安德森 认知心理学及其启示 绪论

信息加工观的一般原理
对信息加工过程的一般解释

绝大多数认知过程都是由一系列相继进行 的加工阶段组成的。当一个刺激呈现时， 首先进行的是基本知觉加工，接着是把一 些基本知觉加工信息传输到短时记忆的过 程。 其后，复述(rehearsal)将短时记忆信息保持 的作用，之后有部分信息被传输至长时记 忆（Broadbent，1958） 。

狭义的认知心理学 以信息加工观和联结主义为主要特征的认 知心理学

Neisser(1967)认知心理学是指感觉输入 被转换、约减、精制、存储、提取和使 用的所有的加工过程

认知心理学与其他心理学分支的关系
它们有着密切的联系；因为认知心理学是研究人 类的基本思维机制的科学，任何心理活动过程都涉及 这些基本思维活动。
但是，人类的经验、 期望常常会影响信息 加工的过程。


人类的认知活动都是自上而下（概念驱动） 和自下而上（数据驱动）加工交互作用的 结果。
序列加工模型能够比较好地解释自下而 上的加工，对于自上而下的加工不能作 出较好地说明。

认知心理学的研究取向(II)： 联接主义观（PDP模型）

联接主义观 (parallel distributed processing)(Rumelhart ， McClelland等，1986)：80年代以后出现的观点。 该观点最吸引人的地方是，它与神经解剖功能相联系。人 类思维是在大脑里进行的，而大脑由数以亿计的彼此联系 的神经元构成。 人对外界的信息加工采用了类似神经元连接的方式而相互 作用； 强调基于神经元的平行加工观，以神经和数学为基础，进 行计算。
反应时是字母间隔的函数
短时记忆信息编码是否只有听觉编码？ （Posner等，1969）


结果：同时呈现时， AA对的反应时显著小于 Aa对；随着间隔时间增加， AA对的反应时快 速增加，但Aa对没有发生大的变化，二者差别 逐渐缩小。 解释： AA对可以直接以视觉特征比较，Aa对 必须在听觉编码的基础上才能匹配，同时呈现 情况下之所以花时多是需要从视觉编码过渡到 听觉编码；随着间隔时间增加， AA对视觉编 码的优势逐渐消失，听觉编码出现，反应时随 之增加，与Aa对的差别自然缩小。




人类认识活动的本质在于神经元之间的联结强度，以及它 们之间不断发生的动态变化。
并行分布式加工观

一个多层联结主义网 络的示意图。这一网 络的第一层是输入单 元层，第二层是内部 表征单元层或者隐藏 单元层，第三层是输 出单元层。 如果有足够的隐藏单 元，输人模式可被编 码成恰当形式，允许 恰当的输出模式从既 定的输入模式中产生。



三、认知心理学的研究方法

实验认知心理学
继承了认知心理学的实验传统，且不涉及计算建模 （computational modelling）的内容。

认知科学
开发各种计算模型来理解人类认知。

认知神经心理学
通过脑损伤研究为理解正常人类认知提供有价值的信息。

认知神经科学
通过运用一些技术手段（如脑成像研究）研究大脑功能以理解人 类认知。

2.2 认知心理学的兴起：1956年




Noam Chomsky：对Skinner 的反驳； George A．Miller：神奇数字“7” (Miller，1956)； Newell和Simon：通用问题解决者(General Problem Solver) 计算模型； Bruner、Goodnow和Austin (1956)第一次从认知加工的观 点系统考察了概念形成的规律； 人工智能(artificial intelligence)也于1956年在Dartmouth学 院 的 一 次 会 议 上 得 以 创 立。 No a m Cho ms ky, J o h n McCarthy, Marvin Minsky, Allen Newell, Herbert Simon和 George A．Miller均出席了这次会议。 1956年标志着认知心理学和认知科学的诞生*。



小结

信息加工观和联接主义观是当代认知心理学的 两种研究取向。 信息加工观采用“计算机隐喻”，认为人类的 认知活动过程是以系列和序列的串行加工的方 式对信息进行处理的。 联接主义观采用“大脑神经网络隐喻”，认为 认知活动以并行和分布式的加工方式对信息进 行处理。 前者适于解释外显性知识加工；而后者适于解 释无意识自动化加工。
3.1实验认知心理学

