（发展与教育心理学专业论文）35岁儿童表面相似性类比推理加工机制实验研究.pdf

! ：! 兰些塞墨堂塑型丝壅堕堡矍塑三垫型茎竺堑塞 3 5 岁儿童表面相似性类比推理加工机制实验研究 摘要 学科专业：发展与教育，心理 指导教师：李红教授 研究方向：认知发展 研究生：何磊( 2 0 0 11 3 4 ) 许多研究都表明源问题与靶问题之间的表面相似性能够促进类比推理问题的解决。 但是研究者们对表面相似性促进类比推理问题解决的机制并没有统一的观点。本研究把 源问题与靶问题之间的表面相似性区分为a c 项表面相似性和c d 项表面相似性，采用自 j _ _ _ 。一_ _ _ 一 - 制的类比推理测试题，考察了表面相似性促进类比推理的机制。同时本研究还考察了3 5 岁儿童高、低表面相似性类比推理的发展特征。 本研究包括两个实验。实验一探讨在系列呈现的条件下，高、低a c 项表面相似性 对儿童类比推理问题解决能力的影响，以及儿童在3 5 岁的发展特征。实验二探讨在系 列呈现的条件下，c d 项表面相似性对儿童类比推理问题解决能力的作用机制。实验均 比推理任务，3 岁3 5 岁是儿童类比推理能力增长的准备期， 3 5 岁4 岁是儿童类比推理能力的快速增长期而4 岁5 5 岁是儿童类比推理能力的缓 慢增长期：对于高表面相似性类比推理任务，3 5 5 岁儿童类比推理能力基本保持稳定 的线形增长。这主要是由知识经验、类比推理图式的发展程度和材料的表面相似性被觉 知的难易程度共同作用的结果。 2 不同的a c 项表面相似性对儿童类比推理问题解决能力的影响存在差异，高a c 项表面相似性更能够促进儿童类比推理问题的解决。这不仅反映在加工速度上，还反映 在加上结果上。 3 c i ) 项表面相似性对儿童类比推理问题解决的作用机制与a c 项表面相似性不尽相 同。只有当c d 项表面相似性所暗示的关系与源问题关系一致时，它才能促进儿童类比 推理问题的解决。 4 结构相似性是类比推理的基础。只有在结构相似的基础上，即在真类比推理问题 中，表面相似性才能促进类比推理问题的解决。这时，无论h c 项麦面相似性还是c d 项 表面相似性相似性程度越高，类比推理问题就越容易解决。y 关键词：儿童类比推理表面相似性 、 3 - 5 岁几童表面相似性英比推理加工机制实验研究 t h em e c h a n i s mo f 3 5 - y e a r - o l dc h i l d r e n sa n a l o g i c a lr e a s o n i n g w i t hs u r f a c e s i m i l a r i t y m a j o r ：d e v e l o p m e n t a la n d e d u c a t i o n a ll 飚y c h o l o g y s p e c i a l t y ：c o g n i t i v ed e v e l o p m e n t s u p e r v i s o r ：p r o f l ih o n g a u t h o r ：h e l e i ( 2 0 0 11 3 4 ) a b s t r a c t m a n y s t u d i e ss h o wt h a ts u r f a c es i m i l a r i t yb e t w e e nb a s ep r o b l e ma n d t a r g e tp r o b l e mc a l l f a c i l i t a t et h es e t t l e m e n to f a n a l o g i c a lr e a s o n i n g h o w e v e r t h e r ei sn oc o l n n l o no p i n i o na b o u t t h em e c h 丑1 1 i s mo fs u r f a c es i m i l a r i t yi na n a l o g y i td i v i d e ds u r f a c es i m i l a r i t yh a l oa cs u r f a c e s i m i l a r i t ya n d c ds u r f a c es i m i l a r i t yi nt h i sr e s e a r c h 。