短时记忆的编码(共9页)

1、短时记忆的编码(bin m)上海师范大学2012级应用(yngyng)心理系摘要(zhiyo) 本实验采用反应时相减法来研究短时记忆的编码。掌握反应时测量技术在认知研究中的应用，并探讨了短时记忆的信息编码方式和过程，并对全班12名被试的数据进行分析。得出以下结论（1）在实验材料的作用下的反应时存在显著差异。即不同的实验材料反应时差异显著。（2）时间间隔的作用下反应时存在显著差异，并且随着时间间隔的增加，其反应时平均数减少。（3）在实验材料和时间间隔的交互作用下，反应时差异不显著。这跟Ponser的实验结果是刚好相反的，在思考原因后觉得启动效应可能在其中发挥着作用，这也将在今后的研究中继续去探索

2、其科学性。关键词 反应时相减法；短时记忆；启动效应； 1引言 本实验采用反应时相减法来研究短时记忆的编码。短时记忆（short-term memory）简称STM，是个体对刺激信息进行加工、编码、短暂保持和容量有限的记忆。短时记忆的特点有三点：（1）容量有限。短时记忆的容量又称为记忆广度，指彼此无关事物短暂呈现后能记住的最大数量。美国心理学家 Miller 有关短时记忆容量的研究表明，保持在短时记忆的刺激项目大约为7个，人的短时记忆广度为72个组块。短时记忆广度与识记材料的性质和个体对识记材料的加工程度存在内在联系。 组块能够有效的扩大短时记忆的容量。组块是短时记忆容量的信息单位，指将若干单个

3、刺激联合成有意义、较大信息单位的加工过程，即对刺激信息的再编码。例如,要记住2824714932这样一个电话号码，若把它分成28（局号）、2471（总机号）和4932（分机号）3组,就能减轻记忆的负担，扩大记忆的容量。（2）时间短暂。短时记忆的保持时间在无复述的情况下只有520秒，最长也不超过1分钟。（3）复述的作用。复述是指通过语言重复刚刚识记的材料，以巩固记忆的心理操作过程。在有复述的情况下，保持在短时记忆中的学习材料会向长时记忆转移。实验表明，学习任何材料以后，若使用分心技术干扰复述的进行，短时记忆的遗忘就会迅速发生。1959年，L.R.彼得森和M.J.彼得森夫妇让被试识记三辅音连串后立

4、即对某3位数进行“倒减3”的出声运算，如309-3=306,要求每秒钟减出1个数，以干扰被试的复述。结果发现,间隔6秒,有68%的被试不能回忆,间隔18秒,则有将近90%的被试不能回忆起三辅音连串。B.B.默多克不仅用三辅音连串，还用三词组合作为实验材料，用上述方法做过验，也得到了相同的结果。复述分为保持性复述和精细复述。前者又称简单复述和机械复述。后者又称整合性复述，它使短时记忆中的信息得到进一步加工和组织，使之与个体已有的知识建立联系，从而使信息转入长时记忆中。反应(fnyng)时相减法，它是由唐德斯首先提出(t ch)的，故又称唐德斯减数法（Donders subtractive met

5、hod）。 减数法的反应时实验的逻辑是： 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。减数法的这种逻辑可以通过唐德 斯设计的三种反应时任务来加以说明和验证。在当今涉及快速的信息加工 过程中，例如识别、注意、表象和短时记忆等，常常应用减法反应时实验。这种实验既可用来研究信息加工的某个特定阶段或操作，也可用来研究一系列连续的信息加工阶段，以证明某一心理过程的存在。减数法的应用领域非常(fichng)广泛。相减法的相关实验有两个：（1）证明心理旋转存在的实验.心理旋转（mental rotation）指单凭心

6、理运作（不靠实际操作），将所知觉之对象予以旋转，从而获得正确知觉经验的心理历程。也就是说，当一个知觉对象不是以符合知觉经验的角度呈现时，人们可能是通过内部心理过程把这个对象旋转到符合知觉经验的角度加以辨认。那么怎么证明这个心理旋转到底是否存在呢？20世纪70年代初，库柏（Cooper）和谢波德（1973）用减数法反应时实验证明了心理旋转的存在。研究者设想，如果连续的心理旋转确实存在，那么减数法反应时的逻辑正好可以与之吻合。假设有两个任务，它们之间除了被知觉对象需要心理旋转的角度不同外别无差异，那么两者的反应时之差应当就是心理旋转完成两者间角度差所需的时间。例如，倾斜度0和倾斜度60两种任务中，

