认知心理学-概念.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 概 念,1,内容,概念的含义,概念形成的实验研究,人工概念形成实验与空白试验法,概念结构理论模型,2,第一节 概念形成,一、,概念的含义,概念（concept）是知识和思维的元素（Markman&Ross,2003）,是事物本质的反映，它对一类事物进行概括的表征。,人们用概念来归类新物体、预期新物体的性质,概念知识可以解决问题、提供解释，让人们能够互相沟通，并建立自己的偏好,3,二、,概念形成的实验研究,对概念的研究,概念形成：个人掌握概念的过程,概念是如何形成、获得或学会的？,概念结构：概念的表征由哪些因素构成的以及这些因素的相互关系,当我们有某个特定概念时，我们拥有哪些知识？,概念形成（concept formation）是指个体学会某种概念的过程。又叫概念获得，概念学习。,形成新概念（forming new concepts）,归类新实例（classifying new instances）,4,早期概念形成理论,共同因素说,共同中介说,缺点：,5,1）认知理论假设考验说,基本观点：,人在概念形成过程中，需要利用现在获得的和已贮存的信息来主动提出一些可能的假设，即设想所要掌握的概念可能是什么。在概念形成的过程中，这些假设将被不断地考察，并按失败-更换，成功-继续的方式发展，最后形成某个概念。因此，概念形成的过程就是对多个假设进行考验的过程。,假设,可看作认知单元，它是人解决概念形成问题的行为的内部表征。,6,策略应用假设考验说的核心,应用策略的目的：,从每一个决定中得到最大限度的信息,使任务的压力保持在可处理的限度以内,调节在规定的时间或活动的范围内，未能掌握概念的风险以及作出一个决定所带来的其他风险,7,Bruner等（1956）的人工概念实验,Bruner等应用的人工概念实验材料（1956）,8,Bruner等人的人工概念形成实验所用材料如上图所示。材料共有81张。分为四个维量（形状、颜色、数目和边框），每个维量又有三个属性或值。形状：十字、圆形、方型颜色：红、绿、黑数目：1、2、3边框：1、2、3,9,实验时，主试告知被试：本实验有一个特定的概念，这个概念是由具有某一属性或某些属性组成的，要求被试通过实验过程来发现这个概念。然后主试首先取出一张肯定的实例卡片给被试看，并明确告知被试这是肯定实例。然后，被试根据自己的想法每次从以上材料中选取一张属于这个概念的其他肯定实例卡片，每选取一张主试便给予一个反馈。指出被试选对或选错，如不断进行，直至被试发现该概念。,10,实验结果还表明，在概念形成的过程，假设的提出与考验还体现出一定的策略。,总体假设：把主试呈现的第一个肯定实例所包含的全部属性都看作该未知概念的有关属性。,部分假设：根据主试呈现的一个肯定实例所包含的部分属性来形成关于未知概念的假设。,11,概念形成过程中的假设考验有4种：同时性扫描：对所有的假设进行扫描验证继时性扫描：一次只扫描验证一个假设，假设考验失败后再更换假设。,12,保守性聚焦：以包含概念的事例的全部属性为焦点进行假设、考验。,其做法是每次选取一张与焦点只有一个属性不同的卡片,如果改变了焦点的一个属性的卡片被证实为肯定实例,那么所改变的这一个属性就不是未知概念的有关属性;相反则是.,博弈性聚集：以博弈的方式来改变关于属性的假设，以形成概念。一次改变焦点卡片的一个以上的属性。,13,Bruner等人发现，在他们的被试中，多数人采用总体假设，少数人应用部分假设，在采用总体假设的被试中，又以应用保守性聚焦策略者居多；而在采用部分假设的被试中，继时性扫描策略得到较多的应用，同时性和博弈性聚焦很少被采用。,假设考验说的理论内容及其实验主要是以成人为对象的，儿童的概念形成不同于成人的特点。,14,概念形成过程的特点,被试的概念掌握以什么方式实现的，是渐进的方式还是全或无的方式？,主体,学习的方式,是以全或无的方式进行的。,正函数曲线,以一个实验组的全部被试的平均实验成绩来表示的。