批判性思维教育作为信号检测问题：培养怀疑主义还是虚无主义？

《Applied Cognitive Psychology》：Teaching Skepticism or Nihilism? Critical Thinking Education as a Signal Detection Problem

　　

摘要 批判性思维课程的一个核心目标是帮助学生区分科学与伪科学，更一般地说，区分有充分依据（warranted）与无充分依据（unwarranted）的主张。先前研究表明，此类课程能降低对无充分依据主张的信念，但尚不清楚这种降低反映的是判别力（discriminability）的改善、反应偏向（response bias）的转变，还是两者兼有。两项准实验研究（n = 46 和 n = 53）应用信号检测理论（signal detection theory, SDT）比较了一门为期一学期的批判性思维课程与一门对照课程。批判性思维课程的学生在判别力和反应偏向上均表现出显著提升；对照课程的学生则未出现显著变化。对充分依据主张的信念在两类课程中均保持稳定，而对无充分依据主张的信念仅在批判性思维课程中显著下降。这些发现与近期将信号检测理论应用于错误信息研究的结果一致，表明同一框架可用于批判性思维教育的评估。

论文解读：批判性思维教育的效果评估——基于信号检测理论的视角

一、研究背景与问题提出

批判性思维课程在大学教育中被广泛开设，其核心目标之一是帮助学生区分科学与伪科学，以及更一般地区分有充分依据与无充分依据的主张。然而，现实中大量完成本科教育的成年人仍相信占星术、心灵感应和鬼魂等超自然现象。此类无充分依据的信念可能带来实际危害，例如导致人们寻求无效的心理治疗、因可疑记忆的恢复而破坏家庭关系，甚至因延误有效治疗而导致死亡。即便不产生直接伤害，伪科学信念也会通过机会成本造成间接损失。

已有研究表明，批判性思维课程能够降低学生对无充分依据主张的信念，但一个关键问题悬而未决：这种降低究竟源于学生判别能力的真实提升，还是仅仅反映了学生倾向于对所有主张一概怀疑的偏向转变？这一问题在错误信息研究领域已有类似讨论。例如，教育游戏《Bad News》在早期版本中虽然降低了人们对误导性标题的信任，但同时降低了对真实标题的信任，表明干预可能导致一种不分真伪的普遍怀疑倾向。如果批判性思维教育也产生类似效果，学生可能在课程结束后变得愤世嫉俗而非审慎怀疑，这与教育者的初衷相悖。

仅观察无充分依据主张的信念变化不足以回答上述问题，因为即使对充分依据主张的信念没有显著变化，也可能存在未被检测到的反应偏向转变。早期关于顺序目击者列队程序的研究提供了一个警示：虽然漏报率的非显著差异曾被认为表明该程序无问题，但后续分析发现该程序显著改变了目击者的判断偏向。因此，需要一种能够同时整合对两类主张反应的方法，以区分判别力与反应偏向。信号检测理论恰好提供了这样的框架，其核心优势在于能够将反应偏向（普遍倾向于判断为“真”）与判别力（区分真伪的能力）分离。判别力与科学哲学中的“划界”（demarcation）概念密切相关，后者在批判性思维课程中占据重要地位。

二、研究设计与主要结论

研究人员开展了两项准实验研究，分别于2023年秋季和2024年秋季在美国东海岸一所公立大学进行。实验组为“心理学与伪科学”批判性思维课程学生，对照组为同一教授在同一学期讲授的“心理统计学”课程学生。研究使用《无充分依据认识论信念量表》（Inventory of Unwarranted Epistemic Beliefs）在学期初和学期末分别测量学生的信念。该量表包含对无充分依据主张（如占星术、外星人绑架）和充分依据主张（如板块构造论、地球年龄）的信念测量。第一项研究最终有效样本为46人，第二项研究为53人。

研究的主要结论包括：批判性思维课程学生的无充分依据主张信念显著下降，而对照课程学生无显著变化；充分依据主张信念在两类课程中均保持稳定；批判性思维课程学生的判别力（d′）和反应偏向（c）均显著提升，而对照课程学生均无显著变化；第二项研究中，判别力的提升幅度显著大于反应偏向的提升幅度。这些结果表明，批判性思维教育不仅使学生更加审慎，还提升了他们区分科学与伪科学的能力，并未导致对一切主张的虚无主义式怀疑。

三、关键技术方法

研究人员采用信号检测理论作为核心分析框架。具体而言，使用最大似然估计法为每位参与者在每个时间点估计4个标准（c值）和1个判别力参数（d′），其中4个c值的均值代表总体参数化偏向。为处理极端值导致的无限估计问题，采用对数线性校正。此外，还使用非参数信号检测指标（AUC和B″_D）进行稳健性检验，以验证结果不依赖于信号和噪声分布为正态且方差相等的假设。统计分析采用2（课程）×2（时间点）的重复测量方差分析（ANOVA），并在第二项研究中辅以协方差分析（ANCOVA）控制基线差异。数据和分析代码已公开在OSF平台（https://osf.io/xumd4/）。

