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顿悟问题解决的原型事件激活理论. 西南大学心理学院 张庆林. 顿悟的早期行为研究回顾. Wolfgang Kohler Animal researches，1917. Studies with human. 问题表征方式转变的过程 —— 是一次性的还是渐变的？. 河内塔问题 1. 有三根杆子 A 、 B 、 C 。 A 杆上有五个碟子。 2. 每次移动一个碟子，大碟子不能移在小碟子上面。 3. 把 A 杆上的五个碟子移到 C 杆上需要多少步？.
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顿悟问题解决的原型事件激活理论 西南大学心理学院 张庆林
顿悟的早期行为研究回顾 • Wolfgang Kohler Animal researches，1917
问题表征方式转变的过程——是一次性的还是渐变的？问题表征方式转变的过程——是一次性的还是渐变的？ • 河内塔问题 1.有三根杆子A、B、C。A杆上有五个碟子。 2.每次移动一个碟子，大碟子不能移在小碟子上面。 3.把A杆上的五个碟子移到C杆上需要多少步？
研究发现（张庆林，1989）：被试在刚刚着手解决河内塔问题时，往往先从最高几层入手，盲目尝试（可称为“知觉策略”，或“试误策略”），并不像Simon所说的那样，运用“手段－目标”分析；研究发现（张庆林，1989）：被试在刚刚着手解决河内塔问题时，往往先从最高几层入手，盲目尝试（可称为“知觉策略”，或“试误策略”），并不像Simon所说的那样，运用“手段－目标”分析； • 在其后的尝试过程中，会发现新的启发信息，因此换用新的启发式思维策略，比如组块策略、同化策略、规则策略等； • 直到最后，获得最关键性的启发信息（最底下的一个盘不在目标柱上），就彻底地顿悟了河内塔问题地奇偶规律性，并采用最有效率的启发策略（递归策略）。 • 顿悟不是一次完成的，而是在思考过程中逐步获取更多的启发信息，因此对问题的表征逐步发生一次又一次的变化，采用的思维策略也随之一次又一次地向启发性更高的策略转化，搜索效率也随之不断提高，直到在问题空间的搜索过程中突然获得关键性的启发信息（最底下的一个盘不在目标柱上），最终的顿悟就发生了。
研究者关注的焦点及争论 1.顿悟为什么难以产生，即旧的思维方式何以阻碍问题的解决。 功能固着理论； 心理定势理论； 心理动力学理论； 2. 顿悟是如何产生的，新的、能有效解决问题的思路是如何实现的。 表征转变（representation change）理论 ； 进程监控（progress monitoring）理论 ；
1 引言1.1 当前顿悟认知机制的主要理论 • 表征转变（representation change）理论 ； Simon & Kaplan,1990;Knoblich,1999,2001 • 进程监控（progress monitoring）理论 ； Ormerod & Chronicle , 2001,2002,2004
表征转变理论 • Kaplan和Simon（1990） • 人在解决问题的时候，往往根据题目本身所提示的方式来表征问题，并在相应的问题空间中进行搜索。 • 如果在问题空间中长时间找不到办法使问题得以解决，就寻找新的问题表征方式，而潜在的可能的新表征方式是很多的，这就需要在元水平空间（meta－level space）中搜索一个恰当的表征，最终使问题得以解决。 残缺棋盘问题 （MC问题）
知觉线索突出的MC图形 无知觉线索的MC图形 • 正确答案：不能铺。 • “几何拼图”问题表征“对等性”表征
