影响学前儿童规则推理的因素研究综述

    1.引言

    学前儿童时期是各种推理能力产生和发展的重要时期。儿童如何使用规则完成推理是近十几年来发展心理学界研究的热点。目前对学前儿童规则使用的一系列研究调查的都是儿童何时和怎样合并信息，在规则之间灵活转换。年幼的儿童在操作规则时具有一定的困难，他们经常不能很好地遵循实验者的口头指导语，不能掌握“相反”规则，不能同时记住两条规则。究竟是什么因素影响到学前儿童的规则使用？研究者们设计了一系列的实验对此进行了大量的研究。

    2.规则复杂性对学前儿童规则使用的影响

    近几年来对学前儿童规则推理的一些研究都源自对执行功能的研究。执行功能( executive  function) 在解剖学上被认为与大脑的前额皮质有关，泛指那些监督和控制个体思想和行动的各种操作过程，具体包括自我调节、计划性、行为组织、认知的灵活性、错误的监察和矫正、反应抑制和抵制干扰等等。（Eslinger，1996；Zelazo等1997）用来研究执行功能的任务如威斯康辛卡片分类 （Wisconsin Card Sort）、斯特鲁（Stroop）任务和拍手（Tapping）任务等，都被改进用来研究儿童的执行功能发展中前额皮质的作用。

    规则推理是研究执行功能的一个非常重要的方面。为估计学前儿童规则使用的发展，其中经常使用的一项任务是Zelazo和Frye及其同事所设计的维度变化卡片分类（DCCS）。在 DCCS任务中，向学前儿童呈现两个维度的卡片（如变化着的形状和颜色），让他们根据明确的规则进行分类，如先形状后颜色或反之。学前儿童经过训练后，很容易根据两种维度进行分类，但是他们很难在前述和后述规则之间进行转换。3岁的儿童易于持续反应，仍遵循第一个规则而不是转换新规则，这暗示出或者是他们的反应模式对后述规则理解形成阻碍，或者是他们不能抑制第一条规则。Zelazo等（1996）发现，当他们仍按前述规则分类时，问他们如“在这个颜色游戏中，这张黄色卡片放在哪里”这样的问题时，他们经常能够正确回答后述规则，但行为却无视这些规则。这证明了在他们意识到规则和执行规则的能力之间还有差距。

    Zelazo和Frye及其同事提出认知复杂及控制理论（Cognitive Complexity and Control）（简称CCC理论）作为对执行功能发展的一种解释。根据CCC理论，在学前儿童期间，儿童开始表征规则之间的相互关系，逐渐开始意识到不止一条或一套规则能应用于相同的情景，而后他们开始表征成对或成套规则之间的等级式的联系，通过明确表征高层次关系而限制低层次规则的使用。Zelazo等认为，在 DCCS任务中，其中的规则是让儿童辨别哪个维度是可利用的，建构既定的规则包括表征一个高层次的限制 (如形状规则或颜色规则哪一个被需要) 来决定哪一套低层次的规则是相关的(如花放在一起，而鞋子放在一起) 。

    Frye等( 1996)于物理因果任务中探索了二维规则利用的发展。他设置了一个两进两出斜坡任务。4岁的儿童能够根据条件利用规则做出正确预测 (如不论斜坡是竖直的或是交叉的，无论小球是从左边进入还是从右边进入) 。相反地，3岁的儿童在两进两出任务中，却表现出持续行为，倾向于判断小球总是竖直滚出。但他们在没有多重规则的一进两出任务中却能正确预测。这表明了3岁儿童在规则使用上具有复杂性限制。

    抑制控制（inhibitory control）的执行功能的核心成分，指当个体追求一个认知表征目标时"用于抑制对不相关刺激的反应的一种能力。上述两个任务都表明了年幼的儿童不能掌握多重规则，不能抑制那些具有优势倾向的行为反应，而对那些与优势倾向相反的刺激做出反应。这也说明了规则复杂性是影响儿童规则使用的一个重要因素。

