认知心理学课件第一章 认知心理学绪论.ppt

湖南师范大学教育科学学院心理学系,认知心理学COGNITIVEPSYCHOLOGY,主讲教师:钟毅平博士授课对象:心理学专业,参考书介绍,王更生,汪安圣的认知心理学北京大学出版社,1992年4月,共11章梁宁建著.当代认知心理学,上海教育出版社,2003年.共12章,参考书介绍,RL,Solso的认知心理学邵志芳等译(据2005年第7版),上海人民出版社,2008年,共16章EysenckM.WwhatorderisimposedinperceptionThekeyquestionis:whataretherulesbywhichweparsetheworldintowholes?Method:IntrospectionExperiencesimplydescribedasgiven,neveranalyzed(e.g.,Iseeabook),Kohler,湖南师范大学教育科学学院心理学系,湖南师范大学教育科学学院心理学系,Figure1-1(p.11)ExamplesofGestaltfigures.Although(A),(B),and(C)allcontaineightequallines,mostpeopleexperiencethemdifferently,seeing(A)asfourpairsoflines,(B)aseightunrelatedlines,and(C)asacirclemadeupofeightlinesegments.,湖南师范大学教育科学学院心理学系,湖南师范大学教育科学学院心理学系,AntecedentsofCognitivePsychology,BehaviourismE.g.,Watson,Skinner(1930s)evolvedasareactiontothelackofprogressusingintrospection;itrejectedintrospectionunfortunatelyitthrewthebabyoutwiththebathwaterbecameunfashionabletotalkaboutmentalrepresentations,consciousness,mentalstateslearningwasemphasized,aswastherelationshipbetweeninputs(stimuli)andoutputs(responses)motivation,湖南师范大学教育科学学院心理学系,“PsychologyastheBehavioristseesitisapurelyobjective,experimentalbranchofnaturalscience.Itstheoreticalgoalisthepredictionandcontrolofbehavior.Introspectionformsnoessentialpartofitsmethods,noristhescientificvalueofitsdatadependentuponthereadinesswithwhichtheylendthemselvestointerpretationintermsofconsciousness.Whatweneedtodoisstartworkuponpsychologymakingbehavior,notconsciousness,theobjectivepointofourattack.”(Watson,1913,pp.158,176),湖南师范大学教育科学学院心理学系,湖南师范大学教育科学学院心理学系,Behaviorismdiedbecause:ItfailedtoadequatelyexplainlanguageSkinner(1957):childrenlearnlanguagebyimitationandreinforcement(behaviourism)Chomsky(1959):questionedoperantconditioningexplanationoflanguageChildrensaysentencestheyneverheard(“Ihateyoumommy”)Theyuseincorrectgrammar(“theboyhittedtheball”)eventhoughitisnotreinforced,TheDeathofBehaviorism,湖南师范大学教育科学学院心理学系,Behaviorismdiedbecause:CouldnotexplainfailuretoconditionbehaviorsthatwentagainstanimalsinstinctsE.g.,itisdifficulttotrainraccoonstodropcoinsintopiggybanktheyrubtheminsteadShowsimportanceofbiologicallyprogrammedbehaviorMotivatedpsychologiststogetoutofthelab,TheDeathofBehaviorism,湖南师范大学教育科学学院心理学系,Behaviorismdiedbecause:LocalizationoffunctioninthebrainforceddiscussionofmindDonaldHebb:somefunctions(e.g.,perception)isbasedoncellassembliesHubelsay,“Nobodylikesme”C:Oh!Nobodydontlikesme.,第一节概述、起源和隐喻,2、信息论思想的渗透，为信息加工心理学的产生与发展奠定了基础申农用图表示信息的传输过程,第一节概述、起源和隐喻,认知心理学从申农的通讯科学理论中引入了以下概念：第一，信息装置第二，信息编码第三，通道容量第四，系列加工和平行加工（连续的过程和平行的过程）,第一节