i ta d o p t e dh o m e m a d e 锄a i o 百c a lt e s tt o e x a m i n et h em e c h a n i s mo fs u r f a c es i m i l a r i t yi na n a l o g y i te x a m i n e dt h ed e v e l o p m e n t a l c h a r a c t e r o f 3 5 - - y e a r - o l dc h i l d r e n sa n a l o g y w i t hh i g ho rl o ws u r f a c es i m i l a r i t y i ti n c l u d e dt w oe x p e r i m e n t s e x p e r i m e n to n ee x a m i n e dt h ee f f e c t so fh i g ho rl o wa c s u r f a c es i m i l a r i t yo nc h i l d r e n sa n a l o g i c a lr e a s o n i n g ，a n dt h ed e v e l o p m e n t a lc h a r a c t e ru n d e r t h ec o n d i t i o no fs e r i e sp r e s e n t e x p e r i m e n tt w oe x a m i n e dt h em e c h a n i s mo fc ds u r f a c e s i m i l a r i t yo l lc h i l d r e n sa n a l o g i c a lr e a s o n i n gu n d e r t h ec o n d i t i o no fs e r i e sp r e s e n t i n d i v i d u a l t e s tw a s a d o p t e d i ts h o w e d t h a t ： 1 a st oa n a l o g i c a lt a s k sw i t hl o ws u r f a c es i m i l a r i t y , i ti sc h r y s a l i sf o ra n a l o g i c a l r e a s o n i n g f r o m3t o3 5y e a r so l d , s p e e d i l yg r o w n - u pf r o m3 , 5t o4y e a r so l d ，a n d s l o w l yg r o w n - u pf r o m4t o 5 5 y e a r s o l d a st oa n a l o g i c a lt a s k sw i t hh i g h s u r f a c es i m i l a r i t y , i ti sb a s i c a l l ys t a b l el i n e a rd e v e l o p m e n tf r o m3t o5 5y e a r s o l d t h e s ea r er e s u l to fk n o w l e d g ea n de x p e r i e n c e ，d e v e l o p m e n to fa n a l o g i c a l s c h e m e ，a n dd e g r e et h a ts u r f a c es i m i l a r i t yc a l lb ep e r c e p t i b l e 2 d i f f e r e n ta cs u r f a c es i m i l a r i t yh a sd i f f e r e n te f f e c t o nc h i l d r e n s a n a l o g i c a l r e a s o n i n g h i g h e ra cs u r f a c es i m i l a r i t y c a nf a c i l i t a t ec h i l d r e n s a n a l o g i c a l r e a s o n i n gm o r ee f f e c t i v e l y i tb e h a v e sa sn o to n l yp r o c e s sr a t eb u t a l s op r o c e s s r e s u l t 3 i ti sd i f f i c u l tb e t w e e na c s u r f a c es i m i l a r i t ya n dc ds u r f a c es i m i l a r i t yf o rt h e 3 - 5 岁儿童表面相似性类比推理加工机制实验研究 m e c h a n i s mt oc h i l d r e n sa n a l o g i c a lr e a s o n i n g o n l yw h e nt h es t r u c t u r et h a tc d s u r f a c es i m i l a r i t yi m p l i e si st h es a m e 、“t l lt h es t r u c t u r eo fb a s ep r o b l e m c a nc d s u r f a c es i m i l a r i t yf a c i l i t a t ec h i l d r e n sa n a l o g i c a lr e a s o n i n g 4 s t r u c