1、第8章 思维实验,主要内容 一、思维与问题解决研究中的变量 二、问题解决研究实验中的几个问题 二、推理 三、决策,一、思维与问题解决研究中的变量,（一）因变量 （二）自变量 （三）控制变量,问题示例：,两个车站相距100英里，星期六下午2：00两列火车分别从各自车站相向而行。一列火车每小时行驶60英里，另一列是40英里。在火车开出时，有一只鸟在火车前飞行，速度是每小时80英里，鸟以恒定的速度在两列火车之间来回飞行。问火车相遇时，鸟飞了多少英里?,车鸟问题图示,实验设计,被试间设计：给一组被试呈现图解，一组被试没有图解。,（一）因变量,1.在限定时间内有多少被试解决了问题。 问题：如果两组中每个
2、人都解决了问题，是不是可以判定自变量不起作用呢？ 不是。由于天花板效应的作用，从两组解决问题百分比相等得出自变量不起作用的结论当然是不正确的，因为问题太容易不能揭示任何可能的区别。,2.第二个指标：潜伏期,潜伏期，即解决问题所花的时间。即使两组中所有被试都解决了这个问题，他们可能在不同条件下花的时间不同。因此，即使两组被试在解决问题的百分比上没有差别，但是解决这一难题所花时间上会有差别。实验结果证实了这一点。因此解决问题所花的时间被证明是一个敏感指标。 即使没有天花板效应，（比如说两组被试中都有60的人解决了这个问题），那么其差别仍可由潜伏期揭示出来。因此，我们说潜伏期可能是一种比反应正确率灵
3、敏的因变量指标。,3.第三个指标：问题解决的质量,在某些问题的解决存在一种以上的方法时，可以把问题解决的方法按从好到坏进行排序。这样，即使正确率和潜伏期测量不能反映出两种条件下的差别，但一种条件下的被试也许比另一种条件下的被试获得更多满意的解决方法。,总结：问题解决实验研究中的三种因变量指标,1.通过率（在限定时间内有多少被试解决了问题） 2.潜伏期（解决问题所花的时间） 3.问题解决的质量（问题解决的方法的好坏）,（二）自变量,1.问题呈现方式 变化解决所需信息的呈现顺序及其重要性 变化无关信息的呈现量 变化句子的表述方式,鸟飞行问题,两个车站相距100英里，星期六下午2：00两列火车分别从
4、各自车站相向而行。一列火车每小时行驶60英里，另一列是40英里。在火车开出时，有一只鸟在火车前飞行，速度是每小时80英里，鸟以恒定的速度在两列火车之间来回飞行。问火车相遇时，鸟飞了多少英里?,车鸟问题图示,是否呈现插图及插图的性质,2.其他,外部压力（是否有时间限制） 奖惩 被试个体差异,归纳：问题解决实验中的自变量,问题呈现方式 外部压力（是否有时间限制） 奖惩 被试个体差异 ,3.控制变量,？,二、问题解决研究实验中的几个问题,（一）信度问题 （二）实验控制问题 （三）言语报告的可靠性问题,（一）信度问题,怎样验证实验结果的可信性？,关于类比问题解决的研究,邓克肿瘤问题：假如你是医生，面临
5、着一个胃内有恶性肿瘤的病人。在肿瘤上不能动手术。但是，肿瘤不切除，病人就会死去。有一种辐射能摧毁肿瘤。如果辐射以足够高的强度立刻到达肿瘤，肿瘤会被摧毁。但不幸的是，当高强度的辐射经过机体的其他地方时，健康的组织同时也被摧毁。低辐射条件下，射线对健康肌体无害，但也不能对肿癌起作用。我们应该用什么类型的辐射去摧毁肿瘤同时又避免伤害健康的组织呢?(Gick和Holyoak，1980)。,吉克和霍利约克的研究（研究一）,最早研究中，45个被试只有2个（4%）提出了“会聚解决法”。 他们想研究：当在辐射问题前先给出一个类似的问题及其解决办法时，是否会有更多的人能解决这个问题。即是否被试能从第一个问题中抽
