于类别使用对于类别学习结果的影响的研究。 本研究包括两个实验，采用了近年来类别使用效应研究中常用的插入式学习 范式探究在分类学习和推理学习过程中进行类别使用对于类别学习的最终结果 的影响。实验1 采用分类学习范式进行研究，类别使用过程和分类学习过程同时 进行。考察分类学习过程中的类别使用对于分类学习结果的影响，同时还考察了 特征出现频率对于分类学习的影响。实验2 采用推理学习范式进行研究，类别使 用过程和推理学习过程同时进行。考察推理学习过程中的类别使用对于推理学习 结果的影响。同时还考察了特征相似性对于分类学习的影响。 本研究得出以下结论： 在分类学习过程中进行类别知识的使用会影响类别知识的形成，即存在类别使 用效应。 高频特征的分类测验成绩要优于低频特征，即特征在分类学习过程中的出现频 率会影响类别知识的形成。 在推理学习过程中进行类别知识的使用会影响类别知识的形成，即存在类别使 用效应。 匹配特征的数量影响推理学习的结果，即类别特征的相似性影响类别知识的形 成。 关键词：分类学习推理学习类别使用 a b s t r a c t c a t e g o r yl e a r n i n ga n dc a t e g o r yu s ea r ec r u c i a la s p e c t so fc a t e g o r ys c i e n c e 。 m a n ye x p e r i m e n t sh a v ep r o v e dt h a tt h e r ei sas t r o n gr e l a t i o n s h i pb e t w e e nc a t e g o r y l e a r n i n ga n dc a t e g o r yu s e a c q u i r e dc a t e g o r yk n o w l e d g ea f f e c t sc a t e g o r y u s e ， c a t e g o r yu s ea l s oa f f e c t sa c q u i r i n go fn e wc a t e g o r yk n o w l e d g e m u c hp r i o rw o r kh a s e x a m i n e dh o wt h el e a r n i n go fc a t e g o r ya f f e c t sc a t e g o r yu s e r e c e n t l y , w i t ht h e d e v e l o p m e n to fc a t e g o r ys c i e n c e ，r e s e a r c h e r sh a v ep a i dm o r e a t t e n t i o no nh o w c a t e g o r yu s ea f f e c t st h er e s u l to fc a t e g o r yl e a r n i n g t h ec u r r e n ts t u d yi n c l u d e st w oe x p e r i m e n t s u s i n gi n t e r l e a v e dc l a s s i f i c a t i o n p a r a d i g m ，e x p l o r e dt h ee f f e c to fc a t e g o r yu s et oc a t e g o r yl e a r n i n gi nc l a s s i f i c a t i o na n d i n f e r e n c e e x p e r i m e n t1u s e dc l a s s i f i c a t i o np a r a d i g m ，c a t e g o r yu s i n ga n dl e a r n i n gi n t h es a m et i m e t oe x a m i n eh o wc a t e g o r yu s ea n dt h ef r e q u e n c yo f p r e s e n t a t i o na f f e c t t h er e s u l to fc a t e g o r yl e a r n i n gb yc l a s s i f i c a t i o n e x p e r i m e n t2u s e di n f e r e n c e p a r a d i g m ，c a t e g o r yu s i n ga n dl e a r n i n gi nt h es a m et i m e t oe x a m i n eh o wc a t e