減法反應時-短時記憶的視覺編碼完成(共11頁)

1、減法(jinf)反應時短時記憶的視覺編碼實驗報告心理(xnl)111班 羅捷 110724108摘要(zhiyo)：六十年代以來，一般認為人的短時記憶信息是以聽覺形式表征的，即聽覺編碼。Posner等人（1969）的實驗卻表明，它也可以有視覺編碼。現(xiàn)在一般認為：先出現(xiàn)視覺編碼，它保持一個短暫的瞬間，然后出現(xiàn)聽覺編碼。不僅如此，Posner的實驗清楚地說明了認知心理學中的減法反應時方法，其邏輯是：如果一個作業(yè)包含另一個作業(yè)所沒有的某個心理過程，而其它方面相同，則兩個作業(yè)的反應時之差，即是這個心理過程所用的時間，也是這個心理過程存在的證據(jù)。關鍵詞： 反應時 視覺編碼 聽覺編碼前言： 心理學家根據(jù)信

2、息保持時間的長短，將記憶分為感覺記憶（即瞬時記憶）、短時記憶和長時記憶。 當客觀刺激停止作用后，感覺信息在一個極短的時間內(nèi)被保存下來，這種記憶叫做感覺記憶或感覺登記。它是記憶系統(tǒng)的開始階段。感覺記憶的存儲時間大約為0.25秒2秒。 短時記憶是感覺記憶和長時記憶的中間階段，保持時間大約為5秒2分鐘。一般包括兩個成分：一個成分是直接記憶，即輸入的信息沒有經(jīng)過進一步的加工。它的容量相當有限，大約為72個單位。編碼方式以言語聽覺形式為主，也存在視覺和語義的編碼。另一個成分是工作記憶，即輸入信息經(jīng)過再編碼，使其容量擴大。由于與長時記憶中已經(jīng)儲存的信息發(fā)生了意義上的聯(lián)系，編碼后的信息進入了長時記憶。必要時

3、還能將存儲在長時記憶中的信息提取出來解決面臨的問題。 長時記憶是指信息經(jīng)過充分的和有一定深度的加工后，在頭腦中長時間保留下來。這是一種永久性的存儲。它的保存時間長，從1分鐘以上到許多年甚至終身；容量沒有限度；信息的來源大部分是對短時記憶內(nèi)容的加工，也有由于印象深刻(shnk)而一次獲得的。 與瞬時(shn sh)記憶相比，短時記憶有以下幾個特點：1、對信息保持的時間稍長于瞬時記憶；2、短時記憶的容量少于瞬時記憶；3、短時記憶的編碼方式不同于瞬時記憶。 六十年代以來，一般認為人的短時記憶是以聽覺形式表征的，即聽覺編碼，波斯納等人的實驗卻表明，它也可以由視覺編碼?，F(xiàn)在一般認為，先出現(xiàn)視覺編碼，它保

4、持一個短暫的瞬間，然后出現(xiàn)聽覺編碼?？道峦ㄟ^研究語音相似性對回憶效果的影響，證實了語音聽覺編碼方式的存在，他的實驗也表明了短時記憶的編碼具有強烈的語言聽覺性質，但也可能有其他方式的編碼。 信息加工理論認為，信息在腦內(nèi)要經(jīng)過一系列操作加工，這些操作加工有明確的先后次序，在不同的加工階段信息處于不同的狀態(tài)，而這些都是在時間上進行的，其特征必然能在反應時上表現(xiàn)出來。因此不同的心理操作能按時間分布上的不同加以區(qū)分(qfn)，反應時技術在認知心理學的研究上具有十分重要的地位。 減數(shù)法是一種用減法方法將反應時分解成各個成分，然后來分析信息加工過程的方法。它是由唐德斯首先提出的，故又稱唐德斯減數(shù)法。 減數(shù)

5、法的反應時實驗的邏輯是：如果一種作業(yè)包含另一種作業(yè)所沒有的某個特定的心理過程，切除此過程之外二者在其他方面均相同，那么這兩種反應時的差即為此心理過程所需的時間。 本實驗是根據(jù)波斯納等人在1990年實驗的基礎上修改而成的。波斯納的實驗是這樣進行的：給被試并排呈現(xiàn)兩個字母，這兩個字母可以同時給被試看，或者中間插進短暫的時間間隔，然后要被試指出這一對字母是否相同并按鍵作出反應，記下反應時。所用的字母對有兩種：一種是兩個字母的讀音和書寫方法都一樣，即為同一字母（AA）；另一種是兩個字母的讀音相同而寫法不同（Aa）。在這兩種情況(qngkung)下，正確的反應均為“相同(xin tn)”。在兩個字母(z

