认知心理学

认知心理学概述

教学要求：
通过这一章的学习，要求掌握以下主要内容。认知心理学是研究人类认知的过程、结构和功能的一门科学。认知过程、表征、认知模型等是认知心理学的重要概念。认知心理学运用反应时记录法、口语记录法、计算机模拟等特殊的方法。现代语言学、控制论、信息论和系统论等是认知心理学的重要基础。认知神经科学的研究成了认知科学研究的重要发展方向。
学时安排：4
授课方式：讲授

引入:飞机失事中的认知原因，人类因素工程学，认知科学，揭示人的信息加工及相关的因素和现象。

认知心理学和认知科学
认知心理学
此时此刻你就在进行一些独特的认知过程。实际上，作为人类就是要参与这些过程。不论是为了弄明白事物而进行的阅读，还是试图回忆把东西放在什么地方或者是解决代数中的数字问题，我们都在运用这些认知过程。即使我们没有意识到对这些过程的作用，它们仍然在进行。听演讲就是一个例子，你可能意识不到需要付出注意的认知过程，而事实上你正在注意。但是，注意于某事物是一件复杂的认知活动，不论事物对我们来说多么容易（即不需要认知努力）。事实上，这本课程的几乎所有内容的都是用来解释这种复杂性的。
什么是认知心理学
奈瑟尔对认知的定义：认知指的是对感觉输入加以转换、简化、细化、储存、恢复和利用所依赖的所有加工过程。
奈瑟尔认为认知始于感觉输入。我们的认知过程通常是，感官将外界的物理能量输入到我们的神经和认知系统，并在此对能量做进一步加工。奈瑟尔认为感觉输入必须进行转换就是这个意思。外界的物理能量必须转换为神经事件的模式，这种模式作为以后所有认知加速的基础。一旦感觉刺激中的物理能量被转换为神经事件的模式，则所有未被转换的物理能量就会完全丢失。当认知系统衰减感觉输入时，就发生这种转换。
在转换的基础上，认知系统会对信息进行简化。例：教材上的第一句话是什么？大多无法回答，因为浏览教材是并不知道哪些新信息是重要的，所以并没有可以去记住第一句话。对信息进行简化是人的认知系统的一项重要能力（灭火机器人），同时也可能是由于人的认知资源的有限性导致的。
和简化相联系的过程是细化过程。指的是对信息进行有意识的帅选的过程，例如学习认知心理学的过程，通过细化去发现重点，并作出笔记等等。细化和简化是由本质区别的，简化是一种自发的过程，而细化则是一种主动的选择的过程。
经过细化的信息会储存在人的大脑里面，时间可长可短，需要的时

候这些信息会重新被提取出来。例如学习和复习是储存信息，考试的时候则是信息恢复和被利用的过程。
以上是对人的信息加工工程（即认知过程）的简单描述。对这种信息加工过程的研究就是认知心理学的主要任务。这种以信息加工为核心的心理学就是所谓的认知心理学，但是认知心理学还有另外一层含义。
广义的和狭义的认知心理学：广义的认知心理学指以认知为研究取向的心理学，包括结构主义心理学、心理主义（以人的内部心理过程为研究重点的心理学方向。它主要用来区别于以人和动物的可观测的行为为研究重点的行为主义方向。）和信息加工心理学，主要研究人的心理活动过程以及个体认知的发生和发展，探讨人的心理事件、心理表征与信念、意向等心理活动。狭义的认知心理学指以信息加工观点为核心的心理学，又可称为信息加工心理学。
认知心理学的研究范式：

符号操作系统范式
计算机隐喻是符号操作系统范式确立的前提和基石。
计算机隐喻：把计算机作为人脑功能的一种心理学模型。从中引申出人的认知过程或心理活动是一种“计算”的观念。
理论假设：计算机和人脑都能处理符号，所以可以用计算机来模拟人脑的处理过程。

人是一个信息处理系统，或者叫做符号操作系统。
符号：泛指代表、表示或意指他物的一切东西。所谓符号就是模式，任何一个模式只要能和其他模式相区别，就是一个符号。
一个完整的符号操作系统应该具有以下六种功能：p20
输入符号
存储符号
建立符号结构
条件性迁移
复制符号
输出符号
任何一个系统，如果它能够表现出智能的话，就必须具有或执行上述六种功能。同理，如果具有以上六种功能，它就能表现出智能的特征。因此，符号操作系统实质上是认知信息处理模型的一种抽象，它表明一系列的认知过程。

符号操作系统的三点推论：
既然人具有智能，它就一定是一个完整的符号操作系统。
既然计算机是一个完整的符号操作系统，它就能够表现出智能。
既然人是一个完整的符号操作系统，计算机也是一个符号操作系统，那么久能够用计算机来模拟人的认知活动过程。

