空间位置关系的概念形成过程

1、空间位置关系的概念形成过程摘要本实验通过PsyTech心理实验系统学习了掌握人工概念的实验方法，研究个体人工概念的形成过程，通过比较简单空间位置和复杂空间位置条件下的概念形成速度以及不同被试间的差异，分析探讨个体掌握不同空间位置关系概念的过程和思维策略。被试为华东师范大学心理系大二学生6名。实验结果表明：空间位置的简单与复杂对形成速度的影响并不大；概念形成具有显著个体差异；人工概念的难度对被试的概念形成也有显著影响。关键词 概念形成 假设检验理论 叶克斯选择器 空间位置关系引言 概念是人脑反映事物本质特征或联系的思维形式，是一种高级的心理活动。由于概念具有较高的抽象和概括水平，所以在人类的主观

2、思维活动中，概念的形成至关重要。概念的形成过程就是个体以直接经验为基础，从许多同类事物的不同例证中独立发现和获得客观事物的共同特征的过程。为了研究概念的形成过程，常常使用人工概念。人工概念是在实验室条件下，运用实验法人为地将客观事物的属性或特征结合起来研究概念形成过程而定义的概念。制造人工概念时，研究者先确定一个或几个属性作为对材料分类的标准，这个标准被试不知道，主使只是将材料交给被试，请其分类。在此过程中，被试通过尝试可以知道结果是对还是错。通过不断摸索，可以学会分类，即掌握这个人工概念。通过对人工概念的研究，不仅可以了解概念形成的条件、影响因素及规律等，而且有助于了解被试对事物进行抽象化的

3、水平。 一般可以将概念的形成分为三个阶段：1.抽象化，指将事物某一属性作为事物特征，从而以特征辨认事物的过程。2类化，指将其他在特征属性方面与概念事物相同的事物归为同类，忽略非特征属性差异的过程。3.辨别，指认知事物属性差异性，明确区分类别，确立各概念间关系的过程。 最早关于概念形成的心理学实验是美国心理学家赫尔（C.H.Hull）于1920年进行的。实验要求被试利用配对学习法对具有相同偏旁的汉字和无意义音节进行配对。实验分为多个单元，每个单元在配对规则上相同但内容不同。通过多次实验，直到被试找到汉字和无意义音节的联系为止。通过对被试配对情况的记录和研究，证明在最后阶段被试已经掌握了配对规律，

4、在进行配对实验时能够排除偏旁或音节内容变化的影响，也就说明被试对配对的本质特征有了概念性的认识。继赫尔之后，E.Heidbreder也做了概念方面的研究，得出人类对于不同概念的形成顺序依次是具体概念、空间概念和数的概念。这与皮亚杰从儿童智力发展阶段中得出的结论一致。 本实验研究的是物体空间概念的形成过程，属于抽象的事物间相互关系的概念，根据E.Heidbreder得出的结论，这是一个中等难度的概念形成实验。本实验程序是根据叶克斯选择器的原理编制的。叶克斯选择器是由叶克斯（Yerkes，1921）设计的1，又称多重选择器，他所设计的人工概念是关于空间位置关系的概念，可测定被试掌握各种简单和复杂空

5、间位置的概念形成过程及能力，可了解被试分析问题及概括总结问题的能力。10机械的叶克斯选择器共有三排各12个带指示灯的按键。主试一方有二排，中间有挡板与被试相隔。其中手工设定图案时后排为控制键，主试按一定原则设计，前排的按键与声音Person相关，作为供设定的概念位置。实验时，后排亮灯与被试面相同，前排亮灯表示确定声音位置。被试一方为一排，作为选择反应之用。实验时被试从亮灯键中选出带声音的键。 本实验程序就是根据其原理编制的。实验中，被试会在计算机屏幕上看到不同排列组合的黄色实心图，每行中都有一个黄色圆与声音相连。共有5组供选择每组的声音圆都遵循同一个位置规律，且有510个不同排列组合方式循环呈

6、现。程序采用了叶克斯选择器的逻辑假设，但简单易行、节省时间。该程序的操作定义是：被试经多次尝试后，如能连续三遍第一次就能选对（点击后变红同时发声），说明被试掌握了这个规律或者说形成了这个概念。 实验假设：概念形成具有显著个体差异；人工概念的难度越高，概念形成越难，而且这种影响越明显。2 方法2.1 被试随机选取华东师范大学心理系本科女生5名，平均年龄20岁。2.2 仪器与材料2.2.1仪器计算机及PsyTech心理实验系统。2.2.2材料不同排列组合的黄色实心图，每行中都有一个黄色圆与声音相连。共有5组供选择每组的声音圆都遵循同一个位置规律，且有510个不同排列组合方式循环呈现。2.3程序1）

