认知心理学的客观研究方法
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认知心理学的客观研究方法
二、基本过程
• 1850年赫尔姆霍兹，测定青蛙运动神经传 导速度
• 1868年唐德斯（荷兰，FＣDonders）利用 反应时观察研究人的心理活动所需要的“心 理过程速度”的时间，由此反应时被引入心 理学研究领域
（一）减法反应时（唐德斯反应时ABC）
认知心理学的客观研究方法
认知心理学的客观研究方法
认知心理学的客观研究方法
计算机模拟对于研究人的认知活动 过程已经产生了三种积极的影响：
• 计算机模拟可以用来验证人的思想活动过 程
• 计算机模拟可以用来修正关于人的认知理 论或认知观点
• 计算机模拟可以发现尚未发现的认知活动 问题，从而增强对人的认知活动过程的了 解
认知心理学的客观研究方法
第三节 流程图示研究
• 减法反应时实验的延伸，最初是由斯腾伯格 (Sternberg, 1966, 1967, 1969)发展出来的
• 其逻辑是安排两种反应时作业，其中一个作业 包含另一个作业所没有的一个因素，而在其它 方面均相同，从这两个作业的反应时之差来判 定与之相应的加工阶段
• Sternberg 的经典实验 • 因素相加法有助于确定信息加工过程的各个阶
段，但确定不同加工阶段的顺序是有困难的
认知心理学的客观研究方法
(三)“开窗”实验
• “开窗”实验是反应时实验的一种新技术。它通过对某 种认知作业的分析，把每种认知成分经历的时间过程 比较直接地估计出来
• 能够直接地测量每个加工阶段的时间，从而能明显地 看出这些加工阶段，好像打开窗户一览无遗，是反应 时实验的一种新的技术
认知心理学的客观研究方法
二、基本程序
• 主要工具是计算机程序 • 用它来模拟人的某些心理活动过程，通过个人的实验来
累计数据，经过分析得出某些确定性的推断，然后把所 得结论用计算机程序加以描述，再输入计算机之中，观 察在输入相同的刺激信息条件下计算机的输出状态 • 如果计算机输出状态同人类被试输出的反应一致，说明 人的心理活动过程和计算机程序有其相似之处 • 如果不一致，则表明据已构成的计算机程序来说明人的 内部心理活动过程是不完善、不正确的，需要进行修正 • 费肯鲍姆（F A Feigenbaum）关于EAPM程序报告（初级 知觉和记忆程序，Elementary Perceptual and Memorizer Program）。EPAM通过建立一个分类树或辨别网络进行 学习。即连续加工和一次只考虑编码一种信息。如区分 A、H、V、Y四个字母的加工
• GNAT是格林沃尔德最近提出来测量内隐社会认知的研 究方法，它是对IAT的有机补充
• 它考察目标类别和属性维度（如积极和消极评价）概 念之间的联结强度，弥补了IAT实验设计中需要提供类 别维度，不能对某一对象做出评价的限制
• 吸收信号检测论的思想，实验中包括目标刺激（信号） 和分心刺激（噪音），如目标类别（Fruit）和积极评 价（Good）作为信号，而将目标类别（Bugs）和消极 评价（Bad）作为噪音，当呈现Fruit和Good时被试按 空格做出反应（称为Go），当呈现Bugs和Bad时被试 不做出反应（称为No-go）
认知心理学的客观研究方法
一、内隐联想测验方法
• 实验中被试需要完成两个联合任务，在联合任务1中， 被试对花的名字和积极词汇做出反应（如按A键），对 昆虫的名字和消极词汇共同做出反应（如按5键）；在 联合任务2中，被试对花的名字和消极词汇共同做出反 应，对昆虫的名字和积极词汇做出反应。
• 通过反应时的差异来推断是否存在联系及其紧密程度。 如联合任务1的反应时间短
认知心理学的客观研究方法
实验法（empirical method）
• 大部分关于认知过程和结构的研究都是通过严格控 制变量来观察被试行为（如反应时和/或操作准确性） 而获得的。这种方法已被证明非常有效。通过这一 方法获得的数据也被用来发展和证明众多认知心理 学理论。然而，我们在运用这些数据时需考虑两个 潜在的问题。
