（发展与教育心理学专业论文）题目性质、认知方式及样例类型对大学生图形推理的影响.pdf

摘要 图形推理是一种重要的认知形式，其水平是个体认知发展的项主要指标。相比 较其他推理材料，图形材料更能够避免知识经验以及语言能力的影响，更客观的反映个 体的思维发展过程。近年在国家公务员行政职业能力测验考试题中，图形推理题目的类 型不断变化，难度不断加深。本文将从题目性质、认知方式、样例类型几个方面探讨对 图形推理的影响。 本研究采用两个具体的实验来进行，选取大二的学生作为被试。实验一采用3 ( 图 形推理类型) x 2 ( 图形推理类型难度) 两因素实验设计，因变量为图形推理成绩、认 知负荷和认知疲倦。实验二采用2 ( 认知方式) x 3 ( 样例类型) 两因素实验设计，因变 量为图形推理策略、成绩和认知负荷。 通过以上两个实验的研究，得出以下结论： 第一，被试完成样式类图形推理题的成绩优于数量类图形推理题和位置类图形推理 题的成绩，数量类图形推理题和位置类图形推理题的成绩无显著差异。 第二，被试完成样式类图形推理题的认知负荷低于数量类图形推理题和位置类图形 推理题的认知负荷，在数量类图形推理题和位置类图形推理题上的认知负荷无显著差 异。 第三，被试完成样式类图形推理题的认知疲倦轻于数量类图形推理题和位置类图形 推理题的认知疲倦，在数量类图形推理题和位置类图形推理题上的认知疲倦无显著差 异。 第四，场独立型被试倾向使用规则建构策略，场依存型被试倾向使用选项剔除策略。 第五，场独立型被试图形推理题成绩高于场依存型被试的图形推理题成绩，自我解 释解析样例下的图形推理题成绩优于无样例和有解析样例下的图形推理题成绩。 第六，场独立型被试的认知负荷低于场依存型被试的认知负荷，被试完成有解析样 例的图形推理题认知负荷低于无样例和自我解释解析样例的图形推理题的认知负荷。 关键词1 认知方式；样例类型；图形推理策略；认知负荷 a b s t r a c t g r a p h i c sr e a s o n i n gi sak i n do fi m p o r t a n tc o g n i t i v ef o r ma n di t sl e v e li so n eo ft h em a i ni n d i c e so f i n d i v i d u a lc o g n i t i v ed e v e l o p m e n t c o m p a r e dt oo t h e r r e a s o n i n gm a t e r i a l s ，g r a p h i cm a t e r i a i sa r eb e r t e ra t a v o i d i n gt h ei n f l u e n c eo fk n o w l e d g ee x p e r i e n c ea n dl a n g u a g ea b i l i t y , w h i c hr e f l e c tm o r eo b j e c t i v e l y i n d i v i d u a lt h i n k i n gd e v e l o p m e n t p r o c e s s r e c e n t l y , t h ef o r mo fg r a p h i cr e a s o n i n gs u b j e c t si na d m i n i s t r a t i v e a p t i t u d et e s to ft h ec i v i ls e r v a n t sa r ec o n s t a n t l yc h a n g i n ga n di t sd i f f i c u l t i e sa r eg e t t i n gd e e p e r i nt h i s p a p e ，w es t u d i e dt h ei n f l u e n c eo ft h et i t l ec h a r a c t e r , c o g n i t i v es t y l ea n d s a m p l et y p eo ng r a p h i c sr e a s o n i n g i nt h es t u d y , w es e l e c t e dt h es o p h o m o r ea ss u b j e c t si nt w oc o n c r e t ee x p e r i m e n t s i ns t u d y 1 w e u t i l i z e d3 ( g r a p h i c sr e a s o n i n gt y p e ) 2 ( g r a p h i c sr e a s o n i n gt y p ed i f f i c u l t y ) e x p e r i m e n t a ld e s i g n a n dt h e d e p e n d e n tv a r i a b l e sa l eg r a p h i c sr e a s o n i n gr e s u l t s ，c o g n