因果变化模式与因果联结强度在幼儿因果推理中的作用.doc

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因果变化模式与因果联结强度在幼儿因果推理中的作用因果变化模式与因果联结强度在幼儿因果推理中的作用【英文标题】Young Children’s Ability of Causal Inferences in Different Patterns of Variation and Covariation.HU Qing-fen LIN Chong-de(Institute of Developmental Psychology,Beijing Normal University,Beijing 100875)【作者】胡清芬/林崇德【作者简介】胡清芬(1976-)，女，汉族，北京师范大学发展心理研究所博士研究生．北京师范大学发展心理研究所，北京100875林崇德北京师范大学发展心理研究所，北京100875【内容提要】对93名幼儿进行了五种因果变化模式的因果推理题目的测试。结果表明：(1)在不同的因果变化模式下，被试进行因果推理的成绩存在差异，且在对于这五类题目的掌握上具有一定的顺序。(2)被试在同样因果变化模式题目的表现之间具有较高的相似性，而在因果联结强度相同的题目之间则具有显著的差异。(3)被试对于各题目回答的正确率并不随原因与结果联结次数的增多而提高。(4)即使是在观察到的刺激完全一致的情况下，被试的回答仍会因因果变化模式的差异及主试对于题目解释的不同而存在差别。【摘要题】研究报告【英文摘要】The present study investigated how young children make accurate causal inferences on the basis of five patterns of variation and covariation.The results were as follows:(1)In these different patterns of variation and covariation,the children showed different ability in reasoning and they have more difficulty in some special patterns.(2)The children’s ability of causal inferences in these five patterns developed in order.(3)The children’s performance didn’t improved according to the increasing in times of contingency.(4)Children use the information of different patterns of variation and covariation,rather than times of contingency of potential cause and effect in their causal inferences.【关键词】因果共变模式/因果联结强度/因果推理/幼儿patterns of variation and covariation/times of contingency/causal inference.1引言过去，人们认为，学龄前儿童是缺少因果推理能力的，他们在进行因果判断的过程中并没有进行真正意义上的推理，而仅仅是在同时或相继发生变化的两个事件之间建立了联系[1][2]。然而，近年来的一些研究发现，原因与结果在时间和空间上的接近并不是幼儿进行因果推理的唯一依据，3岁的幼儿就能够通过因果机制和因果共变的程度等来对事物之间的因果关系进行正确的推断[3][4][5]。众所周知，有关原因与结果共变程度的信息在人们的因果推理过程中起着十分重要的作用，而有关幼儿对于这种信息的运用情况也是受到广泛关注的一个问题。研究表明，年仅3岁的幼儿就可以在因果推理中使用因果共变信息，但不同年龄的幼儿对于这种信息的依赖程度是不同的，有时会受到时间间隔、因果相似性等其它因素的影响[4][6]。但是，在这些研究中，绝大多数研究者是将原因与结果同时出现的次数作为因果联结强度的指标，主要通过控制这种原因与结果同时出现的次数来对因果共变的强度进行控制[4][6]。