    3.材料复杂性对学前儿童规则使用的影响

    同CCC理论的解释相反，Perner和Lang（2002）争论道，学前儿童规则使用上的困难不是复杂性，而是儿童从一个刺激维度向另一个刺激维度转换的要求。他们设计了一个“相反转换”卡片分类任务，不要求额外的转换，但却包含了多重规则的使用。在这个任务中，3岁和4岁的儿童根据形状来将卡片放在分类盒子中，所有的卡片颜色相同，但形状却不同（如红车和红太阳) 。 在“一般形状”游戏中，让儿童将每张小车卡片放在标有红色小车的盒子里，每张太阳卡片放在标有红色太阳的盒子里。经过多次测试之后，告知他们再进行“相反形状”的游戏，将太阳卡片放在小车盒子里而将小车卡片放在太阳盒子里。这有点像 DCCS任务，但其分类卡片的相反转换规则可以描述为一套二维合取规则。分类卡片相反转换的规则即：

    如果“一般形状”游戏，那么
    如果（红）车卡片  那么(红)车盒子  规则A
    如果（红）太阳卡片  那么（红）太阳盒子  规则B
    如果“相反形状”游戏，那么
    如果（红）车卡片  那么（红）太阳盒子  规则C
    如果（红）太阳卡片  那么（红）车盒子 规则D

    在DCCS任务中，相关规则即：
    如果“形状”游戏，那么，
    如果（红）车卡片  那么（黄）车盒子 规则A
    如果（黄）太阳卡片  那么（红）太阳盒子  规则B
    如果“颜色”游戏，那么
    如果（红）车卡片  那么（红）太阳盒子  规则C
    如果（黄）太阳卡片  那么（黄）车盒子  规则D

    DCCS任务的规则陈述中，括号中所暗示的刺激维度在卡片中能看到，但在提供给儿童的口头分类指导语中却并没有陈述出来。Perner和Lang（2002）观察到相反转换任务中，甚至3岁的儿童都能够很少出错地进行分类，大概是因为没有额外维度的转换，也就是说儿童不需要一个新的维度（如颜色或形状）重述这些卡片。但应该注意到的是，尽管在相反转换和DCCS任务中都使用了平行的、结构相嵌的规则，但在刺激材料中还是有颜色维度上一定数量值的差别。在相反转换任务中，所有的卡片都是相同的颜色（如红色），而在DCCS 中却有两种颜色（如红色和黄色），这说明刺激材料的复杂性在某种程度上作为分类规则的障碍影响了分类任务的成绩。刺激材料复杂性与规则复杂性之间的疑惑使得Perner和Lang（2002）做出了对他们的研究结果的折衷的解释。

    Perner和Lang（2002）在相反转换卡片分类任务中，证明了3岁的儿童能毫不困难地掌握“相同”和“相反”规则。这似乎与前面所述的几个任务所得到的儿童不能掌握“相反” 规则的结果相矛盾。在Gerstadt等（1994）的实验中，指导儿童当出示一张有月亮的黑色卡片时要说“白天”，当出示一张画有太阳的白色卡片时要说“夜晚”。于是，儿童不得不说出与所示卡片内容相反的词语。Gerstadt等发现小于4.5岁的儿童反应时间增长并会出现大量的错误。但这个阶段的儿童在用抽取的几何图形的卡片中却毫无困难地遵循“白天”和“夜晚” 规则，这暗示出太阳、月亮卡片之间的冲突和“相反”反应造成了儿童的困难，也就是材料的复杂性，而不仅仅是规则的数量。

    4.影响学前儿童规则使用的其他因素。

    Diamond和她的同事（1996）观察到学前儿童经常不能够遵循“相反”规则。（如，我拍两下你拍一下；我拍一下你拍两下；看到月亮的卡片说白天；看到太阳的卡片说夜晚。）Diamond认为儿童所犯的错误是缺乏抑制控制的结果，而这种抑制控制是同在心里保持多重规则的要求相结合的。与Diamond及其同事的否定结论相反的是，Perner和Lang（2002）观察到3岁的儿童在相反转换卡片分类任务中就能够使用“相反”形状规则。在他们的实验中，在每个测试的开始通过提供给儿童相关规则而降低了记忆的要求。我们怀疑是这种记忆的因素有助于儿童的成功。

    近期Diamond（2002）的一项研究表明了另一种因素或许同样重要，即形成反应的时间的长短。Diamond等采用了Gerstadt等（1994）白天—夜晚Stroop任务的一个新版本，实验者在呈现每张卡片之后唱一支小曲，来阻止儿童在标准条件下对卡片做出的最快反应。小曲使得儿童花更多的时间来做出回答并减少了冲动性的反应，这些大大地提高了成绩。总的说来，这一系列的研究结果都支持了一种观点：规则的记忆和强力反应之前的抑制都影响到儿童执行“相反”规则的能力。

