作者：劉雯 楊麗珠
摘要 美國的信息加工心理學運用對計算機的模擬預測和人類的行為結果的比較，理解人類心理活動的規律，從而對傳統的認知心理學理論進行了重新探討，強調信息加工的方法尤其適合兒童的心理研究。他們的研究為發展心理學和教育工作者提供了大量的有啟發和參考價值的假設和成果。
關鍵詞 信息加工心理學；發展理論；編碼；策略；概括化；自動化
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近３０年來，在心理學認知發展的研究中，最新的理論當首推美國的信息加工理論。美國的信息加工心理學家，運用對計算機的模擬預測和人類行為結果的比較，理解人類心理活動的規律，從而對傳統的認知心理學理論進行重新探討，其成果令人耳目一新。不僅如此，信息加工的理論還滲透到心理學其它的領域，特別是兒童心理學。美國的兒童心理學家們運用信息加工理論對兒童的知覺、記憶、言語和思維等認知過程的發展進行了新的探討，為我們提供了大量的有啟發和參考價值的假設和研究成果。
一、信息加工心理學的由來
信息加工理論是由一群研究者共同創立的。他們的主要代表是：施福爾林和阿特金森（R.M.Shiffrin &.R.C.Atkinson）、紐韋爾和西蒙（A.Newell &.H.A.Simon）、安德生（J.R.Anderson）、卡斯（R.Case）、克拉赫爾和瓦雷斯（D.Klahr &.J.Wallace）、西格勒（R.S.Sigler）、斯登伯格（R.J.Sterberg）等。
荊其誠、張厚粲先生指出：“信息加工理論研究人們如何注意和選擇信息，對信息的認識和存儲，利用信息制定決策、指導外部行為等。”而“信息加工心理學借用計算機科學、語言學和信息論的概念來說明人的認識能力和適應行為，包括各種心理過程和智能行為。”［①］
早在１９世紀６０年代，唐德斯（Donders）［②］就開始用信息加工的方法研究人類的心理活動，但當時并未受到重視。直到２０世紀６０年代初，美國心理學界在接受皮亞杰認知發展理論的同時也看到其弊端。于是，他們開始尋求一種更加客觀、直接的方法來研究認知理論，期望這種方法能夠更精確地描述人的思維、記憶等認知過程的機制。６０～７０年代，認知心理學受其行為主義和格式塔心理學、現代通訊技術以及喬姆斯基（N.Chomsky）心理語言學特別是計算機科學的迅猛發展的影響而發展起來。１９６０年，紐韋爾和米勒等人分別出版了《行為的計劃和結構》和《關于一般問題解決程序的報告》的著作。從此開始了現代認知活動的信息加工方法的研究。他們探討了以計算機為理論基礎的控制論概念與心理學的關系，提出了關于認知的信息加工理論――計算機類別的理論，也提出了建立和驗證這種理論的方法論――計算機模擬法。７０～８０年代，紐韋爾和西蒙提出了較為完善的物理符號系統理論，認為無論是有生命的（人）或是人工的（計算機）信息加工系統都是操縱符號（Symbol）的。信息加工系統就是物理符號系統，其具有輸入、輸出、儲存、復制、建立符號結構和條件性遷移等特征［③］。這一理論成為信息加工心理學的理論基礎。由此，人們運用對計算機的模擬預測和人類行為結果的比較，探討人類心理活動的規律，從而形成了現代心理學的信息加工理論。
從７０年代開始，信息加工理論滲透到兒童心理學研究中，兒童心理學的研究出現了突破性的進展。
二、信息加工心理學的發展理論的主要觀點
信息加工心理學家認為信息加工的方法適合兒童心理的研究。因為信息加工理論特點強調問題的解決，問題解決是兒童每天都遇到的事，很多事對成人來說是簡單的，而對兒童來說則是新的、富有挑戰性的問題。因此對兒童心理研究特別適合。
（一）信息加工心理學的發展理論的一般特點
