黑红数字测验在训练中的应用

黑红数字测验在训练中的应用

随着高科技在军事领域的应用和普及，军事人员的体力负荷越来越轻，他们的体力负荷越来越大。因此，对大脑负荷的研究自然成为现代军事心理学的研究热点之一。睡眠剥夺和高应激是现代战争中普遍存在的现象,而这二者均会引起军事人员的脑力疲劳,导致他们的工作效率下降,产生错、忘、漏动作,精神状态恶化,甚至造成严重事故。外军极为重视睡眠剥夺和高应激对军事人员认知能力的不良影响及其防护措施的研究,而我国这方面的研究还较少。大量研究表明脑力疲劳对人体认知功能的影响是全方位的,而注意是受到损害最严重的心理品质之一。鉴于注意在认知功能中的重要地位,我教研室特设计了用于评定睡眠剥夺条件下注意能力变化的计算机软件“黑红数字测验”。由于实际的睡眠剥夺实验中,需要运用该测验对被试进行多次测量,为了避免练习效应所导致的自变量混淆,需要在正式测验前进行过度练习,直到练习成绩稳定为止。该测验共包括6个分测验,难度各异。为了在实际测验中节省实验资源,合理安排实验时间,就必须确定出每个分测验所需的最少练习遍数。对象和方法一、年龄、体重、体重军医大学本科学员4名,外加1名研究生,均为男性,健康,年龄19～24岁,体重(62.3±5.57)kg,身高(169.88±3.44)cm。均为右利手,视、听力正常,平时起居规律。二、实验综合结果测验分为两部分:一部分是黑红数字基线测验,一部分是黑红数字实际测验。基线测验的任务规则是当计算机屏幕上有按钮高亮显示时,被试直接用鼠标点击它。如:高亮显示按钮的数字为红3,被试的任务就是直接点击数字盘上的红3;如果高亮显示按钮的数字为黑2,被试的任务就是直接点击数字盘上的黑2。实际测验的任务规则是当计算机屏幕上有按钮高亮显示时,被试用鼠标点击与其颜色相反但数字相同的按钮。如:高亮显示按钮的数字为红3,被试的任务就是在数字盘上寻找黑3并点击它;如果高亮显示按钮的数字为黑2,被试的任务就是在数字盘上找到红2并点击它。基线测验和实际测验各有3种难度,难度大小依数字盘的大小而定。最小的数字盘为4×4,共有16个数字,其中红、黑数字各有8个,其值均分别为1～8。居中的数字盘为6×6,共有36个数字,其中红、黑数字各有16个,其值均分别为1～16。最大的数字盘为8×8,共有64个数字,其中红、黑数字各有32个,其值均分别为1～32。在每种难度上被试的反应次数均为30。基线测验中,数字盘的数字位置在每1次试验中都是随机变化的。如果被试在2s内做出点击反应,数字盘中的数字立即刷新,并有一个按钮高亮显示,要求被试进行反应。如果被试在2s内没有做出点击反应,数字盘中的数字位置也会刷新,并也有一个按钮高亮显示,要求被试进行反应。实验结果以反应时为评定指标,即记录从按钮高亮显示到被试做出点击反应之间的时间间隔。实际测验中,数字盘的数字位置在每1次试验中也全是随机变化的。如果被试在一定时间间隔内做出点击反应,数字盘中的数字立即刷新,并有一个按钮高亮显示,要求被试进行反应。如果被试在该时间间隔内没有做出点击反应,数字盘中的数字位置也会刷新,并有一个按钮高亮显示,要求被试进行反应。低等难度测验的时间间隔为3s,中等难度的为4s,高等难度的为6s。实验结果也是记录从按钮高亮显示到被试做出点击反应之间的时间间隔。在基线测验中,假设的信息加工过程为:发现高亮显示的按钮,移动鼠标点击该按钮。