t u r es i m i l a r i t yi st h eb a s i so f a n a l o g i c a lr e a s o n i n g o nt h eb a s i so f s t r u c t u r e s i m i l a r i t y ( t h a ti s i nr e a la n a l o g i c a l p r o b l e m ) s u r f a c es i m i l a r i t yc o i lf a c i l i t a t e a l a i r 3 l g i e a lp r o b l e ms o l v i n g t h e n a s f o re i t h e ra cs u r f a c es i m i l a r i t yo rc d s u r f a c es i m i l a r i t y , n l o l es i m i l a rc a l lb r i n ge a s i e ra n a l o g i c a lp r o b l e m s o l v i n g k e y w o r d s ：c h i l d r e n a n a l o g i c a lr e a s o n i n g s u r f a c es i m i l a r i t y 3 - 5 岁儿童表面相似性类比推理加工机制实验研究 3 5 岁儿童表面相似性类比推理加工机制实验研究 1 引言 g o s w a m i 认为，类比推理( a n a l o g i c a lr e a s o n i n g ) 是人类认知发展的核心能力之 一。它不仅在分类问题和学习中涉及到，而且为人类思维和解析提供了种工具，它对 科学发现和创造性思维都有十分重要的作用。 从目前的研究范式来看，类比推理可以划分为经典类比推理和问题类比推理。经典 类比推理：p i a g e t 等人研究类比所使用的范式。1 ，即采用“a ：b ：c ：? ( d ) ”的形 式例如“大：小：长：? ( 短) ”。心理测量学家曾运用这些经典类比推理问题来测 量i q ，把它们作为推理能力发展的测验。问题类比推理的范式。1 ：先向儿童提供一个问 题解决的故事，然后再给儿童呈现一个相同关系结构的问题，让儿童来解决该问题。相 对而言，问题类比推理是后期才发展起来的研究范式，它主要研究关系结构的映射。在 认知水平和认知难度上，问题类比推理都明显高于经典类比推理。以前许多研究者认为 小于1 0 岁的儿童由于缺乏基本的认知能力而不能进行类比推理。“。但近年来发展心 理学家认为类比推理作为一种学习机制在任何年龄阶段都是获得知识的重要手段。这方 面的证据主要来自三个方面的研究：( i ) 、经典类比迁移的研究“4 ”：( 2 ) 、使用隐喻解 释任务的研究吲( 3 ) 、复杂类比问题的研究。1 ”1 。 1 1 类比推理的理论研究 1 1 1 前人的类比推理理论 在类比推理领域，主要存在四种理论。它们是p i a g e t 的结构理论( s t r u c t u r a l t h e o r y ) 、s t e r n b e r g 的信息加工理论、g e n t n e r 的结构映射理论和h o l y o a k 的实用理论。 p i a g e t 的心理发展观是典型的结构主义，类比推理发展当然也不例外。p i a g e t 认 为，类比推理发展是个体认知结构发展到一定阶段以后的认知功能，具体说是具体运算 和形式运算阶段的产物。“。儿童在7 岁左右具有关系推理能力，也在此时能够解决分类 问题。儿童要到】l j 2 岁才能建构对象之间的关系结构，理解“高层次”的推理关系。 到这个阶段，儿童才能对关系相似性限制进行推理，真正完成类比推理。 s t e r n b e r g 等人提出的信息加工理论采用了一种新方法来研究类比推理发展。“”1 。 3 - 5 岁儿童表面相似性类比推理加工机制实验研究 该理论同样是基于经典类比推理作业，即a ：b ：c ：? ( d ) ，采用信息加工的方法来 研究类比推理的发展。该理论主要关心类比推理是如何发生的，试图发现类比推理的认 知成分。s t e r n b e r g 所使用的a ：b ：c ：? ( d i ，d 2 ) 迫选法，最初是为成人设计的， 后来才用于儿童。他将类比推理的过程分为6 个独立的信息加工阶段，或称之为认知成 分：第一步是“编码”，被试获取类比项目的语义，并进行语义扩展：第二步是“推断”， 这一阶段被试必须发现a 项和b 项之间的关系，并记住这种关系：第三步是“映射”， 被试要发现a 项和c 项之间的关系，这是完成类比推理的关键。第四步是“应用”，被 试根据“映射”出的关系在答案选项( d 1 。d 2 ) 中选择一个c 项的相对项：第五步是“调 整”，s t e r n b e r g 认为在一些类比中，c 项与d 项的关系和a 项与b 项的关系并不完全一 致，因此要求被试根据选项调整“推断”的关系；第六步是作出“反应”，也就是二迫 一的选择。