１．認為思維是一個信息加工過程，研究重點放在兒童的整個發展過程中怎樣再現信息和加工信息，以達到最終發展的目標。特別是怎樣保持這些信息，并在適當的時候轉化和綜合運用它們。
２．加強變化機制的精確分析，探討所有心理發展的機制是如何綜合在一起來促進兒童心理的發展的，并且研究兒童在某個年齡段達到某種水平而沒有達到更高水平的原因。
３．認為變化是連續不斷的自我調整（Seff-modification）的過程，強調探究兒童如何調整自己改變行為方式，適應未來生活，并取得一定的成果。
４．認為目標分析（task analyses）是理解兒童思維的關鍵，人們的表征和信息加工在很大程度上是致力于努力實現的目標。就象螞蟻營造自己的巢穴一樣，人類的思維的復雜性是環境復雜性的反映，因此，只有認真地分析特殊環境中的特殊的目標，才能正確理解認知活動。
（二）信息加工心理學的發展理論的主要代表理論
美國近十年來信息加工心理學關于兒童發展的理論主要代表是：卡斯、斯登伯格、克拉赫爾和瓦雷斯、西格勒。
１．卡斯的主要觀點。卡斯將皮亞杰的發展階段學說與信息加工理論結合起來，根據兒童使用運算的不同類型所表現出來的智力的表征，提出兒童發展四個階段及兒童的變化發展的機制是自動化和髓鞘化。他認為兒童表征的形成影響了兒童短時記憶的保存量和中心概念結構的形成［④］。
１）關于兒童發展階段 第一階段，感知運動運算階段（sensorimotor operation stage）。在這個階段中，兒童的表征是感覺輸入，與兒童所采取行動的表征相對應的是身體的運動。第二階段，表征運算階段（representational operation stage）。兒童的表征包括了持久、具體、內部的想象，其行動能夠促進更多的內部表征。第三階段，邏輯運算階段（logical operation stage）。兒童在此階段能夠再現抽象的刺激，其行動依賴這些表征的轉換。第四階段，形式運算階段（formal operation stage）。兒童也呈現抽象的刺激，但他們能操作更復雜的信息的轉換。
２）關于兒童發展變化的機制他認為，兒童的變化是通過自動化和髓鞘化產生的。自動化是指用越來越少的注意來執行認知加工的能力。當兒童處于第一階段時，他們只能對那類表征進行很少的加工，因為他們的加工效率很差。隨著兒童對表征經驗的增加，對這種表征進行更多的操作。髓鞘化是一種影響沿腦神經的電沖動的生理傳導過程。髓鞘是在傳導中起絕緣作用的一種蛋白質，它可能是提高傳導的效率。卡斯認為在２歲、７歲和１２、１３歲左右，是一些過渡階段，在此階段髓鞘化速度特別快。
３）關于兒童短時記憶的探討 上面卡斯提出的兒童變化的兩個機制都可以解釋關于短時記憶的發展問題。卡斯還提出了第三個機制（１９９０）即中央概念結構的形成可以促進兒童超越短時記憶的局限性。一個關于概念和概念關系的內部網絡的形成將促使兒童記憶更廣。
卡斯理論不僅在理論上有重要意義而且在實際課堂教學中具有重要作用。例如，他成功地教會兒童解決填入缺少的加數問題。卡斯通過分析解題所需的記憶能力而編制出一套有效的教學程序。但他的理論也有明顯的缺陷，由于他沒有闡述短時記憶容量理論的原則，給人們評估帶來困難；另外，他試圖將基本能力、策略和學習結合起來，這既是他理論的優勢，也帶來一些弊端。
２．斯登伯格的主要觀點。斯登伯格將信息加工與智力研究結合起來，探討智力以及智力是如何發揮作用的，準確地告訴人們為什么不同智商的兒童會有不同的成績。
他將智力分解為三種不同的成分：［⑤］操作成分、元成分和學習成分。成分是分析智力行為的基本單元。操作成分的目標是在任何一個時間內產生出的行為；學習成分的目標是產生新知識；而元成分則是提供真正智力的那些成分。例如，元成分在任何一個情境中選擇所包括的特殊操作成分來解決一個問題。元成分還選擇不同操作成分和學習成分的執行順序，以產生正確和有效的行為。
