认知心理学教案

1、认知心理学教案学院 ：河北师范大学教育学院专业 ：心理学主讲教师：鲁忠义第一章 绪论（4 学时）第一节 认知心理学的对象（ 1 课时）一、什么是认知 （重点掌握） 心理现象包括心理过程和个性心理。 心理过程指心理活动的动态 过程，即人脑对客观现实的反应过程，包括知、情、意等活动过程。以信息加工观点研究认知过程是现代认知心理学的主流， 可以说 认知心理学相当于信息加工心理学。 它将人看作是一个信息加工的系 统，认为认知就是信息加工，包括感觉输入的变换、简约、加工、存 储和使用的全过程。按照这一观点，认知可以分解为一系列阶段，每 个阶段是一个对输入的信息进行某些特定操作的单元， 而反应则是这 一系

2、列阶段和操作的产物。 信息加工系统的各个组成部分之间都以某 种方式相互联系着。认知心理学家关心的是作为人类行为基础的心理机制， 其核心是 输入和输出之间发生的内部心理过程。 但是人们不能直接观察内部心 理过程，只能通过观察输入和输出的东西来加以推测。所以，认知心 理学家所用的方法就是从可观察到的现象来推测观察不到的心理过 程。有人把这种方法称为会聚性证明法， 即把不同性质的数据会聚到 一起，而得出结论。二、认知心理学 （重点掌握） 认知心理学也叫认识心理学， 认知心理学是研究人类认知的一门 科学。当一个外界的刺激 （例如文字、 声音、影像）经由感觉器官输入， 经由一连串的处理后，你做出了对刺激

3、的反应。 “一连串的处理”， 牵涉到两层次的问题， 一个是知识是如何被储存， 以及储存为怎样的 形式，也就是结构的问题。另一方面，知识是如何地被运作，也就是 历程的问题。而结构和历程就综合成一个整体的认知系统。三、认知心理和各学派关系 （一般掌握）冯特是现代实验心理学的奠基人， 认知心理学对心理学的对象和 方法的看法与他的观点很接近。 他认为心理学的对象是经验， 是意识 内容，方法是控制条件下的内省。有些心理学家说，认知心理学又返 回到冯特的意识心理学上去了， 所不同的是方法更加可靠， 更加精巧 了。詹姆斯关于两种记忆， 即初级记忆和次级记忆的提法，今天已成 为认知心理学关于记忆研究的基础。格

4、式塔心理学对认知心理学的影响很明显。 它以知觉和高级心理 过程的研究著称，强调格式塔的组织、结构等原则，反对行为主义心 理学把人看成是被动的刺激反应器。 这些观点对认知心理学有重大影 响，如认知心理学把知觉定义为对感觉信息的组织和解释， 强调信息 加工的主动性等。在方法上， 格式塔心理学主张研究直接的生活经验， 主张把直接 的生活经验材料与实验资料结合起来， 如重视观察者对自己知觉内容 的直接描述，并把这个方法称为现象学方法。这种观点，既不同于冯 特和铁钦纳只承认经过严格训练的被试的内省， 也不同于行为主义只 重视实验室实验的做法，却与认知心理学的基本观点相一致。认知心理学是反对行为主义的，

5、但也受到它的一定影响。 认知心 理学从行为主义那里接受了严格的实验方法、操作主义等。近年来， 认知心理学已不专注于内部心理过程的研究，也注意了行为的研究。 一般认为，人们使用从环境得来的信息，结合记忆内存储的东西，指 导未来的行为，并塑造生活环境。认知心理学也是心理学与邻近学科交叉渗透的产物。 首先，语言 学对认知心理学的发展有很大影响。 乔姆斯基将语言学与心理学相结 合所创立的心理语言学，可以说是认知心理学的一个分支。控制论、信息论、计算机科学对认知心理学的发展具有深远的影 响。计算机科学与心理学相结合，产生了一门边缘学科人工智能。人 工智能与认知心理学关系极为密切， 计算机的出现使人们找到

6、了分析 人的内部心理过程和状态的新途径。早期实验心理学的心理主义方向被行为主义切断了将近半个世 纪之久，今天，认知心理学延续了这一方向，同时又保持了新行为主 义的严格的假设演绎法， 增加了机器模拟法。 这就在认识过程的分析 方面扩大了研究课题。认知心理学的一个基本观点是可以用计算机来类比人的内部心 理过程。计算机接受符号输入，进行编码，对编码输入加以决策、存 储、并给出符号输出。这可以类比于人如何接受信息，如何编码和记 忆，如何决策， 如何变换内部认知状态，如何把这种状态编译成行为 输出。计算机与认知过程的这种类比，只是一种水平上的类比，即在 计算机程序水平上描述内部心理过程， 它主要涉及的是

7、人和计算机的 逻辑能力，而不是计算机硬件和人脑的类比。第二节 认知心理学的方法( 1课时)认知心理学在其具体研究中，采用实验、观察(包括自我观察) 和计算机化模拟等 方法。以反应时和作业成绩为指标的实验特别受 重视，利用被试的出声思考也得到了发展。一、减法反应时实验 (重点掌握)唐德斯把反应分为三类，即 A B、C三种反应：第一类反应称A反应(A-reaction ),又称简单反应(simple reaction )(见图3- 15)。A反应一般只有一个刺激和一个反应，例如 被试者对个灯亮， 作一个按键的反应。 唐德斯称这种反应为基线时 间( baseline time )，一方面它是最简单的