简单反应、选择反应、分辨反应
认知心理学的客观研究方法
（一）唐德斯减法反应时
认知心理学的客观研究方法
表2-1 三种反应时测量表
课题 刺激物 反应数
心理活动过程
A
一个
一个
简单反应
B
多个
多个 简单反应、刺激分辨、
选择反应
C
多个
一个 简单反应、刺激分辨
认知心理学的客观研究方法
(二)因素相加法(加法反应时实验)
• 1．速度和操作准确性只能为认知心理学家对他所关 心的内部过程和结构提供间接的信息。
• 2．行为数据通常是在人为环境的实验室里收集的。 人们在实验室中对一件事情的表现可能同日常生活 中的大相径庭。
认知心理学的客观研究方法
• 研究者也可采用内省法（introspection）。根据《牛 津英语词典》的定义，内省就是一个人对自身心理 过程的检查与观察。内省依赖于意识经验，而意识 经验是个人的且不为他人所知。
• 涵义：指以作业图或信息流程图的形式表 示人的心理活动，并以此分析人的信息加 工过程的研究方法
• 信息加工流程模式：用流程图的方式来分 析与概括人的信息加工过程，是一种简明、 扼要地说明人的心理活动过程的具体方法。 系列方框（一个方框表示信息加工的一个 步骤），箭头标出信息流向的方位和先后 次序
认知心理学的客观研究方法
• 由于计算模型可以说是认知科学方法的标志
认知心理学的客观研究方法
计算建模 （computational modelling）：从流程图到模拟
• 过去，许多实验认知心理学家在阐述其理论时所用 的语言总是模棱两可。这一现象使其他研究者很难 确定所获证据是否能支持某一理论。相反，认知科 学家用计算机程序来表述认知理论，使得所有细节 都清晰可辩。
认知心理学的客观研究方法
二、计算机模拟方法的基本过程
• 计算机模拟主要是用来揭示人的高级心理 活动过程，特别是人的思维活动过程
• 首先把人的认知操作编制成计算机程序 （必须具有Leabharlann Baidu次的、逻辑严密的、可运行 的）
• 其次在计算机上进行实验验证，从中观察 和了解人的认知活动过程在辨别、比较、 分析、推理和解决问题上的心理活动过程
• 2002年B Nosek的研究，当将Fruit和Good作为 信号时， d´=2.77 ，而将Fruit和Bad作为信号 时，d´=1.65，认有知心显理学著的客观性研究差方法 异
Eysenck &Keane认为认知心理学主 要有四种研究方法，即：
• 实验认知心理学（experimental cognitive psychology）： 它继承了认知心理学的实验传统且不涉及计算建模 （computational modelling）方面的内容。
• IAT效应为考察指标。IAT效应指前后两个联合任务中个 体平均反应时的差值，如果在一定显著性水平上大于0， 则实验假设成立，若小于0则说明假设不成立，则类别 与属性的关系反转，若没有显著性差异，则说明类别与 属性两个维度之间认没知心有理学所的客预观研期究方法的内在联系存在
二、The GO/No-go联想测验方 法
认知心理学的客观研究方法
EPAM连续加工程序
认知心理学的客观研究方法
第二节 计算机模拟方法
一、涵义 • 指利用计算机来模拟、检验、发现人的认
知活动及其行为表现的规律的研究方法。 • 指导思想：凡是计算机能够顺利运行的，
必须是在程序上清晰的、有序列的，而不 是假设性的或推测的。 • 通过计算机的运作来模拟人类认知活动的 严密性和逻辑性
认知心理学的客观研究方法
认知心理学的客观研究方法
第四节 口语报告法
• 涵义：又称口述记录分析法，指被试在解 决某项问题时“出声思考”（出声讲出）其思 维内容，研究者记录后进行分析，从而揭 示被试认知活动规律的研究方法
• 基本过程：对被试进行训练，要求被试解 决某个问题时出声思考并进行录音，整理 录音材料，分析后绘出问题解决行为图
