第四章记忆结构

第四章记忆结构教育科学与技术学院王菲

《认知心理学》2/6/20231本章主要内容第一节两种记忆说第二节感觉记忆第三节记忆信息三级加工模型第四节加工水平说2/6/20232

什么是记忆（Memory)记忆是在头脑中积累和保存个体经验的心理过程。信息加工的术语：记忆是人脑对外界输入的信息进行编码、存储和提取的过程。回忆:2/6/20233

编码、储存和提取编码（encoding）是对外界信息进行形式转换,以便更好储存和提取的过程,即信息的获取。经过编码所产生的具体的信息形式称为代码（Code)。

2/6/20234``存储（storage）是把感知过的事物、体验过的情感等，以一定的形式保持在人们的头脑中。提取(retrieval)是指从记忆中查找已有信息的过程，是记忆过程的最后一个阶段，体现记忆的好坏。2/6/20235表4.1用于测量记忆的任务类型2/6/20236记忆研究历程1、长时记忆(LTM)研究，Ebbinghaus的方向；2、短时记忆(STM)研究，二战后；3、两种记忆说（长时记忆、短时记忆）；4、感觉记忆（SM）。2/6/20237

第一节两种记忆说

两种记忆说认为，记忆不是单一（长时记忆）的，存在着长时记忆和短时记忆两种记忆，它们彼此独立而又互相联系，形成一个统一的记忆系统。

两种记忆说的核心是承认在长时记忆以外还存在着短时记忆。2/6/20238初级记忆次级记忆遗忘刺激复述图4.1两种记忆系统模型(Waugh&Norman,1965)2/6/20239短时记忆存在的依据目前有很多证据说明短时记忆存在的真实性，这些依据来自以下几个方面：

1、临床和动物实验

◆脑损伤患者的临床表现

◆动物海马回摘除实验和电击实验

2/6/2023102、自由回忆实验

实验方法：先给被试按一定顺序相继呈现若干个音节、字词或其他项目，然后要求被试尽量回忆出已学习过的东西，但不必按照原先呈现的顺序来回忆。把回忆结果以项目呈现顺序为横坐标，以正确回忆率为纵坐标作图，得到系列位置曲线。2/6/202311

识记材料的系列位置

活动：

下面给您呈现一些词语，看后请自由回忆。

2/6/202312

宗教2/6/202313

文盲2/6/202314

颁布2/6/202315

特征2/6/202316

事物2/6/202317

趋势

2/6/202318

适应2/6/202319

重视

2/6/202320

政策2/6/202321

身份2/6/202322系列位置曲线（theserialpositioncurve）。系列位置曲线可以分为3个部分：近因效应（recentyeffect）首因效应（primaryeffect）渐进线（asymptote）图4.22/6/202323实验研究根据两种记忆说所做的两种预测：(1)若增加每个刺激的呈现时间，就会增加复述的时间，使更多信息进入长时记忆，但不会对短时记忆产生影响；(2)若进行延缓回忆并防止复述，将损害短时记忆，但不会影响长时记忆。2/6/202324图4.3单词在字表中的位置2/6/202325评价优：1）在科学实验的基础上，提出了记忆结构的问题，引出大量新的研究课题和实验研究，推动技艺和其他相关领域研究的开展；2）有力的促进了信息加工观点在心理学中贯彻；3）短时记忆是信息论、计算机科学等新兴学科的影响进入心理学的一个重要的窗口。2/6/202326局限：（1）来自加工水平学说的抨击，如：（2）短时记忆有限容量的性质未得到说明；（3）短时记忆和长时记忆的信息编码也不像初期所想象的那样不同；（4）从遗忘的特征也很难区分不同的记忆结构。

2/6/202327

第二节感觉记忆在人们对心理现象的关注中，感觉滞留现象早已为心理学所确认。但感觉记忆却是在认知心理学兴起之后才被提出来的。很显然，这是对短时记忆研究深化的结果。感觉记忆的信息虽然持续的时间极为短暂，但它在刺激作用以外，为进一步的加工提供额外的、更多的时间可能，对知觉活动本身和其他高级认知活动均有重要意义。2/6/202328目前关于感觉记忆的研究主要在听觉和视觉通道上进行。视觉的感觉记忆被称为图像记忆(IconicMemory)，听觉的感觉记忆被称为声象记忆(EchoicMemory)。

