王眾1

（1. 北京行動(dòng)者教育咨詢有限公司）

【本期推薦】

于曉,張涵,陳英和等.(2021).類比推理的眼動(dòng)研究:揭示個(gè)體類比推理策略發(fā)展的有效手段.心理發(fā)展與教育.2021,37(06)

【文章出處】

心理發(fā)展與教育

【文章摘要】

近年來，研究者利用眼動(dòng)技術(shù)具有高時(shí)間精度的優(yōu)勢(shì)，探明不同年齡群體完成類比推理過程的眼動(dòng)模式特點(diǎn)并得出其在進(jìn)行類比推理時(shí)所用的策略。基于類比推理的眼動(dòng)研究發(fā)現(xiàn)了三種典型的類比推理策略——項(xiàng)目?jī)?yōu)先策略、結(jié)構(gòu)匹配策略和語義限制策略。成人更多表現(xiàn)為項(xiàng)目?jī)?yōu)先策略，兒童更多表現(xiàn)為語義限制策略。未來研究可以優(yōu)化類比推理眼動(dòng)指標(biāo)，尤其是全局掃視路徑的計(jì)算方法，并重點(diǎn)關(guān)注特殊群體的類比推理眼動(dòng)模式以及關(guān)注類比推理策略與其它認(rèn)知能力的交互作用。

【推薦理由】

1. 對(duì)這篇文章的簡(jiǎn)介

在說今天的推薦之前，先問大家兩個(gè)問題：如圖1，第一，看(a)圖，上面是貓追老鼠，有一個(gè)箭頭指著貓；下面是另一幅畫，包含房子、鳥、男孩、女孩、球。那么，下圖中的四個(gè)物體，哪一個(gè)類比于上圖中的那只貓的角色呢？第二，看(b)圖，A小男孩、B床、C貓和一個(gè)空格，請(qǐng)從下方的S、T、U、U四幅圖中選擇一個(gè)最合適的，填入那個(gè)空格中。顯然，這兩幅圖都要用到類比推理，而這兩幅圖分別代表著心理學(xué)家認(rèn)為的類比推理的兩種基本模式：“情景類比推理任務(wù)”和“A:B::C:D類比推理任務(wù)”。

圖1

“情景類比推理任務(wù)”，顧名思義，通過相似的情景進(jìn)行類比推理。其中上圖中的貓為源情景，下圖為靶情景。很明顯，男孩類比于貓，因?yàn)椤柏堊防鲜蟆焙汀澳泻⒆放ⅰ笔且粚?duì)類比關(guān)系。如果能確認(rèn)這一點(diǎn)，男孩類比于貓的角色（追逐者）就不難判斷了。房子、鳥、球都屬于干擾項(xiàng)或無關(guān)項(xiàng)。而“A:B::C:D類比推理任務(wù)”則需要將源情景進(jìn)行分割，即通過（A:B）的關(guān)系來類比（C:□），下方的四幅圖中，T為答案、S為干擾項(xiàng)、U為無關(guān)項(xiàng)。所以，(b)的答案是T（人躺在床上睡覺→貓趴在抱枕上睡覺）。

今天我們要說的，就是第二種模式（A:B::C:D）。因?yàn)榭茖W(xué)家在利用眼動(dòng)研究在第二種模式中發(fā)現(xiàn)了一件很有意思的事：在解決類比推理問題中，成人與兒童的方式有著明顯的不同。首先來解釋一下眼動(dòng)研究。所謂眼動(dòng)研究，就是利用特定的儀器監(jiān)測(cè)、追蹤被試在看特定物體時(shí)眼球的運(yùn)動(dòng)情況，以此來推測(cè)出被試在聚焦哪個(gè)細(xì)節(jié)、更關(guān)注哪個(gè)細(xì)節(jié)，從而推測(cè)出被試此刻的心中所想，了解其心理活動(dòng)特點(diǎn)。