i t i v el o a da n dc o g n i t i v ef a t i g u e i ns t u d y2 、v e u t i l i z e d2 ( c o g n i t i v es t y l e ) 3 ( s a m p l et y p e ) e x p e r i m e n t a ld e s i g n ，a n dt h ed e p e n d e n tv a r i a b l e s a r et h e g r a p hr e a s o n i n gs t r a t e g y , a c h i e v e m e n t sa n dc o g n i t i v el o a d t h r o u g ht h et w os t u d i e s ，w eg o ts o m ec o n c l u s i o n sa sf o l l o w i n g ： f i r s t ，t h ep e r f o r m a n c eo fs t y l eg r a p h i c sr e a s o n i n gi sb e t t e rt h a nt h a to ft h en u m b e r g r a p h i c sr e a s o n i n g a n dt h ep o s i t i o ng r a p h i c sr e a s o n i n g t h e r ea r en os i g n i f i c a n td i f f e r e n c e sb e t w e e nt h ep e r f o r m a n c eo ft h e n u m b e rg r a p h i c sr e a s o n i n ga n dt h ep e r f o r m a n c eo f t h e p o s i t i o ng r a p h i c sr e a s o n i n g s e c o n d , t h ec o g n i t i v el o a da f t e rc o m p l e t i n gt h es t y l eg r a p h i c sr e a s o n i n gi sl o w e rt h a nt h a to ft h e n u m b e rg r a p h i c sr e a s o n i n ga n dp o s i t i o ng r a p h i c sr e a s o n i n g t h e r ei sn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c e sb e t w e e nt h e c o g n i t i v el o a da f t e rc o m p l e t i n gt h en u m b e rg r a p h i c sr e a s o n i n ga n dt h ep o s i t i o no fg r a p h i c sg r a p h i c s r e a s o n i n g t h i r d , t h ec o g n i t i v ef a t i g u ea r e rc o m p l e t i n gt h es t y l eg r a p h i c sr e a s o n i n gi sl o w e rt h a nt h a to ft h e n u m b e rg r a p h i c sr e a s o n i n ga n dp o s i t i o ng r a p h i c sr e a s o n i n g t h e mi sn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c e sb e t w e e n t h e c o g n i t i v ef a t i g u ea f t e rc o m p l e t i n gt h en u m b e rg r a p h i c sr e a s o n i n ga n dt h ep o s i t i o no fg r a p h i c sg r a p h i c s r e a s o n i n g f o u r t h , s t u d e n t sw i t hf i e l dd e p e n d e n c et e n dt ou s et h er u l e - c o n s t r u c t i n gs t r a t e g yw h i l e s t u d e n t sw i t h f i e l di n d e p e n d e n c et e n dt ou s ei t e m d e l e t i n gs t r a t e g y f i f t h ，t h ep e r f o r m a n c eo fs t u d e n t sw i t