实际上，原因与结果的变化所提供的信息并不仅仅局限于这种表面的事件之间的共同出现的次数上，原因与结果事件的每一次单独变化和共同变化在人们的因果推理过程中所提供的信息并不是孤立的，它们的相互结合可能会提供一种比联结强度更深入更有用的信息。幼儿对于因果共变信息的使用究竟是在哪个水平上呢？他们对于因果共变信息的处理是仅仅停留于获取原因与结果同时出现的次数，还是可以进行更深层次的加工，继而进行一种真正意义上的推理呢？有研究表明，当所需要进行的推理操作非常简单时，3岁的幼儿就可以将这些因果共变信息结合起来，对并没有真正观察到联结的事件进行因果推断[7]。因此，本研究不再将因果共变的次数作为所考察的唯一变量，而是将原因与结果的变化和共变所提供的表面信息（即被试所观察到的内容）与内在信息（即对视觉信息的解释）分别对待，根据不同信息结合所需要的推理操作的不同，设计了不同“因果共变模式”的题目，考察了幼儿在五种不同的因果共变模式下进行因果推理的成绩，并将这种因果共变模式的影响和原因与结果的联结强度（即共同出现的次数）进行了比较，从而发现了幼儿在处理因果共变信息方面能力的发展和特点。2方法2.1被试93名幼儿园儿童，其中大班34人（男20人，女14人），年龄在5岁2个月至6岁1个月之间，中班31人（男13人，女18人），年龄在3岁10个月至4岁11个月之间，小班28人（男15人，女13人），年龄在2岁10个月至3岁9个月之间。2.2材料(1)实验材料：小灯泡与开关模型共14组（一组用于练习，13组用于测验），其中一个灯泡对应两个开关的5组，一个灯泡对应三个开关的9组。每组中只有一个开关与灯泡相连。(2)实验题目：要求被试根据所提供的条件，推断哪一个开关与灯泡相连（即真正起作用的开关）。共13个题目，按照不同的因果变化模式分为以下5类（以开关A是真正起作用的开关为例）：模式A：原因单独引起结果。1.开A、B，灯亮；开A，灯亮。2.开A、B、C，灯亮；开A，灯亮。模式B：原因消失，结果消失。3.开A、B，灯亮；关A，灯灭。4.开A、B、C，灯亮；关A，灯灭。模式C：其他可能的原因都不能单独引起结果。5.开A、B，灯亮；开B，灯不亮。6.开A、B、C，灯亮；开B，灯不亮；开C，灯不亮。7.开A、B、C，灯亮；开B、C，灯不亮。8.开A、B，灯亮；开B、C，灯不亮。模式D：其他可能的原因消失，结果不消失。9.开A、B，灯亮；关B，灯不灭。10.开A、B、C，灯亮；关B，灯不灭；关C，灯不灭。11.开A、B、C，灯亮；关B、C，灯不灭。12.开A、B，灯亮；关B，开C，灯不灭。模式E：原因与无关刺激一起引起结果。13.开A、B，灯亮；开A，C；灯亮。如果从因果联结的强度来看，在真正原因（打开开关A）与结果（灯亮）共同出现的次数上，这些题目也具有不同的特点，其中第10题的因果联结次数达到了三次，而模式D中的其他题目与模式A、模式E题目中的因果联结次数都是两次，而模式B与模式C题目中的因果联结次数则都是一次。2.3实验程序先对被试进行预试，确保被试懂得开关的作用（打开开关灯亮，关上开关灯灭）、知道不同开关组合的作用（如果打开的几个开关中有真正的开关，灯就会亮，否则灯不亮）。然后要求被试回答上面的问题。主试使用模型演示题目中所提供的条件，要求被试用手指出真正的开关。题目顺序随机排列，真开关所处的位置拉丁方排列。3结果与分析3.1因果推理能力的发展特点总体来看，幼儿在各模式题目中的表现大部分随着年龄的增长而逐渐提高。各年龄组幼儿回答每个模式题目的正确率如下表所示：表1各班幼儿在各模式题目上的正确率(%)模式A模式B模式C模式D模式E小班89.2958.9384.8256.2517.86中班84.4887.9391.3883.6241.38大班97.2277.7898.6181.2544.44独立样本非参数检验表明，除模式E外，在其它四种模式的题目中，不同年龄组幼儿的回答正确率均存在显著差异（x[2,A]=6.604,p＜0.05;x[2,B]=11.148,p＜0.01;x[2,C]=11.549,p＜0.01;x[2,D]=10.293,p＜0.01;x[2,E]=5.444,p＞0.05）。其中具体表现为小班幼儿在模式B与模式D中的正确率显著低于中班和大班，在模式A与模式C中的正确率显著低于大班，同时，中班幼儿在模式A中的正确率显著低于大班。从以上结果中可以看出，在五种模式题目的回答中，被试表现出了较为明显地发展趋势，从总体上看，随着年龄的增长，他们在五种模式题目中的正确率基本上都表现出了逐渐增高的趋势，同时，中班和大班被试的表现比较接近，而小班被试的正确率则要显著地低于他们，特别是在模式B和模式D的题目中。