探讨人工概念形成的过程与方法策略

1、探讨人工概念形成的过程与方法策略摘要 本实验运用叶克斯选择器原理，以空间位置特征为人工概念，旨在研究个体掌握人工概念的方法与概念形成的策略，并比较简单和复杂空间位置关系人工概念形成的速度。实验结果发现，概念的难易对形成速度和选择的策略均存在影响，且假设检验模型最常使用。关键词 人工概念、概念形成、策略、空间位置、概念难易1 引言1.1 引言概念是人脑反映客观事物本质特征或联系的思维形式。概念的形成是指个体以直接经验为基础，从许多同类事物的不同例证中独立发现和获得客观事物的共同特征的过程。其形成经历不同水平的抽象、概括和辨别阶段。在实验室中，为了研究概念的形成过程，常常使用人工概念。人工概念是在

2、实验室条件下，运用实验法人为地将客观事物的属性或特征结合起来研究概念形成过程并加以定义的概念。赫尔最早开创了人工概念的研究，其材料是无意义的英文字母与汉字偏旁的组合。此外布鲁纳、里德也做过经典的人工概念研究。那么在概念形成的过程中，被试都运用了哪些策略呢？具体说来有两大类。一种是接受型策略。首先是整体性策略，被试往往记住“正确”反应的实例所具有的共同属性，而后经过验证假设找到关键属性；其次是部分性策略，被试会记住首次获得肯定的实例中所有的特征或属性，然后每次选择一种属性进行验证，直至找到真正的属性。另一种是选择型策略，具体来说有四种。首先是保守性聚焦策略和冒险性聚焦策略，被试均把第一个肯定实例

3、包含的全部属性看作未知概念的有关属性而建立假设，不同的是，前者每次只改变一种属性，而后者至少改变两个；其次是同时性扫描策略和继时性扫描策略，前者是指根据第一个肯定实例包含的部分属性形成多个部分假设进行检验。后者是指在已经形成的部分假设基础上，根据实验者的反馈，每次只检验一种假设。结合概念形成策略，产生了三种比较著名的概念形成理论。首先是赫尔的共同要素说。赫尔是美国心理学家、新行为主义代表、逻辑行为主义创始人。他的理论假设概念是一组特征，形成概念就是从样例中抽取有关属性或特征规则。他认为，概念的形成是将一类概念的共同特征抽取出来，并对它们作出反应的过程。另一个是布鲁纳的假设检验模型。布鲁纳是美国

4、教育心理学家、认知心理学先驱。他认为，概念的形成过程是一个提出假设和验证假设的过程。被试经过分析，首先提出一个与目标相一致的假设，然后依据实验者的反馈验证并修正提出的假设。可概括为：假设检验再假设再检验直至成功地形成概念。其次是共同中介说。以奥斯古德为代表，他认为在概念形成过程中，起重要作用的是共同的中介反应。中介是概念能够引起的相同的结果。强调内化的中介反应是形成概念的关键。本实验程序根据叶克斯选择器编制而成，研究的是空间位置关系的人工概念。实验旨在学习研究个体掌握人工概念的方法，探讨掌握人工概念的策略，并比较简单和复杂的人工概念形成的差异以及个体差异。1.2 假设1.2.1 复杂概念形成慢

5、于简单概念的形成。1.2.2 概念形成过程中有个体差异的存在。1.2.3 被试在形成概念的过程采取一些策略。2 方法2.1被试：华东师范大学08级心理学学生19人，其中女14人， 男5人，平均年龄21岁。2.2仪器与材料：2.2.1 仪器：计算机及PsyTech心理实验系统2.2.2 材料：不同排列组合的黄色实心圆，每行中都有一个黄色圆与声音相联。共有五组供选择，每组的声音圆都遵循同一位置规律，且有510个不同排列组合方式循环呈现。2.3方法：2.3.1 登录并打开PsyTech心理实验软件主界面，选中实验列表中的“概念形成”。单击呈现实验简介。单击“进入实验”到“操作导向”窗口。实验者可进行

6、参数设置（选择不同概念组），然后进行实验练习，后直接点击“正式实验”按钮开始。2.3.2 指导语是：这是一个关于研究人工概念的实验。屏幕上有12个空心圆，实验时会循环出不同组合的黄色实心圆，每行黄色圆中都有一个与声音连接，你用鼠标左键单击该圆会变红，同时发出声音，即目标圆。实验就是请你通过不断的尝试和推理，找出这个目标圆所处位置的规律。直至你连续三遍第一次就能点中这个圆，就表示你掌握了这个概念，本次实验结束。 在你明白了上述实验步骤后，可以先进行练习，练习结束后再点击下面的“正式实验”按钮开始实验。2.3.3 实验开始后，屏幕上呈现一行黄色实心圆，其中有一个与声音相连（即目标圆），被试点到就变