6、m)相繼呈現(xiàn)時，其間隔為0.5秒、1秒或2秒等。 關于短時記憶編碼的問題，國內(nèi)還有許多研究者做了這方面的相關研究。 在分配注意對短時記憶編碼和提取影響的研究中，研究者以大學生為被試，采用分配注意范式探討了短時記憶編碼和提取所需的注意資源。研究發(fā)現(xiàn)：與集中注意相比，編碼階段進行第二作業(yè)導致記憶成績顯著降低，而提取階段進行第二作業(yè)則對記憶成績沒有影響。自由回憶和順序回憶的結果一致。本研究表明，短時記憶編碼是需要較多注意資源的控制加工，而短時記憶提取則是相對無需注意資源的自動加工。這與當前關于長時記憶的研究結果類似，而與早期以第二作業(yè)成績?yōu)闇y量指標的短時記憶研究結果有所不同。 在關于短時記憶編碼方式

7、的實驗研究中，研究者以漢字為材料，用信號檢測法對短時記憶的編碼方式進行研究，實驗結果表明，漢字從總體上是以形狀編碼為主，這與康拉德用英文字母為材料所作實驗中得到的短時記憶以聲音編碼為主的結論不同；同時，各類型漢字的短時記憶編碼方式也有差別。上述實驗結果支持了關于短時記憶隨情境而變換編碼策略的設想。 在聾人與聽力正常人短時記憶的比較研究中，研究者以視覺系列呈現(xiàn)方式，在形近、音近、義近三種干擾下以再認方法比較了聽力正常人與聾人對字頻與筆畫二種不同水平漢字材料的短時記憶容量及編碼方式，研究結果表明：(1)聾人與聽力正常人短時記憶容量差別有限，只存在于低頻復雜漢字組中；(2)高頻字中，聾人短時記憶編碼

8、以形碼為主，義碼次之，音碼最弱；聽力正常人則以音碼為主，義碼次之，形碼作用最弱；(3)低頻字中，低頻簡單組中表現(xiàn)出與高頻字相同的編碼方式，低頻復雜組中聾人與聽力正常人均表現(xiàn)形碼、義碼為主，音碼作用弱的特點。 在雙語學習者短時記憶編碼方式的實驗研究中，研究者對漢語被試和英語被試分別以漢字和英語單詞為刺激材料，探討了雙語者短時記憶編碼的方式。結果表明，雙語者對不同語言的信息具有某種偏愛，母語的不同會導致不同的編碼方式；顯示通道對短時記憶編碼操作有著重要(zhngyo)的作用，在不同的條件下人們會運用不同的編碼策略。 雖然前人的研究已經(jīng)深入短時記憶的編碼方式及編碼過程，并且得出了很多關于短時記憶在不

9、同條件和環(huán)境背景下的編碼方式的結論，但我們本次實驗(shyn)的目的還是非?；A性的。本實驗是通過測定被試對短時記憶信息的編碼，掌握反應時測量技術在認知研究中的應用，并探討(tnto)短時記憶的信息編碼方式和編碼過程。研究方法：本次試驗邀請到的被試是來自北京林業(yè)大學心理系本科11級的學生，實驗年齡段在13到24歲，年齡基本集中在19至20歲。本實驗采用被試內(nèi)設計，是一個3*3的多因素實驗設計。實驗過程：給被試并排呈現(xiàn)兩個字母，或同時呈現(xiàn)，或有一定間隔，讓被試判斷這兩個字母是否相同并按鍵反應，記錄反應時。 本實驗所用字母對是AA（6次）、BB（6次）、Aa（6次）、Bb（6次）、AB（3次）、B

10、A（3次）、Ab（3次）、Ba（3次），共出現(xiàn)36次，有三種呈現(xiàn)間隔：0s（即同時呈現(xiàn)）、0.5s和2s，采用如下拉丁方設計，即：第一次36張隨機呈現(xiàn)，前12張間隔0s，中間12張間隔0.5s，最后12張間隔2s；休息30s后再做36張，間隔時間按0.5s2s0s的順序；第三次的36張則采用2s0s0.5s的順序。準備時間(毫秒)=1000 休息時間(秒)=30 字母字體大小=48 第一個字母=A 第二個字母=B詳細反應記錄分為六列，分別是：字母、間隔時間、種類、被試的判斷、被試判斷的結果（正確或錯誤）和反應時（毫秒為單位）。整理結果，計算(j sun)每種時間間隔下的平均正確反應時，填入下表