因此，可以看出，在幼儿掌握这类因果推理题目的过程中，从小班到中班的过渡是一个关键时期。同时，被试对于这五种模式的因果推理题目的掌握情况是不同的，其中模式E是最难掌握的，三个年龄组的被试在这类题目中的正确率都没有达到50%。而模式B与模式D中的题目对于小班的被试来说具有很大的困难，他们在这两类题目中的正确率都没有达到60%。因此，可以初步推断，幼儿掌握模式A和模式C的题目要早于掌握模式B和模式D的题目，而模式E的题目是最后被掌握的。3.2因果变化模式在推理中的作用3.2.1题目间的相关幼儿在各题目上回答正确性的相关如下表所示：表2幼儿在各题目上回答正确性的皮尔逊相关系数从表2中可以看出，各题目间存在着一定程度的相关，其中同一模式中各题的相关程度较高，基本都已达到了显著程度。同时，在模式A的题目与模式C的题目、模式B的题目与模式D的题目间也存在着比较大的相关。从对于几类题目的分析中可以看出，模式A和模式C的题目都属于通过操作可能原因的出现，观察结果的出现情况来进行推理的，而模式B和模式D则属于通过操作可能原因的消失，观察结果的消失来进行推理的。被试在两类操作过程相似的题目间回答正确性的相关在一定程度上反映着他们对于这些题目的掌握遵循着一定的规律，受到题目的这种操作模式的影响，同时也反映着这种因果变化模式的获得在幼儿因果推理的过程中有着重要的意义，是幼儿因果推理能力发展中至关重要的一环。3.2.2不同模式题目的差异性对被试在五种不同模式题目中的正确率进行差异显著性检验，相关样本非参数检验表明，被试在这五种模式题目的正确率之间存在非常显著的差异（x[2]=109.337,p＜0.001），具体表现为在模式E中的正确率显著低于在其他四种模式中的正确率（p＜0.001），同时在模式A、C中的正确率显著高于在模式B、D中的正确率（p＜0.01）。表3各模式题目正确率之间的差异（z值）模式A模式B模式C模式D模式E模式A3.457[**]0.346 3.823[***]6.981[***]模式B3.993[***]0.049 5.424[***]模式C 4.733[***]7.101[***]模式D 5.730[***]3.2.3同一模式中不同题目的相似性在本研究中，考察了幼儿在5种因果变化模式下进行因果推理时的表现。在前4种模式中，都有2个或2个以上的题目。对幼儿在同一模式的不同题目中的回答正确率进行相关样本非参数检验，结果表明，在前3种模式中，同一模式的不同题目间的差异不显著（p＞0.1），而在模式D中，幼儿在4个题目的正确率之间存在显著差异，具体表现为第12题的正确率显著低于其他三题，（p＜0.005），其他三题间差异不显著。表4被试在同一模式各题目之间回答正确率的差异模式A模式B模式C模式D x[2]0.3020.8163.79241.041[***]p 0.7630.4140.2850.000从以上结果中可以看出，对于本研究的被试来说，同样因果变化模式的题目之间具有较高的相似性，他们在回答同样模式的题目时具有比较一致的正确率。由此我们可以推断，被试在回答同一模式的题目时使用了较为一致的推理方法和推理过程。3.2.4同样视觉刺激条件下不同题目的差异性在本研究中，存在一些这样的题目：在实验中，这些题目向被试所呈现的刺激场景是完全相同的，但在对这些刺激的解释上却存在着差别。如第1题和第9题，被试在实验中所看到的是完全一样的两个场景：在开关A、B打开的情况下，灯亮；在开关A打开，B关上的情况下，灯不亮。但在实验中，主试对这两道题的解释却是截然不同的。同样的情况还有第3题和第5题，第4题和第7题，第2题和第11题，第10题、第12题和第13题。考察被试在同样视觉刺激条件下不同题目中表现的相似性，可以帮助我们推断被试在进行因果推理时对于刺激场景的依赖，即被试在进行推理时，是否依靠所看到的因果联结来进行判断。相关样本非参数检验表明，在这些题目之间，被试的正确率除在第2题与第11题之间的差异不显著外，在其他几组中的差异均达到了显著水平（p＜0.05）。这一结果说明被试在实验中即使看到了同样的刺激场景，即使所观察到的可能原因与结果的联结是完全相同的，他们也会做出不同的结论。其原因，就是主试对刺激所进行的解释，也就是不同的因果变化模式。也就是说，在被试的因果推理过程中，主试在对刺激进行解释时所传递给他们的因果关系的变化模式对他们的推理有着很大的影响，其影响高过了被试所观察到的原因和结果。