认知需求对学习判断框架效应的影响：实证研究

认知需求对学习判断框架效应的影响

摘要:学习判断的框架效应是指学习者由于问题框架的差异出现了学习判断的变化，表现为负向框架下的学习判断值低于正向框架下的学习判断值。我们的实验表明，学习判断的框架效应并不是普遍的，它主要存在于低认知需求的个体之中。除此之外，我们的研究还表明，框架效应的作用机制主要有两个方面，一方面在于负向框架唤醒了更多的认知资源，增强了个体项目编码和记忆的加工水平，最终促进个体记忆成绩的提高;另一方面，负向框架降低了个体的学习判断值，减少了个体的高估量，促进了个体学习判断的绝对准确性。

关键词:认知需求　学习判断　框架效应

1　问题的提出

在学习新材料的时候，学习者通常会通过一遍又一遍的复习来确保材料已经被掌握或者被记忆。学习判断的研究发现，这种被试对自己掌握情况的判断能够很好地预测他后来的记忆行为，例如学习者会对学习判断较低的项目给予更多的时间和精力(Benjamin et al.，1998; Koriat，2002; Mazzoni＆Cornoldi，1993; Metcalfe，2002; Nelson＆Dunlosky，1991; Pressley＆Ghatala，1990; Thiede，1999)，如Metcalfe和Finn(2008)在一项实验研究中发现，和记忆成绩相比，学习判断更能影响学习者的学习选择，即使通过实验操纵使学习者的学习判断变得有偏差，学习者随后的学习选择依旧会受到之前学习判断的影响，这说明学习判断在学习者的自我调控学习中扮演着至关重要的角色。

过去的研究表明，学习者的学习判断往往存在一定的偏差(Benjamin，Bjork，＆Schwartz，1998; Koriat，1997; Koriat，Sheffer，＆Ma'ayan，2002; Metcalfe，1998)。例如，有研究表明学习者在首次进行学习判断时的平均判断值往往高于其实际的真实测验成绩，即出现学习判断的高估(Koriat，Lichtenstein，＆Fischhoff，1980; Metcalfe，1998)。另外，Koriat等人(2002)在进行多轮次学习判断的研究中也发现，被试在进行第一轮学习判断时会出现高估，而在随后的二、三轮学习判断中，被试却出现了学习判断的低估。

学习判断的重要性与学习判断偏差的矛盾引发了研究者对学习判断偏差产生原因的探究。一些研究者认为学习判断的偏差来源于学习者基于记忆的启发式策略，主要包括如对信息提取流畅性和线索词、靶词熟悉性的评估等(Finn，2008; Koriat＆Bjork，2006; Metcalfe，1998; Metcalfe，Schwartz，＆Joaquim，1993; Tversky＆Kahneman，1974)。在Koriat1997年提出的线索模型(cue-utilization model)中，学习者做判断时并不是基于对记忆痕迹的直接监测，而是应用不同的线索进行推论。Koriat将线索分为内部线索、外部线索和记忆线索，并认为内外部线索可以直接地影响学习判断，也可以通过记忆线索间接地影响学习判断。直接影响是基于理论的分析性推论，是精细的、有意识的;而间接影响则基于经验的非分析性推论，是无意识的、内隐的。然而，根据Simon(1978)的“有限理性”的观点，大多数情况下，个体不可能对所有相关信息进行分析、判断并穷尽所有的备选方案，而是依赖以往的经验或者启发(heuristics)来处理目前所面临的决策任务。因此，可以推论，大多数情况下个体进行学习判断时只是利用了部分的线索。

Metcalfe和Finn(2008)的研究发现，尽管学习者接受相同次数的词对学习，但是第一轮学习阶段呈现3次而第二轮学习阶段呈现1次的词对的学习判断值显著高于第一轮学习阶段呈现1次而第二轮学习阶段呈现3次的词对的学习判断值，这说明，学习者并没有利用总的学习次数相同这个线索，而只是根据第一轮测验的成绩这一线索进行第二轮的学习判断。

