国际象棋大师的敏感度与有意义的信息模式

对专业知识的早期研究表明，对相同刺激的感知和理解因个人应用于情景的知识而异。德格鲁特（deGroot，1965）致力于研究世界级国际象棋大师是如何一直能够战胜对手的。他给国际象棋大师和缺乏经验但十分出色的棋手呈现对弈棋局，要求他们作为下棋的一方在决定走每一步棋时出声思维（参见背景资料2.1）。德格鲁特的假设是，相对非职业棋手而言，国际象棋大师更有可能：（A）在走一步棋之前先认真思考各种各样的可能性（更广的搜索面）；（B）在决定下一步棋之前先考虑对手可能的应招（更深的搜索面）。在这一开创性的研究中，国际象棋大师的确展示了他们思考问题的深度和广度，但低级别的棋手亦不例外。他们并非把所有的可能性都面面俱到。然而，国际象棋大师对每一步棋的可能性的思考在质量上要高于没有多少经验的棋手。造成下棋水平差异的原因并非源自于棋手在一般策略上的差异，似乎另有所属。

德格鲁特的结论是，经过数万小时对弈而获得的知识使国际象棋大师能够击败对手。具体地说，大师更有可能识别有意义的国际象棋布局，意识到这种情景的策略性启示。这种识别使他们能够想出高于对手的可能招数。显然大师已具备这些有意义的模式。德格鲁特（1965：33—34）写道：

众所周知，在某一具体领域（如国际象棋）不断获取的经验和知识，使那些在前期必须经过抽象或推导出的东西（特征等）在后期更容易被迅速知觉。就更大的范围来说，抽象被知觉取代，至于这是如何发生的以及其界限何在，人们还知之甚少。作为替代的结果，一个所谓“给定”的问题情境事实上并未设定，因为专家对此的看法与缺乏经验者的知觉不一样……

德格鲁特出声思维的方法使人们能够详细分析专业化学习的条件，并据此得出某种结论（参见Ericsson and Simon，1993）。从出声思维的原始记录中产生的假设通过采用其他方法亦得到了交叉证明。

专家的超常回忆能力，如背景资料所示，被解释为他们把一个结构中的不同成分组合成模块的能力，而这些成分是通过基本功能和策略相连接的。由于人的短时记忆信息容量有限，只有通过把信息组合到相似的模式中才能提高短时记忆的能力（Miller，1956）。国际象棋大师能够知觉有意义的信息模块，这会影响到他们所目睹事物的记忆。在一个由竞赛策略成分所支配的布局中，国际象棋大师能够把一些象棋套路组合成模块。由于在这一领域中缺乏层次分明的、组织完备的结构，新手不可能应用组块策略。值得注意的是，人们不必非要成为世界级专家，也能从他们对有意义的信息模块的编码能力中受益：有国际象棋经验的10岁、11岁儿童能够记忆的象棋套路多于非棋手的大学生。相反，如果给大学生呈现其他刺激，如一连串数字，其情况就大不一样了（Chi，1987；Schneider et al.，1993），参见图2.3。

背景资料2.1　专家看到的

图2.1　在记忆实验中使用的国际象棋棋盘布局

资料来源：摘自Chase and Simon（1973）。

在一项研究中，给一位国际象棋大师，一位A级棋手（优秀但并非大师级）和一名新手5秒时间观看一盘中局对弈国际象棋棋盘布局，见图2.1。五秒后，把棋盘盖上，要求每位参加者尝试在另一棋盘上复现棋子位置。这一过程尝试多次直到每个人都得到满意的效果为止。第一次试验中，大师级棋手复位棋子的数目比A级棋手多，而A级棋手比新手多，分别是16，8和4。

然而，产生这些结果的条件是棋子的布局与有意义的国际象棋比赛相符。当棋子布局随机打乱后呈现5秒时，象棋大师和A级棋手的回忆能力与新手的能力是一样的——只能复位2至3步棋，正常和随机排位的中局复位测试数据见图2.2。

图2.2　不同专业知识水平棋手的回忆

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图2.3　数字和棋子的回忆

资料来源：摘自Chi（1978）。

背景资料2.2　专家与新手教师的关注：

在观摩一节录像课时，专家与新手教师的关注大相径庭。

专家6：在左边的监视器上，学生在做笔记，这表明他们已见过这样的作业，以前也是这样做的；这是相当有效的因为他们习惯他们正在采用的方式。

专家7：搞不明白，为什么学生不能够自己发现这些信息而是让别人告诉自己，因为如果你观看他们多数人的面部表情，在头2、3分钟，开始注意刚发生的事情，然后就游离开了。专家2：……我没有听到铃声，但学生已经各就各位，似乎是在进行有目的的活动。这时我认为他们一定是快班的学生因为他们进入教室之后便开始做事，而不是坐在那里交谈。

新手1：……我不知道他们在做什么。他们在准备上课，但我不知道他们在做什么。

新手2：她设法与他们谈论某事，但我不能确定是什么事。

另一位新手：要看的东西很多。

类似于国际象棋大师的技能已在其他领域的专家身上得到证实，包括电子回路（Egan and Schwartz，1979）、辐射学（Lesgold，1988）和计算机编程（Ehrich and Soloway，1984）领域。在每个案例中，某一领域的专业知识有助于增加人们对有意义的信息模式的敏感度，而这些模式对新手来说是陌生的。例如，电子技术员只要观看几秒钟就能再现大部分复杂的电路图，而新手则是办不到的。专家式电路技术员把若干个电路元件（如电阻和电容）组块，使其起到放大器的作用。通过记忆一个典型的放大器的结构和功能，专家能够回忆构成“放大器模块”的许多个体电路元件的组合。

数学家也能很快识别信息模式，如某些涉及具体数学解题的特定问题类型（Hinsley et al.，1977；Robinson and Hayes，1987）。物理学家识别水流问题和飞机的逆风、顺风问题，也涉及到类似的数学原理，如相对速度。作为构成识别问题类型能力的基础，专家知识涉及到有组织的概念结构或图式的发展，这些结构或图式说明问题的表征和理解的方式（如Glaser and Chi，1998）。

经证明专家教师也具有类似于国际象棋和数学方面的图式。给专家教师和新手教师播放一堂录像课（Sabers et al.，1991）。实验由三幕组成，分别呈现整个教室（左、中、右）同时发生的事件。在上课期间，要求专家教师和新手教师大声谈论他们所目睹的事情。随后，向他们提一些有关课堂事件的问题要求他们回答。总的说来，专家教师对他们所观察事件的理解与新手教师大相径庭，参见背景资料2.2中的例子。

专家能识别新手没有注意到的特征和模式的观点，对改进教学具有重要的潜在意义。观看课文、幻灯片和录像带时，新手所注意的信息与专家的差别极大（如Sabers et al.，1991；Bransford et al.，1988）。获得更大能力的一个方面似乎是要增加感知场的能力（学会如何观察）。对专业知识的研究表明，为学生提供尤其能提高他们识别有意义的信息模式的学习经验的重要性（如Simon，1980；Bransford et al.，1989）。