图形推理任务中儿童策略获得的微观发展过程，本文主要内容关键词为：微观论文,发展过程论文,图形论文,策略论文,儿童论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 问题提出
策略研究一直是认知发展领域非常关心的一个问题[1～4]。在以往国内外的研究中，有关儿童策略获得的结论基本来自数运算策略获得的研究，其中又以对儿童简单加法策略获得问题的研究居多[4～6]。然而，策略获得不是局限于一个特定领域的问题，目前图形领域中有关策略获得研究，其数量远远不及数运算领域中有关策略获得的研究。
运用微观发生学设计来研究儿童策略获得的发展过程是从研究方法上的一次突破。所谓微观发生学设计(Microgenetic Method)是指在被试掌握一个日常作业或新作业时，对从开始到稳定地掌握过程中的所有变化进行追踪研究的设计[7]。它有三个特点：(1)从变化的一开始到稳定地掌握某种技能或任务过程中进行仔细的追踪研究，一般要对变化的过程进行摄像；(2)观察的次数根据变化的快慢来确定；(3)对观察过程中的变化进行细致的分析。微观发生学可以理解为一种缩小了的追踪研究，它观察某个关键时刻的认知变化规律，并对这些变化规律进行下面四个方面的考察：
变化的来源(Source of Change)。微观发生法有利于解释各种认知变化产生的根源。例如，各种实验条件可能对认知行为产生影响，提供的教育或其它知识经验也可能对认知行为起作用。这些都可以通过对微观发生法中的数据加以分析得到结果。
变化的多样性(Variability of Change)。传统的纵向研究提供的数据描述了在稳定的总体水平下认知变化的发展模式。但是，这种发展模式没有提供各种在个体身上发生的具体的认知行为变化的说明，即没有解释变化模式的多样性的问题。Siegler对运用平均反应时的研究范式提出了置疑[8]。他认为基于普遍平均反应时的策略获得研究，它们所得到的结论可能由于策略的相对发生频率不同，或策略使用造成因变量分数的相对变化，以及策略间和某种策略内自变量和因变量之间的关系等三种原因而产生偏差。发展心理学试图确定所有的儿童在某种背景中共有的一致性的模式，这种思路在数据处理中表现为把感兴趣的“信号”从个体间及个体内多样性导致的“噪音”中区分开的趋势。过去大部分关于发展的研究因此得出了具有共性的结果。然而，人们逐渐认识到多样性的重要性，原来的“噪音”就成为了研究的兴趣所在。
变化的路线(Path of Change)。儿童在发生认知变化的时候，这些变化是否经历了具有不同性质的阶段，这些阶段之间有什么差别，这些都是有关变化路线的问题。运用逆向题目过程图(backward trials graphing procedure)可以阐述策略获得变化的路线[4]。
变化的速率(Rate of Change)。变化是快速的还是缓慢的，是突变的还是渐变的，许多研究者已经对变化速率的问题用微观发生法进行过讨论[9,10]。而逆向题目过程图也是用于探讨变化速率的好办法，通过它可以从斜率直观的认识到变化发生的速率。
在以往对策略获得的研究中，运用传统方法的研究占绝大多数，运用微观发生法的研究也已逐渐增多，研究希望通过运用微观发生学方法，从不同角度探讨儿童在图形推理任务中策略获得发展过程，为本研究领域积累实证资料。
2 研究方法
2.1 被试
被试为浙江省富阳市某幼儿园的60名大班幼儿（30名男生，30名女生）。这60名大班幼儿来自幼儿园的四个自然班级。幼儿的平均年龄为6.24岁。在挑选实验组被试时，采取在60名大班幼儿中分层（男女）抽样的方法，随机抽取男生15名，女生15名；其余儿童则分配到控制组。实验组的30名幼儿将参加所有6个阶段的实验，控制组的幼儿只参加第一阶段和第六阶段的试验。
2.2 研究材料
一套题目呈现和实验数据记录软件。程序在Visual Basic 6.0环境中编制。软件包含实验组6个阶段的12×6道矩阵填充的图形题目（见图1），所有题目在题干和题肢中都包括四个不同的维度：物体(form)，大小(size)，朝向(orientation)，以及颜色(color)。每道题目都有六个备选答案，其中只有一个答案是正确的（该选项在所有4个维度上都匹配，如图1中的答案2）。还有四个答案包括四个维度中三个正确的维度，但是还缺少一个维度上的正确值（图1中的答案1，3，4，5）。还有一个答案是在所有维度上都不正确的（图1中的答案6）。图形按照事先设定的顺序呈现。一次将一个图形呈现在计算机显示器的中央。每个图形呈现前，先在显示器中央显示一个的提示图形“＋”，停留1s，接着是1s的空屏，然后显示图形。计算机开始计时，直到被试按键做出反应，计时停止。记时精度为10ms。
