认知心理学课件40
2、设计原理：人和计算机的物质构成不同，但它们的；3、实施过程：（1）把人的认知操作过程编制成计算；4、评价：计算机模拟可以研究人的高级认知过程（如；第一次作业：；1、（学号为单号的学生）查资料，从历史的角度论述；2、（学号为双号的学生）查资料，从历史的角度论述；第二章知觉；第一节概述；一、感知觉概述；12004版）；2、认知心理学中的含义：感觉所得到的信息
2、设计原理：人和计算机的物质构成不同，但它们的机能是相似的。根据某种心理学理论编写出清晰、有序的计算机程序，如果计算机能以类似人的认知方式，达到类似人的活动结果，那么此理论就得到证实。
3、实施过程：（1）把人的认知操作过程编制成计算机程序，这种程序要求具有层次性、逻辑严密性和可运行性；（2）在计算机上进行实验验证，从中观察和了解人的认知过程在辨别、比较、分析、推理和解决问题上的心理活动过程。
4、评价：计算机模拟可以研究人的高级认知过程（如逻辑推理）；它克服了心理学理论在语言描述上的模糊性，使心理学家对其理论更加明确。R.Cooper （1996）等人认为“心理学理论根本就不应该用自然语言来描述，而是应该用特定的形式语言，这种语言应该是相当精确的，就像逻辑一样，可直接作为程序而运行”。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过程的了解。不足之处：有些认知心理学研究的内容，没有必要采用计算机模拟；心理学对计算机能否真正模拟人的认知过程存在着分歧。
第一次作业：
1、（学号为单号的学生）查资料，从历史的角度论述影响认知心理学产生的某一种外部因素，并提出自己的观点。
2、（学号为双号的学生）查资料，从历史的角度论述影响认知心理学产生的内部因素，并提出自己的观点。
第二章知觉
第一节概述
一、感知觉概述
12004版）。感觉是人脑对客观事物的各个属性、某种具体特征的直接反映（哲学界定）。感觉是一个人接受外界信息的过程，也是一个人觉察和获取刺激信息的重要渠道，是人们关于世界一切知识的重要源泉。知觉则是人脑对客观事物的各种属性、各个部分及其相互关系的综合的、整体的反映。由于实际上不存在纯粹的感觉，常与知觉合称为感知觉。
2、认知心理学中的含义：感觉所得到的信息，主要是滞留在感觉器官上的、未经整合的各种具体信息；而知觉所得到的则是有组织的信息，包括对感觉信息的整合并赋予意义。I.Roth（1986）给出的定义为，“知觉是把来自感觉器官的信息转化为对目标、事件、声音和味道等的体验的过程”。总起来说，认知心理学中，感觉是对刺激信息的觉察，知觉是感觉信息的组织和解释，也就是获得感觉信息的意义的过程。一般说来，知觉发生在感觉之后，但在时间上，感觉和知觉的活动过程经常是重叠在一起的。
3、表征和图式。《现代汉语词典》和文学术语中，“表征”指事物的外部特征。心理学意义上的“表征”含义有二：第一，表征是信息记载或表达的方式，对客观事物以表象、概念、图式等方式记载，表象为低一级层次，概念为高一级层次；第二，表征是一种心理学结构或认知结构，此时是作为知识及知识的组织方式使用的，表征不单纯是事物的信号，而且是知识的组织方式，组织完好的认知结构，可以控制信息、加工速度和准确性，还可以有效地组织、理解和记忆新输入的信息。图式指有组织的知识结构，“是对范畴的规律性作出编码的一种形式，这些规律性既可以是知觉性的也可以是命题性的。”（J.R.Anderson，1995）
二、知觉研究的简史
1、1879年前，首先人们在哲学领域研究感知觉——感性认识。德国教育家、心理学家J.Herbart（赫尔巴特）提出用“意识的阈限值”来说明感觉的觉察（即注意）；1860年G.Fechner（费希纳）以心理物理学来测量感觉心理量值。
2、1879年至20世纪50年代末。莱比锡学派重视实验研究感知觉，经统计，他们研究感知觉的内容竟占所有研究内容的一半左右。1890年，奥地利的C.V.Ehrenfels（厄棱费尔）创办形质学派，主张形式和内容的分离，将事物的个别属性剥离整体，但他们的观点并未能让大多数人所接受。
1912年成立的格式塔学派重视研究知觉的形式，重视整体反对元素式的分析。莱比锡学派、形质学派的元素分析与格式塔学派的整体研究之对立，也影响到当代对感知觉的研究。
3、20世纪60年代以后，认知心理学重新对感知觉进行界定，对知觉的加工方式也有了整体与部分之争。
第二节知觉形成的理论
一、有关知觉形成的理论
关于知觉究竟是怎样形成的问题，人们有不同的看法。一种强调知觉的直接性，有传统的完形学派和当代的生态学派观点；一种强调知觉的间接性，属当代的认知学派观点。
（一）强调知觉直接性的理论
1、传统观点：参考P30。康德的先验论。（1）知觉是在刺激作用下即刻产生的，而且似乎是自动的；（2）人们常常意识不到知觉的各种过程；（3）某些空间特性的知觉似乎是受先天制约的。不依赖于过去的经验或学习；
（4）某些几何错觉甚至不依赖于人们掌握的有关概念。传统的观点主要为格式塔学派所倡导。
2、当代观点：参考P36—37。有吉布森的刺激物说（当代称作生态学理论）。由J.Gibson 于1950年提出，1966、1979年加以完善的。主张知觉具有直接性，不论已有知识经验的作用。人们通过共振的方式提取投射到眼睛的视觉信息，刺激物的多种特征直接在大脑中形成印象，从而产生知觉。主要论据来自空间知觉，如对距离的知觉、对空间梯度的知觉等。虽然视觉能提供非常丰富的信息，但他低估了知觉加工的复杂性。