11、。字母類型AA，BBAa，BbAB，BA，Ab，Ba間隔0ms500ms2000ms系統(tǒng)根據(jù)(gnj)上表以間隔時間橫坐標、反應時為縱坐標作圖。讓被試對結果(ji gu)做出解釋。數(shù)據(jù)呈現(xiàn)：表1 全體被試描述性統(tǒng)計人數(shù)最小值最大值平均數(shù)標準差音同形同0反應時633811068549.32126.968音同形同50反應時63347733492.4694音同形同100反應時63348727475.5185.922音同形異0反應時634231129662.46149.27音同形異50反應時63420859612.98114.943音同形異100反應時63402841591.5496.894音異形異0

12、反應時635151087702.24113.027音異形異50反應時634741011655.21111.046音異形異100反應時634271007639.48122.76圖1 不同時間間隔(jin g)（s）下三種刺激的反應時間（ms） 表2：被試在不同情境(qngjng)下短時記憶的均值和正確率時間間隔音同形同音同形異音異形異平均正確反應時（毫秒）正確率（%）平均正確反應時（毫秒）正確率（%）平均正確反應時（毫秒）正確率（%）0ms549.3297.88662.4692.46702.2487.17500ms492.4699.07612.9893.26655.2190.742000ms47

13、5.5198.68591.5492.20639.4890.08重復(chngf)測量變量間的多元檢驗效應 自由度p刺激類型Pillais Trace650Wilks Lambda650Hotellings Trace650Roys Largest Root650時間間隔Pillais Trace650Wilks Lambda650Hotellings Trace650Roys Largest Root650刺激類型 * 時間間隔Pillais Trace630.59Wilks Lambda630.59Hotellings Trace630.59Roys Largest Root630.59刺激

14、(cj)類型、時間(shjin)間隔主效應(xioyng)的效果顯著，刺激類型 * 時間間隔交互作用效果不顯著球形檢驗組內(nèi)因素效應Mauchlys WApprox. Chi-Squaredfp刺激類型0.63 30.11 2.00 0.00 時間間隔0.89 7.51 2.00 0.02 刺激類型 * 時間間隔0.63 30.13 9.00 0.00 組內(nèi)效應和交互效應的比較種類 自由度Fp刺激類型Sphericity Assumed291.50Greenhouse-Geisser1.45991.50Huynh-Feldt1.48491.50Lower-bound191.50Error(刺激類

15、型)Sphericity Assumed132Greenhouse-Geisser96.299Huynh-Feldt97.922Lower-bound66時間間隔Sphericity Assumed227.4110Greenhouse-Geisser1.80327.4110Huynh-Feldt1.85127.4110Lower-bound127.4110Error(時間間隔)Sphericity Assumed132Greenhouse-Geisser119.011Huynh-Feldt122.152Lower-bound66刺激類型 * 時間間隔Sphericity Assumed41.1

16、360.34Greenhouse-Geisser3.2291.1360.337Huynh-Feldt3.4151.1360.338Lower-bound11.1360.29Error(刺激類型*時間間隔)Sphericity Assumed264Greenhouse-Geisser213.12Huynh-Feldt225.376Lower-bound66刺激種類之間的差異(chy)顯著，時間間隔之間的差異顯著，刺激種類于時間間隔之間的交互作用差異不顯著組間因素效應比較種類刺激類型時間間隔dfFp刺激類型Linear1129.440Quadratic127.45 0.00 Error(刺激類型)

17、Linear66Quadratic66時間間隔Linear135.80 0.00 Quadratic111.69 0.00 Error(時間間隔)Linear66Quadratic66刺激類型 * 時間間隔LinearLinear12.85 0.10 Quadratic10.02 0.88 QuadraticLinear10.77 0.38 Quadratic10.05 0.83 Error(刺激類型*時間間隔)LinearLinear66Quadratic66QuadraticLinear66Quadratic66刺激類型、時間(shjin)間隔的主效應顯著，刺激和時間的交互作用不顯著。分析