2/6/202329一、图像记忆（iconicmemory）当作用于视觉器官的图像刺激迅速移去后，图像随即在视觉记录器中被登记，并保留一瞬间。最常见的感觉记忆形式，是感觉记忆的主要编码形式之一。美国学者乔治.斯波林（Sperling，1960）首先用实验法证实了视觉器官的这种编码能力。2/6/202330(一)早期研究记忆保持量的实验方法：整体报告法

程序：用速示器短时间（50ms）同时呈现数目不等的数字或字母，然后立即要求被试尽可能多地再现。结果：当呈现的数字或字母数目在4-5个之间，被试可以全部正确地报告出来；当数字或字母增加到5个以上时，被试的报告开始出现错误，正确报告的数字或字母平均为4-5个。2/6/202331感觉记忆实验卡片2/6/202332

(二)部分报告法（partial-reportprocedure）Sperling（1960）实验方法字母卡片：12个字母，分成三行，每行4个字母；一、二、三排字母分别对应高、中、低的短音。程序（实验一）：卡片呈现（50ms）立即给出短音信号（高、中、低音随机出现）被试根据声音信号，报告相应一排字母。

XMRJ

高音CNKP

中音VFLB

低音2/6/202333结果：准确报告所要求的任何一行字母中的3个推论：看到的字母为9个，即图像记忆的广度为9个以上。存在一种感觉记忆，它具有相当大的容量，但是保持时间十分短暂。2/6/202334（三）图像记忆的特性

1．方法：在部分报告法的实验中，应用延缓回忆，在刺激卡片与声音信号之间插人不同的时距，来研究感觉记忆的时间特性。

2．Sperling(1960)曾经在一个实验中应用4行字母，每行4个，共16个字母，并且系统地改变这种时距。应用的时距为0.1,0.15,0.30,0.50和1s，所得结果见下图。

2/6/202335图4.42/6/202336

从图中可知，即时呈现声音信号的回忆率为80％(12×80%=9.6);当声音信号延迟0.15s呈现，回忆率就从左右下降到约75％，(12×75%=9);延迟0.30s，则下降到约55%(12×55%=6.6)；延迟超过0.50s，回忆率就与全部报告法的成绩相同。2/6/202337Sperling(1960)的实验结果表明在人的认知系统中，确实存在着感觉登记，即感觉记忆，它能够有效地保留由感觉通道输入的刺激信息。另外，尽管感觉登记的刺激信息量比较大，但是，能够将刺激信息保留在脑中的时间却十分有限和短暂。见图：部分报告法与全部报告法的比较2/6/202338图4.5部分报告法与全部报告法的比较2/6/202339所有进入感觉登记中的刺激信息，由于受到人注意的认知资源有限性的制约，那些没有被注意的刺激信息很快就会消失殆尽。2/6/202340

（1）方法：在实验中相继给被试看两组点子，分别来看，这两组点子是随机点图，但它们重叠起来就会构成VOH3个字母（见图4-6中A、B、C）。

3．Erikson和Collins（1967）有关视觉感觉记忆的作用时间的实验图4.6视觉感觉记忆实验用的点模式2/6/202341（2）实验假设：如果被试能从先后呈现的两组点子中，看出上述3个字母，那么这说明先呈现的那组点图像仍保留在感觉记忆中，可以与后呈现的一组点子相整合，否则就说明先前的感觉信息消失了。改变先后呈现两组点子的时距(0-500ms之间加以变化)，根据确认3个字母的情况，就可以揭示视觉感觉记忆的作用时间。2/6/202342

（3）结果（图4-7）：图4.7不同时距对确认字母的影响

Erikson和Collins,19672/6/202343被试看出3个字母的概率随着时距增加而逐渐下降，当时距为100ms，则下降到50％左右，而时距为300ms则降到40%以卞、这些结果与Sperllng的实验结果在总的趋势上还是一致的，同样也揭示了视觉感觉记忆的时间特性。更有意义的是它们表明在感觉记忆中还可进行像信息整合这样的加工。它不是有意进行的，不受人的控制。2/6/202344

