追踪发展过程中概念的丰富过程：身体体验系统和语言系统的贡献

《Journal of Experimental Child Psychology》：Tracking conceptual enrichment across development: Contributions of embodied and linguistic systems

　　栾莉|张俊|王静
上海交通大学外国语学院言语-语言-听觉中心，中国上海市东川路800号，200240

**摘要**
概念是人类认知的基础，其在儿童中的发展受到不断演变的感官知觉、社会、认知和语言经验的影响。虽然以往的研究主要集中在类别知识的出现上，但对于概念表征在初步获得后如何逐渐丰富以及多种表征系统如何共同促进这一过程知之甚少。在本研究中，来自中国大陆中部的三组儿童（3-4岁：N=67；5-6岁：N=79；8-9岁：N=50）和一组成人（N=40）完成了使用一类人造物品（家居物品HHIs）和一类自然类别物品（蔬菜和水果VF）的空间排列任务。参与者的心理表征是通过他们的排列结果推断出来的，并与具身（感觉运动、社会认知）和语言（Word2Vec）模型的预测结果进行了比较。结果表明，随着年龄的增长，儿童的概念组织变得更加有条理，具身和语言系统以相互重叠但不同的方式发挥作用。特定类别的模式也显现出来：VF受到语言和社会认知表征的强烈影响，而HHI则更多地依赖于感觉运动和社会认知系统，其组织方式向成人相似转变则出现在稍后的阶段。这些发现表明，概念的丰富化涉及多种表征系统的累积整合，且不同概念类别的发展轨迹存在差异，这与基于丰富化的观点和双重编码理论是一致的。

**引言**
概念是人类思维的构建块。它们支撑着我们推理、交流、解决问题和学习的能力。认知和发展科学中的一个核心问题是，概念组织是如何演变成一个成熟系统的，这一系统为这些高级能力提供了基础。大量研究记录了儿童如何获得类别知识以及这种知识是如何随时间发展的。婴儿在出生后的第一年内就能区分动物和工具等类别（Graham等人，2004年）。到了4-5岁时，儿童的类别区分能力已经与7-8岁的儿童相当，但进行更细致的次级层次区分的能力（例如，野生动物与家畜）在整个童年时期仍在继续发展（Vales等人，2020年，Vales等人，2020年）。这些发展里程碑反映了概念和类别的学习过程。然而，获得一个概念仅仅是个开始。

儿童可能从幼儿期甚至婴儿期就开始知道什么是苹果，但这种知识经历持续的丰富化，逐渐嵌入到一种复杂且结构化的概念系统中，接近成人的水平。概念的丰富化可以广泛理解为随着儿童积累相关经验，概念表征的逐步精细化。当概念与更多样化的特征（感知、功能、关系等）联系起来时，它们在概念空间中的位置变得越来越明确，并受到与其他概念关系的制约。随着时间的推移，这一过程会导致概念之间更为结构化的关系组织，接近成人的表征方式。这里我们探讨了哪些因素促成了这一持续的过程。

**概念发展的阶段理论**提供了一种解释。Sloutsky（2010）认为，儿童最初依赖于基于感知的相似性处理方式，随着认知系统的成熟逐渐转向抽象的、基于关系的表征。这一框架强调了两个动态的学习系统：一个基于压缩的系统，用于编码感知上相似的集群；另一个基于选择的系统，支持抽象和规则学习。这些系统遵循不同的成熟路径。在幼儿期，感知聚类是有效的，而随着执行功能的成熟，选择性关注任务相关特征和关系的能力变得更为重要（Deng和Sloutsky，2015年；Sloutsky，2010年；Sloutsky和Deng，2019年）。这种观点并不假设感知机制会被完全取代，而是认为发展过程中这些学习系统的相对贡献和关注权重会发生变化（Deng & Sloutsky，2016年）。实证研究支持这些预测，表明3-5岁的儿童在从使用感知线索（例如，将打开的红色雨伞与红色蘑菇匹配）转向使用分类规则（例如，将打开的红色雨伞与折叠的雨伞匹配）时面临更大的困难（Fisher，2011年）。训练研究也显示，在6-7岁左右，儿童从基于感知的推理逐渐转向基于类别的推理（Badger & Shapiro，2012年）。