图1 矩阵填充任务例图*
*因为图1为灰度模式，颜色维度不能体现在图中。图中蝴蝶和鸭子均有两种颜色：黄色和绿色。
2.3 实验过程
实验分为6个阶段。第1阶段到第5阶段的时间间隔为2到3天。第6阶段在第5阶段完成后15天呈现。各个阶段都保证在一天内完成。采用个别测试，主试打开测试程序，询问被试编号，并把编号输入提示框中，提示框下方自动呈现该编号对应的被试姓名，确认被试编号与姓名匹配后，主试单击鼠标，屏幕出现指导语：
小朋友：你好！现在我们一起来做个游戏。屏幕中会出现一些图画，图画左边缺了一个东西，请你从右边的6个图形中指出一个可以放入左边图画里的图形。
当被试确认准备好以后，主试单击鼠标，屏幕出现第一题。被试用手指出选项后，主试马上按键记录相关选项，然后屏幕上题目消失。从第2阶段到第4阶段，主试在儿童回答完每个问题之后就立即给予反馈，并要求他们对刚才实验题目中的题目进行解释，主要是让他们解释为什么正确答案是正确的。当儿童回答正确时，实验者首先回应：“非常好，你答对了”，然后追问儿童，“那为什么它是正确的呢？”；当儿童回答不正确时，实验者回应：“但我觉得如果是我选的话，我会选它”，同时手指向正确答案，然后继续追问儿童：“你想想我为什么要选这个答案，而不是你选的那个答案呢？”儿童做出的任何反应都不予肯定或否定的答复，实验者只需简单的回应“哦，我知道了”，主试需要记录儿童在自我解释中提到的和题目相关的4个维度（物体，大小，方向，颜色）。在第1，5，6三个实验阶段，矩阵填充问题的出示条件和其它各个阶段的出示条件一样。但这个阶段不再给儿童反馈，阶段实验结束后也不再提供自我解释的机会。
数据收集使用程序搭配的Access 2000数据库，用SPSS 10.0对数据进行统计分析。
3 结果分析
3.1 变化的来源
发展或变化有多种可能的来源，例如自然发展，练习，反馈，或者对题目进行自我解释，这些都会影响策略的获得。实验检验了实验组和控制组的6岁儿童在第1次和第6次的实验的比较结果。对矩阵填充问题的正确率进行2（组间：实验组，控制组）×2（组内：第1次，第6次）的混合ANOVA分析。
图2 儿童在矩阵填充任务中的正确率
3.2 变化的多样性
以往的研究提出有三种变化模式：提前领会(precocious)，学习领会(learner)，以及没有领会(nonlearner)[4]。提前领会模式的操作性定义是在第1阶段至少做对80%的题目，而且在最后2个阶段平均至少也答对80%的题目。学习领会模式的操作定义为在第1阶段的答对率少于33%，而在最后2个阶段的平均答对率要大于80%。没有领会模式的操作定义为在第1阶段的答对率少于33%，而且在最后2个阶段的平均答对率也少于33%。
根据操作性定义，30名实验儿童中，有16名儿童属于学习领会模式，而其余儿童不属于提前领会，也不属于没有领会，他们在第一阶段的正确率高于33%，但低于80%；在最后两个阶段的平均正确率高于80%，因此，他们可以认为属于半学习领会模式(semi-learner)。从表中的整体正确率的变化看，变化虽然存在个体差异，但基本还是遵从学习领会模式(learner)这表明矩阵填充任务在6岁这个年龄阶段具有很强的可塑性，这与横断研究的结果类似，可以认为这个年龄阶段是儿童发展矩阵填充任务的关键期。
表1 儿童矩阵填充任务各阶段的正确率
第1阶段 第2阶段 第3阶段 第4阶段 第5阶段 第6阶段
M0.330.640.780.890.890.85
SD
0.160.200.160.090.060.10
3.3 变化的路径
对于学习领会组的儿童，分析他们认知变化的路径、速率和广度，有助于理解他们学习过程的实质。Siegler等设置每个儿童的策略获得点的操作性定义为：在儿童能够连续答对三道题目时，第一道题目就是策略获得的发现点[4]。因为根据矩阵填充任务的形式，答对每道题目只有六分之一的随机概率，那么连续三次答对的概率少到
