心理學(xué)領(lǐng)域科學(xué)推理的認(rèn)知研究.pdf

1、在人類進(jìn)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(rèn)知成分?是什么塑造了人類進(jìn)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(jìn)著對(duì)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(gè)具有豐富領(lǐng)域知識(shí)(既包含陳述性知識(shí)，又包含程序性知識(shí))的領(lǐng)域中，對(duì)這一領(lǐng)域中的個(gè)體科學(xué)推理的外在行為特征，和內(nèi)在認(rèn)

2、知機(jī)制進(jìn)行考察，最終目標(biāo)是對(duì)個(gè)體在科學(xué)推理過程中所表現(xiàn)出的有效認(rèn)知策略進(jìn)行確認(rèn)和分析，同時(shí)建立一個(gè)認(rèn)知過程模型以刻劃個(gè)體的領(lǐng)域知識(shí)對(duì)其認(rèn)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(duì)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(duì)科學(xué)思維及科學(xué)推理的研究更是蓬勃發(fā)展。盡管對(duì)這一主題的研究途徑囊括了從自然觀察、計(jì)算機(jī)模擬、實(shí)驗(yàn)室研究等各種途徑，但是對(duì)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(shí)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(duì)科學(xué)推理能力的實(shí)驗(yàn)室研究。對(duì)科學(xué)推理的認(rèn)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(shí)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(shí)的背景下研究個(gè)體的科學(xué)思維。但是盡管有研究者提出了將領(lǐng)域知識(shí)和認(rèn)知過程加以整合的研究模型，通過對(duì)整合研究的各個(gè)研究角度的回顧，我們發(fā)現(xiàn)

4、目前仍然缺乏對(duì)這一主題進(jìn)行整合的、系統(tǒng)的研究。 第三章具體闡述了本研究的實(shí)證研究任務(wù)與方法，其中包括實(shí)驗(yàn)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)材料、被試等問題。本研究的三個(gè)實(shí)證研究任務(wù)與本研究所要解決的問題相對(duì)應(yīng)，第一個(gè)實(shí)證研究任務(wù)主要探討具有不同領(lǐng)域知識(shí)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(gè)實(shí)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(rèn)知技能和策略及差異；第三個(gè)實(shí)證研究任務(wù)力圖

5、在前兩個(gè)研究的基礎(chǔ)上建構(gòu)一個(gè)領(lǐng)域?qū)＜业目茖W(xué)推理認(rèn)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(rèn)知過程模型的方法。 第四章是實(shí)證研究一，主要探討兩組具有不同領(lǐng)域知識(shí)水平的被試在科學(xué)推理過程中的行為特征。使用的實(shí)驗(yàn)任務(wù)是一個(gè)心理學(xué)領(lǐng)域關(guān)于記憶間隔效應(yīng)的部分指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。在研究結(jié)果中，對(duì)被試所提出的假設(shè)、被試自由設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)、以及被試生成的實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和數(shù)量等進(jìn)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(huì)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(jì)出普遍意義上的實(shí)驗(yàn)，但專家設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)更為具體嚴(yán)謹(jǐn)，而且會(huì)考慮諸多的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)問題。(3)專家產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)次數(shù)多于新手；專家和新手在控制變量時(shí)都有一定的規(guī)律性；專家改變的變量更為重要，而新手會(huì)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(shí)證研究二，旨在分析專家在科學(xué)推理中所使用的認(rèn)知策略，實(shí)驗(yàn)方法

7、是對(duì)兩組被試在科學(xué)推理過程中的出聲思維記錄進(jìn)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(shí)更為深入，能夠?qū)ζ涮岢黾僭O(shè)的過程進(jìn)行引導(dǎo)和限制；而新手在提出假設(shè)時(shí)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(yàn)來解釋現(xiàn)象。(2)專家在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)具有更多的加工容量來考慮實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)問題，并且會(huì)同時(shí)考慮兩種理論假設(shè)的相互干擾；而新手則花費(fèi)更多的時(shí)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(gè)假設(shè)。(3)專家在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)

8、對(duì)理論假設(shè)進(jìn)行不斷的思索和加工，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)表現(xiàn)出明顯的“理論驅(qū)動(dòng)”傾向。(4)專家對(duì)變量的控制和改變策略受到領(lǐng)域知識(shí)的影響，而新手因?yàn)椴痪哂蓄I(lǐng)域知識(shí)，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(jìn)行推斷時(shí)對(duì)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(shí)，專家會(huì)設(shè)計(jì)更多的實(shí)驗(yàn)來加以驗(yàn)證，而新手則選擇忽略這些發(fā)現(xiàn)。(7)專家在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)理論假設(shè)會(huì)進(jìn)行持續(xù)的加工，而新手則沒有。 第六章是實(shí)證研究三，

9、在前兩個(gè)實(shí)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(rèn)知技能和策略，并指出其受何類知識(shí)的影響，并指出領(lǐng)域知識(shí)對(duì)科學(xué)推理技能和策略的影響主要是通過影響對(duì)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(gè)專家科學(xué)推理的認(rèn)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(duì)教學(xué)的啟示。