（二）强调知觉间接性的理论
1、主要观点：结构主义知觉理论、D.Marr的理论和I.Biederman 的理论都属于间接性理论。J.Bruner （1957）、U.Neisser （1967）、R.Gregory （1972）等人认为知觉是一个积极的、构建的过程，知觉是刺激与内部假设、期望、知识经验及动机情绪等因素交互作用
的结果。知觉涉及一个内部表征的形成过程（它被J.S.Bruner 提炼为假设考验说，认为知觉是一种包含假设考验的构造过程；人通过接收信息、形成有关某事物的假设，再接收信息、检验原假设、修正原假设或验证原
假设，从而对事物作出正确的解释。其中假设的形成需要记忆中有关的间接经验或知识的参与）。这一认知学派的观点有其合理的成分，既有推理的过程，又有经验的参与。
2、支持证据：P31有关上下文的实验；P33有关视知觉的实验；P36有关双关图的实验。
上述两种理论之间比较：它们都重视现实刺激，即承认知觉依赖外部刺激的直接作用；后者重视过去的知识经验，认为知觉是自上而下的过程；前者则重视直接觉察，而不通过知识经验，认为知觉是自下而上的过程。两者互为补充，但间接性理论对知觉现象提供了一个更一般和充分的理论性解释。
二、知觉加工机制
1、过程机制：知觉作为间接加工过程有自下而上和自上而下的方式。侧重对过程的考察。
（1）内涵：P39自下而上的加工指从外部刺激开始的加工，即从较小单元到较大单元，从低水平到高水平的加工。J.R.Anderson：“自下而上的加工指信息由细小的知觉片断产生由它们组成的较大单位”；J.Best：“自下而上的加工指涉及在感觉刺激开始时特征抽取的认知加工”。由于细小知觉片断在计算机中可用最小单位的材料或数据表示，故把自下而上的加工又称为材料或数据驱动加工（Data-drivenProcesses）。
自上而下的加工指由有关知觉对象的一般知识开始的加工，即从高水平到低水平的加工。J.Best：“自上而下的加工指涉及特征抽取和归类加工，开始于从语境推导出的期望”（即运用已有知识经验的加工）。由于知识经验的基本部分是概念，所以自上而下的加工又称为概念驱动加工（Conceptually-drivenProcesses）。
（2）对二者关系的理解：首先来看两种加工方式作用示意图。
自下而上的加工和自上而下的加工方式是相互补偿的，只有结合起来才能形成统一的知觉过程。一般地说，在知觉加工的早期阶段，自下而上的加工起主要作用；而在后期阶段，自上而下的加工起主要作用。缺乏其中一种将会出现不能适应环境的情况：没有刺激物作用于大脑，自上而下的加工只能产生幻觉；而没有知识经验作用，自下而上的加工将不堪重负。例子：前者——剥夺感觉将产生幻觉；后者——未受过训练的失重状态下产
生不舒适的感觉。思考：想象表象是不是自上而下的加工？（答案：不只有自上而下的加工，还在接受着刺激，包括看得见的和看不见的。）
2、特征加工机制。侧重对特征的考察。
（1）内涵：特征加工的方式有整体加工和局部加工方式。整体加工指感知事物时知觉过程首先从事物的整体特征开始，然后才是对局部特征的分析；局部加工指感知事物时，知觉过程首先从事物的局部特征开始，然后才是对整体特征的加工分析。
（2）二者的关系：知觉的整体特征加工与局部特征加工是紧密相关的，并不存在绝对的单方面的加工。
了解：对特征加工机制的认识历史。1912年M.Wertheimer（维台海墨）在其《关于运动知觉的实验研究》论文中，认为在一切心理现象中，整体是不可分析为元素的，整体不是元素的总和。以他为代表的完形学派认为整体决定着其部分的知觉。1932年新行为主义者E.C.Tolman（托尔曼）在其《动物和人类的目的性行为》中指出，“整体在某种程度上统治了它的部分”，但“我感觉到这些整体是由学习获得的，而不是天生的、现成的、纯知觉的格式塔”。1977年D.Navon（1977）根据他的视知觉实验提出了整体加工和局部加工的分类法。
总：上述两类机制并未发生冲突，也不相互包含，某一知觉过程既有自下而上或自上而下的加工，又有整体加工或局部加工。
第三节模式识别
一、什么是模式和模式识别
1、模式（Pattern）：广义上是指刺激在时间和空间上的组合，即由若干元素或成份按一定关系形成的某种刺激结构，刺激既可以是视觉的，也可以是听觉的或者其它的。狭义上是指视觉刺激物的整体结构。
2、模式识别（PatternRecognition）：指确认所知觉的模式（是什么），并将它与其他模式区别开来（即有何独特之处）。
模式识别是人和动物所共有的一种认知能力，如警犬对嗅觉线索、海豚对超声波线索等，但动物主要是一种本能行为，计算机科学的发展促使机器模式识别问题的产生，模式识别理论主要是从机器模式识别——计算机模拟中得来的。国内在计算机模式识别研究中享有盛名的是中科院院士、北
大信息科学中心学术委员会主任石青云教授，她在20世纪80年代中期就率先开发出用于公安侦破的指纹识别系统，是一个全自动的识别系统，当时获国家教委科技进步一等奖。
模式识别既有复杂性，又有适应性。模式识别的复杂性一方面与人类生存环境的复杂性有关，另一方面与人脑结构与功能的复杂性有关；适应性指能适应外界环境表现出灵活性与多变性。
二、模式识别理论。可分为匹配理论和分析理论。
（一）匹配理论（MatchingTheory），用刺激模式与大脑中存在的某一类特定的特征相匹配来说明感知过程。
1、模板匹配模型（或理论）
