认知心理学实验讲稿

认知心理学实验讲稿

认知心理学实验讲义

实验1减法反应时实验

1实验目的

检测句子与图形不同匹配条件下的辨别反应时

2实验仪器

EP204心理实验台和EPT801速示仪、卡片16张、注视卡片一张

3实验程序

1）主试先将16张卡片随机排列顺序并将卡号记入表中（记录表附后）

2）将主机与附机EPT801速示仪连接好，打开电，按《运行/待机》键。

3）主试根据屏显内容设置：联机模式-一句子图形匹配-一学号-一姓名--A

视场（6秒）-一间隔（5秒）-一测试次数（16）o主试将注视卡片插入B视场，

根据记录表顺序把第一张卡片插入A视场，向被试讲完指导语后按〈确定〉键后，

主机背后的绿色指示灯亮，提示被试可以开始测试。

4）指导语为：这是一个测试辨别反应时地典型实验，实验时你会看到有一个

星形和一个十字组成的图形，另有一句描述它的相对位置的话，图形呈现时，你要

判断该句话是不是符合图形，如符合按〈是（+）〉，不符合按〈否（一）），反

应越快越好。当你按了〈确定〉键后，实验开始。

5）被试见绿灯指示灯亮后，眼睛靠近观察窗口，看注视卡片，并按〈确定〉

键，测试开始，对卡片做是与否反应，直至做满16次，鸣响，黄色指示灯亮，实

验结束。

6）主试打印或查看数据，填入到记录表中，或者进入测试，换被试测试，待

做完5名再一并打印或查看。

注：A、B视场呈现时间可随意设置，结果数据中“是”表示相符合

4结果与分析力

（1）计算图形和句子不同匹配情况被试的平均反应时。

（2）计算不同匹配情况下反应正确的百分数。

5讨论

（1）分析,p个体判断过程经过几个加工阶段

（2）肯定陈述和否定陈述对反应时有什么影响，试分析原因。

附：

记录表

实验顺序（卡号）

1,2,5,.....,16

图形语句情况（符合/不符合）

被试反应

反应时

【附录：实验说明】在认知心理学中，有些心理学家Clark和Chase

（1972）所做的句子-图画匹配实验推崇为减法反应时实验的范例。在这种实验

里，给被试看一个句子和紧接着的一幅图画，如“星形在十字之上，+”，要求被

试尽快地判定，该句子是否真实地说明了图画，作出是或否的反应，记录反应时。

实验应用的介词有“之上”和“之下”，主语有星形和十字，句子的陈述有肯定的

和否定的，共有8个不同的句子。Clark和Chase设想，当句子出现在图画之前

时.，这种句子和图画匹配作业的完成要经过几个加工阶段，并提出了度量一些加工

持续时间的参数。依照他们的看法，第一个阶段是将句子转换为其深层结构，即以

命题来表征句子，而且对“之下”的加工要比对“之上”的加工需时较多（参数

a）,对否定句的加工需时多于肯定句的加工（参数b）；第二个阶段是将图画转

换为命题，并带有前句中所应用的介词即“之上”或“之下”；第三个阶段是将句

子和图画两者的命题表征进行比较，如果两个表征的第一个名词相同，则比较所需

的时间比不同时为少（参数c）,如果两个命题都不含有否定，则比较所需的时间

比任一命题含有否定时为少（参数d）；最后的阶段为作出反应，其所需的时间被

认为是恒定的（参数to）。这样，对句子和图画匹配作业来说，减法反应时实验

就在于将依赖所呈现的句子和图画的诸反应时加以比较。例如，“星形在十字之

下”这个句子真实说明了图画，那么它只有参数a和to；如果“星形在十字之

上”这个句子真实说明了图画，那它就只有参数to；这两个反应时之差就为参数a

的时间。但参数b和d只出现在否定句中，所以无法分别测量。

在研究快速的住信息加式过程如识别、短时记忆时，常应用这种反应时实