hf i e l dd e p e n d e n c ei ns o l v i n gt h eg r a p h i c sr e a s o n i n gi sh i g h e r t h a i lt h a to fs t u d e n t sw i t hf i e l di n d e p e n d e n c e t h ep e r f o r m a n c eo fg r a p h i c sr e a s o n i n go fe x p l a i n i n g t h e m s e l v e s s a m p l ei sh i g h e rt h a nt h a to fn os a m p l ea n da n a l y t i c a l s a m p l e s i x t h ，t h ec o g n i t i v el o a do fs t u d e n t sw i t hf i e l dd e p e n d e n c es l o v i n gt h eg r a p h i c sr e a s o n i n gi s l o w e r t h a nt h a to fs t u d e n t sw i t hf i e l di n d e p e n d e n c e t h ec o g n i t i v el o a do fs t u d e n t ss l o v i n g t h eg r a p h i c sr e a s o n i n g o fa n a l y t i c a l s a m p l ei sl o w e rt h a nt h a to fn os a m p l ea n de x p l a i n i n gt h e m s e l v e s - s a m p l e k e y w o r d s ：c o g n i t i v es t y l e ：s a m p l et y p e ；g r a p h i c sr e a s o n i n gs t r a t e g y ；c o g n i t i v el o a d 引言 引言 王有智( 2 0 0 3 ) 认为图形推理是依据一幅大图形中的符号或图案的变化规律，来 推出、填入大图形中空缺部分的符号或图案的活动，它是一种重要的认知形式，其水平 高低是个体认知发展的一项重要指标。和其他推理材料比较，图形材料能更客观的反映 个体的思维发展过程，更能避免语言能力和知识经验和影响。截止目前，关于图形推理 的研究实验材料多为瑞文图形推理测验，研究的方面主要是图形推理策略以及图形推理 水平的年龄发展特征；相当多的研究考察认知风格对图形推理的影响，认为认知方式的 作用效果随着问题难度的增加更明显，认知方式是影响图形推理水平的重要人格变量。 近年来，在国家公务员考试科目之一行政能力测验试题中，图形推理题目难度越 来越深，类型富于变化。做图形推理题时，不仅要有一定的知识做基础，更要能够快速 地从单个或者多个图形的思维体系中把握图形的规律。图形推理的规律主要表现为图形 的元素、数量以及位置的变化或是这几种变化的混合。从对推理材料的分析看，图形推 理活动本身就是认知改组过程，图形推理不仅会受到认知方式的影响，还会涉及到所运 用的策略。认知方式，指的是个体在区别客体间关系特征、组织非结构情景及在认知上 的重建问题的能力。样例作为一种学习的工具，它的有效性得到了许多研究的证实，但 随着研究的深入，怎样能充分发挥样例的作用是备受关注的。我们根据c h i ( 1 9 8 9 ) 的 研究引入了自我解释一解析样例，样例学习中充分的自我解释能够起到很好的作用。引 入了场依存和场独立型被试在图形推理过程中有哪些具体差异? 两者之间的解题策略有 什么不同? 题目性质是否对大学生图形推理产生影响? 另外，不同的样例类型又会对图 形推理产生什么影响? 本文将对这些进行一一的探讨。同时，涉及到认知负荷、认知疲 倦等。一方面丰富了前人的研究，另一方面可以为大学生在做图形推理题目时提供一些 参考意见。 第一部分文献综述 1 图形推理 1 1 图形推理的含义 第一部分文献综述 推理反映了个体对事物本质以及事物间联系的认知能力的水平，是智力的核心成 分( 王亚楠、刘昌，2 0 0 6 ) 。推理是形式逻辑的核心，推理是指从已知或假设的事实中 引出结论的过程，是由某个或某些已知的判断得出新判断的思维形式( 高敏，2 0 0 9 ) 。 推理的研究一直是认知研究的重要领域，目前对于推理能力的研究材料主要有两种，一 是图形推理，主要使用瑞文推理、几何图形或者其他的自编图形材料；二是文字推理， 主要采用词语或者文字叙述材料等等。 图形推理作为一种重要的认知形式，其水平高低是个体认知发展的一项重要指标。 图形推理是依据幅大图形中的符号或图案或规律来推出、补充大图形中空缺部分的符 号、图案的认知活动( 林崇德、沃建中、陈浩莺，2 0 0 3 ) 。图形推理主要是通过不同图 形特征的组合，或者不同图形组成的逻辑关系的复杂度来控制难易程度( 沃建中、李琪、 田宏杰，2 0 0 6 ) 。