在决策研究领域，研究者常常会通过改变问题的表述来考察个体的决策变化，这种由于问题表达方式的改变而导致个体发生选择偏好改变的现象就被称为“框架效应”(framing effect)(Kahneman，D.，＆Tversky，1979)。Finn(2008)第一次用实验的方法考察了问题框架对学习判断的影响，发现在即时学习判断中，同样存在框架效应，被提问遗忘组的学习判断偏差显著少于被提问记得组的学习判断偏差。对此Finn援用了Kahneman和Tversky的前景理论作出解释，该理论认为，在面对收益时，人们往往规避风险，表现为选择能够带来确切收益的方案，而放弃期望收人相同或略高但有风险的另一方案;但在面对可能的损失时，人们往往偏好风险，行为表现也正好与面对收益时相反。如果信息是以正向的方式(记得)表述的，个体往往更可能采用启发式策略，认知和心理上被唤起的程度较低，在判断时会认为目前的信息已经足够并对其评价较乐观，这样他们就会很愿意立刻做出决策;而当信息以负向的方式(遗忘)表述时，个体会由于负面信息的出现而更加慎重，从而愿意对信息进行更深入的分析或者收集更多的相关信息，因此需要更多的时间来做决策。学习者对“遗忘”比对“记得”更加敏感，遗忘组被试倾向于借助更多的可能导致遗忘的线索(如学习和测验之间的时间间隔)来作出判断，从而判断更加谨慎和周密。

在框架效应的研究中，认知需求(need for cognition，NFC)经常作为一个重要的自变量加以考察。认知需求是指人们在信息加工过程中是否愿意从事周密的思考，以及能否从深入的思考中获得享受，它反映人们愿意思考和探索真实世界的倾向(Cacioppo，J.T.，＆Petty，R.E.，＆Morris，K.J.1983)。社会认知心理学家就用认知需求来描述人们认知倾向上的上述差别。Smith和Levin(1996)的实验证明NFC高的人比NFC低的人表现出较少的框架效应。Chatterjee等人(2000)在研究中也发现了框架与NFC的交互作用，框架效应只出现在那些NFC得分较低的被试中。他们发现在收益情况下，NFC得分低的被试对相关的框架很敏感;而在损失情况下，所有的被试都会更加认真地思考。由此，我们可以推论，学习判断的框架效应可能只存在于NFC得分较低的被试中。

基于上述分析，我们提出如下的研究假设:问题框架和NFC交互效应显著，高NFC被试框架效应不明显，低NFC被试存在明显的框架效应。

2　研究方法

2.1　研究对象

在进行正式实验之前(距正式实验4周时间)，研究者采用简易认知需求量表(Cacioppo et al.，1984)，对217名初中二年级学生进行了认知需求的测量与评估。该量表共18个题项，采用李克特式五级评定法评定，前人的众多研究表明，该量表具有良好的信度和效度(Cacioppo et al.，1996; Cacioppo et al.，1984; Culhane，Morera，＆Hosch，2004; Osberg，1987; Sadowski，1993)，已经被广泛用于认知需求的评定。

根据认知需求的得分高低，将前50名被试(约占被试总人数的23%)归为高认知需求组(High NFC)，后50名被试(约占被试总人数的23%)归为低认知需求组(Low NFC)，共计100人参加我们的实验，由于5名入选被试因故缺席，因而实际参加实验的被试为95人，平均年龄为14.28岁(SD= 5.12)，其中男生为57名，女生为38名，正向组47人，负向组48人;高认知需求48人，低认知需求47人。所有被试先前都没有参加过类似的实验，均为右利手，视力正常。

2.2　实验材料

本实验所用材料为40对无关联词对(unrelated noun-noun pairs)，采自1986年北京语言出版社出版的《现代汉语频率词典》，其中4对词对供被试正式实验之前的练习所用，另外36对为正式实验用词对。所有词对的词频在0.00022—0.00981之间，平均数为0.003，标准差为0.0018。

2.3　实验设计

本实验采用2(高认知需求vs.低认知需求)×2(正向框架vs.负向框架)的因子实验设计。其中，认知需要和问题框架皆为组间变量。因变量为学习判断值、回忆值、学习判断的绝对准确性(本研究采用PA法计算，即为学习判断值减去回忆值)、相对准确性(gamma相关)以及被试的判断时间(从判断界面出现到被试做出判断选择的时间)。

2.4　实验程序

实验采用集体测验的方式，被试来到实验室，先在休息室安静地休息5分钟，然后在实验者引导下坐到计算机前。实验用词对由E-Prime控制，每个词对的呈现时间为3.5秒，词对用随机的方式呈现。正向框架组被试学完每个词对后立即进行相应的学习判断，指导语为“你有多大的把握在2分钟后根据前面的词回忆出后面的词?”被试可以在0%，20%，40%，60%，80%，100%上进行选择，学习判断完后，被试需要做一个三位数的倒减3的分心测验。分心测验完毕后，被试进入回忆测验阶段，根据给出的线索词要求被试回忆出靶词，测验过程没有时间的限制。负向框架组被试实验程序和正向组一样，只是在学习判断阶段，将问题中的“回忆出”改成“遗忘掉”“你有多大的把握在2分钟后根据前面的词遗忘掉后面的词?”(这是什么意思)。无论是正向组还是负向组，在正式实验之前均给予被试练习以保证被试理解实验指导语，并且能按照指导语来进行正式实验。