圖2

（可穿戴式眼動(dòng)儀，tobii glasses2）

圖片來自網(wǎng)絡(luò)

再來看這篇文章。科學(xué)家用模式二（A:B::C:D）來測(cè)試被試者，同時(shí)用眼動(dòng)儀監(jiān)測(cè)被試的眼動(dòng)情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，成年人在完成這道題時(shí)大多遵循兩種模式：項(xiàng)目?jī)?yōu)先策略與結(jié)構(gòu)匹配策略。所謂項(xiàng)目?jī)?yōu)先策略（如圖3），就是先關(guān)注源情景（A與B）之間的關(guān)系，然后利用類比的方式推斷出C該與哪一個(gè)配對(duì)。而結(jié)構(gòu)匹配策略是先關(guān)注配對(duì)的一方（A與C）是怎樣的類比關(guān)系，從而推斷出配對(duì)的另一方應(yīng)該遵循相似的類比關(guān)系，即（B與？）。

圖3

而研究發(fā)現(xiàn)，與成年人相比，兒童似乎更偏愛一種“語義限制策略”。這種策略直接無視源情景中的A與B，而是只關(guān)注C，用全部精力去研究C該與誰配對(duì)更合適——這實(shí)際上相當(dāng)于沒用到類比推理。因此“語義限制策略是被認(rèn)為不夠成熟有效的策略”（于日?qǐng)虻?2021）。

2. 對(duì)于類比推理的既往研究

這一點(diǎn)一下子讓人想到成人與兒童的認(rèn)知差異。不過在此之前，讓我們先簡(jiǎn)單做一下文獻(xiàn)復(fù)習(xí)，即目前對(duì)于類比推理，科學(xué)家大致上是如何認(rèn)識(shí)的？對(duì)于類比推理的既往研究大致可以分為類比推理的原理、兒童類比推理能力的發(fā)展、腦科學(xué)對(duì)于類比推理的研究三個(gè)主要方面。

在原理上，學(xué)者大致有皮亞杰的階段論、Sternberg的信息加工論、Gentner的關(guān)系遷移理論以及知識(shí)遷移理論等（張向葵.2000）。皮亞杰關(guān)于類比推理的理論基本上復(fù)制了其運(yùn)算階段論（即“前運(yùn)算階段”“具體運(yùn)算階段”等）；Sternberg將類比推理過程拆解為“編碼”“推導(dǎo)”“映射”“匹配”“反應(yīng)”等幾個(gè)構(gòu)成要素；而Gentner則認(rèn)為實(shí)質(zhì)上是類比物內(nèi)部關(guān)系結(jié)構(gòu)的相似性。以上三種觀點(diǎn)無論解釋有何差別，它們均在通過對(duì)類比推理的分解，研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以被稱為類比推理的結(jié)構(gòu)論。而知識(shí)遷移論則認(rèn)為，類比推理源于人們知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的積累。

在兒童類比推理能力的發(fā)展上，大致有以下觀點(diǎn)值得注意：①階段論與非線性論之爭(zhēng)；② 5歲兒童已經(jīng)明顯具備類比推理的能力。無論是皮亞杰、Sternberg還是Gentner都認(rèn)為，兒童類比推理的發(fā)展都具有階段性，只是各自對(duì)于階段的界定不同，但Hosenfeld則認(rèn)為，類比推理的發(fā)展不具備階段性，而是非線性的。他指出兒童類比推理的發(fā)展具有雙峰性、突降性等特點(diǎn)（張向葵.2000）。在類比推理產(chǎn)生的年齡上，馮廷勇、李紅通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)為，4歲與5歲在單維組作業(yè)中無顯著差異，而在雙維組作業(yè)上有明顯差異，說明5歲兒童已經(jīng)相對(duì)穩(wěn)定地形成了類比推理能力（馮廷勇,李紅.2002）。