g o r yu s e a n dt h en u m b e ro fm a t c h e df e a t u r ea f f e c tt h er e s u l to f c a t e g o r yl e a r n i n gb yi n f e r e n c e t h ef i n a lr e s u l t ss h o w e dt h a t ： i nc a t e g o r yl e a r n i n gb yc l a s s i f i c a t i o n ，c a t e g o r yu s ea f f e c t st h ec a t e g o r yl e a r n i n g r e s u l t t h ef r e q u e n c yo fp r e s e n t a t i o na f f e c t st h er e s u l to fc a t e g o r y l e a r n i n gb y c l a s s i f i c a t i o n i nc a t e g o r yl e a r n i n gb yi n f e r e n c e ，c a t e g o r yu s ea f f e c t st h ec a t e g o r yl e a r n i n gr e s u l t m a t c h e df e a m r ea f f e c tt h er e s u l to fc a t e g o r yl e a r n i n gb yi n f e r e n c e k e yw o r d s ：c a t e g o r yl e a r n i n gb yc l a s s i f i c a t i o n ，c a t e g o r yl e a r n i n gb yi n f e r e n c e ， c a t e g o r yu s e i i 目录 第一部分文献综述1 1 前言1 2 类别学习的基本理论1 2 1 经典理论1 2 2 原型理论2 2 3 样例理论2 2 4 解释理论3 2 5 多重系统理论3 3 分类学习和推理学习一4 3 1 归类不确定情况下的特征推理5 3 2 类别特征的相似性对特征推理的影响7 4 类别学习中的类别使用效应8 4 ，1 类别使用效应研究范式8 4 2 类别使用效应研究的主体1 0 第二部分问题提出和研究意义l o 1 问题提出1 0 2 研究意义ll 第三部分分类学习和推理学习中的类别使用效应1 1 1 实验1 类别使用对分类学习的影响1 1 1 1 研究目的1 1 1 2 研究方法1 2 1 3 实验结果分析1 6 1 4 讨论1 7 2 实验2 类别使用对推理学习的影响1 9 2 1 研究目的1 9 2 2 研究方法1 9 2 3 实验结果2 3 2 4 讨论2 5 i l l 第四部分综合讨论与结论2 6 1 综合讨论2 6 2 结论2 9 参考文献3 0 附录实验材料3 4 后记4 6 i v 天津师范大学硕士论文：类别学习中的类别使用效应 第一部分文献综述 1前言 类别研究是认知心理学研究的重要组成部分，而对于类别知识的获得和类别 的使用过程的研究又是类别研究的关键所在，由此可见认知心理学的核心领域就 是类别的获得和使用过程。 类别知识是由类别学习获得的，即把事物归入相应的类别并利用反馈信息不 断地修正，形成事物正确的类别归属，是人们日常生活中的一项基本认知任务。 传统的类别学习范式是个体通过分类练习，学会类别判断的过程，即学会如何将 类别刺激进行分类和使用的过程。通过归类活动获得的类别知识，人们能够判断 某一新刺激是否属于已知类别或是对己知类别的某一成员的未知特征进行判断， 并做出进一步的特征预测，即为类别使用。 2 类别学习的基本理论 类别学习可以被定义为一种程序，一种迅速有效地发现刺激物表征维度的程 序。类别学习的过程就是掌握类别判断的过程，即是通过不断的分类练习，学会 如何将类别刺激进行归类的过程。在实验研究中，比较常见的类别学习过程是， 研究者逐个呈现类别刺激，要求被试判断该刺激属于哪个类别( 一般预先设定所 有的刺激分为几个类别，并告知被试) ，被试每次判断后主试给予反馈，经过多 次尝试后，被试就学会了正确分类。因此，类别学习主要是观察、比较、概括和 判断的认知过程。不同类别学习理论的区别主要在于进行比较和判断所依据的参 照标准不同。 2 1经典理论 经典理论也称为规则理论、定义属性理论。经典理论认为，类别学习是发现 判断类别成员的充分必要条件的集合的过程。b r u n e r ，g o o d n o w 等人1 9 5 6 年对 于人工概念的研究发现，类别以规则的形式表征，归类就是检验刺激是否具备这 些条件的过程。