（1）内涵。人的长时记忆中贮存着刺激模式的复本（或模板），它们与外部刺激模式有着一一对应关系，刺激作用于感官后，新异刺激就与已贮存的模板进行比较，直到二者出现最佳的匹配，这样模式就得到识别。理解：知觉时所比较的是人们记忆中理想模式的一个固定心理模型。两种模式匹配时要有最大限度的重叠。是一种“全或无”的理论（或者说遵循一种全或无的方式）。匹配意味着识别，不匹配意味着无法识别。
模板匹配模型的发展：早期模板说主要以U.Neisser1967年的观点为主，即在记忆中贮存了无法计数的模板，他主要以字母识别来说明模式识别。刚开始他是以八个样例来说明成功和失败的匹配的（P49）。后期模板说是以P.H.Lindsay &D.A.Norman1977年的理论为主，他们修正了奈瑟尔的观点，增加了预加工的过程。简图如下。
（2）支持证据：P50。1974年S.Phillips 的棋局识别实验；R.Warren的实验。
（3）评价：模板匹配模型可以解释一定范围内的模式识别。主要应用在机器的模式识别方面（如银行、超市等单位识别数字的系统：会员卡、银行卡等。）承认人们在记忆系统中存在着模板并把模式识别看作是一个过程。示意图如下：刺激输入→分析（分解）→比较（匹配）→决策
不足之处：无法解释人们能够识别无限变化的模式。按模板匹配理论，大脑所贮存的模板容量是有限的。可是外界刺激模式是无穷尽的；无法解释人们能够迅速识别不熟悉的刺激模式，模板说认为模式是固定的，与模式对应的模板是不能改变的。这样就使该理论缺乏灵活性。
2、原型匹配模型。
（1）内涵：人的长时记忆中贮存的是事物原型（Prototype）。人们感知事物时，将事物（刺激模式）与原型相比较。当出现近似的匹配时，该事物就得到识别。理解：原型是事物类别中最具特征性、代表性的成员，也是最中心的成员，例如一提到笔，就想到钢笔，提到水果，就想到苹果，提到书，就想到教科书。但书中观点似乎更强调原型是一类事物基本特征的概括反映，具有一定的抽象性。（1975年，心理学家E.H.Rosch 赞同前一观点，即认为原型是与同一类别成员有更多共同特征的实例）
（2）支持证据：1967年M.E.Posner 等人的点图原型实验（P52）；S.K.Reed 的面部原型实验（P54），注意其中的关键点是由被试抽象出原型的基本特点，然后进行分类。请同学们思考：为什么研究者不采用日常生活中的刺激模式？是为了避免知识经验的作用。
（3）评价：原型匹配说克服了模板匹配说的不足，能够解释人们为什么能识别大量不同类事物及同一类事物；它为概念结构研究提供了理论基础（概念和类别关系密切），它更加灵活并富有弹性；不足之处：无法解释人们第一次对事物的识别；无法解释人们在缺乏某一方面经验时的认知活动。
（二）分析理论——特征检测理论
1、特征分析理论
（1）内涵：人们长时记忆中存在刺激模式的各种特征，人们在识别时，对刺激特征进行分析，然后对抽取特征进行合并、简约、归类等，再与存贮的特征进行比较；如果两两符合，则外部刺激就被识别了。理解：特征分析理论的基本假设是所有复杂的刺激模式都是由一些可以区分的相互分离的特征组成。如字母H 可分析为两条等长平等的线段和一条几乎垂直的线段。特征分析的运用依赖于刺激的可分解性，而特征是按一定步骤进行分析的，在进行模式识别时，先对事物的特征分解，其次是分析阶段，然后是与存贮的特征比较阶段，最后是反应阶段。
（2）支持证据：1964年U.Neisser 的实验；1969年J.J.Gibson 的实验；1977年Lindsay &Norman 的实验；M.J.Farah（1990）认为整体分析和局部分析过程涉及对绝大多数目标的识别（面孔识别主要依赖于整体分析，而阅读词汇或课文大多涉及局部分析）。
（3）评价：特征分析理论在解释模式识别时比模板匹配具有更强的说服力，它使识别具有准确性，并可发掘事物的潜在因素；由于事物之间的共同特征在许多事物中存在，以特征分析模型来识别事物，可以大大减轻记忆负担，使人们更快、更好地适应环境并学习外界环境。不足之处：无法解释认知过程中从整体到局部的加工（即先把握事物的整体特征，其次才是局部特征）；它忽略了知识经验的作用即不重视自上而下的加工。
具体的特征分析模型是“鬼城模型”（也称泛魔堂模型）。O.Selfridge1959年在“Pandemonium：A paradigm for learning”中提出这一模型。（Selfridge,O. Pandemonium:A Paradigm for Learning, Symposium on the Mechanization of Thought, London:HM Stationery Office. 1958）科学研究中引入“妖魔、鬼怪”等概念来代表尚未揭示的一种实体功能是可靠的。在P.H.Lindsay &D.A.Norman1977年“Human Information Processing：An Introduction to Psychology”中就曾引用“魔鬼”概念。“鬼城”或“魔宫”出自Milton 的《失乐园》一书，意指地狱的首都，是一个喧嚣而又混乱的城市。鬼城里有许多具有不同功能的小鬼（Demon）加工分为四个层次（或等级）：映象鬼→特征鬼→认知鬼→决策鬼。最终实现模式识别。这一具体模型仅仅是一种假设，并没有实验证据。引导学生阅读教材第三节“优势效应”，以特征分析来理解。