7、登录并打开PsyTech心理实验软件主界面，选中实验列表中的“概念形成”。单击呈现实验简介。单击“进入实验”到“操作向导”窗口。实验者可进行参数设置（选择不同概念组），然后进行练习实验，或直接点击“正式实验”按钮开始。2）指导语：这是一个关于研究人工概念的实验。屏幕上有12个空心圆，实验时会循环出现不同组合的黄色实心圆，每行黄色圆中都有一个与声音连接，你用鼠标左键单击该圆会变红，同时发声，即目标圆。实验就是请你通过不断地尝试和推理，找出这个目标圆所处位置的规律。直至你连续三遍第一次就能点中这个圆，就表示你掌握了这个概念，本次实验结束。在你明白了上述实验步骤后，可以先进行练习，练习结束后再点击下

8、面的“正式实验”按钮开始实验。3） 实验开始后，屏幕呈现一行黄色实心圆，其中有一个与声音相连（即目标圆），被试点到就变红色同时发声。每行中这个目标圆都遵循一定的规律。实验就是让被试发现或掌握这个目标圆的位置规律。例如：屏幕亮出3个黄色圆（连续无空格，中间一个与声音相连）。被试反应点击左边和右边第一个都无声音，点中间则变红色（发声）。这时被试应有三种假设，即左二或右二概念和中间概念。接着又呈现下一行5个黄色圆（中间可能有空格），被试会对前面的假设进行验证。点击左二及右二均无声音，说明这两个假设不对。点击中间则会变色（发声），说明第三个假设是对的。如被试已掌握了这个概念，接下去无论屏幕呈现何种组合

9、的黄色圆，被试第一次就会去点击中间黄色圆。若能连续三遍第一次就点对，则说明已掌握了这个人工概念。被试只有点到目标圆，才能继续下一次实验。连续三遍第一次就点对则出现祝贺声音，同时本组实验结束。4）实验结束，数据被自动保存。实验者可直接查看结果，也可以重新选择一组进行另一个概念的实验或换被试继续实验，以后在主界面“数据”菜单中查看。3 结果表一 被试概念形成前所需摸索的次数、耗时与总错误被试概念1概念2概念3概念4概念5平均1次数4135687.2女耗时187419243133.2错误42046149.62次数3155687.4女耗时119631303741错误02955109.83次数42137

10、139.6女耗时2110811288951.4错误23002129.24次数461211169.8男耗时132156499045.8错误1310828105次数4168688.4男耗时157131233334.6错误1276399.26次数47115189男耗时185013333270100.8错误2232343216.8平均次数3.83137.336.8311.838.56耗时167046.8331.1791.6751.13错误1.672284.6717.510.77表二 概念形成的个体差异错误量耗时卡方自由度伴随概率卡方自由度伴随概率概念12.87740.5798.99240.061概念2

11、2.59740.6274.08540.395概念33.69740.4496.92340.140概念47.5840.10811.33540.023概念513.80640.00824.28440.000总体20.54540.00040.64540.000对不同概念难度进行耗时与错误的多独立样本非参数检验，得：P0.05，概念形成总体上有显著个体差异，但对于具体的概念层次来说，仅概念4与概念5有显著个体差异(p0.05)表三 概念形成中尝试次数、耗时、与错误次数的关系遍数*耗时遍数*总错误耗时*总错误相关系数相伴概率相关系数相伴概率相关系数相伴概率概念10.961 0.000 0.891 0.003

12、 0.957 0.000 概念20.787 0.021 0.935 0.001 0.882 0.004 概念30.829 0.011 0.822 0.012 0.914 0.002 概念40.866 0.005 0.800 0.017 0.952 0.000 概念50.998 0.000 0.998 0.000 0.997 0.000 对不同难度概念求尝试次数、耗时与错误次数的Person相关系数，得：p0.05，三者显著正Person相关，被试错误次数越多，尝试次数也越多，概念形成耗时越长。表四 概念难度对于概念形成的影响误差来源错误耗时F值伴随概率F值伴随概率组间组合5.760.000 0

13、.5330.712线性项对比10.3120.002 0.3280.568误差14.2440.000 0.2030.653组内2.9320.034 0.6430.588以概念难度为因素对被试错误次数进行单因素方差分析，得：P0.05，无显著差异。讨论4.1 个体差异和个体策略各被试发现各个空间位置关系属性所用的时间不同。有的被试只需较少的时间就能发现相应的规律，但有的被试是需要很多次的尝试，不断地提出假设，使用策略才能发现规律。这种区别主要是由不同被试的思维模式影响的。被试在发现属性后，在使用策略上也不尽相同。有的被试是用较简单的策略去探索，而有的被试是用较复杂的策略去思考。因而对于难度不同的空

