認(rèn)知心理學(xué)課件第一章 認(rèn)知心理學(xué)緒論

1、湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 認(rèn)知心理學(xué) COGNITIVE PSYCHOLOGY 主講主講教教師師: 鐘毅平博士鐘毅平博士 授課對象授課對象: 心理學(xué)專業(yè)心理學(xué)專業(yè) 參考書介紹參考書介紹 王更生, 汪安圣的認(rèn)知心理學(xué) 北京大 學(xué)出版社,1992年4月,共11章 梁寧建著.當(dāng)代認(rèn)知心理學(xué), 上海教育出 版社,2003年.共12章 參考書介紹 R L,Solso的認(rèn)知心理學(xué) 邵志芳等譯(據(jù) 2005年第7版),上海人民出版社,2008年,共 16章 Eysenck M.W 后者如詹姆斯(William James),關(guān)心 為什么. B. 行為主義(Behaviorism) 華生,斯金納

2、 等, 心理表征(mental representation) C. 格式塔心理學(xué)(Gestalt psychology) D、托爾曼引入中介變量，主張對行為進(jìn)行 心理分析 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 Antecedent Philosophies Empiricism: Locke, Hume, Stuart Mill emphasis: Experience / learning key is the association between experiences Nativism: Plato, Descartes, Kant emphasis: that which is

3、innate 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 Antecedents of Cognitive Psychology Individual Differences Sir Francis Galton (1822- 1911) Intelligence, morals describe conscious experience in terms of: mode, quality, intensity and duration Method: Introspection Report on the basic elements of consci

4、ousness Not Internal perception but experimental self observation Must be done in laboratory under controlled conditions Introspection should reveal workings of the unconscious 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 Antecedents of Cognitive Psychology Functionalism William James (1890) Focus: why does the mind work as

5、 it does? Function more important than content Method: Introspection in natural settings Must study the whole organism in real-life situations Must get out of the laboratory! Experimentation Comparative study of men, animals “and savages” 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 Antecedents of Cognitive Psychology Gesta

6、lt Psychology Max Wertheimer, Kurt Koffka, Wolfgang Kohler (1911) Focus: on the holistic aspects of conscious experience; what order is imposed in perception The key question is: what are the rules by which we parse the world into wholes? Method: Introspection Experience simply described as given, n

7、ever analyzed (e.g., I see a book) Kohler 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 Figure 1-1 (p. 11) Examples of Gestalt figures. Although (A), (B), and (C) all contain eight equal lines, most people experience them differently, seeing (A) as four pairs of lines, (B) as eight unrelated lines, and (C

8、) as a circle made up of eight line segments. 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 Antecedents of Cognitive Psychology Behaviourism E.g., Watson, Skinner (1930s) evolved as a reaction to the lack of progress using introspection; it rejected introspection unfortunately it threw the baby out with t

9、he bathwater became unfashionable to talk about mental representations, consciousness, mental states learning was emphasized, as was the relationship between inputs (stimuli) and outputs (responses) motivation 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 “Psychology as the Behaviorist sees it is a purely objective, experime

10、ntal branch of natural science. Its theoretical goal is the prediction and control of behavior. Introspection forms no essential part of its methods, nor is the scientific value of its data dependent upon the readiness with which they lend themselves to interpretation in terms of consciousness . . .

11、 . What we need to do is start work upon psychology making behavior, not consciousness, the objective point of our attack.” (Watson, 1913, pp.158, 176) 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 Behaviorism died because: It failed to adequately explain language Skinner (1957): children learn language b

12、y imitation and reinforcement (behaviourism) Chomsky (1959): questioned operant conditioning explanation of language Children say sentences they never heard (“I hate you mommy”) They use incorrect grammar (“the boy hitted the ball”) even though it is not reinforced The Death of Behaviorism 湖南師范大學(xué) 教育

13、科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 Behaviorism died because: Could not explain failure to condition behaviors that went against animals instincts E.g., it is difficult to train raccoons to drop coins into piggy bank they rub them instead Shows importance of biologically programmed behavior Motivated psychologists to get ou

14、t of the lab The Death of Behaviorism 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 Behaviorism died because: Localization of function in the brain forced discussion of mind Donald Hebb: some functions (e.g., perception) is based on cell assemblies Hubel say,“Nobody likes me” C: Oh! Nobody dont likes me. 第一第一 節(jié)節(jié) 概述、概述、 起源起源