7、除了倾斜角度之外其他条件均一样，如果存在心理旋转过程的话，那么应该是第二个任务只比第一个任务多一个从60旋转至0的心理过程，实验者进一步推论：如果发现以上任务的反应时确有差异，而且这种差异和两任务间角度差呈现正比关系，就可以证明心理旋转的确存在。（2）证明短时记忆视觉编码的实验。也就是我们今天会重复的实验。本实验的目的是用反应时相减法测量短时记忆的编码(bin m)过程。2方法(fngf)2.1 被试：上师大心理系本科生12名，视力(shl)均正常2.2仪器与材料2.2.1仪器：计算机及PsyTech心理实验系统2.2.2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（

8、6次）。Aa(6次)、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2.3.1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。2.3.2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

9、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。2.3.3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。2.3.4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(jx)实验，以后在主界面“数据”菜单(ci dn)中查看。3结果(ji gu)3.1全班被试三种

10、情况下的反应时平均数表1 全班被试三种情况下的反应时平均数时间间隔音同形同音同行异音异行异0毫秒 586.33659.75758500毫秒531.5576.92660.52000毫秒512.33522.5544.5总计543.39586.39654.33如表1以实验材料为变量，反应时越来越大。以时间间隔为变量，时间间隔越久反应时越少。3.2 不同时间在不同实验材料的反应时折线图如图1不同(b tn)时间在不同的实验材料的平均(pngjn)反应时随着(su zhe)时间的增加平均反应时越来越少。3.2实验材料与反应时的方差分析表2 方差分析表变异来源平方和自由度均方F组间实验材料225289.4

11、072112644.7049.4*时间间隔362210.3522181105.176 15.11*实验材料 * 时间间隔62008.259415502.0651.294组内1186312.59911982.955总变异40030000108结论：实验材料对反应时的作用显著，时间间隔对反应时的作用显著，但是实验材料和时间间隔的交互作用对反应时的作用不显著，故综合虚无假设成立，无需在进一步计算两组的平均数之间是否存在显著差异。4讨论4.1本实验的自变量和因变量，以及实验材料和时间间隔对反应时的影响。 本实验的自变量是实验材料和时间间隔，因变量是反应时。首先在本实验中自变量实验材料的作用显著，不同的

12、实验材料下的反应时存在着显著的差异，根据Posner等人的实验研究解释，当两个字母同时呈现给被试时，音同形异的字母对所包含的加工过程要多于音同形同的字母对，被试对它们的反应时之差反映了内部编码过程的差别。根据减数法的定义，被试对音异形异字母对的判断过程最为复杂，其次是音同形异的字母对，最后为音同形同的字母对。被试对音同形同的字母对只要进行视觉编码的加工，而对后两者则要加上听觉编码加工的过程，所以反应时会变长。其次(qc)在本实验(shyn)中自变量时间间隔的作用显著(xinzh)，不同的时间间隔下的反应时存在着显著的差异。且随着时间间隔的增加，反应时越来越小，根据Posner的经典结论不完全相

13、同。按照该结论，被试对于音同形同与音同形异这两种刺激的反应时应随时间间隔的增长而增加，同时对两种刺激反应时的差值则逐渐缩小；而本实验则在三类刺激在绝对反应时中体现出的趋势上几乎完全相反，即时间间隔越长，正确反应时反而越少，出现这种想象的原因有很多，也并不意味着原先的理论就一定是正确的，在查阅相关资料，发现有资料显示，启动效应很有可能在其中发挥了作用。启动效应（priming effect）是指由于之前受某一刺激的影响而使得之后对同一刺激的提取和加工变得容易的心理现象。有研究者认为，这是内隐记忆 的体现。例如：如果当给人们呈现一组汉字，假如里面含有”河“这个字，随后让他们写出部首是”氵“的字时，

14、这些人回答”河“的几率会更大。研究发现，如果前后呈现的刺激都是同一种形式，例如都是视觉的图案或都是听觉的声音，启动效应更容易出现。不过，也有情况是发生在不同形式的刺激之间。前后呈现的刺激，不一定是相同的，也可以是相关的。例如是语义上的相关，书和书包（属于同一个类别），猫和熊猫（有共的属性）。这或许是大家猜测的一个原因，真正针对性的研究还有待考察，也不乏是以后研究的一个方向。最后实验材料和时间间隔的交互作用不显著。两者分别对反应时的作用都显著，但是交互作用不显著。4.2为什么在实验中要呈现读音不同的字母对但是在统计结果的时候不用 如果只有读音相同的字母，字形不同的话，那就只能是简单反应时了，但是

