皮亚杰的拓扑首位理论认为,儿童的空间概念最先是拓扑性质的,然后发展欧式性质的空间概念；陈霖等人的拓扑知觉理论认为,视觉系统对欧式性质的敏感性大于拓扑性质,对拓扑性质的识别早于欧式性质,欧式几何性质的知觉是建立在拓扑知觉之上的。然而,大量研究表明人们在进行名词扩展、相似性判断、分类等视觉任务时,会表现出形状偏好,即依据形状进行名词扩展等任务。但形状偏好的研究中,大部分研究者将形状与颜色、质地等性质做对比。本研究认为,形状是一种欧式性质，欧式性质与拓扑性质均属于几何性质,应该从几何性质这一维度研究形状偏好。基于拓扑首位理论、拓扑知觉理论以及形状偏好的研究,我们提出了“儿童相似性判断的几何线索：拓扑偏好是否早于形状偏好”这一课题,旨在研究儿童相似性判断的几何线索,并提出两个问题：①儿童是否先出现拓扑偏好,再出现形状偏好?②如果是这样,从拓扑偏好发展到形状偏好的关键年龄是几岁?儿童是否对多种拓扑性质都具有偏好?本研究探讨了2-5岁儿童及成人在相似性判断时所依据的几何线索。为了解决研究假设提出的问题,本文在S. A.Gelman与E. M.Markman (1986)提出的三角范式上稍作改进：每张图纸呈现三个图像刺激,一个标准刺激T与两个比较刺激A、B，A与T具有不同的形状、相同的拓扑性质,B与T具有不同的拓扑性质、相同的形状。在研究任务方面,由于形状偏好受到言语标签的影响,所以在本研究中为了排除了言语标签的影响,不采用词汇扩展任务,而采用相似性判断的任务。被试需要在A与B中选择一个比较像T的刺激,如果被试选择A则得1分,选择B则得0分。根据皮亚杰、陈霖等人的研究,本实验主要研究三种拓扑性质：内外关系、开放性与封闭性、洞的个数。内外关系即是一个较小的事物在一区域或另一个较大事物的内部或外部。开放性与封闭性是一对对立的拓扑性质,开放性即一个区域是可以无限延伸的,没有界限,而封闭性则有其界限。洞的个数是指,一个区域中含有洞的个数。数据分析主要采用SPSS的独立样本t检验以及方差分析。实验过程中,将所有图纸随机呈现给儿童,同时告诉儿童：“这里有3个东西,仔细看一看它们的样子“然后再指着标准图像刺激问题儿童：“你觉得左边的这个东西像它,还是右边的东西像它?”,记录儿童的反应,如果儿童回答“两个都像”,则告诉儿童：”哪一个更像它”,再记录其反应。预实验采用儿童熟悉的几何图像(例如,三角形、正方形、圆形)作为实验材料,实验材料共9张图纸,分为三组：“内外关系vs.形状”组、“洞的个数vs.形状”组、“开放与封闭vs.形状”组,分别对2-3岁以及3-4岁的儿童进行实验。最高分为9分,最低分为0分,如果被试得分显著高于随机分4.5分,则表现为拓扑偏好；如果被试得分显著低于4.5分,则表现为形状偏好；如果被试得分与4.5分无显著差异,则没有表现出任何偏好。结果表明,儿童对熟悉图像进行相似性判断时所依据的几何线索随年龄的不同而变化：2-3岁被试没有表现出任何偏好,3-4岁儿童表现出显著的形状偏好。实验1在预实验的基础上进行改进,选用儿童不熟悉的图像(例如,五边形、六边形、七边形、八边形等),实验材料由12张图纸组成,分为三组(同预实验)。最高分为12分,最低分为0分,如果被试得分显著高于随机分6分,则表现为拓扑偏好；如果被试得分显著低于6分,则表现为形状偏好；如果被试得分与6分无显著差异,则没有表现出任何偏好。结果发现,儿童对不熟悉图像进行相似性判断所依据的几何线索总体发展趋势为：2-3岁儿童表现出显著的拓扑偏好,3-4岁儿童无显著偏好,4-5岁儿童与成人表现出显著的形状偏好。实验2对两种拓扑性质(封闭与开放、洞的个数)进行了深入研究,实验材料均为儿童不熟悉图像,材料包括30张图纸,分为五组：“封闭vs.形状”组、“开放vs.形状”组、“不同面积的洞vs.形状”组、“不同形状的洞vs.形状“组、测谎组,由于内外关系涉及两个图像,所以本实验排除内外关系这一对拓扑性质。实验中,如果被试在测谎组得分低于3分,其数据将被排除。每组材料最高分为6分,最低分为0分,如果被试得分显著高于随机分3分,则表现为拓扑偏好；如果被试得分显著低于3分,则表现为形状偏好；如果被试得分与3分无显著差异,则没有表现出任何偏好。结果表明：当洞的面积发生改变、封闭性与形状同时出现时,儿童偏好发展与实验1相同；当洞的形状发生改变时,4-5岁儿童出现形状偏好,其他两组儿童无偏好；当开放性与形状同时出现时,2-3岁儿童表现为拓扑偏好,其他两组儿童均无偏好。基于以上研究结果,我们认为儿童进行相似性判断时,拓扑偏好出现的年龄小于形状偏好,3-4岁是儿童从拓扑偏好过渡到形状偏好的关键年龄,小于该年龄儿童表现出拓扑偏好,大于该年龄则表现出形状偏好。拓扑偏好与形状偏好是儿童认知发展过程中的特殊现象,这种现象受到儿童对物体熟悉性的影响：对于熟悉的物体,3-4儿童表现出了显著的拓扑偏好,但对于不熟悉的物体,3-4岁儿童没有表现出任何偏好,4-5岁儿童表现出了形状偏好。