经典理论认为，一个概念可以被一组定义属性( d e f i n i n g a t t r i b u t e ) 或语义特征( s e m a n t i cf e a t u r e ) 所界定。一个概念的内涵是由一组属性构成，这 组属性定义了一个概念的成员所具有的特征，而外延是概念成员的集合。经典理 论的一般特征可概括：一个概念的意义可以通过一个关于属性的合取表来定义； 这些属性是概念的基本组成单元；这些属性中的每一条都是必需的，全部属性均 必须被共同用来鉴定概念成员；类别成员和非类别成员之间存在清晰边界；所有 概念成员均具有同等的代表性；当概念以层次进行组织时，一个更为具体的概念 ( 如麻雀) 的那些定义属性包括了上位概念( 如鸟) 的所有定义属性。这一理论 比较适用于对类别界限清晰的概念和类别的解释。 2 2 原型理论 原型理论认为，类别学习是学会将新项目与原型进行相似性比较，从而决定 新项目是否被判定为该类别成员的过程。原型理论的基本假设是，在某种程度上， 每一类别均以一个中心表述( 即原型，p r o t o t y p e ) 来代表整个类别。 原型理论又有不同的亚理论，在一些理论中，原型是一组特征属性，如果一 个物体的属性与原型的属性之间能良好匹配，那么这个对象就是概念的成员之 一；在另外的原型理论中，原型是以类别中某一特定实例来代表的。原型理论有 以下特点：所有概念均具有一个原型结构，原型可以是一组特征属性的集合或者 某一概念的一个或多个最佳实例；并不存在确定概念成员的一些必要且充分的属 性，类别成员判断常常依赖于拥有某些特征的、非必要属性的物体，这些属性被 认为是类别的更为典型或代表性的属性；类别界限是模糊或不清楚的，一个对象 是否属于某一类别并不能完全根据定义来确定；一个概念的实例可以根据其典型 性而进行排列，即存在一个典型性梯度来对概念实例的不同典型性进行定义；类 别成员由一个物体的属性与类别原型之间的相似性来决定。 总之，原型理论认为原型包含了类别的主要特征，对某个新项目的类别判断 是通过新项目与原型的比较来决定的。原型理论适用于解释类别界限不太清楚的 类别。 2 3 样例理论 样例理论认为，人们在进行类别判断时并不是从一个类别的所有实例中抽象 出某种核心要素( 即原型) ，而是简单地运用在给定的条件下进入意识的有关类 别的具体实例或样例来进行判别的。样例理论的特点可以概括如下：类别是由一 组实例或样例组成的，而不是对这些实例的任何抽象描述( 如对一个原型的总结 性描述) ；实例通过某些相似性原则而彼此组合起来；类别化和其它一些现象可 以通过在特定线索条件下从记忆中提取实例的机制来解释：当在记忆中找不到完 天津师范大学硕士论文：类别学习中的类别使用效应 全的匹配时，与线索最近的邻近目标常常被提取出来。因此，根据样例理论，与 其说人们形成了关于鸟类的原型( b k 鸟这一类别的成员中抽象出来的所有特征的 组合，如两个翅膀、会飞等) ，还不如说人们只是储存了过去见过的所有鸟类实 例而已( 如你每天早晨见到的知更鸟、乌鸦等) 。 样例理论和原型理论一样都是根据相似性来进行归类的，但是两者有所不 同：原型理论认为原型包含了所在类别的主要特征，而样例理论认为人的认知系 统中储存了一组特定的样例和情景，而不只是一个原型。为了对新项目进行归类， 人们会将它与认知系统中的所有类别样例进行比较来决定，而不只是与原型比 较，原型可以看作为最具有典型性的、中心性的样例。样例理论也是适用于对类 别界限不清晰的概念和类别的解释。 2 4 解释理论 概念的解释理论也称为分类的“理论”观。概念的解释理论认为概念要比“属 性”所描述的还要广泛一些，概念还包含因果知识以及其它可用图式来表征的背 景知识。概念的解释理论可总结如下：概念可以拥有属性；但概念也拥有这些属 性之间的各种关系，这些关系又形成了各种属性之间的解释性联系( 如，翅膀、 羽毛和轻骨架使得鸟类可以飞行) ；概念在记忆里并不是以静态知识的形式储存 的，而可能是通过属性定义和其它背景知识( 如因果知识) 在工作记忆里动态地 构建出来的，因此就会出现专门类别现象；概念一致性和自然性与作用于概念内 部的理论知识有关，而不只是与相似性有关；关于概念表征的情景效应是在工作 记忆中利用背景知识构建概念时所产生的一种现象。 解释理论认为，决定概念之间的区别并不是类别成员之间的相似性，而是某 一假设或解释性框架在起作用。概念和类别是基于一个人的知识对属性及属性间 的关系的一种解释，它受个人的认知背景和知识的影响。解释理论同原型理论和 样例理论相比，突破了只强调自下而上的加工而忽视自上而下的加工模式，更注 重于探讨归类的“为什么”问题。同时，相对于前三种类别观，解释理论对于类 别判断的过程和机制的解释也显得更灵活一些。 2 5 多重系统理论 多重系统理论是a s h b y 等人( 1 9 9 8 ) 根据神经心理学的研究提出的一种类 别学习理论。