短时记忆的视觉和听觉编码

1、短时记忆的视觉和听觉编码摘要 : 本实验基本上是在重复验证波斯纳的实验，但增加了音异形异这一自变 量，而且两字母间隔的时间也改为 0 毫秒,500 毫秒和 2000毫秒。实验结果 : (1) 被试在不同情况下的反应时相差较大，反应时长短的顺序如下：音异形异音同形异音同形同 . (2) 三种情况下，被试的反应时间均呈现下降趋势(3)被试的反应时间随着间隔时间的增加而减少的速度音同形异时最快，音异形异时最慢。 关键词 : 短时记忆 减数法 视觉编码 听觉编码一. 导言短时记 忆 : 短时记忆( short-term memory )简称 STM ，是个体对注 意的信息进行加 工和操作的过 程。短时

2、记忆( short-term memory )亦称操作记忆、工 作记忆或电话号 码式记忆 。指信息一次呈现后 ，保持在一分钟以内的 记忆。与瞬时记忆相比，短时记忆 有以下特点： 1 对信息保持的时间稍长于瞬时记忆， 2 短时记忆的容量少于瞬时记忆 3 短时 记忆的编码方式不同于瞬时记忆。短时记 忆的编码 : 近几十年来，记忆领域研究得较多的问题之一就是短时记忆的编码方式。 短时记忆的的编码方式可以分为听觉编码和视觉编码， 其中 1964 年 Conrad 对短时记忆的听觉编 码的相关研究，结果发现听觉编码是记忆的一种有效方式。 1969 年， Posner 等人对短时记忆的 视觉编码进行了研究

3、， 并认为某些短时记忆信息可以有视觉编码和听觉编码两个连续的阶段， 视 觉编码实为存在。 相关研究表明造成学生对不同类别材料的记忆力差异是由记忆时的编码方式与 加工程度不同而引起的。短时记忆主要以听觉编码为主，长时记忆以视觉编码为主。反应时 : 信息加工理论认为： 信息在脑内要经过一系列操作加工， 这些操作加工有明确的 先后次序， 在不同的加工阶段信息处于不同的状态， 而这些都是自爱时间上进行的的， 其特 征必然能在反应时上表现出来。 因此不同的的心理操作按时间分布上的不同加以区分， 反应 时技术在认知心理学研究上具有重要的地位。减 数法 : 减数法是一种用减法方法将反应时分解成各个成分，然后

4、来分析信息 加工过程的方法。减数法的反应时实验逻辑是如果一种作业包含另一种作业所没 有的某个特定的心理过程， 且除此过程之外二者在其他方面均相同， 那么这两种 反应时的差即为此心理过程所需的时间。短时记忆的编码方式一直是一个重要的研究课题， 从已有的研究可以看出， 短时 记忆不但有听觉编码， 还有视觉编码和语义编码。 本实验主要讨论的是短时记忆 的视觉编码。波斯纳 (1967,1969) 用减法反应时 ,字母匹配任务研究了短时记忆信 息的编码。实验是让被试辨认两个字母是否相同。两个字母都用大写体 , 如 A、A,叫做等同辨认；两个字母一个用大写体，一个用小写体，如A、a,叫做同称辨认 ( 辨认

5、前告诉被试不管字母是大写还是小写 ) 。结果表明 , 在两个字母同时呈现而让被试进行辨认的情况下，则等同辨认的反应时短；但若使两个字母的呈现时间 间隔1-2秒，则等同辨认的优热趋于消失。这表明由瞬间记忆转入短时记忆后，编码的形状（视觉）优势已经让位于语音（听觉）了。这种情况似乎可以说明由主要 为视觉的感觉记忆过渡到主要为听觉的语词记忆。本实验基本上是在重复验证波斯纳的实验， 但增加了音异形异这一自变量，而且 两字母间隔的时间也改为 0毫秒,500毫秒和2000毫秒。预测实验结果：被试在 不同情况下的反应时相差较大， 反应时长短的顺序如下：音异形异 音同形异音同形同.二. 方法2. 1被试： 本

6、实验的被试为应用心理系本科生 26名，2021岁，20名女生,6名男生, 视觉均无异常。2. 2. 1）仪器： 计算机及PsyTech心理实验系统2）材料：英文字母大写 A、B和小写a、b的不同组合，其中 AA （6次）、BB （6 次）。Aa （6 次卜 Bb （6 次）、AB （3 次）、BA （3 次），Ab （3 次）、Ba （3 次）共 36 次 （参 数设置中如选 72次则重复呈现2遍；108次则重复呈现3遍）。2. 3. 程序：1）.登录并打开PsyTech心理实验软件主界面，选中实验列表中的“短时记忆的视觉和听觉编码”。单击呈现实验简介。点击“进入实验”到“操作向导”窗口。实验

7、者可进行参数设置（或使用默认参数），然后点击“开始实验”按钮进入指导语界面。可先进行练习实验，也可以直接点击“正式实验”按钮开始。2）.指导语如下：这是一个比较字母异同的实验。实验开始后屏幕将呈现多组大小写字母（每组一对）请你使用 1号反应盒对呈现的每组字母进行判断，判断原则如下：1、形状相同或形状不同读音相同，按“ + ”键；2、如果形状和读音都不同，则按“”号键。要求在判断准确的前提下反应越快越好。当你明白了上述指导语后，可以先进行练习，练习结束后再点击下面的“正式实验”按钮开始。3）.实验开始后屏幕每次呈现两个字母，有3种呈现形式：同时呈现、一个字母比另一个字母延迟 0.5秒后呈现、一个

