聋生图形推理能力发展现状研究

杜 晗

(中州大学特殊教育学院，郑州 450044)

1.引言

推理(高敏，2009)是指从已知证据或定理中引出结论的过程，它是形式逻辑的核心，是由已知判断得出新判断的思维形式。根据推理材料的不同一般把推理分为两类，即文字推理和图形推理。图形推理(Figure Reasoning)(王有智，2003)是根据一幅大图形中的图案或符号的变化规律，推出并填入大图形中空缺部分的图案或符号的认知活动，表象表征是其前提。与文字推理相比，图形推理比较客观，能够有效的避免知识经验、语言能力、文化、民族的影响，对于思维水平尚在发展中的儿童、青少年来说是比较适宜的。

图形推理的测量材料主要有三种:(1)瑞文推理;(2)几何图形;(3)其他的自编图形材料。瑞文推理测验(SPM)是由英国心理学家瑞文于1938年所编制的一种非文字测验，可以检测一个人的推理能力或对他的智力进行诊断。瑞文标准推理测验共有五个部分，分别是 A、B、C、D、E 组题，每组各 12道题目。组间题目由A组到E组难度递增，组内题目前易后难。A组主要测知觉辨别力、图形比较、图形想象等;B组主要测类同比较、图形组合等;C组主要测比较推理、图形组合等;D组主要测系列关系、图形套合;E组主要测交错、互换等抽象推理能力。该测验具有良好的信效度，既可以个别施测，也可以团体施测，使用时省时省力。在已往的研究中，比较多的是采用《瑞文标准推理测验》来测量被试的图形推理能力，几何图形和自编图形使用较少。

目前，图形推理在国内外推理研究领域是一个热点课题。国外许多心理学家主要从人类信息加工过程角度出发来研究图形推理所需的心理加工成分，他们倾向于运用信息加工的过程分析法，对图形推理内部心理过程尽量做出定量描述。Stenberg通过对个体归纳推理中内部心理过程的系统研究，提出了归纳推理的信息加工成分理论。这个理论认为包括图形推理在内的归纳推理具有七种心理加工成分:编码、推断、映射、应用、比较、验证和反应。Carpenter使用瑞文推理测验为研究材料，进一步地研究了图形推理的心理加工成分。研究发现，图形推理包含了抽象思维和工作记忆两个心理加工成分。

国内相关的研究主要都选取瑞文推理测验为实验材料，研究图形推理水平的年龄发展特征和图形推理策略(沃建中，2006)。大部分研究将认知风格作为自变量来研究其对图形推理的影响，并得出比较一致的结论:认知风格是影响图形推理水平的一个重要因素，随着问题难度的增加，其作用越大。大部分研究得出:场独立者的图形推理能力高于场依存者。王有智(2003)提出情绪稳定性高者的图形推理成绩显著高于情绪稳定性低者。由此可知，图形推理能力受个体个性这一因素的影响是较大的。沈莉(2010)研究得出随着年龄的增长，青少年的图形推理能力出现了波浪式的变化，从15岁到16岁出现下降趋势，然后迅速提高。不同难度水平的推理任务，其正确率随着难度的增加而下降。在对图形推理能力的影响因素中，工作记忆的影响最大，年龄次之，加工速度最小。年龄对加工速度、加工速度对工作记忆均存在直接效应。以上关于图形推理的研究都是针对正常人群的，对特殊群体的研究较少。

聋人，作为一个更依赖于视觉通道来接受信息，把手语作为其常用交流方式的群体，比健听人群具有更高的视觉敏锐度、更敏感于边缘视野的刺激信息、更强的图像视知觉加工能力及视觉搜索能力。有研究表明聋人为了补偿听力的损失而在后天发展了较强的对空间图形的视觉能力。但是，由于这种视觉的补偿作用是以听觉系统的缺陷为代价的，因而也是有限的。聋人在语言、语义理解方面存在的缺陷作用(通常被认为是左半球功能)，在图形、色彩、形状方面会存在补偿作用(通常被认为是右半球的功能)。即缺陷作用与补偿作用在聋人身上是并存的。这些作用对聋生的图形推理能力是否产生影响?聋生的图形推理能力发展规律是否和健听人一致?这是本研究想探讨的问题。

