第三节 知觉和表象的生理机制

一 知觉的生理机制

知觉是较感觉高一级的认识形式。知觉是在感觉的基础上产生的。1．知觉

知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的表面现象和外部联系的综合的整体反映。在化学实验中，实验者获得实验对象的一些片面的、外在属性的不同的感觉，这些个别的感觉在大脑中被集中综合或组合起来，就形成了关于该实验对象的整体的感性形象，这就是知觉。知觉是人的各种感受器受大脑支持协同活动和大脑皮质对感性材料进行初步分析和综合的结果。在化学实验中，实验者对实验对象的知觉就是对它的颜色、状态、气味、声音、温度和变化运动过程等多种属性的、综合的整体反映，是视分析器、嗅分析器、味分析器、肤分析器等多种分析器协同、综合活动的结果。在现实的化学实验中，我们都是以知觉的形式直接反映实验对象各种属性的，而很少有孤立的感觉。

从心理学的角度看，知觉是一种心理过程，它的反映结果称为知觉映象。知觉映象是指在知觉过程中，人脑对客观事物所产生的完整形象。知觉映象的产生，有的是由多种分析器产生的，包括有多种感觉成分的综合性的知觉映象；也有的是由一种分析器产生的单纯的视知觉映象、听知觉映象、嗅知觉映象、味知觉映象和运动知觉映象等。每种知觉映象又包括有更为具体的知觉映象，如视知觉映象就包括有形状、大小、颜色、视空间等知觉映象。

知觉和感觉一样，都是对客观事物具体形象的直接反映，都具有现实性， 都受一定时间和空间的限制，都属于感性阶段的认识形式。但是，知觉具有一些不同于感觉的基本特征。

1. 知觉的基本特征

知觉的基本特征是：知觉的整体性；知觉的选择性；知觉的理解性和知觉的恒常性。

1. 知觉的整体性。

知觉的整体性是知觉的首要特征。它是指把物体或现象的各种属性、各个部分、某些关系作为一个统一的整体来认识，其中由各种个别属性所引起的感觉，不再是孤立地存在，而是成为知觉的有机的组成部分，产生完整的知觉映象。知觉表现有如下的三种情况。

第一种情况是多种分析器协同活动，对刺激物的多种属性进行全面、综合的反映，形成包括各种感觉成分在内的、完整的知觉映象。例如，对某一化学实验的知觉，就包括视觉、嗅觉、触觉、听觉、运动觉等各种分析器对化学实验中的反应物和生成物的状态、形状、大小、量的多少、颜色、气味以及反应过程中温度的变化和声响的出现等多种属性和现象的综合性反映， 对整个实验形成一个整体性的知觉映象。

第二种情况是由某一种分析器对某一事物的某一方面或某种关系进行的综合性反映，形成单一的视知觉映象，或听知觉、嗅知觉、触知觉、颜色知觉、形状知觉、大小知觉、重量知觉、运动知觉、距离知觉等单一的完整的知觉映象。例如，对氯气或氨气的特殊性刺激气味的嗅知觉，就是从气味这个方面把氯或氨作为一个整体来反映的。也就是说，某种单一的分析器所产

生的知觉，虽然只是反映事物的一个方面，但却是在这个方面综合地反映这个事物或某种关系的整体。所以它是知觉而不是感觉。

第三种情况是对知觉对象不同属性的联觉。一种已经产生的感觉引起另一种感觉的兴奋，并相互联合成为较完整的知觉，这就是联觉。例如，由乙醇芳香气味引起的嗅知觉，而知觉它有辣味，这种联觉就是嗅-味知觉。在化学实验中，视知觉在各种联觉中往往是主要成分，如视-听知觉、视-嗅知觉、视-运动知觉、视-触知觉等都是较常见的联觉。联觉现象的生理机制，是两种或多种分析器中枢部分形成的感觉相互作用的结果。即当时虽然只有一种分析器在活动，但另一种分析器过去所获得的经验在构成统一的知觉映象时仍在起作用。