在实际测验中,假设的信息加工过程为:①发现高亮显示的按钮;②运用规则求出要点击的按钮;③搜索并找到要点击的按钮;④移动鼠标点击该按钮。实际测验的反应时减去基线测验的反应时后所得的反应时为实际测验中②+③的反应时间之和。又由于实际测验中的运算规则为寻找数字相同,但颜色相反的按钮,故可以假定在每1次试验中,②的时间是恒定不变的,因此,可进一步假定实际测验中②+③反应时间之和的变异均为由③所造成的。三、正式训练阶段实验前集中对被试进行培训,向其讲明实验步骤及操作方法,并由每名被试亲自操作1遍,熟悉实验的全过程。待全部被试学会操作方法后,开始正式训练。训练的具体的时间全部安排在每天的上午8:30～11:30,下午2:30～5:30和晚上7:30～9:30。在正式训练时,被试先做基线测验,再做实际测验。在基线测验中,按照由易到难的顺序,被试所做测验的顺序依次为4×4,6×6和8×8。在实际测验中,也是按照由易到难的顺序,其所做测验的顺序依次为4×4,6×6和8×8。在每1时间点上均按此顺序做2遍。四、数据计数实验结果采用SPSS10.0Excel2000进行统计分析。实际数据处理在分析数据时发现有1名本科学员的练习曲线显著异于他人,事后访谈得知该被试因感实验单调乏味,没有认真配合,故剔除该被试数据,实际统计数据共有4人。此外,在实际分析的数据当中,还存在被试多做、错做和漏做的情况。多做的数据保留,错做的数据剔除。故整理后的数据,4名被试在基线测验和实际测验的每种难度上的练习遍数并不完全相同。去除测验中错做和漏做的数据后,对各个分测验的击中率进行统计,结果如表1所示:一、被试基本情况在三种难度水平上,分别对4名被试的练习成绩以练习遍数为自变量,每遍练习的击中反应平均反应时为因变量,进行One-WayANOVA分析,结果除第4名被试在中等、高等难度水平上练习成绩前后比较未达显著性水平外(F16,487=1.53,P>0.05;F17,509=1.31,P>0.05),其余均达显著性水平。4名被试的最佳成绩和需要的练习遍数如表2所示。对4名被试的练习成绩分别用LSD法进行均值比较检验,结果发现:①低等难度上,4名被试第1次出现练习成绩与最佳成绩差异不显著的练习遍数分别为第5遍,第6遍,第2遍和第8遍;②中等难度上,前3名被试,其第1次出现练习成绩与最佳成绩差异不显著的练习遍数分别为第5遍,第10遍,第7遍;③高等难度上,前3名被试,其第1次出现练习成绩与最好成绩差异不显著的练习遍数分别为第5遍,第8遍,第5遍。二、名被试的练习成绩在3种难度水平上,分别对4名被试的练习成绩以练习遍数为自变量,每遍练习的击中反应平均反应时为因变量,进行One-WayANOVA分析,结果发现:①低等难度水平,4名被试练习成绩前后比较均达显著性水平(F16,448=2.61,P<0.01;F17,485=3.79,P<0.001;F16,469=2.46,P<0.01;F13,397=1.86,P<0.05);②中等难度水平,4名被试练习成绩前后比较均未达显著性水平(F16,403=0.96,P>0.05;F16,450=1.25,P>0.05;F16,443=1.03,P>0.05;F13,369=1.33,P>0.05);③高等难度水平,结果除第4名被试外(F14,370=1.79,P<0.05),其余3名均未达显著性水平(F17,421=1.09,P>0.05;F16,400=1.25,P>0.05;F17,460=1.16,P>0.05)。