15、和隱和隱 喻喻 2、信息論思想的滲透，為信息加工心理、信息論思想的滲透，為信息加工心理 學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展奠定了基礎(chǔ) 申農(nóng)用圖表示信息的傳輸過程申農(nóng)用圖表示信息的傳輸過程 第一第一 節(jié)節(jié) 概述、概述、 起源起源 和隱和隱 喻喻 認(rèn)知心理學(xué)從申農(nóng)的通訊科學(xué)理論中引入認(rèn)知心理學(xué)從申農(nóng)的通訊科學(xué)理論中引入 了以下概念：了以下概念： 第一，信息裝置第一，信息裝置 第二，信息編碼第二，信息編碼 第三，通道容量第三，通道容量 第四，系列加工和平行加工（連續(xù)的過程第四，系列加工和平行加工（連續(xù)的過程 和平行的過程）和平行的過程） 第一第一 節(jié)節(jié) 概述、概述、 起源起源 和隱和隱 喻喻 3

16、、計(jì)算機(jī)科學(xué)是當(dāng)代認(rèn)知心理學(xué)產(chǎn)、計(jì)算機(jī)科學(xué)是當(dāng)代認(rèn)知心理學(xué)產(chǎn) 生與發(fā)展的最重要條件生與發(fā)展的最重要條件 計(jì)算機(jī)對邏輯符號(hào)的操作與運(yùn)用和計(jì)算機(jī)對邏輯符號(hào)的操作與運(yùn)用和 人在思維時(shí)對語言、符號(hào)的操作與人在思維時(shí)對語言、符號(hào)的操作與 運(yùn)用之間具有類似之處，從而在形運(yùn)用之間具有類似之處，從而在形 式上把心理活動(dòng)理解為對符號(hào)的操式上把心理活動(dòng)理解為對符號(hào)的操 縱或加工過程縱或加工過程 西蒙和紐韋爾提出，可以把計(jì)算機(jī)西蒙和紐韋爾提出，可以把計(jì)算機(jī) 和人腦這兩者的內(nèi)部工作當(dāng)作符號(hào)和人腦這兩者的內(nèi)部工作當(dāng)作符號(hào) 操縱系統(tǒng)或符號(hào)計(jì)算系統(tǒng)來看待操縱系統(tǒng)或符號(hào)計(jì)算系統(tǒng)來看待 第一第一 節(jié)節(jié) 概述、概述、 起源起源

17、和隱和隱 喻喻 三、認(rèn)知心理學(xué)的隱喻三、認(rèn)知心理學(xué)的隱喻 認(rèn)知心理學(xué)的發(fā)展，主要體現(xiàn)認(rèn)知心理學(xué)的發(fā)展，主要體現(xiàn) 在研究范式的演變方面在研究范式的演變方面 目前有兩大研究范式或兩大研目前有兩大研究范式或兩大研 究綱要：符號(hào)操作系統(tǒng)范式與究綱要：符號(hào)操作系統(tǒng)范式與 聯(lián)結(jié)主義范式聯(lián)結(jié)主義范式 （一）符號(hào)操作系統(tǒng)范式（一）符號(hào)操作系統(tǒng)范式 又稱為信息處理模型、符號(hào)處理模型、串又稱為信息處理模型、符號(hào)處理模型、串 行處理模型行處理模型 計(jì)算機(jī)隱喻是該范式確立的前提和基石計(jì)算機(jī)隱喻是該范式確立的前提和基石 即把計(jì)算機(jī)作為人腦功能的一種心理學(xué)模即把計(jì)算機(jī)作為人腦功能的一種心理學(xué)模 型，從中引申出人的認(rèn)知過程

18、或心理活動(dòng)型，從中引申出人的認(rèn)知過程或心理活動(dòng) 是一種是一種“計(jì)算計(jì)算”的觀念的觀念 Cognitive Psychology in a Nutshell Cognitive Science and H. Simon Cognitive Revolution Limitations of the computer metaphor The metaphor maybe broadly correct but unhelpful because there maybe a diversity of processing models constructed on a different prin