腦科學(xué)對(duì)類比推理的研究工具主要有PETCT、fMRI與ERP（事件相關(guān)電位）等，主要作用是監(jiān)測(cè)被試在完成類比推理任務(wù)時(shí)活躍的腦區(qū)，進(jìn)而推斷出是哪些腦功能參與了類比推理。而在類比推理任務(wù)的設(shè)置上，主要有語言類與圖形類兩種。趙鳴等通過對(duì)ERP的研究認(rèn)為，語言類比推理的形成極為復(fù)雜，其用圖式法及Sternberg理論來說明語言類比推理，其認(rèn)為在類比推理圖式產(chǎn)生階段上活躍的腦電為N400與P300波，而在圖式映射階段則主要為N400與LNC（晚期負(fù)成分，latenegative component），這說明在進(jìn)行類比推理時(shí)，大腦的確經(jīng)歷了一個(gè)極為復(fù)雜的拆解、映射、重構(gòu)的過程。同時(shí)該文發(fā)現(xiàn)，類比推理任務(wù)的難易對(duì)于大腦的反應(yīng)極為不同，映射關(guān)系簡(jiǎn)單時(shí)，LNC成分集中于前部腦區(qū)（思維與推理）；而關(guān)系復(fù)雜時(shí)，全腦均有LNC分布，顯示出大腦調(diào)動(dòng)了包括語言、視覺等幾乎全部認(rèn)知資源參與任務(wù)（趙鳴等.2012）。而郭周云等亦通過ERP對(duì)圖形類比推理的研究發(fā)現(xiàn)，類比推理是先對(duì)類比物進(jìn)行編碼，然后推斷、映射、調(diào)整、得出結(jié)論。因此，郭周云等人的研究進(jìn)一步證實(shí)了Sternberg的理論（郭周云等.2011）。同時(shí)，該文還指出，類比推理的各個(gè)階段共同活躍的腦區(qū)有額葉、頂葉，這很可能表明類比推理特別需要大腦的推理以及集中注意力（即對(duì)大腦各區(qū)的調(diào)控能力）。

3. 兒童與成年人認(rèn)知上的不同

說回這篇文章，兒童為何偏愛這種有些不太明智的策略？我們之前曾經(jīng)推薦過一篇有關(guān)兒童年齡與認(rèn)知發(fā)育的文章“心理學(xué)進(jìn)展 | 一年級(jí)兒童的概念建構(gòu)與六年級(jí)有何不同？”。其實(shí)有關(guān)這個(gè)話題，早已為學(xué)界所關(guān)注，也引發(fā)了不少相關(guān)的研究，但這類研究大多集中于現(xiàn)象關(guān)聯(lián)的縱向研究（如從一年級(jí)到六年級(jí)知覺學(xué)習(xí)的發(fā)展是怎樣的？），而對(duì)于這種發(fā)育背后原因（尤其是神經(jīng)學(xué)層面的原因）的研究則相對(duì)較少。

