山西师范大学现代文理学院心理系

《认知心理学》教学实验报告

实验名称：表象心里旋转

实验时间：20xx年12月6日

姓名

班级：

学号：

1

表象的心理旋转

摘要：该试验采用了不同方向和角度的R字符，研究了10名大学生在不同的方向和旋转角度

下判断字符正像或镜像的反应时，结果表明：心里旋转是存在的，支持库柏和谢波娜（Cooper

& Shepard 1973）的研究结果。不同被试完成任务时采用了不同的策略,有些被试在反应的

时候极可能不是完全的心理旋转。

关键词：心里旋转、表象、正像、镜像

1 引言

表象是大脑对客观事物的直观表征。20世纪70年代以来，关于表象的研究迅速发展，

其中表象的心理旋转就是表象研究的一个重要方面。70年初库柏和谢波娜（Cooper & Shepard

1973）用减法反应时实验证明了心理旋转的存在。库柏和谢波娜（Cooper & Shepard 1973）

用不同倾斜角度的正的和反的字母，数码，对心里旋转作了进一步研究以R字母所做的实验

结果发现，当样本为垂直的正位时，即旋转的角度为0度或360度，不管是正常的正像还是镜

像，判定所需要的时间较少，而当样本做了不同角度的旋转，反应时随之增加，当样本旋转

了180度时，反应时间最长，随着样本的旋转度数的进一步增加，反应时反而逐渐减少，以

180度为界，曲线的两侧是对称的。

本实验旨在验证Cooper & Shepard的实验。

2 实验程序

2.1、实验目的：1.重复Cooper等人的实验，研究不同角度正反字母“R”的心理旋转反应时。

2.通过反应时减数法则，验证表象心理旋转的存在。

3.熟悉和掌握减法反应时测量技术在信息加工研究中的应用。

2.2、仪器和材料： 1．仪器：PsyTech-EP2009型心理实验台。

2．材料：不同角度的正R和反R（镜像）图片，共有0度、60度、120度、 180度、240度、300度正反共12种不同角度方向的R。

2.3、方法：

1．双击桌面“心仪心理实验平台”图标，弹出登录窗口。对首次登录者请先注册

用户；对已做过实验者用已有用户名和密码登录。双击“电脑实验”，打开 PsyTech-EP2009

型心理实验台主界面。选中左侧实验列表中的“表象的心理旋转”，右边呈现实验说明。 单

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击“进入实验”弹出“指导语”窗口。实验者可进行参数设置（或使用默认值）、练习等，也可以单击“开始实验”按钮直接进行实验。

2. 指导语是：这是一个表象心理旋转的实验。下面屏幕要呈现的是一系列不同角度的字母正R和反R（镜像），请你使用1号反应盒对呈现的R做出反应。如果认为是正R按“＋”号键，认为是反R则按“－”号键，反应越快越好。当你明白了操作要求后，请你点击下面的“开始实验”按钮开始。

3．正式实验开始后屏幕随机呈现不同角度的正向和反向R,被试对呈现的R做出正 向还是反向的判断。程序将自动记录反应时。

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

1．计算被试对不同角度的正R和反R正确判断的平均反应时和正确百分比。

平均反应时

正向R 反向R

0度 563.7 665.8

60度 646.5 824.1

120度 809.3 876.4

180度 1021.8 1120.0

240度 736.8 969.4

300度 629.0 764.7

注：单位毫秒

平均正确百分比

正向R 反向R

0度 98.3 100

60度 98.3 96.6

120度 86.5 88.2

180度 73.1 88.3

240度 91.5 91.6

300度 100 94.9

注：以上均为正确率

2．分别以R的旋转角度为横轴，反应时为纵轴，画出正R和反R的角度与反应时 之间的关系曲线，并做出解释。

如下图1：蓝线为正向R的平均正确百分比，粉线为反向R的平均正确百分比。由图可以看出，无论是正向R还是反向R，当R的旋转角度达到180度时，他的正确百分比最低。 下图2：蓝线为正向R的平均反应时，粉线为反向R的平均反应时。由图可以看出，无论

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是正向R还是反向R，当R的旋转角度达到180度时，所需的平均反应时最长。

由两图可以得出：当R旋转到180度时即旋转的角度为0度或360度，不管是正常的正像还是镜像，所需要的时间较少，而当样本做了不同角度的旋转，反应时随之增加，当样本旋转了180度时，反应时间最长，随着样本的旋转度数的进一步增加，反应时反而逐渐减少，以180度为界，曲线的两侧是对称的。

图1：R的旋转角度和平均正确率

图2：R的旋转角度与平均反应时

3．分别以性别和正反R为因素，对实验结果做2×2的方差分析，并对结果进行

分析与讨论。

经计算：男生的正R平均反应时是699.0毫秒;反R平均反应时是868.2毫秒。女生的正R平均反应时是739.2毫秒;反R平均反应时是854.8毫秒。

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由计算得出p＜0.05，所以男女生在关于R的旋转角度的反应时上差异不显著。

四、分析：

从实验结果可以看出,旋转的角度为0°或300°,不管是正常的或镜像的,判定所需时间都较少,而当样本作了不同角度的旋转,反应时随之增加,当样本旋转了180°时,反应时为最长,随着样本的旋转度数的进一步增大,反应时反而逐渐减少。因此,实验结果支持心理旋转存在的事实。

但我们可以发现,结果和 Cooper 和Shepard（1973）的结果并非完全一致。对此,我们可以给出这样的解释:镜像的时间比正像的高出不少,或许是由于正像要比镜像的熟悉度高。

五、结论：

1心理旋转是存在的,且基本支持Cooper和Shepard研究的结果。

2 不同被试完成任务时采用了不同的策略,有些被试在反应的时候极可能不是完全的心理旋转。

六、参考文献

1．杨治良．实验心理学．杭州：浙江教育出版社，1998，145～148

2．王甦．认知心理学．北京：北京大学出版社，1992，213～225

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第二篇：心理旋转实验