概述、起源和隐喻,3、计算机科学是当代认知心理学产生与发展的最重要条件计算机对逻辑符号的操作与运用和人在思维时对语言、符号的操作与运用之间具有类似之处，从而在形式上把心理活动理解为对符号的操纵或加工过程西蒙和纽韦尔提出，可以把计算机和人脑这两者的内部工作当作符号操纵系统或符号计算系统来看待,第一节概述、起源和隐喻,三、认知心理学的隐喻认知心理学的发展，主要体现在研究范式的演变方面目前有两大研究范式或两大研究纲要：符号操作系统范式与联结主义范式,（一）符号操作系统范式,又称为信息处理模型、符号处理模型、串行处理模型计算机隐喻是该范式确立的前提和基石即把计算机作为人脑功能的一种心理学模型，从中引申出人的认知过程或心理活动是一种“计算”的观念,CognitivePsychologyinaNutshellTheprobleminanutshell:whysometimesyourreactionisguidedbyunderstandingthestimulusnotbutthestimulusitself?Youcantpredictbehaviorfocusingonlyonthestimulus,Cognitivemodelingoftheblack(“mind”)box,TheRootsofCognitiveRevolution,TheintellectualdevelopmentsthatpavedthewayforCognitivePsychologybeganinthe40s.Behaviorismreachedhisimpasse:Ifwewishtopredictbehaviorweneedtomakereferencetothementalworld!NoamChomskyrejectedbehavioristassumptionsaboutlanguageasalearnedhabitandproposedinsteadtoexplainlanguagecomprehensionintermsofmentalgrammarsconsistingofrules.GeorgeMillersmagicnumber:Millersummarizednumerousstudieswhichshowedthatthecapacityofhumanthinking(short-termmemory)islimited.Heproposedthatmemorylimitationscanbeovercomebyrecodinginformationintochunks.,TheRootsofCognitiveRevolution,Duringthesametime(1950-1960),pioneerssuchasJohnMcCarthy,MarvinMinsky,AllenNewell,andHerbertSimonwerefoundingthefieldofArtificialIntelligence(AI).(AIisatermthatindicatestheabilityofacomputersystemtoperformthesamekindsoffunctionsthatcharacterizehumanthought).,CognitiveScienceandH.Simon,InresponsetoAI,psychologistsbegantoformulateanewapproachtostudyhumanmind.TheideawastoexploreaparticularanalogysuggestedbytheworkinAIthatMindistobrainasprogramistocomputerandthatMindsareessentiallyprogramlikeentitiesthatrunonbrainsinsteadofcomputers.,Thecomputerasmetaphor,BasicAssumptionsofCognitivePsychologyInformationProcessingApproach,Thecloselyrelatedideathatmentalactivitycouldbedescribedasinformationprocessingemergedinpsychology:MindistobrainasprogramistocomputerInformationcanbeprocessedandstored(remembered)inthebrain,retrieved,changed,communicatedandturnedintoaction.Therearerules(logicalorotherwise)bywhichinformationismanipulatedorprocessed.,Asaresultoftheparadigmshiftoftenreferredtoasthecognitiverevolution,informationprocessinghasnowreplacedBehaviorismasthedominantforceinpsychology(meetingatMIT,1956).,CognitiveRevolution,Limitationsofthecomputermetaphor,Themetaphormaybebroadlycorrectbutunhelpfulbecausetheremaybeadiversityofprocessingmodelsconstructedonadifferentprincipleswhichwillexplainanygivendataset.Unfortunately,whatcomputerdowell,humansdopoor,andwhathumansdowellcomputerdostupidlyornotatall.,（一）符号操作系统范式,符号：泛指代表、表示或意指他物的一切东西（纽韦尔，西蒙）。