作者簡(jiǎn)介：張博，北京師范大學(xué)心理學(xué)院(北京 100875)；黎堅(jiān)(E-mail:Jianli@bnu.edu.cn)，北京師范大學(xué)心理學(xué)院(北京 100875)，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)心理北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京 100875)；徐楚，李一茗，北京師范大學(xué)心理學(xué)院(北京 100875)。
內(nèi)容提要：以北京市某中學(xué)和某小學(xué)11～14歲之間294名學(xué)生為被試，其中超常兒童131人，普通兒童163人。采用推箱子任務(wù)，結(jié)合橫斷比較和縱向追蹤數(shù)據(jù)，從認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率三個(gè)維度來(lái)考察超常兒童與普通兒童問(wèn)題解決能力的發(fā)展差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)超常兒童在問(wèn)題解決能力的三個(gè)維度上均優(yōu)于普通兒童，兩類兒童問(wèn)題解決能力的發(fā)展模式不一致：超常兒童的問(wèn)題解決能力發(fā)展先快后慢，快速發(fā)展期在11～12歲半之間；普通兒童的問(wèn)題解決能力發(fā)展先慢后快，快速發(fā)展期在12歲半～14歲之間。超常兒童與普通兒童的問(wèn)題解決能力差異隨年齡增大逐漸減小。
關(guān) 鍵 詞：超常兒童 問(wèn)題解決能力 發(fā)展模式 推箱子
標(biāo)題注釋：教育部人文社會(huì)科學(xué)研究一般項(xiàng)目青年項(xiàng)目(09YJCXLX001)資助。
1 引言
盡管傳統(tǒng)心理學(xué)更關(guān)注人類心理加工的普遍模式，但也有一些心理學(xué)分支一直在關(guān)注個(gè)體差異和一些非典型群體(Winner，2000)。對(duì)這些非典型群體的研究不僅可以揭示該群體自身的特點(diǎn)，為其鑒別和教養(yǎng)提供科學(xué)依據(jù)，也可以進(jìn)一步加深我們對(duì)典型群體的認(rèn)識(shí)。超常兒童研究就屬其中之一。對(duì)超常兒童的系統(tǒng)研究始于1925年(Terman，1925)，之后一直經(jīng)久不衰，直到現(xiàn)在也仍是認(rèn)知、發(fā)展和教育心理學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的重要議題。早期關(guān)于超常兒童的研究十分關(guān)注對(duì)他們的鑒別、教養(yǎng)及其成年后的發(fā)展(Hollingworth，1926；Terman & Chase，1920；Terman & Oden，1959；查子秀，1990，1994；周林，查子秀，1986)。隨著認(rèn)知心理學(xué)的興起與發(fā)展，研究者開(kāi)始關(guān)注超常兒童與同齡普通兒童在加工速度、工作記憶、推理能力、創(chuàng)造性思維等基本認(rèn)知能力方面的差異(Cohn，Carlson，& Jensen，1985；Fry & Hale，2000；Geary & Brown，1991；McLean & Hitch，1999；施建農(nóng)，徐凡，1997；施建農(nóng)，2006)。當(dāng)研究進(jìn)一步深入，研究的焦點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)向超常兒童更復(fù)雜的能力，其中之一就是問(wèn)題解決能力(Shore & Kanevsky，1993)。
問(wèn)題是日常生活的核心要素之一(Davidson & Sternberg，2003)，從簡(jiǎn)單的價(jià)格計(jì)算到復(fù)雜的活動(dòng)策劃、衣食住行，每一方面都有許多問(wèn)題需要解決。所謂問(wèn)題，是指一種特殊的情境，在這個(gè)情境中個(gè)體需要找出達(dá)到某一特定目的的方法，并依據(jù)該方法進(jìn)行實(shí)際操作，最終達(dá)到目的(Chi & Glaser，1985)。問(wèn)題解決能力是人類作為智能物種所具有的代表性的復(fù)雜認(rèn)知技能(Chi & Glaser，1985；Wang & Chiew，2010)，是一系列目標(biāo)導(dǎo)向的認(rèn)知操作(Anderson，1980)，與個(gè)體生活質(zhì)量有著密切的關(guān)系，如問(wèn)題解決能力高的個(gè)體人際壓力更低(Davila，Hammen，Burge，Paley，& Daley，1995)，學(xué)業(yè)成就更高(D'Zurilla & Nezu，1990)，婚姻滿意度更高(Sullivan，Pasch，Johnson，& Bradbury，2010)。繁殖率低、力量薄弱的人類之所以能在地球上存活并占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其重要原因之一就是人類能解決面臨的問(wèn)題(Keen，2011)。