15、如果加入读音不同的字母，就变成了辨别反应时。简单反应时又称为A反应时，是指给被试呈现单一刺激，同时要求他们只作单一的反应，这时刺激反应之间的时间间隔就是反应时。比如说，短跑运动员在听到发令枪响后立即起跑，这一事件就可以作为一个简单反应时任务。这种反应之所以称之为简单反应，是因为特定的刺激与特定的反应间的联系十分明确。而辨别反应时是指当呈现两个或两个以上的刺激时，要求被试对某一特定的刺激作出反应，对其它刺激不做反应，被试在刺激呈现到做出辨别反应的这段时间，就是被试的辨别反应时，又称为C反应时。4.3短时记忆的编码方式本实验最核心的问题(wnt)上就是短时记忆的编码。在查阅相关文献后以及根据实验结

16、果进一步理解后作出以下几点总结。短时记忆编码方式有听觉(tngju)( 声音(shngyn) 编码、视觉( 形状) 编码和语义编码听觉编码，除了有Posner. M. I( 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。Conrad( 1964) 的实验为短时记忆的听觉编码也提供了有力的证据。他把B、C、P、T 、V 这五个音近字母, 和另外五个音近字母F、M、N、S、X, 随时混合, 逐个用速示器呈现, 每个呈现0. 75 秒, 然后要求被试按原来呈现次序把各字母默写出来, 记不清时允许猜写。实验结果表明: 各字母尽管是以视觉方式呈现的, 但记忆中的混淆次数,

17、 将近80% 发生在音近字母之间。实验继续下去, 则进一步发现, 各字母之间混淆的次数分配在视觉呈现和听觉呈现两种条件下相当一致, 等级相关达0. 64, 因而证明短时记忆的编码是以语音听觉占优热的。 9 Conrad 认为短时记忆错误的产生是以听觉特征而不是以视觉特征为基础的。即使是视觉呈现的刺激材料, 进入短时记忆时发生了形-音转换, 其编码仍具有听觉性质。 视觉编码，Conrad( 1964) 的实验有两点值得考虑: 一是认为短时记忆听觉编码的存在是以听觉混淆为证据的, 而听觉混淆现象也可能是内部言语运动或发音的混淆所致, 二是Conrad 的实验材料是有利于声音编码的英文字母, 因而其

18、短时记忆听觉编码的普遍性受到怀疑。而Posner( 1969) 的实验也可以说明短时记忆的编码有视觉和听觉编码两个连续阶段, 至少在部分时间里, 信息在短时记忆中是以视觉编码的。莫雷( 1986) 的实验证明了汉字的短时记忆是以形状编码(bin m)为主。实验者设计了三种类型汉字:第一类型(lixng)汉字字型较复杂, 字义(z y)较常用, 设想是相对有利于意义编码而不利于形状编码; 第二类型汉字字形较简单, 但字义较不常用, 设想是相对有利于形状编码而不利于意义编码; 第三类型汉字则形状较复杂字义较不常用, 设想有利于声音编码。实验用信号检测论法研究, 结果表明, 从总的来看, 各类型汉字

19、的再认都是形状噪音产生的干扰作用最大, 据此推论, 汉字的短时记忆主要采取形状编码。刘爱伦等( 1989) 的研究表明, 视觉呈现方式下对汉字的回忆成绩明显优于听觉呈现方式下的回忆成绩, 并且从听觉呈现转换成视觉呈现是, 出现明显的前摄抑制释放。这意味着汉字短时记忆确实存在视觉编码。王乃治( 1993) 通过对听力正常人与聋人短时记忆的比较研究, 结果显示, 从两组被试对不同编码维量被强化的相似性字表的短时记忆的比较研究, 结果显示, 从两组被试对不同编码维量被强化的相似性定表的短时记忆获得最上看, 都显示出形义两给编码量在短时记忆加工过程中的作用最强, 而音码的作用相对比较弱。其实一些研究( 郑涌, 1991; 彭聃龄等人,1985, 1986) 也都证明在短时记忆编码过程中视觉编码的存在。语义编码，早期研究认为语义编码是长时记忆的本质特征, 但随研究的深入, 人们发现短时记忆也有语义编码。Wickens( 1970, 1972) 采用前摄抑制设计,若前后识记材料有意义联系时( 字母- 字母) , 表现出前摄抑制的作用, 而前后识记材料失去意义联系时( 字母- 数字) , 则出现前摄抑制的释放。Wickens 还用了各种不同范畴刺激进行实验, 如字母P数字、分类词、感觉印象词以及阴性P阳性名词, 都获得类似的结果。 14 这表