19、ciples which will explain any given data set. Unfortunately, what computer do well, humans do poor, and what humans do well computer do stupidly or not at all. （一）符號(hào)操作系統(tǒng)范式（一）符號(hào)操作系統(tǒng)范式 符號(hào)：泛指代表、表示或意指他物的一切東西符號(hào)：泛指代表、表示或意指他物的一切東西 （紐韋爾，西蒙）。所謂符號(hào)就是模式，任何（紐韋爾，西蒙）。所謂符號(hào)就是模式，任何 一個(gè)模式只要它能和其他模式相區(qū)別，它就是一個(gè)模式只要它能和其他模式相區(qū)

20、別，它就是 一個(gè)符號(hào)。如英文字母、書上的文字符號(hào)、空一個(gè)符號(hào)。如英文字母、書上的文字符號(hào)、空 間中的光波和聲波。既可以是物理的符號(hào)，也間中的光波和聲波。既可以是物理的符號(hào)，也 可以是人腦中抽象的符號(hào)，如言語、表象等可以是人腦中抽象的符號(hào)，如言語、表象等 符號(hào)具有雙重屬性：一是具有表征外部事物的符號(hào)具有雙重屬性：一是具有表征外部事物的 功能，二是其自身具有物理或形式上的特征，功能，二是其自身具有物理或形式上的特征， 可以標(biāo)志信息加工的操作?？梢詷?biāo)志信息加工的操作。 符號(hào)操作系統(tǒng)把人類所具有的觀念、能力以及符號(hào)操作系統(tǒng)把人類所具有的觀念、能力以及 腦內(nèi)加工的過程，看作是一系列的符號(hào)及其運(yùn)腦內(nèi)加工的

21、過程，看作是一系列的符號(hào)及其運(yùn) 作的事件作的事件 完整的符號(hào)操作系統(tǒng)應(yīng)具備以下六種功能完整的符號(hào)操作系統(tǒng)應(yīng)具備以下六種功能 第一，輸入符號(hào)（輸入）第一，輸入符號(hào)（輸入） 第二，存儲(chǔ)符號(hào)（儲(chǔ)藏）第二，存儲(chǔ)符號(hào)（儲(chǔ)藏） 第三，建立符號(hào)結(jié)構(gòu)第三，建立符號(hào)結(jié)構(gòu) 第四，條件性遷移（條件傳遞）第四，條件性遷移（條件傳遞） 第五，復(fù)制符號(hào)（復(fù)制）第五，復(fù)制符號(hào)（復(fù)制） 第六，輸出符號(hào)（輸出）第六，輸出符號(hào)（輸出） 如果具有以上六種功能，它就能表現(xiàn)出智能的特如果具有以上六種功能，它就能表現(xiàn)出智能的特 征征 符號(hào)操作系統(tǒng)范式的三點(diǎn)推論：符號(hào)操作系統(tǒng)范式的三點(diǎn)推論： 第一，既然人具有智能，它就一定是一個(gè)第一，既然

22、人具有智能，它就一定是一個(gè) 完整的符號(hào)操作系統(tǒng)完整的符號(hào)操作系統(tǒng) 第二，既然計(jì)算機(jī)是一個(gè)完整的符號(hào)操作第二，既然計(jì)算機(jī)是一個(gè)完整的符號(hào)操作 系統(tǒng)，它就能夠表現(xiàn)出某種智能系統(tǒng)，它就能夠表現(xiàn)出某種智能 第三，既然人是一個(gè)完整的符號(hào)操作系統(tǒng)，第三，既然人是一個(gè)完整的符號(hào)操作系統(tǒng)， 計(jì)算機(jī)也是，那么就能夠用計(jì)算機(jī)來模擬計(jì)算機(jī)也是，那么就能夠用計(jì)算機(jī)來模擬 人的認(rèn)知活動(dòng)過程人的認(rèn)知活動(dòng)過程 計(jì)算機(jī)程序表現(xiàn)出來的功能與人的認(rèn)知活動(dòng)相類比為： 人類認(rèn)知活動(dòng) 計(jì)算機(jī) 生理過程（中樞神經(jīng)系統(tǒng)、 神經(jīng)元、腦的活動(dòng)） 計(jì)算機(jī)硬件 初級(jí)信息加工處理計(jì)算機(jī)語言 思維過程程序 最主要的認(rèn)知模型最主要的認(rèn)知模型 1、通用問