7、红色，同时发声。每行中这个目标圆都遵循一定的规律。实验就是让被试发现并掌握位置规律。例如：屏幕亮出三个黄色圆（连续无空格，中间一个与声音相连）。被试反应点击左边和右边第一个都无声音，点中间则变红色（发声）。这时被试应有三种假设，即左二和右二概念和中间概念。接着又呈现下一行5个黄色圆（中间可能有空格），被试会对前面的假设进行验证。点击左二或右二均无声音，说明这两个假设不对。点击中间则会变色（发声），说明第三个假设是对的。如被试已掌握了这个概念，接下去无论屏幕上呈现何种组合的黄色圆，被试第一次就会点击中间黄色圆。若能连续三遍第一次就点对，则说明已经掌握了这个人工概念。 被试只有点到目标圆，才能继续

8、下一次实验。连续三遍第一次就点对则出现祝贺声音，同时本组实验结束。实验结束，数据被自动保存。实验者可直接查看结果，也可以重新选择一组进行另一个概念的实验或换被试继续实验，以后在主界面“数据”菜单中查看。3 结果3.1 本组被试找出目标圆位置关系平均所用遍数（次）及耗时（秒）。概念组平均所用遍数平均耗时14.217.0217.3108.2312.768.6413.271.6510.461.6由图表可知，所用遍数与时间成正比，而且走向几乎吻合。由多到少依次是：第二组、第四组、第三组、第五组、第一组3.2 分析某个被试概念形成的过程及所用策略。（1.1表示第一组第一次）序号错误次数耗时（秒）1.12

9、51.2041.3071.404序号错误次数耗时（秒）2.1142.2042.3042.403序号错误次数耗时（秒）3.1033.2153.3033.4043.503序号错误次数耗时（秒）4.1274.2054.3044.403序号错误次数耗时（秒）5.1395.2165.3395.4035.5195.64215.7045.8035.904 下面结合错误次数与耗时来分析被试策略。第一组：被试先不假思索地进行了尝试，并从正确选择中提炼出了他认为的关键要素即中间一个圆。而后将假设应用于第二次实验，得到证实后完成概念形成。第二组：同第一组采用的策略与形成过程几乎相同。幸运的是，这组中被试只尝试了两次

10、就找出了要素，所以时间较短。第三组：被试虽然在第一次尝试时就找到了目标圆，但是第二次并没有立即找出。可能的原因是，这组概念较上两组复杂，目标圆含有的特征要素不止一个。被试在第一次找出目标圆并记住其所有特征后，采用了保守性聚焦策略，即第二次只验证了一种要素。而后待所有要素验证完之后，被试顺利掌握了概念。第四组：与一二两组相似。不同的是，被试可能在前面的实验中积累了经验，因此在第一次尝试时伴随了更多的思考，可能包含了概括、总结、抽象等心理过程。第五组：这组概念最为复杂，被试经过了多次实验才完全学会。她采用了多次的假设检验，才完全掌握了概念的所有要素，并最终形成概念。3.3 单因素方差分析检验概念的

11、难易对学习速度是否存在影响。（这里通过时间衡量）平均差异伴随概率第一组（耗时）第二组-91.21*0.001第三组-51.63*0.048第四组-54.68*0.036第五组-44.680.086第一组与第二组、第三组、第四组在学习速度上均存在显著差异，但与第五组没有差异。所以概念的简单与复杂对被试的实验有一定的影响。4 讨论4.1 简单和复杂的空间位置概念的形成过程存在哪些不同？被试运用的策略不同。在布鲁纳的假设检验模型理论中，他认为，概念的形成过程是一个提出假设和验证假设的过程。被试经过分析，首先提出一个与目标相一致的假设，然后依据实验者的反馈验证并修正提出的假设。可概括为：假设检验再假设