8、反应，另一方面它又是更 复杂反应的成分或基本因素。第二类反应称为B反应(B-reaction ),又称选择反应(choice reaction )(见图 3-16)。它是复杂反应中的一种，在这类反应中， 有二个或二个以上的刺激和相应于刺激的反应数。 也就是说， 每一个 刺激都有它相应的反应。第三类反应称为C反应(C- reaction ),它是另一种形式的复杂 反应。C反应和B反应有相同点：具有二个或二个以上的刺激。C反应和B反应也有区别之处：C反应中只有一个刺激是要求有反应的，而其余刺激是不要求作出反应的，即不要求做任何事。那么是不是C反应不需要心理操作呢？不是的。B反应既有刺激的辨别，还有

9、反应的选 择。而C反应仅有刺激的辨别，但没有反应的选择。通过以上叙述，我们可以分析A B、C三种反应的辨别和选择心 理操作所要求的时间。这种分析，称之为唐德斯的减数法。减数法顾 名思义，其A B、C三种反应是按减法规律进行的。减数反应时实验的逻辑是安排两种反应作业， 其中一个作业包含 另一个作业所没有的一个处理(加工)阶段，并在其他方面均相同， 从这两个反应时间之差来判定此加工阶段。证明某些短时记忆信息可以有视觉编码和听觉编码两个连续阶 段的实验： 20世纪60年代以来，根据记忆实验中对错误回忆的分析， 通常认为人的短时记忆信息(如字母)是以听觉形式来编码的。但是 70年代初波斯纳等人( Po

10、sner et al. ， 1990)的实验却表明，这种 信息可以有视觉编码。他们所依据的就是减数法反应时实验的结果。实验是这样进行的： 给被试并排呈现两个字母， 这两个字母可以同时 给被试者看， 或者中间插进短暂的时间间隔， 要被试者指出这一对字 母是否相同并按键作出反应，记下反应时。所用的字母对有两种：一 种是两个字母的读音和书写方法都一样，即为同一字母（AA）；另一 种是两个字母的读音相同而写法不同（Aa）。在这两种情况下，正确 的反应均为“相同”。在两个字母相继呈现时，其间隔为 0.5 秒和1秒， 或1秒和2秒等。在两个字母同时呈现时，AA对的反应时小于Aa对；随 着两个字母的时间间隔

11、增加，AA寸的反应时急剧增加，但Aa对的反应 时则没有发生大的变化。并且 AA对和Aa对的反应时的差也逐渐缩小， 当时间间隔达到 2秒，这个差别就很小，二、相加因素法实验（一般掌握）20 世纪，斯顿伯格提出了相加因素法实验。这种实验并不是寸 减数法反应时间的否定， 而是减数法的发展和延伸。 相加因素法实验 认为完成一个作业所需的时间是一系列信息加工阶段分别需要的时 间的总和， 如果发现可以影响完成作业所需时间的一些因素， 那么单 独地或成寸地应用这些因素进行实验， 就可以观察到完成作业时间的 变化。相加因素法实验的逻辑是： 如果两个因素的效应是互相制约的， 即一个因素的效应可以改变另一因素的效

12、应， 那么这两个因素只作用 于同一个信息加工阶段； 如果两个因素的效应是分别独立的， 即可以 相加，那么这两个因素各自作用于不同的加工阶段。这样，通过单变 量和多变量的实验， 从完成作业的时间变化来确定这一信息加工过程 的各个阶段。三、“开窗”实验（了解）减数反应时和相加因素法实验难以直接得到某个特定加工阶段所需的时间， 并且还要通过严密的推理才能被确认。 如果能够比较直 接地测量每个加工阶段的时间， 而且也能比较明显地看出这些加工阶 段，那就好像打开窗户一览无遗了。 这种实验技术称为 “开窗”实验， 它是反应时实验的一种新形式。实验：字母转换实验四、出声思考（了解）五、计算机模拟（一般掌握）

13、第三节 认知心理学的兴起及影响（ 1课时）认知心理学的兴起 （一般掌握）1. 内部原因：行为主义的失败。 认知心理学的兴起是西方心理学发展中的一个巨大变化。 有些人 说它是一个新学派， 有些人说它是一个新方向， 更多的人则赞同库恩 的观点，说它是一个新“范式” 。库恩把科学中新旧范式的更替称为 科学革命。 一些美国心理学家正是在这个意义上认为， 认知心理学的 出现是美国心理学发展中的第二次革命。 （ 第一次革命是行为主义的 兴起 ）认知心理学的出现表明， 美国心理学家对心理学的对象和方法这 样的基本问题的看法已经发生了变化。 行为主义统治美国心理学长达 四十年之久， 其影响是根深蒂固的， 而认

14、知心理学则反对行为主义的 基本观点。在心理学研究对象上， 行为主义主张研究外显的、 可观察的行为， 而不管内部的心理过程； 认知心理学则把研究重点掌握转移到了内部 心理过程。在研究方法上， 行为主义强调严格的实验室方法，排斥一 切主观经验的报告； 认知心理学则既重视实验室实验， 也重视主观经 验的报告。对于认知心理学家来说，改变外部条件并不是目的，它只 是揭示知识结构的辅助手段。认知心理学企图把全部认知过程统一起来 ，它认为注意、 知觉、 记忆、思维等认知现象是交织在一起的 ，对于一组现象的了解有助 于说明另一组现象。 由于它们之间的相互依赖关系， 很可能会发现人 类认知过程的统一加工模式。认

15、知心理学不仅要把认识过程统一起来， 而且要把普通心理学各 个领域统一起来，也就是要用认知观点研究和说明情绪、动机、个性 等方面。认知心理学的观点还进一步扩展到了社会心理学、 发展心理 学、生理心理学、工程心理学等领域。认知心理学重视心理学研究中的综合的观点， 强调各种心理过程 之间的相互联系、 相互制约认知心理学在具体问题的研究方面， 在扩 大心理学研究方法方面都有所贡献。 认知心理学的研究成果对计算机 科学的发展也有贡献。2. 外部因素：临近科学的影响，如控制论、信息论、计算机科学 和一语言学等。二、认知心理学的影响 （了解） 给心理学本身带来了许多变化， 特别是普通心理学和实验心理 学，同

