知识背景效应对分类加工过程影响的眼动研究(1)
摘要：在目标匹配范式下，使用表示现实生活中的物体和场景关系的手绘黑白图片材料，通过眼动记录法考察了68名知识背景不同的文理科大学生分类加工过程的差异。结果表明，知识背景对大学生分类加工过程有影响，其主要作用于分类加工的首次加工阶段。文科学生在首次加工中对问题区分配的注意多于选项区，而理科学生对问题区和选项区平均分配注意。文科生相对于理科生能够更早的注意到正确选项，在加工中重视对上位概念概括(问题区目标概念)和下位概念与上位概念间(选项区待分类概念和目标概念)的比较，而理科生更加重视同水平概念间的比较。
关键词：知识背景效应，分类加工，眼动，大学生。
分类号 B842.5
1问题提出
分类是人类基本的思维活动的一部分，异同的比较可以使知识系统化，从而使人们遇到新的事物时可以根据一定的标准将其划分到已有的类别中，并参考类别的属性对其反应。此外分类还可以促进日常生活中学习新事物新知识的重要单元(Hollv&Eva，2012)。
分类活动中的知识背景效应是指已有知识背景对分类和类别学习活动的影响。它是基于理论的分类观提出的。其基本观点认为在分类活动中，原有的知识会影响类别的形成，从而进一步的影响分类活动(Johnson，1999)。在类别的学习中，Murphv和AUopenna(1994)研究了知识对概念形成和表征的影响，发现在当类别中的共生特征能够由一个主题联系起来时，类别学习显著加快。说明了知识对类别整合的促进作用。Wattenmaker(1999)考察了知识结构和编码策略之间的关系，结果发现，即使在无意识学习的条件下，被试对概念结构中有因果联系的共生关系的觉察也显著超过了无因果关系的共生关系，且与有意识条件下的学习效果无显著差异。说明即便是在无意识的学习中，原有的知识也会对类别的学习产生影响。
在分类的理论观的基础上，知识背景效应问题成为概念和类别形成研究的热点。研究发现，被试的知识背景不仅影响事物的分类而且影响类别的结构和表征(kim&Rehder，20ll；Reshanne&Marius，2013)。
已有知识对类别学习有影响已得到大量实验结果的验证(Kaplan&Murphyl 1999；Rehder&Ross，200 1；Rehder&Hastie，2001；Wattenmaker，1999)，但是分类加工任务的加工过程有一定的复杂l生，知识到底是如何影响分类过程的还知之甚少(kim&Re，hdel，2011)。知识作为加工者的背景在加工中的各个阶段都有可能起作用。那么知识背景对类别学习的影响是作用于加工过程的哪个阶段？是部分阶段还是贯穿整个加工过程？不同知识背景下个体的加工方式有何差异？这些问题都还有待探讨。
使用眼动记录的方法结合对过程的分离使研究者能够直观地“看到”不同分类加工过程中被试注意力的变化，也就使得研究者直观地了解到被试在完成分类任务过程中的信息加工模式。在我国自高中二年级起，就让学生进行文理分科，而到大学阶段这种分科更加明显。文理科不同的学生学习不同的知识。接受不同的思维训练，因此，他们形成的知识背景必然存在差异。而这种背景知识上的差异也必然影响到他们的信息加工过程。使文理科学生在信息加工过程中表现出不同的特点。另外，有研究表明，在高中阶段文理科学生在认知方式上没有显著差异；而到大学阶段，文科学生明显偏向于场依存，理科学生明显偏向于场独立(宋广文等，2003)。本研究拟通过选取知识背景不同的文科学生和理科学生，考察其在分类加工各个阶段中的差异，探讨知识背景效应是发生在类别加工的哪些阶段及知识对分类加工的影响。
2研究方法
2.1被试