假设以这种平均结果作图，那么正确反应的百分数将随着实验的进行或试验次数增加而提高，得到一个正函数曲线。,逆向学习曲线,每次实验都是以作出最后一个错误反应的那次试验为起点，如果将这样整理的实验结果作图，就可以得到一个逆向学习曲线。,15,记忆的作用,Bower等对第10次试验之后仍继续作出错误反应的被试进行分析，发现在假设考验的过程中，过去的记忆不发挥作用，存在替代性取样现象。,Bruner等；Levine发现过去事件的记忆在假设考验过程中是有作用的。,16,2)假设考验说的发展空白实验法,Levine为了直接度量被试的假设和假设考验的行为，提出了所谓的空白实验法。,基本思想：让被试在主试不给予反馈的条件下，对一系列的刺激作出反应，如果被试能对这些刺激作出系统的反应，那么就可能确定这种反应的基础即假设。,17,Levine的空白试验的刺激及对应8种假设的反应模式。,18,空白实验法的实验过程为：给被试成对地呈现两个刺激，如字母X和T，这两个字母在大小、颜色（黑白）、位置（左边）三个维量上都有区别。共有4个维量8个属性值。在一对刺激中，两者都在4个维量上有区别，但每 次实验只安排一个属性为有关属性。也就是说，在一对刺激中，一个刺激为肯定实例，另一个则为否定实例，只有一个属性可以将两者区分开来，并把这一点告诉被试.,19,假设库大小,空白实验法实验发现，一个被否定的假设在以后实验中得到再次应用的概率很低，这意味着随着实验的进行，被试的假设库也将变小。其他可应用的假设的数目也越来越少。最后将会只剩下一个假设，即为概念所包含的属性。,20,策略类型,Levine等认为，人们在假设检验的过程中通常应用三种策略：假设检验(Hypothesis Checking)维量检验(Dimension Checking)总体聚焦(Whole Focusing),21,儿童在实验中常采用以下三种策略：位置固执：他们总是选择左边或右边的刺激而不管刺激的内容。位置交替：这次选择这边的刺激下次选择另一边的刺激。刺激偏好：如偏好选择大的刺激而不顾主试的反馈信息。总体聚焦呈随着年龄而增长的趋势,22,3),内隐学习说,（implicit learning theory）的基本观点,一些抽象概念的复杂结构是在无意识的内隐学习中获得的。,在概念形成中，被试依赖于一些属性在无意识中累加的频次，来区分概念中的相关属性和无关属性。,23,里伯等人（Reber et al.,1978）实验,设计了一种“人工语法”，用这种语法可以组成一个个字符串。,被试分组,组一：努力记住字符串,组二：找出字符串排列的规则,经过一段时间的学习，最后让被试判断一些新的字符串是否符合语法。,结果发现：组一的成绩显著高于组二的成绩。,说明：原先没有意识到字符串里有什么规则的被试，反而较好地学到了里伯的人工语法。,当刺激结构高度复杂时，采用比较被动的、无意识的学习方式可能更有效。,24,第二节 概念结构,25,概念结构的理论描述,概念结构主要揭示概念的表征是由哪些因素构成以及这些因素的相互关系。探讨词语涵义的概念的认知心理学模型可分为两大类:,基于相似性的模型,经典模型,原型模型,样例模型,基于理论的模型,图式理论,心理本质论,26,1、,经典模型,（,classical model,）,特征表说（Feature List Theory）,概念是由某些充分必要的属性清晰定义的,一个概念中的所有样例拥有共同的属性,而且这些属性的每个表征都是充分和必要的,“,每个都是必须的,”（individually necessary）是指一个样例如果作为某一概念的成员，则必须具有这个概念的每一个属性,“,集体充分的,”（collectively sufficient）是指任何事物只要具有某一概念的特征集合里的所有属性，则它自动成为这个概念的成员,27,经典模型的三个基本观点,概念是对一系列属性的心理表征,概念不是对特定概念成员的表征，而是对一个概念的所有成员必须具有的共同属性的表征，并且这些属性是充分和必要的，可称之为定义属性,（defining