这个技术与Sperling的有两点不同：一是不用声音信号作为回忆线索，而用条形标记；二是每次只报告一个字母，不报告一行字母。

实验时先呈现字母卡片，然后立即或经过一定时距呈现一张白卡片带有一个条形标记，条形就打在原来字母卡片中某个字母的位置上，条形标记在什么位置，被试就要报告该位置上的字母。该实验的结果与Sperling是一致的，视觉感觉记忆的作用时间约为250ms。

4．Averbach（艾弗巴赫）和Coriell（柯里尔）(1961)发展出一个类似部分报告法的技术。2/6/202345

当应用的不是条形标记而是圆形，并在字母卡片呈现完毕后立即将圆形标记呈现在原先某个字母位置上，显得可将该字母圈起来，其余与条形标记实验相同，则被试只能觉察到圆形标记，而报告不出所要的圆形内的字母。在感觉记忆中，被圆形圈起来的字母好像被“洗掉”了。这个现象被称为“逆向掩蔽”，后面呈现的圆形对前面的字母图像产生了掩蔽作用。

5．“逆向掩蔽”(BackwardMasking）2/6/202346小结

1．视觉感觉记忆可将感觉信息存贮几百毫秒，保持感觉信息的原有的直接编码形式，具有鲜明的形象性，其容量至少为9个项目或更多。

2/6/2023472．由于方法的限制，目前还不能确定视觉感觉记忆的上限。因为（1）如果应用声音线索，那么增加字母行数，就需相应地增加声音信号数目，这样就使声音信号的加工变得复杂起来，需要更多的时间和操作，从而对字母的保持产生不利的影响。（2）如果应用视觉条形线索，虽然这不会增加回忆线索的数目，但字母数目增多势必要增加字母位置区分的难度，同样会对感觉记忆不利。（3）存在着输出干扰，先提取的信息对后面信息的提取可有干扰作用。2/6/202348二、声象记忆1.Moray等（1965）的实验研究设计一个“四耳人”实验——把4个扬声器放在一间屋里的4个角的位置，让被试处在当中的位置，使他可以同时从4个不同声源听到声音并能区分出声源，犹如人长了4个耳朵。2/6/202349Moray等（1965）的实验研究2/6/202350Moray采用全部报告法和部分报告法，结果：部分报告法的回忆成绩要优于全部报告法。与斯波林的视觉信息登记的实验结果相同,证实了听觉系统也存在着感觉信息的登记.图4.8莫瑞等人的听觉信息登记实验2/6/2023512.Darwin等“三耳人”实验。达尔文(C.JDarwin)等人在1972年进行了更接近于波斯林的听觉信息登记实验。他们的实验装置如图图4.9达尔文(C.JDarwin)等人的实验装置2/6/202352

给被试的双耳带上立体声耳机，通过每只耳机双声道，同时给双耳分别呈现两个刺激（字母、数字）。如，给左耳呈现“B”和“8”，同时给右耳呈现“F”和“8”，这时双耳共同的刺激是“8”。所有项目呈现的时间均为1S2/6/202353“三耳人”实验的刺激举例2/6/202354刺激的呈现呈现刺激项目的时间为1s。实验采用全部和部分报告法。在刺激项目出现后的0-4秒内报告。应用部分报告法是在被试前面屏幕上的左、中、右部分可打出一个光条，指示被试报告从相应信息源来的信息。视觉线索与刺激的时距为0、1、2和4s。2/6/202355实验结果部分报告法图4.10声像记忆的实验结果2/6/202356结果显示部分报告的成绩要优于全部报告的成绩，在延迟为0秒的时候，部分报告的正确率为55%左右，9个项目中可以报告出9.45个,而全部报告只有4.2个。但是部分报告的正确率则随着指示信号延迟的增长而逐渐下降，如果指示信号延迟到5秒时，部分报告的成绩就会大约与全部报告的成绩相等，这与视觉感觉登记的研究结果一致。2/6/202357小结：感觉记忆的特点编码：鲜明的形象性不同的感觉通道，不同的感觉登记外界信息以感觉痕迹的形式被登记，完全依据其物理特性编码，并按感知的顺序被登记。保持：时间极短，容量较大；具体的保持时间和容量由感受器的解剖生理特点所决定。时间极短：但在外界刺激的直接作用消失之后，它为进一步的信息加工提供了可能性。容量较大：信息的存储量大于可被利用的信息量；大部分信息因为来不及加工而迅速消退，只有一部分由于注意而得到进一步加工，并进入短时记忆。向短时记忆的转换或衰变取决于注意