正因?yàn)閱?wèn)題解決能力對(duì)人類起著舉足輕重的作用，深入探究其發(fā)展變化規(guī)律就尤為重要。而要探究其發(fā)展變化規(guī)律就需要有合適的理論框架作為支撐。在眾多的模型中，斯滕伯格的問(wèn)題解決七步模型(Pretz，Naples，& Sternberg，2003；Sternberg & Kagan，1986)和三元智力理論(Sternberg，1985)為人們理解問(wèn)題解決提供了清晰的框架。斯滕伯格認(rèn)為，問(wèn)題解決過(guò)程包括以下七個(gè)步驟：?jiǎn)栴}識(shí)別、問(wèn)題定義和表征、策略構(gòu)建、知識(shí)組織、資源分配、過(guò)程監(jiān)控和結(jié)果評(píng)估。其中第一、二、六、七步屬于元認(rèn)知成分；第三、四、五步屬于認(rèn)知成分(Davidson & Sternberg，2003)。如果我們將問(wèn)題解決看作完成一個(gè)項(xiàng)目的過(guò)程，元認(rèn)知成分就好比一個(gè)項(xiàng)目的指揮官，主要包括計(jì)劃、監(jiān)測(cè)和評(píng)估，其中計(jì)劃將認(rèn)知、動(dòng)機(jī)和情緒資源整合起來(lái)(Friedman & Scholnick，1997)，起著決定性作用(Keen，2011；Jonassen，2000；Scholnick，F(xiàn)riedman，& Wallner-Allen，1997)；而認(rèn)知成分則好比一個(gè)項(xiàng)目的具體執(zhí)行人員，主要包括加工速度、推理能力、工作記憶等。兩種成分動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)，共同構(gòu)成問(wèn)題解決過(guò)程。隨著研究的深入，人們?cè)谠u(píng)價(jià)個(gè)體的問(wèn)題解決能力時(shí)，除了關(guān)注其元認(rèn)知能力和認(rèn)知能力之外，也開(kāi)始關(guān)注認(rèn)知效率(cognitive efficiency)。認(rèn)知效率是指?jìng)€(gè)體能在多大程度上以最少的精力、時(shí)間或認(rèn)知資源投入達(dá)到既定目標(biāo)的能力(Hoffman & Schraw，2010；Hoffman，Schraw，& McCrudden，2012)。一個(gè)優(yōu)秀的問(wèn)題解決者，除了具備良好的認(rèn)知能力，并會(huì)進(jìn)行事前計(jì)劃、事中監(jiān)測(cè)和事后評(píng)估，還應(yīng)該能在單位投入內(nèi)獲得最大產(chǎn)出。因此，要對(duì)個(gè)體的問(wèn)題解決能力進(jìn)行更全面地評(píng)估，應(yīng)該從認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率三個(gè)方面進(jìn)行。
已有的關(guān)于超常兒童問(wèn)題解決能力的研究主要集中討論了他們與同齡普通兒童在認(rèn)知能力上的差異，且得出的結(jié)論比較一致，即超常兒童在加工速度(Duan，Dan，& Shi，2013；Rindermann & Neubauer，2004；Sheppard & Vernon，2008；鄒枝玲，施建農(nóng)，惲梅，方平，2003)、工作記憶(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)等方面均優(yōu)于同齡普通兒童。已有的關(guān)于元認(rèn)知的研究主要關(guān)注元認(rèn)知知識(shí)和元認(rèn)知監(jiān)測(cè)這兩方面(Alexander & Schwanenflugel，1996；Alexander，Carr，& Schwanenflugel，1995；施建農(nóng)，1990)，而關(guān)注元認(rèn)知計(jì)劃的實(shí)證研究很少，且也沒(méi)有得出一致的結(jié)論。