s t e r n b e r g 认为这6 个信息加工阶段中，“推断”和“映射”是最重要的认知 成分。“推断”测量了儿童发现a 项和b 项之间关系的能力，而“映射”测量了儿童提 取c 项和d 项之间关系的能力，并使之与 一b 项的关系相对应。信息加工理论认为类比 推理的实质是联想假设，儿童先发展联想的推理，而后才发展类比的推理。许多研究表 明年龄较小的儿童采用联想推理可以成功地完成类比推理“”1 。 g e n t n e r 的结构映射理论主要研究问题类比，它强调推出关系相似性的能力限。 6 e n t n e r 的理论在类比推理的发展方面探讨了表层特征的作用和关系相似性的作用。 她认为“关系转换”是儿童在类比解答中从依赖表层特征转换到依赖关系特征。结构映 射理论把类比分为三个阶段：第一阶段，建构源问题和靶问题的一种表征或图式。关于 表征和问题内部关系的研究都表明材料的编码方式、特征以及表征的质量都会影响类比 迁移“”。第二阶段，发现类比关系和映射源问题与靶问题的对应关系“”1 。第三阶段 用已获取的“工具”来解决靶问题。g e n t n e r 认为解决类比问题的关键是将知识从源问 题映射到靶问题，使靶问题的事物与源问题的事物变成对应关系，并保持了源问题的关 系结构。结构映射理论认为人类通过映射“高层次关系”的谓词系统而不是映射“低 层次关系”来完成类比的( 所谓高层次关系是指源问题与靶问题的结构相似性等层次较 高的关系，而低层次关系是指源问题与靶问题的表面相似性等层次较低的关系) ，并在 源问题和靶问题之间寻找最大限度的关系相似性。这一过程称为“系统性”，儿童的系 统性能力是后来才发展起来的。年龄较小的儿童在类比作业中往往是注意到物体的表面 相似性，而不是象年龄较大的儿童那样注意到关系相似性，因而他们只能进行表面的类 比不能进行关系结构的转换。g e n t n e r 的关系转换的证据来自两方面的研究：一是故事 映射作业中检验儿童采用类比的能力；二是检验儿童解释关系比喻的能力。两方面研究 3 - 5 岁儿童表面相似性类比推理加工机制实验研究 都表明：年龄较小的儿童的类比解答依赖表面相似性。而年龄较大的儿童表现出依赖关 系相似性。 h o l y o a k 及其同事用了几年时间提出了一种理论，我们称作“h o l y o a k 实用理论”， 这一理论从不同的角度获得了证实，是一个概括的可计算的归纳模型。”。这种实用理论 与g e n t n e r 的结构映射理论不样，其特点是“从源领域到靶领域迁移的信息主要受系 统目标的影响”，就是说进行类比推理的过程具有个体目标的功能。h o l y o a k 理论的表征 假设是：( 1 ) 在抽象的水平上可以假设两个领域即源领域与靶领域，这对应于k i n t s c h 和v a nd i j k 的宏观结构水平。”。( 2 ) 在宏观结构的抽象水平上，可以认为每一种类比物 就是一种问题图式，是由具有层次组织的成分构成的。包括初始状态、解答计划和结果。 ( 3 ) 从关系的角度看任何特定水平的表征都有垂直( 或者因果) 关系和水平关系，实际 上这分别对应于g e n t n e r 的高级关系和低级关系，只是h o y o a k 强调它们都是“情景动 作”形式的程序规则1 。在h o l y o a k 的理论中，类比问题解决的过程分为三个子过程， 它们分别是检索过程、映射过程和归纳过程。其中归纳过程十分重要，它涉及到已获得 的类比问题解决策略能否在未来情景迁移的问题。这些过程是按照顺序描述的，但是实 际上并不一定按照顺序进行。 1 1 2 我们对类比推理的观点 综合以上四种类比推理理论，皮亚杰的理论以认知结构发展的观点审视了儿童类比 推理的发展，认为儿童类比推理能力的发展是特定的认知结构发展的产物，但是其观点 受到研究者的质疑。多数研究者认为儿童类比推理能力的出现早于皮亚杰提出的年龄： s t e r n b e r g 的理论从认知加工的角度对类比推理进行分析，企图把类比推理分成若干的 认知成份：g e n t n e r 的结构映射理论和h o l y o a k 的实用理论都强调结构在类比推理中的 作用，只是h o l y o a k 的理论强调了个体目标的影响。根据以上的类比推理理论，我们认 为真正的类比推理问题源问题与靶问题必须具备相似的结构( 关系) 。这样才能产生类 比迁移。一些问题虽然具备类比推理的外部形式，但是不具备内在的相似结构，就无法 进行类比迁移，构成我们所说的假类比推理问题。当源问题与靶问题之间的结构具有相 似性时就构成真类比推理问题，一般来说，在真类比推理问题中表面越相似，类比推 理问题解决就更容易：而在假类比推理问题中，表面越相似，越容易对儿童形成误导， 类比推理问题解决就更困难，因为根本不存在答案。 对于a ：b ：c ：d 之类的经典类比推理，我们认为类比推理可以分为以下8 个认知 3 - 5 岁儿童表面相似性类比推理加工机制实验研究 成分( 如图1 ) ：第一步是“编码”被试获得a 和b 的意义：第二步是“判断”被试根 据“编码”的结果发现a 和b 的关系：第三步是“联系”，被试将a 和c 联系起来，使a 和b 的关系作为映射点；第四步是“搜寻”，被试在可选项或在已有表征中搜寻可能的 结果，使之与c 的关系和a b 间的关系匹配起来：第五步是“比较和判断”被试以a 和 b 的关系为基础将搜寻到的可能的结果进行比较，找出最佳的结果：第六步是“评价”， 被试通过元认知评价最佳结果的可靠性；第七步是“反应”，被试给出类比推理的结果； 第八步，归纳所获得的类比推理问题解决策略，以用于将来的类比推理问题中。