验。这个方法最初是荷兰生理学家Donders(1868)提出的，目的是测量包含在复

杂反应中的辨别、选择等心理过程反需要的时间。在这种实验里，通常需要安排两

种不同的反应时作业，其中一种作业包含另一种作业所没有的某个心理过程，即所

要测量的过程，这两种反应时的差即为该过程所需的时间。具体地说，在一个掺应

时实验中，要求被试觉察一个灯光刺激并以右手按键作出反应，这种就测得一个简

单的视觉反应时(RT1)。如果实验安排红绿光刺激，并要求被度看到红光时以右

手按键来反应；而看到绿光时不反应，这样测到的复杂反应时(RT2)要长于前面

的简单反应时(RT1)。这两种反应时作业的区别仅仅在于后者需要将红绿两个色

光刺激区分开来，反以这两个反应的差就是辨别过程所需要的时间，即RT2-RT1=

辨别过程时间。同理，如果实验仍安排红绿两个色光刺激，但要求被试在看到红光

时，以右手按键来反应；而在看到绿光时，以左手按键来反应，这时被不仅要对两

个色光刺激进行激进辨别，而且还要对反应作出选择，将这样测到的复杂反应时

(RT3)减去含有辨别过程的复杂反应时(RT2),就可得到选择过程所需要的时

间，即93-92=选择过程时间。从上述实验可以看出，减法反应时实验起初是用

来确定某个心理过程所需要的时间的，但是反过来看，也可以从两种反应的差数来

判定某个心理过程的存在。认知心理学正是这样来应用减去反应时实验的。

在认知心理学中，减法反应时实验既可用于研究某一个信息加工阶段或操

作，也可用于研究一系列连续的加工阶段。例如，自60年代以来，一般认为人的

自顾不短时记忆信息如字母是以听觉形式表征的，即有听觉编码。但是Posner等

(1969,1970)却表明，这种信息可以有视觉编码。Posner等(1969,1970)用

实验证明了人的短时记忆信息如字母等不单单是以听觉形式表征的，还可以有视觉

编码。在其中一个实验中，给被试并排呈现两个字母，这两个字母可以同时给被试

看，或者插进短暂的时间间隔，让被试指出这两个字母是否相同并按键来反应，记

下反应时。所用的字母对有两种，一种是两个字母的读音和书写都一样，即为同一

个字母(AA)；另一种是两个字母的读音相同而书写不同(Aa)。在这两种情况

下，正确的反应都为“相同”。两个字母如果相继呈现，其时间间隔为0.5s和

1s,或1s和2s等。实验结果发现，在两个字母同时呈现时，AA对的反应时小于

Aa对；随着两个字母的时间间隔增加，AA对的反应时急剧增加，但Aa对的反应时

则没有发生大的变化，并且对AA对和Aa对的反应时的差别也逐渐缩小，当两个字

母呈现的时间间隔达到2s,这个差别就很小了。这意味着AA对的匹配是在视觉编

码的基础上进行的，至少部分如此，而Aa对必须在听觉编码的基础上才能进行匹

配，需要从视觉编码过渡到听觉编码，因此用时也较多。根据这些实验结果

Posner等认为，某些短时记忆信息可以有视觉编码和听觉编码两个连续阶段。

减法反应时实验的逻辑是安排两种反应时作业，其中一个作业包含另一个作

业所没有的一个因素，而在其他方面均相同，从这两个作业的反应时之差来判定与

之相应的加式阶段。这种实验在原则上有一定的合理性，在实践上是可行的。但用

这种实验来研究各种具体的心理过程，特别是在复杂的过程中，区分出不同的加工

阶段，还是存在一些困难的。需要依照不同课题的特点，进行精心设计，以避免或

减少一些困难。

实验2辨别反应时（选做，略）

实验3串行并行加工

1实验目的

检查在辨别复杂刺激时信息加工是串行方式还是并行方式。

2实验仪器

EP204型心理实验台和EPT801速示仪，测试卡片2套共54张，注视卡片1