• Nisbert 和Wilson (1977) 在分析了一些研究实例后， 指出内省法对认知研究基本上没有什么价值。在一 个研究里，主试先让被试看5 对依次排列且基本雷 同的长筒袜，然后要求被试判断最喜欢哪一对。在 被试做出选择后，主试要求被试回答为什么选择那 一对。绝大多数被试都选择了最右边那一对。因而 事实是，长筒袜的相应空间位置显著影响了被试的 判断。但所有被试都否认了这一因素的作用，认为 这些长筒袜的颜色、质地等方面的细微差异导致他 们做出那样的选择。
• 认知科学（cognitive science）：它开发各种计算模型来 理解人类认知。
• 认知神经心理学（cognitive neuropsychology）：它通过 研究脑损伤患者的认知损害（cognitive impairments） 来为正常人类认知研究提供有价值的资料。
• 认知神经科学（cognitive neuroscience）：它通过运用 一些技术手段（如脑功能成像）研究大脑功能以理解人 类认知。
• 在六、七十年代，认知心理学家喜欢用流程图 （flowchart）而不是程序去描述认知理论。计算机 科学家在编写具体程序代码前需要画一些流程图， 作为设计图或工作计划。流程图比文字表述更具体 和专门化，但如果不与具体程序配合使用，还是显 得不够精确。
来说，在实验达到高正确率的条件下，反 应时数据是有效的。在统计实验结果时， 应单独对反应错误率进行统计，在分析结 果时加以考虑
认知心理学的客观研究方法
第六节 内隐联想测验方法
一、内隐联想测验方法 • 格林沃尔德（Greenwald）在1988年介绍了
内隐联想测验（Implicit Association Test， IAT） • “Flower-insect IAT”：通过计算机呈现一种 花的名字，一种昆虫的名字，一个积极词 汇，一个消极词汇，要求被试对这些刺激 信息进行分类，并按实验要求揿键做出反 应
• 汉密尔顿(Hamilton,1977)、哈其和里吉曼(Hockey & Rejman,1981)的字母转换实验，如“KENC+4”
• 正确反应：OIRG，编码、转换、贮存三个阶段
认知心理学的客观研究方法
反应时实验存在的问题
• 速度与正确率权衡（trade off)问题 • 目前的主导看法是，就一般的反应时实验
认知心理学的客观研究方法
• 在GNAT实验程序中包括了两个实验阶段，在 阶段1，被试对目标类别和属性类别做出反应 （ Fruit和Good ），对Bugs和Bad则不做出反 应；在阶段2中被试对目标类别和属性类别做 出反应（ Fruit和Bad ），对Bugs和Good 不做 反应
• 采用d´做指标，将正确的“Go”反应称为击中 率，将不正确的“Go”反应视为虚报率
第二章 认知心理学研究方法
第一节 抽象分析方法 第二节 计算机模拟方法 第三节 流程图示研究 第四节 口语报告法 第五节 反应时测量法 第六节 内隐联想测验方法
认知心理学的客观研究方法
第一节 抽象分析法 一、涵义
• 又称会聚性证明法（Convergent validation method）
• 它是指采用人与计算机之间的功能类比， 并以其他实验分析为辅助，通过综合与抽 象，以推理、判断的方式得出某些（种） 推断结论的研究方法
认知心理学的客观研究方法
认知科学
• 认知科学家开发各种计算模型（ computational model）以理解人类认知过程。
• 一个理想的计算模型能引导人们去规范一个理论 并预测个体在新情景中的行为。数学模型在信息 加工范式出现很久之前就已经在实验心理学领域 （如智力测验）广为运用了。
• 计算模型最大的优点就是它们能对一个现象作出 解释性和预测性说明
• 问题行为图包括两个部分：一是被试所具 有的知识状态，二是被试的内部操作过程
认知心理学的客观研究方法
认知心理学的客观研究方法
第五节 反应时测量法
一、涵义 • 它是指刺激作用于有机体后到其作出明显反应所
需要的时间，即刺激与反应之间的时间间隔 • 又称为有机体反应潜伏期，其过程包括刺激作用
于感官、引起感官的兴奋、感受器的换能、将兴 奋传递到大脑的相应区域，大脑再对这些兴奋进 行分析加工并通过传出通路将指令传到运动器官， 运动效应器接受神经冲动，产生一定的反应 • 它是一种反应变量，作为个体成绩指标或内部加 工信息过程的复杂程度的指标