在这一 过程中第二、三、五步是类比推理问题解决的关键。其中第二步需要被试具备相应的 知识及相应的归纳能力而第三、五步分别把a c 、c d 项联系起来，是类比推理的关键 能力。a c 项之间的联系使源问题更容易被提取c d 项之间的联系使靶问题更容易利用 源问题。因此在被试具备一定的相关知识后，a c 、c d 项的联系更容易时，类比推理问题 解决就更容易。 图1 ：类比推理的信息加工澶程围 3 - 5 岁儿童表面相似性娄地推理加工机制实验研究 1 2 类比推理领域相似性的划分 相似性是心理学的重要理论概念之一，在各种认知活动中均发挥着重要的作用1 。 在类比推理问题解决领域，相似性是类比映射的关键。h o l y o a k 等人( 1 9 8 7 ) 口5 】根据问 题的特征，把问题之间的相似性区分为表面相似性( s u p e r f i c i a ls i m i l a r i t y ) 和结构相似 性( s t r u c t u r a ls i m i l a r i t y ) ，认为二者的区舜在于是否与目标获得有因果联系。也有人1 2 6 j 使用关系相似性( r e l a t i o n a ls i m i l a r i t y ) 的概念来替代结构相似性，意指两个问题之间具 有相似的结构关系。后来在z h ec h e n 的研究中，他又提出了程序相似性( p r o c e d u r a l s i m i l a r i t y ) t g l 。 1 2 1 表面相似性 关于表面相似性的具体定义，不同的研究者说法虽有不同，但其本质是一致的。 g e n t n e r 区分了问题的内容与结构，认为表面相似性就是指源问题与靶问题有相似的问 题内容，如对象和属性【”j 。对象在这里是指问题中出现的个体或事物，而属性是对象的 特性。根据他的结构映射理论，认为类比推理可以忽略对象及属性之间的匹配与否。一 些类比理论由于强调结构的作用，而很少致力于表面相似性的作用。但有些理论相反， 它认为表面相似信息一贯是重要的。甚至其中一些理论认为同一领域的类比迁移中，表 面特征对提取相关源问题起着重要作用。有不少研究发现表面相似性促进了类比推理。 z h ec h e n 的研究发现，表面相似性促进了儿童对源问题与靶问题的表，征【9 】。我们对图形 经典类比推理的研究发现，表面相似性促进了儿童对源问题的表面特征的搜索与提取， 从而促进了类比迁移1 4 0 j 。 从经典类比推理的实验范式出发，我们认为类比推理的表面相似性具体表现为源 问题首项与靶问题首项( 以下简称a c 项) 之间的表面相似性和靶问题两项( 以下简称 c d 项) 之间的表面相似性。我们猜想不同联结项的表面相似性的作用机制不尽相同。 a c 项表面相似性的作用在于联结a b 与c d 项，使源问题的关系更容易得到搜索与回 忆。例如当源问题为“白猫：老鼠”，靶问题一为“狗：骨头”，靶问题二为“黑猫：鱼” 时，狗跟白猫只具有一般的表面相似性，而黑猫跟白猫则具有高度的表面相似性，被试 在解决靶问题二的过程中就更容易由靶闯题的黑猫联想到源问题的白猫，从而更容易把 白猫与老鼠的关系映射到黑猫上，促进正确答案“鱼”的搜索。在这种情况下表面相似 程度越高，源问题与靶问题的联系就越紧密，类比推理问题就更容易得到解决。而c d 项表面相似性的作用不仅在于联结c d 项，以利于a b 项关系的应用，还有关系暗示的 3 - 5 岁儿童表面相似性类比推理加工机制实验研究 作用。如果c d 项表面相似性所暗示的关系与a b 项一致，则类比推理问题更容易被解 决反之，当c d 项表面相似性所暗示的关系与a b 项不一致时，被试容易倾向于表面 相似性高的项目，因此忽略了正确的项目，从而阻碍类比推理问题的解决。例如当源问 题为“鸟： 5 l 机”，靶问题为“马：( 汽车，牛，树) ”时被试可能会受到和马具有高度 表面相似性的牛的干扰，而选择牛，忽视正确的选择汽车。可见c d 项表面相似性 的作用机制与a c 项不太一样，只有当c d 项的表面相似性所暗示的关系跟a b 项一致 时增加c d 项的表面相似性才能促进类比推理问题的解决。当然，这还需要实验来证 实。 1 2 2 结构相似性 结构相似性也称为关系相似性，是指一个问题中对象间的关系能够对应于另一个问 题中对象问的关系，即具备了因果特点的高级关系，换句话说，就是两个问题之间有相 同的抽象原则。理论上说，类比推理的关键不是表面属性，而是结构相似性。因此，成 熟的类比推理能力可以忽略表面属性相似与否，而直接发现结构相似，从而解决问题。 而发展中的儿童则可能受到表面属性相似程度的影响，特别是表面高度不相似的类比推 理问题。g e n t n e r 的结构映射理论认为类比即发现并映射一种共同的关系结构。