16、时也对一些邻近学科和有关领域的实践产生影响。第四节 关于认知心理学的争论（ 1课时） 一、关于人与计算机的类比 （了解） 控制论、信息论、计算机科学对认知心理学的发展具有深远的影 响。计算机科学与心理学相结合，产生了一门边缘学科人工智能。人 工智能与认知心理学关系极为密切， 计算机的出现使人们找到了分析 人的内部心理过程和状态的新途径。 早期实验心理学的心理主义方向 被行为主义切断了将近半个世纪之久， 今天，认知心理学延续了这一 方向，同时又保持了新行为主义的严格的假设演绎法， 增加了机器模认知心理学的一个基本观点是可以用计算机来类比人的内部心 理过程。计算机接受符号输入，进行编码，对编码输入

17、加以决策、存 储、并给出符号输出。这可以类比于人如何接受信息，如何编码和记 忆，如何决策， 如何变换内部认知状态，如何把这种状态编译成行为 输出。计算机与认知过程的这种类比，只是一种水平上的类比，即在 计算机程序水平上描述内部心理过程， 它主要涉及的是人和计算机的 逻辑能力，而不是计算机硬件和人脑的类比。人与计算机的类比也是有条件的， 是在一定范围、 一定水平上的 类比。二、关于加工方式 （一般掌握） 系列加工和平行加工概念驱动加工和数据驱动加工第二章 知觉与模式识别（ 6 课时） 第一节 知觉信息和知觉过程（ 2 学时） 一、知觉的概念演变 （了解） 在古典哲学文献中，知觉与感觉是混淆的，

18、17 世纪英国著名哲 学家洛克最早提出感知的区别， 认为感觉是单纯观念， 而知觉是复杂 观念。18世纪苏格兰心理学家李德（Reid）明确将感知划分开来。 他指出，感觉是在意识中经验到的感觉器官的活动，属于心灵；而知 觉依赖于感觉，又不同于感觉。知觉者不仅意识到自己的感觉经验， 而且具有被知觉物体的概念，并对物体的客观存在具有“瞬间发生 的”、“不可克服的信念” 。例如，玫瑰花作为一种感觉，存在于我们 的心中，而作为一种知觉，它增加了玫瑰花的概念和“确信它”的存 在。李德的这一划分，引起了许多心理学家对研究知觉的重视。 18 世纪英国联想主义受原子论的影响（代表人物詹姆士 . 穆乐）把感觉 看成

19、心理现象的元素，这些简单元素通过联想作用而构成复杂观念。19 世纪德国构造心理学的先驱者，冯特把意识经验分析为各种 元素（感觉、感情、意象） ，这些元素按一定规律构成包括知觉在内 的各种复杂心理现象。 在经验的要素问题上， 冯特认为直接经验的元 素包括感觉和情感， 它们是直接经验中同时产生的不同方面。 感觉由 某种情感的质相伴随，情感是感觉的主观补充。感觉可以由形式、强 度、持续时间来分类，情感可以根据愉快 - 不愉快、紧张 - 放松、兴 奋- 压抑之间平衡的三维来识别。 冯特根据他自己的内省观察发展了 著名的情感三维说。 实验用一个节拍器， 在一组有节律的嘀嗒声结束 时，一些节奏型比另一些节

20、奏型听起来好像较愉快或较悦耳。于是， 构成这种经验第一部分的便是愉快 - 不愉快的主观情感。 第二类情感 也是在听到嘀嗒声时发觉的。 当等待每一相继的嘀嗒声时出现紧张的 情感，当所期待的嘀嗒声发生后就产生松弛感。于是，构成这种经验 第二部分的是紧张 - 放松的主观情感。 第三类情感是当嘀嗒的速率增 加时会引起适度的情感， 而当速率减少时则引起较沉静的情感。 于是， 构成这种经验第三部分的是兴奋 - 压抑的主观情感。元素主义内在矛盾是无法说明知觉的意义性，为了摆脱这一矛 盾，冯特提出乐统觉学说，并用元素来解释知觉过程。 （统觉是指主 观自生的内部创造力， 各种心理元素通过统觉的创造性综合， 而组

21、成 新的复合体，人的高级心理活动主要是通过统觉实现的。 ）冯特统觉 学说认为，当我们看现实世界时，我们见到的是一个知觉的单元。例 如，我们把树看作一个单元。 我们看不到对它进行观察的人在实验室 所报告的亮度、色调、形状等各种各样的感觉。我们的视觉神经把树 "领会"为一个单元，而不是 "领会"为构成树的无数基本感觉和情感的 每一种要素。意识经验的总和是怎样由基本的组成部分复合或构成的 呢？冯特假设了一个统觉学说来说明我们统一的意识经验。 他把各种 要素联合成为一个单元的实际过程称作 " 创造性综合 " 原则或" 心理合 成律&

22、quot;。依靠这种创造性综合的过程把很多基本的经验组成一个整体。 这样，要素的结合产生了新的特征。冯特说过： " 每一个心理复合物 的特征决不是这些全部要素特征的简单相加 " 。有些心理学家认为， 冯特的这一观点类似格式塔心理学的思想，即整体大于部分之和。在进化论的影响下，机能主义心理学把知觉看成一种活动过程，并强调它在机体适应性行为中的作用。 它把感知觉分成两个阶段， 即 注意与解释， 前者保证了对感觉材料的选择和清晰的感觉， 后者使知 觉获得意义。格式塔心理学在知觉研究方面有过重大贡献，它强调知觉整体 性，认为知觉经验是一个整体，一种完形式格式塔，而不是个别感觉 元素

