知識背景效應對分類加工過程影響的眼動研究

楊偉岡　陳婉茹　王有智　宋寶萍

摘要：在目標匹配范式下，使用表示現實生活中的物體和場景關系的手繪黑白圖片材料，通過眼動記錄法考察了68名知識背景不同的文理科大學生分類加工過程的差異。結果表明，知識背景對大學生分類加工過程有影響，其主要作用于分類加工的首次加工階段。文科學生在首次加工中對問題區分配的注意多于選項區，而理科學生對問題區和選項區平均分配注意。文科生相對于理科生能夠更早的注意到正確選項，在加工中重視對上位概念概括（問題區目標概念）和下位概念與上位概念間（選項區待分類概念和目標概念）的比較，而理科生更加重視同水平概念間的比較。

關鍵詞：知識背景效應，分類加工，眼動，大學生。

分類號 B842.5

1問題提出

分類是人類基本的思維活動的一部分，異同的比較可以使知識系統化，從而使人們遇到新的事物時可以根據一定的標準將其劃分到已有的類別中，并參考類別的屬性對其反應。此外分類還可以促進日常生活中學習新事物新知識的重要單元（Hollv&Eva，2012）。

分類活動中的知識背景效應是指已有知識背景對分類和類別學習活動的影響。它是基于理論的分類觀提出的。其基本觀點認為在分類活動中，原有的知識會影響類別的形成，從而進一步的影響分類活動（Johnson，1999）。在類別的學習中，Murphv和AUopenna（1994）研究了知識對概念形成和表征的影響，發現在當類別中的共生特征能夠由一個主題聯系起來時，類別學習顯著加快。說明了知識對類別整合的促進作用。Wattenmaker（1999）考察了知識結構和編碼策略之間的關系，結果發現，即使在無意識學習的條件下，被試對概念結構中有因果聯系的共生關系的覺察也顯著超過了無因果關系的共生關系，且與有意識條件下的學習效果無顯著差異。說明即便是在無意識的學習中，原有的知識也會對類別的學習產生影響。

在分類的理論觀的基礎上，知識背景效應問題成為概念和類別形成研究的熱點。研究發現，被試的知識背景不僅影響事物的分類而且影響類別的結構和表征（kim&Rehder，20ll；Reshanne&Marius，2013）。

已有知識對類別學習有影響已得到大量實驗結果的驗證（Kaplan&Murphyl 1999；Rehder&Ross，200 1；Rehder&Hastie，2001；Wattenmaker，1999），但是分類加工任務的加工過程有一定的復雜l生，知識到底是如何影響分類過程的還知之甚少（kim&Re，hdel，2011）。知識作為加工者的背景在加工中的各個階段都有可能起作用。那么知識背景對類別學習的影響是作用于加工過程的哪個階段？是部分階段還是貫穿整個加工過程？不同知識背景下個體的加工方式有何差異？這些問題都還有待探討。

使用眼動記錄的方法結合對過程的分離使研究者能夠直觀地“看到”不同分類加工過程中被試注意力的變化，也就使得研究者直觀地了解到被試在完成分類任務過程中的信息加工模式。在我國自高中二年級起，就讓學生進行文理分科，而到大學階段這種分科更加明顯。文理科不同的學生學習不同的知識。接受不同的思維訓練，因此，他們形成的知識背景必然存在差異。而這種背景知識上的差異也必然影響到他們的信息加工過程。使文理科學生在信息加工過程中表現出不同的特點。另外，有研究表明，在高中階段文理科學生在認知方式上沒有顯著差異；而到大學階段，文科學生明顯偏向于場依存，理科學生明顯偏向于場獨立（宋廣文等，2003）。本研究擬通過選取知識背景不同的文科學生和理科學生，考察其在分類加工各個階段中的差異，探討知識背景效應是發生在類別加工的哪些階段及知識對分類加工的影響。

2研究方法

2.1被試

從北京師范大學中文、哲學、教育、政治、法律、歷史等專業中選取自愿參加實驗的文科生，從計算機、數學、化學、物理等專業中選取自愿參加實驗的理科生各60名。對實驗過程中因被試出現咳嗽、流淚、頭動或連續按鍵導致圖片被跳過的項目的數據以及眼動分析指標中任一指標在三個標準差數據之外的項目的數據予以剔除。保留被試的人數為68人，平均年齡20.71±1.43歲。其中文科生46人（其中男生20人，女生26人），理科生22人（其中男生9人，女生13人），矯正視力1.0以上，無色盲色弱。

2.2實驗材料

為了排除相似性的干擾。實驗中所使用的圖形不是有簡單的有幾個維度的幾何圖形。而是一些模擬實物的或表示一定事物關系和場景的手繪黑白線條圖。每個題目中的目標圖片和備選圖片表示的概念為下位概念，但整個題目是以上位概念為中心的。被試需要對題干中的圖片進行加工，抽象概括出目標圖片表示的上位概念也就是目標概念，然后再對待分類的下位概念進行分類。比如圖1中對漢堡、魚、白酒進行抽象概括出上位概念就是食物，再對下面五張表示下位概念的圖片（微波爐、罐頭、筷子、蘋果、鍋鏟）進行分類。選取表示食物（上位概念）的圖片填入A和B空欄里。題目分成3個水平，例如容易的題目是按具體概念分類，如圖1是食物，附錄中的A2是衣物：難的水平是抽象水平分類，如附錄中的A7是按自由分類。

首先對題目進行篩選和修改，選取北京師范大學心理學院本科生和研究生被試20人紙筆方式完成題目。并給出意見（包括圖片是否能夠反映想考察的概念，圖片的難度梯度如何）。實驗者根據反饋意見修改圖形，直到被試對圖形所表達的概念沒有異議。

最終選取圖片24張，其中練習實驗圖片2張，正式實驗圖片22張。見圖1。

2.3興趣區的劃分

興趣區是指研究者關注和感興趣的被試對刺激信息的注視區域，是分析眼動結果的基本單位。為了對問題發現的內部認知過程進行更精確地考察，在導出眼動數據之前作了興趣區的劃分。研究中共10個興趣區，將表示某一概念的圖片（1～8）分別作為一個興趣區共八個興趣區，每個興趣區面積為0.25cm²；將作為問題的五張圖片（9）作為第九個興趣區，將備選的五張圖片（10）作為第十個興趣區，面積為1.35cm²。見圖1。