这种关 系相似性在类比推理中具有特殊的地位，尤其是在选择源问题和应用于靶问题的解决阶 段，问题的结构起着主要作用。 z h ec h e n 的研究表明，问题的结构也能显著影响儿童类比问题的解决，无论源问 题是否与靶问题具有相同的表面特征f 9 】。儿童在结构相似条件下较其他条件下能更好地 出示源问题的原理。他的研究进步验证，包含目的与结果成分的因果问题结构一旦外 显，即使5 岁的儿童在类比迁移中也能从这样一个完整的问题结构获益。先前的研究显 示，儿童构建一个完整的目标结构或一个抽象的图式有利于随后的迁移。 1 2 3 程序相似性 程序相似性即指源问题与靶问题共有的具体操作特征。这方面的研究先前基本上很 少涉及。z h ec h e n 将它从类比推理中区分出来，作为一种独立的相似性研究【9 l 。他假设 程序相似性是通过儿童提取相似性后执行源问题的解决方法从而促进儿童对习得的解 决方法的应用加工。研究表明，程序相似性影响了儿童类比应用的加工过程。 6 3 - 5 箩儿童表面相似性类比推理加工枫斜实验研究 1 3 有关表面相似性类比推理的研究 1 3 1 表面相似性对类比推理的促进作用 尽管类比推理理论大都关注于结构相似性的重要性，而忽略了表面相似性的作用， 但是不可否认，表面相似性对类比推理问题的解决同样具有重要的作用。尤其是在类比 推理能力的形成与发展过程中，其作用更加明显。许多研究都发现表面相似性能促进类 比推理问题的解决”“1 。 一种普遍的观点认为表面相似性会影响源问题的获取而很少或者几乎不影响源问题 的应用，r o s s 针对这个问题进行了研究。他发现事实并不是这样。他让被试解决三种与 源问题相似的靶问题( 故事脉络相似，故事主体相似故事主体所扮演的角色相似) ， 发现第三种相似性对源问题的应用有很大的影响，这表明表面相似性对类比推理问题解 决的作用是广泛的嗡1 。c o r n e li a 等研究了表面相似性在类比推理问题解决中的作用。 他们把被试分成两组，一组是表面相似组，一组是表面不相似组结构相似性保持恒定。 他们发现尽管两组被试都能解决目标问题，但是表面相似组能更多地参考源问题，更详 细地阐述问题的解决办法，从而更有效率地解决问题“。z h ec h e n 通过研究发现由于 缺乏与靶问题的表面相似性，被试银难获得源问题的抽象信息。在类比推理的时候， 被试必须构建源问题和靶问题的表征，获得、映射并应用相应的关系以解决靶问题。当 问题信息是抽象的时候，由于缺乏源问题和靶问题的表面相似性，因果关系的获得就会 受到阻碍；而当被试被清楚地告之类比关系，或者源问题和靶问题之间具有表面相似性 时。类比迁移就会得到极大地提高。后来z h ec h e n 研究了5 8 岁儿童进行表面相似性， 结构相似性和程序相似性的类比推理问题解决，研究结果再次肯定了表面相似性在类比 推理问题解决中的作用，并指出类比推理问题解决的关键就是确定源问题与靶问题的相 似性“1 。国内也有研究指出表面相似性在儿童类比迁移问题的解决过程中起着重要作用 ”“。表面相似性对类比推理的促进作用已经得到大量研究的证实。这些研究均指出具 有表面相似性的类比推理问题能够更好地把源问题与靶问题联系起来，因此在类比推理 问题的解决过程中，被试就可以更好地参考源问题以解决靶问题。 一般认为表面相似性有助于源问题的搜索与回忆m3 ”。通过它，源问题与靶问题就 可以联系起来，应用相应的结构来解决类比推理问题。g e n t n e r 等采用故事记忆任务来 研究不同相似性在回忆中的作用。在实验中，他们给被试呈现许多故事接着再给被试 呈现与它们具有三种相似性的故事( 表面相似性，初级关系相似性，高级关系相似性) ， 3 - 5 岁儿童表面相似性类比推理加工机制安验研究 要求被试尽可能地回忆先前的故事。结果发现表面相似性与初级关系相似性促进了回忆 3 s l 。后来有人采用相同的实验范式。结果也证实了表面相似性对源问题的记忆提取的作 用。表面相似性对源问题提取的促进作用在问题解决的实验中同样得到了验证。g i c k 和h o l y o a k 采用d u n k e r 放射性问题研究了问题解决的类比推理。实验中他们给被试呈 现一个源故事。提示了d u n k e r 放射性问题的解决办法。但是多数被试没有注意到源问 题与靶问题的相关性仅有2 0 的被试回忆到源问题。然而增加源问题与靶问题的表面 相似性后9 0 的被试想到了源问题，并以此解决的靶问题o ”。k e a n e 的研究也指出当源 问题与靶问题间仅具有结构相似性时，被试回忆率是1 2 而当源问题与靶问题问具有 一般的结构与表面相似性时被试回忆率是8 8 e ”1 。以上这些研究都说明人们之所以能 够提取记忆中的源问题是因为源问题与靶问题问具有表面相似性。尽管研究者也发现结 构相似性同样有利于源问题的提取但是它的作用是有限的，仅仅在一些特殊的例子中 才能发挥与表面相似性相同的作用。 1 3 2 表面相似性促进类比推理问题解决的两种理论 表面相似性能够更好地联系源问题与靶问题，因此能够促进类比推理问题的解决。 然而表面相似性促进类比推理的心理机制是怎样的，是不是越多的表面相似就越能促进 类比推理问题的解决呢? 