表5幼儿在视觉刺激相同题目中回答正确率的差异3.3因果联结强度在因果推理中的作用3.3.1不同因果联结强度的作用按照因果联结强度对这些题目进行分类，考察被试在一次联结、两次联结和三次联结的题目中回答的正确率，结果如下表所示：表6三种联结强度题目的正确率(%)一次联结二次联结三次联结正确率86.5672.5879.57从上表中可以看出，在这三类题目中，被试在一次因果联结的题目中的正确率是最高的，相关样本非参数检验表明，被试在一次联结题目中的正确率显著高于在二次联结中的正确率（z=5.499,p＜0.001）。这一结果与因果联结强度的观点形成了一定的矛盾，从因果联结强度的角度来看，联结次数较多的原因与结果间更容易形成因果关系，因此被试应该在因果联结次数更多的题目中更容易做出判断。然而本研究的结果却表明，被试在二次联结和三次联结题目中的正确率都不如在一次联结题目中的正确率高，用因果联结强度的观点很难解释这一结果。3.3.2同样因果联结强度题目的相似性同样，如果按照因果联结强度对这些题目进行分类，在一次联结、两次联结的强度上都有6个题目，对被试在同样联结次数的不同题目中回答的正确率进行相关样本非参数检验，结果却都表现出了非常显著的差异（x[2,1]=36.903,p＜0.001;x[2,2]=125.692,p＜0.001）。从以上结果中可以看出，对于本研究的被试来说，同样因果联结强度的题目之间并不具有相似性，他们在回答这些题目时的正确率差异很大。由此我们可以推断，被试在回答同样联结次数的题目时的推理操作具有较大的差异。结合前面同一模式题目间具有较高相似性的结论，这一结果有力地证明了我们的假设，即这一年龄段的被试是运用原因与结果间共同与单独变化的逻辑关系来进行因果推理判断的，而不仅仅是依靠原因与结果间的简单联结来进行因果推理。4讨论4.1幼儿对于不同因果关系变化模式的掌握通过对幼儿在各模式题目中正确率的年龄差异检验，发现小班幼儿与大班幼儿的正确率在四个模式上存在显著差异，与中班幼儿在模式B和模式D中存在显著差异。由此可见，在幼儿因果推理能力的发展过程中，对于模式A和C的掌握要先于对模式B和D的掌握，而正是在从小班到中班的发展过程中，幼儿逐渐掌握了在模式B和D条件下的推理。对这四种因果关系变化模式进行分析，我们可以清楚地发现不同类型题目在幼儿进行因果推理操作时所提出的挑战。在模式A的题目中，原因与结果的共变是十分明显的，表现为原因与结果的直接联结，即被试只要观察到与结果单独同时出现的那个可能的原因就可以了。研究表明，即使对于小班幼儿来说，这一操作也是十分简单的。与模式A中的题目不同，在模式C的题目中，并没有出现原因与结果的单独共变，被试所要进行的操作是通过观察找到不能引起结果的可能原因，然后将其排除，得到剩下的那个真正原因。在模式B的题目中，原因与结果的共变是以共同消失的形式出现的，这时，被试需要知道“原因消失时，结果也会消失”。而在模式D的题目中，被试所要进行的推理则是他们在模式B与模式C的题目中所进行推理的结合。因此，模式D中的题目对于幼儿来说所存在的难度是显而易见的。在研究中，一个引起我们很大兴趣的结果是幼儿对于模式B和模式C的掌握顺序。应该说，相对于模式C中的题目来说，在模式B的题目中，原因与结果的共变更为直接和明显，产生原因与结果的联结更为容易。实际上，在本研究中，模式B是很容易转化为模式A的，只要把关上开关作为原因，把灯灭作为结果就可以了。同时，我们在实验前对幼儿对灯与开关的关系的熟悉程度已经进行了考察，所有的幼儿都知道关上真正的开关后灯就会灭。但研究表明，对于幼儿来说，模式B中的题目比模式C中的题目更难。特别是小班幼儿在这类题目中表现出了很大的困难。这种困难可能有两方面的原因。首先，这反映了这些幼儿在思维的可逆性方面所存在的障碍，他们已经熟练掌握了“原因产生—结果产生”的这一关系，却不知道或没有熟练掌握原因消失的作用。其次，这些幼儿可能仅仅是根据日常的生活经验了解到关上灯的开关后灯就会灭这一现象，但并没有掌握其内在关系，即“是由于开关打开这一原因消失，所以灯不亮了”这一关系，因此只能描述这一现象本身，而不能对之进行有关的认知操作。在本研究中，模式E是比较特殊的，三个年龄组的幼儿在这类题上的表现都很不好。一种原因是由于学龄前幼儿还没有掌握“交集”的概念，不能从两个范围中提取交叉的部分。另一种可能则是这些幼儿还不能将同时引起结果的几个原因进行分离，而是将其看作是一个整体。4.2因果联结在幼儿因果推理中的作用因果联结在因果推理中所起的作用一直是研究者们所关注的问题。