国内学者（张庆林，1996）关于MC问题的实验发现：国内学者（张庆林，1996）关于MC问题的实验发现： • 被试的问题表征必须跳出“铺试问题空间”从而进入“元水平的问题空间”。Try a switch hueriscics. • 被试在元水平的问题空间中进行搜索时，必须有很强的定向，使搜索成为有高度选择性的搜索，才能最终在其中发现正确的表征。 • 该研究还发现，被试的搜索并不总是知觉驱动的，有时是概念驱动的，而且后者的迁移性更高。 • 提示和知觉线索是影响顿悟的外部因素。影响顿悟的最重要内部因素是启发式搜索策略的使用。 • 元认知策略在问题表征转变中起着重要的作用。
进程监控理论 • MacGregor等（2001） • 认为影响顿悟问题解决的因素主要有两个： • 限制（constraints，即，各种抑制因素和思维定势） • 驱力（dynamic，即，个体试图寻找其它解决方法的驱动力）。 • 个体会依据将要达到的问题目标状态，确定一些内在标准（criterion）来监控每一个局部行为（手段）的有效性，一旦个体认识到，已经找不到符合标准的新办法时，或再也无法进一步缩小当前状态与目标状态之间任何微小差异时，就出现criterion failure （ “标准失败”）. • 此时，就会产生一种内在的驱动力（driving force），促使他去解除抑制（已有知识经验的局限），寻找其它的解题途径（从错误问题空间进入正确的问题空间）。
九点四划问题 • 要求4条直线划掉9个点 • MacGregor等（2001）用“九点四划”问题的实验证明自己的理论。该实验认为，问题解决者力求每条线划掉尽可能多的点数（maximization heuristics，称为“最大化启发策略”），实际上也就是局部最优法（爬山法）。由于要求4条线划掉9个点，因此，每条直线平均要划掉2个点以上。
他们的理论假设是：提供不同的“第一划”提示，对被试的影响是不同的——提供的“第一划”是穿过顶部三点并伸展到方框外面（右上图）的被试组的成绩，比提供的“第一划”是对角线（不伸展到方框外，见右中图）的被试组成绩要差（而以前人们认为前者更有助于问题解决，因为它打破了直线要画到方框内的限制）。他们的理论假设是：提供不同的“第一划”提示，对被试的影响是不同的——提供的“第一划”是穿过顶部三点并伸展到方框外面（右上图）的被试组的成绩，比提供的“第一划”是对角线（不伸展到方框外，见右中图）的被试组成绩要差（而以前人们认为前者更有助于问题解决，因为它打破了直线要画到方框内的限制）。 • 该理论的解释是：对角线提示能更快促使被试寻找其它方法（因为如果从对角线出发在方框内画另外两条直线只能划掉3个点，而从顶部水平线出发在方框内可以划掉4个点），即前者与后者相比更先使被试到达标准失败。实验结果证明了他们的假设。
1.2 原型事件激活理论构想 • 1.2.1 提出背景 • 过去强调其潜意识方面，认为它是一种无意识的过程。 • 各种理论虽然从不同的角度对顿悟的认知机制作了阐释，强调认知的变化对顿悟的作用，但是却没有说明认知变化的条件。
1.2.2 原型事件激活理论构想 对解决当前顿悟问题最具有决定性和指导性的启发信息 激活 原型事件 关键启发信息 当前顿悟问题 对当前的顿悟问题解决起到启发作用的认知事件。比如，类比推理中“原型问题”、创造性想象中“原型”。强调头脑中当时表征的认知事件，而不是客观事件。
该理论认为：是否能够正确提取相关的认知事件（原型事件），并从中获取关键的启发信息是人们解决顿悟问题的关键所在。该理论认为：是否能够正确提取相关的认知事件（原型事件），并从中获取关键的启发信息是人们解决顿悟问题的关键所在。
1.2.3 证实和检验该理论的相关研究 （1）曹贵康（2004）——图形的四等分问题 一个正方形去掉四分之 一个角后剩下的部分， 请将该图等分成四个大小 和形状都相同的图形。
解题思路 • 将该图形等分为三个小长方形（图A），然后将每一个小长方形等分为四个更小的长方形（即将图形十二等分,图B），最后将这些更小的长方形每三个按L型形状组合在一起（图C）。