对这个问题理论界存在两种观点，即直接映射论( d i r e c t m a p p i n g ) 和接近忽略论( n e a rm i s s ) 。 直接映射论认为被试会根据源问题与靶问题中的相应项目的相似性程度进行匹配， 也就是说相似性程度越高匹配成功的机率就会越高。因此在给定的结构相似性条件下 表面相似性程度越高，类比推理问题解决就越容易。接近忽略论认为表面相似性效应没 有这么简单。当相似性程度非常高，也就是只剩下少数属性不相似的时候，这时的不相 似变得非常突出，被试就更容易对源问题与靶问题进行比较和映射，从而促进类比推理 问题的解决。然而如果源问题与靶问题间有很多差异，那么重要的差异就不会那么显著， 被试容易与其他差异相混淆，因此接近忽略论认为表面相似性的增加并不总是促进类比 推理问题的解决。r o s s 曾经采用问题解决实验范式比较了这两种理论，发现，当采用不 同的方法进行原理提示时，实验结果倾向于不同的理论m 1 。他推测这是由于不同的原理 提示会导致被试对表面相似性的觉知，使得表面相似性有时促进类比推理问题解决，有 时阻碍类比推理问题的解决。然而这仅仅是他的推论，在这个领域还需要大量的系统研 究。 3 - 5 岁儿重最面相似性类比推理加工机制实验研究 正如前面提到的，从经典类比推理的实验范式来看，我们认为源问题与靶问题的表 面相似性应该分为a c 项和c d 项表面相似性。a c 项表面相似性的作用在于联结a b 与 c d 项，使源问题的关系更容易得到搜索与回忆。而c d 项表面相似性的作用不仅在于 联结c d 项。还有关系暗示的作用。因此，增加a c 项的表面相似性类比推理问题就 更容易被解决：而增加c d 项的表面相似性却未必能促进类比推理问题的解决。因为如 果c d 项的表面相似性并没有进行恰当地关系暗示，而是错误的暗示被试就会被高表 面相似性项目所引导，倾向于选择高表面相似性项目。当然这个观点还需要实验研究来 证实。 1 4 问题的提出 综合前人对表面相似性类比推理的研究，我们发现主要集中在以下两个领域：表面 相似性能否促进类比推理问题解决，表面相似性促进类比推理问题解决的机制。目前的 研究表明表面相似性能够促进类比推理问题的解决，但是仍然存在争论。首先在表面相 似性对类比推理问题解决的作用问题上存在两种理论；直接映射论( d i r e c tm a p p i n g ) 和接近忽略论( n e a rm i s s ) 。就是说是否源问题与靶问题间的表面相似性越多，就越能 促进类比推理问题的解决。另外，g e n t n e r 认为，问题的内容在源问题的提取阶段起作 用但在选择源问题和应用于靶问题的解决阶段，问题的结构起着主要作用，而r o s s 的研究却指出表面相似性对类比推理问题解决的作用是广泛的，不仅仅局限于源问题的 提取。根据我们对类比推理认知过程的分析，增加a c 项的表面相似性可以加强源问题 与靶问题的联系，更有利于源问题的提取从而促进类比推理问题解决。而c d 项的表面 相似性在类比推理中的作用与a b 项不完全一致。该阶段是a b 项的关系得到应用的阶段。 如果c d 项仅仅具有表面相似性是不够的，它还必须暗示与a b 项相同的关系。只有在这 时，c d 项表面相似性才能促进类比推理问题的解决。例如当源问题为“鸟：飞机”靶问 题为“马：( 汽车，牛，树) ”时，被试可能会受到和马具有高度表面相似性的牛的干扰， 而选择牛，忽视正确的选择汽车。总的来说，对于经典类比推理只有当a c 项或 者c d 项具有表面相似性，并且c d 项表面相似性所暗示的关系与a b 项所表达的关系一 致时，表面相似性才能促进类比推理问题的解决。同时在前人的研究中很少以幼儿为被 试，而早先的研究表明儿童早在5 岁以前就具备了类比推理能力【1 】，有必要把被试扩展 到儿童早期。因此，本研究关注的正是这些问题。 实验一采用经典类比实验范式研究不同a c 项表面相似性对类比推理的作用。实验 9 3 - 5 岁儿重表面相似性樊比推理加工机制实验研究 中，我们把a c 项表面相似性分为低表面相似和高表面相似性两种水平，而控制c d 项 表面相似性在一定水平，探讨不同a c 项表面相似性水平对儿童类比推理的影响。根据 我们的研究表明，儿童解决表面相似性类比推理问题的能力随年龄增长而发展，4 岁以 前发展较慢，而4 岁以后的发展较快；另外4 岁组儿童和5 岁组儿童已基本掌握单维 的类比推理，而4 s _ - 5 5 岁为儿童发展双维类比推理的快速增长期【7 】。因此本研究拟选 取3 5 岁儿童，探讨不同的a c 项表面相似性水平对儿童类比推理问题解决能力的影响， 以及儿童在这一快速增长期内的发展特征。实验二也采用经典类比实验范式研究c d 项 表面相似性水平对类比推理问题解决的作用机制。根据我们对类比推理认知过程的分 析，a 与c 的联系决定了源问题的提取，而e 与d 的联系使源问题更利于被靶问题利用， 找出最佳结果。它们是完成类比推理的关键。在本实验中实验组的d 项具有3 个选项， 但是其中一项与c 项的表面相似性不能暗示与a b 项相同的关系，但相似性水平更高； 另一选项与c 项的表面相似性则暗示了与a b 项一致的关系，但只具备一般的相似性水 平或者不具备表面相似性。而控制组的d 项中不设这种干扰项。