联结主义范式：
并行分布式处理
把人类的认知活动状态表达为由基本单元构成的神经网络中的各种激活模式。



认知心理学研究什么
认知心理学有广义和狭义之分，不同的研究者研究的内容也可能会不同。认知心理学家们在应该研究哪类具体事件的问题上很难达成一致见解。综合认知心理学家的工作，我们这里总结一下认知心理学的研究领域。
注意
你可

能听过别人善意的提醒：“心无二用”，所说的意思是一个人一次只能做一件事情。但是在大多数情况下，却要求我们同时注意多种事物。例如：我期望学生在课堂上既要认真听课又要做好笔记。如果“一次注意一件事物”的理论是正确的，那么我是在陷害学生，使他们的学习能力和学习效果打折扣。另一方面，也许一些学生已经相当熟练，以至于听课和记笔记已经不需要注意。事实上，注意是可以分配的，但是这种分配是由条件的。基于这种观点，老师上课看见学生玩手机的时候在提醒之前就要考虑一下这个学生是不是能很好的把注意同时分配给手机和教学内容上来。
知觉（模式识别）
我们的生存依赖于我们正确地解释较模糊的感觉输入的能力。司机在大雾中开车时，就必须注意公路，以便能正确地辨认并避开突然出现的障碍物。但是，当情况不致于威胁生命时，理解感觉输入信息的过程仍在进行。例如，我再写教案时犯了许多打字错误。在这个例子中，发现打字错误包括注意电脑屏幕以及决定像素是否恰当。换言之，我不得不从感觉输入中来决定像素是不是以正确的方式组织的。知觉就是我们整合感觉信息，形成整体印象，赋予刺激信息以意义的过程。这一过程依赖于外部信息，同时也依赖于我们已有的知识经验。
记忆
经验是一个人的宝贵财富，因为我们必须遵守从以往经验中所积累起来的行为规则，必须使用从以往经验中积累起来的能力和知识。这个简单的事实意味着，我们必须具备复制这些经验的方法，否则，经验对我们将毫无益处。有关记忆的许多问题让心理学家着迷，所以这里罗列的问题并不全面，认知心理学家对知识如何在记忆中组织比较感兴趣，诸如一下问题：我们个人经验的记忆是如何跟我对世界的一半了解相适应的？程序性知识和陈述性知识在记忆中的组织相似么？遗忘的记忆又是怎么样的？它们仍然存在于我们的心理的某个地方，还是却是丢失了？一时想不起的事情为何又会突然想起来呢？
知识的组织（表征）
与记忆储存相联系的一个问题是储存材料的形式问题。我们的记忆系统像是一个大仓库，那么仓库里面的物品又该如何储存更好呢？通常我们在整理自己的物品时，习惯把物品分门别类放置，以便于更快速找到其中的一件。心理学家把人类的知识做了分类，例如陈述性的和程序性的、情景记忆和语义记忆等等。那么不同的知识在大脑中是如何分类的，如何组织的，以何种方式存在的，才使得人类的记忆提取的效率比计算机还要高呢？这些是知识的表征所要探讨的话题。
推理
你可能上过逻

辑课，发现正确的推理规则常常是不明显的，有些规则似乎相互混淆。在一定程度上来说，你的经验是i普遍存在的。那么，该如何解释人类自然出现的推理呢？人们生来就缺乏逻辑么？这种说法是不能令人满意的、这种主张本身就缺乏逻辑。如果不能两两合并，那么人类具备正确模式识别、鲜明想象和言语报告的巨大的认知系统又有何用？有关逻辑学的经验告诉我们，人们在直观上没有必要遵循逻辑，但是现实世界的经验表明，人们却是不错的推理者。这个证据说明，人们可能使用其他（非逻辑的）推理系统来产生现实生活中非常有用的正确结论。这种可能性引起一个问题：如果说自然出现的人类推理是不合逻辑的，那么这种推理的性质是什么呢？
问题解决
你每天都要解决一些问题，大部分是小问题。当你认识到当前情境中的某些不足需要修正，你就开始了问题解决。第一步通常要确定一个修正当前情景的目标。你现在感到饿么？如果感到饿食物就是目标。一旦目标建立，你就可以用认知系统来制定达到此目标的步骤（如，你喜欢吃什么，在哪里买食物，怎样到达哪里，需要多长时间，得花多少钱等）。回答这些问题将产生一个计划或者是一系列让你达到目标的步骤，这样一来问题就得到解决。在许多情况下我们能意识到自己应达到的目标，然后开始制定计划来达到此目标。。认知心理学家对计划和制定计划的过程非常感兴趣，例如，计划从何而来？也就是说，当面临一个问题时，怎样使用记忆中的信息和其他知识形成一个目标？在问题解决中，人与人之间差别很大。为什么有些人能制定出有效的方案，也就是说形成一系列步骤，如果执行这一步骤，就会达到目标；而有些人却不行呢？
分类、概念和类型
概念性的知识不论是具体的事物，如电脑，汽车或者收音机，还是抽象概念，如真理、尊严等对我们都是非常重要的。如果不具备把新进信息组织成具有一定地位的能力，我们将不能使用其他任何认知过程。由对物体分类的能力所引起的一系列问题。你生来就具备所有概念的基础，还是由于后天的经验才使你发展了这些概念？如果是前者，这表明你所能形成的概念数量及性质是有限的。如果是后者，则表明我们愿意更多的了解具体经验在形成一般知识中的作用。
语言
语言是人们交流信息的工具，和计算机类比，语言是人类加工信息的输出过程。同时，人类在进行思考时也要借助语言。认知心理学家关注语言的获得问题，为什么人类能在儿童期轻易学习母语，而长大后再去学习外语则是比较困难的？
元认知
人们通过认