图形推理是形象推理的重要形式，它是以推理方式为主、其他方式为 辅的综合思维过程，是指由一个或若干已知图形推出另外一些图形或者信息的思维过 程。与其他材料相比，图形材料可以避开知识经验和语言能力的影响，更客观、公正地 反映个体的思维过程。因此，近年来对图形推理的研究成为推理研究中所关注的热门领 域。 1 2 图形推理的相关研究 1 2 1 国外有关图形推理的研究 c a r p e n t e r 等( 1 9 9 0 ) 分析了大学生的瑞文推理过程，采用的是1 2 1 语报告和眼动分析 等方法，他们定义推理和解决问题的能力为分析智力，结果表明所有被试没有表现出个 体差异，而个体不同之处主要在工作记忆中，管理大量问题解决目标的能力和推断抽象 3 题目性质、认知方式及样例类型对大学生图形推理的影响 关系的能力。 b e t h i l l of o x 等( 1 9 8 4 ) 研究几何类比推理测验的策略问题，发现存在两种解决问题 的策略：规则构建策略和选项剔除策略。规则构建策略是指被试依据题干而主动构建的 理想答案，而后把理想答案和各选择项进行比较，选出与理想答案最符的选项；选项剔 除策略是指被试在作出选择之前，来回地看题干和选项，按一定的规则剔除不合适的选 项。后来v o d e g e lm a t z e n ( 1 9 9 4 ) 设计了项目分屏测试的方法来区别规则构建策略和选 项剔除策略；对于规则构建策略，被试在题干屏上的反应时长于在选项屏的反应时；而 对于选项剔除策略，被试在题干屏上反应时短于选项屏上反应时。 1 2 2 国内有关图形推理的研究 王有智( 2 0 0 3 ) 探讨了理科大学生认知风格、内外向性和情绪稳定性与认知推理的 关系，结果得到这些对认知推理会产生影响。王有智( 2 0 0 4 ) 研究了大学生不同认知方 式对图形推理水平的影响，结果表明认知方式不同，成绩差异显著，认知方式是影响图 形推理水平的重要人格变量。邹颖佳( 2 0 0 7 ) 探讨了不同认知风格、人格特质对图形推 理水平的影响，采用的是镶嵌图形测验、中国人人格量表、瑞文标准推理测验，得出认 知方式和情绪性这两个重要的人格变量都对图形推理的水平产生影响。 刘声涛、戴海琦( 2 0 0 7 ) 探究了几何类比推理测验项目中项目刺激特征和策略选择 之间的关系，发现元素数量越多被试越倾向于规则构建策略，元素数量越少被试越倾向 于选项剔除策略，项目中元素数量的多少是影响被试使用何种策略的关键。 林崇德等( 2 0 0 3 ) 研究了关于小学生图形推理的策略，材料是瑞文推理测验。结果 发现在图形推理中小学生使用以下六种策略：分析策略、不完全分析策略、知觉匹配策 略、知觉分析策略、格式塔策略以及自主想象策略。在数量规则题中，小学儿童时期通 常采用知觉分析策略，而加减规则题中，通常采用分析策略，并且随年龄增长而呈上升 的态势。对于不同类型题目，不同年龄段儿童倾向于不同的策略。 目前，图形推理的研究大都以瑞文推理为材料，以正确率、反应时为指标，或者通 过被试的自我报告，集中在图形推理策略以及图形推理水平的年龄发展特征的研究，推 断出随年龄发展推理水平及推理策略的差异。本研究中的图形推理要求被试从给定的图 形中，找出图形之中隐藏的规律，依据规律选择出符合要求的图形。图形推理是一个较 复杂的认知过程，不但要考虑图形在空间形式、结构上的联系，还要考虑图形内容上的 4 第一部分文献综述 联系。 1 3 图形推理的影响因素 研究发现，影响图形推理能力的因素是多方面的。首先，人格结构的重要维度之一 的认知方式，对图形推理的成绩有显著影响。杨治良、郭力平( 2 0 0 1 ) 认为，认知风格 即认知方式，是个体表现出的在信息加工过程中个性化和一贯性的偏好，具体表现为个 体在感知、记忆、思维过程之中所偏爱的、习惯化的态度和方式。郑咏梅认为认知方式 对推理能力的影响较为明显，场独立组优于场依存组，认知方式是影响推理的重要因素 ( 郑咏梅，2 0 0 9 ) 。其次，有研究表明，图形推理过程中采用何种策略会导致图形推理 成绩的差异( 沃建中、林崇德等，2 0 0 3 ) ，这说明策略也是影响图形推理能力的一个因素。 再次，个性因素如情绪、人格、内外向等对图形推理也有一定影响。王有智( 2 0 0 3 ) 认 为情绪稳定性高者图形推理的成绩显著好于情绪稳定性低者。由此看出，图形推理在较 大程度上受到个性特征的影响。另外，题目难度会影响到推理的策略和水平，相同年级 的学生对不同难度材料进行推理的成绩有一定的差异( 李路荣，2 0 0 8 ) ，所选择的策略 也可能不同，对于简单题目，个体更倾向于使用分析策略；而对于较难的题目，个体可 能更倾向于知觉匹配、自主想象等其它较低级的策略。不管被试的是何种认知方式，简 单推理题目的得分显著高于复杂推理题目的得分( 靖新巧，2 0 0 8 ) 。 关于影响图形推理水平的研究主要集中在认知因素的范围内，例如w o o d w o r t h 和 s e l l s 的气氛效应、j o h n s o n l a i r d 的心理模型理论等。本研究探讨不同的认知方式对图 形推理的影响，认知方式是影响图形推理的重要因素。 2 图形推理策略 2 1 图形推理策略的种类 策略研究一直是认知发展领域非常关心的一个问题。