实验心理学思维

第十章思维第一节问题解决（了解）第二节计算机模拟在问题解决中的应用（理解）第三节推理（了解）第四节决策（理解）第五节最新研究实例（理解）实验心理学普通心理学－－思维教育心理学－－问题解决与创造性实验－－思维过程实验心理学两个火车站相距50英里。在一个星期六的下午两点钟时分，有两列火车同时从两个车站相对行驶。就在火车驶出车站的同时，一只鸟从第一辆火车的车头飞向空中，并且以100英里／小时的速度向第二辆火车的车头飞去。当这只鸟到达第二辆火车车头时，它又折回来，向第一辆火车飞去。这只鸟反复这样飞行，直到两辆火车相遇为止。如果两辆火车都以25英里／小时的速度行驶，那么在火车相遇之前这只鸟已经飞行了多少英里？实验心理学本题如从火车的角度分析就迎刃而解了。疯狂鸟问题实验心理学下图显示的是一个残缺的国际象棋棋盘,它有两个角被切掉了,现只剩下62个正方形。假若你有31张骨牌,每一张恰好可以遮盖棋盘上两个正方形。你是否能够用骨牌把这个棋盘上的所有部分盖住呢?请用几分钟时间试试看。实验心理学实验心理学一．问题解决的早期研究2.典型问题：蜡烛问题1.定义：所谓功能固着就是指在问题解决过程中，只看到某种事物的典型功能，而看不到该事物其他方面作用的现象。（一）功能固着（functionalfixity）行为测量是指通过对被试外现行为的观察或运用各种指标如解决问题所花的时间等获得思维过程数据的方法。第一节问题解决实验心理学要求在20min的时间内，把蜡烛固定在墙上，允许使用的东西是桌上的蜡烛、火柴和一盒图钉。实验组：盒子中放满图钉；控制组：盒子中不放图钉。结果：大学生中，控制组28人中，24人解决了问题；实验组29人中，12人解决了问题，差异显著。3.实验研究实验1：邓克的盒子实验实验心理学（二）定势（set）的作用1.定义：坚持使用原有已证明有效的方法解决新问题的心理倾向,称为心向或心理定势。2.典型问题：水壶问题实验心理学A、B、C是不同容量的水壶要求获得的水量ABC1231293100294262132057331414160259651843976234932071848422821636273.实验研究：Luchins的水壶实验实验心理学A、B、C是不同容量的水壶要求获得的水量ABC1234932021848422321636273.实验研究：Luchins的水壶实验实验心理学实验组从第1题连续做到第8题，控制组只做6、7、8三题。结果：实验组被试用B-A-2C的方法解决了1～5题，接着又有81％被试用此法解决了6、7两题，在用此法解第8题时遇到困难；控制组被试采用A-C和A＋C简便方法很顺利地解决了问题。实验心理学讨论：（1）实验的设计?（2）为什么控制组从第6题开始做？（3）此类测验安排有个注意事项是什么？实验心理学（三）噪声四种噪音条件：1.强噪音；2.弱噪音；3.事先告诉有噪音；4.事先不告诉有噪音。噪音是油印机、计算器、打字机工作时发出的噪声的录音，再加上一个人说西班牙语，一个人说亚美尼西亚语的录音。Glass要求被试解决4个猜谜问题，两个是可能解决的，另两个是不能解决的。实验心理学讨论：（1）实验中的自变量（2）实验中的因变量（3）实验中的变量是如何转化为操作性定义的？实验心理学二、问题解决的计算机模拟（一）、人工智能的界定1.Turing测验Turing测验对人工智能的操作定义：如果试验者不能辨认计算机所给出的问题答案和人所给出答案的区别时，计算机就很好地模拟了人的思维过程，具有了人工智能Turing模拟游戏图Turing测验对人工智能提出了一个极高的标准计算机人电传打字机电传打字机试验者电传打字机电传打字机不能穿透的墙壁实验心理学2.强人工智能和弱人工智能强人工智能：计算机和人脑可以在各个方面进行完全匹配★硬件匹配：人的思维和计算机模拟的思维具有同样的硬件基础★软件匹配：人的思维程序和计算机模拟思维程序一样弱人工智能：不要求计算机模拟思维与人类的思维在软硬件方面完全匹配实验心理学（二）独立钻石棋问题解决的计算机模拟实验心理学第一步：出声思维总结被试策略出声思维法：就是让被试在解决问题时说出头脑内进行的一切活动，予以记录，然后加以分析。