题解决实验研究和理论可能在很大程度
上受到了格式塔学派的影响，但两种方法
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第十一章思维与问题解决／卜一
可结合成一个模型，就像第7章阐述的单词再认模型（ Holyoak
1990）。
思维与问题解决研究中的变量介绍 333
因变■
有三种基本方法测量问题解决的过程。假如找们以给出或未给
出车鸟问题的说明为例，一组被试用图11…1来解决，另一组则没有
用图解。我们测量的是什么？首先而且最多情况下是，测量两种条
件下在一定时间限制（如45分钟）内有多少被试解决了问题。但是
大多数研究的问题很可能太容易或至少在时间限制内是可以解决
的。万一两组中每个人都解决了问题又怎么办？这就不能判别自变
量是否起作用。由于天花板效应（见第10章）在起作用，从两组解决
问题百分比相等得出自变量不起作用的结论当然是不正确的，因为
问题太容易不能揭示任何可能的区别。接下来我们能做的是，看看
问题解决中的作业水平的第二种测量：潜伏期，或者解决问题所花的
时间。即使两组中所有被试都解决了这个问题，他们也许在不同条
件下花了不同的时间。因而＋尽管在被试解决问题的百分比上没有
差别，在上述两种条件（有图组对无图组）下测量解决这一难题所花
时间被证明是个敏感措标。事实上，即使没有天花板效应，两组被试
中都有比如说60％的人解决了这个问题，那么其差别仍可由潜伏期
揭示出来。因此，我们说潜伏期可能是一种比反应正确率灵敏的因
变量指标，因为它能在大多数条件下反映自变量效果的情况。（很少
有反例，影响正确率却不影响潜伏期。）当然，我们通常希望正确率与
潜伏期有高的负相关，比如在某些条件下很少被试能解决问题，他们
也花了比较长的时间。
第三种测量的是，在某些问题的解决存在一种以上的方法时问
题解决的质量。把问题解决的方法评定为一个顺序量表是可能的；
换言之，能够把它们从好到坏进行排序。那么，即使正确率和潜伏期
测量不能反映出两种条件下的差别，但一种条件下的被试也许比另
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／实验心理学
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一种条件下的被试获得更多满意的解决方法。
有人也许想使用这三种测量问题解决的指标，作为对问题解决
构成的会聚操作，但它们之间无直接联系。例如，在解决某个特定的
问题时，一个条件下的被试可能会比另一个条件下的被试花更长的时
间，并且在第一个条件下还或许有更少的被试百分比。但是这个条件
下被试的解决办法可能会优于其他条件下的。换言之，自变量的变化
可能会使一个条件中的被试常常在相对短的时间内产生一个糟糕的
解决办法，而与此相反，另一个条件中的被试却极少可能产生一个更
好的解决办法＋并且还会花更长的时间。因此，这些指标的测量可能
投有简单的关联。这是第8章中速度准确性权衡的一种变式。
自变量
在问题解决研究中，最基本的自变量是问题呈现方式。呈现方
式又有几种不同的变化手段。让我们以本章开头讲述的鸟在两列火
车相遇时飞多远的问题为例来阐明这个问题。手段之一，我们可以
变化解决这一问题所需信息的呈现顺序及其重要性；鸟时速80英
里是解决这一问题的关键信息，它被隐藏在问题的描述中。如果这
条信息放在比较显眼的位置，被试也许早就有意利用它来构建问题
情境。第二个手段是变化无关信息的呈现量。车鸟问题中“星期六
下午2：OO开车”就是一个完全无关的信息，应不予考虑。也许呈现
无关信息越多而有关信息越少时，解决问题所需时间就越长。有无334
插图说明及插图的性质也有不同效果。提供和没有提供插图会有助
于或有碍于问题解决，这取决于问题的性质。另外，有些心理语言方
面的变量也被研究了，诸如用主动句或被动句来描述问题。除了与
问题呈现方式有关的变量外，其他有影响的变量，如在解决问题时是
否有时间限制（或其他类别的压力）、对解决问题的奖赏程度以及不
周类别被试的个体差异（例如智商的高低）等也影响问题解决。
控制变量
在以人为被试的实验心理学中，凡涉及到思维和问题解决的实
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第十一章；t鲴
验都比其他的复杂。因此，这一领域（包括其他涉及复杂心理过程的
分支，如社会和环境心理学）需要特别注意实验控制。由于在这个领
域中使用被试间设计（不同被试被分配到不同的实验条件中）很普
遍，所以研究时必须谨慎并确保各种条件下的被试在统计上是相等
的，这或者通过随机分配，或者在诸如IQ等维度上进行匹配来实
现。同样，实验者还必须尽可能严格地控制无关变量（诸如问题表述
方式或者呈现方式等）。
11。1 实验主题与研究范例
主题信度与重复
范倒类比推理
实验结果可信性的基本问题可简单归结为：如果重复实验，其结
果与第一次相同吗？这在心理学研究中是一个关系重大的问题。如
果我们没有理由得出实验结果是可信的，那么结果就毫无价值。
决定我们观察的信度的关键是观察量。观察量越大，我们越相
信样本统计值接近总体参数值。如果在美国随机抽取一个样本进行
问卷调查（例如，关于他们对即将开始的总统选举的态度），我们相信
样本容量为10万人比样本只有IOO人反映出的全国民众意愿更