该理论假设，人们至少有两个独立的分类系统：一个是在意识控制 天津师范大学硕士论文：类别学习中的类别使用效应 下的基于外显推理的言语分类系统，另一个是内隐的基于程序学习的非言语分 类系统。多重系统理论假设两种分类系统有着不同的神经基础，分别由两个平行 的功能独立的神经环路传导。一个环路是起于纹状体外视皮质区域( e x t r as t f i a t e v i s u a la r e a s ) ，如颞下皮质，然后到纹状体，又从纹状体到苍白球( 基底神经节 的输出口) ，再从苍白球到丘脑，最后从丘脑回到皮质。它负责内隐的非言语系 统的类别学习。另一条环路产生于前扣带回和前额叶皮质，经纹状体到苍白球， 再到丘脑，最后回到皮质。它负责言语系统的类别学习。多重系统理论认为，纹 状体( 一个包括壳核和尾状核的基底神经节区域) ，尤其是尾状核，是内隐的非 言语分类系统的关键结构；而前扣带回和前额叶皮质是外显的言语分类系统的关 键结构( 刘万伦，2 0 0 7 ) 。a s h b y 等人( 1 9 9 9 ，2 0 0 2 ) 后来将这个理论进行发展， 认为类别学习是在言语系统和内隐系统之间的竞争( c o m p e t i t i o nb e t w e e nv e r b a l a n d i m p l i c i ts y s t e m s ) ，并缩写为c o v i s 。c o v i s 假设，在类别学习中，言语系 统最初占优势，可能是由于它受到意识的控制。然而，通过多次的训练和经验的 积累，当言语系统对行为预测的准确性比内隐系统的预测更差时，内隐系统就会 逐渐占有优势。 近年来国内的研究者也开始关注于这一领域，对国外关于多重系统理论的研 究进行了系统的分析总结。张奇和刘万伦( 2 0 0 7 ) 对于国外学者为验证类别学习 的多重系统理论所做的行为实验研究进行了较为系统的分析总结指出现有的实 验中没有很好地解决两种类别结构之间的难度差异等问题，并提出了今后需要进 一步研究的课题。另外，在他们2 0 0 8 年的研究中通过对基底神经节功能障碍患 者、遗忘症患者和其他类型的神经症患者的类别学习研究进行了回顾，对这些研 究可能存在的单系统理论和多系统理论解释进行了讨论，并对研究中可能存在的 取样偏差问题和未来研究中需要在研究手段、研究设计、被试取样等方面加以改 进的建议。刘志雅，莫雷和张娟( 2 0 0 7 ) 也在他们的文献中介绍了类别学习的主 要理论模型，以及支持双系统理论的实证研究，包括行为、临床和认知神经实验 的研究结果。 3 分类学习和推理学习 分类学习的过程是预先告知被试所有要学习的刺激分别属于两个类别，然后 逐个呈现所有的完整刺激，要求被试判断该刺激属于哪个类别。被试每次判断后 4 主试即时给予反馈，通过多次的尝试后，被试就学 - j 会了一个新的类别( 刘志雅， 莫雷，2 0 0 4 ) 。推理学习过程是逐个呈现所有的刺激和它所属的类别标签，但每 个刺激不是完整的呈现出来，而是缺失了某个特征，要求被试推理该特征的属性。 被试每次推理后主试也即时给予正确或者错误的反馈，这样，每个刺激的各个特 征都经过推理后，并且所有的刺激经过多轮的推理后，也同样可以学习到了一个 新的类别知识( y a m a u c h i ，m a r k m a n ，1 9 9 8 ) 。 a n d e r s o n ( 1 9 9 1 ) 认为分类学习和推理学习在形式上是同形的，前者是推理 类别的标签，后者是推理维度的特征值，都是推理问题，没有必要区分两者的异 同。但是，其他研究者通过实验发现分类学习和推理学习在本质上有着很大差别 ( 刘风英，姚志刚，2 0 0 8 ) 。在y a m a u c h i 和m a r k m a n ( 2 0 0 0 ) 的研究中分类学 习组与推理学习组的被试对同样的测验项目的未知特征进行推理，结果发现：分 类学习者与推理学习者中对于高相似性及中等相似性项目的类别一致性反应，但 是推理学习者对于低相似性项目的类别一致性反应的比例比分类学习者高得多。 这一结果说明分类学习者与推理学习中项目所属的类别名称与项目特征不同。 g e l m a n 和m a r k m a n ( 1 9 8 6 ) 的研究也证明了这一观点，他们的研究表明即使是 儿童也会认为范畴标签与范畴特征是不同的。y a m a u c h i 和m a r k m a n 等人( 1 9 9 8 ， 2 0 0 2 ) 通过研究发现线性独立类别结构更有利于推理学习，而非线性独立类别结 构更有利于分类学习。e r i c k s o n 、c h i n p a r k e r 和r o s s ( 2 0 0 5 ) 对分类学习与推理 学习进行了对比研究。他们认为分类学习与推理学习对类别信息的关注点不同， 推理学习促使学习者去关注类别内部信息，分类学习者由于关注的是类别间信息， 很难发现项目间的内在一致性。