2、部件识别理论。（1）内涵：1987年，I.Biederman提出模式识别的部件识别理论（Recognition-By-Component，RBC），他认为通过把复杂对象的结构拆分成简单的部件形状，就可以进行模式识别。部件形状被称作“几何离子”，如方块、圆柱、球面、圆弧和楔子等（大约有36种），它以“容积本原”的形式存在，与原子或分子的功能相似，它们可以按不同方式组成不同的物体。物体的部件是以形状的特征而存在，而不是以线或角的特征存在。人们获得了足够的形状信息就能觉察出“几何离子”，由几何离子再构成一个复杂对象（物体），这样就识别了对象。当给予我们的信息呈现方式不能让人觉察出个别的原始离子，就不能识别对象（物体）。
部件识别理论示意图如下页：（解释：边缘抽取指对亮度、纹理和颜色等表面特征的差异作出反应，并对物体作线条描述；分解凹曲线区域指对物体轮廓的凹面部分进行分解；非偶然性特征指物体的不变的关键性特征——曲率、平行、共端性、共线性等。）
（2）证据：1987年I.Biederman 在实验中，向被试呈现物体的降质素描图（同一物体的图形逐渐省略某些部分），发现当省略提供凹曲线信息的某些轮廓时，物体的识别要困难些。1995年Ling &Sanock 的实验证明，对象识别时如果提供给被试以部件形状的中心线（一般是条状物的轴心线）时，对象识别将更为便利。
（3）评价：部件识别理论能够很好地解释许多较容易的类别区分任务，部分得到实验的支持。不足之处：尚未阐明认知系统如何把一些零碎的线段拼在一起形成部件形状（即几何离子），不能解释从整体到局部的加工。了解：A、物体识别的双加工模型。M.J.Farah（1990）在“Visual agnosia （失认）：Disorders of object recognition and what they tell us about normal vision”中提出了一个物体识别的双加工模型，认为人们对目标的识别有两种分析形式，一是整体分析（holisticanalysis）即对目标的整体结构进行加工；一是局部分析（analysisby parts），即对目标的某一关键部分进行加工。她认为这两种分析过程涉及对绝大多数物体或目标的识别。1990和1994年的实验证实了这一论点。即面孔识别主要依赖于整体分析，而阅读词汇或课文大多涉及分析加工。
B、背景分析理论。人们在感知外界事物时，主要是从事物的背景入手的，也就是说过去的知识经验直接指导对对象的识别。该理论重视自上而下的加工过程。新近的重视自上而下加工的理论还有：1996年，V.Bruce的结构优势描述理论。结构由一些描述特定构成的命题组成。人们在识别对象时，关注的是刺激信息中最重要的部分，把这一部分与记忆中结构描述相匹配，从而成功识别。例：字母L 的识别——不管它是横的、竖的、长的、短的，主要是相连的角度大小；“野人”的识别——着重看人的形体，而不管他的性别、毛发或所处的地域。
新资料：2008年2月6日，在德国研究联合会的支持下，马堡大学和吉森大学将推进第二个为期三年的、主题为“感知和活动”的研究项目。从2005年开始，由心理学家、运动科学家和神经心理学家们所组成的研究小组着力探索两种不同的感觉信号之间的关系：一种感觉信号产生人们所意识到的感觉，而另一种感觉信号则在人们活动中以未被意识的方式起着调控作用。近百年来，感知的过程和活动机能的过程分别获得了深入的研究，它们的机理可追溯到脑皮层不同区域的功能。近来，感知过程和活动机能过程之间的关系大大激发了神经科学家们的兴趣。研究人员想据此了解这两
种过程是如何交互影响的，而且通过实验，人们也许可以探究感知与活动之间的关系如何在短期和长时间的区间内改变自身。
正式作业：（根据教学进度布置）
单号选择：1、个体进行物体识别的机制分析（提示：试依据匹配理论和分析理论，举例说明一个人如何进行物体识别的。）2、有关心理学未来职业之我见
双号选择：1、个体识别野外生物的机制分析（提示：试依据分析理论解释人们在野外识别野生动物、花卉等的心理过程。）2、计算机模拟人脑的表现分析
第三章注意
本章重点学习注意的认知理论，从历史的角度认识注意机制，理解其倡导者、时间、原理内涵、实验证据及人们的评价。
第一节概述
一、注意概述（一）内涵：在心理学中，注意被定义为心理活动对一定对象的指向和集中。W.James（1890）认为注意是从同时呈现的几个物体或思维序列中选择一个对象的过程，并认为意识集中与专注是注意的核心。M.Martlin（1983）的界定：注意是心理努力的集中与聚焦，是一种有选择性、转移性和可分解性的集中。理解：注意不能简单地归结为一个单一的功能或某一种心理操作；它的过程既是组合的，在一定条件下又是分离的。例：视觉注意——选择某一视觉信息→心理努力转移到该信息→心理与视觉信息联结。试区分注意和意识：二者密切相关。人在注意时指向某处对象时，已经是有意识地加工处理某些刺激信息了。“为了看见（听见），我们才去看（听）”，前半句涉及意识，后半句涉及注意。比喻：注意——选择电视频道；意识——屏幕上的活动图像。
（二）分类和特征：
分类：W.James（1890）的双重系统假设理论认为，注意可分为无意注意和有意注意，并把注意分为主动的和被动的。S.Yantis（1998）对此作了延伸：刺激驱动（即自下而上的加工）的注意比目标驱动（即自上而下的加工）的注意具有更快速和更有效的特点。后来人们根据是否需要意志努力，可把注意分为不随意注意（无意注意）、随意注意（有意注意）和随意后注意（有意后注意）。特征：选择