另外，从以前的研究来 看4 岁是儿童类比推理问题的关键时期，因此本实验拟以4 岁儿童为实验对象，探讨 c d 项表面相似性对儿童类比推理问题解决能力的影响。 2 实验一 2 1 实验目的 探讨在系列呈现的条件下，两种a c 项表面相似性水平对儿童类比推理问题解决能 力的影响。以及儿童在3 - 5 岁这一快速增长期内的发展特征。 2 2 实验方法 2 2 1 实验材料 我们自编经典类比推理题5 套，每套2 题，分别为低表面相似和高表面相似，共计 i o 题，5 0 张图片。a 、b 图片为源问题，低表面相似靶问题为c 、d 图片，高表面相似 靶问题为e 、f 图片。a e 之间的表面相似性大于a c 之间的表面相似性。其中我们采用 了并列、对立、功用和部分与整体的类比关系，组成类比推理问题。另外，我们还注意 控制c d 项表面相似性水平，从而使高、低表面相似性靶问题的c d 项表面相似性保持 0 3 - 5 岁儿童表面相似性类比推理加工机制实验研究 一致。例如第一题，“蓝铅笔”与“红铅笔”之间的表面相似性大于“钢笔”与“红铅 笔”之间的表面相似性，而“钢笔”与“用钢笔硕”之问的表面相似性和“蓝铅笔”与 “用蓝铅笔画”之间的表面相似性保持一致从而平衡了c d 项表面相似性对本实验的 影响，具体如表l 。另外实验材料还包括记录卡、笔和秒表。 表1 实验材料一 2 2 2 实验设计 实验采用6 x 2 被试问设计，即年龄( 3 、3 5 、4 、4 5 、5 、5 5 ) 表面相似性( s 1 、 s 2 ) 。s 1 为低表面相似性；s 2 为高表面相似性。实验为个别旌测。 2 2 3 实验被试 北碚实验幼儿园随机抽取儿童1 3 5 人，其中3 岁( 平均年龄3 岁7 个月，3 岁1 个 月到3 岁1 0 个月) 6 0 人，4 岁( 平均年龄4 岁7 个月，4 岁1 个月到4 岁1 0 个月) 7 0 人、5 岁( 平均年龄5 岁7 个月，5 岁1 个月到5 岁1 0 个月) 6 3 人。为了便于深入分析 有关问题，这些被试也可以被区分为6 个年龄段：3 岁组( 3 岁1 个月到3 岁4 个月) ， 3 5 岁组( 3 岁5 个月到3 岁1 0 个月) 4 岁组( 4 岁1 个月到4 岁4 个月) 4 5 岁组( 4 3 - 5 岁儿童表面相似性类比推理加工机制实验研究 岁5 个月到4 岁1 0 个月) 5 岁组( 5 岁1 个月到5 岁4 个月) ，5 5 岁组( 5 岁5 个月到 5 岁l o 个月) 。每个年龄段儿童随机分成两组，分别接受低表面相似性任务和高表面相 似性任务。在接受低表面相似性任务的儿童中，3 岁组有1 5 人，3 5 岁组有1 5 人，4 岁 组有1 6 人，4 5 岁组有1 7 人，5 岁组有1 5 人，5 5 岁组有1 7 人；在接受高表面相似性 任务的儿童中，3 岁组有1 5 人，3 5 岁组有1 5 人，4 岁组有1 9 人，4 5 岁组有1 8 人，5 岁组有1 6 人，5 5 岁组有1 5 人。 2 2 4 实验程序 ( 】) 记下被试的姓名、出生年月、性别和实验时间。 ( 2 ) 向被试呈现一道类比推理例题“苹果：西瓜：足球：篮球”，告诉被试“苹 果跟西瓜应该放在一起”并解释为什么足球跟篮球应该放在一起。 ( 3 ) 向被试呈现实验用图片，让被试对每张图片进行命名( 即说出图片上是什么 东西) ，若回答正确，给予强化：若回答不正确，立即进行纠正。 ( 4 ) 将图片a 、b 放在一起，告诉被试它们为什么放在一起，然后说“它们应该 放在一起，记住了”，然后收回图片a 、b ，呈现图片c 、d ( 或者e 、f ，根 据随机的顺序安排) 并开始计时，同时问被试“图片c ( 或者e ) 应该跟谁 放在一起呢”，要求被试选择恰当的图片d ( 或者f ) 与图片c ( 或者e ) 放 在起。当被试作出选择后，记录他的选择与反应时间。如果被试选择错误 或回答“不知道”不记录反应时。 ( 5 ) 依照上述程序依次完成本实验5 道测试题。 ( 6 )依照上述程序完成本实验所有被试。 2 3 结果分析 2 3 1 各处理上的得分情况比较 本实验采用的是6 x 2 的被试问设计，一共1 2 个处理。各处理上被试的平均得分情 况如表2 所示。为了更直观地比较各处理上的平均得分情况，可将表2 的数据转化为柱 状图，如图l 所示。 ! ：! 芝些苎耋耍塑型竺苎些苎堡垫三垫型壅竺竺塞 裹2 各处理上的平均得分情况( 簟位。分) 相似性水平低表面相似性任务蓠聂面葙硒硅丽 年龄、 平均数标准差1 瓦百聂焉i 磋 图1各处理被试得分成绩示意圈 从表2 和图1 中直观地看我们发现无论低表面相似性任务还是高表面相似性任务， 被试的得分成绩都随年龄的增长而增长；而各年龄段被试在低表面相似性任务和高表面 相似性任务中的得分具有一定的差异，其中3 岁和5 岁儿童在低表面相似性任务上的得 分低于高表面相似性任务，而4 岁儿童在低表面相似性任务上的得分却高于高表面相似 性任务。但是，我们采用方差分析对被试在各处理上的平均得分情况进行分析，发现的 结果如表3 。 从表3 中，我们可以看到如果以得分情况为实验指标，年龄主效应极显著( p 0 1 ) ，