|
作者简介：张博，北京师范大学心理学院(北京 100875)；黎坚(E-mail:Jianli@bnu.edu.cn)，北京师范大学心理学院(北京 100875)，应用实验心理北京市重点实验室(北京 100875)；徐楚，李一茗，北京师范大学心理学院(北京 100875)。 内容提要：以北京市某中学和某小学11～14岁之间294名学生为被试，其中超常儿童131人，普通儿童163人。采用推箱子任务，结合横断比较和纵向追踪数据，从认知能力、元认知能力和认知效率三个维度来考察超常儿童与普通儿童问题解决能力的发展差异。结果发现超常儿童在问题解决能力的三个维度上均优于普通儿童，两类儿童问题解决能力的发展模式不一致：超常儿童的问题解决能力发展先快后慢，快速发展期在11～12岁半之间；普通儿童的问题解决能力发展先慢后快，快速发展期在12岁半～14岁之间。超常儿童与普通儿童的问题解决能力差异随年龄增大逐渐减小。 关 键 词：超常儿童 问题解决能力 发展模式 推箱子 标题注释：教育部人文社会科学研究一般项目青年项目(09YJCXLX001)资助。 1 引言 尽管传统心理学更关注人类心理加工的普遍模式，但也有一些心理学分支一直在关注个体差异和一些非典型群体(Winner，2000)。对这些非典型群体的研究不仅可以揭示该群体自身的特点，为其鉴别和教养提供科学依据，也可以进一步加深我们对典型群体的认识。超常儿童研究就属其中之一。对超常儿童的系统研究始于1925年(Terman，1925)，之后一直经久不衰，直到现在也仍是认知、发展和教育心理学等多个领域的重要议题。早期关于超常儿童的研究十分关注对他们的鉴别、教养及其成年后的发展(Hollingworth，1926；Terman & Chase，1920；Terman & Oden，1959；查子秀，1990，1994；周林，查子秀，1986)。随着认知心理学的兴起与发展，研究者开始关注超常儿童与同龄普通儿童在加工速度、工作记忆、推理能力、创造性思维等基本认知能力方面的差异(Cohn，Carlson，& Jensen，1985；Fry & Hale，2000；Geary & Brown，1991；McLean & Hitch，1999；施建农，徐凡，1997；施建农，2006)。当研究进一步深入，研究的焦点逐步转向超常儿童更复杂的能力，其中之一就是问题解决能力(Shore & Kanevsky，1993)。 问题是日常生活的核心要素之一(Davidson & Sternberg，2003)，从简单的价格计算到复杂的活动策划、衣食住行，每一方面都有许多问题需要解决。所谓问题，是指一种特殊的情境，在这个情境中个体需要找出达到某一特定目的的方法，并依据该方法进行实际操作，最终达到目的(Chi & Glaser，1985)。问题解决能力是人类作为智能物种所具有的代表性的复杂认知技能(Chi & Glaser，1985；Wang & Chiew，2010)，是一系列目标导向的认知操作(Anderson，1980)，与个体生活质量有着密切的关系，如问题解决能力高的个体人际压力更低(Davila，Hammen，Burge，Paley，& Daley，1995)，学业成就更高(D'Zurilla & Nezu，1990)，婚姻满意度更高(Sullivan，Pasch，Johnson，& Bradbury，2010)。繁殖率低、力量薄弱的人类之所以能在地球上存活并占据绝对优势，其重要原因之一就是人类能解决面临的问题(Keen，2011)。 正因为问题解决能力对人类起着举足轻重的作用，深入探究其发展变化规律就尤为重要。而要探究其发展变化规律就需要有合适的理论框架作为支撑。在众多的模型中，斯滕伯格的问题解决七步模型(Pretz，Naples，& Sternberg，2003；Sternberg & Kagan，1986)和三元智力理论(Sternberg，1985)为人们理解问题解决提供了清晰的框架。斯滕伯格认为，问题解决过程包括以下七个步骤：问题识别、问题定义和表征、策略构建、知识组织、资源分配、过程监控和结果评估。其中第一、二、六、七步属于元认知成分；第三、四、五步属于认知成分(Davidson & Sternberg，2003)。如果我们将问题解决看作完成一个项目的过程，元认知成分就好比一个项目的指挥官，主要包括计划、监测和评估，其中计划将认知、动机和情绪资源整合起来(Friedman & Scholnick，1997)，起着决定性作用(Keen，2011；Jonassen，2000；Scholnick，Friedman，& Wallner-Allen，1997)；而认知成分则好比一个项目的具体执行人员，主要包括加工速度、推理能力、工作记忆等。