可以用一個類比問題作背景來闡明操作成分的工作。例如，我們問兒童“火腿和豆子與雞蛋的關系哪個更接近火雞與酸果汁的關系？”正確答案是火腿和雞蛋。斯登伯格認為兒童在解決這類問題時，使用三種操作成分，第一個操作成分是編碼，即鑒別問題中的每一個概念，兒童通過編碼得知火雞是一種動物。第二個操作成分是推理。兒童要決定火腿和酸果汁之間的關系，即類比中前兩個術語。第三個操作成分是構圖。兒童知道了在火雞和酸果汁之間推論出的關系，即這些是一起吃的東西，然后去看看在雞蛋和另兩種東西之間是否存在同樣的關系，然后選擇答案。
斯登伯格研究發現兒童用于編碼時間的長短與其智力之間有很高的相關。大多數情況下，比較聰明的人和年齡較大的人比不那么聰明的人和年齡較小的人執行任何問題都要快一些，即使就全部問題來說，大一些的聰明一些的兒童總是快一些。因為年齡小的和不聰明的兒童總是考慮每個物體的性質，因此這種編碼給下一步的推理帶來困難。
斯登伯格也對智力超常兒童和落后兒童進行了研究。他認為，超常兒童之所以超常是因為他們具有過人的學習成分。而智力落后最關鍵的弱點是對元成分的運用上，弱智者和智力落后的兒童非常不善于選擇作什么和如何安排事情的順序。
總之，斯登伯格的理論對發展心理學構成整個框架是有一定意義的，但他的理論也有一定的缺陷，即他所提出的智力的三種成分仍然象謎一樣需要人們去探求答案。
３．克拉赫爾和瓦雷斯的主要觀點。他們著重探究兒童從外部世界獲取知識加以整合的能力的三個過程，即在時間線內經驗的保持、在時間線內對規則關系的察覺和對冗余加工過程的消除。時間線內經驗的保持是指兒童所碰到的全部加工過程和作業的一個長時記憶記錄。在時間線內對規則關系的察覺指對時間線之內的重復加工各種關系的察覺能力，這是產生泛化的機制。
這一理論的重要特點之一，就是強調時間線中所記錄的是什么。如果信息沒有在時間線之內編碼，那么這個人就不能從中得到東西。他不能察覺到規律性，也不能消除冗余性。當我們考慮本身感知不熟悉的東西時就能看到編碼的作用。因此，以準確的方式對信息編碼是我們能夠學習的關鍵。他們認為兒童在出生后就能自動地對頻率信息和空間位置編碼這一點非常重要。在一定程度上講，這種基礎性編碼是發展的原材料［⑥］。
總之，克拉赫爾和瓦雷斯的理論從時間線、規則的察覺和消除冗余來解釋概括化，這在兒童認知發展理論研究上是很有價值的，但盡管他們強調計算機模擬兒童自我調整的重要，但他們實際上并沒有揭示這個計算機模式，他們的計算機模式多用于揭示他人的研究模式而不是他們自己的新成果。
４．西格勒的主要觀點。西格勒將認知發展與進化論結合起來探討兒童認知發展，他通過策略選擇和策略構造的研究，揭示了兒童為適應而發生認知的變異和選擇的機制［⑦］。
達爾文的物競天擇理論是最早揭示人類智力的理論之一，其理論核心是變異和選擇。西格勒的研究目標是建立認知發展的進化論。他借鑒達爾文物種競爭的理論，通過信息加工的方法研究，認為類似生物進化論中物種的競爭，兒童認知的競爭發生在概念、規則和策略之間。他通過要描述認知系統內競爭的各個統一體，探索它們是如何競爭達到適應，進而研究產生認知的變異和選擇的機制。西格勒和他的合作者已經在下列認知的一系列領域內建立了模式：算術、時間認知、閱讀、拼讀、問題解決和記憶的任務以及這些區域之間。他們在其中的每一個領域內，發現了競爭導致適應的程序和基本策略的選擇，發現了產生適應的機制。