认知心理学课件40
2、设计原理：人和计算机的物质构成不同，但它们的；3、实施过程：（1）把人的认知操作过程编制成计算；4、评价：计算机模拟可以研究人的高级认知过程（如；第一次作业：；1、（学号为单号的学生）查资料，从历史的角度论述；2、（学号为双号的学生）查资料，从历史的角度论述；第二章知觉；第一节概述；一、感知觉概述；12004版）；2、认知心理学中的含义：感觉所得到的信息
2、设计原理：人和计算机的物质构成不同，但它们的机能是相似的。根据某种心理学理论编写出清晰、有序的计算机程序，如果计算机能以类似人的认知方式，达到类似人的活动结果，那么此理论就得到证实。
3、实施过程：（1）把人的认知操作过程编制成计算机程序，这种程序要求具有层次性、逻辑严密性和可运行性；（2）在计算机上进行实验验证，从中观察和了解人的认知过程在辨别、比较、分析、推理和解决问题上的心理活动过程。
4、评价：计算机模拟可以研究人的高级认知过程（如逻辑推理）；它克服了心理学理论在语言描述上的模糊性，使心理学家对其理论更加明确。R.Cooper （1996）等人认为“心理学理论根本就不应该用自然语言来描述，而是应该用特定的形式语言，这种语言应该是相当精确的，就像逻辑一样，可直接作为程序而运行”。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过程的了解。不足之处：有些认知心理学研究的内容，没有必要采用计算机模拟；心理学对计算机能否真正模拟人的认知过程存在着分歧。
第一次作业：
1、（学号为单号的学生）查资料，从历史的角度论述影响认知心理学产生的某一种外部因素，并提出自己的观点。
2、（学号为双号的学生）查资料，从历史的角度论述影响认知心理学产生的内部因素，并提出自己的观点。
第二章知觉
第一节概述
一、感知觉概述
12004版）。感觉是人脑对客观事物的各个属性、某种具体特征的直接反映（哲学界定）。感觉是一个人接受外界信息的过程，也是一个人觉察和获取刺激信息的重要渠道，是人们关于世界一切知识的重要源泉。知觉则是人脑对客观事物的各种属性、各个部分及其相互关系的综合的、整体的反映。由于实际上不存在纯粹的感觉，常与知觉合称为感知觉。
2、认知心理学中的含义：感觉所得到的信息，主要是滞留在感觉器官上的、未经整合的各种具体信息；而知觉所得到的则是有组织的信息，包括对感觉信息的整合并赋予意义。I.Roth（1986）给出的定义为，“知觉是把来自感觉器官的信息转化为对目标、事件、声音和味道等的体验的过程”。总起来说，认知心理学中，感觉是对刺激信息的觉察，知觉是感觉信息的组织和解释，也就是获得感觉信息的意义的过程。一般说来，知觉发生在感觉之后，但在时间上，感觉和知觉的活动过程经常是重叠在一起的。
3、表征和图式。《现代汉语词典》和文学术语中，“表征”指事物的外部特征。心理学意义上的“表征”含义有二：第一，表征是信息记载或表达的方式，对客观事物以表象、概念、图式等方式记载，表象为低一级层次，概念为高一级层次；第二，表征是一种心理学结构或认知结构，此时是作为知识及知识的组织方式使用的，表征不单纯是事物的信号，而且是知识的组织方式，组织完好的认知结构，可以控制信息、加工速度和准确性，还可以有效地组织、理解和记忆新输入的信息。图式指有组织的知识结构，“是对范畴的规律性作出编码的一种形式，这些规律性既可以是知觉性的也可以是命题性的。”（J.R.Anderson，1995）
二、知觉研究的简史
1、1879年前，首先人们在哲学领域研究感知觉——感性认识。德国教育家、心理学家J.Herbart（赫尔巴特）提出用“意识的阈限值”来说明感觉的觉察（即注意）；1860年G.Fechner（费希纳）以心理物理学来测量感觉心理量值。
2、1879年至20世纪50年代末。莱比锡学派重视实验研究感知觉，经统计，他们研究感知觉的内容竟占所有研究内容的一半左右。1890年，奥地利的C.V.Ehrenfels（厄棱费尔）创办形质学派，主张形式和内容的分离，将事物的个别属性剥离整体，但他们的观点并未能让大多数人所接受。
1912年成立的格式塔学派重视研究知觉的形式，重视整体反对元素式的分析。莱比锡学派、形质学派的元素分析与格式塔学派的整体研究之对立，也影响到当代对感知觉的研究。
3、20世纪60年代以后，认知心理学重新对感知觉进行界定，对知觉的加工方式也有了整体与部分之争。
第二节知觉形成的理论
一、有关知觉形成的理论
关于知觉究竟是怎样形成的问题，人们有不同的看法。一种强调知觉的直接性，有传统的完形学派和当代的生态学派观点；一种强调知觉的间接性，属当代的认知学派观点。
（一）强调知觉直接性的理论
1、传统观点：参考P30。康德的先验论。（1）知觉是在刺激作用下即刻产生的，而且似乎是自动的；（2）人们常常意识不到知觉的各种过程；（3）某些空间特性的知觉似乎是受先天制约的。不依赖于过去的经验或学习；
（4）某些几何错觉甚至不依赖于人们掌握的有关概念。传统的观点主要为格式塔学派所倡导。
2、当代观点：参考P36—37。有吉布森的刺激物说（当代称作生态学理论）。由J.Gibson 于1950年提出，1966、1979年加以完善的。主张知觉具有直接性，不论已有知识经验的作用。人们通过共振的方式提取投射到眼睛的视觉信息，刺激物的多种特征直接在大脑中形成印象，从而产生知觉。主要论据来自空间知觉，如对距离的知觉、对空间梯度的知觉等。虽然视觉能提供非常丰富的信息，但他低估了知觉加工的复杂性。