两种成分动态协调，共同构成问题解决过程。随着研究的深入，人们在评价个体的问题解决能力时，除了关注其元认知能力和认知能力之外，也开始关注认知效率(cognitive efficiency)。认知效率是指个体能在多大程度上以最少的精力、时间或认知资源投入达到既定目标的能力(Hoffman & Schraw，2010；Hoffman，Schraw，& McCrudden，2012)。一个优秀的问题解决者，除了具备良好的认知能力，并会进行事前计划、事中监测和事后评估，还应该能在单位投入内获得最大产出。因此，要对个体的问题解决能力进行更全面地评估，应该从认知能力、元认知能力和认知效率三个方面进行。 已有的关于超常儿童问题解决能力的研究主要集中讨论了他们与同龄普通儿童在认知能力上的差异，且得出的结论比较一致，即超常儿童在加工速度(Duan，Dan，& Shi，2013；Rindermann & Neubauer，2004；Sheppard & Vernon，2008；邹枝玲，施建农，恽梅，方平，2003)、工作记忆(Alloway & Elsworth，2012；Leikin，Paz-Baruch，& Leikin，2013；Whitaker，Bell，Houskamp，& O'Callaghan，2014)、推理能力(Lohman，2005；Silverman，2009；查子秀，1984)等方面均优于同龄普通儿童。已有的关于元认知的研究主要关注元认知知识和元认知监测这两方面(Alexander & Schwanenflugel，1996；Alexander，Carr，& Schwanenflugel，1995；施建农，1990)，而关注元认知计划的实证研究很少，且也没有得出一致的结论。如Shore和Lazar(1996)发现，相较于普通儿童，超常儿童解决问题前用于计划的时间更长，但Nellis和Gridley(2000)发现超常儿童和普通儿童在不同任务上表现出来的计划能力没有显著差异。当然，前者关注的是7～8年级儿童，后者关注的是学龄前儿童，研究结果难以直接比较。就认知效率而言，有研究者认为超常儿童是“学习游戏的大师级玩家”(Kanevsky，1992)，他们能有效地完成许多复杂任务。国内学者施建农等为此说法提供了一定证据，他们发现超常儿童的记忆速度更快(施建农，1990)，且在完成认知任务的过程中，超常儿童的P3波幅更大，潜伏期更短(Zhang，Shi，Luo，Zhao，& Yang，2006)。但总体而言，关于超常儿童的认知效率研究还较少。尽管在神经生理学领域，有不少研究都发现个体智商越高，其大脑工作效率越高(Deary，Penke，& Johnson，2010；Langer et al.，2012)，如智力测验分数与大脑葡萄糖代谢水平(Haier，White，& Alkire，2003)、脑区激活程度(Beauchamp & Stelmack，2006)、事件相关去同步化程度(Neubauer，Grabner，Fink，& Neuper，2005；Neuper & Pfurtscheller，2001)呈显著负相关，但是也有研究发现相反的结论(Jau 关注问题解决能力能帮助我们更加全面地了解超常儿童与普通儿童的群体差异，提高超常儿童鉴别的准确性，并丰富相应理论。但仅关注群体差异并不够，研究者更应该从发展的角度来探究这两类儿童问题解决能力发展模式差异，为其教育培养提供科学依据。目前还没有专门针对超常儿童问题解决能力发展模式的理论，但我们可以借鉴Alexander等(1995)提出的针对超常儿童的元认知能力发展模式假设，因为问题解决能力是包含元认知能力的一种更综合的能力，我们有理由相信，两者的发展模式至少在一定程度上是相似的。Alexander等人认为，超常儿童的元认知能力发展可能有三种模式：天花板模式、加速模式，以及单调发展模式。天花板模式假设，元认知能力会随着发展逐步到达顶峰，超常儿童只是比普通儿童发展得快，但随着年龄增长，普通儿童最终也会追上来，两者的差异最终会消失。加速模式假设，两类儿童最开始差异不会太明显，但是随着年龄增大，超常儿童的元认知能力发展会逐步超过普通儿童。单调发展模式则认为，超常儿童的元认知能力从出生就优于普通儿童，这种优越性会持续一生。那么超常儿童的问题解决能力发展模式属于哪一类呢？如果是天花板模式或加速模式，那么快速变化期又在哪儿呢？