目前，基于神經(jīng)學(xué)層面認(rèn)知發(fā)展的研究中，有以下幾種觀點(diǎn)值得特別注意：第一，兒童的認(rèn)知發(fā)展受到既有認(rèn)知水平的影響。例如，Schlaggar在2002年對(duì)兒童與成人在完成詞匯加工任務(wù)中所激活腦區(qū)進(jìn)行的對(duì)比監(jiān)測(cè)中，分離出了只受年齡影響（BA 44/6區(qū)）和只受認(rèn)識(shí)水平調(diào)節(jié)影響（BA 45/47區(qū)）的腦區(qū)。這表明，除開年齡因素，既有認(rèn)識(shí)水平對(duì)于兒童認(rèn)知的發(fā)展是一個(gè)獨(dú)立的影響因素（李艷瑋,李燕芳.2010）。第二，隨著年齡發(fā)展，人的腦區(qū)逐漸功能化、專門化。如Casey等人通過對(duì)兒童與成人在反應(yīng)抑制任務(wù)中的腦區(qū)激活對(duì)比發(fā)現(xiàn)，其背外側(cè)前額葉腦區(qū)的激活逐漸減弱（李艷瑋,李燕芳.2010）。這表明，隨著年齡增長(zhǎng)，一些腦區(qū)不再“兼職”任務(wù)，認(rèn)知活動(dòng)逐漸專門化。第三，專業(yè)的訓(xùn)練可以促進(jìn)認(rèn)知功能的發(fā)展。這一點(diǎn)對(duì)于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)來說并不是什么新鮮事，比如李武等人通過對(duì)獼猴捕捉視覺目標(biāo)的訓(xùn)練研究中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)不同的知覺學(xué)習(xí)通路：一個(gè)特異于訓(xùn)練刺激精細(xì)特征的感覺加工學(xué)習(xí)過程，以及一個(gè)取決于任務(wù)熟練程度的認(rèn)知加工學(xué)習(xí)過程（詳見“心理學(xué)進(jìn)展 | 如何培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力？這篇文章給出了來自腦科學(xué)的思路”）。這表明，大腦存在對(duì)于訓(xùn)練敏感的受體通路。而影像學(xué)也揭示出在訓(xùn)練下大腦的可塑性。Koelsch、Fritz等人對(duì)10名不同強(qiáng)度音樂訓(xùn)練的兒童在不規(guī)則弦音刺激下大腦活動(dòng)模式進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，音樂訓(xùn)練與額葉島蓋和顳上回前部的腦區(qū)激活增強(qiáng)相關(guān)，也即音樂訓(xùn)練確實(shí)造成了大腦活動(dòng)模式的可塑性（李艷瑋,李燕芳.2010）。

其實(shí)不僅僅是類比推理，越來越多的心理學(xué)/腦科學(xué)證據(jù)揭示出兒童與成人認(rèn)知功能上的差異。而對(duì)于一線教師來說，這種差異對(duì)于我們的啟示可能有兩點(diǎn)：第一，兒童發(fā)育出（我們所希望的）認(rèn)知能力是建立在大量基礎(chǔ)的訓(xùn)練之上的——這種訓(xùn)練可以改變認(rèn)知結(jié)構(gòu)甚至是大腦本身——而并不僅僅是年齡發(fā)育的結(jié)晶。這些訓(xùn)練默默無聞，卻至關(guān)重要。第二，所以，我們希望他們達(dá)到某種目標(biāo)，并不意味著要把這些目標(biāo)直接放到他們面前——比如培養(yǎng)小學(xué)一二年級(jí)學(xué)生高階思維。

綜上，本次推薦來自于曉、張涵、陳英和等人的文章，希望老師們從更加客觀、辯證的角度看待兒童與成人認(rèn)知規(guī)律上的差異，以及這種差異對(duì)于課堂教學(xué)的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]于曉,張涵,陳英和等.(2021).類比推理的眼動(dòng)研究:揭示個(gè)體類比推理策略發(fā)展的有效手段.心理發(fā)展與教育.2021,37(06).

[2]張向葵,張雪琴,高錕等.(2000).類比推理研究綜述.心理科學(xué).2000,23(06).

[3]馮廷勇,李紅.(2002).類比推理發(fā)展理論述評(píng).西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（人文社會(huì)科學(xué)版）.2002,28(04).

[4]趙鳴,徐知媛,劉濤等.(2012).語言類比推理的神經(jīng)機(jī)制：來自ERP研究的證據(jù).心理學(xué)報(bào).2012,44(06).

[5]李艷瑋,李燕芳.(2010).兒童青少年認(rèn)知能力發(fā)展與腦發(fā)育.心理科學(xué)進(jìn)展.2010,18(11).

[6]郭周云,邱琴,羅蓉等.(2011).幾何圖形類比推理的ERP研究.心理學(xué)探新.2011.31(06).