23、的总和。 但格式塔把整体性看成是知觉组织的先天特性。 而不是 过去经验影响知觉的结果。行为主义是最不重视知觉的一个学派， 在其著作中， 找不到知觉 的概念。现代认知心理学家对知觉的一般看法可以概括为一下几个方面： 第一：知觉是寻求对信息的最佳解释过程。 （D.H.Schuster ，1964， 不可能图形）第二：知觉过程具有积极主动性和选择性。 第三：知觉依赖于过去的知识经验， 是现实刺激和过去知识经验 相互作用的结果。二、知觉的理论 （一般掌握）二战后， 知觉研究的领域出现了两个重要的研究方向， 一是吉布 生（J.J.Gibson ）提出的直接理论，一是以布鲁纳（J.S.Bruner ）和

24、Neisser 等人为代表的认知理论。Gibson 的直接理论（刺激物学说）的基本观点是：知觉是从刺 激模式中直接提取有效的信息。Gibson认为，周围环境为我们的生 存提供了充分的信息， 而我们的感官的构成也使它有能力从周围环境 中提取这些信息。 当环境信息作用于感觉时， 即不需要以前的知识经 验，也不需要从物体与人眼的关系中，进行无意识推理，而是直接产 生知觉经验。 知觉是刺激模式的函数， 只要现实提供了一定的刺激模 式，相应的知觉就会产生。Gibson 著名的结构密度级差实验充分说明了他的直接理论。在 传统的知觉理论中， 人对深度和距离的知觉被理解为视觉和触觉的联 合，当这种联合建立后，

25、 人们就可以单独根据视觉线索判断物体深度 和距离，这是一个无意识的推理过程。与这种解释相反， Gibson 认 为，当人们观察周围物体时，物体表面的纹理密度发生变化，如果一 个均匀的、有纹理的表面与视线垂直，纹理密度为零。如果物体表明 与视线倾斜级差将上升。 这种远密近疏的结构密度级差会引起视网像 的密度变化， 使人产生深度和距离知觉。 这种知觉不依赖于感觉的联合，也不依赖于无意识的推理。Gibson 的知觉理论强调知觉的性质依赖于刺激的性质，并把知 觉者的主动探索看成知觉的重要条件，对知觉理论的发展有重要意 义，但是，由于他反对内部过程在知觉中的作用，反对把知觉分解成 较小的单元，引起了一些

26、心理学家，特别是认知心理学家的反对。另 外，他的理论解释不了错觉现象。知觉的认知理论是当代知觉理论的另一个发展方向。 这种理论认 为，知觉是一个积极建构过程。知觉不是由输入刺激直接给予的，而 是由当前的刺激和知觉内部过程(如需要、兴趣、期待等)相互作用 的结果。知觉的认知理论可分为两种不同的倾向。 一种倾向是所谓知觉的 假设考验说。(如 Bruner ，1957 和 Gregorg ，1970)这种学说认为， 知觉是一种包含假设考验的构造过程。 人通过接收信息、 形成和考验 假设，再接收或搜寻信息，再考验假设，直至验证某个假设，从而对 感觉刺激作出正确的解释， 这被称作知觉的假设考验说。 照这

27、种学说 看来，感觉刺激的物理特征、 刺激的上下文和有关的概念都可激活长 时记忆中的有关知识而形成各种假设。知觉包含假设与检验假设过 程，知觉概括感觉资料提出假设，然后又由感觉资料加以检验。当感 觉信息激活长时记忆的知识时， 这种知识可以帮助人们超越经验的范 围，期待和推测可能发生的事情。认知理论的另一种倾向是强调感觉资料在知觉中的意义。 认为知 觉是一个复杂的信息处理过程。 它的主要目的在于认知外部世界中有 什么东西。 这些东西在什么地方， 人的知觉系统怎样从这些特性中推 导出外部世界的结构。 在知觉加工的早期阶段， 人的知识经验不起作 用。三、知觉的加工过程 (重点掌握) 认知心理学强调外部

28、刺激与内部认知结构的相互作用， 因此，它 认为知觉的过程包含着相互联系的两种加工：自下而上(Bottom up)加工和自上而下(top down)加工。Lindsay和Norman( 1972)将 这两种加工分别称作数据驱动加工( Data Driven Processing )和概 念驱动加工。( Conceptually Driven Processing )(一) 自下而上的加工 自下而上的加工是指由外部刺激开始的加工， 通常是说先对较小 的知觉单元进行加工分析， 然后再转向较大的知觉单元， 经过一系列 连续阶段的加工达到对感觉信息的解释。如根据图形的直线、曲线、 边角等信息知觉图形。（

29、二）自上而下的加工 自上而下的加工是指在知觉过程中， 人们运用已有的一般性知识 概念对当前的信息加工，在这种加工中，知觉依赖的是自身的信息， 由此可以形成知觉期待，对知觉现象作出解释。（三）两种加工的交互作用1、自下而上和自上而下的加工是密切联系在一起的，在实际的 知觉过程中是结合起来同时进行的。 如果只有自下而上的加工， 则会 由于需要识别的特征总量很大，使得加工的负担过重。2、两种加工可以相互补偿的。在良好的知觉条件下，人们更多 地依赖于感觉输入的直接作用， 自上而下地加工作用就会减弱； 相反， 知觉条件困难， 人们则更多地进行自上而下的加工， 对感觉信息的直 接依赖程度降低。3、在两种加

30、工的实际进行中，前面地加工可以为后面的加工所 应主义的对象提供信息。 反之，后面的加工过程可以使人确认前面的 加工对象。另外， 还可以从串行加工和并行加工来研究知觉的加工过程。 二 者同时进行，但是并不排除两者启动时间上的先后。四、知觉的组织 （一般掌握） 知觉的组织是指在知觉过程中信息的分组构造方式。 如知觉单元 是整体的还是部分的， 组织的原则又怎样？这是我们要讨论的一些问 题。（一）知觉组织单元（一般掌握） 知觉物体时，是把物体当作一个整体来知觉，还是先知觉其各 个部分，然后再将其综合为一个整体？这涉及到部分与整体的关系 论。按照格式塔的整体性原则整体大于部分之和。 当部分改变而 部分之