    Diamond提出学前儿童具有一种“注意惯性”（attentive inertia），他们不太能够在心中保持一个以上的事物，于是易于固定在多维刺激的仅一个维度上。举例来说，在DCCS中，当要求儿童在后转换阶段以第二个标准进行分类时，他们就不能够抑制对第一个分类标准（如颜色）的注意而转向新的标准（如形状）。Diamond认为年幼的儿童没有能力撇开不再相关的第一个规则而接受新的规则。

    为了验证“注意惯性”的假设，Kirkham等对DCCS任务进行了改动，其中一个改动就是让儿童而不是实验者来命名卡片，在这种条件下大多数3岁儿童能成功地完成任务，大概是因为卡片的命名将他们的注意力吸引到当前卡片的相关维度上来。但Kirkham等允许儿童将转换之前的卡片保留下来作考虑，这种操作导致了比标准DCCS任务更多的持续性错误，大概是因为它使得儿童将注意力集中在不再相关的维度上。这些研究结果使得Kirkham等做出结论：儿童所犯的错误不在于不相容规则的表征，而在于当注视一个多维刺激物时注意的转移。当先前的相关的分类标准仍呈现在刺激材料中时，儿童就不能够将注意力放在新的分类标准上。

    Pemer和Lang（2002）也认为3岁的儿童之所以能成功完成相反转换卡片分类任务，是因为它不需要一种对额外维度的注意（如颜色和形状之间）。他们批评了CCC理论，而此理论假定儿童在DCCS中的失败反映了他们不具备表征多重“如果—如果—那么”规则结构的能力。正因为DCCS和相反转换卡片分类任务都要求多重规则，Pemer和Lang于是认为3岁儿童在后一任务中的成功为声称儿童推理受规则复杂性限制的这一说法提供了相反的证据。但不幸的是，Pemer和Lang在开创他们的相反转换任务时又造成了在材料复杂性与规则类型（即维度内转换与维度间转换）之间的一种混淆，这就使得此任务不能同DCCS任务直接比较。

    5.选择性注意在学前儿童规则使用中的作用

    在儿童规则使用的复杂性效应的研究中，选择性注意的作用通常被忽略了，选择性注意是将注意力放在刺激物的某一特定方面中而同时忽略其他方面的一种能力。规则的使用常常要求行为在无关刺激或刺激维度出现的情况下，有选择地朝向目标刺激或刺激维度。干扰项的介入通常会比不介入时造成成绩下降。（Bedi等，1994）大多数有关选择性注意发展的研究所测试的对象都超过5岁。这些研究呈现的是儿童在选择性视听（如Doyle，1973；Maccoby，1969）、速度分类（如Enns和Gingis，1985；Pick和Frankel，1973）、伴随式学习（如Hagen和Hale，1973；Kemly，1976）中过滤无关信息能力的发展变化.

    近期多数研究都对经典的Stroop任务（Stroop等，1935）进行变动来探索3岁儿童的选择性注意。Hanaller和Brooks测试的是4～11岁的儿童和成人，他采用了交叉形式的Stroop任务，被试通过耳机听到有关颜色和非颜色的单词时来命名斑点的颜色。所有的被试组在有颜色单词干扰时（如听到紫色时要说出黄色）比无干扰时（如听到“单独”这个词时说出黄色）的反应时间都显著增长。随年龄的增长，儿童会逐渐排除无关单词的干扰而将注意放到所命名的斑点的颜色上，故干扰效应下降。Hanaller和Brooks试图将研究扩展到3岁的儿童，但是不能成功，因为3岁的儿童根本就不能有选择地注意到颜色命名任务.尽管3岁儿童在无声的条件下能准确地命名颜色，当听觉的干扰介入时，他们就开始频繁地出错而倾向于重复他们所听到的单词。 3岁儿童的失败强调了发生在学前儿童时期的选择性注意的发展变化的重要性。