12、再检验直至成功地形成概念。如果概念比较简单，那么被试只需要几次假设检验就可以学会概念，而在复杂的概念中，如何验证就显得至关重要。被试通过某次肯定的反馈得出了材料的一些特征，在验证时往往是一个一个地检验或一部分一部分地检验，被试可能会选择保守性聚焦策略或者冒险性聚焦策略。从上面的实验结果中，我们发现组与组之间在概念形成的速度上还是存在差异的。而这种差异一部分就是由组之间不同的概念难度所导致的。4.2 概念的形成经历哪些阶段？ 理论上讲，概念的形成要经过抽象化、类化、辨别三个阶段。抽象使个体发现事物的共同特征，是最初阶段，它为了解客观事物的属性奠定基础；类化是个体对客观事物的各种属性及其特征进行归

13、类，从而易于认识和把握。在进行类化时必须注意事物的共同特征，忽略事物之间的差异；辨别是至关重要的步骤，它使人对不同类别的客观事物作出区分，以便确定它们属于哪个范畴。辨别贯穿于整个概念形成过程。4.3 在实验中被试可能运用了哪些方法策略？本实验的人工概念是空间位置概念。被试可能会采用以下策略：第一、假设检验法。被试先随意确定一个圆，并记住这个圆的位置特征它是所有黄色圆中的第几个、它与空格有什么关系等等。然后以这些定位了的位置特征去检验下面的选择。可以是一次检验一种假设，即保守性聚焦策略；或者一次检验多种假设，即冒险性聚焦策略。第二、尝试总结法。被试先不止一次地尝试，并记住这些圆在每次呈现中所具有

14、的所有位置特征，然后将它们的共性提取出来，并应用于下一次尝试。通过这种方法不断缩小范围最终掌握概念，类似于赫尔的共同要素说。此外，还有同时性扫描策略与继时性扫描策略，详见引言。但总的来说，被试比较倾向于选择假设检验法。4.4 有哪些额外因素会对实验造成影响？如何消除它们。第一，实验组的顺序。由于指导语中没有明确规定是否要按一定的顺序实验，因此被试可以任意决定次序。我们知道，复杂的人工概念中包含的因素多于简单概念。所以倘若被试先做了复杂概念，那么他会了解更多的可能存在的要素与可以使用的策略。再做简单策略时就比较得心应手。建议在指导语中明确顺序。第二，学会人工概念的操作定义有问题。有被试反应，计算

15、机反馈正确后，他还是不知道规律是什么，完全是偶然。为了保险起见，不妨设连续4次或5次正确判断为学会。之前可以先做预实验。第三，每次尝试点击圆时，一旦点完，这组就立即消失。有时被试还没来得及看清刚才圆的位置特征，就已经进入下一组了。因此可以在点完后适当停留一段时间，供被试思考。第四，概念难易不明确。由结果第五组概念形成的速度是比较快的，但我们客观分析，第五组的概念是最难的。这说明这种难度的差别还不足以影响概念形成的速度差异。因此应该将概念的难易区分得更明显一点。5 结论5.1 人工概念的难易程度对概念形成的策略有影响，对概形成的速度有部分影响。且布鲁纳的假设检验模型是被试最常用的方法。5.2 概

16、念形成过程中，个体的思维策略和最终结果都存在个体差异。6 参考文献1 王更生.认知心理学 北京：北京大学出版社，1992，2402752 杨治良.心理实验指导手册 上海：华东师范大学心理系印制，2006，1241253 梁宁建.心理学导论 上海：华东师大出版社，2006，2772844 林崇德,杨志良,黄希庭主编.心理学大辞典.上海教育出版社.2003年版5 赫葆源, 张厚粲, 陈舒永.实验心理学.北京大学出版社.1983年6 张庆林，司继伟.大学生形成析取概念的假设检验策略研究.心理学报:1999,31(4),397-4047 张庆林，司继伟,王卫红.小学儿童假设检验思维策略的发展.心理科学

17、:1999,31(4),397-4048 母小勇，张莉华.一个科学概念形成过程的初步实验研究.心理科学:2000,23(5),620-6219 母小勇，司继伟.大学生形成析取概念的假设检验策略研究.心理科学:2002, 5(5), 569-57410 隋光远. 知识点认知规律的实验研究.心理科学:2003,26(2), 308-31111 王甦认知心理学北京：北京大学出版社，1992，2402757 附录性别概念组1所用总遍数概念组1总耗时概念组2所用总遍数概念组2总耗时概念组3所用总遍数概念组3总耗时概念组4所用总遍数概念组4总耗时概念组5所用总遍数概念组5总耗时女416625623627528女41526167519742836女414736519188560462女31267484818238889女41684351