feature）,28,经典模型的三个基本观点,概念是对一系列属性的心理表征,概念间的关系是清晰的、轮廓分明的,要么一个样例具有所有必要充分的属性而成为一个概念的成员,要么缺少一个或更多的属性而被排除在这个概念之外,29,经典模型的三个基本观点,概念是对一系列属性的心理表征,概念间的关系是清晰的、轮廓分明的,一个概念的所有成员之间的关系是平等的,不存在更具代表性或更好的概念成员,所有的概念成员都具有共同的属性,30,对经典模型的质疑,经典模型在,1980,年代以前有重大影响，但逐渐遇到三类困难，对应其三个基本观点,对明确的定义属性的质疑,对“鸟”列举出“会飞”的属性,什么是游戏？,对清晰的边界的质疑,相同的物体，不同的人会将它们归入不同的类，甚至同一个人会在不同条件下将同一个物体归入不同的类,对平等的成员的质疑,同一个概念中的不同样例存在典型性等级,31,拯救经典模型,特征比较理论（feature comparison theory）,概念的语义特征分为（Rips et al,1973;Smith et al,1974）,定义特征,（defining feature）：定义一个概念所必须具备的特征，相当于概念的本质特征。,典型特征,（characteristic feature）：具有描述功能的特征，相当于概念的非本质特征。,32,特征比较理论（feature comparison theory）,定义-属性主题（defining-attribute theme）,概念核心与其辨认程序间的区分（Smith&Medin,1981）,概念核心,：,由各种属性组成，对解释一个给定概念和其他概念间的关系很重要,辨认程序,：在区分现实物体时具有一定的作用，而且会对物体的特征属性做出响应（可解释典型性效应）,拯救经典模型,33,特征表说,特征表说认为，概念或概念的表征是由两个因素构成的：,(1)概念的定义性特征，即一类个体具有的共同的有关属性；(2)关系与规则，诸定义之间关系，即整合这些特征的规则。这两个因素有机地结合在一起，组成一个特征表。概念的结构为：C=R(X，Y，.),34,特征表说认为，概念的形成过程应当包含两个既互相区别又互相联系的过程，即特征学习(Feature Learning)和规则学习(Rule Learning)。,实验设计为：研究特征学习时事先将有关的概念规则告知被试，而在研究概念规则时事先将有关特征告诉被试。,35,概念的规则三个水平：肯定和否定属于第一个水平；合取、包含性析取、条件、否定、选择性否定、联合性否定和排除等属于第二个水平；双重条件和排除性析取属于发第三个水平。,对于没有经验的被试而言，合取、析取、条件和双重条件4个基本规则的困难程度是依次增加的。,规则学习的研究得到的矛盾结果极有可能与研究者的实验条件不同有关，这也提示规则学习是一,个复杂的过程，受到一些因素的制约。,36,对特征表说的评价,优点：,可以很好地解释人工概念的研究，并且与当前的一些语义记忆模型相一致。,缺点：,它只涉及一些逻辑概念和取自命题演算的概念规则。,37,2、原型理论,针对,自然概念的特点,，心理学家在20世纪70年代从整体的角度提出了,原型理论,来说明人头脑中的概念结构。,38,原型模型的基本观点,原型模型主张，,概念主要是以原型即概念的最佳样例表征的,（Rosch，1975）,我们主要是从能最好地说明一个概念的样例来理解这个概念的,原型可以被认为是一个人所遇到的许多不同概念成员的综合和概括的表征,原型可以是这个概念中确实存在的一个样例,例如，橙子是水果的原型,原型可以是概念中根本不存在的、一个理想化的表征,例如，“软饮料”是指一种零卡路里但是味道很好的饮料，其原型应该就是这样一种饮料，但是世界上并没有哪一种饮料达到了这个标准,39,原型模型的基本观点,用“范畴成员代表性程度”表示同类个体的容许的变异性，也即其他个体偏离原型的容许距离,概念由,原型,和,范畴成员代表性程度,构成,这两个因素紧密地结合在一起，而原型起着核心的作用,40,家族相似性,（,family resemblance,）,原型模型借用了哲学家,Ludwig Wittgenstein,（,1953,）提出的关于自然概念和类别的“家族相似性”,家族相似性,一个家族中的成员彼此之间相似，一些特征在家族内是普遍的，但这并不意味着家族中的每个人都具有这些特征,家族相似性是一种趋向于一个概念的程度，而且概念样例间的共性会随着样例的不同而变化,Rosch,用家族相似性来解释自然概念的典型性效应。