2.研究方法

2.1 被试选取

本研究以小学(10-13岁)、中学(14-17岁)、大学(18-22岁)的聋生为研究对象，以整班为单位进行随机取样。小学、中学聋生被试选自郑州市聋哑学校，大学聋生被试选自郑州市中州大学特殊教育学院。

参照聋人研究中被试的选取标准(贺荟中，2003;贺荟中，贺利中，2007)，本研究选取符合以下标准的聋人被试:第一，失聪年龄在4岁以前;第二，听力损伤程度在91分贝以上(全聋);第三，视力或矫正视力正常;第四，除听觉障碍外没有其他残障;第五，没有在普通学校读过书;第六，智力正常。

在本研究中，小学的被试年龄控制在(10-13)岁，中学被试年龄控制在(14-17)岁，大学的被试年龄控制在(18-22)岁。本研究共选取被试120人，每个年龄段各40人，男女生各半。此外，另选20人用来做预实验，用来检测实验程序的合理性和时间控制。

2.2 实验设计

实验采取3(学生类型)×2(性别)×3(推理难度)的混合实验设计。探讨年龄、性别、任务难度对聋生图形推理能力的影响。学生类别3个水平:小学生、中学生、大学生;性别两个水平:男、女;推理难度3个水平:高、中、低。因变量是正确率和反应时。

2.3 实验材料

瑞文标准推理测验(SPM):本实验从SPM的60题中选取30道题为实验材料，把题目分为高、中、低三个难度。选取方法是从A组题中选取10道为低难度组，从B、C组中各选5道为中难度组，从D、E组中各选取5道为高难度组。另从A、B、C、D、E组中各选1道共5道为练习题。实验材料中一部分题是把一个残缺图案补充完整，剩余的题目是由若干个图形组成的矩阵，每一个矩阵都有一个是空缺的。对于每一个缺失的部分，都有六或八个选项可以选择。被试者要从这六到八个选项中选择一项最为恰当的答案，最好又快又准。被试者答题的时间控制在360秒，如果超出360秒依旧不解答的，系统自动跳过，以零分处理，最后计算正确率和反应时。

2.4 实验程序

采用E-prime对实验进行编程。

在学校机房中用计算机给被试呈现实验材料。由一名心理学研究生做主试，另配两名专业的、熟练的手语老师。一位进行翻译，另一位进行监督矫正，以确保前一位翻译的准确性。

屏幕上显示的指导语为:同学你好，在红色“+”注视点之后，会呈现一道题目，每个题目都有一定的主题，但是每张大的主题图中都缺少一部分，主题图以下有6-8张小图片，若填补在主题图的缺失部分，可以使整个图案合理与完整，请从每题下面所给出的小图片中找出适合大图案的一张。如果你认为哪个选项正确，就请用右手食指(习惯用左手的请用左手食指)在键盘右下方的数字键上按下代表选项的数字。请你准确的对这些图表做出解答。准备好后，请你按“Q”键开始练习，然后进入正式的实验。

3.结果与分析

3.1 不同聋生图形推理发展的正确率分析

在此次实验中，我们对不同年龄、性别的聋生图形推理能力进行了考察，聋生在不同任务水平下的正确率的平均数、标准差如表1所示。

由表1可知，随着年龄增长，聋生完成图形推理测试的正确率不断提高，题目难度越大，正确率越低。

为了了解不同年龄、性别聋生在不同任务难度下图形推理能力发展状况，我们以聋生图形推理实验的正确率为分析指标，进一步对表2中的数据进行3(学生类型)×2(性别)×3(水平)的多因素方差分析，结果列于表2。