如Shore和Lazar(1996)發(fā)現(xiàn)，相較于普通兒童，超常兒童解決問(wèn)題前用于計(jì)劃的時(shí)間更長(zhǎng)，但Nellis和Gridley(2000)發(fā)現(xiàn)超常兒童和普通兒童在不同任務(wù)上表現(xiàn)出來(lái)的計(jì)劃能力沒(méi)有顯著差異。當(dāng)然，前者關(guān)注的是7～8年級(jí)兒童，后者關(guān)注的是學(xué)齡前兒童，研究結(jié)果難以直接比較。就認(rèn)知效率而言，有研究者認(rèn)為超常兒童是“學(xué)習(xí)游戲的大師級(jí)玩家”(Kanevsky，1992)，他們能有效地完成許多復(fù)雜任務(wù)。國(guó)內(nèi)學(xué)者施建農(nóng)等為此說(shuō)法提供了一定證據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)超常兒童的記憶速度更快(施建農(nóng)，1990)，且在完成認(rèn)知任務(wù)的過(guò)程中，超常兒童的P3波幅更大，潛伏期更短(Zhang，Shi，Luo，Zhao，& Yang，2006)。但總體而言，關(guān)于超常兒童的認(rèn)知效率研究還較少。盡管在神經(jīng)生理學(xué)領(lǐng)域，有不少研究都發(fā)現(xiàn)個(gè)體智商越高，其大腦工作效率越高(Deary，Penke，& Johnson，2010；Langer et al.，2012)，如智力測(cè)驗(yàn)分?jǐn)?shù)與大腦葡萄糖代謝水平(Haier，White，& Alkire，2003)、腦區(qū)激活程度(Beauchamp & Stelmack，2006)、事件相關(guān)去同步化程度(Neubauer，Grabner，F(xiàn)ink，& Neuper，2005；Neuper & Pfurtscheller，2001)呈顯著負(fù)相關(guān)，但是也有研究發(fā)現(xiàn)相反的結(jié)論(Jau
關(guān)注問(wèn)題解決能力能幫助我們更加全面地了解超常兒童與普通兒童的群體差異，提高超常兒童鑒別的準(zhǔn)確性，并豐富相應(yīng)理論。但僅關(guān)注群體差異并不夠，研究者更應(yīng)該從發(fā)展的角度來(lái)探究這兩類兒童問(wèn)題解決能力發(fā)展模式差異，為其教育培養(yǎng)提供科學(xué)依據(jù)。目前還沒(méi)有專門針對(duì)超常兒童問(wèn)題解決能力發(fā)展模式的理論，但我們可以借鑒Alexander等(1995)提出的針對(duì)超常兒童的元認(rèn)知能力發(fā)展模式假設(shè)，因?yàn)閱?wèn)題解決能力是包含元認(rèn)知能力的一種更綜合的能力，我們有理由相信，兩者的發(fā)展模式至少在一定程度上是相似的。Alexander等人認(rèn)為，超常兒童的元認(rèn)知能力發(fā)展可能有三種模式：天花板模式、加速模式，以及單調(diào)發(fā)展模式。天花板模式假設(shè)，元認(rèn)知能力會(huì)隨著發(fā)展逐步到達(dá)頂峰，超常兒童只是比普通兒童發(fā)展得快，但隨著年齡增長(zhǎng)，普通兒童最終也會(huì)追上來(lái)，兩者的差異最終會(huì)消失。加速模式假設(shè)，兩類兒童最開(kāi)始差異不會(huì)太明顯，但是隨著年齡增大，超常兒童的元認(rèn)知能力發(fā)展會(huì)逐步超過(guò)普通兒童。單調(diào)發(fā)展模式則認(rèn)為，超常兒童的元認(rèn)知能力從出生就優(yōu)于普通兒童，這種優(yōu)越性會(huì)持續(xù)一生。那么超常兒童的問(wèn)題解決能力發(fā)展模式屬于哪一類呢？如果是天花板模式或加速模式，那么快速變化期又在哪兒呢？遺憾的是，目前關(guān)于超常兒童問(wèn)題解決能力的發(fā)展研究還比較少，而已有的一些發(fā)展研究也都是不同年齡組之間的橫斷比較，極少有研究者通過(guò)追蹤研究來(lái)關(guān)注這兩類群體問(wèn)題解決能力的發(fā)展模式差異(Steiner & Carr，2003)。而橫斷比較研究易受到個(gè)體差異、時(shí)間單位的選取、發(fā)展模式類型等多種因素的影響，得到的結(jié)果需謹(jǐn)慎對(duì)待(Kraemer，Yesavage，Taylo，& Kupfer，2000)。因此該領(lǐng)域亟待更多發(fā)展研究，尤其是縱向追蹤研究的出現(xiàn)。