林崇德等( 2 0 0 2 ) 的研究表明， 在不同的图形推理类型中个体会用到不同的策略。h u n t ( 1 9 7 5 ) 观点是格式塔策略和分 析策略适用于瑞文推理测验中的很多项目，格式塔策略是在解决问题时使用视知觉操 作，将所给出图形视为一个整体，然后选择答案；分析策略是对问题矩阵进行逻辑的操 5 题目性质、认知方式及样例类型对大学生图形推理的影响 作，依据图案的变化规律作答。虽然两种策略都有可能获得正确答案，但格式塔策略仅 基于知觉基础之上，而分析策略是真正知道图案之间的关系。 c a r p e n t e r ，j u s t & s h e l l ( 1 9 9 0 ) 使用口语报告、出声思维等方法对大学生推理的过程 做了分析，发现几乎所有被试在解决除知觉类题目的所有题时时都使用了归纳规则策 略。 b e t h i l l o f o x 等( 1 9 8 4 ) 研究表明，在几何类比推理过程中主要有规则构建策略和 选项剔除策略两种策略。规则构建策略是指个体归纳总结类比规则，构建相应的选项， 做出选择；选项剔除策略指将一一匹配选项与题干，选出更符合其中的类比规则的选项。 v o d e g e l m a t z e n ( 1 9 9 4 ) 在前人研究基础上，对图形推理解题的策略进行了研究，以瑞 文推理测验为材料。他采用了电脑分屏测试的方式，分别在先、后两屏中呈现出题干和 选项，个体可以在题干屏和选项屏之间来回看，结果以题干总时间和选项总时间的反应 时差异以及回看次数来判断采用何种策略。 林崇德等学者在前人研究基础上，将其研究结果进行定性分析，迸一步把图形推理 的策略分为分析策略、不完全分析策略、知觉分析策略、知觉匹配策略、自主想象策略 和格式塔策略这六种。知觉匹配策略和自主想象策略反映不了个体的图形推理水平，能 一定程度地反映个体的图形推理水平的是分析策略、不完全分析策略、知觉分析策略。 另外，分析策略和不完全分析策略都是遵循图形变化的规律进行作答。因此，我们把林 崇德等人的这六种图形推理策略概括成分析策略、知觉分析策略、格式塔策略和猜测策 略四种。 可见，已有研究关于瑞文推理测验的解题策略的分类与归纳有差异。但研究结果均 表明，不同能力水平的个体对相同的项目采用不用的策略，不同类型的项目上个体会采 用不同的策略，另外，解答同一项目时，特别遇到变化规则复杂的项目，个体会综合多 种策略进行解题。 2 2 图形推理策略的影响因素 图形推理策略有多种影响因素，着重在题目性质、年龄以及个体的人格特征三方面。 题目性质对图形推理策略的影响表现在两个方面。一方面，题目的类型会影响图形 推理策略。林崇德等( 2 0 0 3 ) 将题目类型分为格式塔类型、数量规则类型、加减规则类 型、两层规则类型、值为2 类型和值为3 类型。他们的研究发现对于格式塔类型的题 6 第一部分文献综述 目，大部分被试都使用格式塔策略，并且智被试基本都能作出正确答案，而其他几种类 型的题目，分析策略和知觉分析策略占据主导地位。另一方面，题目难度会影响图形推 理的策略选择。对于相同类型不同难度的题目，个体会选择不同的策略。例如瑞文推理 测验中不同难度的加减规则类型，低难度的题目个体多使用分析策略，而对于高难度的 题目个体倾向使用自主想象或者知觉匹配等其他策略。 年龄是影响图形推理策略的又一因素。林崇德等( 2 0 0 3 ) 的研究发现，对于同类型 的题目，不同年级的个体使用的策略不同。国外有研究认为，不管何种图形推理题，年 龄越大个体使用格式塔策略的概率会越低，使用分析策略的概率则相反。总之，随着年 龄的增长分析策略和知觉分析策略这些高级策略的使用率呈现出不断上升的趋势，低级 的策略则会呈现不断下降的趋势。 人格特征是影响图形推理策略的重要因素。h u n t ( 1 9 7 4 ) 认为，关于瑞文推理测验 成绩的解释要考虑被试的认知类型，但他的研究不太深入。在国内，大都认为推理受认 知的影响，还受个性的影响，但是关于人格特征与认知( 推理) 关系涉及的很少。因此， 人格特征例如认知方式与图形推理策略的关系很值得研究。王有智等( 2 0 0 3 ) 研究了人 格特征中的认知风格、内外向性、情绪稳定性与图形推理水平的关系，没有深入研究这 些人格特征对于图形推理的策略有何影响。 总之，图形推理的解答策略往往不止一种，它的影响因素是多方面的，并且这些因 素并非单独对图形推理策略起作用，它们之间具有交互作用。本研究探讨不同的认知方 式的大学生所倾向于使用何种策略。 3 认知方式 3 1 认知方式的概念 认知方式( c o g n i t i v es t y l e ) ，又称认知风格或者认知模式，是指个体在认知过程中 所经常采用的习惯化的方式，具体说是一个人在感知、记忆、思维和问题解决过程中所 倾向的、习惯化的态度和方式。1 9 3 7 年a l l p o r t 首先使用这一名词，认为认知方式是典 型的或习惯性的解决问题、知觉、思考、记忆等的模式。t e n n a n t ( 1 9 8 8 ) 认为它是个 体的特征和一贯性的组织、加工信息的方式。这两个的定义分别适应认知方式的不同时 7 题目性质、认知方式及样例类型对大学生图形推理的影响 期，但前者的定义被通常使用。 