基于线索的顿悟问题解决：图式和表征操作的影响

1、基于线索的顿悟问题解决：图式和表征操作的影响1问题提出问题解决的关键在于形成正确的表征，正如sin所说，正确表征问题就等于完成了问题解决的一半1。前人研究证实，问题解决者的图式运用程度和表征操作才能是影响问题解决的两个重要方面27。图式运用程度的概念基于“每一次理解都需要一个人已有知识参与的理念8，指问题表征的建立依赖知觉系统对有关问题信息的觉察和过去知识经历对知觉信息的解释的程度，特别是已有的问题样例和理论范畴与当前问题自动化联结的强度。从建构论和系统论的角度看，随着儿童年龄的增长、经历和知识的不断积累，内部认知图式的数量和运用的自动化程度不断进步；但有时一些外表特征相似性也会导致错误的类比

2、和范畴化，这时已有的知识经历就成为问题解决的障碍。另外，表征操作才能也与问题的成功解决有关9。表征操作才能可狭义理解为问题解决者可同时协调操作的表征个数。ase认为，开展的一个主要变化就是儿童解决问题时执行控制构造(exeutiventrlstruture)操纵范围的变化，尤其反映在儿童可以思虑和协调的选择的数量上10。在表征技能开展规律上fisher与ase有着类似的观点。fisher认为，技能的开展有一个等级森严的开展顺序，包括10个程度3个层次，每一层次反映的是儿童对信息进展控制的一般情况11。例如，在表征层次程度，儿童能控制一个单独的表征，即独立他们行为之外的物体、人物、事件等某种单一

3、属性的表征，但他们不能将这些表征中的两个或多个协调起来。在程度2，两个表征可以协调起来(fisher称为为对应)；在程度3，两个(或多个)对应结合起来就构成了所谓“系统。因此，表征操作才能的开展对于问题解决，特别是复杂问题的解决有着重要的意义。表征操作才能的开展有利于多个表征的协调操作，可以促进问题的解决；而图式运用对问题解决的影响是双向的。因此，这两种才能的同时开展对顿悟问题解决的影响方式和结果可能会有异于常规问题。众所周知，顿悟问题正是通过自身多种多样的“表征陷阱引发解决者的定势思维，使得问题无法得到正确表征。我们利用辛自强提出的关系-表征复杂性模型12将顿悟问题界定为关系复杂性较低而表征

4、复杂性较高的一类问题。低关系复杂性表如今问题中所需操作的单位数量少，可能存在的关系组合有限，使得解决者不自觉地运用已有经历图式去错误地表征问题，一方面，图式本身可以构成定势，另一方面，图式运用程度越高，基于自动化联结的提取速度越快，解决者越容易更快更持久地陷入错误表征；高表征复杂性表如今解决者需要克制多重的知觉定势，因此涉及多个表征的协调操作。从开展的角度看，图式运用程度和表征操作才能是同步增长的，其各自的促进和制约作用会使得不同年龄儿童顿悟问题解决的表现存在一定的年龄差异。基于对这一问题的关注，我们试图在顿悟问题任务中控制线索的类型和数量以构建与图式运用程度和表征操作才能相对应的考察系统，以

5、被试在不同线索下的表现来反映其两种才能开展的程度。因此，可以借助这一框架从两个方面对图式的开展程度进展考察：第一，当线索数量较为单一时，不同年龄被试解决顿悟问题成绩的差异可以反映图式运用的程度。我们的假设是，面对单一线索时，高年级儿童会比低年级儿童将更多的经历图式与线索整合起来形成问题表征。第二，线索的类型存在差异，与经历图式相联络的线索并不能显著进步被试的解决成绩，甚至会起到阻碍作用。表征操作才能那么通过线索的数量来考察，我们的假设是，多重线索只有在表征操作才能得到一定开展的情况下才会有利于顿悟问题解决，因此，多重线索对于高年级儿童的易化作用应该显著高于低年级儿童。本研究选取11-17岁这一

6、包含表征开展的几个重要时期的年龄段，通过实验设计来考察不同年龄被试在不同线索下解决tpuzzle问题的成绩的变化。我们预期：(1)由于图式运用程度的开展，在单一线索下，高年级被试的顿悟问题解决会受到更多经历图式的阻碍。(2)由于表征操作才能开展程度的限制，增大需操作表征数目的线索不利于低年级被试的问题解决；较高的表征操作才能开展程度使得高年级被试在多重线索下有更好的解决成绩(3)与图式相关的线索并不能有效进步儿童解决顿悟问题的效率。2研究方法2.1被试来自某省高校附属小学、初中、高中学生共270人，其中小学五年级学生90人(平均年龄11.4岁)，初二学生90人(平均年龄14.5岁)，高二学生9