虽然阶段理论强调学习机制相对影响力的变化，但具身理论和丰富化理论则强调发展过程中多种经验系统的整合，特别是与世界经验的结合（Barsalou，2008年；Pexman，2019年；Vales等人，2020年）。这两种观点都认为概念发展是累积的。然而，它们在儿童成长过程中多种信息来源如何相互作用方面有所不同。阶段理论强调学习机制相对主导性的变化，而具身理论则强调感觉运动、社会认知和语言系统的逐步整合，以支持更丰富和更灵活的概念表征（Waxman & Gelman，2009年）。

**感觉运动基础**在这一观点中起着基础性作用。婴儿的最初概念源于他们与世界的感官运动互动（Piaget，1952年）。运动里程碑塑造了他们的感知体验，进而影响了他们的概念理解（Soska等人，2010年）。纵向研究表明，婴儿从爬行到行走的能力转变扩大了他们与物体的互动范围，使他们能够接触到远处的物品、搬运物品并与他人分享（Karasik等人，2011年），从而有助于概念学习。即使是早期的词汇学习也依赖于这些具身体验：20个月大的婴儿在标记的物体处于视野中心且视觉上显眼时学习物体名称更有效，这通常是因为他们当时正在握着这个物体（Pereira等人，2014年）。早期的运动经验还影响了动词和动作概念的表征，支持了感觉运动基础对概念的重要性（Yee等人，2013年）。这种基础在整个童年期间继续支撑概念的丰富化，突显了感知经验在概念发展中的持久作用。

**概念发展的最新扩展**将这一视角扩展到了社会互动和内省体验。这些“弱化”的具身理论认为，虽然感知和运动基础仍然至关重要，但概念也通过情感、社会和认知体验得到丰富（例如，Binder等人，2016年；Pexman等人，2022年）。概念组织不仅应支持对物理世界的理解，还应帮助导航社会和内省互动。社会认知体验在这方面可能补充了基于感知的表征，因为它们提供了关于功能、意图性和概念规范关系的信息。重要的是，儿童从婴儿期起就沉浸在丰富的社会环境中，他们观察并模仿照顾者，参与有结构的日常活动。这些体验引导他们关注概念的相关特征，突出功能关系，并支持对不可 观属性的推断（Csibra和Gergely，2009年；Gelman，2007年）。社会互动对于获得抽象概念和理解内部状态尤为重要（Borghi，2022年）。随着儿童社会和认知技能的发展，他们对情绪的理解也变得越来越细致（Woodard等人，2022年），同时出现了更多的与情绪相关的概念（如愤怒、内疚、快乐等，Ponari等人，2018年）。即使对于具体概念，普遍的社会认知活动也可能通过突出功能和关系方面来丰富其表征。研究发现，涉及社会引导的探索情境有助于概念和词汇的学习（参见De Felice等人的综述，2023年），尽管在发展过程中将社会认知信息精确整合到概念表征中仍然是一个未解之谜。

**语言的作用**
从阶段理论（Sloutsky，2010年；Sloutsky和Fisher，2004年）和具身观点（例如，Dove，2023年）来看，语言是概念发展的另一个强大驱动力。许多新概念，特别是抽象概念，是在语言支持下获得的（Hoffman等人，2018年；Sloutsky和Deng，2019年）。在阶段理论中，语言在发展的不同阶段扮演多种角色。早期，语言标签可能作为额外的感知特征，有助于基于相似性的表征（Sloutsky & Fisher，2012年），并能在婴儿早期影响分类（Plunkett等人，2008年）。随着儿童认知控制和表征能力的提高，语言还可以通过突出相关特征和关系来支持抽象，从而促进更结构化的表征（Sloutsky，2010年）。儿童也对语言输入中的统计模式敏感。研究表明，3-8岁的儿童更容易学习频繁共现的词汇（Savic等人，2023年；Unger等人，2023年），并且在词汇网络中与其他词汇联系紧密的词汇往往更早被学会（Hills等人，2009年；Jiménez & Hills，2022年；Li等人，2025年；参见Unger等人，2024年）。尽管一些研究强调语言本身是具身的，基于感知和行动（Dove等人，2022年），但我们在这里强调语言作为概念发展的检验机制的作用。语言标签提供了重要的“捷径”，允许在不需要大量感觉运动模拟的情况下激活概念关系（Connell，2019年）。儿童可以利用这种特性，通过词汇共现的统计模式来推断概念之间的关系（Savic等人，2022年；Unger等人，2020年，2024年）。语言中的句法结构还可以进一步指导概念的区分和抽象（Fisher等人，2010年）。这样，语言帮助儿童建立结构化程度更高的关系概念知识，补充了感觉运动和社会认知的贡献。