31、间的关系不变时， 整体的意义不变。 现代认知心理学用实验的 方法对整体性原则进行了研究。（二）知觉的组织原则 （了解） 格式塔心理学在知觉研究中有突出贡献。 最早提出了图形组织原 则。主要有：接近律、相似律、良好连续律、 封闭律、共同命运律等。这些组织原则描述了什么条件下环境中的刺激成分有可能被知 觉为有组织的整体。但它有一定的局限性。第一，这些原则带有描述 的性质，缺乏解释的力量。 第二，这些原则只适用于两维空间的知觉 组织，而不完全适用于三维空间。第三，这些原则并没有揭示出脑的 组织过程。知觉的理论：直接理论； Gibson 的直接理论（刺激物学说）的 基本观点是：知觉是从刺激模式中直接提

32、取有效的信息。 Gibson 认 为，周围环境为我们的生存提供了充分的信息， 而我们的感官的构成 也使它有能力从周围环境中提取这些信息。当环境信息作用于感觉 时，即不需要以前的知识经验，也不需要从物体与人眼的关系中，进 行无意识推理，而是直接产生知觉经验。认知理论（假设考验说；认知理论）知觉的认知理论可分为两种 不同的倾向。一种倾向是所谓知觉的假设考验说。 （如 Bruner ，1957 和 Gregorg ，1970）认知理论的另一种倾向是强调感觉资料在知觉中的意义。 认为知 觉是一个复杂的信息处理过程。 它的主要目的在于认知外部世界中有 什么东西。 这些东西在什么地方， 人的知觉系统怎样从

33、这些特性中推 导出外部世界的结构。 在知觉加工的早期阶段， 人的知识经验不起作 用。认知心理学依据信息加工观点对人的感知觉做了新的解释， 认为 感觉是对信息的觉察， 知觉是对感觉信息的组织及其意义的解释， 知 觉的解释来源于过去经验的作用， 即信息通过自下而上和自上而下的 加工处理产生知觉。第二节 模式识别（ 2 课时）模式识别是现代认知心理学研究的一个重要领域， 也是人工智能 研究的一个重要领域， 人的计算速度比计算机的计算速度慢的多， 但 人的模式识别能力远远超过计算机。 人怎样识别一个刺激模式？它有 哪些特点？计算机能否模拟人的模式识别能力？这些问题激励着心 理学家对模式识别的问题进行了

34、大量和深入的探讨。一、模式识别及其过程（重点掌握）（一）什么是模式识别（重点掌握） 1、定义：“模式”是指刺激的空间组合和时间组合，或说由若干 元素按一定关系集合在一起组成的一种结构。如视觉模式、听觉模式、嗅觉模式等。一个物体、一个单词、一 种语音， 甚至一种特定芳香都是模式。 复杂的模式往往由若干元素按 一定的关系组成的一种结构。模式识别就是确认模式是什么， 并把它同其它模式区分开来， 或 说把输入模式的信息同长时记忆中有关信息进行匹配， 并辨认出该刺 激属于什么范畴的过程。2、人的模式识别的特点（了解）（1）、对言语识别的能力是人所特有的 动物也能进行模式识别，如分辨有害和无害刺激、选择伴

35、侣、构 筑巢穴，但这些模式识别都是低级的， 只是为了适应环境和维持生存。 人由于能识别语言，因此可以进行人的劳动和创造。（2）、人的模式识别具有复杂性 人能区分各种不同的模式， 从简单的线条到复杂的物体形状， 从 自然界的花草树木、虫鱼鸟兽到人类自身，从宏观结构到微观结构， 人类能识别的刺激模式，其数量是无法估量的。人还能在模式出现广泛变异的情况下完成识别任务。 如邮局里分 信的工作人员，能识别千差万别、形状、大小各异的文字。（二）模式识别过程（重点掌握） 模式识别过程包括分析、比较和决策三个基本环节。 分析：识别过程的第一个阶段是分析。 即把感觉记忆中的信息分 解成它的各个组成部分， 如把字

36、母 A 分解成左斜线、 右 xiexian 和一 条水平线三个组成部分。 这种分析过程非常简单， 在这个过程中提取 出来的信息根感觉记忆中内容没有什么变化。比较：模式识别的第二个阶段。 即把分析阶段抽取出来的信息与 长时记忆中已有的信息进行比较， 比较的方式有两种串行加工和 平行加工。串行加工（序列加工） ：即输入的模式与长时记忆中的编码一个 接一个地进行比较， 然后再确定与哪一个编码匹配的最好。 这种加工 是耗费时间的。 经验告诉我们，人的模式识别往往进行的很快， 因此， 识别系统把刺激与记忆编码比较时，可能采取了另一种加工方式。平行加工（并行加工） ：是指许多独立的比较同时进行，就是说，

37、在模式识别中， 刺激可以同时地与许多内部记忆编码进行比较， 而整 个过程所需的时间，差不多等于刺激与单个记忆编码进行比较的时 间。这种加工方式是节省时间的， 如在众多物体中识别自己熟悉的一 个物体往往采用平行加工。决策： 模式识别的第三个阶段。 即判定哪个记忆编码同刺激模式 是最佳的匹配，决策之后就达到了对模式识别的完全识别。这时，一 般地可给刺激“命名” ，如看到“大”这个刺激模式时，给出它的发 音。如图：模式识别的简单模型可以很清楚的说明模式识别的过程。（三）模式识别过程的两种加工（难点） 在模式识别过程中，信息的流程不是单向的，而是双向的。它既 依赖于外部的刺激模式， 又依赖于记忆系统中