c h i n p a r k e r 和r o s s ( 2 0 0 4 ) 研究也表明分类学习 与推理学习的关注点不同。 刘志雅和莫雷( 2 0 0 8 ) 比较了三水平特征的家族相似性类别结构下分类学习 和推理学习的学习效率、学习过程与策略和学习结果。他们的研究结果表明：在 学习效率上，分类学习在达标率上优于推理学习。在学习的过程与策略上，推理 学习相对较快地从单维度策略转向使用规则加例外策略，而分类学习表现出一定 程度的潜伏学习，并在高水平的信息整合策略使用上，赶上了推理学习。在学习 的结果上，分类学习比推理学习更好掌握了类别的原型。 3 1归类不确定情况下的特征推理 天津师范大学硕士论文：类别学习中的类别使用效应 在现实的很多情况下，某一事物的类别往往是不确定的，目前这种关于类别 不确定情况下的特征推理研究主要有两种观点：a n d e r s o n 的理性模型和m u r p h y 与r o s s 的“单类说”。 3 1 1a n d e r s o n 的理性模型 a n d e r s o n ( 1 9 9 1 ) 认为人们形成类别就是为了促进预测，并提出了理性模型。 理性模型认为：对于任何目标物f 来说，人们预测其具有某特征j 的可能性时( 特 征 在物体上是看不见的，也许隐含在目标物中或是目标物将来的行为中) ，将 遵从b a y e s i a n 规则： p ( j f ) = p ( k f ) p ( j k ) k 公式中k 代表学习者已经知道的类别。公式表示，目标物f 具有特征j 的概 率等于该目标物f 属于某类别的概率乘上该类别的每一物体具有特征i 的概率的 总和，即人们根据多个类别的信息来对事物的特征做出预测。在目标可能归属的 多个类别中，如果存在目标最可能归属的“靶类别 ，人们会考虑“靶类别 的 信息，但同时也会考虑其他“非靶类别 的信息，其最后决策是综合考虑多个类 别的信息得出的最优化的结果。理性模型为归类不确定情境中的特征预测，提供 了一种综合考虑各个类别信息的理论解释。但是理性模型自身也存在一些缺陷， 例如仅仅考虑了预测特征在类别中出现的基本概率有一定的片面性( 常建芳，莫 雷，2 0 0 3 ) 。 国内的研究者对a n d e r s o n 的理性模型进行了深入的研究并提出了修正。莫 雷和赵海燕等( 2 0 0 2 ) 研究发现，在非靶类别中，如果目标特征和预测特征是分离 的，符合单类说；在非靶类别中，如果目标特征和预测特征是结合的，符合修正后 的b a y e s i a n 规则，其中a k 为目标特征和预测特征在某个类别中结合的比例，如下 面公式： p ( j f ) = p ( k f 户( j k ) a k k 刘志雅( 2 0 0 8 ) 在莫雷、赵海燕( 2 0 0 2 ) 和王墨耘( 2 0 0 5 ) 等人研究的基础 上探讨在归类不确定的情况下，目标特征和预测特征的共存对特征推理的影响， 他的实验结果支持了莫雷等人修正后的b a y e s i a n 规则，并进一步对b a y e s i a n 规 6 天津师范大学硕士论文：类别学习中的类别使用效应 则进行了修正： p ( j f ) = z p ( k f ) p ( j k ) o + a k ) k 3 1 2 单类说 m u r p h y 和r o s s 在1 9 9 4 年提出了单类说，他们以人工类别为研究材料，控 制靶类别信息，验证了非靶类别信息对特征推理的影响。由此可见人们在特征预 测时不会像理性模型所说的那样认真谨慎。只要有一个类别看起来很像靶类别， 人们就会根据这个靶类别的信息做出推理，而不会考虑其他非靶类别的信息。 l a g n a d o 和s h a n k s ( 2 0 0 3 ) 要求被试首先学习了解某地市民的读报类别结构和政 治投票信息，然后对一个未知的市民做不确定归类和特征推理预测。从被试的答 案可以看到，被试是基于读者所归属的报纸类型和具体的报纸来预测投票的，这 种结果很明显支持了单类说。在验证了人工类别的特征推理遵守单类说后， m u r p h y 和r o s s 等人( 2 0 0 3 ) 又以自然类别为实验材料，采用故事的呈现方式验 证了单类说。 单类说是对理性模型的巨大挑战，经过十几年的发展单类说逐渐成为归类不 确定情境中特征推理的重要理论解释。单类说的主要观点认为在归类不确定的情 境中，人们的特征推理，会选择目标最可能归属的类别，即靶类别，然后根据靶 类别中预测特征的信息进行。单类说和理性模型的区别在于，人们的特征推理是 否考虑非靶类别的信息。单类说认为人们的特征推理只考虑靶类别的信息，而理 性模型认为人们的特征推理，既考虑靶类别的信息又考虑非靶类别的信息( 陈琳， 莫雷，2 0 0 7 ) 。 3 。