尽管感觉运动、社会认知和语言系统都已被广泛研究，但很少有研究探讨它们在概念丰富化过程中的协同作用。现实世界经验很少孤立地使用某个系统：去动物园的儿童会同时接收到丰富的感知输入（看到动物）、参与社会互动（与照顾者或教师互动）以及听到语言标签（名称和描述）。这些综合体验已被证明有利于类别学习（Unger & Fisher，2019年；Vales等人，2020年）。如双重编码理论（Bi，2021年；Paivio，1986年）和符号依赖性理论（Louwerse，2011年；Louwerse和Jeuniaux，2010年）这样的理论框架认为，具身和语言系统并不是独立的，而是相互 reinforcing的，两者都对概念表征产生制约和丰富作用。然而，这种依赖性也使得确定每个系统的贡献变得更加复杂，特别是在概念发展过程中。

**基于模型的方法**为区分这些贡献提供了一个强有力的框架。经验模型量化了概念的感觉和运动维度（例如，Binder等人，2016年），而分布式语言模型则从语言共现模式中推导出表征（例如，Mikolov等人，2013年）。这些向量化表征可以直接与概念组织的行为或神经测量结果进行比较（Kriegeskorte等人，2008年），使得整合概念的结构化和符号属性成为可能，并为实证检验心理理论提供了手段（Piantadosi等人，2024年）。利用这种方法，研究表明，成人的概念表征依赖于多种信息来源，包括感官知觉、社会认知、分类学和基于语言的分布式系统（例如，Fernandino等人，2022年；Yang等人，2024年）。虽然大多数研究集中在成人身上，但这一框架也非常适合研究具身和语言贡献在儿童发展中的相互作用。

**跨类别差异**
另一个复杂层面涉及表征系统在招募时的潜在差异。阶段理论提出，对感知系统还是关系系统的依赖不仅取决于发展阶段，还取决于类别的内部结构。例如，密集且高度相关的类别更倾向于感知聚类，而稀疏的类别则需要更多的抽象关系推理（Deng和Sloutsky，2015年；Sloutsky，2010年）。此外，神经心理学的证据表明存在领域特定的差异：感知处理脑区的损伤往往会损害对自然类别的认识（例如，水果），而与动作相关区域的损伤则更影响人造物品的知识（Caramazza和Shelton，1998年；Gainotti，2025年；Mcrae和Cree，2002年）。发展研究发现还指出了类别特定的时间线：基本类别（例如，椅子）通常先于上位类别（例如，家具）或下位类别（例如，摇椅，Mervis & Crisafi，1982年）出现；有生命的概念往往比无生命的概念更早被掌握（Opfer & Gelman，2010年）；儿童通常更早掌握指代自然类别的词汇（Fenson等人，1994年）。这些模式表明，不同类别在其发展过程中可能不同程度地依赖于感觉运动、社会认知和语言信息。自然类别由于富含感知特征，可能更符合幼儿早期的感知偏好，而人造物品通常由功能或关系属性定义，可能需要更多的社会和语言支持。另一方面，这种类别特定的偏好在初始获得阶段可能最为明显。一旦概念确立并进入丰富化阶段，这些偏好可能会减弱，所有表征来源都会更稳定地贡献于持续的发展过程，这与基于丰富化的观点一致。理解这些特定类别的动态可能有助于解释为什么某些分类结构比其他结构更早稳定下来。因此，本研究探讨了在概念丰富过程中，多种表征系统是如何共同促成概念组织的。我们注意到，以往的研究往往将概念的初始获取与其后续发展混为一谈，而我们则明确关注已经获得的概念是如何逐步得到丰富，从而形成更加结构化、更接近成人水平的语义组织的。同时，我们也探讨了感觉运动系统、社会认知系统和语言系统是如何参与这一过程的。为了回答这些问题，我们使用了一种空间排列（SpAM）任务，让3至9岁的儿童和成人根据物品之间的关联性来排列来自两个类别的图片——家居用品（HHIs）和蔬菜与水果（VFs）。SpAM任务能够生成二维的相似性空间，这些空间能够捕捉到概念的组织结构，特别适合那些还无法识别书面文字或理解李克特量表指令的年幼儿童（Richie等人，2020年；Verheyen等人，2022年）。先前的研究已经成功运用SpAM任务来探究儿童的概念关系知识（León-Villagrá等人，2022年；Unger和Fisher，2019年；Unger等人，2016年；Vales等人，2020年），结果表明，年仅4岁的儿童就能够理解跨类别和同类物品之间的关系。我们将儿童和成人的行为相似性空间与基于感觉运动系统、社会认知系统和语言模型的相似性表示进行比较，并控制了图片 stimulus 的视觉相似性。