23、題解決程序（、通用問題解決程序（GPS），紐韋爾和），紐韋爾和 西蒙設(shè)計(jì)，啟發(fā)式程序，手段西蒙設(shè)計(jì)，啟發(fā)式程序，手段目的分析目的分析 方法方法 2、初級(jí)知覺和記憶程序（、初級(jí)知覺和記憶程序（EPAM），費(fèi)根），費(fèi)根 鮑姆設(shè)計(jì)，把人的記憶程序分為兩個(gè)步驟：鮑姆設(shè)計(jì)，把人的記憶程序分為兩個(gè)步驟： 操作和學(xué)習(xí)操作和學(xué)習(xí) 最主要的認(rèn)知模型最主要的認(rèn)知模型 3、人類聯(lián)想記憶（、人類聯(lián)想記憶（HAM），安德森和鮑威爾提），安德森和鮑威爾提 出，先分析簡單的命題句子，存儲(chǔ)器保持，新句出，先分析簡單的命題句子，存儲(chǔ)器保持，新句 子與子與“網(wǎng)絡(luò)知識(shí)庫網(wǎng)絡(luò)知識(shí)庫” 4、思維的適應(yīng)性控制（、思維的適應(yīng)性控制（ACT

24、），安德森提出的），安德森提出的 有關(guān)一般性知識(shí)存儲(chǔ)的認(rèn)知模型，知識(shí)的組成和有關(guān)一般性知識(shí)存儲(chǔ)的認(rèn)知模型，知識(shí)的組成和 表象概念的激活過程，陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)表象概念的激活過程，陳述性知識(shí)和程序性知識(shí) 進(jìn)行區(qū)分（前者的表征是進(jìn)行區(qū)分（前者的表征是“組塊組塊”，后者是，后者是“產(chǎn)產(chǎn) 生式系統(tǒng)生式系統(tǒng)” （二）聯(lián)結(jié)主義范式（二）聯(lián)結(jié)主義范式 20世紀(jì)世紀(jì)80年代，聯(lián)結(jié)主義范式逐漸形成，并對信年代，聯(lián)結(jié)主義范式逐漸形成，并對信 息加工的認(rèn)知心理學(xué)理論及其相關(guān)的元理論提出息加工的認(rèn)知心理學(xué)理論及其相關(guān)的元理論提出 了許多不同的看法，大大促進(jìn)了對人類心理活動(dòng)了許多不同的看法，大大促進(jìn)了對人類心理活動(dòng)

25、 過程的精細(xì)研究過程的精細(xì)研究 聯(lián)結(jié)主義認(rèn)為，人類的認(rèn)知活動(dòng)的本質(zhì)在于神經(jīng)聯(lián)結(jié)主義認(rèn)為，人類的認(rèn)知活動(dòng)的本質(zhì)在于神經(jīng) 元之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度，以及它們之間不斷發(fā)生的動(dòng)元之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度，以及它們之間不斷發(fā)生的動(dòng) 態(tài)變化，即對信息進(jìn)行的是并行分布式的加工處態(tài)變化，即對信息進(jìn)行的是并行分布式的加工處 理，這種聯(lián)結(jié)與處理是連續(xù)變化的模擬計(jì)算，它理，這種聯(lián)結(jié)與處理是連續(xù)變化的模擬計(jì)算，它 不同于對物理符號(hào)的模擬計(jì)算不同于對物理符號(hào)的模擬計(jì)算 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 Connectionism (parallel distributed processing PDP) Representatio

26、nal assumption: simple neuron-like elements code patterns of activation across a large population of such elements (Neural networks) these units are connected by weights that are modifiable by learning Positively weighted lead to activation Negatively weighted lead to inhibition Things (e.g., a lett

27、er, a word, a meaning) are represented by a pattern of activation 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 Processing assumption: activation across different levels of representation (e.g., orthographic, phonological, & semantic) is cascaded, and engaged in interactive activation all that means is that there is two way

28、communication between levels that is continually updating. rather than there being discrete, linear stages in which processing doesnt start in stage 2 until processing has finished in stage 1 (as in the information processing approach) No central processor as in information processing Connectionism

29、(parallel distributed processing PDP) 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 +- -+ -+ -+- +- +-+ +-+ -+ - +-+ -+ -+ CATCAT DOGDOG “Lexical Knowledge”“Semantic Knowledge” Parallel Distributed Processing 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 Localist Representation PDP can be contrasted with “l(fā)ocalist” representations in which a SINGLE “