38、的信息。 即它既有自下 而上的加工，又有自上而下的加工。所谓自下而上的加工是指人脑直接接受由感觉输入的信息， 经过 编码，产生各种内部表征。 所谓自上而下的加工是指人脑根据已有的 知识结构， 组织和调节外部输入的信息。 人的模式识别就是两种加工 相互作用的结果。模式识别中自下而上的加工， 可以用特征提取来说明。 在知觉几 何图形时，是一个由部分到整体的过程自上而下的加工，完成句子中所缺的词。人在模式识别过程中， 两种加工是相互联系相互补偿的。 在模式 识别的早期阶段，自下而上的加工起重要作用，而在后期阶段，自上 而下的加工起主要作用。二、模式识别的理论（重点掌握） 为了进一步描述的模式识别，

39、人们的模式识别时使用的记忆编码 及这些编码的使用等问题，作了一些探讨，提出了三种假设，这三种 假设是：模板匹配假设、原型匹配假设和特征分析假设（一）模板匹配说（重点掌握）这种假设认为， 模式识别是将一个刺激模式提供的信息， 与长时 记忆中已经存储的该模式的表征相匹配。 这种表征叫该刺激模式的模 板。当刺激模式与模板完全匹配或重叠时，该刺激模式就被识别了。 这就是模板假设的内容。通俗地说，墨半如同“拷贝” ，它与刺激模 式之间存在着一一对应的关系， 即对我们识别的刺激来说， 都有一个 用来与它进行匹配的内部拷贝。 根据这一假设， 刺激的感觉形象经过 第一阶段的分析后， 基本上不变的被传送到第二阶

40、段去加工。 在这个 阶段上，与长时记忆中的许多模板进行匹配。通过比较，某一模板可 能与刺激感觉形象匹配的最好。 于是，决策过程把这一获得最佳匹配 的模板选出来。这时，模式也就被识别了。 比如说：我们识别一个“大” 字，根据模板假设的规定，在长时记忆中有了一个拷贝（模板） ，每 当“上”字作为一个刺激呈现时，它的视觉形象就与长时记忆中的许 多模板进行比较，比较结果，记忆中关于“上”字的模板获得最好的 匹配，因此，人们就把这个模式识别为“上” 。模板匹配假设比较容易在计算机上加以实现， 例如银行使用的提 款机卡、图书借阅卡、饭卡等就是根据模板匹配的原理设计的。模板匹配假设过于朴素和简单， 难以解释

41、人的模式识别。 从这一 假设本身来看， 它认为为了识别每一个在形状、 大小或方位上稍有变 化的模式， 长时记忆中就应该具备一个相应的模板。 从人识别模式实 际情况来看，人能在模式的物理属性广泛变化了的情况下进行模式识 别。比如说，人可以识别不同手写体的字（汉王、计算机、手机手写 板），当字形在大小、方向、清晰度等方面出现某些变异时，识别似 乎困难。按严格的模板匹配假设， 这只有在头脑中事先存储了各种模 式的模板，识别才能进行， 由于模式的变异较大，因而建立了相应的 模板，其数量必然很大，依靠这种方式来识别的模式是不经济的。为了克服模板匹配假设中的这一缺点， 有人对模板匹配假设提出 了修正，当刺

42、激模式与模板不完全吻合时， 必须经过一个预处理过程， 将输入的信息加以调整，使之“正常化” ，这就大大减少了某一刺激 模式在头脑中相应的模板的数量。如图：识别一个不规则字母 A。修正后的模板匹配假设遇到了一个逻辑问题， 如果要纠正刺激模 式的方位和大小， 就必须知道合适的方位是什么样子的。 这就等于说 “已经” 知道刺激相当于什么模式了。 这不是匹配之前预处理要做的 事情，而恰恰正是模式识别本身要做的事情， 即它应该是模式识别的 结果，而不是识别的过程。当然，如果刺激模式变异过大，如 A 变异 成R,此模式就会被当成一种不相识的模式而遭到拒绝。为了克服模板匹配假设的局限性， 一些心理学家提出了

43、原型匹配 假设。二、原型匹配说（重点掌握）（一）什么是原型匹配假设原型（ prototype ）是指头脑中存储着代表一组物体关键特征的 表征，即表示一组物体基本成分的一种抽象的形式。如：树的原型可 能是树干、树枝和树叶，狗的原型可能是两只眼睛、四条腿、尖的牙 齿、身上有毛等。因此，在这个意义上，原型不仅是对一类刺激的概 括，也是这类刺激在头脑中的最优代表。原型匹配假设认为， 存储在长时记忆中的信息不是模板， 而是原 型。原型与刺激模式不是一一对应的关系。因此，模式识别就是要确定一个物体是否同原型相匹配， 如果匹配了， 这个物体就被识别出来 了。（二）支持原型匹配假设的实验（难点）1971 年，

44、弗兰克斯（ J.J.Franks ）和布兰斯福德 （JDBransford ） 用实验证明了人的模式识别可能存在着原型匹配的过程。 他们用一些 稽核图形构成的原型，然后经过左右位置互换、内外位置互换、删掉 一个几何图形等形式改变原型， 这些改变了的图形即为变型， 如图所 示。实验时，先给被试呈现这些变型，然后让他们进行再认测验，测 验的项目有些是被试看见过的变型，另一些是被试没有见过的新变 型，以及这些原型本身， 要求被试指出哪些项目是以前见过的并评价 自己的确信度。结果发现， 尽管被试以前没有见过原型，但对它的确 信度评信度最高。这一实验表明，被试从一组有关模式的经验中，抽 取了这组模式的原