本研究采用推箱子任務(wù)作為問(wèn)題解決情境，從認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率三個(gè)角度全面探討超常兒童與普通兒童的問(wèn)題解決能力。具體而言，研究首先檢驗(yàn)了所選取的認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率這三個(gè)指標(biāo)的心理測(cè)量學(xué)屬性，并驗(yàn)證了“問(wèn)題解決能力包含認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率這三個(gè)維度”的假設(shè)是否成立。同時(shí)，許多研究都表明，11～14歲是兒童體內(nèi)激素水平、大腦結(jié)構(gòu)功能發(fā)生改變的重要時(shí)期(D
2 方法
2.1 被試
來(lái)自北京某中學(xué)和某小學(xué)共294名學(xué)生參加了橫斷研究，其中男生155名，年齡在11～14歲之間。按照其所在年級(jí)分為三個(gè)組：11歲組(11.12±0.39歲)包括超常兒童50人，普通兒童48人；12歲組(12.46±0.50歲)包括超常兒童51人，普通兒童38人；13歲組(13.73±0.24歲)包括超常兒童30人，普通兒童77人。上述被試中141人參加了為期一年的縱向追蹤研究，其中超常兒童65人，普通兒童76人。為了匹配兩組被試的年齡，本研究分別從超常兒童和普通兒童中各選一個(gè)班。其中超常兒童32人(第一次參加測(cè)試年齡：12.76±0.25歲)，普通兒童38人(第一次參加測(cè)試年齡：12.64±0.38歲)，兩者年齡差異不顯著(t=1.49，p=0.14)。其中男生39名。所有超常兒童均來(lái)自該中學(xué)的超常兒童實(shí)驗(yàn)班，每一批都是通過(guò)多途徑、多方法綜合選拔出來(lái)的，錄取率在2％～3％之間。其中有兩個(gè)班的超常兒童在ll歲時(shí)完成過(guò)韋氏兒童智力測(cè)驗(yàn)(第四版)，
2.2 實(shí)驗(yàn)材料
采用推箱子游戲作為問(wèn)題情境。電腦屏幕右側(cè)一直呈現(xiàn)游戲規(guī)則及注意事項(xiàng)，屏幕中部呈現(xiàn)如圖1所示的游戲界面。被試通過(guò)鍵盤上的方向鍵控制小人來(lái)推動(dòng)箱子前行。當(dāng)所有箱子都被推到紅色目標(biāo)位置時(shí)，即為成功完成一題。一次只能推動(dòng)一個(gè)箱子，且不能悔棋。該游戲一共23題，前3題為練習(xí)題，用于幫助被試熟悉游戲規(guī)則及鍵盤操作，前3個(gè)問(wèn)題必須全部解決后才能進(jìn)入正式實(shí)驗(yàn)部分。第4至23題為正式題目，與練習(xí)題不同的是，如果正式題目失敗，則只能放棄該題，進(jìn)入下一題。所有題目都由研究者編寫，箱子個(gè)數(shù)在1～3個(gè)之間，有唯一最優(yōu)解。根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果將題目由易到難排列。后臺(tái)自動(dòng)記錄每個(gè)被試在每一題上的作答詳情，具體包括：題目呈現(xiàn)到被試第一次移動(dòng)箱子(計(jì)劃時(shí)間)，題目呈現(xiàn)到完成該題所用的時(shí)間(總時(shí)間)，完成該題所用的總步數(shù)，以及是否成功完成該題。
圖1 游戲任務(wù)截圖
2.3 指標(biāo)
認(rèn)知能力：成功完成的推箱子題目數(shù)量，該指標(biāo)主要反映的是非言語(yǔ)推理能力(Bozoki，Radovanovic，Winn，Hetter，& Anthony，2013；Heeter，Lee，Medler，& Magerko，2013)。認(rèn)知能力得分取值范圍在0～20之間，得分越高表明被試的推理能力越強(qiáng)。
元認(rèn)知能力：每道題的計(jì)劃時(shí)間與該題總時(shí)間的比值(陳雪楓，張厚粲，1998)。元認(rèn)知能力得分取值范圍在0～1之間，得分越高表示被試的元認(rèn)知能力越強(qiáng)。
認(rèn)知效率：每道題所用的總步數(shù)(Culbertson & Zillmer，1998a,b)。需要注意的是，在該指標(biāo)上得分越高表示被試的認(rèn)知效率越低。
問(wèn)題解決能力的合成分?jǐn)?shù)：將認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率三個(gè)指標(biāo)分別轉(zhuǎn)換為Z分?jǐn)?shù)。由于認(rèn)知效率指標(biāo)得分越高表示被試認(rèn)知效率越低，需要將其反轉(zhuǎn)，即用0減去最初的Z分?jǐn)?shù)，得到
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