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一歲兒童有「後設認知」的能力嗎?

CASE PRESS 2017-1-11
台大心理系刊

一歲兒童有「後設認知」的能力嗎?

撰文|林雯菁

■早期的實驗顯示兒童可能到四歲才有後設認知的能力,但不斷更新的研究持續下修這個年齡。最新實驗結果指出,兒童可能早在一歲或一歲半就已經有這個能力囉!


「後設認知」(metacognition)也就是認知的認知、思考的思考、或理解的理解。根據國家教育研究院的雙語詞彙、學術名詞暨辭書資訊網,後設認知是「指個人對自己的認知歷程能夠掌握、控制、支配、監督與評鑑的一種知識;是在已有知識之後為了指揮、運用、監督既有知識而衍生的。」

簡單來說,我知道我理解國高中的三角函數課程內容,我也知道我不懂得何為弦論,這些都是因為我具備後設認知的能力(不過後設認知的能力範圍不僅止於此)。令人驚訝的是,這個聽起來很高階,實際上也很高階的能力,並非人類專屬。某些動物也具備這樣的能力,像是恆河猴、老鼠、海豚、和鴿子。

這樣說來,身為人類的我們是幾歲才發展出後設認知這項能力的?1980年代的研究認為兒童遲至四歲才具備這項能力。但這樣的結果被後世所挑戰,因為在這些早年的實驗中,兒童的語言能力必須發展到一定程度之後才有辦法達到實驗中的要求。但我們都同意,兒童無法正確地以語言表達不代表他們不懂或做不到某些事情。於是近年來研究者開始借用動物實驗的實驗典範來進行兒童實驗,因為這些實驗不需要借助太多的語言能力就能完成,因此讓我們得以知曉語言能力尚未發展成熟的幼童,究竟有沒有後設認知的能力。

最新研究顯示,一歲或一歲半的兒童,就已經具備某種程度的後設認知能力!

在一系列實驗中,法國研究者 Goupil 與 Kouider 首先以18個月大的兒童為觀察對象。在實驗中,兒童與實驗施測者面對面坐在桌子的兩端。(註)施測者會把玩具當著兒童的面,放進桌上兩個箱子其中的一個。接著施測者會以布幕遮住箱子,讓箱子自兒童視線內消失一小段時間(3、6、9、或12秒)。布幕拉開後,施測者會問兒童剛剛的玩具被藏在哪個箱子裡。當兒童指出其中一個箱子後,施測者會把那個箱子推給兒童。因為正式實驗前的訓練,這些小小參與者都知道這時候他們只要把手伸到箱子裡就可以找到那個玩具,所以當施測者把箱子推給他們以後,他們馬上就會把手伸進箱子找玩具。但在正式實驗時,玩具其實是被藏到箱子的一個暗袋裡,所以不知情的小朋友一時半刻是摸不到箱子裡的玩具的。

在實驗中,兒童註與實驗施測者面對面坐在桌子的兩端。施測者會把玩具當著兒童的面,放進桌上兩個箱子其中的一個。接著施測者會以布幕遮住箱子,讓箱子自兒童視線內消失一小段時間。布幕移開後,施測者會問兒童剛剛的玩具被藏在哪個箱子裡。當兒童指出其中一個箱子後,施測者會把那個箱子推給兒童。圖片來源:Goupil與Kouider(2016)論文。

想想看,原本一摸就摸得著的玩具,現在卻沒有馬上摸到。如果是你,你會再試著多摸幾下、多找一會兒,還是馬上就放棄了呢?如果你很確定玩具就在你選的這個箱子裡,你應該會選擇繼續找找看,看是不是在箱子的哪個角落被你不小心錯過而已。但是如果你其實並不是很有把握呢?你可能會心想:「我果然記錯了」、「猜錯了」,並且很快就放棄這個箱子。

這就是這個實驗背後的邏輯。如果小朋友有後設認知的能力,他們就應該「知道自己知不知道。」如果他們知道自己知道正確答案,他們就會像你我一樣堅持下去。如果他們知道自己不知道正確答案,他們也會像你我一樣早早停止浪費力氣。

結果,當18個月大的小朋友選擇的是正確的箱子時,他們確實花比較長的時間堅持在這個箱子上;但當他們選擇的是錯誤的箱子時,他們則是很快就放棄了。另一方面,當他們花很長的時間在搜尋一個箱子時,他們的選擇往往是正確的;但當他們不願意花時間在這個箱子上時,他們的選擇無異於隨機亂選的結果。表示他們很有可能知道自己究竟知不知道正確答案。

在另一個實驗中,箱子被設計成兒童無法自行打開,所以他們要嘛就是請求大人(照顧者)幫忙開,要嘛就是放棄他們的選擇改拿另一個箱子。同樣的邏輯,如果小朋友對自己的選擇有信心,那麼他們應該就會傾向於請大人幫忙;但若他們一開始就是用「猜」的,他們就應該不會堅持要開那個箱子。而實驗結果也證明了小朋友們能夠根據自己知道多少,來決定自己應該請求協助或是放棄自己最初的選擇。

在第三個實驗,研究者更利用腦電波儀(EEG)來測量一歲大的小朋友在二選一的情況下做選擇之後的腦電波反應。實驗結果顯示,當這些小朋友做出錯誤抉擇後,研究者偵測到他們大腦額葉出現了類似「錯誤關聯負波」(error-related negativity,ERN) 這個事件相關電位(event-related potential,ERP) 成分。而所謂的「錯誤關聯負波」一向被認為與錯誤監控歷程有關,研究者因此而推測一歲大的兒童就已經具備後設認知的能力。

根據這個研究的實驗結果,兒童發展出後設認知能力的年齡比過去所以為的還要早很多,一歲或一歲半的小朋友其實就已經知道自己到底知道或不知道,並且會根據自己知道的多寡來採取後續動作。

註:小朋友其實是坐在照顧者腿上,但照顧者在實驗過程中眼睛是被矇住,看不見玩具是藏在哪個箱子裡的。

參考文獻:

Balcomb, F. K., & Gerken, L. (2008). Three-year-old children can access their own memory to guide responses on a visual matching task. Developmental Science, 11(5), 750–760. https://doi.org/10.1111/j.1467-7687.2008.00725.x

Gliga, T., & Southgate, V. (2016). Metacognition: Pre-verbal Infants Adapt Their Behaviour to Their Knowledge States. Current Biology, 26(22), R1191–R1193. https://doi.org/10.1016/j.cub.2016.09.065

Goupil, L., & Kouider, S. (2016). Behavioral and Neural Indices of Metacognitive Sensitivity in Preverbal Infants. Current Biology, 26(22), 3038–3045. https://doi.org/10.1016/j.cub.2016.09.004

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作者:英國倫敦學院大學(UCL)認知神經科學博士候選人。研究人類行為的腦神經機制。喜歡在《Wen-Jing的科學文獻報告》上與大家分享地球上最新的科學新知。


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