张。

3实验程序

1）首先将两套卡片混合，按随机顺序排列，并把号码填入记录表中。

2）将主机与附机EPT801连接好，打开电，按《运行/待机》键。

3）主试根据屏显内容设置：联机模式一一串行并行-一学号--姓名--A视

场（0.5秒）-一间隔（10秒）--测试（54次），主试把注视卡片插入B视场，

按记录顺序把第1张卡片插入A视场，按《确定》键，主机背后指示灯亮，提示被

试实验开始。实验中屏幕上的实心三角指着间隔时，主试按记录表顺序插卡片。

4）被试见绿色指示灯后，眼睛靠近观察窗口，看注视卡片，然后手指按附

机上的《确定》键，根据呈现的卡片判断：认为两图形相同的按《是（+）》键，

认为两图形不同的按《否（-）》键。注意相同是指两个图形在大小，形状和颜色

上完全一样，做完54次后鸣响，黄色指示灯亮，测试结束。

5）记录打印或查看数据后，填入记录表。主试选进行测试，更换被试。

4结果与分析力

（1）计算被试正确判断相同（“是”）和不同（“否”）的平均反应时。

（2）比较刺激复杂程度不同时的平均反应时。

5讨论

（1）被试在复杂刺激时采用的是串行还是并行加工？说明得出结论的理由。

（2）复杂刺激的辨别反应时还要受哪些因素影响？

【附录】

1、记录表

表1记录表

实验顺序（卡片号）B2A5A4A8B20A15B9---A27

B27

应作出的正确反应

被试的反应

反应时

2、简介

认知心理学将心理过程看成是一系列连续阶段的信息加工过程，即认为信息

加工方式是系列的或串行的，前一个阶段的加工完成以后，接着是下一个阶段的加

工。这种现代计算机的信息加工方式是否符合人的实际心理学活动，有些心理学家

持怀疑态度。Eysenck（1984）指出，如果坚持这个系列加工方式，那么只能有刺

激驱动的加工即受刺激的性质所影响的加工，而不会有概念驱动加工，即爱过去知

识和经验所影响的加工。但是现在许多心理学家一致认为，人的认知活动既包含前

者，也包含后者，甚至认为这两种加工可能是同时进行的或部分重叠的。这意味着

一些加工阶段可以同时起作用，即存在着平行加工方式。即使不从这两种加工过程

的角度来看，也仍然可以提出平行加工问题，如对多个项目的识别或提取，不过这

里涉及的主要是同一加工阶段的操作，大多具有局部的性质。平行加工方式存在的

可能性是不能否定的，然而认知活动在整体上，仍可保持加工的系列性。许多实验

研究表明，没有前一阶段的加工，后一阶段的加工是无法进行的。如果承认信息加

工系统的能力有限，那么按照一定程序进行系列加工是可以有效地完成作业的。根

据目前的情况，也许可以这样说，人的信息加工在整体上是以系列方式进行的，但

也包含平行加工，实际上则是系列加工上和平行加工的混合。即使如此，认知心理

学的主要论点似乎也不会发生根本变化。

实验4视觉搜索中的非对称性（选做，略）

实验5记忆的加工水平

1实验目的

考察不同加工水平对外显记忆与内隐记忆的影响。

2实验仪器

PSYKEY心理教学系统

3实验程序

（说明：实验报告需要将下面的内容改为正式的有步骤的实验程序）

一共100对单字反义词词对，学习其中的50对。要求记忆的是50对中的一

个字。分三种方式呈现：先呈现注视点，再直接呈现要记忆的字；先呈现要记忆的

单字的反义词，然后呈现要记忆的单字；先呈现要记忆的单字的反义词，然后呈现

问号，让被试想出要记忆的单字。

测验分为2种：再认和辨认，各测一半，即25个。但每种测验会加入25个

新字。即再认任务一共50个单字，辨认也一共是50个单字。