（二）强调知觉间接性的理论
1、主要观点：结构主义知觉理论、D.Marr的理论和I.Biederman 的理论都属于间接性理论。J.Bruner （1957）、U.Neisser （1967）、R.Gregory （1972）等人认为知觉是一个积极的、构建的过程，知觉是刺激与内部假设、期望、知识经验及动机情绪等因素交互作用
的结果。知觉涉及一个内部表征的形成过程（它被J.S.Bruner 提炼为假设考验说，认为知觉是一种包含假设考验的构造过程；人通过接收信息、形成有关某事物的假设，再接收信息、检验原假设、修正原假设或验证原
假设，从而对事物作出正确的解释。其中假设的形成需要记忆中有关的间接经验或知识的参与）。这一认知学派的观点有其合理的成分，既有推理的过程，又有经验的参与。
2、支持证据：P31有关上下文的实验；P33有关视知觉的实验；P36有关双关图的实验。
上述两种理论之间比较：它们都重视现实刺激，即承认知觉依赖外部刺激的直接作用；后者重视过去的知识经验，认为知觉是自上而下的过程；前者则重视直接觉察，而不通过知识经验，认为知觉是自下而上的过程。两者互为补充，但间接性理论对知觉现象提供了一个更一般和充分的理论性解释。
二、知觉加工机制
1、过程机制：知觉作为间接加工过程有自下而上和自上而下的方式。侧重对过程的考察。
（1）内涵：P39自下而上的加工指从外部刺激开始的加工，即从较小单元到较大单元，从低水平到高水平的加工。J.R.Anderson：“自下而上的加工指信息由细小的知觉片断产生由它们组成的较大单位”；J.Best：“自下而上的加工指涉及在感觉刺激开始时特征抽取的认知加工”。由于细小知觉片断在计算机中可用最小单位的材料或数据表示，故把自下而上的加工又称为材料或数据驱动加工（Data-drivenProcesses）。
自上而下的加工指由有关知觉对象的一般知识开始的加工，即从高水平到低水平的加工。J.Best：“自上而下的加工指涉及特征抽取和归类加工，开始于从语境推导出的期望”（即运用已有知识经验的加工）。由于知识经验的基本部分是概念，所以自上而下的加工又称为概念驱动加工（Conceptually-drivenProcesses）。
（2）对二者关系的理解：首先来看两种加工方式作用示意图。
自下而上的加工和自上而下的加工方式是相互补偿的，只有结合起来才能形成统一的知觉过程。一般地说，在知觉加工的早期阶段，自下而上的加工起主要作用；而在后期阶段，自上而下的加工起主要作用。缺乏其中一种将会出现不能适应环境的情况：没有刺激物作用于大脑，自上而下的加工只能产生幻觉；而没有知识经验作用，自下而上的加工将不堪重负。例子：前者——剥夺感觉将产生幻觉；后者——未受过训练的失重状态下产
生不舒适的感觉。思考：想象表象是不是自上而下的加工？（答案：不只有自上而下的加工，还在接受着刺激，包括看得见的和看不见的。）
2、特征加工机制。侧重对特征的考察。
（1）内涵：特征加工的方式有整体加工和局部加工方式。整体加工指感知事物时知觉过程首先从事物的整体特征开始，然后才是对局部特征的分析；局部加工指感知事物时，知觉过程首先从事物的局部特征开始，然后才是对整体特征的加工分析。
（2）二者的关系：知觉的整体特征加工与局部特征加工是紧密相关的，并不存在绝对的单方面的加工。
了解：对特征加工机制的认识历史。1912年M.Wertheimer（维台海墨）在其《关于运动知觉的实验研究》论文中，认为在一切心理现象中，整体是不可分析为元素的，整体不是元素的总和。以他为代表的完形学派认为整体决定着其部分的知觉。1932年新行为主义者E.C.Tolman（托尔曼）在其《动物和人类的目的性行为》中指出，“整体在某种程度上统治了它的部分”，但“我感觉到这些整体是由学习获得的，而不是天生的、现成的、纯知觉的格式塔”。1977年D.Navon（1977）根据他的视知觉实验提出了整体加工和局部加工的分类法。
总：上述两类机制并未发生冲突，也不相互包含，某一知觉过程既有自下而上或自上而下的加工，又有整体加工或局部加工。
第三节模式识别
一、什么是模式和模式识别
1、模式（Pattern）：广义上是指刺激在时间和空间上的组合，即由若干元素或成份按一定关系形成的某种刺激结构，刺激既可以是视觉的，也可以是听觉的或者其它的。狭义上是指视觉刺激物的整体结构。
2、模式识别（PatternRecognition）：指确认所知觉的模式（是什么），并将它与其他模式区别开来（即有何独特之处）。
模式识别是人和动物所共有的一种认知能力，如警犬对嗅觉线索、海豚对超声波线索等，但动物主要是一种本能行为，计算机科学的发展促使机器模式识别问题的产生，模式识别理论主要是从机器模式识别——计算机模拟中得来的。国内在计算机模式识别研究中享有盛名的是中科院院士、北
大信息科学中心学术委员会主任石青云教授，她在20世纪80年代中期就率先开发出用于公安侦破的指纹识别系统，是一个全自动的识别系统，当时获国家教委科技进步一等奖。
模式识别既有复杂性，又有适应性。模式识别的复杂性一方面与人类生存环境的复杂性有关，另一方面与人脑结构与功能的复杂性有关；适应性指能适应外界环境表现出灵活性与多变性。
二、模式识别理论。可分为匹配理论和分析理论。
（一）匹配理论（MatchingTheory），用刺激模式与大脑中存在的某一类特定的特征相匹配来说明感知过程。
1、模板匹配模型（或理论）
