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研究人类认知过程规律的主要方法是认知行为实验法和认知神经科学实验法。
认知行为实验法通过输入刺激和输出反应来推论认知活动的内部心理加工成分和过程；认知神经科学实验法则通过直接观察、记录大脑活动状态和过程，来解释输入刺激和输出反应之间的关系。
三、信息输入、存储和提取
信息输入是人类通过各种感官从外界获取刺激信息的过程，如通过视觉通道（眼睛）获取各种视觉刺激信息、通过听觉通道（耳朵）获取各种听觉刺激信息，等等。
这些刺激信息会被登记、编码、存储或与其他信息一起得到进一步加工。
在信息的感觉输入阶段，这些刺激信息会被即时登记、编码，因此这一过程也叫即时记忆。
大量的即时记忆信息会立刻消退，而有些信息则会被传入更高级的信息加工阶段。
信息存储是将获得的输入信息或加工信息进行编码、存储，以便进一步加工。
一般来说，信息存储的过程并不是简单地堆砌，而是需要对大量信息进行深入加工、分门别类，以便在需要时能够被合理提取。
信息存储系统即记忆系统，记忆系统经常被分为短时工作记忆系统（shmemorysystem）和长时记忆系统（loem）。
短时工作记忆系统中存储的信息容量有限，可以被快速提取，是意识状态下正在加工的信息。
而长时记忆系统中存储的信息一般被认为是不限容量的，需要慢慢搜索提取，未被提取的信息并不处于当前的加工状态。
当被试处于意识状态下时，短时工作记忆系统一般处于激活状态。
而当被试面临一个具体的问题情境时，被试需要在工作记忆系统中分析各类相关信息，经常需要到长时记忆系统中搜索提取相关信息。
信息一旦被提取，它就处于激活状态，并且进入有意识的加工，以解决当前面临的问题情境。
长时记忆中的信息组织形式可以分为言语编码和表象编码两种形式。
言语编码通过词来加工信息，按意义、语法关系、系统分类等方法把言语材料组成组块，以帮助记忆。
表象编码利用视觉、听觉、味觉和触觉形象组织材料来帮助记忆。
一般人在长时记忆中对信息的编码往往是将两种方式结合起来，互相补充，但也存在个体差异：有人偏于用这一种方式编码，有人偏于用另一种方式编码。
依照所存储的信息类型，长时记忆还可分为情景记忆和语义记忆。
情景记忆接受和存储关于个人的特定时间的情景或事件及这些事件的时空联系的信息。
语义记忆存储有关字词或其他语言符号、其意义和指代物及它们之间的联系，以及有关规则、公式和操纵这些符号、概念和关系的算法等有关内容。
长时记忆系统中的信息是按组块的形式组织的。
组块将相似的或相关联的信息组织在一起，这样的组织形式有利于提高信息存储和提取的效率。
信息的相似性和关联性存在程度的不同，越相似或关联性越强的信息结合越紧密，然后根据相似性和关联性程度往外延展。
每个信息就像网络中的一个节点，相似性或关联性程度强的信息的节点距离近，相似性或关联性程度弱的信息的节点距离远。
所有的信息在长时记忆系统中组成一个复杂的、相互关联的、相互影响的、有层次的概念网络。
每个组块可以代表一个概念，组块的范围有大有小，如鸟的概念就包括了羽毛和飞的概念，但羽毛又可以和别的信息组合在一起形成一个新的概念。
信息提取的过程是从已存储的信息中提取信息，在短时工作记忆系统中进行一定的加工组合后做出恰当的反应的过程。
在面对一个具体的问题情境时，被试需要提取已存储的各类相关信息，在进行综合分析后，提出一种最合理的方案。
有些问题情境可能是非常熟悉的，所以被试很容易提取相应的信息加以解决，然而有些问题情境可能比较复杂，需要提取的信息比较多，甚至有些信息是模糊的或缺失的，这时候，被试就很难有十足的把握解决问题，只能在已有信息的基础上，提出一个对自己来说最佳的方案。
当然，这个方案很有可能会导致问题解决失败。
因此，在面对问题情境时，影响问题解决的关键因素可能有3类：一是被试根本没有存储与问题有关的合理信息，或信息存在部分缺失，或信息处于模糊不清的状态；二是被试在提取相关信息时出现偏差，没有提取关键的有用信息，或者提取了错误的信息；三是被试虽然提取了所有相关的信息，然而在信息整合阶段进行了错误的加工，提出了有偏差的方案。
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