所谓符号就是模式，任何一个模式只要它能和其他模式相区别，它就是一个符号。如英文字母、书上的文字符号、空间中的光波和声波。既可以是物理的符号，也可以是人脑中抽象的符号，如言语、表象等符号具有双重属性：一是具有表征外部事物的功能，二是其自身具有物理或形式上的特征，可以标志信息加工的操作。符号操作系统把人类所具有的观念、能力以及脑内加工的过程，看作是一系列的符号及其运作的事件,完整的符号操作系统应具备以下六种功能,第一，输入符号（输入）第二，存储符号（储藏）第三，建立符号结构第四，条件性迁移（条件传递）第五，复制符号（复制）第六，输出符号（输出）如果具有以上六种功能，它就能表现出智能的特征,符号操作系统范式的三点推论：,第一，既然人具有智能，它就一定是一个完整的符号操作系统第二，既然计算机是一个完整的符号操作系统，它就能够表现出某种智能第三，既然人是一个完整的符号操作系统，计算机也是，那么就能够用计算机来模拟人的认知活动过程,计算机程序表现出来的功能与人的认知活动相类比为：人类认知活动计算机,生理过程（中枢神经系统、神经元、脑的活动）,计算机硬件,初级信息加工处理,计算机语言,思维过程,程序,最主要的认知模型,1、通用问题解决程序（GPS），纽韦尔和西蒙设计，启发式程序，手段目的分析方法2、初级知觉和记忆程序（EPAM），费根鲍姆设计，把人的记忆程序分为两个步骤：操作和学习,最主要的认知模型,3、人类联想记忆（HAM），安德森和鲍威尔提出，先分析简单的命题句子，存储器保持，新句子与“网络知识库”4、思维的适应性控制（ACT），安德森提出的有关一般性知识存储的认知模型，知识的组成和表象概念的激活过程，陈述性知识和程序性知识进行区分（前者的表征是“组块”，后者是“产生式系统”,（二）联结主义范式,20世纪80年代，联结主义范式逐渐形成，并对信息加工的认知心理学理论及其相关的元理论提出了许多不同的看法，大大促进了对人类心理活动过程的精细研究联结主义认为，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，即对信息进行的是并行分布式的加工处理，这种联结与处理是连续变化的模拟计算，它不同于对物理符号的模拟计算,湖南师范大学教育科学学院心理学系,Connectionism(paralleldistributedprocessingPDP),Representationalassumption:simpleneuron-likeelementscodepatternsofactivationacrossalargepopulationofsuchelements(Neuralnetworks)theseunitsareconnectedbyweightsthataremodifiablebylearningPositivelyweightedleadtoactivationNegativelyweightedleadtoinhibitionThings(e.g.,aletter,aword,ameaning)arerepresentedbyapatternofactivation,湖南师范大学教育科学学院心理学系,Processingassumption:activationacrossdifferentlevelsofrepresentation(e.g.,orthographic,phonological,&semantic)iscascaded,andengagedininteractiveactivationallthatmeansisthatthereistwowaycommunicationbetweenlevelsthatiscontinuallyupdating.ratherthantherebeingdiscrete,linearstagesinwhichprocessingdoesntstartinstage2untilprocessinghasfinishedinstage1(asintheinformationprocessingapproach)Nocentralprocessorasininformationprocessing,Connectionism(paralleldistributedprocessingPDP),湖南师范大学教育科学学院心理学系,+,+,-,-,-,+,-,+,+,-,+,-,+,+,-,+,-,+,+,-,+,-,+,+,-,-,-,+,-,+,-,+,+,-,-,+,CAT,CAT,DOG,DOG,“LexicalKnowledge”,“SemanticKnowledge”,ParallelDistributedProcessing,湖南师范大学教育科学学院心理学系,LocalistRepresentation,PDPcanbecontrastedwith“localist”representationsinwhichaSINGLE“node”standsforsomethingsymbolic(e.g.,aletter,aphoneme,aword,ameaning),湖南师范大学教育科学学院心理学系,“SemanticKnowledge”,“LexicalKnowledge”,CAT,DOG,HOUSE,SemanticFeatures,Hasfourlegs,Barks,Providesshelter,LocalistRepresentation,联结主义的核心概念-并行分布式处理,一个典型的神经网络具有三个不同的单元层次：输入层、隐单元层、输出层,联结主义理论模型由六个部分组成：,一组单元，又称为“节点”、“认知单元”、“处理单元”，与神经元相似，但不是神经元，主要是呈现某种水平的激活状态，可分三种单元：输入、输出、隐单元激活状态，节点被激活以致产生某些变化联结模式，它决定一个单元通过输入，对其他单元所产生的影