认知方式的研究可追溯到荣格( 1 9 2 3 ) 的心理类型理论，认知方式的现代研究开创者 是“认知方式之父 一美国心理学家威特金( w i t k i n ，1 9 5 4 ) ，他提出了认知方式的核心 模型场独立性一场依存性的概念，他通过棒框实验进行了认知方式的系统研究。在6 0 年 代认知方式成为西方心理学研究的重要问题，其中关于场认知方式的研究，研究最为广 泛。7 0 年代初认知方式的研究达到顶峰后，渐渐走向衰落。自9 0 年代以来，认知方 式在教育领域内的应用研究变得越来越重要，认知方式的研究再度引起人们的重视。 3 2 场依存一场独立的认知方式 3 2 1 场依存场独立理论 关于认知方式的研究颇多，但当今关注最多的还是美国心理学家w i t k i n 提出的场 依存一场独立认知方式，它是最具代表性和影响力的一类研究。w i t k i n 创意出框棒测验 ( r f t ) 和身体顺应测验( b a t ) ，并提出了场依存一场独立性的理论构想。灵感来自于 在空间定向和垂直知觉的实验研究时，发现不同的个体在对物体进行空间定位时会有不 同，有些人知觉时受外在视野的影响，有些人则更容易受自身内部线索的影响。w i t k i n 把 依赖外在视野线索、易受环境影响的个体称为场依存者，而把依赖自身感觉经验、受内 部影响的个体是场独立者。后来他的大量关于认知方式研究几乎遍及全部心理活动领 域，包括记忆、思维、学习、情感和社会交往等等，具有稳定性和两极性的特点。 3 2 2 场依存场独立的测量 最早的场依存一场独立测验是能够判断认知方式，但操作起来比较麻烦，需要个体 判断垂直方位的棒框测验和身体顺应测验，后来演变为认知方式图形测验，它可以纸笔 测验，使用方便并且可以团体施测，后来被广泛应用。 认知方式图形测验即镶嵌图形测验，是由w i t k i n 设计的。2 0 世纪8 0 年代，张厚 粲等学者修订了w i t k i n 的镶嵌图形测验，并制定了中国成人团体常模和中国中学生团 体常模，为国内进行认知方式研究提供了极大的便利。 镶嵌图形测验简称e f t ，它由四部分组成：( 1 ) 被试一般情况的调查表。由被试 自己填写，通过这个调查表可以得到有关的参考资料。( 2 ) 测验说明。这部分主要是让 8 第一部分文献综述 被试了解如何做这个测验以及在测验中应该注意的事项。( 3 ) 测验题目。包含三部分， 第一部分九道题，是测验的练习部分，不计入总分；第二、三部分各有十道题，每道题 下面标出了要找出的简单图形代码。( 4 ) 简单图形。它们是被试在测验中需要从复杂图 形中找到的简单图形。 3 3 认知方式的国内研究概述 认知方式的研究在国内发展较晚，2 0 世纪8 0 年代我国心理学家谢斯骏、张厚粲等 进行了一些初步研究，取得了可喜的成果，但认知方式对图形推理效果影响的研究较少， 其中，王有智等在这方面进行了一些研究，取得相应的研究成果。 王有智( 2 0 0 3 ) 对认知风格、内外向性、情绪稳定性和图形推理效果的关系做了研究， 结果显示，认知风格与解答瑞文标准测验题的较难组得分有显著的正相关，被试越倾向 i 场独立的，图形推理的成绩愈好。场独立者受“气氛效应”的影响干扰少，倾向于凭借 自身内部感知线索来加工信息，按照自身大脑中的逻辑规则迅速对复杂图形进行多元重 构，头脑中创建的图形模型较多。而场依存者受“气氛效应”的影响大，认知改组技能。 较差，善于依赖外部环境线索，在头脑中形成的心理模型较少，图形推理效果较差。 王有智、欧阳仑( 2 0 0 4 ) 研究了大学生认知方式对图形推理水平的影响，结果表明 门l ” 了不同认知方式图形推理水平的差异显著，场独立组图形推理水平最好，场依存组图形 推理水平最差；推理难度的不同，认知方式的作用效果也不同，推理越难认知方式作用 越明显，对较难的图形推理场独立组的水平显著高于场依存组；认知方式被证实是影响 图形推理水平的重要人格变量。 本研究应用北京师范大学心理系修订的镶嵌图形测验，以区分场依存和场独立 型被试。 4 认知负荷 4 1 认知负荷的含义 认知负荷是指人在信息加工的过程中所必需的心理资源的总量。认知负荷理论最早是 心理学家s w e l l e r2 0 世纪8 0 年代末至9 0 年代初提出来的，它以资源有限理论和图式理 9 题目性质、认知方式及样例类型对大学生图形推理的影响 论为基础，是一种研究怎样优化教学设计并减少教学中不当呈现方式的理论。资源有限 理论认为，任何学习或解决问题的过程都需要消耗认知资源，一旦所需要的认知资源超 过了人的认知资源总量，就会造成认知负荷超载。图式理论认为，知识是以图式的形式 存于长时记忆里，当学习新知识时，长时记忆中的图式就根据面临的情景进行快而准的 自动化归类。具体来讲，现代的一些认知理论如工作记忆理论、认知资源理论、认知过 滤与衰减理论和建构主义理论，这些理论奠定了认知负荷理论的理论基础。 国内外学者对认知负荷的概念有不同的界定。q u i r o g a 等( 2 0 0 4 ) 认为：认知负荷 是信息加工需要的心理资源量。赵俊蜂( 2 0 0 7 ) 认为：认知负荷的界定有理论与实践两 个层面：理论上，侧重于实验室研究，认为是学生在学习过程中完成所给认知任务所需 的心理资源的数量。实践上，侧重于实际应用与教育实践结合，认为认知负荷是单位时 间内学生知觉到的认知加工任务的份量。 