2/6/202358

第三节记忆信息三级加工模型1.基本观点由单一的长时记忆到短时记忆，再到感觉记忆，随着研究的深入，人们开始思考记忆类型之间的关系，以及在几种类型之间信息的变化过程。

Atkinson和Shiffrin吸收了两种记忆说的思想，建立了一个多贮存记忆系统模型（如下图）。

2/6/202359AVL单元:听觉(acoustic)言语(verbal)语言(linguistic)一Atkinson-Shiffrin记忆系统模型（1968）图4.11Atkinson-Shiffrin记忆系统模型（1968）2/6/202360

2．模型结构与功能

（1）感觉登记：外部信息最先输入感觉登记，并按感觉道分为视觉的、听觉的等等，有的很快就会消失，有的受到人的注意和扫描能够进入短时记忆。

（2）短时贮存：信息进入短时贮存进行变换和编码，在没有复述条件下，可保持15-30s。短时贮存具有两个功能:A．作为感觉登记和长时记忆之间的复述缓冲器。B．作为信息进入长时贮存的加工器。

（3）长时贮存：这是一个真正的信息库，信息保存相对地说是永久性的，但也会因消退、干扰或强度减弱而不能被提取。当长时贮存的信息被提取出来的时候，就转入短时贮存了。2/6/202361

3．对记忆信息流程的控制思想（突出特点）（1）人对感觉登记中短暂贮存的信息进行扫描，得到选择的那些信息经过识别而进入短时贮存缓冲器，并且信息的数量可受到一定的调节。（2）信息在短时贮存缓冲器中，可能不被复述而被新信息排除缓冲器；也可能依据长时贮存中的信息而进行归类、编码等加工；也可能对信息进行复述而进入长时贮存都体现出人的控制。2/6/202362（3）长时贮存中的信息可以通过各种方法得以保存，并根据需要而被提取到短时贮存缓冲器中得到加工，这也体现出人的控制。Atkinson-Shiffrin的一个核心思想是对进出短时贮存的信息流程施加某种有意识的或无意识的控制。

2/6/2023632/6/202364二、模型的扩展

Shiffrin和Atkinson（1969）对他们提出的记忆系统的模型曾加以扩充。特别是对控制过程作了较多的扩展，扩展的模型如图所示。

从图中可以看出，记忆系统的模型主体仍由感觉记忆(感觉登记)、短时记忆(短时贮存)和长时记忆(长时贮存)三部分构成，所不同的是，他们加入了控制过程这一内容，认为控制过程对三种贮存过程都起作用。

该模型还有一个值得关注的要点就是它对长时记忆信息的认识。模型认为长时记忆中的信息是不会消失的，其信息是不消退的自寻地址库。

2/6/2023652/6/202366三、典型的记忆信息三级加工模型2/6/202367

1．关于复述的新观点：机械地默默地复诵识记项目并不足以使短时记忆信息转人长时记忆，一种新的观点是将复述分为简单的复述和精细的复述。

（1）简单的复述即以前所说的复述，它有助于项目在短时记忆中保持，即如复述缓冲器，现又称保持性复述。

（2）精细的复述是将要复述的材料加以组织，将它与其他信息联系起来，在更深的层次上进行加工，这种复述又称为整合性复述。2/6/202368

2．关于工作记忆：它强调短时记忆的内容随当前完成任务的要求而变化，以及重视将信息从长时记忆提取到短时记忆中来进行加工。从记忆结构的角度来看，工作记忆并没有改变其短时记忆的实质，仍然能为记忆信息三级加工模型所容纳。2/6/202369