18、(fnx)與討論：“校準(jio zhn)”排除錯誤反應的數(shù)據(jù)，只分析反應正確的數(shù)據(jù)矯正（RT/ACC）。 2. “估計”：反應信號法。在這種實驗程序中，先給予刺激，然后在刺激出現(xiàn)后的不同時間點上，給出一個短暫的信號（一般為聲音信號），一旦這個信號出現(xiàn)，被試要立即對測驗的刺激做出反應。在這種程序中，聲音信號的延遲時間就成為主試控制的變量。通過變化信號出現(xiàn)的不同時間，可以得到不同時間間隔下的反應時和準確率的數(shù)據(jù)。以反應時作為橫坐標，以反應正確率為縱坐標，就得到一條速度與準確率的權衡曲線。在這條曲線上，可以找到各種反應時下的反應正確率（d）。 3. “分解”：速度準確率分解。1988年，Meyer

19、等人對反應的速度和正確率權衡的問題提出分解技術（Speed-Accuracy Decomposition Technique，SAD）SAD技術由兩部分組成：滴定的反應時程序（Titrated Reaction Time Procedure， TRT程序）和行精細的猜測模型（Parallel Sophisticated Guesssing Model，PSG模型）TRT程序包含兩類試驗：普通試驗，在保證正確率的前提下盡快反應與信號試驗，刺激呈現(xiàn)后不同時間間隔內(nèi)出現(xiàn)一個信號，要求覺察到信號立即反應，允許猜測。 PSG模型：針對于TRT程序的一個定量分析理論框架，假定有兩個加工過程：正常加工過程：

20、當測驗刺激(cj)呈現(xiàn)，被試在全部信息超過閾值時進行識別并做出反應，加工過程隨即終止。另一個就是猜測加工過程：根據(jù)刺激和信號之間的正常加工過程中積累的所有部分信息，進行“最佳(zu ji)猜測”做出識別和反應。兩個加工過程之間的關系：兩個加工過程的持續(xù)時間隨機獨立，即兩個加工過程在進行中是平行的、互不干涉。做出最終決策時，兩個加工過程相互競爭，若猜測加工過程先于正常加工過程完成(wn chng)，則所觀察到的反應時間和準確率就由猜測加工過程的持續(xù)時間和輸出來決定；反之，則由正常加工過程來決定。根據(jù)信號試驗中Ts的分布即TsC 的概率，以及普通試驗中反應時Tn的分布，計算猜測加工過程反應時（Tg

21、s）分布。P(TsC)=P(TnC)P(TgsC)。根據(jù)信號試驗的反應準確率，以及普通試驗的反應正確率，計算各時間間隔下猜測加工過程的準確率：P(s準確)=P(TnTgs)P(準確|TnTgs) +P(TgsTn)P(準確|TgsTn)。 此實驗要在比較安靜的環(huán)境下進行，嘈雜的程度對于此實驗會造成一定的影響。 從整體數(shù)據(jù)上來分析，根據(jù)表3中全體被試正確反應時的平均值可知，在同樣的時間間隔中，總是音異形異的反應時最長，中間的是音同形異，反應是最短的是音同形同的字母。 與Posner等人的研究相符。根據(jù)Posner等人的實驗研究解釋，當兩個字母同時呈現(xiàn)給被試時，音同形異的字母對所包含的加工過程要多

22、于音同形同的字母對，被試對它們的反應時之差反映了內(nèi)部編碼過程的差別。根據(jù)減數(shù)法的定義，被試對音異形異字母對的判斷過程最為復雜，其次是音同形異的字母對，最后為音同形同的字母對。被試對音同形同的字母對只要進行視覺編碼的加工，而對后兩者則要加上聽覺編碼加工的過程，所以反應時會變長。 覺醒狀態(tài)對短時記憶有一定影響。覺醒狀態(tài)即大腦皮層的興奮水平。它直接影響到記憶編碼的效果?？Х葔A與馬錢子堿等興奮劑提高大腦的興奮水平后，能促進動物的學習；用酒精抑制動物大腦會導致他們的學習情況比在正常情況下要差些。 組塊也對短時記憶存在(cnzi)影響。短時記憶的突出特點是其容量的有限性。在編碼過程中，將幾種水平的代碼歸并成一個高水平的、單一代碼的編碼過程叫組塊?？梢?ky)利用已有的知識經(jīng)驗，通過擴大每個組塊的信息容量來達到增加短時記憶容量的目的。組塊還可以提高記憶的容量和效率，有研究者發(fā)現(xiàn)通過組塊被試能大大的提高對一系列字母的記憶數(shù)量。 同時(tngsh)，加工深度也是影響短時