在过去的几十年中，很多关于幼儿运用因果共变信息进行因果推理的研究都是将原因与结果同时出现的次数作为共变程度的指标。但是，在本研究中我们发现，与因果联结相比，幼儿的因果推理更多地受到因果变化模式的影响。被试在同类题目上的回答正确率具有很高的相关，而在“原因—结果”出现次数相同的题目中的相关则很低。同时，我们也发现，在同样因果联结强度的题目之间，被试的正确率具有显著差异，即使在被试所观察到的“原因—结果”的对应变化完全一样的几对题目中，幼儿也会因为主试对于条件的解释而有不同的表现。如果使用因果联结的强度作为共变指标，我们很难解释这一现象。研究中的几个结论都说明了同一个问题：在同一模式的题目中，被试的表现具有一定程度的相似性；在不同模式的题目之间，被试的正确率具有十分显著的差异。而这些不同的因果变化模式正是根据原因与结果之间共变和单独变化的逻辑关系来进行划分的，它体现了要解决这些题目时所需要进行的推理操作的差异。同时，我们在研究中还发现了更为重要的结果，即被试在这些推理题目上的表现并不因为原因与结果联结次数的增多而提高，在一次联结题目中的正确率反而显著低于在二次联结的题目中的正确率。这意味着被试在回答这些问题时，并没有受到因果联结强度的影响，并不是根据原因与结果的简单联结来进行因果推断的。因此，我们认为，这样的结果意味着幼儿在解决研究中的问题时，所进行的是一种真正意义上的推理，即是通过对原因和结果共变和非共变的综合分析来进行判断的，而不仅仅是依靠原因与结果联结的紧密性和强度。4.3本研究结论的适用性可以看出，本研究为被试提供的是相对严谨的因果推理条件。在本研究中，我们告诉被试，每个题目只有一个正确答案，也就是只有一个真正的原因可以引起结果，被试所需要做的，只是去寻找这个原因。而在日常生活中，幼儿在进行因果推理时很少会遇到这样严谨的条件。他们所面临的问题可能会涉及到更多的可能原因，引起结果的真正原因也可能不仅只有一个，甚至有时候，原因不一定总是能引起结果。因此，可以想象，幼儿在这种情况下所进行的因果推理不会像在本研究中那样严密而赋有逻辑性，他所进行的可能往往是一种很模糊的、接近于直觉的判断。那么，在这样的情况下，因果联结的作用可能会大得多。因此，本研究的结果并不能使我们否认因果联结的作用，而只是说明了即使是幼儿园小班的幼儿也可以依靠真正意义上的推理来进行因果判断，而不仅仅是依赖于原因和结果的联结。【参考文献】[1]Piaget J.The child’s conception of the world.London:Routledge,1929.[2]Piaget J.The child’s conception of physical causality.London,Routledge,1931.Reprinted in 1999.[3]Shultz T.R.Pardo S,Altmann E.Young children’s use of transitive inference in causal chains.British Journal of Psychology,1982,73:235-241.[4]Shultz T.R.Mendelson R.The use of covariation as a principle of causal analysis.Child Development,1975,46:394-399.[5]Spelke E.S.Breinlinger K.Macomber J.Jacobson K.Origins of knowledge.Psychological Review,1992,99:605-632.[6]Shultz T.R.Ravinsky R.B.Similarity as a principle of causal inference.Child Development,1977,28:1552-1558.[7]Gopnik A.Sobel D.Schulz L.E.Glymour C.Causal learning mechanisms in very young children:two-,three-,and four-year-olds infer causal relations from patterns of variation and covariation.Developmental Psychology,2001,37:620-629.（本文来源：《论文资料库》http://lw.zaizhiboshi.com）。