二、基本过程
• 1850年赫尔姆霍兹，测定青蛙运动神经传 导速度
• 1868年唐德斯（荷兰，FＣDonders）利用 反应时观察研究人的心理活动所需要的“心 理过程速度”的时间，由此反应时被引入心 理学研究领域
（一）减法反应时（唐德斯反应时ABC）
认知心理学的客观研究方法
认知心理学的客观研究方法
认知心理学的客观研究方法
计算机模拟对于研究人的认知活动 过程已经产生了三种积极的影响：
• 计算机模拟可以用来验证人的思想活动过 程
• 计算机模拟可以用来修正关于人的认知理 论或认知观点
• 计算机模拟可以发现尚未发现的认知活动 问题，从而增强对人的认知活动过程的了 解
认知心理学的客观研究方法
第三节 流程图示研究
• 减法反应时实验的延伸，最初是由斯腾伯格 (Sternberg, 1966, 1967, 1969)发展出来的
• 其逻辑是安排两种反应时作业，其中一个作业 包含另一个作业所没有的一个因素，而在其它 方面均相同，从这两个作业的反应时之差来判 定与之相应的加工阶段
• Sternberg 的经典实验 • 因素相加法有助于确定信息加工过程的各个阶
段，但确定不同加工阶段的顺序是有困难的
认知心理学的客观研究方法
(三)“开窗”实验
• “开窗”实验是反应时实验的一种新技术。它通过对某 种认知作业的分析，把每种认知成分经历的时间过程 比较直接地估计出来
• 能够直接地测量每个加工阶段的时间，从而能明显地 看出这些加工阶段，好像打开窗户一览无遗，是反应 时实验的一种新的技术
认知心理学的客观研究方法
二、基本程序
• 主要工具是计算机程序 • 用它来模拟人的某些心理活动过程，通过个人的实验来
累计数据，经过分析得出某些确定性的推断，然后把所 得结论用计算机程序加以描述，再输入计算机之中，观 察在输入相同的刺激信息条件下计算机的输出状态 • 如果计算机输出状态同人类被试输出的反应一致，说明 人的心理活动过程和计算机程序有其相似之处 • 如果不一致，则表明据已构成的计算机程序来说明人的 内部心理活动过程是不完善、不正确的，需要进行修正 • 费肯鲍姆（F A Feigenbaum）关于EAPM程序报告（初级 知觉和记忆程序，Elementary Perceptual and Memorizer Program）。EPAM通过建立一个分类树或辨别网络进行 学习。即连续加工和一次只考虑编码一种信息。如区分 A、H、V、Y四个字母的加工
• GNAT是格林沃尔德最近提出来测量内隐社会认知的研 究方法，它是对IAT的有机补充
• 它考察目标类别和属性维度（如积极和消极评价）概 念之间的联结强度，弥补了IAT实验设计中需要提供类 别维度，不能对某一对象做出评价的限制
• 吸收信号检测论的思想，实验中包括目标刺激（信号） 和分心刺激（噪音），如目标类别（Fruit）和积极评 价（Good）作为信号，而将目标类别（Bugs）和消极 评价（Bad）作为噪音，当呈现Fruit和Good时被试按 空格做出反应（称为Go），当呈现Bugs和Bad时被试 不做出反应（称为No-go）
认知心理学的客观研究方法
一、内隐联想测验方法
• 实验中被试需要完成两个联合任务，在联合任务1中， 被试对花的名字和积极词汇做出反应（如按A键），对 昆虫的名字和消极词汇共同做出反应（如按5键）；在 联合任务2中，被试对花的名字和消极词汇共同做出反 应，对昆虫的名字和积极词汇做出反应。
• 通过反应时的差异来推断是否存在联系及其紧密程度。 如联合任务1的反应时间短
认知心理学的客观研究方法
实验法（empirical method）
• 大部分关于认知过程和结构的研究都是通过严格控 制变量来观察被试行为（如反应时和/或操作准确性） 而获得的。这种方法已被证明非常有效。通过这一 方法获得的数据也被用来发展和证明众多认知心理 学理论。然而，我们在运用这些数据时需考虑两个 潜在的问题。
简单反应、选择反应、分辨反应
认知心理学的客观研究方法