2.5　结果与分析

2.5.1　学习判断

对数据进行ANOVA分析，结果表明:认知需求主效应显著，F(1，91)=5.36，p＜0.05，高认知需求组的JOL均值(M=.64，SE=.03)显著高于低认知需求组(M=.55，SE=.03);问题框架的主效应不显著，F(1，91)= 3.12，p＞0.05;然而，问题框架与认知需求的交互作用显著，F(1，91)= 5.98，p＜0.05。图1具体地说明了这一现象，问题框架的效应，高认知需求组不显著，低认知需求组则显著。

图1　问题框架与认知需求的交互作用

2.4.2　回忆成绩

对回忆成绩的统计检验表明，问题框架的主效应不显著，F(1，91)= 1.98，p＞0.05;问题框架和认知需求的交互效应也不显著，F(1，91)= 0.02，p＞0.05;认知需求的主效应却达到了显著性水平，F(1，91)= 20.79，p＜0.05，高认知需求组的回忆成绩(M=.35，SE=.03)显著高于低认知需求组(M=.16，SE=.03)。

2.4.3　绝对准确性

对绝对准确性的统计检验表明，问题框架的主效应显著，F(1，91)= 5.87，p＜0.05，正向组的绝对准确性(M=.40，SE=.04)显著地低于负向组(M=.28，SE=.04)。认知需求的主效应不显著，F(1，91)= 3.38，p＞0.05;问题框架和认知需求的交互效应也不显著，F(1，91)=3.01，p＞0.05。

图2　高低认知需求组的平均回忆成绩

将绝对准确性和“0”做差异性检验时，各实验条件下的绝对准确性都要显著地大于“0”(ts＞1，ps＜0.05)。说明，各实验条件下都出现了高估现象。

图3　正负框架下个体的绝对准确性

2.4.4　相对准确性

由于几个被试的数据无法计算gamma相关，因而，本实验用于统计的相对准确性指标即gamma相关值为87个，统计检验表明，在相对准确性上，问题框架主效应不显著，F(1，83)= 0.74，p＞0.05;认知需求的主效应也不显著，F(1，83)= 1.82，p＞0.05;问题框架和认知需求的交互效应同样也不显著，F(1，83)=0.73，p＞0.05。

2.4.5　判断时间

我们的实验发现，在判断时间上，问题框架主效应显著，F(1，91)= 21.42，p＜0.05，负向组的时间(M= 54449.39ms，SE= 1852.85ms)显著多于正向组(M= 42260.65ms，SE= 1871.26ms);认知需求的主效应也显著，F(1，91)= 8.19，p＜0.05，高认知需求组的时间(M= 52122.10ms，SE= 1852.85ms)显著多于低认知需求组(M= 44587.93ms，SE= 1871.26ms);问题框架和认知需求的交互效应不显著，F(1，91)= 0.64，p＞0.05。

4　正负框架(左图)及高低认知需求组(右图)个体的平均判断时间

2.5　讨论

框架效应在决策领域中得到了充分的重视和研究，而在元认知研究领域，学习判断的框架效应在最近才被提出并加以证实。然而，框架效应的发生存在着个体的差异性，我们的实验表明，个体的认知需求对框架效应有着重要的影响，这一影响表现在，框架效应极其明显地存在于低认知需求的元认知判断中，而对于高认知需求者，这一效应并不明显。

Simon，Fagley和Halleran(2004)发现认知需求及加工深度对框架效应有调节作用，高认知需求、深度加工条件下没有框架效应出现，我们的研究发现与此项研究结果具有较高的一致性。对于高认知需求者，按照Cacioppo等人(1984)的说法，他们会主动的寻找信息分析备选项，占用很多的认知资源，他们一般比较喜欢复杂的认知任务，愿意尽可能的运用已知经验和信息，倾向于全面搜索和详细分析有关的材料，因而诸如问题框架这种外部情境对其影响不大;与此相反，低认知需求的个体比较倾向于回避努力的思考，更加依赖于直觉或是周围环境提供的线索来进行决策选择，因而问题情境的变化会明显导致他们元认知判断的变化。许多研究表明，个体在进行正向框架即时学习判断的时候，他其实可以依靠很多线索，但大多数情况下，个体只是利用了部分的线索(Hertzog et al.，2003; Koriat，1997; Koriat＆Ma'ayan，2005; Nelson＆Dunlosky，1991)。负向的问题框架却能激活个体对诸如随着时间推移记忆会逐渐消退等信息的感知(Koriat et al.2004)，因而，学习判断值出现下降。特别是低认知需求组在接受负向框架时，较多受到“遗忘”等负向信息的影响，因而相比于正向框架，他们的学习判断值明显地降低。高认知需求个体由于本身的认知唤醒水平较高，问题框架这种外部情境对其影响不大。