1. 知觉的选择性。

人们根据某种目的或需要，主动地、有意识地选择某种事物或某事物的某一部分作为知觉的对象，对它产生鲜明、清晰的知觉映象；而周围的事物则成为知觉的背景，其知觉映象较模糊，这就是知觉的选择性。被选择的知觉对象可以是事物的整体，也可以是其中的某一部分。在化学实验研究或化学实验教学中常按照一定的实验研究目的或实验教学目的，可以选择某一实验的全过程的全部内容作为知觉对象，也可以选择其中的某一特征为知觉对象。例如，氨氧化制硝酸的实验就是要把实验的全过程作为知觉对象；而浓度(或温度)对化学反应速度影响的实验，是以反应完成所需时间为知觉对象，而其他则成为知觉的背景。但是，成为知觉对象的这一部分、这一特征所形成的知觉映象仍是完整的，这表明知觉的选择性与知觉的整体性是紧密联系着的。

对象的知觉和背景的知觉在性质上、心理地位上是不同的，对象的知觉在认识过程中占主要地位，所形成的知觉映象具有轮廓分明、形象和结构完整的特点；背景的知觉通常是较模糊的，形象和结构是不清的。在科学认识过程中，特别是化学实验中，为了使知觉对象从背景中突出出来，常需要采用强化的方法。例如做氨易溶于水的喷泉实验常放入少量酚酞试剂，加入酚酞指示剂的目的一方面可以说明氨溶于水以后的水溶液呈碱性反应，另一方面也起着强化知觉对象的作用。

知觉的选择性取决于对象的客观条件和人的主观条件。客观条件是指对象本身和外界条件具有引起人无意注意的显著特点。这种情况在化学实验中是较常见的，如有的化学实验中发生颜色的变化，有的生成沉淀或产生气体， 或者出现发光发热、爆鸣等现象，这些事实和现象都具有引起实验观察者无意注意的特点，而其他方面往往成了被忽视或舍弃的内容，这样就形成了反映对象某方面特性的知觉映象。主观条件是指人按自己的目的、需要、兴趣对某一对象进行有意注意。这与人的知识经验、观察能力、分析能力有关。在化学实验研究中和化学实验教学中，为了更好地达到实验目的，就要充分发挥实验者的主观能动作用，利用好知觉选择性这个规律。如在化学教学中为了提高实验的直观效果，常需设法使实验对象与背景之间形成鲜明的对比 (如在白色沉淀物后放一黑色屏板)。

1. 知觉的理解性。

知觉的理解性是人类知觉的一个特点，是人在知觉过程中通过思维活动达到的。知觉的理解性是指当人在感知对象时，总是根据已有的知识和过去的经验去理解它，并将它归入一定的对象类别之中，把不完全反映对象的感

觉综合成较为完整的知觉，从而认出有意义的对象。人的经验和知识越丰富， 越有助于对事物的理解，越有助于形成鲜明、完整的知觉映象。例如，初中讲授水的组成时，演示了电解水的实验，水是学生感知的主要对象，在这里已学过的化学变化、分解反应、化合物、质量守恒定律、氧气的性质、燃烧、元素、原子、分子等基础知识，对学生形成较完整的水的知觉映象，提高对水的知觉的理解性起着不可忽视的作用。

1. 知觉的恒常性(或知觉常性)。

知觉的恒常性指的是当知觉的条件在一定范围内有所改变时，知觉映象仍保持恒常不变。人的知觉恒常性是在实践中形成的。当对某一对象经过多次接触、反复知觉的过程中，就会在人的意识中形成这个对象的不变特征的映象。

知觉的恒常性在科学认识中有着重要作用。由于有知觉的恒常性，人们才能把握感知对象的相对稳定的特征，为感性认识上升到理性认识提供稳定性的材料。否则，如果知觉不是恒常的，就会使我们感到一切都是新的，一切都得从头开始。知觉的恒常性在化学实验中，在学生的认识中也有它的重要作用。例如，学生要靠对氯气、氨气、硫化氢、二氧化硫等不同气体的嗅知觉的恒常性，要靠对二氧化氮的视知觉和嗅知觉的恒常性去辨认它们的存在或生成。如果没有知觉的恒常性，就会使学生无法辨认以前已经学过的这些气体。