出声思维的由来行为测量无法使用于持续时间长、内部操作复杂的思维过程。出声思维法的实施步骤：预训练；出声思维，记录口述，；不干扰被试思维过程；整理口述。出声思维的分析—问题行为图两个部分组成：知识状态和操作某被试解决密码问题的问题行为图实验心理学被试的思维策略：“知觉指引策略”：无目的性，口语报告为“走一步看一步”等“选择性搜索策略”：口语报告为“先把最角上的棋子吃掉”等“计划简化策略”：口语报告一般“为怎样使4个角一个一个空出来”等实验心理学以所剩棋子数作为下棋成绩，统计检验表明，使用“计划简化策略”优于使用“选择性搜索策略”，而使用后者又优于“知觉指引策略”。统计结果：实验心理学对出声思维的评价优点有助于掌握思维的全过程有效、科学：问题行为图对言语报告量化缺陷出声思维反映的是仅能停留在被试意识层面的东西在解决问题时让被试进行言语报告会影响到被试的思维言语报告的可信度存在问题实验心理学第二步，研究者通过对棋盘上不同位置的棋子赋予不同权重的方法，对人类被试使用的3种策略加以形式化。编写3种策略的模拟程序实验心理学第三步，研究者运行计算机程序将运行结果与第一步研究中被试使用不同策略得到的结果进行比较。比较结果表明，3种计算机程序运行的结果在搜索路径和剩下棋子的情况均与3种策略使用的结果类似。计算机程序成功地模拟了人类被试的3种思维策略。实验心理学（三）、人工智能的局限性1.反应标准上的局限性塞尔中文剧情实验塞尔认为，计算机虽表现得好像能进行各种思维，解决各种问题，但实质则只是根据一套事先设定好的原则进行类似条件反射似的反应，反应的标准是当前刺激与预先存储的某个刺激的匹配程度，而不是真正根据语义或是某一思维策略进行反应。屋内人门缝屋外人实验心理学2.加工方式上的局限性计算机：自下而上的线性加工人的思维活动：自下而上和自上而下的加工，两种加工可能是同时进行的或部分重叠的，是系列加工和平行加工的混合实验心理学3.调节系统的缺失诺曼：信息加工系统（1981）香克编制的程序实验心理学一、两种理论模型1、演绎推理的心理模型理论人在理解语言时，就会产生一种与情境有关的模型，这种模型类似于人们所感知或想象的某种事件，它是对现实所作的假设，以及对假设结果的探索。第三节推理实验心理学2、推理的形式规则理论演绎推理是一种类似搜寻反例的语义过程。步骤类似进行逻辑论证的步骤，演绎推理依赖于推理的形式规则，这些规则类似逻辑运算中的规则，因此，演绎推理是一种类似逻辑证明的语法过程。实验心理学二、关系推理的研究心理模型理论的验证实验实验心理学推理分为归纳推理和演绎推理三、因变量实验心理学在被试解决瑞文推理测验时扫描他们的脑区。结果发现，额叶、顶叶和颞叶皮层等脑区都有激活，而这些脑区也正是空间、客体和言语工作记忆进行时激活的脑区。四、自变量分析1：推理与工作记忆的研究实验心理学前提内容个体已有知识五、自变量分析2：内容与推理实验心理学大脑右半球在推理中起着重要作用。心理模型理论认为，演绎推理中人们在心中形成实物分布的空间模型，而空间模型的形成有赖于大脑右半球。实验4两组被试，都动过双侧前颞叶切除术减轻局灶性癫痫第一组：大脑右半球有病灶第二组：大脑左半球有病灶结果：大脑右半球受损的患者对错误的前提条件进行推理的成绩，比大脑左半球受损患者成绩更差。六、自变量分析3：推理与大脑实验心理学【实例】假设：如果天上下雨，街道会是干的对患者说：天上下雨了右半球受损的患者：街道会湿实验心理学1、为什么使用这种策略而不使用那种策略；2、人们的判断怎样常常违反了概率论；3、心理品质对决策的影响。