根据被试的编号的奇偶性，分成两种顺序：再认一辨认，辨认一再认。

在辨认中，先将单字在Photoshop中运用高斯模糊，然后以很快的速度呈

现。

4结果与分析、

列出辨认任务中的新词和旧词各自的辨认正确率，再认任务中击中和正确否

定的次数和正确率。

5讨论

再认任务与知觉辨认任务加工水平有怎样的具体关系？

【附录】

1、简介

加工层次说的实验范式为不随意学习（incidentallearning）,具体如下：要

求被试完成不同的定向任务（orientaltask）,通常任务水平有字型、语音和字义。

结果一般是，完成字义任务的条件下识记效果最好，其次为语音任务的操作，最差

的是在对字型这样的物理属性加工的任务之下。

实验将通过再认测验和知觉辨认测验考察不同的加工水平对外显记忆和内隐

记忆的影响，从而验证加工水平与记忆持久性的关系以及加工提取的一致性。根据

前人的研究结果，再认成绩应随着意义加工的增多而提高；知觉辨认成绩则应随着

字形加工的增多而提高。

实验6短时记忆的信息提取

1实验目的

验证短时记忆信息提取实验；理解实验的实验逻辑

2实验仪器

PSYKEY心理教学系统

3实验程序

1）主试指导被试认真阅读指示语，强调反应方法：“是”按红键，“否”按

绿键。被试明白后开始正式实验。

2）实验中，给被试呈现一列数字（记忆集），相继呈现，每呈现L2S,全

部数字（1个到6个）呈现完后，过2S,伴随一声长音，又出现一个数字，并开始

记时，要求被试判断它是否是刚才识记过的，并按键反应。

3）实验中记忆集大小共六种（1到6）,其中1,2,3和6各做12次，4做

8次，5做10次，“是.否”反应和位置完全平衡，共做66次，随机呈现，每次先

提醒注意，再呈现记忆集，然后测试。

4结果与分析力

(1)将记忆集、“是”与“否”反应的反应时、同一记忆集的正确率列成表

格。

(2)以记忆集为横坐标，以反应时为纵坐标画图，计算公式RT=cN+(e+

d)中的参数值。

5讨论

本实验的实验逻辑是什么？

【附录】

实验简介

将短时记忆中的项目回忆出来，或者当该项目再度呈现时能够再认，都是短

时记忆的信息提取。Sternberg最早研究这个问题，即著名的短时记忆信息提取实

验。这个实验解决了两个重要问题，即短时记忆信息提取是系列扫描的，并且是从

头到尾扫描的。

虽然这个理论现在仍有很大争论，但它具有开创性的意义。这个实验发展出

了一个新的实验法一相加因素法。其逻辑是：如果两个因素是相互制约的，则它们

属于同一个阶段；如果两个因素的效应分别独立，则它们属于不同的加工阶段。

实验7内隐记忆

1实验目的

验证内隐记忆的存在；理解实验的实验逻辑；根据试验程序说明内隐记忆和

外显记忆的区别。

2实验仪器

PSYKEY心理教学系统

3实验程序

1)学习

每个被试按5个缓冲词一一40个学习词一一5个缓冲词的顺序学习(这个过

程被试不知道)，每个词语呈现1秒。40个学习词及10个缓冲词是分别从80个

学习词及20个缓冲词中随机挑选出来的，随机呈现给被试。

休息5分钟。

重复上述程序，只是换了剩余的10个缓冲词和剩余的40个学习词。

休息15分钟。

2）测试

每个被试做4个测试，流程为：再认1一一知觉辨别1一一知觉辨别2——再

认2。

①再认1：

呈现40个词语，其中20个是学习过的（随机从80个学习用词中挑选），20

个没有学习过的（随机从80个学习用词中挑选），20个没有学习过的（随机从80

个混淆用词中挑选），依次逐个呈现，当被试按键反应后呈现下一个字。

②知觉辨认1：