尽管问题框架和认知需求能够影响到个体的学习判断，但是，无论在哪一种实验条件下，个体的学习判断始终处于“高估”的状态，这又一次地证实了首轮学习判断中高自信的普遍存在。根据Koriat的线索模型，个体是依据线索来推断学习判断值的，而在个体进行首轮学习判断的时候，个体并不能完全把握实验的基本要求，或者说，在这种测试上个体并没有经验可循，因而，高估现象常常出现。从2002年Korait等人提出的UWP效应可见，在第一轮学习判断之后，个体的高自信转变为低自信!这说明测验的经验对学习判断的“高估”起到了调整的作用，另外，首轮学习判断的回忆成绩成为个体进行新的学习判断的重要线索(Finn，＆Metcalfe，2007)。因而，从这一点上来讲，我们又充分地认识到了练习的重要意义，对于中小学生来讲，单纯地问他们有没有掌握相关知识点并不能准确地了解他们的真实水平，真实的练习能够帮助他们更好地评估自己的学习状态。(www.chuimin.cn)

从回忆成绩来看，负向的问题框架并没有显著地提高个体的回忆成绩，这与Finn，B.(2008)的研究结果吻合。然而，负向框架却明显地提高了个体学习判断的绝对准确性。为了探究问题框架影响影响学习判断准确性的机制，我们引进了学习判断时间这一指标，在本实验中，只有被试在判断阶段输入相应的判断值，屏幕才转到下一对词对的学习，我们在实验中观察到，一些被试很快地输入判断值进入下一对词对的学习，还有一些被试则在判断阶段努力地进行复述，停留时间较久，因而，从判断界面出现到被试作出判断这一时间间隔(判断时间)反映了被试的加工深度，它可以看做是衡量被试加工水平的指标。皮尔逊积差相关分析表明，无论是高认知需求组还是低认知需求组，判断时间和回忆成绩之间都存在显著的正相关(r _LowNFC=.37，p＜.05; r _LowNFC=.31，p＜.05)，说明加工水平是影响回忆成绩的重要指标，并且加工水平越深，回忆成绩越好。但是，对于高认知需求组，加工水平和学习判断之间并没有显著的相关关系，而低认知需求组，加工水平和学习判断之间存在显著的负相关，r=-.42，p＜.05。根据上述的分析我们可以用图5来表示问题框架对低认知需求者学习判断绝对准确性的影响。

根据图5，负向框架激活了个体的认知唤醒程度，增强了个体的加工水平，提高了个体的回忆成绩;同时，负向框架提醒了个体更多记忆的线索，降低了学习判断值;回忆成绩的提高，学习判断值的降低共同提高了个体学习判断的绝对准确性。

图5　问题框架对低认知需求者学习判断绝对准确性的影响

对于高认知需求个体来讲，由于其本身的认知卷入程度较高，情境依赖性低，因而，框架效应对他的影响并没有像高认知需求组那样明显，从高认知需求组和低认知需求组在回忆成绩上的重要差异来看，高认知需求组之所以回忆成绩高，是由于高认知需求组的加工水平明显高于低认知需求组。

3　结论

学习判断的框架效应主要存在于低认知需求的个体之中，这种框架效应机制在于一方面，负向框架唤醒了更多的认知资源，增强了个体在项目编码和记忆上的加工水平，促进了个体的记忆成绩;另一方面，负向框架降低了个体的学习判断值，减少了个体的高估量，促进了个体学习判断的绝对准确性。

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Effect of cognitive demand for learning judgment framework

Abstract: framework effect of JOL refers to the learner differences due to frame shifts in the judgment of learning，which showed a negative judgment of value is lower than the forward under the framework of the judgment of learning to learning under the framework.Our experiments show that，the framing effect judgment and learning is not universal，itmainly exists in the low need for cognition of the individual. In addition，our research also shows that，the main mechanism of framing effect in two aspects，one is the negative wake more cognitive resources to enhance the level of processing framework，individual project code and memory，and eventually promote the individual memory performance improvement; on the other hand，the negative frame reduces the individual judgment of learning value，reducing the individual high measure，promotes the absolute accuracy of individual judgment of learning.

Keywords: cognitive demands of judgment of learning; framing effect