实验法：正确率、反应时
通过正确率和反应时间间接地反映认知加工的操作过程

内省法：报告自身的心理加工过程
比如，29+88=?
短时记忆信息编码是否只有听觉编码？ （Posner等，1969）



任务：给被试并排呈现2个字母，要求被 试以按键反应来指出这2个字母是否相同， 记录反应时。 材料：2种字母对，AA（读音和书写一 样）与Aa（读音相同、书写不同）。2种 情况下的正确反应都为“相同”。 设计：4种呈现方式，2个字母同时呈现、 间隔0.5秒、1秒、2秒。

信息的动态性
人脑中的信息加工总是伴随着一系列化学和电反 应，这些反应需要一定时间，因此任何信息加工都是 需要一定时间的；

物理具体化
任何心理活动都是一个物理系统，是在人的神经 系统中进行的，信息加工的过程是和某些神经事件相 联系的。
信息加工观的不足

该观点的最大局限在 于假设刺激主动进入 一个未被兴奋且毫无 准备的机体。

认知心理学与其他学科也非常有益 经济学、语言学、计算机……
1.2 认知心理学的研究范围

注意
一种复杂的心理系统，是心理活动有效进行的基 础；包括注意分配、注意的广度、注意切换、注意监 控等。

模式识别
对外界刺激进行辨别和归类的过程；人 类时刻都在接受大量刺激，不能有效地 进行辨别，就会带来许多麻烦（例如验 证码技术）。
认知心理学的研究取向(I)：信息加工 观

从行为水平上将人脑看作类似于计算机的信息加 工系统，用计算机的一般特征来解释人类心理。

人和计算机的信息加工系统都由感受器、效应器、 记忆和加工器等结构组成； 认知的信息加工是以序列的方式进行的；
因此，需要弄清认知活动本身的结构和过程，强 调认知加工过程的分离



比如，长时记忆和短时记忆系统
认知神经心理学的基本假设

模块化(modularity) 所有认知神经心理学方法都基于一个假设，那就是大 脑中存在众多模块 (modular) 或认知处理器 (cognitive processor) 。由于这些模块功能相对独立，因此损伤其 中的一个将不会直接影响到其他模块的运作。

记忆
信息的接受、编码、存储和提取系统。传统的观 点认为记忆包含三个子系统：感觉记忆、短时记忆和 长时记忆。当代认知神经科学的发展对记忆的理解取 得了许多进展（工作记忆）。

语言
语言是人类最主要的交际工具，其本质是人类认 识世界，通过心理过程将经验到的外在现实加以概念 化，并将其编码的结果。我们主要关注言语的理解和 产生，以及语言的获得过程。

3.3 认知神经心理学 (cognitive neuropsychology)
认知神经心理学研究脑损伤患者的认知活动模 式。研究这些患者保持完整或损害的认知特性 具有重要价值。 一是因为脑损伤患者的认知活动通常可用有关 认知心理学理论来解释。这些理论对正常认知 活动中所涉及的过程或机制进行了规范。当选 择性损伤上述某些机制时，原则上这些理论也 应该能够解释那些脑损伤患者所表现出来的许 多认知损害现象。
认知心理学
Cognitive Psychology
张小聪
139 138 20251 xiaocong_psy@163.com
主要参考书籍




Sternberg《认知心理学》中国轻工业出版 社2006年版； Eysenck & Keane《认知心理学》华东师 范大学出版社2004年版 Solso & MacLin 《认知心理学》上海人民 出版社2008年版； 彭聃龄 《认知心理学》浙江教育出版社 2004年版；
短时记忆信息编码是否只有听觉编码？ （Posner等，1969）
实验 1 550
反应时间 ms
500 AA对 Aa对
450
400 0 0.5 字母间隔时间 s 1
反应时是字母间隔的函数
短时记忆信息编码是否只有听觉编码？ （Posner等，1969）
实验 2 550
反应时间 ms
500 450 400 350 0 1 字母间隔时间 s 2 AA对 Aa对

