推理能力、认知方式和启发量对顿悟问题解决不同阶段的影响*

从《科学发明创造实验问题材料库》中选取实验材料,采用“学习多个原型-测试多个问题”的两阶段实验范式,探究推理能力、认知方式和启发量对顿悟问题解决中原型激活与关键启发信息提取这两个阶段的影响。结果发现:(1)高推理能力被试比低推理能力被试的顿悟问题解决水平更高,且高推理能力被试在原型激活和关键启发信息提取上都显著优于低推理能力被试;(2)认知方式对原型激活和关键启发信息提取均没有影响;(3)启发量对原型激活没有影响,但对关键启发信息的提取有影响,并且高启发量的原型比低启发量的原型更能促进关键启发信息的提取。     

自我损耗对科学发明问题解决中原型启发效应的影响

采用E-crossing任务和科学发明问题材料,探讨自我损耗对科学发明问题解决中原型启发效应的影响。结果发现：（1）自我损耗在原型激活率、关键启发信息激活率和问题解决正确率上的主效应显著,损耗组的原型激活率、关键启发信息激活率和问题解决正确率均低于控制组;（2）问题解决范式在原型激活率、关键启发信息激活率和问题解决正确率上的主效应显著,“一对一”范式下的原型激活率、关键启发信息激活率和问题解决正确率均高于“十对十”范式。结果表明,自我损耗导致的自我控制资源消耗不利于原型启发效应。     

午睡剥夺对科学发明问题解决中的原型启发效应的影响

选取生态效度较高的科学发明问题材料(分为高启发量与低启发量两类),采用“1对1”和“8对8”的“学习-测试”实验范式,考察午睡剥夺对科学发明问题解决中的原型启发效应的影响.结果发现:午睡剥夺处理、范式(“1对1”和“8对8”)和材料启发量高低在原型激活率和问题解决率上主效应均显著,午睡剥夺和范式以及启发量高低在问题解决率以及原型激活率上的交互作用不显著.这一结果说明,午睡剥夺影响科学发明问题解决中的原型启发效应,这种影响是通过对启发信息应用和原型激活两个加工过程的影响而实现的.     

竞争与情绪对顿悟的原型启发效应的影响

以汉字字谜为材料, 采用“原型学习-问题测试”范式, 考察不同竞争水平(高、中、低竞争强度和无竞争)情境下诱发的情绪效价(积极、中性和消极)对顿悟中的原型启发的影响。结果发现：1)竞争水平对字谜问题解决中的原型启发有显著影响, 低强度竞争水平最有利于靶字谜问题的解决, 中等强度和高强度下效果次之, 无竞争条件下效果最差; 2)诱发情绪对靶字谜问题解决的原型启发也有显著影响, 消极情绪和中性情绪下比积极情绪下靶字谜的正确率更高; 3)有无竞争与情绪效价之间的交互作用显著, 体现了竞争和情绪这两种动力相关因素在原型启发中的动力作用不是独立的。     

四字谜问题解决中原型启发的时间抵消与位置效应

根据顿悟的原型启发理论,通过两个实验考察原型启发的时间抵消和位置效应。实验1采用2（字谜类型）×2（原型呈现时间）混合设计,结果发现：松组块字谜的正确率显著高于紧组块字谜;原型谜面消失的正确率显著大于谜面存在的正确率。实验2采用2（原型位置）×2（字谜类型）×2（原型呈现时间）混合设计,结果不仅证明了实验1,且原型位置、字谜类型、原型呈现时间的交互作用显著,原型在靶字谜之前时,紧组块字谜上谜面消失的正确率显著大于谜面存在的正确率;原型在靶字谜之后时,松组块字谜上谜面消失的正确率显著大于谜面存在的正确率。表明字谜顿悟问题解决中存在原型的时间抵消和位置效应,二者连同任务难度共同影响问题解决。     

问题先导下语义相似性和原型难度对原型启发的影响

采用现实生活中的科学发明事例,通过两个研究探讨了问题先导下的原型启发促发顿悟的机制。实验1采用简单原型材料,利用"先问题"范式探讨了问题先导下的原型启发促发顿悟的关键认知过程,结果发现问题激活率可以解释问题解决正确率89.3%的变异。实验2采用3种不同难度的原型材料,用"先问题"范式和被试自我报告问题和原型中关键词的方式探讨问题自动激活的机制。结果发现原型和问题关键词的提取对问题激活率有显著影响,而原型和问题关键词之间的语义相似性与问题激活率显著相关。研究表明,问题激活是现实生活中广泛存在的问题先导下的原型启发促发顿悟的关键认知过程。原型的特征性功能和问题的需求性功能之间的语义相似性是问题自动激活的机制。     

顿悟问题解决的原型事件激活:自动还是控制

通过两个实验来考察四等分问题解决过程中原型事件及其启发信息的激活是自动加工还是控制加工。实验一的目的是考察原型学习量的增加是否会促进原型事件及其启发信息的自动激活,实验二的目的是考察提示对原型事件及其启发信息激活的影响。实验结果表明:原型事件及其所包含的启发信息的激活是顿悟的重要条件,原型的激活是自动加工的结果,而原型中所包含的启发信息的激活是控制加工的结果。     