14、间位置关系使用策略的简单与复杂对人工概念的形成是有影响的。各个被试在总共错误次数上也是不同的。有的被试在复杂的空间位置关系上错误次数也较少，而有些被试在较简单的空间位置关系上错误次数也较多。4.2 人工概念难度对于概念形成的影响本实验中人工概念的难度逐渐升高。人工概念的难度与被试学习时的错误次数呈正相关，即人工概念难度越高，被试尝试时错误越多。概念的难度对概念学习有显著影响，被试学习各种概念的过程甚至结果都不尽相同。因此在实际生活中，对于概念的把握要循序渐进，由浅入深、由外延到内涵，这样才能准确、有效地把握一个概念。人工概念的难度不仅影响概念的形成，而且概念难度越高这种影响会越显著。即人工概念

15、越复杂，被试之间掌握概念过程中差异就越大。这体现了不同个体在把握不同难度概念上的差异，涉及到概念形成中的个体差异。这也说明多元化教育的必要性：有些个体擅长于把握概念，有些个体不擅长把握概念；有些个体擅长于把握这些概念，而有些个体擅长于把握那些概念。强求不同的个体在把握同一概念上达到同一高度是不科学的，也是不人性的。4.3 实验操作比较和总结4.3.1疲劳效应大多数被试对本实验的体会是：无论是叶克斯选择器版本还是心理实验软件版本都非常枯燥，这可能是造成实验疲劳效应的原因。4.3.2规则虽然软件声称规则会改变，不过部分被试观摩其它被试的实验过程后发现这是无稽之谈，这也造成了一定的练习效应，使得部分

16、数据不够纯净。4.3.3便捷毋庸置疑，心理实验软件更为简便、更受主试青睐。采用叶克斯选择器时主试还需要根据概念不断调整刺激位置，而采用软件时主试只需观察被试策略即可。4.3.4互动由于本实验的人工概念形成比较枯燥，因此被试往往较倾向于能与主试产生互动的叶克斯选择器。软件中的刺激虽然会变色、发声，但这种对比不如叶克斯选择器来得强烈，有的软件甚至不能发声，不仅不利于被试的概念形成，也不利于被试保持积极性。然而在互动方面，叶克斯选择器也其弱点。由于主试需要根据被试的反馈不断调整刺激位置，主试有时也会感到烦躁，对本已烦躁的被试造成了更为不利的影响。4.4操作性条件反射概念形成是思维的重要一步，也可以说

17、是学习的重要一步。作为学习理论的一个分支，操作性条件反射与人工概念形成尤其是叶克斯选择器非常相似。被试选择某一个黄色圆可看做是进行了一次操作，而声音与变色就是强化。被试得到正强化后会继续坚持该假设，而得到负强化后会放弃这一假设，转而提出并尝试另一新的假设。心理学的研究对象是人的心理过程，人心理过程的庞杂也决定了心理学理论的庞杂。实际上许多心理的过程与理论都是相通的。操作性条件反射与概念形成的相似性或许能给概念形成的研究带来新的视角，或许可以在被试尝试把握概念的过程中给予被试不同强度的正负强化，以观察强化对于概念形成的作用。5 参考文献杨治良，王新法心理实验操作手册上海：华东师范大学出版社，20

18、08，1321332沈德立概念形成中的几个重要问题辽宁师范大学学报（社科版）1987，(01)：6113曾琦，苏纪玲，章学云，江昕概念学习的心理学研究成果及新进展教育科学研究，2006，(04)：37404梁宁建心理学导论上海：上海教育出版社20062772895郑信军认知风格与合取概念策略关系的研究心理科学，2001，24(06)：7347356郭秀艳实验心理学北京：人民教育出版社1998508510；5355487邵志芳，杨治良影响概念难度的两个基本因素心理科学，1992，(06)：8128樊琪自然科学概念形成过程中外显与内隐学习的比较心理科学，2001，24(06)：6766799许志毅，王英豪样例学习的理论与实施现代教育科学，2009，(03)：464710杰韦弗（中国）工业电机专家/products/5576/63146.html，2010-6-2611陈英和关于个体概念学习和发展研究方法的评述心理发展与教育，1993，(04)：26316 附录被试信息编号：1姓名：limengyun性别：女年龄：20备注： 实验结果概念选择(组)：1形成概念所用总遍数：4实验总耗时(秒) ：18详细数据序号错误次数耗时(秒) 四舍五入146203304404概念选择(组)：2形成概念