数字归纳推理认知成分研究

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归纳推理是一个从特殊实例中推断出一般规则或关系的过程,是人脑的重要的高级认知功能之一。目前,对其认知成分的了解仍然还很少。因此,本文在数字归纳推理领域,以数字序列完型任务为研究对象,展开了以下研究:一、数字序列完型任务的眼动研究以往行为实验研究认为数字归纳推理中包含识别(Recognition of memorizedseries)、计算(Calculation)、检查(Checking)3个子成分,但是仅给出了其存在的反应时间和正确率的证据。由于眼动技术能实时地反映视觉加工过程,因此,眼动研究的目的是通过眼动指标检验这3个子成分的存在。研究采用2(序列类型:计数、非计数)×3(规则有效性:有效、无效、异常)实验设计,通过Tobii T120眼动仪,记录15名被试解决数字序列完型任务时的眼动模式。结果表明:计数类型任务的注视时间、注视次数、回视次数显著或边缘显著小于非计数类型;有效任务的注视时间、注视次数、回视次数显著或边缘显著小于无效任务,且3种子成分作用下的任务,其眼动轨迹缺乏相似性。这些结果与研究假设是一致的,首次给出了数字归纳推理中识别、计算、检查3个子成分存在的眼动证据。二、数字序列完型任务的计算认知建模研究进一步对数字归纳推理中识别、计算、检查3个子成分进行研究,研究其学习效应。因此,计算认知建模研究的目的是检验数字归纳推理中识别、计算、检查3个子成分中学习效应的存在以及通过建模方法来讨论识别、计算、检查3个子成分的学习形式。研究同样为2(序列类型:计数、非计数)×3(规则有效性:有效、无效、异常)实验设计,通过E-prime软件记录了9名被试解决数字序列完型任务时的行为数据。结果表明:识别子成分的学习效应,其表现更符合全或无模型;计算子成分的学习效应,其表现更符合常量模型;检查子成分的学习效应,其表现更符合增量模型。这些结果与研究假设是部分一致的,首次讨论了数字归纳推理中识别、计算、检查3个子成分的学习形式。三、眼动数据自动分析软件开发由于Tobii T120眼动仪采集到的数据较为复杂,不便于后续的分析和整理,同时,针对不同的实验,后续的分析过程往往也会有区别。因此,为了能够方便的、自动的分析Tobii T120眼动仪的眼动数据,得出相应眼动指标的结果,同时针对不同研究者设计的实验,可以找到一种通用的分析方法,本人通过MATLAB,开发了一个眼动数据自动分析软件。该软件可以显示单个被试的眼动指标结果,并且也可以对所有被试的眼动指标结果进行导出操作。同时,该软件还具有通用性,不仅适用于数字序列完型任务,而且也适用于其它类型的任务。该分析软件的开发,为今后分析Tobii T120眼动仪采集到的眼动数据提供了一个良好的平台。综上所述,本文首先通过眼动研究检验了数字归纳推理中识别、计算、检查3个子成分的存在。然后又检验了数字归纳推理中识别、计算、检查3个子成分中学习效应的存在以及通过建模方法讨论了识别、计算、检查3个子成分的学习形式。最后,通过对Tobii T120眼动仪采集到的眼动数据进行分析,开发了一个通用分析软件。
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