字谜顿悟任务中限制解除和组块分解的机制及其原型启发效应

通过3个实验考察了汉字字谜任务中的限制解除和组块分解机制及其原型启发效应。实验1a表明,字谜的常规型语义比字谜型语义更容易激活,实验1b采用“学习-测试”范式,结果表明在学习阶段启动字谜语义比启动常规语义更有利于测试阶段的常规语义限制的解除。因此实验1表明常规语义和字谜语义的通达性差异是限制形成和限制解除的认知机制。实验2表明,涉及镶嵌或者笔画单元分解的紧组块比相应的松组块解答率更低,反应时更长,这表明组块分解是字谜顿悟的机制之一。实验3通过实验3a和实验3b分别揭示了在限制解除和组块分解上原型启发比非原型启发以及无启发有更大的促进作用。总之,本研究揭示,汉字字谜任务中存在限制解除和组块分解机制并且原型启发可以促进二者的发生。     

问题解决中顿悟的原型位置效应的fMRI研究

科学发明创造中, 人们往往对一个问题百思不得其解, 但在看到某一启发性事物(原型)时, 突然产生顿悟, 继而发现解决问题的新思路。本研究以科学发明创造问题为实验材料, 采取“先呈现问题、后呈现原型”和“先呈现原型、后呈现问题”两种范式, 探讨问题解决中顿悟的原型位置效应, 并采用fMRI技术记录大脑的BOLD信号变化。结果发现：行为结果上, “问题在先”条件下正确率显著高于“原型在先”条件; 大脑激活结果上, 问题先导条件下的原型启发的大脑机制主要表现为左侧颞中回(left middle temporal gyrus)和左侧额中回(left middle frontal gyrus)的显著激活, “原型在先”条件下, 主要激活左侧扣带回(left cingulate gyrus)、左侧中央前回(left middle frontal gyrus)。     

字谜问题解决中顿悟的原型启发机制再探

以中国传统字谜为实验材料,采用多对多的“学习-测试”二阶段实验范式和ERP记录手段,研究了原型字谜和靶字谜之间是否含有共同字词对顿悟的原型启发的影响。结果发现,在靶字谜呈现后的700ms内,正确解决有共同字词、无共同字词和基线条件字谜所诱发的脑电活动基本一致。在800-1700ms时间窗口内,有共同字词条件和无共同字词条件比基线条件诱发了一个更正的P800-1700成分,可能反映了原型启发下原型的激活和新颖联系的形成。此外,有共同字词条件和无共同字词条件诱发的波形始终趋于一致,可能表明字面上相同的字词并没有对原型启发产生影响,而原型字谜和靶字谜之间内在的语义联系才是原型启发的关键。     

顿悟的原型启发效应机制探索

以中国传统的字谜作为实验材料,采用"多个原型字谜学习-多个目标字谜测试"两阶段实验范式,对顿悟过程的原型启发机制进行了探讨.考察了原型启发效应是否会受第一阶段学习的原型字谜的数量以及启发量大小的影响,结果发现:学习的原型字谜的数量对原型启发效应的大小没有显著影响;启发量高低对原型启发效应的大小有显著影响.这一结果支持了"原型字谜的激活是一种自动加工、原型字谜中所隐含的关键启发信息的激活是一种控制加工"的观点.     

发明创造问题解决中的原型位置效应

以科学发明创造问题为实验材料,采用“学习-测试”两阶段实验范式,对发明创造问题解决中的原型位置效应进行探讨,结果发现：（1）原型位置主效应显著,后呈现原型成绩显著优于先呈现原型;（2）原型位置效应受创造性倾向影响,随创造性倾向的提高而显著降低;（3）原型位置效应不受启发量影响,但不同创造性个体受高低启发量影响;（4）发明创造问题解决得分与创造性倾向总分相关显著,二者在原型位置效应上表现相同的效应。     

汉语字谜原型激活中的情绪促进效应

采用先学习原型字谜、接着进行正负情绪诱导、然后再进行靶字谜测验的三阶段实验设计,探讨了不同诱发情绪状态对汉语字谜原型激活的影响。结果发现,在本实验条件下：难度高的靶字谜的测试中没有发现正负诱发情绪状态对汉语字谜原型激活的不同影响;但是,在难度中等的靶字谜的测试中,诱发的正面情绪状态对汉语字谜原型激活有显著促进作用,而诱发的负面情绪状态与控制组相比对汉语字谜原型激活没有显著影响。性别变量在两种实验条件下都没有显著主效应     

顿悟与源事件中启发信息的激活

采用先学习源事件、后进行顿悟问题解决的两阶段实验范型,探讨了大学生解决九点四划问题的成功顿悟与源事件中所包含的启发信息提取之间的内在联系。结果发现,在顿悟问题解决阶段,只有激活学习阶段所获得的源事件中所包含的启发信息,才能成功解决顿悟问题。但并非所有激活源事件的被试都能成功解决九点四划问题,这取决于从源事件中所提取的启发信息的质量。研究结果还表明,内隐学习组与外显学习组正确解决九点问题的人数百分比差异并不显著,证明源事件中所包含的启发信息的激活,可能主要是自动加工的结果。