3．对记忆信息三级加工模型的两种理解

（1）一种理解就是这个模型的原来的含义，它强调3种记忆结构是独立的，它们构成3个加工阶段，如Shiffrin和Atkinson的观点。

（2）另一种理解则不着眼于独立的记忆结构，而侧重3个加工阶段，从过程上来看记忆信息三级加工模型。虽然这后一种理解多少离开了记忆信息三级加工模型的本义，但它在避开了记忆结构问题后，仍能在一定程度上把握记忆信息加工过程。2/6/2023703、对记忆信息三级加工模型的评价

优：（1）对所涉及的结构与过程给予了系统地解释；（2）对三种记忆贮存所作的区分是有意义的；保持时间，贮存容量，遗忘机制，脑损伤效应）（3）许多当代记忆理论家都采用此模型作为他们理论的基础。2/6/202371局限性（1）以两种记忆说为核心，受到加工水平学说的抨击；（2）过于简单化（；在解释长时记忆时也过于简单）；（3）短时贮存在感觉贮存和长时贮存之间充当门槛的作用，这一说法不科学；（4）从短时贮存转移到长时贮存主要是通过复述实现的，也不科学；

一般而言，此理论因过分强调记忆的结构特征而忽视记忆过程而备受批评。2/6/2023725.对记忆多重存储模型的质疑连续分心实验范式中的近因效应；非常短暂项目呈现过程中的系列位置效应。2/6/202373对记忆多重存储模型的质疑右图为三种条件下的系列位置效应：立即自由回忆、延迟回忆和连续分心实验条件。连续分心实验条件（continuousdistraction）：每个项目之间有12秒的分心任务，系列最后一个项目呈现完毕进行20秒的分心任务。结果：立即自由回忆产生了典型的系列位置曲线，延迟自由回忆消除了近因效应，而连续分心实验表现出典型的系列位置曲线。图4.132/6/202374对记忆多重存储模型的质疑Neath等人（1996）从可区分性原则（distinctiveness）研究了大约1s或0.5s时间内的系列位置效应。可区分性原则通俗地称为电线杆理论。实验：每个单词呈现50ms，掩蔽10ms，空白50ms，然后是下一个单词。最后一个单词呈现完毕立即让被试进行自由回忆，假定最后一个单词呈现完毕到开始回忆的时间为50ms。这样，全部呈现这5个单词共需550ms。图4.142/6/202375第四节加工水平说（Craik和Lockhart,1972）一、加工水平

（一）基本观点：作用于人的刺激要经受一系列不同水平的分析，从表浅的感觉分析开始到较深的、较复杂的、抽象的和语义的分析。

感觉分析涉及刺激的物理特性，较深分析涉及模式识别和意义提取，加工深度愈深，则有愈多的认知和语义加工。一个刺激的加工深度依赖于刺激的性质、加工的时间和加工的任务等。2/6/202376

尤为重要的是加工水平说认为，记忆痕迹是信息加工的副产品，痕迹的持久性是加工深度的直接的函数。那些受到深入分析、参与精细联想和表象的信息产生较强的记忆痕迹和持续较长时间；只受到表浅分析的信息只产生较弱的记忆痕迹和持续较短的时间。2/6/202377（二）实验支持实验1（Craik和Tulving，1975）

实验的典型形式是所谓的不随意学习，即让被试完成一定的任务，不要求他们进行识记，待任务完成后，出乎意料地对他们进行再认或回忆测验。实验的关键在于所安排的任务需要体现不同水平的加工。对字词的结构、语音和语义3种由低到高的不同水平的加工，例如，结构：这个词是大写的吗？语音：这个词与词WEIGHT押韵吗？语义：这个词是否能填入下述句子，“他在街上碰到”记录每次被试作出回答所需的时间（反应潜伏期），利用一些不同的词进行实验，在这些任务完成后，进行事先未宣布的再认测验，所得结果见下页图4-15。2/6/202378