在这种方法中，概念的丰富程度会反映在生成出的相似性空间的结构上。也就是说，概念之间的关系会变得更加清晰；具有相似关系的物品会聚集成更明显的群体；整体的关系结构会逐渐接近成人观察到的模式。因此，我们设计的首要步骤是验证儿童的概念表征是否确实会随着年龄的增长而变得更加有序，并趋向于成人式的结构，正如以往研究所暗示的那样（Vales、Stevens等人，2020年）。证明这种发展性的趋同为探讨我们的主要研究问题奠定了基础：是什么表征系统推动了这一丰富过程？在这方面，我们测试了这样一个假设：表征系统的预测能力会随着年龄的增长而增强，这反映了基于丰富过程的解释以及阶段性的解释，这两种解释都强调了累积的经验系统（例如，Waxman和Gelman，2009年），它们认为人类的认知从依赖感知逐渐转向依赖关系和语言（例如，Sloutsky，2010年）。第二个目标是探索以往研究中发现的特定类别模式是否在概念初步获取后的发展过程中仍然存在。如果概念的丰富过程遵循与初始获取相同的轨迹，那么我们预计两个类别在年幼时都依赖于感觉运动系统，随后会转向社会认知系统和语言系统，其中家居用品的这种转变会比蔬菜与水果更为显著。另一方面，如果丰富过程是通过逐渐积累不同类型的经验来实现的，那么我们可能会看到相对稳定的依赖模式，即感觉运动系统和语言系统在整个发展过程中以特定于类别的方式发挥作用。

**方法部分：**
所有的实验刺激、数据和分析脚本均可在开放科学框架（https://osf.io/xu7nr/）上公开获取。

**SpAM任务的可靠性：**
首先，我们通过半分法相关性来评估SpAM任务的可靠性。对于每个年龄组和每个类别，我们将参与者随机分成两组，然后计算每组内部每对物品之间的距离平均值。接着，我们计算了两组之间的距离之间的皮尔逊相关性，并用Spearman-Brown公式进行了校正。这个过程重复了100次，从而获得了每个年龄组和每个类别的相关系数分布（表2）。

**讨论部分：**
在这项研究中，我们探讨了概念表征是如何在发展过程中逐渐得到丰富的，重点关注了感觉运动系统、社会认知系统和语言系统的贡献。通过使用家居用品和蔬菜与水果的空间排列任务，我们将行为上的概念相似性空间与基于具身化和语言模型的预测结果进行了比较。我们发现，随着年龄的增长，概念组织结构变得越来越有序，具身化和语言系统的作用也越来越显著。

**结论：**
总之，这项研究表明，概念的丰富过程与多种表征信息的整合密切相关。儿童的概念组织结构逐渐变得更加有序，并且越来越符合成人的模式。我们还观察到了特定类别之间的差异：像家居用品这样的物品与感觉运动系统的契合度更强，而在较小程度上也与社会认知系统的契合度较高。

**作者贡献声明：**
Luan Li：撰写——审查与编辑、撰写——初稿、可视化展示、数据验证、资源管理、方法论设计、研究实施、资金申请、正式数据分析、数据整理、概念化。
Jun Zhang：撰写——审查与编辑、资源协调、研究实施、数据整理。
Jing Wang：撰写——审查与编辑、数据验证、研究实施、概念化。

**致谢：**
用于再现此处分析的数据、分析代码和材料均可在开放科学框架（https://osf.io/xu7nr/）上公开获取。这些分析成果并未经过预先注册。
本项工作得到了中国国家社会科学基金（23CYY040）对Luan Li的支持。我们感谢Manyan Zhang、Zeyun Guo、Rui An、Qianqian Hao、Jingyi Gu、Xin Liang和Ming Song在数据收集和编码方面提供的帮助。同时，也感谢所有参与研究的儿童和成人。