编制了4个相应的原型题，分别为：三等分题、四等分题、十二等分题和L图形组合题，每一个原型题中都包含了解答四等分问题所需要的启发信息。编制了4个相应的原型题，分别为：三等分题、四等分题、十二等分题和L图形组合题，每一个原型题中都包含了解答四等分问题所需要的启发信息。 • （1）三等分原型题：图A是一个正方形去掉四分之一个角后剩下的部分，请将该图等分成三个大小和形状都相同的图形。 • （2）四等分原型题：请将一个长方形分成4个大小和形状都相同的图形（图略）。 • （3）十二等分原型题：图B是一由三个相同的小正方形组合而成的图形，请将该图等分成12个大小和形状都相同的小正方形。 • （4）L型组合原型题：图C和图D都是由相同的小正方形组合形成的，请问图C可以由几个图D组合形成？怎么组合？
该实验有3个组: • 1)控制组，直接解答四等分问题； • 2)一组为原型组，先解答四个原型题，再解答四等分问题； • 3)另一组为提示组，先解答四个原型题，再解答四等分问题，并在解答四等分问题的过程中得到关于如何思考的提示。要求所有被试在整个答题过程中进行出声思维。 • 结果发现，实验组的被试在解答四等分问题的过程中，都会激活特定的原型，但是激活了原型并不一定能正确解答四等分问题，只有原型事件中所包含的启发信息被激活，才能促进顿悟的出现。研究还发现，原型事件及其启发信息的激活是分阶段的、渐次发生的过程。
研究者还进一步考察了原型事件及其启发信息的激活是自动加工还是控制加工:研究者还进一步考察了原型事件及其启发信息的激活是自动加工还是控制加工: • 1)考察原型学习量的增加是否会促进原型事件及其启发信息的激活； • 2)考察提示对原型事件及其启发信息激活的影响。 • 所使用的原型题有三类：三等分题、十二等分题和L型组合题（与实验一的有关原型题目设计方式相同）。每类原型题各由6个同型问题构成（共18个原型问题）。 • 实验结果表明： • ①总的来说，激活原型事件的被试成绩优于没有激活的被试；但是，激活原型事件的被试并不是100％成功，只有那些同时激活原型事件中所隐含的关键启发信息的被试才会获得成功。因此证明：原型事件及其所包含的启发信息的激活是顿悟的重要条件。 • ②原型题目学习量的增加并不能有效促进原型事件的激活人次的提高，提醒“注意使用原型”的指示语也没有促进原型事件的激活人次的提高，因此可以认为原型的激活是自动加工的结果。 • ③ 已经激活原型的被试中，接受“使用原型”指示语的被试成绩优于没有接受指示语的被试，因此原型中所包含的启发信息的激活似乎是控制加工的结果。
（2）邱江（2005）——九点问题 该实验选取3个问题（C、D和E）作为解决九点问题的原型事件，同时设置了2个干扰问题（A和B。
该研究采用“学习——测试”二阶段的实验范型。该研究采用“学习——测试”二阶段的实验范型。 • 自变量：学习阶段分内隐学习和外显学习两个组及控制组。 • 内隐组的指导语为：现在请你用规定的直线条数把下面的所有点连接起来。 • 外显组加上：“请你认真完成这些任务，尽可能找到每一问题的正确划法，并注意这些问题的划法，特别是一些不同寻常之处，它们会有助于你解决接下来的一个类似问题。” • 研究结果显示，发现“学习”大大提高了正确解决九点问题的人次比；内隐学习组与外显学习组的正确率高于控制组，而两组之间的差异不显著。通过对口语报告的分析，进一步发现个体在解决九点问题的过程中自动激活相关的原型事件，并从中获取重要的启发信息，是提高正确率的主要原因。
（3）任国防(2005)——中国古典的“装缸问题”（3）任国防(2005)——中国古典的“装缸问题” 36口缸，7条船来装，条条装单（数）不装双（数），请问怎么装？ • 实验一：让被试在3种不同条件下解决装缸问题，除原题外，还有两个原题的变式： 第一种是给出第一、二条船已经装好的缸数3、5，让被试在此基础上进行思考如何装缸； 第二种给出了第一、二、三、四条船已经装好的缸数1、3、3、5，让被试在此基础上进行装缸。 • 通过考察被试达到标准失败（criterion failure）的时间和在规定时间内解决问题的人数来检验进程监控理论。