（一）唐德斯减法反应时
认知心理学的客观研究方法
表2-1 三种反应时测量表
课题 刺激物 反应数
心理活动过程
A
一个
一个
简单反应
B
多个
多个 简单反应、刺激分辨、
选择反应
C
多个
一个 简单反应、刺激分辨
认知心理学的客观研究方法
(二)因素相加法(加法反应时实验)
• 1．速度和操作准确性只能为认知心理学家对他所关 心的内部过程和结构提供间接的信息。
• 2．行为数据通常是在人为环境的实验室里收集的。 人们在实验室中对一件事情的表现可能同日常生活 中的大相径庭。
认知心理学的客观研究方法
• 研究者也可采用内省法（introspection）。根据《牛 津英语词典》的定义，内省就是一个人对自身心理 过程的检查与观察。内省依赖于意识经验，而意识 经验是个人的且不为他人所知。
• 涵义：指以作业图或信息流程图的形式表 示人的心理活动，并以此分析人的信息加 工过程的研究方法
• 信息加工流程模式：用流程图的方式来分 析与概括人的信息加工过程，是一种简明、 扼要地说明人的心理活动过程的具体方法。 系列方框（一个方框表示信息加工的一个 步骤），箭头标出信息流向的方位和先后 次序
认知心理学的客观研究方法
• 由于计算模型可以说是认知科学方法的标志
认知心理学的客观研究方法
计算建模 （computational modelling）：从流程图到模拟
• 过去，许多实验认知心理学家在阐述其理论时所用 的语言总是模棱两可。这一现象使其他研究者很难 确定所获证据是否能支持某一理论。相反，认知科 学家用计算机程序来表述认知理论，使得所有细节 都清晰可辩。
认知心理学的客观研究方法
二、计算机模拟方法的基本过程
• 计算机模拟主要是用来揭示人的高级心理 活动过程，特别是人的思维活动过程
• 首先把人的认知操作编制成计算机程序 （必须具有Leabharlann Baidu次的、逻辑严密的、可运行 的）
• 其次在计算机上进行实验验证，从中观察 和了解人的认知活动过程在辨别、比较、 分析、推理和解决问题上的心理活动过程
• 2002年B Nosek的研究，当将Fruit和Good作为 信号时， d´=2.77 ，而将Fruit和Bad作为信号 时，d´=1.65，认有知心显理学著的客观性研究差方法 异
Eysenck &Keane认为认知心理学主 要有四种研究方法，即：
• 实验认知心理学（experimental cognitive psychology）： 它继承了认知心理学的实验传统且不涉及计算建模 （computational modelling）方面的内容。
• IAT效应为考察指标。IAT效应指前后两个联合任务中个 体平均反应时的差值，如果在一定显著性水平上大于0， 则实验假设成立，若小于0则说明假设不成立，则类别 与属性的关系反转，若没有显著性差异，则说明类别与 属性两个维度之间认没知心有理学所的客预观研期究方法的内在联系存在
二、The GO/No-go联想测验方 法
认知心理学的客观研究方法
EPAM连续加工程序
认知心理学的客观研究方法
第二节 计算机模拟方法
一、涵义 • 指利用计算机来模拟、检验、发现人的认
知活动及其行为表现的规律的研究方法。 • 指导思想：凡是计算机能够顺利运行的，
必须是在程序上清晰的、有序列的，而不 是假设性的或推测的。 • 通过计算机的运作来模拟人类认知活动的 严密性和逻辑性
认知心理学的客观研究方法
认知心理学的客观研究方法
第四节 口语报告法
• 涵义：又称口述记录分析法，指被试在解 决某项问题时“出声思考”（出声讲出）其思 维内容，研究者记录后进行分析，从而揭 示被试认知活动规律的研究方法
• 基本过程：对被试进行训练，要求被试解 决某个问题时出声思考并进行录音，整理 录音材料，分析后绘出问题解决行为图
• Nisbert 和Wilson (1977) 在分析了一些研究实例后， 指出内省法对认知研究基本上没有什么价值。在一 个研究里，主试先让被试看5 对依次排列且基本雷 同的长筒袜，然后要求被试判断最喜欢哪一对。在 被试做出选择后，主试要求被试回答为什么选择那 一对。绝大多数被试都选择了最右边那一对。因而 事实是，长筒袜的相应空间位置显著影响了被试的 判断。但所有被试都否认了这一因素的作用，认为 这些长筒袜的颜色、质地等方面的细微差异导致他 们做出那样的选择。