2 类别特征的相似性对特征推理的影响 相似性是类别研究重要基础，很多研究都证明人们是根据事物间的相似性 进行归类的( m e d i n ，1 9 9 0 ；k o m a t s u ，1 9 9 2 ：g o l d s t o n e ，1 9 9 4 ) 。另外，许 多研究者通过实验还发现，相似性是由新事物与类别成员匹配特征的数量决定 的，归类是根据刺激项目与对本类成员的记忆痕迹之间重叠的特征的数目来进行 的( s m i t h ，1 9 8 9 ；k r u s c h k e ，1 9 9 2 ；m a l t ，1 9 9 9 ) 。 类别的原型观和样例观也是建立在相似性基础上的。m e d i n 通过研究提出了 确定相似性的几个要点：两个事物之间的相似性应随着其共有特征数量的增加而 天津师范大学硕士论文：类别学习中的类别使用效应 增大，随着共有特征数量的减少而降低；特征与特征之间应相互独立，它们必须以 相加的方式来增加相似性；构成相似性的特征应处于同一抽象水平上：这些特征应 足以描述一个概念或类别的结构，概念在某种程度上应当是由一系列特征组成的 ( m e d i n ，1 9 8 9 ) 。 y a m a u c h i 和m a r k m a n ( 2 0 0 0 ) 在研究中探讨了相似性和类别标签对被试归 类任务和推理任务的影响。他们在研究中使用了两类虚拟的人工昆虫( 称为 m o n e k ，p l a p l e ) ，在归类任务中，要求被试根据学习过程形成的关于这两类昆虫 的特征模式来判断与类别成员具有不同相似性新昆虫的类别( 即判断它属于 m o n e k 还是p l a p l e ) ，通过改变新昆虫和类别成员之间的匹配特征数量，来探求 相似性的影响作用，同时还结合给予或不给予新昆虫类别标签这两种条件，来探 讨类别标签对归类的影响作用。研究结果表明：相似性和类别标签都影响归类过 程。莫雷和常建芳( 2 0 0 3 ) 对y a m a u c h i 和m a r k m a n ( 2 0 0 0 ) 研究的人工昆虫图 片材料进行改编考察了类别特征的相似性与竞争性对归类的影响。他们的研究表 明，匹配特征数量及其概率是相似性的两个构成因素，它们与新项目的归类概率 成正比，而对立特征数量及其概率则是竞争性的两个构成因素，它们均与新项目 的归类概率成反比。郑海燕( 2 0 0 6 ) 在莫雷和常建芳研究的基础上，对类别特征 的相似性与竞争性进行了进一步的探索，在实验1 和实验2 中考察了在双类别的 情境中匹配特征数量和特征概率对特征推理结果影响。 4 类别学习中的类别使用效应 类别获得和类别使用相互影响，获得的类别知识会影响类别使用的效果，同 时反过来，类别使用又会帮助人们获得新的类别知识，从而影响类别表征。例如 利用类别进行的特征推理和问题解决都会影响到后来的类别知识表征( r o s s ， w a n g ，k r a m e r ，e ta l ，2 0 0 7 ) 。 4 1类别使用效应研究范式 r o s s 等人( 1 9 9 7 ，1 9 9 9 ，2 0 0 0 ，2 0 0 2 ) 从上世纪9 0 年代开始，系统地研究 了类别使用对类别表征的影响，并把影响称作类别使用效应。他们对类别使用效 应的研究，主要采用了两种学习范式：插入式学习范式( i n t e r l e a v e d ) 和事后归 类学习范式( p a s t c l a s s i f i c a t i o n ) 。 插入式学习范式是一种归类学习和类别使用交叉进行的学习范式。学习者首 天津师范大学硕士论文：类别学习中的类别使用效应 先对某个项目归类，然后利用归类的类别，进行特征推理或者问题解决，最后考 察类别使用对类别表征的影响。插入式学习范式分两个阶段：学习运用类别阶段 和检验阶段。学习运用类别阶段，学习者先对项目归类，然后根据归类，学习对 项目的特征进行预测或者解决一些问题。在这个阶段，学习者可以根据反馈学习 如何运用类别，学习速度和学习时间由学习者自己控制。在测验阶段再次呈现学 习的项目，让学习者在对它们进行归类，并统计归类的成绩。比如，r o s s ( 1 9 9 7 ) 在他的研究中虚构了两个“疾病”类别，“b u r a g a m o ”和“t e r r i g i t i s ”，通过让被 试预测患有这两种疾病的病人的治疗方式来研究类别使用效应。在研究中告诉被 试，他们要通过学习诊断一些有各种病症的病人来掌握两种“疾病”类别，然后 还要决定给予这些病人什么治疗。首先，被试会看到一张病人的病历卡，上面有 三种症状，被试需要根据症状判断病人得了什么疾病，然后再决定给予什么治疗。 主试会根据被试的回答给予反馈，学习时间由被试控制。在测验阶段被试要对上 面的病人重新归类，每位病人都有3 种病症。每位病人的3 种病症，分别是相关 一使用症状，不相关一使用症状，和不能预测症状。