30、node” stands for something symbolic (e.g., a letter, a phoneme, a word, a meaning) 湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院 心理 學(xué)系 “Semantic Knowledge”“Lexical Knowledge” CAT DOG HOUSE Semantic Features Has four legs Barks Provides shelter Localist Representation 聯(lián)結(jié)主義的核心概念聯(lián)結(jié)主義的核心概念-并行分布式處理并行分布式處理 一個(gè)典型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有三個(gè)不同的單元層一個(gè)典型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有

31、三個(gè)不同的單元層 次：輸入層、隱單元層、輸出層次：輸入層、隱單元層、輸出層 聯(lián)結(jié)主義理論模型由六個(gè)部分組成：聯(lián)結(jié)主義理論模型由六個(gè)部分組成： 一組單元，又稱為一組單元，又稱為“節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)”、“認(rèn)知單元認(rèn)知單元”、 “處理單元處理單元”，與神經(jīng)元相似，但不是神經(jīng)元，與神經(jīng)元相似，但不是神經(jīng)元， 主要是呈現(xiàn)某種水平的激活狀態(tài)，可分三種單主要是呈現(xiàn)某種水平的激活狀態(tài)，可分三種單 元：輸入、輸出、隱單元元：輸入、輸出、隱單元 激活狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)被激活以致產(chǎn)生某些變化激活狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)被激活以致產(chǎn)生某些變化 聯(lián)結(jié)模式，它決定一個(gè)單元通過輸入，對其他聯(lián)結(jié)模式，它決定一個(gè)單元通過輸入，對其他 單元所產(chǎn)生的影響，興奮性

32、聯(lián)結(jié)與抑制性聯(lián)結(jié)，單元所產(chǎn)生的影響，興奮性聯(lián)結(jié)與抑制性聯(lián)結(jié)， 聯(lián)結(jié)構(gòu)成了單元所表征的事物之間的聯(lián)想。在聯(lián)結(jié)構(gòu)成了單元所表征的事物之間的聯(lián)想。在 長時(shí)記憶系統(tǒng)中，所有信息都是以這種方式被長時(shí)記憶系統(tǒng)中，所有信息都是以這種方式被 編碼和存儲(chǔ)的編碼和存儲(chǔ)的 聯(lián)結(jié)主義理論模型由六個(gè)部分組成：聯(lián)結(jié)主義理論模型由六個(gè)部分組成： 節(jié)點(diǎn)激活規(guī)則，具體說明一個(gè)節(jié)點(diǎn)是怎么節(jié)點(diǎn)激活規(guī)則，具體說明一個(gè)節(jié)點(diǎn)是怎么 樣被輸入，又如何與現(xiàn)在的激活狀態(tài)相吻樣被輸入，又如何與現(xiàn)在的激活狀態(tài)相吻 合合 節(jié)點(diǎn)輸出功能，激活在映射到節(jié)點(diǎn)輸出時(shí)，節(jié)點(diǎn)輸出功能，激活在映射到節(jié)點(diǎn)輸出時(shí)， 一個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出就與某種激活相聯(lián)系一個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出就與某種激活相聯(lián)系 學(xué)習(xí)規(guī)則，主要是使聯(lián)結(jié)發(fā)生變化學(xué)習(xí)規(guī)則，主要是使聯(lián)結(jié)發(fā)生變化 聯(lián)結(jié)主義理論的四個(gè)明顯特點(diǎn)：聯(lián)結(jié)主義理論的四個(gè)明顯特點(diǎn)： 內(nèi)在并行性內(nèi)在并行性 分布式處理分布式處理 容錯(cuò)性容錯(cuò)性 自適應(yīng)性自適應(yīng)性 小結(jié)：小結(jié)： 信息加工取向和聯(lián)結(jié)主義取向是當(dāng)代認(rèn)知心理學(xué)信息加工取向和聯(lián)結(jié)主義取向是當(dāng)代認(rèn)知心理學(xué) 的兩種取向的兩種取向 信息加工的心理學(xué)采用的是信息加工的心理學(xué)采用的是“計(jì)算機(jī)類比計(jì)算機(jī)類比”，認(rèn)，認(rèn) 為人類的認(rèn)知活動(dòng)過程是以系列和序列的串行加為人類的認(rèn)知活動(dòng)過程是以系列和序列的串行加 工的方式對信息進(jìn)行處理工的方式對信息進(jìn)行處理 聯(lián)結(jié)主義心理學(xué)采用的是聯(lián)結(jié)主義