如果概念中的一个样例具有该概念更多的属性，它与其他样例之间就会具有更高的家族相似性，那么这个样例更典型,41,范畴的“中心”,Rosch,把那些比其他所有成员具有更多概念特征的成员称为该概念的原型，而且原型在范畴中占有特殊的地位，它是范畴的“中心”,原型模型认为，确定和描述概念最好的方式就是找出概念的中心而不是边界，也就是说找出这个概念的原型,相似性,许多心理学家认为，某些特征比其他特征由于距原型中心更近（主要）而被赋更多权重,42,验证原型的方法,句子确定实验（鉴别任务）,在范畴判断实验中，范畴中典型成员的范畴判断时间要比非典型成员的范畴判断时间快。,范畴成员列举实验,典型成员可能被最早列举出来,图画确认实验,这种实验类似于句子确定实验，要求被试判断图片中的事物是否属于某一范畴，画中的范畴成员越接近原型则反应时越短,典型性判断实验（概念成员关系判断）,每一概念范畴，其成员的典型性程度是不同的,语义归类任务,儿童最先学会的那些概念成员均是典型成员,归纳,典型成员更有可能作为认知推论的参考点,更可能说“一个椭圆差不多是个圆”,43,对原型理论的评价,原型理论可以解释经典理论所不能解释的现象,但是,不能解释人们关于概念边界的约束性知识,范畴成员的典型性在某种程度上依赖于上下文背景,对于有严格定义的概念来说，其成员的典型性的高低无关紧要,44,原型说遇到的问题,背景效应,作为休息时间的饮料：茶和牛奶,复合概念的典型性,大勺和小勺、木勺和金属勺,信息的缺失,范畴的大小,样例的可变性,特征的关联：,小鸟比大鸟更多地歌唱,45,反对原型理论的证据,不是所有概念都具有原型特征,例如，抽象概念,原型理论在解释人们关于概念的知识时也不怎么完备,属性之间的关系可用于类别化过程，一些属性比另外一些属性更可能发生变化,人们根据一个实例就能够对一个新术语给出合理推测,原型理论不能很好地解释是什么促使某些类别变得自然和连贯，以及是什么促使我们把某些物体组织在一起形成一个类别而不是另一个类别,46,3、,样例理论,样例理论（Exemplar Theory）的基本观点：,概念是对一系列独立样例的心理表征,人们最初在记忆中储存了概念的一些样例。以后在遇到新的实例时，根据新实例与这个概念的某个特定样例的相似性来判断这个新实例是否属于该概念。,47,概念的,样例理论,类别是由一组实例或样例组成的，而不是对这些实例的任何抽象描述（如对一个原型的总结性描述）,实例通过某些相似性原则而彼此组合起来,类别化和其他一些现象可以通过在特定线索条件下从记忆中提取实例的机制来解释,当在记忆中不能找到完全的匹配时，与线索最接近的临近目标常常被提取出来,48,样例理论的证据,：对典型性的解释,典型性并不表明存在原型，而仅仅反映了人们对周围世界的认识和记忆的结果,典型的实例是人们在日常生活中常见的实例，比如,水果的原型是苹果和橙子,鸟的原型，对中国人来说是麻雀，对于北美人来说是知更鸟,49,样例理论的证据非分析的概念形成,分析性的（假设考验）概念形成过程与非分析的概念形成nonanalytic concept formation）有一定差异，前者是科学的、逻辑的,非分析的概念形成要求人们关注单个的样例，在记忆中储存有关这些样例的信息，然后在遇到新实例时，将新实例与这些样例的心理表征进行比较，找出两者之间的相似性，并据此来对新实例分类,50,影响非分析的概念形成的因素,实验任务要求被试掌握能够区别单个样例的差异性信息；,最初学习样例的情景；,有一些实例其自身的特征会引导被试采用假设考验方法，而有的实例会引导被试采用样例方法；,在自然情景下，一个实例会同时属于许多概念；,在自然情景下，我们在学习实例的时候，并不知道在以后我们要用到关于这个实例的哪些信息。