所谓相关一使用症状指的是， 病人患有这种症状时一定得了某种疾病，并且必须接受相应的某种治疗。不相关 一使用症状指的是，由该症状的病人一定患有某种症状，但是它的治疗方式是不 确定的。不能预测症状指的是，一种既不能预测疾病也不能预测治疗的症状。在 研究中一共有两种疾病，每种疾病都有两种治疗方式和4 种预测性症状，4 种预 测性症状包括2 个相关一使用症状和2 个不相关一使用症状。如果类别使用效应 是不存在的，那么被试对病人需要什么治疗的推理，就不会影响到后面的归类， 既能够预测治疗的相关一使用症状和不能预测治疗的不相关使用症状，在测验 阶段的表现应该没有显著差异。结果表明在测验阶段的归类中，相关一使用症状 的表现明显好于不相关一使用症状的表现。这说明了在插入式学习范式中，类别 使用效应是存在的。类别使用既基于类别的推理，会让被试对有些特征产生新的 认识，从而影响测验阶段对项目的重新归类。 事后归类范式，是人们在进行了充分的归类学习后，学习类别使用，最后在 进行归类。它考察的是已经掌握的归类标准，是否受到后来类别使用的影响。事 后归类范式和插入式学习范式最大的区别是，前者在学习类别使用之前，必须能 够很好的掌握对项目归类并且要达到一定的正确率，而后者只是要求在类别使用 天津师范大学硕士论文：类别学习中的类别使用效应 之前，对项目归类而并不要求很好的掌握归类，也不要求达到一定的正确率。事 后归类范式有三个阶段：归类学习阶段，类别使用学习阶段和测验阶段。在归类 学习阶段，学习者对呈现的学习项目归类，并且在学习过程中有一定的反馈。学 习时间和速度由学习者控制，直到达到一定的正确率。类别使用学习阶段，呈现 归类学习阶段学过的项目，学习者首先对它们进行归类，然后再归类的基础上对 这个项目的某些特征进行推理或者解决一些问题，在学习类别使用阶段也有反 馈，并要求达到一定正确率。在检测阶段，学习者对学过的项目从新归类。比如， 在研究问题解决中的类别使用效应时，采用了密码的任务进行了研究。研究是这 样进行的，让被试设想他们是采集智能信息的职员，他们的使命是接收间谍发来 的密码信息，这些信息由字母和数字构成。被试可以根据信息中的字母来判断信 息是由哪个间谍发来的，接着需要使用间谍专有的解码公式，对数字进行初步的 解码，并把解码传送给上级主管。在学习归类阶段，被试需要掌握根据字母判断， 信息是哪个间谍发的。在学习的过程中有反馈，并且必须达到一定正确率。在解 译阶段，被试首先要归类是哪个间谍发的信息，然后应用相应的解译公式对信息 进行解译。在解译过程中，被试始终能看到解译的公式。在测验阶段，给被试一 个信息，让被试判断信息是哪个间谍发的。 4 2 类别使用效应研究的主体 大量研究表明，类别运用效应存在于成人的类别学习中。类别知识，既可以 从类别学习中获得，又可以从类别的使用的过程中获得，探讨基于类别的推理和 问题解决等类别使用是如何影响类别知识的表征有多重要的意义。r o s s ( 2 0 0 5 ) 等人考察了儿童在类别学习中进行类别使用对于类别学习结果的影响，结果发现 类别使用效应在儿童身上也是存在的。在一定程度上，儿童可以运用从类别推理 中掌握的信息去重新构建他们的类别知识。在对于儿童的研究中，学习阶段的类 别使用r o s s 采用了基于类别的知识进行推论。 第二部分问题提出和研究意义 1 问题提出 从上述的文献分析可知，类别使用效应的研究有以下特点：第一，研究材料 均为语义材料和简单的图形材料，缺少对复杂图形材料的研究；第二，检验类别 1 0 天津师范大学硕士论文：类别学习中的类别使用效应 使用效应的时候多采用了二次分类的方法：第三，对于类别使用效应的考察都是 在分类学习过程中进行的，缺少对于推理学习中类别使用效应的研究。基于此本 研究，将考察成人被试使用复杂图形材料进行类别学习的过程中进行基于类别的 推理是否会影响他们之后的类别知识形成。 2 研究意义 r o s s ( 1 9 9 7 ，1 9 9 9 ，2 0 0 0 ) 关于成人类别使用效应的研究多采用的是语义材 料，是对于语义材料在分类学习中的类别使用效应的考察。r o s s 在2 0 0 5 年的研 究中使用简单的图形材料来考察儿童在分类学习中进行基于类别已有知识的类 别使用对于最终的类别学习结果的影响，该实验所使用的图形材料较为简单同时 其中的类别使用问题与相关特征之间的关系与现实生活情境差异较大。本研究实 验1 使用了与现实生活情境相关的图形材料( 虚拟动物) 考察成人分类学习中的 类别使用效应。另外，在实验1 中还考察了出现频率的高低对于分类学习结果的 影响，根据每个虚拟动物用来判断类别的特征出现频率的不同，将其分为高频特 征和低频特征。实验1 采用插入式学习范式，实验过程分为：学习过程和测验过 程。 以往关于类别使用效应的研究都中，缺少对于推理学习中类别使用效应的研 究。