1. 知觉的基本形式(1)时间知觉。

时间知觉是知觉的一种形式。时间知觉就是人脑对客观事物或现象运动变化的延续性和顺序性的反映。时间知觉是反映时间特性的知觉。时间知觉与时间概念是有区别的，时间概念是对时间特性的间接的、概括的反映，如化学史或科学史上提到的某位科学家于某年发现了某种元素或提出某学说， 这里的“某年”就是时间概念，我们通过化学史或科学史的学习就可间接地了解到。时间知觉则是对时间特性的直接的、具体的反映。例如，在实验室里用加热氯酸钾的方法来制取氧气，可以看到，给氯酸钾加热到较高的温度， 需要较长的时间，才有氧气放出；如果往氯酸钾里加入二氧化锰，不需加热到高温，就能迅速地放出氧气。这里，在学生头脑中对氯酸钾受热产生氧气的持续时间的长短所形成的直接的、具体的反映，就是时间知觉。对时间的感知可以是大致的，如上面讲到的用加热氯酸钾的方法制取氧气，并没有明确指出加热所需的时间，在这里对时间的感知是大致的、不精确的。一般情况下，在化学实验中是用某种衡量时间的媒介来反映时间的，如计时器(钟表) 就是常用的衡量时间的媒体。例如，做温度(或浓度)对化学反应速度影响的实验，通常是用手表计时的，这时所形成的时间知觉是较精确的。

1. 空间知觉。

空间知觉是知觉的另一种形式。空间知觉是反映事物的立体状态及其三维空间的位置关系的知觉。空间知觉是对客观事物的空间特性的直接反映。任何物质总是要占有一定空间的，所以空间是事物存在的基本形式。物体在空间存在的形式有：形状、大小、远近、深度和方位等。因此，空间知觉又可分为形状知觉、大小知觉、距离知觉、深度知觉和方位知觉等。空间知觉是视觉、听觉、嗅觉、触觉、动觉和静觉等多种分析器协同活动或单独活动的结果。相应地就有复合的空间知觉或视空间知觉、听空间知觉、触空间知

觉、运动空间知觉等等。例如，化学实验者(或实验观察者)通过视觉观察实验对象(包括反应物和生成物、实验仪器和实验装置)的形状、大小和所在的位置，这时所形成的知觉就是空间知觉；通过听觉感知实验产生声响的方位， 相应的知觉就是听空间知觉。化学实验中不仅通过视觉感知反应物和生成物的形态、大小、位置，形成相应的空间知觉，还包括观察到的反应物转化成生成物的空间运动变化过程，从而产生相应的空间运动知觉。事实上，实验者(或实验观察者)总是通过视觉、听觉、嗅觉、动觉等各种分析器的共同活动去感知实验的全过程，从而形成包括有视空间知觉、听空间知觉、嗅空间知觉、运动空间知觉等等在内的复合空间知觉。

1. 运动知觉。

运动知觉在化学实验的感知中也具有不可忽视的作用。运动知觉是对物体的空间迁移的知觉。它跟空间知觉与时间知觉有着密不可分的关系。化学实验中的运动知觉决定于反应物的性质和化学反应速度。

化学实验中产生的运动知觉，主要体现在两个方面。一方面是指关于反应物转化为生成物在时间和空间上运动变迁的运动知觉。例如，在实验室里用浓盐酸跟二氧化锰起反应制取氯气时，观察到黄绿色的氯气从反应物均匀地放出，通过导管进入集气瓶的底部，并逐渐充满集气瓶，最后，多余的氯气被氢氧化钠溶液吸收(黄绿色消失)。这时，观察者产生的就是关于反应物和生成物的运动知觉。另一方面，学生还会看到教师进行一系列实验操作(包括把实验仪器连接好，检查气密性，往烧瓶里加入二氧化锰，从分液漏斗慢慢注入浓盐酸，缓缓加热)，从而产生关于具体实验操作的运动知觉。这两方面的运动知觉是紧密相联、不可分割地融合在一起的。