6、象出指导原则，然后运用到第二个中去。 基于这种想法，吉克和霍利约克提出了其他的“类比故事”。这些类比故事蕴涵着高效解决辐射问题的基本原则。,类比故事指挥官故事,一支坦克部队的指挥官要向敌军司令部(要塞)发起攻击。如果用许多坦克，他赢的机会很大；但他的部队必须经过又窄又不牢仅能通过少数坦克的桥，因此只能用少量的坦克发起袭击，但易被敌方击退。为了取得胜利，这支坦克部队指挥官制订了一个让坦克分别通过每座小桥包围敌司令部的计划。这样，所有坦克都能立刻过桥攻击和占领敌司令部。,实验设计,三种实验处理： 解决问题前没有阅读指挥官故事； 解决问题前阅读无关故事； 解决问题前阅读指挥官故事。 前两种条件下,实
7、验结果,在解决辐射问题前没有阅读故事或阅读无关故事的被试仅有大约10是用最有效的方法解决问题的。在解决辐射问题之前阅读过类比故事，的被试约有75在时间限度内解决了问题。 由于几个实验都得出了这样的结果，因此可以说这一基本现象是经过反复验证过了的。显然，人们的问题解决能从类比中受益。,提示是否有助于解释类比推理问题？（研究二）,吉克和霍利约克(1980) 思考了类比推理的过程。 他们让所有被试读类比故事，然后解决辐射问题。他们设置了两种条件： 提示条件：提示利用故事作为提示考虑怎样解决问题。 无提示条件：不提示被试刚读过的故事与他即将面临的问题解决任务之间存在的联系。 结果显示，提示确实是解决类
8、比推理问题的一个重要因素。提示组92的被试解决了问题；无提示组仅有20。 可见，只给出类比是不够的，还必须引导被试在试图解决后一问题时要积极利用它。 第30页,类比问题解决实验的信度问题,结果是真的吗？如果重做这个实验，还会得到与之相同的结果吗?,考察实验信度的方法,1.推断统计 2.实验验证,1.推断统计,推断统计用于确定两种条件的结果差别是由自变量还是随机因素造成的。如果不同实验条件下所得出的结果之间差异很大，而且这种差异由偶然因素导致的概率低于5%时，研究者可以排除偶然因素导致该结果的可能性，而认为结果是由自变量造成的。 吉克和霍利约克的实验中有无提示条件的结果，他们运用推断统计得出，两
9、组间解决问题百分比的差异不是由偶然因素，而是由实验中是否有提示条件造成的。因此，我们可根据这个统计检验得出差异具有统计信度。,统计推断的问题,“重复一次抵得上一千次t检验”。 尽管结论在统计上被认为是可信的，但由偶然因素(统计信度仍保留5的错误概率)、一些末被注意到的混淆因素、或者实验者误差所造成错误的可能性仍然存在。 例如，大多数聪明的被试碰巧被分到一种条件中。,2.实验验证,三种实验验证方法： 直接验证 系统验证 概念验证,直接验证,直接验证是指在尽可能保持原实验方法的情况下在实际中重复它。 例如：如果我们想要尽可能准确地重复吉克和霍利约克(1980)关于提示是否有助于类比迁移的实验，就构
10、成对他们实验的直接验证。,系统验证,所谓系统验证，就是系统变化那些被认为与实验结果不相关的因素，考察是否会出现同样的实验结果。 也就是说，如果原始实验中发现的某种现象是真的，那么，尽管重做中一些因素发生了变化，但它仍然该出现。 前面提到的吉克和霍利约克的研究中，研究二就可以看作是对研究一的系统验证。,概念验证,所谓概念验证，就是根据一个较为抽象的概念或者理论模型设计实验，验证实验结果。,吉克和霍利约克（1983）关于正迁移的条件的研究,他们想考察迁移量是否随着被试加工类比故事的方式的不同而发生变化。 实验材料：辐射问题和另一个别的问题；两个问题的类比故事； 实验设计： 控制条件：只呈现类比故事