因此实验2 将考察在推理学习过程中进行类别使用是否会形成类别使用效 应。实验材料参考了y a m a u c h i 和m a r k m a n ( 2 0 0 0 ) 的研究材料进行设计。实验 2 采用插入式学习范式，实验过程分为：学习阶段和推理迁移测验阶段。在推理 迁移测验阶段中要求被试在归类比确定的情境中进行特征推理。实验2 中同时考 察了相似性对特征推理结果的影响，推理测验材料根据不同的匹配特征数量分为 三个不同的水平。 第三部分分类学习和推理学习中的类别使用效应 1实验1 类别使用对分类学习的影响 1 1 研究目的 本实验采用图形材料考察成人被试在分类学习过程中进行类别知识的运用 是否会产生类别使用效应和特征的不同出现频率对于分类学习结果的影响。拟验 证如下假设：被试在图形材料的分类学习过程中存在类别使用效应。特征的 天津师范大学硕士论文：类别学习中的类别使用效应 不同出现频率对于分类学习结果有影响，高频特征的分类正确率优于低频特征。 1 2 研究方法 1 2 1 被试 被试为6 0 名在校大学生，年龄在2 0 , - 一2 5 岁之间，男女各半，被试视力或矫 正视力正常，随机分为两组。 1 2 2 材料 实验材料由2 0 个学习项目和1 6 个测试项目组成。实验材料参考了r o s s 和 g e l m a n ( 2 0 0 5 ) 对基于类别的推论对分类的影响的研究材料。 本实验的学习材料是由两类虚拟动物组成，即甲类和乙类。每个虚拟动物有 6 个维度的特征，每个特征有4 个水平：a 嘴( 鳄鱼的嘴、微突的嘴、鸟 嘴、鹦鹉嘴) ，b 足( 蹼、2 个脚趾、5 个脚趾、没有脚趾) ，c 背 ( 驼峰、剑龙的背脊、鸟的翅膀、鳍) ，d 尾( 狗尾巴、猴子尾巴、 蝎子尾巴、兔子尾巴) ，e 眼( 圆形、三角、正方形、橄榄形) ， f 角( 尖角、触角、圆角、分叉的角) 。图1 为实验l 中的学习项目样 例。 学习项目 图l 实验1 中学习项目样例 其中有四个特征嘴、足、背、尾可以用来判断类别，这四个特征各有两个水 平会出现在每个类别中，其中a 1 、a 2 、b 1 、b 2 、c 3 、c 4 、d 3 和d 4 只会出现 在甲类成员中，a 3 、a 4 、b 3 、b 4 、c 1 、c 2 、d 1 、d 2 只会出现在乙类成员中。 其余的两个特征( 眼和角) 与类别判断无关，随机出现在两个类别中。 对于甲类来说，前两个特征( 嘴和足) 是类别判断的关键特征，其中a l 和 b 1 出现的频率为7 0 ，a 2 和b 2 出现的频率为3 0 ：c 3 、c 4 、d 3 和d 4 出现的 频率各为5 0 。对于乙类来说，后两个特征( 背和尾) 是类别判断的关键特征， 其中c 1 和d 1 出现的频率为7 0 ，c 2 和d 2 出现的频率为3 0 ：a 3 、a 4 、b 3 和 天津师范大学硕士论文：类别学习中的类别使用效应 对于甲类来说关键特征是a 和b ，这两个特征的两个水平分别有一个较高 的出现频率7 0 和一个较低的出现频率3 0 。如果穿插在类别学习过程中关于甲 的推理问题是，虚拟动物的嘴是否具有攻击性，那么对于甲类来说特征a 就是 相关特征，b 就为不相关特征。其中a 1 出现的频率比较高7 0 ，就为“相关高 频特征”；a 2 出现的频率较低3 0 ，就为“相关低频特征”。b 1 出现的频率比较 天津师范大学硕士论文：类别学习中的类别使用效应 高7 0 ，就为“不相关高频特征”：b 2 出现的频率较低3 0 ，就为“不相关低频 特征 。实验1 中相关高频、相关低频、不相关高频、不相关低频特征分布情况 见表2 。 表2 实验1 中的关键特征和类别使用问题 类别使用问题相关高频相关低频 不相关高频不相关低频 ，。甲类这个：裟牙齿 组1 。一 乙类这个虚拟动物能飞吗? 甲类 这个虚嚣耄纂鋈爹时脚可 组2 乙类 这个虚篓茎警篙亍巴具有 a 1 c l b 1 d l a 2 c 2 b 2 d 2 b l d l a 1 c l b 2 d 2 a 2 c 2 注木表示缺失的特征 测验项目共1 6 个，是由一个相关特征或是一个不相关特征与另外两个与类 1 4 天津师范大学硕士论文：类别学习中的类别使用效应 别判断无关的特征( e 、f ) 组成，其他三个关键特征缺失，看上去与学习项目 相似，但是图形是不完整的，如图2 所示。实验1 测验项目的具体情况见表3 。 测验项目 圈2 实验l 中测验项目样例 1 2 3 实验类型 采用2 ( 特征相关性) x 2 ( 特征出现频率) 2 ( 分组) ，特征相关性和特征 出现频率为被试内变量，分组为被试问变量。其中特征相关性分为两个水平：相 关、不相关；频率两个水平：高频、低频；分组两个水平：组1 和组2 。 1 2 4 实验仪器 实验采用d m d x 刺激呈现程序进行编程。被试按键反应，由计算机记录按 键结