实验2考察了表征转换理论和被试在错误的问题空间内搜索问题的答案时线索的作用。实验2考察了表征转换理论和被试在错误的问题空间内搜索问题的答案时线索的作用。 • 一共有3个实验条件：第一种是原题；第二种是定势削弱组：在原题基础上改问“能否装”； 第三种是线索题：在原题基础上加了三条线索。 • 线索1：请注意如果每条船都装单数的话，总数是个什么样的数？ • 线索2：请注意每条船所装数目的最小公约数是多少？ • 线索3：请想一想36除以7等于多少？在线索题当中，只有线索1对被试进入正确的问题空间有启发作用，其它2条线索是干扰线索。 • 结合两个实验后的口语报告，该研究发现：（1）顿悟问题的解决过程中，被试最初总是会运用常规问题的解决办法来尝试，达到标准失败的早迟对成绩没有显著影响，否定了进程监控理论。（2）即使个体较早地将问题的表征转换到元水平问题空间，并不能导致问题解决成功率的上升，这个结果是表征转变理论无法解释的。（3）顿悟问题解决既需要被试跳出错误的问题空间，更需要正确的线索激活，似乎关键启发信息的激活理论更能够解释该实验的结果。
1.3 相关的一些研究回顾 • 实验范式： • 德国Wagner等提出的睡眠中“顿悟”的研究范式 • 西北大学Jung-Beeman等人创设了“词语法”的多事件顿悟实验范式 • 罗劲等人 ( 2002,2003,2004)——呈现谜底来催化“顿悟”过程的研究范式, 首次探索了顿悟的神经机制。
180 200 字谜研究实验一 原型启发效应的检验和字谜库的建立 2.1 预试：字谜的选编与初步评定 来源：书籍、互联网 200条字谜（靶字谜）——编写对应的原型字谜。 程序：采用五点评定法对靶字谜的合理性与巧妙性进行评定 合理性(<2.5) 巧妙性(<2.5) 谜面长度 配对好坏
180 99 2.2 实验1a + 2.3 实验1b • 目 的: 探讨原型事件激活对解决字谜的简单促进效应；为靶字谜库建立难度，启发量等分类指标。 • 自变量: 有无学习(原型字谜)。 • 因变量: 解决靶字谜的正确率,反应时,以及对原型字谜启发性、合理性和巧妙性的主观判断（5点评分）。 • 被 试：西南大学在校文理科学生62人 正确率太高(>50%) 反应时太短且正确率高 合理性或巧妙性(<2.5)
实验1a流程示意图 1s 60s 7s • 实验1b流程示意图 1s 20s 1s 20s 1s 60s 7s
衮 （“衣”破开，加了一个“公”在中间）
结果发现：学习组的平均正确率约为58%，而无学习组约为14%; 而且学习组的解决时间均有非常明显的提高。这表明： 原型字谜的学习促进了靶字谜的解决，出现了显著的原型启发效应。 • 99字谜库 • 每条靶字谜的指标有：正确率1，正确率2，反应时1，反应时2，合理性，巧妙性及启发性主观评定值 ，实测的原型启发率 和难度值。 • 说明：实测启发率＝正确率2－正确率1； 难度值＝100－正确率1×100； 99字谜库
研究二 原型事件激活的机制研究 实验2 ：原型事件学习量及难度对激活的影响 目 的：采用“多个原型谜语学习-多个靶谜语测试”的二阶 段实验范式，探讨原型事件的激活是否会受启发信息数量以及字谜难度的影响，从而探讨激活过程自动还是控制的。 自变量:3×2——一次学习原型字谜的个数 (3/6/9，总数36对)；靶字谜难度（高、低两个水平）。其中，数量是组间变量；难度是组内变量。 因变量:解决靶字谜的正确率,反应时等指标。 实验3 ：原型事件学习量及启发量对激活的影响 （同实验2，只是“难度”指标换成“启发量”）
实验程序：学习阶段 检查阶段 猜谜任务阶段
同 “同”字里面的“一”移下来
衮 （“衣”破开，加了一个“公”在中间）
旱 （“日已高”即“日”放在最上面 + “十”+ “一”＝旱 ）
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检查完毕！ 请尽快猜测以下呈现的字谜！