（1）内涵。人的长时记忆中贮存着刺激模式的复本（或模板），它们与外部刺激模式有着一一对应关系，刺激作用于感官后，新异刺激就与已贮存的模板进行比较，直到二者出现最佳的匹配，这样模式就得到识别。理解：知觉时所比较的是人们记忆中理想模式的一个固定心理模型。两种模式匹配时要有最大限度的重叠。是一种“全或无”的理论（或者说遵循一种全或无的方式）。匹配意味着识别，不匹配意味着无法识别。
模板匹配模型的发展：早期模板说主要以U.Neisser1967年的观点为主，即在记忆中贮存了无法计数的模板，他主要以字母识别来说明模式识别。刚开始他是以八个样例来说明成功和失败的匹配的（P49）。后期模板说是以P.H.Lindsay &D.A.Norman1977年的理论为主，他们修正了奈瑟尔的观点，增加了预加工的过程。简图如下。
（2）支持证据：P50。1974年S.Phillips 的棋局识别实验；R.Warren的实验。
（3）评价：模板匹配模型可以解释一定范围内的模式识别。主要应用在机器的模式识别方面（如银行、超市等单位识别数字的系统：会员卡、银行卡等。）承认人们在记忆系统中存在着模板并把模式识别看作是一个过程。示意图如下：刺激输入→分析（分解）→比较（匹配）→决策
不足之处：无法解释人们能够识别无限变化的模式。按模板匹配理论，大脑所贮存的模板容量是有限的。可是外界刺激模式是无穷尽的；无法解释人们能够迅速识别不熟悉的刺激模式，模板说认为模式是固定的，与模式对应的模板是不能改变的。这样就使该理论缺乏灵活性。
2、原型匹配模型。
（1）内涵：人的长时记忆中贮存的是事物原型（Prototype）。人们感知事物时，将事物（刺激模式）与原型相比较。当出现近似的匹配时，该事物就得到识别。理解：原型是事物类别中最具特征性、代表性的成员，也是最中心的成员，例如一提到笔，就想到钢笔，提到水果，就想到苹果，提到书，就想到教科书。但书中观点似乎更强调原型是一类事物基本特征的概括反映，具有一定的抽象性。（1975年，心理学家E.H.Rosch 赞同前一观点，即认为原型是与同一类别成员有更多共同特征的实例）
（2）支持证据：1967年M.E.Posner 等人的点图原型实验（P52）；S.K.Reed 的面部原型实验（P54），注意其中的关键点是由被试抽象出原型的基本特点，然后进行分类。请同学们思考：为什么研究者不采用日常生活中的刺激模式？是为了避免知识经验的作用。
（3）评价：原型匹配说克服了模板匹配说的不足，能够解释人们为什么能识别大量不同类事物及同一类事物；它为概念结构研究提供了理论基础（概念和类别关系密切），它更加灵活并富有弹性；不足之处：无法解释人们第一次对事物的识别；无法解释人们在缺乏某一方面经验时的认知活动。
（二）分析理论——特征检测理论
1、特征分析理论
（1）内涵：人们长时记忆中存在刺激模式的各种特征，人们在识别时，对刺激特征进行分析，然后对抽取特征进行合并、简约、归类等，再与存贮的特征进行比较；如果两两符合，则外部刺激就被识别了。理解：特征分析理论的基本假设是所有复杂的刺激模式都是由一些可以区分的相互分离的特征组成。如字母H 可分析为两条等长平等的线段和一条几乎垂直的线段。特征分析的运用依赖于刺激的可分解性，而特征是按一定步骤进行分析的，在进行模式识别时，先对事物的特征分解，其次是分析阶段，然后是与存贮的特征比较阶段，最后是反应阶段。
（2）支持证据：1964年U.Neisser 的实验；1969年J.J.Gibson 的实验；1977年Lindsay &Norman 的实验；M.J.Farah（1990）认为整体分析和局部分析过程涉及对绝大多数目标的识别（面孔识别主要依赖于整体分析，而阅读词汇或课文大多涉及局部分析）。
（3）评价：特征分析理论在解释模式识别时比模板匹配具有更强的说服力，它使识别具有准确性，并可发掘事物的潜在因素；由于事物之间的共同特征在许多事物中存在，以特征分析模型来识别事物，可以大大减轻记忆负担，使人们更快、更好地适应环境并学习外界环境。不足之处：无法解释认知过程中从整体到局部的加工（即先把握事物的整体特征，其次才是局部特征）；它忽略了知识经验的作用即不重视自上而下的加工。
具体的特征分析模型是“鬼城模型”（也称泛魔堂模型）。O.Selfridge1959年在“Pandemonium：A paradigm for learning”中提出这一模型。（Selfridge,O. Pandemonium:A Paradigm for Learning, Symposium on the Mechanization of Thought, London:HM Stationery Office. 1958）科学研究中引入“妖魔、鬼怪”等概念来代表尚未揭示的一种实体功能是可靠的。在P.H.Lindsay &D.A.Norman1977年“Human Information Processing：An Introduction to Psychology”中就曾引用“魔鬼”概念。“鬼城”或“魔宫”出自Milton 的《失乐园》一书，意指地狱的首都，是一个喧嚣而又混乱的城市。鬼城里有许多具有不同功能的小鬼（Demon）加工分为四个层次（或等级）：映象鬼→特征鬼→认知鬼→决策鬼。最终实现模式识别。这一具体模型仅仅是一种假设，并没有实验证据。引导学生阅读教材第三节“优势效应”，以特征分析来理解。