知系统对各种信息进行加工，同时我们又能意识到这一加工过程。例如你现在正在听课，是对信息的加工，同时你的认知系统还在监控着这一认知工程。这一监控过程就属于是元认知的一部分。简单来说，元认知就是对认知过程的认知。认知过程的效率如何，和元认知有密切关系，所以认知心理学家也非常关注元认知这一现象。

认知发展
人是不断发展变化的，人的认知过程也是如此。从婴儿到成人，随着人的生理上的不断成熟，人的认知过程也不断成熟，各项认知能力不断提高。到了老年期，人的认知能力又会出现逐渐下降的变化。认知发展所要探讨的就是我们的认知能力如何产生，认知发展所经历的阶段这些问题。
社会认知
社会认知，主要是指对他人表情的认知，对他人性格的认知，对人与人关系的认知，对人的行为原因的认知。社会认知是个人对他人的心理状态、行为动机、意向等作出推测与判断的过程。社会认知的过程既是根据认知者的过去经验及对有关线索的分析而进行的，又必须通过认知者的思维活动（包括某种程度上的信息加工、推理、分类和归纳）来进行。社会认知是个体行为的基础，个体的社会行为是社会认知过程中作出各种决策的结果。
认知神经科学
电脑也是信息加工系统，电脑有硬件和软件之分，同样人的信息加工系统也有硬件和软件之分。以上所述的内容都是认知的软件部分，那么这些软件赖以运行的生理基础就是硬件。这也正是认知神经科学所关注的方面。认知神经科学的研究借助于科技手段，在认知活动进行的同时对人的神经系统进行观察，了解神经系统工作的原理。认知神经科学是一个新兴的同时也是前景广阔的一个分支。

认知科学
认知科学是20世纪世界科学标志性的新兴研究门类，它作为探究人脑或心智工作机制的前沿性尖端学科，已经引起了全世界科学家们的广泛关注。一般认为认知科学的基本观点最初散见40年代到50年代中的一些各自分离的特殊学科之中，60年代以后得到了较大的发展。认知科学是一门相当年轻的学科，然而却为揭示人脑的工作机制这一最大的宇宙之谜作出了不可磨灭的贡献。
1956年9月11日召开的第一次信息论研讨会被视为认知科学诞生之日。认知科学的诞生，说明认知过程已经成为现代社会研究的核心问题。认知科学综合多学科的力量研究人的认知系统。认知科学是关于人类心智的多学科，跨领域的合作性研究，由心理学、计算机科学、语言学、人类学、神经科学和哲学六个领域组成。
认知科学是多学科的交叉学科，而认知心理学则是心理学和认知科学

的交叉，两者的目标一致，在方法上互相借鉴。认知科学关注的方面比认知心理学更加广泛，例如哲学问题。而认知心理学的研究又借助认知科学应用到更广泛的领域里面，例如人工智能，人因工程学等。