8、字母比另一个字母延迟2秒后呈现。3种形式随机呈现。被试判断呈现的两个字母是否相同并作出反应，记录反应时。4）实验结束，数据被自动保存。实验者可直接查看结果，也可换被试继续实验，以后在主界面“数据”菜单中查看。三. 结果3. 1.分别算出每种延迟时间下全班同学在音同形同、音同形异和音异形异三种不同情况下的平均正确反应时（见表1-1 ），并以延迟时间为横轴，反应时为纵轴作图（见图 1-1 ）。表1-1:全班同学在三种不同情况下的平均正确反应时统计表音同形同音同形异音异形异间隔平均正确反 应时正确率平均正确反 应时正确率平均正确反应时正确率0毫秒593.4398.38668.0396.13721.7

9、294.14500毫秒593.5598.38666.4196.24722.2694.142000毫秒592.2598.38663.9796.24721.2294.09725时应反57501r J*' 卜5001000延迟时间+音同形同 » 音同形异 音异形异52656715002000图1-1 :全班同学在三种不同情况下的平均正确反应时统计图（毫秒）从表1-1上看，被试在不同情况下的反应时相差较大，反应时长短的顺序如下：音异形异音同形异 音同形同.从图1-1上看，在音同形同和音同形异两种情况下，被试的反应时间随着间隔 时间的增加而减少。而音异形异情况下，被试的反应时虽呈现波动

10、但大体是随着 间隔时间的增加而减少。音同形同与音同形异相差的反应时要大于音异形异与音 同形异相差的反应时.3.2 .检验三种实验材料和不同延迟时间下被试的反应时差异。（见表2-1，表2-2 ）表2-1 :三种实验材料下被试的反应时方差分析结果表平方和df均方F显著性组间6.29423.147.001.999组内24985.25564164.209总数24991.5498表2-2:不同延迟时间下 被试的反应时方差分析结果表平方和df均方F显著性 组间24981.648212490.824组内9.90161.650 '7569.441.000平方和df均方F显著性V-B-H组间24981.

11、648212490.824组内9.90161.650总数24991.5498rw"J7569.441.000由表2-1可看出P0 .05.组间存在显著差异，即在0.05的水平下，音同形同、音 同形异和音异形异三种不同情况下被试反应时存在显著差异。由表2-1可看出Pvo.05.组间不存在显著差异，即在0.05的水平下，不同延迟时 间下的被试无显著差异。3.3计算在三种情况下，间隔时间与被试正确反应时之间的线性回归方程。表3-1 :在三种情况下，间隔时间与被试正确反应时之间的线性回归方程统计表情况斜率截距方程音同形同-0.0012593.6711y=593.6711-0.0012x音同形

12、异-0.0041668.1623y=668.162-0.0012x音异形异-0.0005721.9869y= 721.9869-0.0005x三种情况下方程的斜率比较如下: 音同形异音同形同 音异形异四. 讨论4.1 .本实 验结果与 Posner等人的 研究是否一致，并 对此作出解释。本实验比Posner等人的研究增加了音异形异这一情况的实验。Posner （ 1967, 1969）用减法反应时、字母匹配任务研究了短时记忆信息的 编码。结果表明，在两个字母同时呈现而让被试进行辨认的情况下，则等同辨认的反应时短；但若使两个字母的呈现时间间隔1-2秒,则等同辨认的优势趋于消失。 这表明由瞬间记忆

13、转入短时记忆后，编码的形状 （视觉）优势己经让位于语音（听 觉）了。这种情况似乎可以说明由主要为视觉的感觉记忆过渡到主要为听觉的语 词记忆。本实验的实验结果为被试在不同情况下的反应时相差较大， 音同形异的反应 时大于音同形同的反应时，这说明说明短时记忆中存在视觉编码 .音异形异的反 应时大于音同形异的反应时，说明在短时记忆内除视觉编码外还存在听觉编码。本实验结果中没有呈现 Posner实验结果中“若使两个字母的呈现时间间隔 1-2秒，则等同辨认的优势趋于消失”的明显现象。因为不了解Posner实验的操作过程及具体数据，因此可能本实验与其还是有很大出入的。在音同形同和音同形异两种情况下，被试的反

14、应时间随着间隔时间的增加而 减少，音异形异情况下，被试的反应时斜率比较如下：音同形异音同形同音异 形异。即音同形异情况下反应时减少的速度比音同形同快， 音同形同减少的速度 又比音异形异快。 假设间隔时间继续增大， 被试正确反应时继续减小， 若按此斜 率继续就会出现： 1）音同形异和音同形同情况下的正确反应时趋向于越来越接 近，最后无明显差别，这样就可以得到 Posner 实验的结果，“等同辨认的优势 趋于消失”，即说明，视觉编码起的作用越来越小。 2）而音异形异与音同形异 的差别会越来越大， 则说明听觉编码起的作用越来越大直到视觉编码完全消失后 便不再增大。但本实验只有 3个间隔时间组，且斜率值较小， 影响因素较多，也 许视觉编码到听觉编码的转变可能是某段间隔时间内的突变， 这种趋势只是暂时 的。不论哪种猜测都需多分几个间隔时间， 时长在 1分钟以内， 观察实验结果是 否与预测相符。4.2. 实验 的改进 本实验可能会出现练习效应，对实验结果造成影响。且又因为有个体差异， 因此若要拓展实验， 可以选择相同群体的被试， 增加被试数量， 控制实验时间再 进行实验。五 .结论5.1. （1） 被试在不同情况下的反应时相差较大，反应时长短的顺序如下：音异形异音同形异 音