实验结果：（1)加工愈深，所需的时间也愈多，以语义水平的加工需时最多；(2)加工愈深，再认的成绩也愈好，同样以语义水平加工的成绩最好，支持了加工水平说。2/6/202379实验2(Bower和Karlin，1974）照片再认实验

方法：他们给被试呈现一系列人的面孔照片，同时要求他们对每张照片上人的诚实、魅力或性别作出判断，然后进行照片再认测验。

结果：在作了有关诚实、魅力的判断后，再认成绩要高于仅作性别判断的。这提示作为人的品质判定比确认人的性别要求更深的加工，因而也有利于再认。2/6/202380实验3（Rogers,1977）的自我评定实验

方法：每次给被试呈现一个形容词，同时提出一个问题，分别涉及词的结构、语音和语义外，还增加了自我评定一项，即问被试该形容词是否能描述他本人，在被试完成这些作业后进行自由回忆。

结果：回忆成绩按结构、语音和语义作业的顺序而提高，与Craik和Tulving(1975)的结果相一致，更有意义的是进行过自我评定的形容词的回忆成绩最好。显然，自我评定要求比语义更深的加工，从而支持了加工水平说。2/6/202381二、关于复述（一）基本观点

加工水平说认为，记忆效果依赖于加工深度，因此它对两种记忆说和多存贮说所强调的复述作用提出尖锐的批评。复述或简单的复述是一种机械地、默默地复诵识记项目，它被两种记忆说和多存贮说看作信息在短时记忆中保持和转入长时记忆的重要机制。但是，加工水平说认为这种复述并不能导致较好的记忆效果或使信息转入长时记忆。2/6/202382（二）实验支持（Craik和Watkins，1973）

1．方法：给被试呈现一串单词，要求他们记住词表中最后一个以某个字母开头的单词。例如，给被试呈现的词表是daughter，oil，rifle，garden，grain，table，football，anchor，giraffe……，要求被试记住以g字母开头的最后一个单词。在本例中单词garden的复述次数为零，即没有复述，而单词grain的复述为3次。这个插入的单词数量或复述次数是一个重要的实验变量，可系统地加以变化。在给被试呈现几个这样安排的词表后，出乎被试的意料，对他们进行自由回忆测验，要求他们尽量多地回忆刚呈现过的单词，结果见图4-16。2/6/202383

2．实验结果

插入项目数没有对记忆效果产生显著影响。插入项目多即复述次数多的并不比插入项目少的或复述次数少的回忆得更好。这说明信息并不能通过这样机械的复述而转入长时记忆。这个结论与两种记忆说或多存贮说是对立的。加工水平说从加工深度出发，将复述分为保持性复述和精细复述，后者是对项目的深层加工，可使信息转入长时记忆。加工水平说对复述的看法为许多心理学家接受。2/6/202384三、加工一致性

疑问：从图4-15可以发现，在关于语音和语义的问题中作“是”反应的记忆成绩优于作“否”反应的记忆成绩，从加工深度来说，两种反应是一样的，然而为什么会出现两种不同的记忆结果呢？Craik和Tulving(1975)认为，记忆的结果不仅依赖对项目本身的加工，而且也依赖对项目上下文的加工。在上述实验中对语音和语义问题要作出“是”反应的词与问题（上下文）是一致的，它们组成一个整体，一起贮存，因而记忆效果好；而“否”反应的词与问题则不是这样，要分开来贮存，所以记忆效果差。在结构问题中，呈现的词与问题的整合没有意义，因而“是”反应并不优于“否”反应。这样，他们就把项目和上下文的加工一致性引入加工水平说，加工一致性实际上涉及信息表征和贮存的方式。2/6/202385Crack和Tulving，1975的实验

方法：沿用以前的程序，但事先告诉被试要进行测验。这种做法可促使被试对字词进行深入的分析，了解词的意义，即进行语义加工。

结果：在完成关于字词的结构和语音的评定作业后，记忆效果没有得到显著的改善。他们指出，这是由于没有适宜的上下文（问题）的缘故，上下文愈丰富，对于项目的加工就愈精细，也愈不容易与其他项目混淆。如果没有这样的上下文，即使涉