归纳推理的五阶段模型及其实验验证

Inductive reasoning is the key component of intelligence for individuals to adapt to real life and the crucial psychological activity for learning and scientific research. So far, limited research have been conducted for inductive reasoning, and due to its complexity, the understanding of inductive reasoning is insufficient. With the support of two NSF general programs, we have done several influential and groundbreaking studies in this field these years. Based on the five phases model that we suggested in our previous studies, the present project is aimed to gain a better understanding of the psychological mechanism and the neural substrate of inductive reasoning with multiple methodologies, including behavioral studies, event related potentials (ERP) and Functional magnetic resonance imaging (fMRI). We will be focusing on several important issues in this field, such as the common feature generalization, hypothesis forming and confirming during individual inductive reasoning process and subjective confidence after reasoning behavior. We believe that the present project will make important scientific contribution on exploring the mystery of high level mental activities of human being and is highly applicable in childhood education and medical health. In addition, it could also provide reference for the methodology of the investigation of high level cognitive function through neural imaging.

归纳推理既是个体适应生活的最重要的核心智力，也是学习活动、科学研究赖以进行的关键思维活动。由于其自身的复杂性，关于归纳推理的研究一直不够广泛和深入。本课题组长期从事归纳推理研究（曾完成过2个面上项目），取得了具有国际水平的突出进展。本项目将以申请人提出的归纳推理的五阶段模型为指导，结合归纳推理的行为研究、事件相关电位（ERP）研究和功能磁共振(fMRI)研究，对个体归纳推理活动中的共同特征概括、假设形成与检验、归纳推理的置信阈限等问题进行深入研究，力图揭示归纳推理的心理机制和神经机制。因此，本研究不仅对揭示人类高级思维活动的奥秘具有很高的科学价值，也对儿童教育、医疗健康等领域具有重要的应用价值，同时也可为脑成像技术应用于高级认知功能研究开拓新的领域，具有重要的方法学价值。

归纳推理是一种高级认知过程，其认知过程往往建立在一系列较为初级的认知过程之上。然而，采用ERP和fMRI技术探讨归纳推理的认知过程时，其加工机制显得有些复杂。本课题的初衷，是以过程为导向，将归纳推理过程分为五个阶段（即特征/关系比较、特征/关系概括，形成类别/规则、类别/规则检验和确信度衡量/置信阈限），在不同的简单任务中探讨各个阶段的加工，或者在一个任务中系统地探讨五个阶段的认知神经机制。其中，前者是后者的基础，而后者生态效度更高。为此，我们从以下方面出发，初步探讨探讨了归纳过程各个阶段加工的神经基础。.（1）从相似性/差异性判断出发，探讨了特征/关系比较过程的认知神经机制。研究发现，相似性可以分为知觉相似和概念相似，其加工过程可分为三个阶段：选择性注意（N1）、知觉加工（P2，N2）或语义加工（N400），以及比较和整合（P3或P600 /LPC）。.（2）从语义关系加工出发，探讨了特征/关系概括和整合过程的神经基础。研究发现，主题关系和因果关系的加工涉及更多的认知资源，如语义整合和角色绑定，主要反映在N400和额部负波上。.（3）从类别归纳和假设检验出发，探讨了归纳过程中类别/规则建立假设和检验过程的神经机制。研究发现，假设检验中规则的建立和检验主要与额顶—纹状体回路的激活有关，而前额叶皮质在类别归纳过程中具有重要作用。.（4）从典型性效应出发，探讨了归纳推理过程中确信度衡量（归纳判断强度）的电生理特征。研究发现，前提类型（一般、典型和非典型）对类别归纳过程中的典型性效应具有重要调节作用，主要反映在P2，P3和LPC成分的分离上，从而支持归纳过程的双加工模型。.（5）中国儿童推理能力发展的初步研究（研究总结）。我们对中国儿童推理能力的发展及其影响因素进行了一系列研究发现，中国儿童与外国儿童的心理特点既有其普遍性，又具有其特殊性。然而关于中国儿童推理能力发展的全貌，我们依然得不到完整而准确的结论。