，即1/216，这已经是很小的概率事件了。由于所有实验组的6岁儿童都属于学习领会模式，所以把他们全都归为分析变化路径的对象。
学习领会也有快慢之分。将在第1阶段内就达到策略获得标准的儿童定义为快速组(G1)，满足快速组条件的儿童有10人；将第1阶段和第2阶段之间达到策略获得标准的儿童定义为标准组(G2)，满足标准组条件的儿童有15人；将第3阶段达到策略获得标准的儿童定义为延迟组(G3)，满足延迟组条件的儿童有5人（见表2）。分别探讨这三个组的逆向题目过程图(backward trials graphing procedure)的差异。所谓逆向题目过程图，是Sieder用来阐述变化路线的一种结果处理手段[4,11]，它将儿童第一次连续三次正确解决问题的第1道题目定义为策略获得点，而这3次正确解决问题的分布带定义为策略获得的0区块。因此，0区块的任务成绩应该100%正确。在0区块之前紧接着的3道题目定义为-1区块，之后3道题目定义为+1区块。逆向题目过程图的优势就在于分析达到标准前后错误项目的一些过程分布。
图3 G1组儿童的平均逆向题目过程图
G1组儿童比较快速的达到策略获得标准(M=5.40，SD=2.01)。在0区块前，错误的维度比较多，例如，方向错误为39%，大小错误为30%，物体错误为7%，颜色错误为3%，而所有维度错误为0%。在0区块后，这组儿童不能保持较高的正确率(47%)，而其错误主要为方向(32%)和大小(13%)错误。
图4 G2组儿童的平均逆向题目过程图
G2组儿童达到策略获得标准时平均题目数为M=12.27(SD=3.53)，标准组与快速组达到策略获得标准的题目数差异显著，
=7.97，P＜0.001。在标准组中，0区块前的主要错误主要为方向(35%)，大小(17%)，以及颜色(12%)，另外，其它错误为物体(3%)和所有维度错误(5%)，而在快速组中没有出现所有维度错误的案例。0区块前，标准组儿童的正确率与快速组儿童之间没有显著差异，=0.28，p＞0.05。而0区块后，这组儿童比快速组的儿童保持了更高的正确率，=4.36，p＜0.001。0区块后的主要错误为方向(15%)和大小(8%)错误。
图5 G3组儿童的平均逆向题目过程图
G3组儿童达到策略获得标准时平均题目数M=30.20(SD=7.33)，延迟组与标准组达到策略获得标准的题目数差异显著，
=6.22，P＜0.001。在延迟组中，0区块前的主要错误为方向(28%)和大小(27%)。其它错误为颜色(9%)，物体(3%)，以及全部维度错误(5%)；延迟组和标准组的错误类型具有显著的正相关，r=0.87，p＜0.05。0区块前的正确率和标准组相比差异不显著，=0.33，p＞0.05，两组儿童的正确率都比较低；在0区块后，这组儿童与标准组儿童的正确率仍差异不显著，=1.35，p＞0.05，两组儿童的正确率都达到一个较高水平。0区块后，延迟组的主要错误为朝向(10%)和大小(6%)。
3.4 变化的速率
实验组的儿童从第1阶段到第3阶段的不同时期中获得了解决问题的策略；在这3个阶段中，他们在矩阵填充任务中答案的正确率翻了一倍多，从33%变到78%，
=11.64，p＜0.001。答案正确百分比在1，2阶段之间上升（33到64%），=7.49，p＜0.001，然后在2，3阶段之间再次上升（64%到78%），=4.75，P＜0.001。它在3，4阶段之间的变化并不显著（78%到84%），=2.02，p＞0.05，以后，在第4到第6阶段保持在85%左右。
图6 实验组儿童在各个阶段策略使用率的变化
在前3个阶段，所有的学习领会者首次达到策略获得标准。其中，第1阶段有10名儿童，第2阶段有15名儿童，第3阶段有5名儿童。策略发现触发了正确反应的迅速增长；准确率从儿童在达到标准前12道题目（一个阶段的题目数量）的28%，增长到他们达到标准后12道题目的69%，=12.31，p＜0.001。对儿童个别成绩的考察发现，每个学习领会者在达到标准后12道题目的准确率都要高于达到标准前12道题目的准确率。但这30个学习领会者在达到策略获得标准后的成绩不尽相同。14个学习领会者在以后12道题目中的准确率高于70%；另14个被试的准确率在50%到70%之间；还有两人的正确率各为42%和25%。从这也可以看出即使同属于学习领会者，不同个体之间也存在变化的多样性(variability of change)问题。最后2个儿童正确答案的百分比低于50%。这个结论和以往的微观发生学研究的结论一样，发现一种新的方法并不能够保证今后就一直运用这种方法[4,10]。