7、0人(平均年龄17.2岁)，视力良好，均未接触过tpuzzle问题。将被试随机分为6组，分别承受6种不同的线索。2.2实验材料2.2.1tpuzzle任务简介实验任务采用tpuzzle(四巧板拼t任务)的变形材料作为实验任务。原任务为用图1所示的四巧板拼出一个“t来。tpuzzle任务材料本身只有4块板，符合关系复杂性低的要求，但任务本身又包含“抑制解除理论(nstrains-relaxing)中界定的三种阻碍顿悟问题解决的定势：对象定势(bjetivenstrains)、关系定势(relatinnstrains)和目的定势(galnstrains)13,14。对象定势是有关材料操作单元本身的

8、性质、用处和表征方式的定势，比方在tpuzzle任务中，对象定势表现为人们通常将五边形的板程度或垂直摆放；关系定势是指材料操作单元之间互相结合的关系的定势，在tpuzzle任务中，表现为人们为了形成完型而总是试图去填补五边形的凹槽。目的定势是对问题答案的知觉，在此任务中表现为对于所给予的t形边框的反响，这一定势在元认知层面与认知图式相联络。多种定势的存在使得这一问题的解决需要多个表征的协调操作。这个任务有以下优点：图1tpuzzle任务(1)这个任务符合对顿悟问题的各种类型的界定，同时具有一定的难度，通常没有提示的情况下，被试自发解决需要20分钟甚至1小时以上。这一特点使对其进展时间过程性的考

9、察成为可能；(2)操作简单，方便观察记录；(3)同时，这个任务具有一定的兴趣性，被试参与的积极性高，可以主动配合；(4)这个任务在顿悟研究中很少被采用，被试的熟悉性低；(5)属于图形任务，受背景知识和文化差异的影响小，合适不同年龄阶段、不同种族的被试使用。2.2.2tpuzzle任务的变形，按线索类型分为以下6种，如图2所示：(1)对象(型)线索：每一块板上都写有一个“正字，五边形板上的“正字与该板横向或竖直摆放方向呈45度角，也就是说，只有将五边形板斜45度摆放时，该板上的“正字才能与其他板上的“正字方向相一致。这一线索克制了习惯上将五边形板横向或竖直摆放的对象定势。(2)对象+目的反响(+

10、f型)线索：在对象线索的根底上，给被试一张画有与实际可摆出t形大小一样的轮廓，要求被试在此轮廓内tpuzzle。这一类型线索在克制了对象定势的根底上又给予了被试目的反溃(3)关系(r型)线索：此任务的错误定势之一存在于操作单元之间关系上，被试为构建完型而总是试图用其他板来填充五边形板的凹槽。针对此类定势，关系型线索就是帮助被试构建新的完型，详细方式就是在正确衔接的两块板上用醒目的颜色勾勒出两个三角形，而这两个三角形很容易构成一个新的完型(矩形)，因此实现主要构架的正确关系联结。图2tpuzzle任务的6种不同的线索类型(4)关系+反响(r+f型)线索：在关系线索的根底上，给被试一张画有与实际可

11、摆出t形大小一样的轮廓，要求被试在此轮廓内tpuzzle。这一类型线索在克制了关系定势的根底上又给予了被试目的反溃(5)对象+关系(+r)线索：同时具备对象线索和关系线索，即克制了对象定势又克制了关系定势，但需要对两个表征进展操作。(6)对象+关系+反响(+r+f)线索：同时具备对象线索和关系线索，且给予目的反溃这些线索在两个维度上有所区别：第一，与认知图式相联络的线索(带有t形边框的线索)和有助于打破知觉定势的线索(如或r线索)；第二，线索的数量(单一线索和多重线索)。首先，被试在单一线索下(如或r线索)问题解决成绩的年龄差异与图式运用程度相关，高年级被试的表现可能会受到高图式运用程度的制约

12、；其次，与认知图式相联络的线索(反响线索)并不能有效进步被试解决问题的效率；最后，线索的数量有助于考察表征操作才能，多重线索(如+r型和+r+f型)的利用需要具备对多个表征进展协调操作的才能，假如被试这一才能尚未开展到一定程度，这种线索只能起到阻碍作用。2.2.3操作引导程序一套互动呈现软件，采用visualbasi6.0编写。主要用于记录被试根本信息、在不同线索下解决问题的时间。2.3研究设计采用两因素36被试间设计，第一个因素为年龄，分为五年级、初二、高二3个程度；第二个因素为线索类型，分为对象(型)线索、对象+目的反响(+f型)线索、关系(r型)线索、关系+反响(r+f型)线索、对象+关