呈现40个词语，其中20个是学习过的（随机从剩余的60个学习用词中挑

选）；20个没有学习过的（随机从剩余的60个混淆用词中挑选）。每个词逐个随

机呈现，呈现时间为50ms。被试在纸上写下辨认的结果；然后按键呈现下一个词

语。

③知觉辨认2

程序同知觉辨认1。呈现40个词语，其中20个学习过的是随机从剩余的40

个学习用词中挑选出来的；20个没有学习过的是随机从剩余的40个混淆用词中挑

选出来的。随机呈现给被试。

④再认2

程序同再认k呈现40个词语，其中20个学习过的是随机挑选后剩余的20

个学习用词；20个没有学习过的是随机挑选后剩余的20个混淆用词。随机呈现给

被试。

4结果与分析力

（1）计算被试的再认结果即给出击中和虚报各自的次数和百分比率。

（2）给出新词、旧词各自的知觉辨认正确率，两者之差即为启动效应。

5讨论

为什么在每一部分实验前和后要使用缓冲词？

【附录】

实验简介Schacter等1980年进行了一个实验研究。首先让被试阅读一些单

词，一个小时后，再做两次实验：首先是再认测验，被试不会有任何困难；其次是

补笔测验，向被试呈现一些有字母残缺的单词，要求尽可能地将残缺字母补上。在

这次测验中，被试对其中的两个残缺单词很难作出正确解答；而对其它单词就很容

易了。这是因为在一小时以前见过它们。这种记忆被称为启动效应。引起单词填补

测验中的启动效应的，是在测验前看到这一单词所引起的某种并非自觉记忆的因

素。启动效应的产生似乎不依赖于有意识的记忆。

在大量实验的基础上，Graf和Schacter于1985年提出了内隐记忆和外显记

忆两个概念，内隐记忆从现象上讲就是：被试在操作某任务时，不经有意识地回

忆，存储在大脑中的信息会在操作中自动起作用。内隐记忆的特点是：被试对信息

的提取是无意识的。目前，测量内隐记忆的方法有知觉辨认、单词补笔等。本实验

采用知觉辨认和再认的方法，以验证内隐记忆现象的客观存在，比较内隐和外显记

忆测试的结果有何不同。

实验8心理旋转

1实验目的

验证库珀和谢帕德的实验；进行简单的有关心理旋转的混合设计。

2实验仪器

EP204型心理实验台和EPT801速示仪，“R”字的正反方向6个倾斜角度共

12张卡片，注视卡片1张。

3实验程序

研究1：实验法

1）首先将卡片随机排列好，并将卡片号填入记录表。

2）将主机与附机EPT801连接好，打开电，按《运行/待机》键。

3）主试根据屏显内容设置：联机模式心理旋转-一学号-一姓名--A视

场（0.5秒）—一间隔（7秒）一-测试（12次），主试把注视卡片插入B视场，按

记录顺序把第1张卡片插入A视场，按《确定》键，主机背后指示灯亮，提示被试

实验开始。实验中屏幕上的实心三角，指着间隔时，主试按记录表顺序插卡片。

4）被试见绿色指示灯后，眼睛靠近观察窗口，看注视卡片，然后手指按附

机上的《确定》键，根据呈现的卡片判断：卡片中的R是正向的按《是（+）》

键，卡片中的R是反向（镜像）的按《否"）》键，要求快而准确。直至做满12

次。鸣响，黄色指示灯亮，测试结束。

5）记录人员查看数据，并填入记录表。主试选进行测试，更换被试。

研究2：访谈法

通过访谈的方法，询问被试判断时是否在进行心理旋转？

4结果与分析力

计算不同角度下的平均反应时间，并以平均反应时间为纵坐标，以对应的角

度为横坐标，画出曲线图。

5讨论

（1）被试是否真正在连续地进行心理旋转？

（2）对文字辨认的反应时还受哪些因素的影响？

【附录】

1、记录表

表1记录表

实验顺序（卡片号）25316——

12

应作出的正确反应

被试的反应