推理的心理机制_数学有效教学的理

推理的心理机制_数学有效教学的理

三、推理的心理机制

1．逻辑推理的心理机制。我们来看一个例子：当我们早晨起来发现水面结冰时，我们会作出“当天的最低气温肯定低于0°C”的判断。我们的这个判断就是推理，那么推理是怎样产生的呢？

如果一个幼儿看到同样的情境，他是否也会产生同样的推理？显然不会，这说明推理来源于经验的积累。那么这种推理的神经机制是什么？任何心理活动都是由脑内神经活动引起的，要了解这一原因我们必须了解脑内神经活动的基本方式和规律。事实上，随着人的成长，个体会多次经历水面结冰的经验和气温低于0°C时结冰的知识，使大脑中“水面结冰”的视觉映像（激活神经群）与“气温低于0°C”的激活神经群经历多次同步激活，形成固定的联结。

这意味着在脑内同时形成了以上两种事物的映像以及它们所对应的暂时神经联系，并建立起相互的制约关系，正是这种制约关系，才是推理的心理机制所在。人类的推理总是从简单的对象特征判断向综合推理方向发展的。例如幼儿不能用不等关系的传递性进行间接的个子高矮推理而是用直接比较的方法进行推理。大脑中建立的两种以上事物的映像的制约关系在很多心理活动中都是至关重要的。虽然很多经验推理比这个例子要复杂，但它们产生的基本方式和过程只能是如此，只是在有些情况下这种制约现象表现得间接复杂一些而已。这就象抽象概念是在具体概念的基础上发展而来一样，形式逻辑也应该是在经验逻辑的基础上建构而成。现在我们就找个形式逻辑的例子来看看。例如：“如果鸡蛋掉地，它就会碎。鸡蛋掉地了，它碎了”。这是个真实有效的形式推理。我们再来看它的内部过程。首先，大脑接受了“如果鸡蛋掉地，它就会碎”这一前提的刺激，“鸡蛋掉地”和“鸡蛋碎了”的两种概念同时在心理中出现，这意味着承载它们表征的暂时神经联系同时兴奋并建立了当前性的制约关系。而当“鸡蛋掉地了”作为再次刺激使其内部概念再次产生，自然会制约出它的制约对象承载“鸡蛋碎了”表征的暂时神经联系重新兴奋及其表征在意识中呈现，这就意味着蹦出了这一推理的答案。这个例子好像还与经验逻辑有关，因为对此我们借助经验推理也能产出正确答案，并且我们通常也会这样去做。再举一个与经验无关甚至相反的逻辑例子，也就是有效但不真实的逻辑推理，显然，逻辑中更使人们困惑的正是因有这类现象的存在。例如：“如果这堆碎玻璃掉到地上，它就会变成一只瓶子。它被掉到了地上，它变成了瓶子”。我们知道，这是个有效的推理，虽然不真实，但在逻辑上它是正确的。如果说逻辑能力是从经验学习中而来，那么从形式逻辑中怎么会推理出与经验相反而且又“合乎逻辑”的结果呢？我们先来看看这一形式推理的内部过程再说。首先，大脑接受前提刺激后，脑内承载“碎玻璃掉地”和“变成瓶子”两种表征的两种暂时神经联系相继兴奋并建立了当前性的相互制约关系。当“它被掉到地上”作为刺激物再次出现而引起承载“碎玻璃掉到地上”表征的暂时神经联系，自然会在前提情境下制约起承载“变成一只瓶子”表征的暂时神经联系，并使其表征呈现在当前意识之中而作为推理的结果。在这里，“如果”和“就会”起到了前提作用，它们为当前制约反应的实现提供了必须而现实的情境。而这必须的情境又是因何和怎样发挥现实作用的呢？显然，在这里我们应该已经想到神经活动对“如果——就会”这一形式的制约学习。我们从小就接触到了很多因果关系的形式，“如果——就会”就是其中之一。“如果”总与前提一同出现，“就会”总是伴随着结果，这在大脑内不可避免地会使“如果”和“就会”之间建立起制约关系，即形成了对形式的学习。它们没有具体的指代对象，它们指代的就是这种互为因果的形式，是对这种形式的经验学习为“当前的”前提与结果之间的制约影响提供一种限定情境。以上我们看到，在我们对逻辑能力的学习中，既有借助经验而实现的制约学习，也有对前人和自身在经验基础上建立起来的形式的制约学习。在经验逻辑面前，形式的制约还不显十分重要，在形式逻辑面前，这种制约就发挥了当前的现实作用。如果说我们所看到的产生经验逻辑的神经过程证明了“神经制约连结”是逻辑的第一个必然特性，那么从神经活动对形式的制约学习这里我们可以看到逻辑的第二个必然的特性：不管是否真实，是否符合经验，推理的结果完全要看前提的给定。这也表明在逻辑推理中前提真实的重要性。以上足以表明，逻辑产生于经验，产生于我们对客观现象变化规律的学习，这种学习是通过暂时神经联系之间的制约机制而实现的。我们之所以具有内在逻辑，是因为客观变化具有规律，我们的经验逻辑只是客观自然规律的内部镜像。而形式逻辑能力也是在经验和学习的基础上形成的，是对经验的形式的学习。逻辑源于客观现象的存在方式和变化的规律，但由于我们神经活动的自然特性，又赋予了人的逻辑活动的自身规律。从逻辑源于客观现象这点来说，一切符合逻辑的必须是符合客观现象的，任何违背现象的都是不合逻辑的，逻辑能力是在认识客观现象的过程中形成，又是帮助我们认识客观现象的工具。从人的逻辑活动的自身规律上来说，要推理正确必须前提真实，要深入认识必须概念清晰。只要前提条件真实完善，逻辑能使我们认识世界、获得真理！而又由于现象是多样的，一个结果会有几种可能的原因，比如路面湿了的原因也可能是清晨有洒水车经过，也可能昨天晚上下过雨等，按神经联系制约反应的规律脑内也会呈现出别的答案，这就要我们再进行更仔细的多方面的观察和验证。

2．归纳推理是从特定的事件、事实向一般的事件或事实推论的过程。有证据表明，归纳推理与大脑神经对对象的特异性联结（激活扩散）的局部网络的泛化与网络拼接相联系。个体对若干个对象进行对象特征捆绑，如果这些对象具有相同的特征而且这些对象之间又是形成一个新的更高层次的对象，那么神经细胞就产生了高一层级的网络联结，于是，就产生了对新的对象类别的特征捆绑，归纳推理就产生了（图7－3－1）。学生的归纳推理是建立在知觉相似性的基础上（如归纳推理的相似性覆盖SCM模型、特征归纳FBIM模型、回归模型都建立在归纳推理建立在知觉相似性的假设上）（《心理科学》2004，6，P1457）。例如，在儿童学习数“数”时，开始阶段，每数到10的整数倍的数时，就会遇到困难，当他在20、30、40、50、60这些点得到指导时，对后面的70、80、90会顺利进行，因为儿童对十位上数字的顺序在前面指导的基础上产生了内隐的经验，次序仍然是按照1、2、3、…排列，只不过在后面加一个“十”字。(www.guayunfan.com)

图7－3－1

3．类比推理的心理机制。类比推理也是建立在知觉相似性的基础上，通过比较对象结构的相似性得到特征相似的论断，只不过类比推理没有进行更上一层次的抽象，在神经网络上的表征是没有进行对象的重新归类而引起网络联结的层叠。