45、型，同时，也可以看到，被试在识别那些变型时， 利用了这个原型，是把它们与原型进行比较。三、特征分析假说（重点掌握） （一）什么是特征分析假设（重点掌握） 特征分析假设认为， 各种刺激在长时记忆中的表征是一张表， 表 上登记着该种刺激所具有的那些特征的名称， 这种表叫做 “特征表”。 人的识别系统在接受一个输入刺激的信息后， 首先对它的特征进行分 析，找出输入刺激具有哪些特征， 然后把它们与长时记忆中的各种特 征进行比较。一旦长时记忆中的某种特征表征与刺激特征获得最佳的 匹配，这个刺激就被识别了。（二）“群魔堂”模型（重点掌握）1959年，塞尔弗里奇（O.G.Selfridge ）提出了一个计算

46、机模型， 即群魔堂模型， 形象的说明了模式识别的特征分析系统。 这个模型认 为，识别一个模式要通过几个阶段或层次。在每一个层次上，都有一 些小鬼，他们各自担负着不同的工作，起着不同的作用。第一层小鬼 叫图像鬼，它的作用是把外界信号登记下来，第二层小鬼叫特征鬼， 它对图像鬼保留下来的映像进行分析， 找出他们的各种特征， 以对字 母的特征分析为例， 有的特征鬼负责分析垂直线， 有的负责分析水平 线，有的负责分析角 , 一个特征鬼发现了正在寻找的某一特征时， 它就喊叫起来。或发出信号，这个特征鬼分级的，第三层小鬼是认知 鬼，认知鬼相当于前面说的特征鬼， 认知鬼的任务是注意来自特征鬼 的信号，寻找由特

47、征组成的某一特定模式，因此，认知鬼代表一种模式，认知鬼如果发现许多作出反映的“特征鬼”是源于自己的特征， 就大声地叫喊；否则叫喊的声音就小，或者不作声。例如：识别字母 Q时，同时叫喊起来的认知鬼有 QOR等，其中Q的喊声音大。第四 层小鬼交决策鬼， 它要来自所有认知鬼的呼声， 并决定谁发出的信号 最多，因而识别出环境种出现的模式，还如上说，由于认知鬼Q的呼声最高，而0R的呼声次之，因而识别出环境种出现的模式，还如上 说，由于Q贝选中被认知出来，群魔堂型它似乎不够严肃，但有它合 理的地方。（三）特征分析的生理学和心理学依据（难点）1. 特征分析的生理学依据感受野的研究感受野（ receptise

48、 field ） , 在感觉系统种，能够引起某一神经 细胞反映的受刺激的区域，就是该神经细胞的感受野， 1928 年 E.D 阿林瑞恩在研究皮肤感受中提出感受野的概念。 1940年 H.K Harfline 的研究又发现， 刺激蛙的视网膜的某一特定区域时， 与之有联系的神 经纤维产生电反应， 于是他把视网膜上这一特定区域， 称为这个神经 纤维的感受野。 60 年代由于微电极技术的发展，使这一领域的研究 更加深入，H.K休伯尔和T.N.威瑟尔在研究猴的大脑皮层细胞的感受 野时，把大脑皮层细胞区分为简单细胞、复杂细胞和超复杂细胞，他 的发现这些细胞具有不同的功能， 如有的对直线反应， 有的对角反应

49、， 有的对线条方向反应命他的把这些具有特征觉察功能的脑细胞称为 特征觉察器。根据休伯尔和威塞尔的研究， 视觉系统是个特征分析系统， 在视 觉系统的不同层次或水平上存在着不同的特征觉察器。 它的从外部输 入的刺激中，提取不同的特征信息，实现对模式的识别。2. 特征分析的心理学证据（难点） 认知心理学的许多实验支持了特征分析说。（1） Neisser （ 1963-1965）进行的视觉扫描实验，为特征分析 说提供了证据，让被试快速扫描一系列的字母（每行6个共 22行），并尽快搜索出靶字母如E。材料分成两组（据靶字母与组内其它字母 的相似程度）：第一组低相似组；第二组高相似组。结果发现， 在第一组材

50、料中搜索靶子字母比第二组快， 说明被试在扫描时使用了 特征信息， 只需确定某个字母是否具有曲线特征， 就能确定它是不是 E,这一实验结果时推翻模板说，因为如果被试对靶字母的识别时模 板匹配，那么对两组材料来说，搜索靶字母的时间应该时相等的。（2）王甦固定网像实验（了解）上述研究表明， 特征是知觉的单元， 一些特征和单元的结合构成 我们所识别的模式，特征的抽取和结合往往是意识不到的。（四）特征分析说的特点及问题（重点掌握）特点：1. 依据刺激的特征和关系进行识别， 就可以部受刺激的大 小、方位等其他细节，避开预加工的困难和负担，是识别具有更大灵 活性和适应性，2. 同样的特征可出现在许多不同的模

51、式中， 必然极大地减轻记忆 的负担。3. 由于需要获得刺激的组成成分的信息， 即抽取必要的特征和关 系，在加以综合， 才能识别，这使模式识别过程可带有更多的学习色 彩。问题：特征分析说只强调自下而上的加工， 缺少自上而下的架构， 使一个典型的从局部加工到整体加工的理论。第三节 结构优势效应（ 2 学时）一、字词优势效应 （了解）对字词优势效应的三种解释。1、语境的推论作用。 Rumelhart 和 Siple （1974）强调语境的自 上而下的加工，认为 WOR 已） 经构成语境，只要探测到 ） ，就能判断 出它是Do而对单个字母D,即使看到了），也不一定能判断它就是 D, 因为B C、Q D