从北京师范大学中文、哲学、教育、政治、法律、历史等专业中选取自愿参加实验的文科生，从计算机、数学、化学、物理等专业中选取自愿参加实验的理科生各60名。对实验过程中因被试出现咳嗽、流泪、头动或连续按键导致图片被跳过的项目的数据以及眼动分析指标中任一指标在三个标准差数据之外的项目的数据予以剔除。保留被试的人数为68人，平均年龄20.71±1.43岁。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)，矫正视力1.0以上，无色盲色弱。
2.2实验材料
为了排除相似性的干扰。实验中所使用的图形不是有简单的有几个维度的几何图形。而是一些模拟实物的或表示一定事物关系和场景的手绘黑白线条图。每个题目中的目标图片和备选图片表示的概念为下位概念，但整个题目是以上位概念为中心的。被试需要对题干中的图片进行加工，抽象概括出目标图片表示的上位概念也就是目标概念，然后再对待分类的下位概念进行分类。比如图1中对汉堡、鱼、白酒进行抽象概括出上位概念就是食物，再对下面五张表示下位概念的图片(微波炉、罐头、筷子、苹果、锅铲)进行分类。选取表示食物(上位概念)的图片填入A和B空栏里。题目分成3个水平，例如容易的题目是按具体概念分类，如图1是食物，附录中的A2是衣物：难的水平是抽象水平分类，如附录中的A7是按自由分类。
首先对题目进行筛选和修改，选取北京师范大学心理学院本科生和研究生被试20人纸笔方式完成题目。并给出意见(包括图片是否能够反映想考察的概念，图片的难度梯度如何)。实验者根据反馈意见修改图形，直到被试对图形所表达的概念没有异议。
最终选取图片24张，其中练习实验图片2张，正式实验图片22张。见图1。
2.3兴趣区的划分
兴趣区是指研究者关注和感兴趣的被试对刺激信息的注视区域，是分析眼动结果的基本单位。为了对问题发现的内部认知过程进行更精确地考察，在导出眼动数据之前作了兴趣区的划分。研究中共10个兴趣区，将表示某一概念的图片(1～8)分别作为一个兴趣区共八个兴趣区，每个兴趣区面积为0.25cm2；将作为问题的五张图片(9)作为第九个兴趣区，将备选的五张图片(10)作为第十个兴趣区，面积为1.35cm2。见图1。 (杨伟冈 陈婉茹 王有智 宋宝萍)
关键词：知识背景效应，分类加工，眼动，大学生。
分类号 B842.5
1问题提出
分类是人类基本的思维活动的一部分，异同的比较可以使知识系统化，从而使人们遇到新的事物时可以根据一定的标准将其划分到已有的类别中，并参考类别的属性对其反应。此外分类还可以促进日常生活中学习新事物新知识的重要单元(Hollv&Eva，2012)。
分类活动中的知识背景效应是指已有知识背景对分类和类别学习活动的影响。它是基于理论的分类观提出的。其基本观点认为在分类活动中，原有的知识会影响类别的形成，从而进一步的影响分类活动(Johnson，1999)。在类别的学习中，Murphv和AUopenna(1994)研究了知识对概念形成和表征的影响，发现在当类别中的共生特征能够由一个主题联系起来时，类别学习显著加快。说明了知识对类别整合的促进作用。Wattenmaker(1999)考察了知识结构和编码策略之间的关系，结果发现，即使在无意识学习的条件下，被试对概念结构中有因果联系的共生关系的觉察也显著超过了无因果关系的共生关系，且与有意识条件下的学习效果无显著差异。说明即便是在无意识的学习中，原有的知识也会对类别的学习产生影响。
在分类的理论观的基础上，知识背景效应问题成为概念和类别形成研究的热点。研究发现，被试的知识背景不仅影响事物的分类而且影响类别的结构和表征(kim&Rehder，20ll；Reshanne&Marius，2013)。