• 认知科学（cognitive science）：它开发各种计算模型来 理解人类认知。
• 认知神经心理学（cognitive neuropsychology）：它通过 研究脑损伤患者的认知损害（cognitive impairments） 来为正常人类认知研究提供有价值的资料。
• 认知神经科学（cognitive neuroscience）：它通过运用 一些技术手段（如脑功能成像）研究大脑功能以理解人 类认知。
• 在六、七十年代，认知心理学家喜欢用流程图 （flowchart）而不是程序去描述认知理论。计算机 科学家在编写具体程序代码前需要画一些流程图， 作为设计图或工作计划。流程图比文字表述更具体 和专门化，但如果不与具体程序配合使用，还是显 得不够精确。
来说，在实验达到高正确率的条件下，反 应时数据是有效的。在统计实验结果时， 应单独对反应错误率进行统计，在分析结 果时加以考虑
认知心理学的客观研究方法
第六节 内隐联想测验方法
一、内隐联想测验方法 • 格林沃尔德（Greenwald）在1988年介绍了
内隐联想测验（Implicit Association Test， IAT） • “Flower-insect IAT”：通过计算机呈现一种 花的名字，一种昆虫的名字，一个积极词 汇，一个消极词汇，要求被试对这些刺激 信息进行分类，并按实验要求揿键做出反 应
• 汉密尔顿(Hamilton,1977)、哈其和里吉曼(Hockey & Rejman,1981)的字母转换实验，如“KENC+4”
• 正确反应：OIRG，编码、转换、贮存三个阶段
认知心理学的客观研究方法
反应时实验存在的问题
• 速度与正确率权衡（trade off)问题 • 目前的主导看法是，就一般的反应时实验
认知心理学的客观研究方法
• 在GNAT实验程序中包括了两个实验阶段，在 阶段1，被试对目标类别和属性类别做出反应 （ Fruit和Good ），对Bugs和Bad则不做出反 应；在阶段2中被试对目标类别和属性类别做 出反应（ Fruit和Bad ），对Bugs和Good 不做 反应
• 采用d´做指标，将正确的“Go”反应称为击中 率，将不正确的“Go”反应视为虚报率
第二章 认知心理学研究方法
第一节 抽象分析方法 第二节 计算机模拟方法 第三节 流程图示研究 第四节 口语报告法 第五节 反应时测量法 第六节 内隐联想测验方法
认知心理学的客观研究方法
第一节 抽象分析法 一、涵义
• 又称会聚性证明法（Convergent validation method）
• 它是指采用人与计算机之间的功能类比， 并以其他实验分析为辅助，通过综合与抽 象，以推理、判断的方式得出某些（种） 推断结论的研究方法
认知心理学的客观研究方法
认知科学
• 认知科学家开发各种计算模型（ computational model）以理解人类认知过程。
• 一个理想的计算模型能引导人们去规范一个理论 并预测个体在新情景中的行为。数学模型在信息 加工范式出现很久之前就已经在实验心理学领域 （如智力测验）广为运用了。
• 计算模型最大的优点就是它们能对一个现象作出 解释性和预测性说明
• 问题行为图包括两个部分：一是被试所具 有的知识状态，二是被试的内部操作过程
认知心理学的客观研究方法
认知心理学的客观研究方法
第五节 反应时测量法
一、涵义 • 它是指刺激作用于有机体后到其作出明显反应所
需要的时间，即刺激与反应之间的时间间隔 • 又称为有机体反应潜伏期，其过程包括刺激作用
于感官、引起感官的兴奋、感受器的换能、将兴 奋传递到大脑的相应区域，大脑再对这些兴奋进 行分析加工并通过传出通路将指令传到运动器官， 运动效应器接受神经冲动，产生一定的反应 • 它是一种反应变量，作为个体成绩指标或内部加 工信息过程的复杂程度的指标