各模块在解剖上也是独立的，故大脑损伤常常只影响 一些模块，而其他模块保持相对完好。认知神经心理 学方法可能有助于发现这些认知模块。
3.4 认知神经科学 (Cognitive Neuroscience)

认知神经科学旨在阐明心理活动的脑基础(the neural bases of the mind)，或者说，认知神经科 学的任务在于揭示心理与脑的关系。 认知神经科学是认知科学与神经科学相结合的 产物，它建立在现代认知心理学和现代神经科 学的基础上，具有高度的跨学科性、学科交叉 性，体现了心理学的一种发展趋势。

思维
人类的高级认知活动；
随着认知心理学的发展和实验技术、方法的进步， 对包括思维在内的高级认知过程进行了广泛的研究。 体现在对推理、问题解决、决策、顿悟等的研究进展 上；比如，研究显示思维具有非逻辑性、非理性、反 规则的特征。
二、认知心理学的简史
2.1 1956年之前的心理学



早期的实验心理学：反应时间的研究 构造主义心理学； 行为主义心理学； 心理语言学：Skinner与Chomsky的争论 外部力量：系统论、信息论、控制论的提出(P16) 外部力量：计算机科学(P17)的发展及其影响
3.2 认知科学

认知科学家开发各种计算模型（computational model）以理解人类的认知过程。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。 如果需要了解某一认知任务，可以将该任务分解 成一个个具体的步骤，并根据这些步骤编写相应 的计算机程序，最后将计算机运行的结果和从人 的认知实验得到的实际数据进行比较，由此来验 证对认知分析正确与否。

信息加工理论的主要特点 （Massaro&Cowan,1993）

信息的描述
确定我们所处环境和内部心理加工的信息量和类型；

不断分解
人的认知过程是可以分解的，具有一定的层次结构， 每个认知过程都可以分解成较简单的认知活动，通过仔细 的实验可以考察它们的层次结构；

信息的连续性
输入加工系统的信息不会停滞在某个部位，而总是 被及时地加工，直至输出端；

例如，注意的过滤器模型
反 感 觉 登 记
刺激

过 滤 器
觉 察 器
短 时 记 忆
应

比如，模拟汽车驾驶的ACT-R模型(秦裕 林等，2007) ，对各种路况环境（上下 坡、拐弯、跟车、超车）的情况进行模 拟，考察各种驾驶参数，为新驾驶员培 训提供建议。 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 。

并行分布式加工观

网络由单元 (unit) 或结点 (node) 交织连接而成。 一个单元就可同许多单元发生联系。 网络有不同的结构或层次，即一个输入层、一 个中间层或隐藏层和输出层。 单元通过兴奋或抑制的方式影响其他单元。一 个单元通常累加所有输入信息。当累加信息量 超过某一阈限时就输出一个单一的结果到另一 单元。 网络从总体来说其特性受各单元的特征、单元 间连接方式和决定各单元间连接强度的各项规 则所制约。
第一讲 认知心理学的产生 和发展

一、认知心理学的定义和研究范围
二、认知心理学的简史 三、认知心理学的研究方法


一、认知心理学的定义和研究ຫໍສະໝຸດ Baidu围
1.1 认知心理学的定义

广义的认知心理学 自心理学诞生以来的所有以意识或认识活 动为研究内容的心理学理论流派；比如构造主 义、格式塔学派、发生认识论……


认知神经心理学的目标

二是来自于脑损伤患者的相关证据有助于拒绝由认知 心理学家提出的某些理论 , 并且建立关于正常认知活 动的新理论。
认知神经心理学的主要目标：从脑损伤患者身上保持 完好的和受损害的各种认知能力推断正常和完整的认 知过程（Ellis和Young, 1988）。
单分离效应: 被试在A任务表现正常，而B任务表现异常 双分离效应：两个被试，一个在A任务表现正常，而B任务表现 异常；而另一个在B任务表现正常，而A任务表现异常