已有知识对类别学习有影响已得到大量实验结果的验证(Kaplan&Murphyl 1999；Rehder&Ross，200 1；Rehder&Hastie，2001；Wattenmaker，1999)，但是分类加工任务的加工过程有一定的复杂l生，知识到底是如何影响分类过程的还知之甚少(kim&Re，hdel，2011)。知识作为加工者的背景在加工中的各个阶段都有可能起作用。那么知识背景对类别学习的影响是作用于加工过程的哪个阶段？是部分阶段还是贯穿整个加工过程？不同知识背景下个体的加工方式有何差异？这些问题都还有待探讨。
使用眼动记录的方法结合对过程的分离使研究者能够直观地“看到”不同分类加工过程中被试注意力的变化，也就使得研究者直观地了解到被试在完成分类任务过程中的信息加工模式。在我国自高中二年级起，就让学生进行文理分科，而到大学阶段这种分科更加明显。文理科不同的学生学习不同的知识。接受不同的思维训练，因此，他们形成的知识背景必然存在差异。而这种背景知识上的差异也必然影响到他们的信息加工过程。使文理科学生在信息加工过程中表现出不同的特点。另外，有研究表明，在高中阶段文理科学生在认知方式上没有显著差异；而到大学阶段，文科学生明显偏向于场依存，理科学生明显偏向于场独立(宋广文等，2003)。本研究拟通过选取知识背景不同的文科学生和理科学生，考察其在分类加工各个阶段中的差异，探讨知识背景效应是发生在类别加工的哪些阶段及知识对分类加工的影响。
2研究方法
2.1被试
从北京师范大学中文、哲学、教育、政治、法律、历史等专业中选取自愿参加实验的文科生，从计算机、数学、化学、物理等专业中选取自愿参加实验的理科生各60名。对实验过程中因被试出现咳嗽、流泪、头动或连续按键导致图片被跳过的项目的数据以及眼动分析指标中任一指标在三个标准差数据之外的项目的数据予以剔除。保留被试的人数为68人，平均年龄20.71±1.43岁。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)，矫正视力1.0以上，无色盲色弱。
2.2实验材料
为了排除相似性的干扰。实验中所使用的图形不是有简单的有几个维度的几何图形。而是一些模拟实物的或表示一定事物关系和场景的手绘黑白线条图。每个题目中的目标图片和备选图片表示的概念为下位概念，但整个题目是以上位概念为中心的。被试需要对题干中的图片进行加工，抽象概括出目标图片表示的上位概念也就是目标概念，然后再对待分类的下位概念进行分类。比如图1中对汉堡、鱼、白酒进行抽象概括出上位概念就是食物，再对下面五张表示下位概念的图片(微波炉、罐头、筷子、苹果、锅铲)进行分类。选取表示食物(上位概念)的图片填入A和B空栏里。题目分成3个水平，例如容易的题目是按具体概念分类，如图1是食物，附录中的A2是衣物：难的水平是抽象水平分类，如附录中的A7是按自由分类。
首先对题目进行筛选和修改，选取北京师范大学心理学院本科生和研究生被试20人纸笔方式完成题目。并给出意见(包括图片是否能够反映想考察的概念，图片的难度梯度如何)。实验者根据反馈意见修改图形，直到被试对图形所表达的概念没有异议。
最终选取图片24张，其中练习实验图片2张，正式实验图片22张。见图1。
2.3兴趣区的划分
兴趣区是指研究者关注和感兴趣的被试对刺激信息的注视区域，是分析眼动结果的基本单位。为了对问题发现的内部认知过程进行更精确地考察，在导出眼动数据之前作了兴趣区的划分。研究中共10个兴趣区，将表示某一概念的图片(1～8)分别作为一个兴趣区共八个兴趣区，每个兴趣区面积为0.25cm2；将作为问题的五张图片(9)作为第九个兴趣区，将备选的五张图片(10)作为第十个兴趣区，面积为1.35cm2。见图1。 (杨伟冈 陈婉茹 王有智 宋宝萍)