11、而不带任何指导语； 告诉被试概述故事而不要为了回忆测验而学习； 是否以言语或文字的形式给出被试这一故事所表达的道理和它的策略本质； 把图解和故事一起呈现给被试； 实验结果：正迁移量没有发生变化。,进一步的研究,吉克相霍利约克(1983)发现，当被试学习两个类比故事并亲自描述其相似性(在问题前给出)时，产生的正迁移要比只是学习一个大得多。他们认为，被试学习两个类比故事，然后思考其相似性能产生好的内在观念(或用他们话说，因式)，这一观念能自动地用于解决新问题。,尽管吉克和留利约克(1983)的实验并非直接或系统地验证了他们早期得出被试难于自发应用类比解决问题的实验研究，但他们会聚出了一个相同的结论
12、，即难于从类比来改善推理。 因此，这些后来做出的实验可被看作概念验证，尽管实验技术不是原实验中的重复，但在某种程度上他们验证了那种没有明确指导的类推困难现象的本质。,小结：考察实验信度的方法,1.统计推断 2.实验验证 直接验证 系统验证 概念验证,（二）实验控制问题,关于功能固着的研究,邓克的盒子问题,在盒子问题中，被试的任务是把三支小蜡烛安置在与视线相平行的门上。被试使用的材料放在桌子上：几枚大头钉、几根火柴、三个火柴盒大小的用纸板做的盒子以及蜡烛。问题的解决办法是先把盒子钉到门上作为平台，然后再把蜡烛底部融化后粘在盆子上。 在控制条件下，盒子是空的；而在功能固着的条件下，盒子装上所有的材
13、料：一个装几支蜡烛，第二个装图钉，第三个装火柴。这样，在功能固着的条件下，盒子的功能就作为一个容器固定在被试的头脑中。第三个条件，即中性物用途的条件，在这种条件中，盒子也作为容器，但装的是中性物品比如钮扣等非解决问题所需的物品。,实验结果,实验采用被试间设计。 邓克在每个实验仅安排了7个被试。在每种条件下被试解决问题的人数结果：控制条件下，7位被试都解决了问题；但仅43的被试(7个中的3个)在功能固着的条件下解决了问题。在中性条件下，只有一个被试(占14)解决了问题。,亚当森（Adamson)的验证,他运用三个问题中，比较被试在功能固着条件下和控制条件下的结果来验证邓克的最初实验。这些问题包括
14、上面已讨论过的盒子问题、回形针问题和螺丝锥问题。 在每种问题的解决中，对有某物体的先前经验的被试(功能固着)和没有这类经验的控制组被试的结果进行了比较。 亚当森主要关注邓克实验中被试数量少的问题，因而在他的六种情况中分别使用了26-29个被试(3个问题2个实验条件)。 测试因变量的指标有两个：在20分钟内能够解决问题的被试百分率和被试成功解决问题所花的时间。,实验结果,当亚当森使用解决问题的被试百分比作为因变量时，只在盒子问题上验证了功能固着效应。多达86的控制组被试和41的功能固着组被试解决了盒子问题。 然而，由于另外两种情况中存在天花板效，其结果不可能解释原先实验的结论。即，两种条件下几乎
15、所有被试都解决了问题，实验结果没有差异，每种条件下两个问题的解决率接近100。但是根据前面因变量的讨论，我们没有根据认为在这些情形下两种条件间无差别。因此在一定程度上可以说，该实验的结论是，因变量反应不灵敏以至于我们无法识别两种条件下的任何可能差别。,潜伏期的差别,（三）言语报告的可靠性问题,关于判断中过于自信的问题。,弗里德曼等（1960）关于熟知感的实验,给被试一系列涉及一般性知识的问题(如厄瓜多尔的首都是哪儿?美国策五位总统是谁?)并要求回答。若被试不能回答，则要求他们从6个类似的答案中选择一个并以四点量表来评估自己对该选择的确信度。这四个判断为“肯定知道”、“可能知道”、“可能不知道”
