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逻辑思维仪

发布日期:2014-02-28   浏览次数

逻辑思维仪

 

帕斯卡有句名言:人是一根会思考的芦苇。除去其中的反讽意味,不难看出思维对于人的重要性的肯定。思维能力是指人们在工作、学习、生活中每逢遇到问题,总要"想一想",这种""便是思维。它是通过分析、综合、概括、抽象、比较、具体化和系统化等一系列过程对感性材料进行加工并转化为理性认识及解决问题的。无论是学生的学习活动,还是人类的一切发明创造活动,都离不开作为学习能力核心的逻辑思维能力。逻辑思维仪就是一种用来测量、练习思维能力的心理学仪器。

 

仪器介绍

逻辑思维仪包括叶克斯选择仪和河内塔两部分。叶克斯选择仪,即概念形成仪,它可测定被试掌握各种简单和复杂空间位置的概念形成过程及能力,也可了解被试分析问题及概括总结问题的能力。河内塔是测验被试思维活动的另一个实验仪器,用它可以考察个体解决问题的思维方向与运用策略的能力。

概念形成仪是通过考察个体对简单和复杂的空间位置概念的形成过程来评估其逻辑思维能力的仪器。一般说来,学生是通过尝试、提出假设、验证假设、概括规律的循环来达形成概念,从而也就掌握了这一类事物的属性。本概念形成仪由12个按键和12个指示灯组成,每个按键对应一个指示灯。仪器会自动点亮其中某些指示灯,并且这些指示灯的位置与目标位置在空间上存在关系,在同一组中的指示灯的空间位置和目标位置的关系遵从同一规则。测试过程要求操作者通过按键寻找这一目标位置,并掌握这些规律,形成概念。

河内塔也是用于测试思维能力的仪器之一。该装置主要由一块底板、三根柱子和若干个圆盘组成。底板上有三根柱子,第一根柱子上有一系列由上而下递增的圆盘构成塔状。要求个体将第一根柱子上的全部圆盘移到第三根柱子上,而且仍需保持原来的塔状。移动的规则是每次只能移动一只圆盘,且大盘不能放到小盘上。移动时可利用中间的柱子作为过渡。不管圆盘的数量多少,完成河内塔作业的最少移动次数为2n-1次(n为圆盘数)。

 

                                    1 EP-Z 720智能型逻辑思维仪

       逻辑思维仪由测试区(河内塔、叶克斯选择器)、右侧显示屏和底盘三大部件构成。

       河内塔:位于底盘左侧测试区的上方,由7个不同直径的中空圆盘组成,从大到小套装在左边的一根立柱上(0号起始柱)。要求被试利用中间立柱(1号辅助柱)作为过渡,按规则将所有圆盘搬移到右侧立柱(2号目标柱)上,并保持原始状态。

       叶克斯选择器:位于底盘左侧测试区的下方,由12个按键配以12盏相应指示灯成组排列成两行。另有底盘右侧的微型扬声器。测试时,指示灯根据预定的规律有序亮灯。要求被试寻找亮灯的规律,选出相应的案件位置进行应答,如符合空间位置则发声。

       底盘和右侧显示屏:底盘右侧具有显示屏,用于显示操作界面、指导语和测试数据等。屏幕下方有与显示屏同步播放用的微型扬声器。底盘右侧面还装有耳机插孔,插入耳机同时 可予聆听。底盘右侧面上还分别置有电源插座和电源开关,将电源线插入电源插座即可使用。

 

相关背景

1.      叶克斯选择仪的发展

最早的叶克斯选择仪是由叶克斯(Robert Yerkes)于1913年设计的。他最初的这个多重选择仪同时可以用来研究人类和动物的概念思维。在1989年的时候,叶克斯的女儿罗伯塔为了纪念自己的父亲,将叶克斯选择仪捐助给耶鲁大学的皮博迪自然史博物馆,如今保存在耶鲁大学的皮博迪自然史博物馆中的历史科学仪器收集馆中。

尽管这个仪器是完全人工操作的,但是在其底部的电路中包含了一个电池,用来控制亮灯以及蜂鸣声。叶克斯多重选择仪分为主试面板和操作者面板两部分。正如图2所示,主试面板最重要的特征是一排木质的滑动的键,并且每个键都对应的用半圆的黄铜的标签从1~12标上了号。当把键向后推回的时候,每一个键都会从仪器的末端突出2英寸,这些突出的键便可以被像钢琴一样按下。一个木质的屏风把主试面板和操作者面板隔开(面对主试的有着金属标记的这边就是操作者面板)。每一个键都用电线和一个小灯相连,当一个键被按下去的时候,键前面的小灯就会发光,而只有按中目标键时,仪器才会发出蜂鸣声表示找到目标键。在叶克斯的这个最初版本的多重选择仪中,按键还是使用铰链式的。铰链式的键盘被设计成所有的键都能被被试看到;被主试抬起的键将不会在给出的分实验中使用。后来,铰链式的键盘被滑式的键盘取代了,滑式的按键可以不需要主试从位子上起立就能从被试的视线中被移开,自动化更强,更方便。

 

2.      河内塔的发展

 

河内塔(又称汉诺塔)问题是印度的一个古老的传说。开天辟地的神勃拉玛在一个庙里留下了三根金刚石的棒,第一根上面套着64个圆的金片,最大的一个在底下,其余一个比一个小,依次叠上去,庙里的众僧不倦地把它们一个个地从这根棒搬到另一根棒上,规定可利用中间的一根棒作为帮助,但每次只能搬一个,而且大的不能放在小的上面。当这些金片全部转移到另一根个棒上,世界末日将到来,世间的一切都将毁灭。完全移动这64个金片至少需要搬264-118446744073709551615)次。以每秒钟搬一次来计算,他们也需要5849424117355年的时间,而地球到现在也才大概200万年,世界末日离我们还很远!

传说很奇特甚至荒谬,但河内塔问题一直被人们熟记并应用。河内塔可用于考察学生的问题解决能力。问题解决是按照一定目标,应用各种认知活动和技能,经过一系列思维操作,使情境中的问题得以解决的过程。该装置主要由一块底板、若干柱子和圆盘组成,底板上有三根柱子,第一根柱子上有一系列由上而下递增的圆盘构成塔状。要求个体将第一根柱子上的全部圆盘移到第三根柱子上,而且仍需保持原来的塔状。移动的规则是每次只能移动一只圆盘,且大盘不能放到小盘上。移动时可利用中间的柱子作为过渡。不管圆盘的数量多少,完成河内塔作业的最少移动次数为2n-1次(n为圆盘数)。

研究者们也有根据河内塔,在其基础上进行改进,以满足特定的实验要求。在河内塔的基础上, Shallice设计了伦敦塔任务。此任务将河内塔任务中的盘子换成了彩球以便于给儿童使用,同样是要求儿童描述他们要怎样改变彩球的最初排列才能将它们按要求移到目标座上。而Hughes等人使用河内塔任务的另一种变形———剑桥袜(Stockings of Cambridge)。这是个电脑控制的视觉计划任务,是剑桥神经心理成套测验(电脑版)的分测验之一。Hughes设计的这个剑桥袜适用于有神经疾病的被试。