西格勒用簡單的算術加法來比喻他的研究成果。５歲的兒童使用一系列策略去解決５＋３這類加法題。首先他們一個一個數手指頭；后來他們伸出手就知道手指的數，不用一一去數；再后來，他們記住了這道題的答案。兒童所使用的策略是不同的，有的使用這些策略，有的使用那些策略；或此時使用這種策略，彼時又使用那種策略。兒童選擇適應的策略的機制是什么呢？西格勒將信息加工系統劃分為表征和加工過程。表征包括信息的搜集，加工過程則是在表征的基礎上產生的行為，即策略的選擇。
西格勒和他的合作者發現兒童從舊策略過渡到新策略非常困難，需經過長時間的練習，因此他們又探討了導致兒童發現新策略的原因。他們不僅探索了上述領域兒童認知的策略選擇和變異，而且建立了這些領域兒童認知策略選擇的計算機模式。
至今，西格勒所提出的認知發展的生物進化理論已經逐漸被一些心理學家所驗證，如，感知發展（Greenough,Black &.Wallace，１９８７）、語言發展（Mac Winney,Leinbach,Taraban &.McDonald，１９８９）、概念發展（Diamond &.Goldman-Rakic，１９８９）、問題解決（Holland,Holyoak,Nisbett &.Thagard，１９８６），他對兒童認知策略的研究特別是策略選擇的研究非常詳盡，并建立了計算機模式，這對兒童認知的研究具有一定的意義，但他仍然未能揭示策略變異的機制和變異的實質，這給他的理論帶來一定的局限。
總之，這四種理論是信息加工心理學發展理論的重要代表。盡管他們沒有象皮亞杰等心理學家那樣涉及的研究課題和兒童的年齡范圍那樣廣，但他們對兒童心理發展特征的研究更精確，建立了一系列計算機模式和流程圖，使兒童心理學向前邁進一步。
這四種理論各有自己的特點，但仍具有相同之處。他們都認為編碼、策略結構、概括化和自動化是認知發展變化過程中的關鍵。斯登伯格的理論專門探討了編碼和策略結構；卡斯揭示了自動化在兒童情境記憶中的作用；克拉赫爾和瓦雷斯強調兒童的概括化能力；西格勒側重強調兒童如何構成新的策略并運用它們。
信息加工心理學的發展理論，以系統論為指導，采用現代化計算機手段，運用信息加工理論對兒童的知覺、記憶、言語和思維等認知過程的發展進行了新的探討，這種理論更注重研究過程的局限性，克服局限性的策略和關于具體發展內容的知識，而且重視對兒童心理變化的精確分析和連續性的研究。這不僅在理論上有重要意義而且成功地解決了一些中小學課堂學習的難題。但它仍存在明顯的局限性，尚需進一步完善。例如，信息加工心理學的發展理論基于對計算機的模擬來研究兒童的認知過程，使用計算機來模擬兒童認知的步驟并建立模式，但他們并沒有明確地闡述這種模式的意義。
① 司馬賀（H.A.Simon）：《人類的認知……思維的信息加工理論》，荊其誠、張厚粲譯，科學出版社１９８６年版，序言。
② 李丹：《兒童發展心理學》，華東師范大學出版社１９８７年，第３３２頁。
③ 王蘇、汪安圣：《認知心理學》，北京大學出版社１９９２年４月版，第２頁。
④⑤ Rbert.S.Siegler:《發展研究中的信息加工理論》，見中國心理學會發展心理專業委員會編：《發展心理專題講演集》，北京師范學院出版社１９９０年版。
⑥ David Klahr:《Information-processing Approches to Congnitive Development》in Marc H.Bornstein &.Michael E.Lamb:《Development Psychology》,1992.
⑦ Robert.S.Siegler《Children's Thinking》,Prentice Hall,Inc,1991,p82. |
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