四、研究结果

4.1 无充分依据主张信念

在第一项研究中，批判性思维课程学生的无充分依据主张信念从学期初的2.55降至学期末的1.90（1=“完全确定其为假”，5=“完全确定其为真”），而对照课程学生无显著变化（2.71至2.69）。课程与时间点的交互作用显著，F(1,44) = 22.84，p < 0.001。第二项研究重复了这一模式，交互作用同样显著，F(1,51) = 28.21，p < 0.001；批判性思维课程学生的信念显著下降，而对照课程学生无变化。在控制学期初信念后，课程对学期末信念的影响仍然显著。

4.2 充分依据主张信念

两项研究中，充分依据主张信念均未出现显著变化，课程与时间点的交互作用均不显著（p > 0.42）。第二项研究中充分依据主张的平均信念水平低于第一项研究，这可能是因为第二项研究增加了更具挑战性的充分依据条目以降低天花板效应。

4.3 信号检测分析

4.3.1 判别力（d′）

第一项研究中，批判性思维课程学生的判别力从学期初的1.96显著提升至学期末的2.59，F(1,14) = 6.46，p = 0.024；对照课程学生无显著变化（1.52至1.53）。课程与时间点的交互作用显著，F(1,44) = 8.05，p = 0.007。第二项研究同样显示显著交互作用，F(1,51) = 20.93，p < 0.001；批判性思维课程学生的判别力从1.35提升至1.86，对照课程学生无显著变化（0.85至0.89）。在控制学期初判别力后，课程对学期末判别力的影响仍然显著。

4.3.2 反应偏向（c）

第一项研究中，批判性思维课程学生的反应偏向从-0.59显著增至-0.18，F(1,14) = 8.66，p = 0.011；对照课程学生无显著变化（-0.48至-0.54）。课程与时间点的交互作用显著，F(1,44) = 13.96，p < 0.001。第二项研究同样显示显著交互作用，F(1,51) = 13.30，p < 0.001；批判性思维课程学生的反应偏向从-0.09增至+0.18，对照课程学生无显著变化（-0.40至-0.44）。在控制学期初反应偏向后，课程对学期末反应偏向的影响仍然显著。

4.3.3 判别力与反应偏向变化的比较

由于d′和c均以标准差为单位，可以直接比较两者的变化幅度。第一项研究中，判别力平均增加0.64，大于反应偏向的0.40，但差异未达统计显著（95%置信区间[-0.30, 0.94]）。第二项研究中，判别力增加0.51，显著大于反应偏向的0.27（95%置信区间[0.11, 0.36]）。

4.3.4 非参数信号检测指标的稳健性检验

使用非参数判别力指标（AUC）和反应偏向指标（B″_D）进行的分析得到与参数指标一致的结果模式。两项研究均显示课程与时间点对非参数判别力和反应偏向的交互作用显著（p值介于<0.001至0.033之间）；批判性思维课程学生的非参数指标显著提升（p值介于<0.001至0.027之间），对照课程学生无显著变化（p值介于0.12至0.79之间）。第二项研究中，控制起始差异后，课程效应仍然显著（p < 0.001）。

4.4 可能的天花板效应

先前研究曾对真实新闻（充分依据）条目的天花板效应提出担忧。第一项研究中，学期初充分依据主张的平均信念为4.32（1至5量表），处于量表范围顶端83%的位置，提示可能存在天花板效应。第二项研究通过增加更具挑战性的充分依据条目，将平均信念降至3.85（顶端71%）。两项研究中，均无参与者在学期初对所有充分依据条目给出最高信念评分；最极端的参与者在第一项研究中对86%的充分依据条目给出最高评分，在第二项研究中为69%。

五、讨论与结论

本研究的核心发现是：批判性思维课程不仅降低了学生对无充分依据主张的信念，更重要的是提升了他们区分科学与伪科学的判别能力，同时并未降低对充分依据主张的信念。这回应了研究之初的担忧——批判性思维教育不会导致虚无主义或愤世嫉俗，而是实现了真正的“怀疑而不虚无”。

判别力提升的可能机制包括：课程强调了无充分依据主张的典型特征（如常见逻辑谬误和心理偏差），使学生能够将新遇到的主张与记忆中已分类的伪科学示例进行比较。这与错误信息研究中的“技术反驳”和“主题反驳”策略相对应。

反应偏向的提升可能反映了课程对伪科学高普遍性和高成本的强调。信号检测理论预测，当噪声基础率较高或虚报成本较高时，最优决策者应将决策阈值右移，即更倾向于拒绝主张。但研究也指出，课程中不同单元可能将反应偏向推向不同方向（如补充剂单元强调伪科学危害，而气候变化否认单元强调科学否认成本），因此实际观察到的偏向变化可能是多种教育信息综合作用的结果。

研究存在若干局限：准实验设计无法完全排除自我选择偏差；样本量适中，可能不足以检测某些较小效应；缺乏长期追踪数据，无法判断效果是否持续；研究在单一机构由单一教师实施，需在更多教育情境中复制。

结论部分指出，通过将信号检测理论应用于伪科学教育，本研究重新定义了批判性思维课程成功的标准——将评估焦点从信念降低转向认识论判别力。这一框架为批判性思维教育的评估提供了更精细的工具，也为未来课程设计和评估提供了理论指导。该论文发表于《Applied Cognitive Psychology》。