遗憾的是，目前关于超常儿童问题解决能力的发展研究还比较少，而已有的一些发展研究也都是不同年龄组之间的横断比较，极少有研究者通过追踪研究来关注这两类群体问题解决能力的发展模式差异(Steiner & Carr，2003)。而横断比较研究易受到个体差异、时间单位的选取、发展模式类型等多种因素的影响，得到的结果需谨慎对待(Kraemer，Yesavage，Taylo，& Kupfer，2000)。因此该领域亟待更多发展研究，尤其是纵向追踪研究的出现。 本研究采用推箱子任务作为问题解决情境，从认知能力、元认知能力和认知效率三个角度全面探讨超常儿童与普通儿童的问题解决能力。具体而言，研究首先检验了所选取的认知能力、元认知能力和认知效率这三个指标的心理测量学属性，并验证了“问题解决能力包含认知能力、元认知能力和认知效率这三个维度”的假设是否成立。同时，许多研究都表明，11～14岁是儿童体内激素水平、大脑结构功能发生改变的重要时期(D 2 方法 2.1 被试 来自北京某中学和某小学共294名学生参加了横断研究，其中男生155名，年龄在11～14岁之间。按照其所在年级分为三个组：11岁组(11.12±0.39岁)包括超常儿童50人，普通儿童48人；12岁组(12.46±0.50岁)包括超常儿童51人，普通儿童38人；13岁组(13.73±0.24岁)包括超常儿童30人，普通儿童77人。上述被试中141人参加了为期一年的纵向追踪研究，其中超常儿童65人，普通儿童76人。为了匹配两组被试的年龄，本研究分别从超常儿童和普通儿童中各选一个班。其中超常儿童32人(第一次参加测试年龄：12.76±0.25岁)，普通儿童38人(第一次参加测试年龄：12.64±0.38岁)，两者年龄差异不显著(t=1.49，p=0.14)。其中男生39名。所有超常儿童均来自该中学的超常儿童实验班，每一批都是通过多途径、多方法综合选拔出来的，录取率在2％～3％之间。其中有两个班的超常儿童在ll岁时完成过韦氏儿童智力测验(第四版)， 2.2 实验材料 采用推箱子游戏作为问题情境。电脑屏幕右侧一直呈现游戏规则及注意事项，屏幕中部呈现如图1所示的游戏界面。被试通过键盘上的方向键控制小人来推动箱子前行。当所有箱子都被推到红色目标位置时，即为成功完成一题。一次只能推动一个箱子，且不能悔棋。该游戏一共23题，前3题为练习题，用于帮助被试熟悉游戏规则及键盘操作，前3个问题必须全部解决后才能进入正式实验部分。第4至23题为正式题目，与练习题不同的是，如果正式题目失败，则只能放弃该题，进入下一题。所有题目都由研究者编写，箱子个数在1～3个之间，有唯一最优解。根据预实验结果将题目由易到难排列。后台自动记录每个被试在每一题上的作答详情，具体包括：题目呈现到被试第一次移动箱子(计划时间)，题目呈现到完成该题所用的时间(总时间)，完成该题所用的总步数，以及是否成功完成该题。
图1 游戏任务截图 2.3 指标 认知能力：成功完成的推箱子题目数量，该指标主要反映的是非言语推理能力(Bozoki，Radovanovic，Winn，Hetter，& Anthony，2013；Heeter，Lee，Medler，& Magerko，2013)。认知能力得分取值范围在0～20之间，得分越高表明被试的推理能力越强。 元认知能力：每道题的计划时间与该题总时间的比值(陈雪枫，张厚粲，1998)。元认知能力得分取值范围在0～1之间，得分越高表示被试的元认知能力越强。 认知效率：每道题所用的总步数(Culbertson & Zillmer，1998a,b)。需要注意的是，在该指标上得分越高表示被试的认知效率越低。 问题解决能力的合成分数：将认知能力、元认知能力和认知效率三个指标分别转换为Z分数。由于认知效率指标得分越高表示被试认知效率越低，需要将其反转，即用0减去最初的Z分数，得到 |
|
|
ovec & Jau
ovec，2004；Lefebvre，Marchand，Eskes，& Connolly，2005)。需要指出的是，除Zhang等(2006)，上述几项研究都是以普通成年人为被试，其结果并不能为超常儿童的认知效率提供直接证据。为了更有针对性地探讨此问题，应该选择更合适的被试群体，并关注认知效率的行为指标。
hler & Wuttke，1975；Evans，2006；Thatcher，1997a,b)，而这些改变又与个体的认知功能存在密切关系(Casey，Giedd，& Thomas，2000；Sisk & Zehr，2005)。可以预期，问题解决能力在此年龄段也会相应出现较大的变化。因此本研究结合横断比较和纵向追踪数据，深入探讨11～14岁超常儿童和普通儿童的问题解决能力及其发展模式差异。
。 