,(Brooks,，,1978),51,对样例理论的评价：,优点,样例可以解释典型性效应,样例可以解释为什么不同背景下原型会变化,样例能保留概念成员间的变异性信息,样例能够反映概念成员的交互性属性,缺点,无法解释概念最初是怎样形成的？,在遇到新实例时，到底记忆中的哪些样例会被激活？,相似性的具体作用机制并不清楚,发现了典型性判断和类别判断间的分离效应,52,总结：基于相似性的概念结构理论,非分析的概念形成：样例比较,样例,样例理论,形成原型,一般、概括的原型,原型理论,类似假设考验过程，寻找特征表,充分必要的特征表,经典理论,概念形成过程,概念表征形式,理论观点,53,People adopt different approaches when forming concepts:,To test specific hypotheses,To form prototypes,To memorize exemplars,形成概念的三种方式,54,When and why do people adopt different approaches?,Concept-formation task,Some simple laboratory tasks seem to lead subjects to adopt an analytical,hypothesis-testing framework.More complex stimuli lead people to abandon this approach for another.,55,与相似性有关的几条假设,相似性是共享特征数量的函数,各特征互相独立，线性可加,决定相似性的特征基本处于相同的抽象水平,概念基本上可以看作是特征的列表,56,对相似性理论的质疑,相似性会随着刺激呈现的背景而变化，是动态变化的,事物之间相似的特征有很多，特征的重要性权重由什么决定,当存在其他范畴知识指导认知活动时，相似性不再起作用,相似性无法说明由目标派生（,goal-derived）,的特殊范畴（,ad hoc category）,典型性与范畴关系的分离,57,与相似性有关的四条新假设,相似性需要包括特征，特征之间的联系,一般说来属性并非独立而是互相联结的,属性处于多个抽象层次上,概念不仅仅是特征的列表,58,重新认识相似性和典型性,相似性和典型性是一种普遍适用的分类策略或启发式,它符合信息加工的“认知经济”原则,表面相似的事物的确倾向于属于同一个范畴,事物间如果表面知觉相似，那么其他深层次的方面也倾向于相似,当有其他知识存在时，人们会调整自己的判断,59,从“相似”到“解释”的转换,对相似性提出的问题,为什么人们拥有现有的范畴？,相似性和归类的因果关系？,相似性能解释归类吗？,灵活性（,Flexibility）,特征匹配与归类,60,从“相似”到“解释”的转换,将概念看作“组织起来的理论”,基于知识的归类,我们需要相似性,相似性的作用不是给出概念结构，,而是为概念结构的获得提供线索。,61,基于解释的概念理论的提出,基于解释的概念结构理论,心理本质论（Psychological Essentialism）,理想认知模型（Idealized Cognitive Models）,心理模型（Mental Models）,双重作用理论（The two-tier approach）,62,概念的解释说,概念可以拥有属性,概念也拥有这些属性之间的各种关系，这些关系又形成了各属性之间的解释性联系,概念在记忆里并不一定是以静态知识的形式贮存的，而可能是通过属性定义和其他背景知识（如因果知识）在工作记忆力动态地构建出来的；因此，就会出现专门类别现象,概念一致性和自然性与作用于概念内部的理论知识有关，而不只是与相似性有关,关于概念表征的情景效应是在工作记忆中利用背景知识构建概念时所产生的一种现象,63,4、心理本质论,基本思想(,Medin,1989),形而上学的本质论：事物之所以成为这种事物是由于其拥有某种内部的本质,例如，石头之所以是石头是由于其拥有石头的本质,心理本质论：并不是事物本身拥有某种本质，而是人们对事物的表征反映出人们认为事物拥有本质的信念,例如，对石头的表征包括“石头具有石头的本质”这样一种信念，尽管人们并不确切地知道这种本质到底是什么,64,三个主要假设,心理本质论的三个主要假设,第一、概念包含的信息展现了通达的连续性（continuum