根据国内外已有的文献，心理学界通常把认知负荷分成内在认知负荷、外在认知负 荷、关联认知负荷以及元认知负荷。这四种认知负荷的类型不是静态不变的，而是一直 处于变化的，它们是建立在工作记忆广度容量的基础之上，这四种认知负荷总量是一定 的，一种的增多就会导致其他的总量减少。 4 2 认知负荷的测量 表1认知负荷的测量 间接直接 主观 客观 自我报告投入 的心理努力自我报告材料难度 生理测量 行为测量 学习结果测量 测量脑活动 双重任务成绩 认知负荷的测量可从主观、客观或者直接、间接两个维度上来区别。主观性测量指 的是用主观性的方法，客观性测量指的是进行客观的观察，得到认知负荷的程度。直接 的测量指的是进行直接测量得出结果，而间接测量指的是通过对个体的学习成绩、行为 1 0 第一部分文献综述 等来推论从而做出判断，如表1 所示。 p a s s 等( 1 9 9 4 ) 提出了一种主观、间接的测量方法是应用较多的认知负荷测量方法。 实验后研究者对参与者进行问卷形式的调查，被试回答在了解学习材料的过程中所付出 的心理努力的程度。本研究的认知负荷采用主观评定法，量表采用5 点评分制。 3 认知负荷的相关研究 4 3 1 国内有关认知负荷的研究 莫雷等( 2 0 0 0 ) 研究了不同认知负荷条件下小学生类比推理学习的迁移效果，得出 非模式化、高负荷的学习更利于迁移。曹宝龙等人( 2 0 0 5 ) 以不同认知负荷的连环数认 知运算为实验材料，探讨了内在认知负荷对小学生工作记忆资源分配策略的影响。结果 发现：认知负荷的难度明显地影响到了小学生工作记忆资源分配策略。丁道群等( 2 0 0 9 ) 探讨了认知风格和信息呈现方式对认知负荷的影响。结果表明：认知风格对于学习者的 认知负荷有显著影响；心理努力量和材料难度可能分别对内在认知负荷和有效认知负荷 敏感，学习时间可能反映总认知负荷量。龚德英( 2 0 0 5 ) 实验研究有无归纳策略和背景 音乐对于认知负荷和迁移成绩的影响，结果表明采用归纳策略学习者提高了相关认知负 荷，减少了内在认知负荷，提高迁移测验的成绩却没有提高记忆成绩。背景音乐虽没有 增加额外的认知负荷，使记忆成绩下降。 4 3 2 国外有关认知负荷的研究 g e r g e t s 等( 2 0 0 4 ) 研究表明模块化的样例可降低学习者的内在认知负荷，当把例题 分成有完整意义的、可单独呈现的模块化例题时，学习者降低了内在认知负荷，提高了 学习成绩。由于内在认知负荷受学习者的专长水平的影响，所以减少内在认知负荷，就 须考虑学习者的专长水平，因为学习者专长水平的提高会降低其内在认知负荷。r e n k l 等( 2 0 0 4 ) 认为，学习不完整在认知技能获得的早期阶段是一个很好的途径。随着学习 者专长的提高，内在认知负荷会逐渐减少，多余的认知资源则用于外在认知负荷或者相 关认知负荷。伴随着学习者在该领域知识水平的提升，对于问题解决的学习则更利于促 进学习者的学习。研究结果表明：渐减呈现样例的方式能更好地促进学生的近迁移。 题目性质、认知方式及样例类型对大学生图形推理的影响 s w e l l e r 等( 2 0 0 5 ) 发现：面临复杂的认知任务时，相比较传统问题解决的学习，在样例学 习中，学习者所承受的认知负荷较低，能够将富余的资源关注问题的结构方面、解法及图 式建构，从而获得较好的学习效果。k a l y u g a 等人( k a l y u g as ，a y r e sp ，c h a n d l e rp ，s w e l l e r j ，2 0 0 3 ) 研究认为，样例信息对于新手学习者来说是必要的，但对于拥有较多特定领 域知识的专家型学习者来说是多余的，加工这些多余的样例信息也需要认知资源，不仅 会引发额外的认知负荷，而且还会干扰新图式的建构与强化，直接干扰学习，表现出典 型的冗余效应。 5 认知疲倦 当学生过度学习或遇到比较困难的问题时，时间长了就会产生认知疲倦。认知疲倦 是指学生在学习过程中获取知识时，在感觉、知觉、记忆、思维等方面感到的劳累与疲 倦感，具体可以说是学习中的心理疲倦现象在认知方面的反应，它是情感、意志、行为 产生的基础。认知疲倦是指认知活动中积累的一种具有危害性的心理状态，主要表现为 注意力不集中、动机降低、工作效率下降、焦虑、紧张、抑郁以及人际交往障碍等等， 它是学生学习过程中一个不可避免的影响因素。 苏凯敏、韩关德等( 2 0 0 2 ) 指出：在实际教学中经常可以发现学生学习中的心理疲 劳现象，学生出现思维迟钝、反应缓慢、认知力下降、意志力减弱、注意力不集中、学 习积极性下滑、学习兴趣减退等等，特别是情绪上对学习产生倦怠、厌恶、焦虑和紧张、 烦闷、易怒等等。而这些症状是在学习过程中由心理因素所导致，学生的心理功能出现 了不同程度的紊乱和失调，也即产生了心理疲劳。 刘方琳( 2 0 0 5 ) 认为心理疲劳指的是人们在应对内源性或者外源性压力时，心理资 源及生理资源不断损耗又没有得到相应的补充，所出现的心理机能水平下降的现象。具 体表现为五个方面：消极认知反应、调动不能、行为表现、身体反应、疲惫感和负性情 绪体验。 尹小琳( 2 0 0 7 ) 认为心理疲劳指的是个体由于在认知、意志、情感上的持续损耗而 造成效率下降，并切身体验到劳累感、厌倦感的现象，强调个体在整个心理过程中所体 验到的疲劳感。 