2、部件识别理论。（1）内涵：1987年，I.Biederman提出模式识别的部件识别理论（Recognition-By-Component，RBC），他认为通过把复杂对象的结构拆分成简单的部件形状，就可以进行模式识别。部件形状被称作“几何离子”，如方块、圆柱、球面、圆弧和楔子等（大约有36种），它以“容积本原”的形式存在，与原子或分子的功能相似，它们可以按不同方式组成不同的物体。物体的部件是以形状的特征而存在，而不是以线或角的特征存在。人们获得了足够的形状信息就能觉察出“几何离子”，由几何离子再构成一个复杂对象（物体），这样就识别了对象。当给予我们的信息呈现方式不能让人觉察出个别的原始离子，就不能识别对象（物体）。
部件识别理论示意图如下页：（解释：边缘抽取指对亮度、纹理和颜色等表面特征的差异作出反应，并对物体作线条描述；分解凹曲线区域指对物体轮廓的凹面部分进行分解；非偶然性特征指物体的不变的关键性特征——曲率、平行、共端性、共线性等。）
（2）证据：1987年I.Biederman 在实验中，向被试呈现物体的降质素描图（同一物体的图形逐渐省略某些部分），发现当省略提供凹曲线信息的某些轮廓时，物体的识别要困难些。1995年Ling &Sanock 的实验证明，对象识别时如果提供给被试以部件形状的中心线（一般是条状物的轴心线）时，对象识别将更为便利。
（3）评价：部件识别理论能够很好地解释许多较容易的类别区分任务，部分得到实验的支持。不足之处：尚未阐明认知系统如何把一些零碎的线段拼在一起形成部件形状（即几何离子），不能解释从整体到局部的加工。了解：A、物体识别的双加工模型。M.J.Farah（1990）在“Visual agnosia （失认）：Disorders of object recognition and what they tell us about normal vision”中提出了一个物体识别的双加工模型，认为人们对目标的识别有两种分析形式，一是整体分析（holisticanalysis）即对目标的整体结构进行加工；一是局部分析（analysisby parts），即对目标的某一关键部分进行加工。她认为这两种分析过程涉及对绝大多数物体或目标的识别。1990和1994年的实验证实了这一论点。即面孔识别主要依赖于整体分析，而阅读词汇或课文大多涉及分析加工。
B、背景分析理论。人们在感知外界事物时，主要是从事物的背景入手的，也就是说过去的知识经验直接指导对对象的识别。该理论重视自上而下的加工过程。新近的重视自上而下加工的理论还有：1996年，V.Bruce的结构优势描述理论。结构由一些描述特定构成的命题组成。人们在识别对象时，关注的是刺激信息中最重要的部分，把这一部分与记忆中结构描述相匹配，从而成功识别。例：字母L 的识别——不管它是横的、竖的、长的、短的，主要是相连的角度大小；“野人”的识别——着重看人的形体，而不管他的性别、毛发或所处的地域。
新资料：2008年2月6日，在德国研究联合会的支持下，马堡大学和吉森大学将推进第二个为期三年的、主题为“感知和活动”的研究项目。从2005年开始，由心理学家、运动科学家和神经心理学家们所组成的研究小组着力探索两种不同的感觉信号之间的关系：一种感觉信号产生人们所意识到的感觉，而另一种感觉信号则在人们活动中以未被意识的方式起着调控作用。近百年来，感知的过程和活动机能的过程分别获得了深入的研究，它们的机理可追溯到脑皮层不同区域的功能。近来，感知过程和活动机能过程之间的关系大大激发了神经科学家们的兴趣。研究人员想据此了解这两
种过程是如何交互影响的，而且通过实验，人们也许可以探究感知与活动之间的关系如何在短期和长时间的区间内改变自身。
正式作业：（根据教学进度布置）
单号选择：1、个体进行物体识别的机制分析（提示：试依据匹配理论和分析理论，举例说明一个人如何进行物体识别的。）2、有关心理学未来职业之我见
双号选择：1、个体识别野外生物的机制分析（提示：试依据分析理论解释人们在野外识别野生动物、花卉等的心理过程。）2、计算机模拟人脑的表现分析
第三章注意
本章重点学习注意的认知理论，从历史的角度认识注意机制，理解其倡导者、时间、原理内涵、实验证据及人们的评价。
第一节概述
一、注意概述（一）内涵：在心理学中，注意被定义为心理活动对一定对象的指向和集中。W.James（1890）认为注意是从同时呈现的几个物体或思维序列中选择一个对象的过程，并认为意识集中与专注是注意的核心。M.Martlin（1983）的界定：注意是心理努力的集中与聚焦，是一种有选择性、转移性和可分解性的集中。理解：注意不能简单地归结为一个单一的功能或某一种心理操作；它的过程既是组合的，在一定条件下又是分离的。例：视觉注意——选择某一视觉信息→心理努力转移到该信息→心理与视觉信息联结。试区分注意和意识：二者密切相关。人在注意时指向某处对象时，已经是有意识地加工处理某些刺激信息了。“为了看见（听见），我们才去看（听）”，前半句涉及意识，后半句涉及注意。比喻：注意——选择电视频道；意识——屏幕上的活动图像。
（二）分类和特征：
分类：W.James（1890）的双重系统假设理论认为，注意可分为无意注意和有意注意，并把注意分为主动的和被动的。S.Yantis（1998）对此作了延伸：刺激驱动（即自下而上的加工）的注意比目标驱动（即自上而下的加工）的注意具有更快速和更有效的特点。后来人们根据是否需要意志努力，可把注意分为不随意注意（无意注意）、随意注意（有意注意）和随意后注意（有意后注意）。特征：选择