52、都有这一特征。2、编码说。根据 Mezrich（ 1973）, Johnstard McClelland （ 1973） 的研究，字词是语言编码的，而单个字母是视觉编码的，视觉编码易 受视觉掩蔽的干扰， 而语言编码则不受视觉掩蔽的干扰， 因而字词中 的字母识别要优于单个字母。3、整体加工和局部加工说。字词为整体，其中的字母为局部， 整体加工不受局部因素的影响。二、客体优势效应（了解）第三章 注意（ 6学时） 第一节 过滤器模型和衰减模型（ 2学时） 注意的选择是人们熟悉的一个重要事实, 问题是人们怎样处理同 时遇到的各种信息, 即选择一种信息而放弃另外的信息, 这种对信息 的选择发生在信息加工

53、的哪个阶段上？一、什么是选择性注意（一般掌握）所谓选择性注意是指人们面临两种或两种以上的刺激输入时， 只 选择其中的一种信息进行加工，而对其它的信息不进行加工。 1953 年彻里（ E.C.Cherry ）开始对选择性注意进行研究。他首先研究了鸡 尾酒会效应。 鸡尾酒会的效应说明人在选择输入信息时， 是和一系列 条件有关的。有哪些条件影响人们的选择信息呢？ 首先，刺激物的物理特性影响信息的选择。如：非追随耳的材料 改为外文或顺序颠倒时， 被试很少注意到， 但是插入一个纯音或男声 变为女声时，能注意到。（1953年Cherry的实验）其次，个体的知识经验也影响信息的选择。奈塞尔的选择性阅读实验。

54、 课文用两种颜色印刷， 如一行红色一 行蓝色。要求只读其中一种颜色， 结果被试对这种颜色课文的理解好， 对另一种颜色的内容一无所知， 但后一种课文中若有自己的名字则能 发现。再次，两种作业的相似性对信息选择也是很重要的。 二、选择注意模型（重点掌握） 怎样解释注意的选择性？主体对信息的选择究竟发生在信息加 工的哪个阶段上？从 50年代以来，人们通过研究假定了在信息加工的 某个阶段或某个地方，存在着一种叫做“瓶颈” （ bottleneck ）的装 置，它对输入的信息进行了有效的选择。（一）过滤器模型（ The filter model ）（难点）该模型最早由英国著名心理学家 Broadbe n

55、t于1958年提出。是关 于注意的一个较早的理论模型。该模型后来被 Welford 称为单通道模 型。实验设计：通过耳麦给被试两耳同时放音， 但每只耳朵所接受的刺激信息是 不一样的。 如左图所示。 通过实验考察被试反应信息与双耳接受信息 的关系。从而了解被试注意的特点。实验结果发现，被试在这样的实验中通常采用两种应对策略 :1、以耳朵为单位分别再现左右耳所听到的信息；再现正确率为 65%。2、以双耳同时接收信息的顺序成对地再现信息， 如6,6 ；2,9正确率为 20%。实验者认为， 被试注意到一只耳朵的信息时， 另一只耳朵的信息 被过滤掉。实验描述了一种非常重要的现象： 当两种输入的信息同时到

56、达加 工系统时， 其中一种信息将受到选择， 而决定信息选择的条件是刺激 物的物理特性。为了解释这一实验结果，Broadbe nt提出了过滤器模型。他认为， 当大量的信息进入神经系统时， 由于信息量超出了知觉系统容量， 因 而需要一种过滤的机制(即过滤器)加以调节，使中枢神经系统负担 不致过重。过滤器相当于一个开关，它按照“全或无”的原则进行工 作。即接通一个通道，这个通道的信息受到选择而全部通过，与此同 时，另一通道信息被这个“闸门”全部阻断在加工系统的外面。过滤 器不能在两个通道之间作出尽快转换， 当一个通道的信息被提取并输 送到单通道时，另一通道的信息就不能被提取。由于信息的选择取决于刺激

57、的物理性质， 这是在知觉水平上的信 息选择，因此， 过滤器的位置可能处在信息加工的早期阶段。所以过 滤器模型又称早期选择模型。另外，输入通道的数量比较多，但从过 滤器到高级分析系统的通道只有一条，故应称之为单通道模型。过滤器模型有四个明显的缺陷，因此有人提出了新的模型。 第一：只适用同一种感觉通道之间的信息选择。第二：只解释了刺激的物理性质对信息的选择作用。 第三：人能进行语义加工， 因此将过滤器设在知觉之前是没有道 理的。第四：单通道的思想是不符合实际的。Grayy和Wedderbain的工作对Broadbent的模型提出了疑问，而Treisman则对其作了更实质性的检验。(二)衰减模型(

58、Attenuation model )(重点掌握)I960年，特立斯曼(A.M.Treisman )用追随技术对“过滤器模型” 进行了修正，提出了衰减模型。实验设计： 通过耳麦给被试两耳同时放音， 在放音的过程中要求 被试复述事先规定的某只耳朵听到的声音。 利用这种复述技术使被试 只注意一只耳朵的信息(该耳朵叫追随耳) 。而另一只耳朵就叫非追 随耳。例如：给右耳呈现信息“一座房子理解单词” ( There is a horse understand the word)，同时给左耳呈现“在山上的知识”(knowledge of on a hill )。结果被试报告听到了“在山上有一座房子” ，这是因 为非追随耳中的“山上”与追随耳中的“房子”有语义的联系。根据实验， Treisman 提出了衰减模型，模型认为，在信息的传输 通道上存在着某种过滤器， 由它实现着对信息的选择， 但这种过滤器 不是按“全或无”的方式工作的。允许信息从受到注意的通道（追随 耳）中通过，也允许信息从没有受到注意的通道 （非追随耳） 中通过， 只是后者受到衰减。Treisman 引入了阈限的概念来解释受到衰减的信息是如何被识 别的（p83-84），解释了单词的识别机制，能更好的预测人的行为。 它改进和发展了过滤器模型， 尽管两个模