13、系(+r型)线索和对象+关系+反响(+r+f)线索6个程度。不同年级内按照线索类型随机分配被试，分别在6种不同的线索下完成tpuzzle的任务。记录的结果指标为被试解决tpuzzle问题所用的时间，准确至毫秒(s)。2.4研究程序2.4.1进展一对一测试被试和主试坐在计算机显示屏两侧，均与屏幕呈45度角，被试面前是空白桌面，上面放有四巧板实物，被试可以进展实际操作。主试负责用鼠标控制操作引导程序。2.4.2显示初始界面，主试在程序上记录被试根本信息，并做纸笔版备份，以便核对。完毕，主试点击鼠标，进入正式程序，页面显示指导语介绍任务。指导语1：你玩过四巧板的游戏吗？四巧板游戏就是用四块不同形状的

14、板拼出各种图案来。请你用四巧板拼出一个“t来。2.4.3被试表示明白任务要求后，主试向被试呈现不同线索的四巧板材料。在被试进展操作之前，提示被试板上具有有利于解决问题的线索。除此以外，不给予任何提示。假如被试没有疑问，点击“next进入测试。2.4.4开场测试。被试利用不同线索的材料完成任务，从被试开场操作的那一刻，主试点击开场，程序显示时间进程，直至被试完成，主试点击完成。程序自动记录解决问题的起止时间。2.5数据搜集与处理程序自动生成result.txt文件保存结果，采用exel2022进展数据的合并将数据导入spss10.0进展分析。3结果与分析实验过程中，所有被试均在规定时间(10分钟

15、=600000s)内完成任务。对不同年龄被试在不同线索下的解决时间进展方差分析，结果如下表：表3-1不同年龄被试在不同线索下解决tpuzzle任务时间的平均数和标准差人数小学五年级初中二年级高中二年级线索类型n(s)sd(s)sd(s)sd对象线索()15233248129881.20270965.9167750.70492441.90157198对象+反响线索(+f)15143144.2082241.96330849.2163139.10370660.30204423.50关系线索(r)15226819.70165884.60202142.2138362.30331509.30210750.

16、80关系+反响线索(r+f)15316734.90175520.10182049.4146556.30326233.90167635.60对象+关系线索(+r)1516259633673.36192816.881361.7580176.2790811.97对象+关系+反响线索(+r+f)15204642.50128624.90167941.883097.47146316.50152051.40方差分析结果显示，被试年龄的主效应到达了显著程度(f，(2.252)=7.44，p=0.0010.05)，同时，线索类型的主效应也到达了显著(f，(5,252)=10.71，p=0.000.001)。被试

17、年龄和线索类型存在显著的交互作用(f，(10,252)=5.62，p=0.0000.001)。说明被试在此类顿悟问题上的解决时间存在一定的年龄特征，同时年龄和线索类型都对问题解决时间存在显著影响(图3)。图3不同年级儿童在不同线索下的解决时间3.1被试在不同线索下tpuzzle问题解决速度的年龄差异多重比较说明，高二学生的问题解决所需的时间同其他两个年级之间存在显著差异，表现为，高二学生的解决时间显著高于小学五年级(p=0.0000.001)和初中二年级(p=0.0020.05)，说明17岁被试相比11岁和14岁被试，在解决tpuzzle任务时需要花费更多的时间。简单效应检验说明，在对象线索(

18、p=0.0000.001)、对象+反响线索(p=0.0000.001)和关系+反响线索(p=0.0210.05)下，不同年龄被试的解决时间存在显著差异。进一步的ne-ayanva结果说明，在对象线索下，高三年级学生的解决时间显著高于其他两个年级(p=0.0000.001，p=0.000.001)，在对象+反响线索下，小学五年级学生的解决时间显著低于高二和初二两个年级的学生(p=0.0020.005，p=0.0000.001)，在关系+反响线索下，初二学生的解决时间显著低于高二和小学五年级学生(p=0.0300.05，p=0.0200.05)。由结果可以看出，不同年龄被试在不同表征线索下解决顿悟

19、问题速率变化规律是不同的。首先，在顿悟问题解决速度上，小学五年级和初中二年级的被试表现总体要好于高中二年级。其次，被试在对象线索下和对象+反响线索下的解决问题速度呈现一样的形式，即随年龄的升高，解决问题的速度反而逐渐减慢；关系+反响线索下，从五年级到初二，被试的解决速度显著进步，到高二速度又有所下降，成绩表现上与五年级时根本一致。再次，相对于单一目的线索，关系线索更有利于顿悟问题的解决；线索的结合作用并不一定对顿悟问题解决速度有促进作用，被试在有目的反响的线索下的成绩均未显著超过与之相对应的不包含目的反响的线索。最后，高二被试在有效线索(+r)下的解决速度明显优于其他年龄的被试。3.2图式运用