第四节决策一、心理学决策研究的重点实验心理学【例5】大医院每天约有４５个婴儿出生，小医院每天约有１５个婴儿出生，在一年内生男孩的比例超过６０％的天数（）Ａ、大小医院一样多Ｂ、大小医院无规律Ｃ、大医院多Ｄ、小医院多实验心理学二、决策策略在不确定情形下，作出判断通常采取3种直观推断：1、代表性2、可利用性3、顺应或调节实验心理学三、概率判断（了解）实验心理学四、决策新研究（一）期望效用理论诺依曼和摩根斯腾（Neumann和Morgenstern，1947）提出的期望效用理论（expectedutilitytheory）。期望效用理论：决策者一般选择期望效用值最大的那项备择方案。期望效用值可以用备择方案的结果发生概率与该备择方案的效用值之间的函数来表示。实验心理学假设在当前状态下，采用的决策方案为Aj，产生的可能结果为Sj，每一结果的效用值是U（Sj），概率为Pj，则该决策的期望效用值为E（Aj）=PjU（Sj），期望效用值最大的方案即为当前的最佳决策。实验心理学例如：假设有两家公司（公司1和公司2）提供了两份工作，初始工资相同，在公司1工作第一年工资增长20%的机会是50%；在公司2工作第一年工资增长10%的机会是90%，决策者会选择哪家公司呢？根据期望效用理论，公司1的效用值U（S1）=20%，概率P1为50%，期望效用值E（A1）=P1U（S1）=50%×20%=10%，公司2的效用值U（S2）=10%，概率P2为90%，期望效用值E（A2）=P2U（S2）=90%×10%=9%，所以，决策者会选择公司1。实验心理学不过，后来，受到”有限理性”观点的影响，研究者们认为人们在决策的过程中，并不是完全按照客观存在的效用值和概率计算期望效用值，效用值和概率的估计的确会受到人主观因素的影响。由此，萨维奇（Savage，1954）提出了主观期望效用理论（subjectiveexpectedutilitytheory），该理论用主观概率代替了期望效用理论中的客观概率，用主观效用值代替了期望效用理论中的效用值。然而，主观效用理论并未彻底摆脱”完全理性”观点的支配，仍然希望用数学模型来解释人的决策过程。实验心理学（二）前景理论相对于“完全理性”观点，“有限理性”观点则认为人不可能全面地考虑问题，并作出最为合理的决策，在现实生活中，人们决策的有效方法是靠以往的经验。这一观点最具代表性的理论是卡纳曼和特弗斯基（1979）提出的前景理论。实验心理学1．回避损失（lossaversion）回避损失是指损失的效用要比等量收益的效用得到更大的权重。例如：卡纳曼和特弗斯基进行的一项实验。实验1的问题是：由于受到市场变化的威胁，某公司的领导人遇到了一个两难问题。他必须得采取一些行动，否则公司的3个制造厂就得倒闭，所有的6000雇员失业。现在有两个备择方案：实验心理学方案1：执行该方案可以保存一个工厂，保留2000个雇员。方案2：执行该方案有1/3的概率可以保留全部的3个工厂和6000个雇员，但是2/3的概率是全部工厂倒闭，6000个雇员全部失业。实验要求被试选择其中一个方案，结果表明大部分被试选择了方案1。在实验2中，他们将方案改写成下面的形式。实验心理学方案3：执行该方案必定损失2个工厂，损失4000个雇员。方案4：执行该方案2/3的概率是损失全部3家工厂和6000个雇员，但仍有1/3的概率没有任何工厂倒闭，也没有雇员失业。实验心理学此时，大多数被试选择的是方案4。如果按照期望效用理论，实验1和实验2的4个备择方案都具有相同的期望效应值，被试应该无法作出抉择才对。可是，为何两次实验的结果截然不同呢？卡纳曼和特弗斯基认为两次实验结果都表示被试回避损失的倾向，实验1中，方案2损失量显得更多，而实验2中，方案3损失量显得更大。根据诸如此类实验结果，卡纳曼和特弗斯基总结了一条损失－收益函数曲线。当收益逐渐增加时，价值增长很少，而当损失增加时，价值却降得很快。实验心理学2．参照效应（referencedependence）参照效应指人们一般是依据某一参照点来定义价值，而不是依据纯价值进行决策。例如：卡纳曼和特弗斯基让两组不同的被试分别回答以下两组问题：