    在卡片分类中，对无关刺激维度变化效应的研究要追溯到上世纪70年代。其中一个被广泛研究的现象就是加纳效应（Garner effect），（Garner，1974）即卡片有好几个维度变化，其中之一作为分类的根据，在这种情况下分类成绩下降。Strutt等（1975）用6岁、9岁和12岁的儿童和成人作被试来测试无关信息怎样影响分类速度。每张卡片以一个相关维度和一到两个无关维度来呈现，当无关维度（甚至仅一个）出现时，都会降低分类的速度，两个无关维度出现更会降低分类成绩，绝对干扰水平随年龄增长而降低。其他一些卡片分类研究（ 如Shepphe和Swartz，1976；Well等，1980）重复了这种发展性的模式。

    Patricia等（2003）的实验重复了检测学前儿童遵循“相反”规则的能力，以及在他们规则使用中选择性注意的作用。实验采用的是Perner和Lang（2002）相反转换任务的一个修改版本。3个实验中都采有“相同—不同”卡片分类，“相同”游戏中，告诉儿童将与目标卡片形状相同的卡片放在一起，“不同”游戏中，告诉他们将与目标卡片形状“不同”的卡片放在一起。实验1采用单维的黑白线条画作为材料，测试的是3岁儿童在“相同”与“不同”规则之间的选择能力。此实验可作为一条基线同Perner和Lang（2002）的实验相比较.在实验2和3中，加进了无关维度（颜色）来测试3～4岁儿童在遵循“相同”和“不同”规则中能否选择性地注意到形状的维度。当要求儿童遵循同实验1相同的指导语（都不提颜色维度）时，Patricia等发现大多数3岁、4岁的儿童不能够完成任务。让儿童不管分类卡片的颜色是否与目标卡片的颜色相匹配时他们仍然失败。综上所述，他们的研究结果表明，儿童的失败不是额外维度的转换，而是如Perner和Lang所提出的在于材料的复杂性及缺乏选择性注意的缘故。

    当材料复杂程度最小化时，“相同—不同”任务中实验1成功的结果就表明了很小的儿童对多重规则的掌握，还有一种可能就是如果儿童能将规则折叠（collapsing），只用一条规则来进行分类和匹配而另一条做相反的事情，那么“相同—不同”任务就不需要这种多重规则系统。然而Diamond等（2002）的研究却表明这种规则的折叠可能不会有助于儿童解决“相同—相反”任务。在他们的研究中，明确地教授儿童扔掉白天—夜晚Stroop规则而说出卡片上所描述事物的相反事物，甚至当两条规则的记忆装载通过抛弃剩为一条规则时，大多数4岁的儿童仍然失败，看来在此任务中规则的数目并不影响儿童的成绩。

    对规则复杂性效应的研究同历史上的加纳效应（Garner）产生了共鸣：儿童经常不能够排除掉任务的无关特征。Neill和Westberry（1987）和Tipper等（1989）提出了选择性注意的一个重要机制，即在对目标物体的选择中对无关干扰的抑制。在Patricia等的实验中，儿童不得不忽略无关的颜色而将注意力放在所述物体的形状上。选择性注意在元认知和知识的组织及变通中起着重要作用。（Kluwe，1987）有选择性注意缺陷的儿童很少能够仔细考虑自己的思想，所以不能够有效地进行计划、执行和调节自己的行为。

    6.小结与展望

    为检验学前儿童的执行功能而设计的一系列规则推理实验，大多数都表明了年幼的儿童不能很好地使用规则，无论是DCCS任务还是物理斜坡推理任务都证实了儿童不能掌握多重规则，即不能在维度间进行灵活转换，也就是规则复杂性影响了儿童规则的使用。而后来的研究者如Perner和Lang认为儿童能掌握“相反规则”，其设计的实验也说明了材料复杂性也是影响儿童规则使用的一个因素。

    为了使规则复杂性与材料复杂性平衡起来，Patricia设计了“相同—相反”任务，此任务有效地检验了儿童掌握规则的能力，同时证明了选择性注意在儿童规则使用中起着至关重要的作用。大多数对学前儿童执行功能发展的研究强调的都是在实现直接目标的行为中的抑制控制和规则复杂性的影响，而规则使用中的选择性注意的作用却很少引起重视。但学前儿童时期是选择性注意发展的重要时期，这应该引起足够的重视。有意识地培养儿童的选择性注意，有利于他们规则推理的发展，也有助于他们问题解决能力的发展。 手工材料

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