20、程度和表征操作才能开展对不同年龄儿童顿悟问题解决的影响对五年级儿童来说，+r和+r+f线索并没有比任何一种单一线索有助于被试问题解决效率的进步。r+f线索甚至比单一的r线索降低了被试的解决效率(p=0.000.05)。这一结果印证了我们的假设，五年级儿童表征操作才能处于相对较低的程度。增大表征操作负荷的线索并不利于其问题的解决。高二年级儿童那么表现那么正好相反。被试在单一线索下问题解决的效率较低。+r和+r+f线索和单一线索相比有效地进步了他们解决问题的效率，目的反响线索f(和图式有关)仅在+f的组合上比单一的线索有显著的易化作用(p=0.0110.05)，但r+f线索和r线索相比以及+r+f

21、和+r相比均没有显著促进被试解决的效率。说明高二儿童的表征操作才能和图式运用程度都到达了较高的程度，被试可以同时操作两个或两个以上的表征来解决问题，但图式线索和知觉经历相联络，较高的图式运用程度在单一线索下不会进步顿悟问题解决的成绩。初二儿童的表现介于两者之间，被试除在r线索上解决问题的时间显著高于其他线索外，在其他各线索下的解决时间不存在显著差异。说明初二是图式运用程度和表征操作才能开展的一个相对平衡的时期，多重线索的易化作用表达在关系线索上，而在对象线索上那么不显著，说明这个阶段儿童的表征操作才能还处在由低向高的开展阶段。同时图式运用程度也得到了开展，但还存在矛盾性，一方面表现单一线索下对

22、问题的解决效率高于五年级儿童，另一方面表如今与图式相关的f线索与r线索的结合存在一定的易化作用(p=0.0030.05)。4讨论实验结果中不同线索类型易化作用的差异所反映的是儿童图式运用程度和表征操作才能的同步开展对于问题解决过程的影响。随着年龄的增长，儿童在单一线索下解决问题的速度有所下降，而在多重线索下解决问题的速度有所上升。随年级的升高，儿童在关系+反响线索上的成绩呈现v形的起伏，五年级的儿童的成绩低于初二年级，到了高二，成绩又发生回落，回到了与五年级一样的程度。五年级即11岁儿童的解决问题成绩低于初二学生，即14岁儿童，原因是11岁儿童尚不能洞悉两种表征之间的互相关系，不可以纯熟对多个

23、表征进展操作，但是图式作用的弱化使其能更有可能形成正确的表征，而到了初二阶段，在14岁这个程度上，这两种才能都有所进步，但开展的速率并不一致，表现为表征操作才能开展的速度快而图式开展的速度和数量程度相对较低，因此解决问题的成绩相对有所进步；到了高二，17岁这个阶段上，图式的数量和程度快速增长，而表征操作的程度已经根本定型，因此形成定势的可能性大大增加，导致了顿悟问题解决成绩的下滑。但从结果可以看出，高二被试对于非冲突信息的线索的敏感性是最高的，这类良好线索一旦出现，这一年龄被试解决问题的速度会迅速进步，在这一点上，我们的结果从另一个侧面支持了enns、brdeur和bden等人有关“学龄儿童和

24、成人都自动地产生易化效应来自高有效性线索条件下，但成人的易化效应远大于儿童的结论15。由此引出的结论是，五年级和高二学生虽然表现为一致，但实际上导致一样成绩的原因是不同的，高中生解决问题成绩的下降并不代表流体智力的下降，其问题表征才能仍然获得了开展。随着年龄的增长，儿童对表征操作的纯熟性增强，能同时操控的表征数目增加，与此同时，知识经历的增长使问题解决图式的数目也在增长。表征的纯熟性和同时操控的表征数量的增多都是有利于问题解决的，在这一点上顿悟与常规问题是一样的，但是，对于常规问题来说，问题解决图式的增长是有利于解决方案的形成的因素，而对于顿悟问题来说，已有图式是导致定势产生的重要原因。年龄较小的儿童表征操作的纯熟性较低，能同时操控的表征数量有限，使其面对顿悟问题的表征层次复杂性时会遇到困难，比方，很多儿童即使可以打破对象定势，亦不能在短时间内在此根底上打破关系定势。