4 讨论
4.1 图形推理中策略获得的微观过程
从微观发展的角度重新审视图形推理任务中策略获得的变化发展时，综合变化的来源、多样性、路径，以及速率上的结果，矩阵填充这种图形推理的策略获得可以归纳为以下4个阶段：
图7 策略获得点与策略获得过程
(1)策略探索阶段。这个阶段在研究中处于策略获得点之前。矩阵填充任务对儿童来说属于一种陌生任务。在儿童最初接触这个任务时，他们缺乏相应的知识和解决策略。这时他们的反映是任意挑选一个，即使答对也是猜测或蒙对的。从变化的路径上看，表现在成绩中是正确率低，反应时快。从变化的速率上看，这个阶段儿童的正确率变化速率稳定在一个较低水平。
(2)策略萌芽阶段。这个阶段处于策略获得点邻近的前后。随着解决题目的增多，儿童逐渐认识到了题干和答案之间的逻辑联系，但是，由于维度的多样性，他们往往只能注意到其中一种，或几种维度，但忽略了其他一些维度（结果表明是方向维度和大小维度）。此时，从策略获得的变化路径上看，他们处在策略获得的萌芽期。这个阶段儿童主要错误集中在某类错误中，而且偶尔能够考虑全面，正确率有所提高。从变化的速率上看，这个阶段儿童的正确率变化速率陡直，反应时也同样有快速上升的趋势。
(3)初级应用阶段。后两个阶段都在策略获得点之后。在此阶段，儿童已经能够理解解决矩阵填充问题应该考虑的四种维度，而且回答的正确率也已经保持较高的稳定性。这个阶段儿童还会出现一些错误，但错误主要集中在某个维度上。这个阶段儿童解决推理问题的反应时还比较长。初级应用阶段有时会出现倒退到萌芽阶段的现象，这是由于儿童还不能充分理解策略，而要用反馈和自我监控等手段进行调整。从变化的速率上看，这个阶段儿童的正确率变化速率又趋向平滑，而反应时则有快速下降的趋势。
(4)高级应用阶段。儿童已经充分理解矩阵填充任务的答题策略。从变化的路径上看，在正确率上保持高水平，在反应时上也增快。从变化的速率上看，这个阶段儿童的正确率变化速率保持平滑，反应时的变化也保持平滑。
图8 交叠模型与策略获得过程的关系图
4.2 策略获得微观发展过程与策略交叠模型的联系和区别
策略获得不是一个点，而是一个状态过程。运用逆向题目过程图，我们可以认为儿童在连续3次正确解决某种问题，并在以后保持相当的正确率时，就表明儿童获得了策略（当然，这个结论只局限于矩阵填充任务或图形推理任务）。但是，儿童在策略获得点之前紧挨着的测试结果，以及在策略获得点之后紧挨着的测试结果，一样可以反映出儿童策略获得的某些信息。因此，我们将策略获得从一个点扩大为一个区域，这类似于对平均数和标准差的定义：策略获得点（平均数）表明了数据的集中趋势，策略获得过程（标准差）补充了数据的分布情况（见图7）。
Siegler在策略发展的交叠模型(overlapping waves model)[11]中已经指出：儿童可以运用多种策略和思维方式来解决问题，这些策略是同时存在的，获得一种策略，并不意味着其它策略不存在。而且多种策略和思维方式并存的现象是长期存在的，经验会导致新的策略产生，这是儿童获得高级策略的途径”[11～13]。根据交叠模型，我们可以看到这个模型描绘的是一种策略发展的宏观过程。所谓宏观过程，是指策略发展的一种普遍模式，这种模式不考虑具体再分类策略的细致过程。
相对Siegler的策略交叠模型，我们有关策略获得的结论和策略发展的交叠模型并不矛盾，而是对其中某种策略发展的一个更精细的解析——一种对学习领会分类的儿童的策略获得过程分析。两种模式结合的图例见图8。策略发展具有个体差异，这种差异不只表现在个体之间获得策略的不同，也表现在个体内部在接受不同类型策略上的过程不同，例如，图8中，策略五就是典型的学习领会的策略获得模式；而策略一是一种提前领会的策略获得模式。不同的策略获得模式可以从图8右边展开的细节模式看到。儿童在同一时期可以使用多种不同的策略，也会具有不同的策略获得细节。对于学习领会模式的策略获得过程（如图8中的策略五），我们得到的结果认为它需要经历4个主要的发展阶段：策略探索阶段、策略萌芽阶段、初级应用阶段，以及高级应用阶段。这四个阶段主要是根据微观发生法对变化的速率和路径的分析得到的。当然，对于其它模式的策略获得过程则需要进一步的实验来确定。