由表2可以看出，学生类型的主效应差异极其显著，F(2，134)=11.517，P ＜0.01，不同年龄被试的图形推理正确率有极其显著的差异;性别的主效应不显著，F(1，134)=0.107，P ＞0.05，不同性别聋生的图形推理正确率没有显著差异;任务水平的主效应极其显著，F(2，134)=164.640，P ＜0.01，不同任务水平下聋生的图形推理正确率有极其显著的差异;学生类型与性别的交互作用不显著，F＜1;学生类型与任务水平的交互作用极其显著，F(4，135)=6.375，P＜0.01;性别与任务水平的交互作用差异显著，P＜0.05;学生类型、性别、任务水平三者的交互作用不显著，P＞0.05。

为了更直观的表明不同年龄、性别聋生图形推理能力的发展状况，我们根据表1中的数据制作了图1。

表2 图形推理不同分析指标的多元方差分析

图1 聋生图形推理发展中的性别差异

由图1可得，随着年龄的增加，对于复杂的推理任务，聋生图形推理的正确率在整体上是不断提高的。经LSD检验，小学生与中学生，中学生与大学生差异均显著(P＜0.05，P＜0.05)。男生和女生在图形推理的正确率上没有显著的差别，不过小学生和大学生中女生的正确率略高于男生，中学生中男生的正确率要略高于女生。年龄和性别之间不存在显著交互作用。

为了更直观的表明不同年龄阶段聋生在不同任务难度下图形推理能力的发展状况，我们根据表2中的数据制作了图2。

图2 聋生图形推理任务水平的年龄发展趋势图

图2表明，水平一的正确率高于水平二，水平二的正确率高于水平三，这说明难度越大，正确率也越低。经LSD检验，三个不同的任务水平之间差异均显著(P＜0.05)。从年龄的变化趋势看，水平一、水平二和水平三的年龄变化趋势基本相同，随着年龄的增长，各个水平下的正确率也在逐渐提高。

3.2 不同聋生图形推理发展的反应时特点分析

本实验中，我们对不同年龄、性别聋生的图形推理能力进行了考察，聋生在不同任务水平下的反应时的平均数、标准差如表3所示。

由表3可知，随着年龄增长，聋生完成图形推理测试的反应时不断增加，题目难度越大，反应时越长。

为了了解不同年龄、性别聋生在不同任务难度下图形推理能力发展状况，我们以聋生图形推理实验的反应时为分析指标，进一步对表3中的数据进行3(学生类型)×2(性别)×3(水平)的多因素方差分析，结果列于表4。

表3 聋生图形推理年龄变化的平均数和标准差

表4 图形推理不同分析指标的多元方差分析

表4表明，学生类型的主效应差异不显著，F(2，134)=0.130，P ＞0.05，不同年龄被试的图形推理的反应时没有显著的差异;性别的主效应不显著，F(1，134)=0.658，P ＞0.05，不同性别聋生的图形推理的反应时也没有显著差异;任务水平的主效应极其显著，F(2，134)=83.123，P ＜0.01，不同任务水平下聋生的图形推理的反应时有极其显著的差异;学生类型与性别的交互作用显著，P＜0.05;学生类型与任务水平的交互作用不显著，F(4，135)=0.605，P＞0.05;性别与任务水平的交互作用差异不显著，P＞0.05;学生类型、性别、任务水平三者的交互作用也不显著，P＞0.05。

为了更直观的表明不同年龄、性别聋生图形推理能力的发展状况，我们根据表3中的数据制作了图3。

图3 聋生图形推理发展中的性别差异

由图3可以看出，随着年龄的增加，对于复杂的推理任务，聋生图形推理的反应时在整体上没有显著差异。对于男生来说，小学生的反应时略短于中学生，中学生的反应时略短于大学生;对女生来说，中学生的反应时最短，小学生其次，大学生最长。男生和女生在图形推理的反应时上没有显著的差别，不过小学生和大学生中女生的反应时略长于男生，中学生中男生的反应时略长于女生。