of accessibility）,第二、经过进化，人类的知觉系统和概念系统可以最大限度地识别那些通达性较差的信息,第三、在某些条件下，构成概念的信息部分地包括了“本质标识符”（essence placeholder）,65,第一个假设：通达的连续性,通达的连续性,第一、与范畴中的实例相联系的特征分布在一个连续的范围内，包括从深层的、相对来说不可通达的特征到表层的、易于通达的特征,第二、易于通达的特征倾向于具有知觉性质（例如具有某种颜色或是特定的成分），而通达性欠缺的特征则更加抽象（例如，拥有特定的分子结构或是特定的功能）或者更多地隐藏在“背景”知识中（例如，人们怎样与概念的实例交互作用）,66,第二个假设：进化,人类知觉系统和概念系统的进化,进化使生物体的知觉系统和概念系统对那些指向深层特征的表层特征保持敏感,第一、我们的知觉系统获得的易于通达的特征通常总是准确地与深层特征相联系,第二、我们通常学习新范畴的方法应该不仅能够促进深层属性的提取，而且可以允许我们对根据易于通达的特征而形成的初始的分类进行复原和修正,67,第三个假设：本质标示符,“本质标识符”,（essence placeholder）,是在概念结构中处于最深层次的，最核心的特征,作为充分必要的特征集，可以解释名称式的概念（,三角形，社会整合度,）,作为一种原始的理论，可以解释自然类别的概念（,石头，老鼠,）,作为确定的某种功能，可以解释人造物的概念（,椅子，轮胎,）,68,研究发展,心理本质论之后,“朴素生物学”(,folk-Biology；naive-biology,),信念对概念形成和结构的影响,概念结构内部特征之间的因果关系,领域特殊性,大量认知发展方面的研究,包括核心知识,69,概念结构理论分类,基于相似性的理论（similarity-based theory）,经典理论（classical view）,家族相似性理论（family resemblance view）样例理论（exemplar view）,基于解释的理论（explanation-based theory）,心理本质论（psychological essentiallism）,理想化认知模型（idealized cognitive models）,心理模型（mental models）,双重作用理论（the two-tier approach）。,70,两类概念结构理论的比较,特征的增加,概念的发展,基于共享特征的层次,概念间结构,提示的有效性，和显著性,特征的权重,特征匹配,分类的基础,特征,分析的单元,各种相似法则，特征的总和,范畴的定义,相似性结构，特征表，互相联系的特征,概念的表征从相似的角度看概念,71,随着对真实世界知识的增加而改变概念的组织形式和对概念的解释,概念的发展,由因果链和解释链构成的网络，,概念间结构,部分地由潜在的规则决定,特征的权重,特征匹配+由潜在的规则提供的推论过程,分类的基础,特征+特征与概念之间外显的联系,分析的单元,普遍适用于范畴成员的解释性的规则,类别定义,互相联系的特征,+决定何种联系得到注意的潜在规则,概念表征,从“理论”的角度看概念,72,Category Specificity in Brain and Mind,.,Edited by Emer M.E.Forde and Glyn W.HumphreysFirst published 2002 by Psychology Press,脑与心智的范畴特异性,张航、禤宇明、孙宇浩、刘烨 译，傅小兰 审校,2007，北京：,商务印书馆,参考书,73,