准确。
必须牢记，某一特定结果的信度取决于产生这一结果的观察量。
因此，在实琢情况中，我们一般尽量使观察量增加到最大限度。这样
做不仅提高结果的信度，而且增强了我们所使用的统计检验的效力，
或者说增强了拒绝虚无假设的检验能力，当它果真为假时虚无假设
预言自变量对困变量将没有影响。
信度不仅涉及到样本的容量和统计，也牵涉到实验结果可验证
性的不同类型。实验的可验证性关键在于相关变量的确认，因为它
们必须被系统地操作或控制以产生一致性的结果。一般来说，与简
单心理过程的研究相比，在涉及复杂心理过程的研究中，应尽最大可
能关注结果的信度。理由之一，在对复杂心理过程的研究中，常需使
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用被试问设计，即把不同的被试分配到不同的实验条件中，这样可以
避免在被试内设计中存在的延续效应（见第9章）。使用被试间设计
比被试内设计会增加观察的变异性，因为被试间的个体差异不好
控制。
另一个理由是实验结果的信度问题还存在于复杂认知过程的研335
究中。通常，在用被试间设计研究复杂心理过程的实际操作中，要在
每种条件下得到许多的观察是困难的。这是因为逐个测量被试费时
较多。比如在问题解决这个研究复杂心理过程的实验中，也许要花
1个小时来测量一个被试。因此，即使实验有4种条件，每种条件只
作25欢观察，也要将近花100小时来测量被试。由于这些实际操作
困难上的原因，我们常在研究复杂心理过程的实验中看到每种实验
条件下的观察量很少，虽然这样做会降低我们对结果信度的信心和
统计检验的推断力。
类比推理
我们要说明关于研究信度的几种深入观点，这种说明是通过类
比的问题解决实验展开的。当人们通过类比来理解某些观点时，他
们是根据彼事来理解此事的。要是在物理课上你的老师说原子结构
在某种程庋上类似于太阳系结构，或者在化学课上老师说气体的分
子相互碰撞就像弹子球桌上的弹子，或者在心理学课上老师说人的
记忆可类比一个大的图书馆或一部词典，那么你的老师的授课方式
就是类比推理。他试图用你已经懂的事物帮助你去理解不熟悉的事
物。致力于思维研究的心理学家们长期以来就已经认识到，类比在
思维和新发现的获得方面是很重要的。获得新发现的窍门通常在于
对分属不同知识领域内两个事物间相似性的察觉（ Hadamard．
1945）。例如，在17世纪，哈维（Harvey，W．）在他把心脏想像为一
个水泵时提出了廊液循环的动力学模型。
类比推理的研究非常困难。问鼯解决、思维和发现这些课题长
期未能得到心理学家的理解。然而，在最近的20年左右，这一领域
的许多前沿问题都获得了进展（ Mayer，1983）。在这里我们用吉克
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第十一章思维与丽画磊西F7一
和霍利约克（1980，1983）实验中的例子来说明这方面研究的趣味性，
并能从中看出确定实验现象的信度的重要性。
吉克和霍利约克对问题解决过程中类推效应感兴趣。在讨论实
验前，我们给你看他们用过的问题，你先思考一下。这个问题叫辐射
问题，1945年首先由邓克（Dunker）使用，可表述如下：
假如你是医生，面临着一个胃内有恶性肿瘤的病人。在肿
瘤上不能动手术。但是，肿瘤不切除，病人就套死去。有一种辐
射能摧毁肿瘤。如果辐射以足够高的强度立刻到达肿瘤，肿瘤
套被摧毁。但不幸的是，当高强度的辐射经过机体的其他地方336
时，健康的组织同时也被摧毁。低辐射条件下，射线时健康肌体
无害，但也不能对肿瘤起作用。裁们应该用什么类型的辐射击
摧毁肿瘤同时叉避免伤害健康的组织呢？（Gick和Holyoak，
1980； pp。 307…308）。
合上书，在你往下读之前思考一下怎样解决这个问题。直到你
至少想出一个办法时再往下读。
你怎么做？许多学生解决这个问题都有困难，他们被问题中的
诸多要求限制住了。许多“解决”的办法依靠先进的医疗技术，此如，
先使用某些药物保护机体免受伤害，然后再对肿瘤进行辐射。一个
较可行的解决办法是对病人进行手术，插一导管在息处，或者，暴露
出肿瘤，使辐射能直接作用于病变机体。然而，最具创造性和有效性
的解决办法是从不同方面射向肿瘤几束弱射线，并使它们会聚在一
起。每束弱射线通过机体时不致产生伤害，但是所有这些射线的强
度聚集在一起却足够摧毁肿瘤。只有少数学生发明了这种方法；邓
克对这一问题的最早研究中，45个被试中只有2个（4％）提出了这
个解决办法。
吉克和譬利约克（1980，1983）感兴趣的是，当在辐射问题前先给
出一个类似的问题及其解决办法时，是否会有更多的人能解决这个
问题。即是否被试能从第一个问题中抽象出指导原则，然后运用到
第二个中去。基于这种想法，吉克和霍利约克提出了其他的“类比故
事”。这些类比故事蕴涵着高效解决辐射问题的基本原则。
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在一个叫“指挥官”的故事中，一支坦克部队的指挥官要向敌军
司令部（要塞）发起攻击。如果用许多坦克，他赢的机会很大；但他的
部队必须经过叉窄又不牢仅能通过少数坦克的桥，因此只能用少量
的坦克发起袭击，但易被敌方击退。为了取得胜利，这支坦克部队指
挥官制订了一个让坦克分别通过每座小桥包围敌司令部的计划。这