4名被试的最佳成绩和需要的练习遍数如表3所示。对4名被试的练习成绩分别用LSD法进行均值比较检验,结果发现只有在低等难度上,4名被试在练习过程中才存在前面的练习成绩与最佳成绩差异不显著的情况,其余两种难度水平均无。在低等难度水平上,第1次出现练习成绩与最佳成绩差异不显著的练习遍数分别为:第8遍,第12遍,第4遍,第2遍。被试练习成绩的总体情况分析黑红数字测验是为评定注意能力而专门设计的认知功能测验,从数据的统计结果来看,没有一名被试的练习曲线是光滑下降的,说明影响被试每遍训练成绩变化的因素不仅仅是练习效应。根据分析除练习效应外,其他的影响因素可能还有(1)实验前被试的计算机操作水平;(2)被试做测验时的精神状态;(3)被试做测验时的动机水平。从六个分测验的练习成绩来看,被试Ⅲ、Ⅳ的成绩明显好于被试Ⅰ、Ⅱ。尤其是在前四个分测验中,被试Ⅲ、Ⅳ仅用了很少几遍的练习,成绩就变得趋于稳定;从整体上看,练习曲线几乎是平行于横坐标轴。而被试Ⅰ、Ⅱ则不然,在前四个分测验上存在有明显的练习效应,即随着练习遍数的增加,成绩不断地改善。实验后对被试进行访谈,得知被试Ⅲ是一名计算机爱好者,被试Ⅳ是一名研究生,接触计算机较多,两名被试对计算机的操作均相当熟练。被试Ⅰ、Ⅱ虽具有一定的计算机知识,但平时动手操作的机会很少。因此,从被试实验前的计算机操作水平来看,被试Ⅲ、Ⅳ明显优于被试Ⅰ、Ⅱ。反映到练习成绩上,则呈现出上述趋势。从统计结果来看,分测验五、六中练习效应的影响没有达到显著性水平。分测验五中,对四名被试的练习成绩进行F检验,均未达到显著性水平;分测验六中,对四名被试的练习成绩进行F检验,除一名被试外,其余均未达显著性水平,即使那名达到显著性水平的被试,察看P值,也非常接近0.05。基线测验的心理过程为①+④(详见图1),所涉及的主要是被试的手眼协调能力,具体来讲,就是被试操作鼠标的熟练程度;而实际测验除此之外,还要包括心理过程③,换言之,即还要包括被试用眼睛搜索反应项的搜索能力。对被试而言,如果其不经常接触计算机,操纵鼠标的手眼协调能力是有相当大的提高空间的,而用眼睛搜索目标的能力则是人在长期的成长过程中所形成的一种高度自动化的能力,通过练习进行改进的空间几乎趋近于零。因此基线测验中,练习成绩前后比较达到了显著性水平,而实际测验中的中,高等难度,由于测验成绩的变异来源是以眼睛的搜索能力为主,手眼协调能力为辅,所以,测验成绩前后比较没有达到显著性水平。但对于实际测验的低等难度,由于测验中数字盘过小,练习成绩的变异来源则仍是以手眼协调能力为主,以眼睛的搜索能力为辅,故低等难度实际测验的测验成绩前后比较同样也达到了显著性水平。由于练习改善的主要是被试的手眼协调能力,所以存在练习效应的测验主要是指前四个分测验。若以被试Ⅰ、Ⅱ的练习成绩变化(代表一般的并不经常接触计算机的年青人)来看,要使被试达到过度学习状态,建议练习的遍数为:16遍或16遍以上。从前四个分测验来看,在16遍的练习中被试都会出现一次最好成绩,而最好成绩所代表的恰恰是被试在精神状态,动机水平均处于最佳水平时,练习效应最大化的表现。需要指出的是,由于本研究中的被试数较少,其结果的代表性还有待进一步验证。但就达到过度学习所需的练习遍数而言,建议的练习遍数不是采用第一次出现与最好成绩差异不显著时的练习遍数,而是采用最好成绩出现时的练习遍数,应该说是一个相当保守的估计。对于后两个分测验,尽管练习成绩前后比较差异并没有达到显著性