16、和“肯定不知道”。在做完这些熟知感判断实验后，再让从六个可选项目中选出正确的答案。,实验结果,被试从他们判定为肯定知道的项目中认出了73，从可能知道的项目中认出了61%，可能或肯定不知道的项目中分别认出了51和35。这种评定等级与后来的操作存在相关的现象，显示出人们对他所知道的主观感觉是相当准确的。 然而，问题在于即使当人们确信他们知道问题的答案，但他们能作的正确反应却仍然只有73。显然，监控人们知识状况酌能力是很不完美的。人们似乎过于确信自己知道某种事情，事实上却并不知道。,类似的实验,利希膝斯坦和菲什霍夫(1977)发现，尽管在信心判断和准确率串之间存在相关，但被试对答案的信心要超出他们的
17、知识所能支持的程度。 例如，在一个被试自信回答的正确率为80的问题中，但其实际正确串却只有70。 这种过于自信似乎不是由于被试没有认真对待任务，因为在另一些研究中发现了同样的倾向。在那些实验中，甚至当一再强调准确估计的重要性并以输钱来对错误估计作惩罚时，被试仍然出现过于自信的问题。,可见，认知过程中内省言语报告是有缺陷的。当我们进行某项操作时，记忆的怪异多变也可能对我们所思考的产生不正确或有偏差的判断。许多因素动机的，情绪的、社会的都可以减弱言语报告的准确性。,关于旁观者参与的研究,问题：在什么条件下一个人会帮助另一个陷入困境中的人？ 被试处于不断交化的条件中。基本的因变量指标是每种条件下被试
18、帮助处于“紧急情境” 中的“受害者”的百分比以及他们帮助的速度。 结果显示，当实验者变化紧急情境中的人数时，即增加旁观者的数量时，被试越来越不可能帮助受害者。,被试的报告分析,拉坦和达利(1970) 系统地问被试他们是否认为在场的其他人影响他们的行为？ 被试坚持认为他们的行为不受在场其他人的影响。,可见，主观报告通常不能准确描述人们的认知事件。 但是，前面提到的研究中，被试都是在完成任务后报告。可能受到记忆因素的干扰。 如果被试在执行任务时进行报告呢？,梅特卡夫(1986)关于即时报告的实验,她想知道要解决某类问题的人们是否体验到某些预示着他们正在远渐接近问题解决的感觉，或者解决方法是突然出现
19、的。 梅特卡夫要被试解决许多不同的问题，诸如变形词(打乱词序的单词，如travel的词序被打乱后所生成的对应的变形valert)以及其他的难题。当他们在解决问题时，每隔10秒就响一次咔哒声，每一咔哒声中被试通过写0到10来评定他们接近问题解决的程度。“0”表示他们处于冷静状态，不知道答案是什么，中间值意味着他们逐渐感到兴奋，“10”表示他们解决了问题，此时，他们已写出了答案。,梅特卡夫的假设,如果问题解决是渐进的试误过程，人们会一步一步完成答案他们的“兴奋感”比率会逐渐升高直至问题解决。如果人们解决问题是通过突然顿悟的方式，那么在解决问题的过程中间，他们的兴奋感应该保持一个低而不变的水平；当他
20、们解决问题时，会突然跳到10。最后，如果人们能准确估价他们是否获得了正确的答案，那么，“兴奋感”判断应该是正确答案比错误答案更高。,这个实验提出两个有趣的问题。第一，在逐步解决问题或者是在顿梧的一瞬间找到答案时，他们是否有主观感觉?第二，人们是否有能成功解决问题的准确的主观预感?即当他们的推理方法能产生正确的答案时他们是否知道?,实验结果,首先，被试的“兴奋感”比率倾向遵循顿悟模式。即当解决问题时，被试相对“冷静”，没有迹象显示他们逐渐兴奋起来或更接近问题解决，直至他们的问题得到解决时。因而，对概研究使用的问题类型来说，人们倾向于以相当突然的顿梧方式获得答案。 然而，进一步分析表明，被试的“兴奋感”判断很不准确，即当被试显示他们正接近答案时(即他们兴奋比率相当高时)，他们事实上更容易给出不正确的答案而不是正确的答案。因此，拇特卡夫的实验表明，人们关于他们是否将要解决问题的主观直觉不可信。 可见，对主观报告的解释必须慎重。,小结,一、思维与问题解决研究中的变量 二、问题解决研究实验中的几个问题参考实验心理学-掌握心理学的研究,作业：实验设计,设计实验验证问题解决中酝酿期的存在。,