认知心理学的历史与发展
认知心理学真正成为一门学科只有很短的历史，但是认知心理学的产生有其深远的哲学基础，认知心理学的诞生有心理学内在的因素，同时也受到了其他学科的影响。本节主要回顾认知心理学的历史与现状。
认知心理学的哲学基础
心理学是从哲学中独立出来的一门学科，其发展一直受到两种不同哲学思潮的影响：理性主义和经验主义。理性主义（先验论）认为人的知识是来自我们的内心思辨，我们只有通过理性的思考和推理，才能认识世界。例如哲学家苏格拉底认为，每个人都有丰富的知识，知识需要外接的引导，帮助个人发现这些原本自己就有的知识。于是采用的“产婆术”的方式通过辩论，让人们自己得出结论。经验主义相信眼见为实，认为只有通过客观的观察和实验得出结果，才是获得真理的根本途径。自然科学的许多学科都是建立在经验主义的理论假设之上的。心理学的目标是成为自然科学，所以更多受到经验主义的影响。
心理学的发展有多个流派，不同流派的哲学基础不同。理性主义强调逻辑推理和思辨。从早期的精神分析，格式塔，机能主义到后来的人本主义都遵循这种研究思路。经验主义强调客观的实验，希望通过实证研究来得出科学的结论。构造心理学，行为主义，认知心理学都是建立在实证研究基础上的理论流派。
认知心理学的发展在研究方法上更多依据的是经验主义，但是在理论建构方面也需要逻辑推理和思辨的过程。因此，两者是互补的。

认知心理学的起源
虽然认知心理学产生的标志性事件发生在上世纪中期，但是在早期的心理学，甚至是在更早的哲学领域里，都已经包含了对认知的探索，这本分简单回顾一下 哲学以及早期心理学中所包含的认知心理学的观点。
早期对认知的探索
最早对认知的探索，可以追溯到两千年前的古希腊时代。柏拉图和亚里士多德等都对认知的本质和起源进行了探讨。
柏拉图：认知是先天固有的，教学过程就要通过具体事务的感性启发，引起学生的回忆，经过反省和思维，再现出灵魂中固有的理念和知识；同时他还把记忆比喻成鸟笼，而回忆就像从鸟笼中捕捉一只特定的鸟一样。
亚里士多德：探讨了回忆的条件，指出相似的，接近的和相反的事物有助于记忆。
此外哲学中的两大思潮的争论也围绕着人类的认知展开
通过科学

实验对认知进行研究
冯特创建心理学实验室标志着心理学成为一门独立的科学，使心理学朝着自然科学的方向发展。冯特通过借鉴自然科学的方法，对感知觉，反应，注意等问题进行了广泛的实验研究，较为系统地采用实证主义的方法研究内在心理过程。冯特的工作极大推动了心理学家们对认知过程展开更为深入研究。冯特的方法主要是内省法。
对神经传导的研究
赫尔姆霍茨首创反应时法。
视觉三色说
听觉的共鸣说

对记忆的研究
艾宾浩斯的研究，无意义音节，以往规律。
米勒的研究，短时记忆的容量限制

认知心理学的创立（相关学科的作用）
认知心理学的创立有多方面的因素，有心理学科自身发展的内在动力，也有相关学科，比如信息科学、语言学、神经科学、计算机、人因工程学等影响。
认知心理学诞生的内在条件
科学心理学自从诞生以来，一直存在两种发展思路：对心理结构的研究和内容的研究。前者侧重分析心理的结构，后者侧重分析心理的内容以及机能。心理学流派中的行为主义，格式塔学派对认知心理学的影响较大。
行为主义
华生：极端的行为主义者。S---R
托尔曼：新行为主义：S---O---R
格式塔学派
韦特海默：知觉的组织原则
科勒：问题解决的顿悟理论。

相关学科的推动
人因工程学
人因工程学领域处理人机交互作用，特别关系到人的技能和绩效的提高，该领域形成于二战期间，日益发展的先进技术需要在机器设计上得到提高。进而减少操作误差，提高工作的效率。
布罗德本特在应用心理学研究所的工作中发现，工人受机器所提供的反馈信息的支配。他观察到，飞行员驾驶飞机并不是使用所有的显示信息。确切地讲，对一些仪器的监控要比另一些多。他还发现，通常来说，显示的信息过多，飞行员不能马上注意到所有的信息。相反，飞行员必须注视数目繁多的仪表，这一过程需要大量的时间。
工程学要根据人的需要来进行设计，因此必须要去研究人的信息加工，只有这样才能更设计出更适合人操作的各种机器。

信息科学
20世纪50年代，信息论、控制论、系统论三大理论的出现推动了信息加工观点来分析与说明人的心理活动的认知心理学的发展。而这三者是信息科学的重要内容。
人类科学史上的三大基本概念：物质，能量，信息。信息论的奠基人是数学家申农，他提出了电话、电报、这类通讯装置能在一定条件下把信息传递出去的思想。
受申农的启发，认知心理学把人视为能够接受信息、处理和加工信息的信息传输装置，用信息加工的模型来说要人所具有的对信息进

行串行和并行加工的能力。
认知心理学从申农的通讯科学理论中引入了以下概念：
信息装置
信息编码
通道容量
系列加工和平行加工

计算机科学
计算机科学是当代认知心理学产生和发展的重要条件。

语言学
语言学研究的新进展，推动了认知心理学的产生。