为了更直观的表明不同年龄阶段聋生在不同任务难度下图形推理能力的发展状况，我们根据表4中的数据制作了图4。

图4 聋生图形推理任务水平的年龄发展趋势

由图4可得，水平一的反应时短于水平二，水平二的反应时短于水平三，这说明难度越小，反应时也越短。经LSD检验，三个不同的任务水平之间差异均显著(P＜0.05)。这说明聋生在图形推理的反应速度上从水平一到水平二有一个快速下降的过程，到水平三又迅速下降。

4.结论

(1)通过此次研究表明，聋生的图形推理能力随年龄增长不断提升。当使用正确率为分析指标时，图形推理任务的年龄差异极其显著，随着年龄的增长，对于复杂的推理任务，聋生图形推理的正确率在整体上是不断提高的，小学生的正确率是0.6，中学生的正确率是0.74，大学生的正确率为0.83，三者之间的差异达到了显著水平，这一结果说明了聋生的图形推理能力随年龄增加呈线性增长模式迅速提高。这和袁素瑛(2002)年的研究是一致的，袁素瑛采用瑞文标准推理测验对年龄在15-21岁之间的健听人中专生的图形推理能力进行了考察，发现随着年龄的增长，健听人中专生的图形推理成绩是不断提高的，三、四年级的推理成绩显著高于一、二年级。本研究结果表明，随着年龄的增加，一方面，可能聋生的学习方式与内容深度、认知方式、生活方式都发生着转变，影响了他们图形推力能力的向前发展;另一方面，聋生的情绪稳定性可能进一步增强，有助于更好的完成图形推理测验。在性别差异上，男生与女生的差异并不显著，说明不同年龄段，男生与女生的图形推理能力差异不大。说明男女大脑功能差异或不同的思维特点对他们的图形推理能力并不产生影响。

(2)当使用反应时为分析指标时，聋生年龄和性别的差异都不显著，总体上看，年龄越大，反应时越长，说明反应时可能并不适合作为复杂推理任务的指标。这一结果和沈莉(2010)研究结果是一致的，她以15-18岁的健听人青少年为被试，使用反应时作为分析指标时，两类推理任务的年龄发展趋势基本类似，16岁是一个转折点，16岁时反应速度最快，以后随着年龄的增长，反应速度反而变慢。年龄越大的被试可能越倾向于“做对”这个结果，而年龄较小的被试可能更倾向于“做完”这个过程，所以正确率和反应时出现了不一致的发展趋势。本研究中，男生和女生在图形推理的反应时上没有显著的差别，不过小学生和大学生中女生的反应时略长于男生，中学生中男生的反应时略长于女生。说明以反应时为指标，男女生图形推理能力无显著差异。

(3)以推理任务难度水平的发展特点来看，聋生图形推理的正确率随任务难度的增加而降低，低难度题目的正确率最高，高难度题目的正确率最低。随着题目难度的增加，题目复杂性提升，需要考虑的因素更多，耗费的心理资源更多。这和沈莉(2010)的研究结果一致，沈莉采用三个维度的图形推理测验，发现健听人青少年抽象图形推理的正确率随任务难度的增加而降低，只有一个位置变化维度时，正确率最高，当有两个维度(位置和方向)时，成绩就明显下降，当有三个维度(数量、位置和方向)时，成绩最差。Schulze(2005)以抽象图形为材料进行研究发现，题目难度明显影响学生推理正确率，题目难度越大，正确率越低。本研究中以反应时为指标，任务难度的主效应差异显著，低难度的题目反应最快，高难度的题目反应最慢，说明难度越低，反应速度越快。Lohman(2012)研究也发现题目难度越大，大学生完成推理的速度越慢，耗费的精力越多。这一结果符合一般认知规律，题目难度越大，题目复杂性越高，被试需要投入的心理能量越大，所以认知速度越慢。

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