心理學(xué)領(lǐng)域科學(xué)推理的認知研究.pdf

1、在人類進步的歷史中，科學(xué)思維起著不可忽視的作用。那么人類的科學(xué)思維究竟具有怎樣的特征?科學(xué)思維和科學(xué)推理能力中究竟包含了哪些認知成分?是什么塑造了人類進行科學(xué)探究和科學(xué)推理的思維能力?這些問題在近幾十年來不斷推進著對科學(xué)推理能力的研究。 與以往多從發(fā)展角度來考察科學(xué)推理這一做法不同的是，本研究試圖將科學(xué)思維置放在一個具有豐富領(lǐng)域知識(既包含陳述性知識，又包含程序性知識)的領(lǐng)域中，對這一領(lǐng)域中的個體科學(xué)推理的外在行為特征，和內(nèi)在認

2、知機制進行考察，最終目標(biāo)是對個體在科學(xué)推理過程中所表現(xiàn)出的有效認知策略進行確認和分析，同時建立一個認知過程模型以刻劃個體的領(lǐng)域知識對其認知過程的影響。本論文共分為七章： 第一章主要闡述科學(xué)推理能力研究的起源、歷史途徑。對思維的研究興趣是隨著科學(xué)心理學(xué)的誕生而出現(xiàn)的，在過去的幾十年中，對科學(xué)思維及科學(xué)推理的研究更是蓬勃發(fā)展。盡管對這一主題的研究途徑囊括了從自然觀察、計算機模擬、實驗室研究等各種途徑，但是對科學(xué)推理能力的本質(zhì)及來源仍

3、然存在著問題。因此，本章闡述了本研究的基本研究構(gòu)想，即在具有豐富知識的領(lǐng)域來探討人類科學(xué)推理能力的特征、成分以及形成。 第二章著重論述了對科學(xué)推理能力的實驗室研究。對科學(xué)推理的認知研究走過了從“分割”到“整合”的歷史，即從最初的在完全脫離領(lǐng)域知識的情況下研究人類的一般推理能力，轉(zhuǎn)為現(xiàn)今在有領(lǐng)域知識的背景下研究個體的科學(xué)思維。但是盡管有研究者提出了將領(lǐng)域知識和認知過程加以整合的研究模型，通過對整合研究的各個研究角度的回顧，我們發(fā)現(xiàn)

4、目前仍然缺乏對這一主題進行整合的、系統(tǒng)的研究。 第三章具體闡述了本研究的實證研究任務(wù)與方法，其中包括實驗任務(wù)、實驗材料、被試等問題。本研究的三個實證研究任務(wù)與本研究所要解決的問題相對應(yīng)，第一個實證研究任務(wù)主要探討具有不同領(lǐng)域知識的被試在科學(xué)推理過程中生成的產(chǎn)品的異同，旨在探討被試之間的科學(xué)推理行為層面的差異；第二個實證研究任務(wù)主要通過出聲思維記錄的分析來探索被試在科學(xué)推理過程中所使用的認知技能和策略及差異；第三個實證研究任務(wù)力圖

5、在前兩個研究的基礎(chǔ)上建構(gòu)一個領(lǐng)域?qū)＜业目茖W(xué)推理認知過程模型。本章的第二部分則具體闡述了使用出聲思維記錄來建構(gòu)認知過程模型的方法。 第四章是實證研究一，主要探討兩組具有不同領(lǐng)域知識水平的被試在科學(xué)推理過程中的行為特征。使用的實驗任務(wù)是一個心理學(xué)領(lǐng)域關(guān)于記憶間隔效應(yīng)的部分指導(dǎo)實驗。在研究結(jié)果中，對被試所提出的假設(shè)、被試自由設(shè)計的實驗、以及被試生成的實驗質(zhì)量和數(shù)量等進行了比較分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)(1)專家被試能夠提出更為明確的、清晰的完整的

6、假設(shè)，而新手提出的假設(shè)模糊、不完整，往往只是提及一些術(shù)語，而且新手還會提出一些與現(xiàn)象無關(guān)的假設(shè)。(2)兩組被試都能設(shè)計出普遍意義上的實驗，但專家設(shè)計的實驗更為具體嚴謹，而且會考慮諸多的實驗細節(jié)問題。(3)專家產(chǎn)生的實驗次數(shù)多于新手；專家和新手在控制變量時都有一定的規(guī)律性；專家改變的變量更為重要，而新手會改變與理論假設(shè)無甚關(guān)系的變量。(4)新手得出的正確結(jié)論數(shù)低于專家。第五章是實證研究二，旨在分析專家在科學(xué)推理中所使用的認知策略，實驗方法

7、是對兩組被試在科學(xué)推理過程中的出聲思維記錄進行分析比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1)專家在提出假設(shè)階段所提取的知識更為深入，能夠?qū)ζ涮岢黾僭O(shè)的過程進行引導(dǎo)和限制；而新手在提出假設(shè)時的思維更多出現(xiàn)散亂的特征，甚至使用想象的方法，或是僅僅用已有經(jīng)驗來解釋現(xiàn)象。(2)專家在設(shè)計實驗時具有更多的加工容量來考慮實驗細節(jié)問題，并且會同時考慮兩種理論假設(shè)的相互干擾；而新手則花費更多的時間精力在理解加工理論假設(shè)任務(wù)上，一次只能考慮一個假設(shè)。(3)專家在實驗過程中會

8、對理論假設(shè)進行不斷的思索和加工，在進行實驗時表現(xiàn)出明顯的“理論驅(qū)動”傾向。(4)專家對變量的控制和改變策略受到領(lǐng)域知識的影響，而新手因為不具有領(lǐng)域知識，因而采用“從左至右”、“從上至下”的啟發(fā)法來改變變量。(5)專家在進行推斷時對數(shù)據(jù)的搜索更多更深。(6)在遇見“預(yù)期之外”的結(jié)果時，專家會設(shè)計更多的實驗來加以驗證，而新手則選擇忽略這些發(fā)現(xiàn)。(7)專家在整個實驗過程中對理論假設(shè)會進行持續(xù)的加工，而新手則沒有。 第六章是實證研究三，

9、在前兩個實證研究的基礎(chǔ)上，本論文首先提出了在科學(xué)推理過程中專家所使用的認知技能和策略，并指出其受何類知識的影響，并指出領(lǐng)域知識對科學(xué)推理技能和策略的影響主要是通過影響對理論假設(shè)的表征和加工深度，以及由此而帶來的工作記憶資源限制為中介。最后我們嘗試建立了一個專家科學(xué)推理的認知過程模型，并將這一模型與1名專家被試的出聲思維記錄相比較，以修訂這一模型。 第七章闡述了本研究最終的研究總結(jié)，研究的不足之處和建議，以及本研究對教學(xué)的啟示。