认知疲倦会导致一系列对学习和心理不利的后果，所以，在图形推理题目中加入认 知疲倦的研究，势必对图形推理的问题解决产生积极的影响。本研究被试完成任务后， 1 2 第一部分文献综述 通过四点量表测量其疲倦程度，为认知疲倦提供可测量的指标。 6 样例学习 样例是一种能够例说或表征较为抽象的概念原理的相对具体的实体，能够展示同一 类事物，或是值得模仿的榜样。样例学习则是指从具有详细解题步骤的示例中归纳出隐 含的抽象知识来解决问题的学习，是学习者通过对样例的观察和思考习得知识的学习过 程( 邢强、莫雷、朱新明，2 0 0 3 ) 。 s w e l l e r 等( 2 0 0 5 ) 发现：面临复杂的认知任务时，相比较传统问题解决的学习，在样 例学习中，学习者所承受的认知负荷较低，能够将富余的资源关注问题的结构方面、解法 及图式建构，从而获得较好的学习效果。自此，s w e l l e r 等提出了认知负荷理论，并基于 该理论开始深入研究样例学习，也因此激发了样例学习研究的高潮，成为认知心理学等 领域经久不衰的话题。 “。 c h i 等( 1 9 8 9 ) 研究了样例加工过程中的个体差异，发现在学习中那些停下来向自 己解释的学习者，比其他学习者学习效果要好，她们称这种现象为“自我解释效应”。 本研究中“自我解释一解析样例”是指给出样例后先不呈现解析，被试自我解释解答所 要用到的方法，然后给出反馈和正确答案的解析。本研究中的“有解析样例 是指呈现 样例的同时呈现答案的解析。 c o n a t i 和v a n l e h n ( 2 0 0 0 ) 在计算机为基础的学习环境下，设计提示自我解释支持样 例学习的研究中发现，提示自我解释的过程是有效的。任金杰( 2 0 0 8 ) 的研究也发现， 自我解释有助于大学生数学概念原理的获得，并有效地促进大学生近迁移问题和远迁移 问题的解决。结论较一致表明：提供自我解释的样例更有利于问题解决的迁移。 邢强( 2 0 0 5 ) 运用数学概率原理研究样例的变异性和编码方式对迁移的影响。结果 表明：就多重样例和自我解释的结合模式来看，样例的变异性和自我解释对近迁移没有 影响；对远迁移有影响，多重样例+ 诱发自我解释条件下迁移成绩最好，多重样例+ 自发 自我解释组的成绩最低，一致性样例条件下迁移成绩水平处于中等水平；自我解释对理 解原理和获得原理的概化图式有着重要作用。丛聪( 2 0 0 7 ) 的研究得到：在有无自我解 释的样例中，有提示的自我解释在迁移成绩上高于没有提示的自我解释。目前众多学者 都认为：单纯的样例学习不及在样例学习中整合自我解释的效果好。 题目性质、认知方式及样例类型对大学生图形推理的影响 认知负荷理论强调多种信息源的整合以减少认知负荷，如果多重信息源的教学材料 设计不当就会分散学生的注意，增加外部认知负荷，出现“分散注意效应 ，同时也可 能因多种信息源表达同一信息，出现“冗余效应 ，而影响学习者从样例中获取图式。 因此，在教学材料的设计中应该整合文本和图解信息，避免学习者在整合这些信息时重 复消耗认知资源。朱晓斌( 2 0 0 5 ) 探讨了“样例效应”和“自由目标效应”对不同水平 学生写作成绩的影响。结论是“样例效应 对写作水平较低者有促进作用，对写作水平 高者无显著影响，“自由目标效应 对写作水平高者有促进作用，对写作水平较低者有 阻碍作用。k a l y u g a 等人( k a l y u g as ，a y r e sp ，c h a n d l e rp ，s w e l l e rj ，2 0 0 3 ) 研究认为， 样例信息对于新手学习者来说是必要的，但对于拥有较多特定领域知识的专家型学习者 来说是多余的，加工这些多余的样例信息也需要认知资源，不仅会引发额外的认知负荷， 而且还会干扰新图式的建构与强化，直接干扰学习，表现出典型的冗余效应。 1 4 第二部分问题提出与研究设计 第二部分问题提出与研究设计 图形推理近年来成为推理研究中的热门领域，它是一种重要的推理形式，是由一个 或若干个已知图形推出另一些图形或信息的思维过程。目前，相关的研究大都是选用瑞 文推理测验，主要关注图形推理水平的年龄发展特征和图形推理策略的探讨上，相当的 研究考察认知风格在图形推理中的影响，普遍认为认知方式是影响图形推理水平的重要 人格变量，认知方式的作用效果会随着问题难度的增加更明显( 王有智，2 0 0 3 ，2 0 0 4 ) ， 大部分研究都支持场独立组被试的图形推理水平高于场依存组。目前关于儿童图形推理 的研究较多，但是关于大学生的研究却为数不多。近年来行政职业能力测验越来越受到 重视，公务员考试和许多行政事业单位招考都进行行政职业能力测验的考试，其中图形 推理是必考内容。随着考试难度的不断加大，反映在图形推理中就是规律越来越复杂， 难度越来越大。我们发现很多大学生在做图形推理题目时很少讲究策略，猜测的成分比 较多，盲目性较大。所以，本文选取大学生为被试，对图形推理进行一些探讨，可以给 大学生在行政职业能力测验的考试中提供一些的参考，以补充前人的研究。 结合目前图形推理的研究现状，本研究从以下方面进行探讨： 第一，不同种类的图形推理题对大学生图形推理的成绩有什么