表象的心理旋转实验报告

姓名：王稳 学号： 04100101 专业：教科院应用心理学 年级：2010级 课程：心理学实验 实验时间：20xx年2月 小组成员：庄瑜璐、王璐、付盼盼、丛崇、王稳

摘要：该实验主要利用PsyKey心理教学系统，通过15名心理学生被试判断不同角度“R”的正反向的反应时，来验证表象心理旋转现象的存在。实验结果基本支持了cooper和shepard的研究结果，表象心理旋转确实存在。

关键词：心理旋转 反应时

引言：心理旋转(mental rotation，又称心智旋转)是一种想象自我或客体旋转的空间表征动力转换能力，也是一种评定空间智能的重要标尺。对于心理旋转能力及其性质的研究不仅在理解人类空间认知行为方面具有重要的理论意义，而且具有十分重要的应用价值。

20世纪70年代库柏和谢帕德做了心理旋转的研究。实验结果表明，被试在辨别图形时，需要将头脑中贮存的图形表象进行放置，随着增加，反应时也随着延长，二者之间呈线性关系。 心理旋转具有其神经机制，在研究过程中通过如：正电子发射层析照相术、功能磁共 振成像术和脑电技术等，发现顶叶、枕仆卜和额叶在心理旋转过程中起重要作用(王鹏，游旭群，刘永芳，2005)

实验目的：验证表象心理旋转的存在

实验方法：

1.被试：

实验被试共15名，均为本班级大二心理学专业女同学，平均年龄20岁，各项生理指标正常。

2.实验设备：

多媒体计算机、PsyKey心理教学系统

3.实验设计：

实验采用了单因素设计

4.实验步骤：

实验被试采取随机分组方式

1.前期准备：?让被试按要求打开PsyKey心理教学系统软件，并输入个人信息。 ?让被试端坐在计算机前，双手持手键，左右手的大拇指分别放在红键和绿键上。

2.正式实验：

?被试按要求仔细阅读屏幕软件上的指导语，“请判断屏幕上字母是正R，还是反R，如果是正R就用左手食指按红键，如果是反R就用右手食指按绿键，每次判断要求准确而迅速。” ?点击“开始实验”

?每个被试至少完成两次实验测试，其中第一次作为练习，第二次数据作为实验结果。 ④打开软件“实验结果”，按照实验记录表要求记录原始数据和结果分数。 结果与分析：

本实验要求被试判断屏幕上呈现的不同角度的“R”的正反，记录判断时间。在验证cooper和shepard的实验结果时，为防止错误数据进行干扰，在数据处理过程中，将错误次数达三次及三次以上的数据取出。（该组数据中无三次以上错误数据） 15名被试判断不同角度的正“R”和反“R”的平均反应时数据如下表：

将表中数据利用spss绘制成下面的折线图。

因15名被试均为2010级心理专业学生，智力状况没有显著差异，所以数据均是有效的。 由表格和折线图中平均数的分布可以看出，无论正反，顺时针0度至180度的过程中，随着刺激偏离正位的度数越大，被试判断正“R”和反“R”所用的反应时越长，当达到180度时，反应时最长。逆时针0至180度时，结果相同，均遵循最短加工路径。

讨论

1.因为并不是所有的实验数据正确率都是100%，所以可能会对结果产生一定影响。

2.因为在课堂教学实验中，并没有遵循严格的实验程序，对被试状态以及实验室环境也没有进行严格控制，所得结果可能不准确。

3.样本较少，可能会产生误差。

4.根据对于相关资料，判断正“R”的平均反应时应比反“R”的平均反应时低，但是在此次实验中没有发现此结果，可能是因为以上三条所造成的误差导致的。

4.结论

实验结果基本验证了cooper和shepard的心理旋转实验：表象的连续心理旋转现象确实存在，顺时针心理旋转和逆时针心理旋转均遵循最短加工路线。

第二篇：心理旋转实验报告

心理旋转实验报告

摘要

该实验采用不同方向和角度的R字符，研究了4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(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。
关键词：心理旋转  表象  命题表征

1 引言

心理旋转是一种想象自己或客体旋转的空间表征转换能力。对于心理旋转能力及其性质的研究不仅在理解人类空间认知行为方面具有重要的理论意义，而且具有十分重要的应用价值。
    首先来说心理旋转的神经机制。认知神经科学家运用功能磁共振成像术(fMRI) 、脑电技术( EEG) 和正电子发射层析照相术 (PET) 等技术研究表明顶叶、枕叶和额叶在心理旋转过程中起重要作用。近年来，在心理旋转的神经机制研究领域内一直被广为关注的是心理旋转加工的大脑机能一侧化问题(优势半球问题) ，分歧大致在右脑半球是否是心理旋转的优势半球上。
    其次，在心理旋转能力上，个体之间存在差异性。学者认为遗传因素（高空间能力基因）和家庭教育因素在心理旋转能力的个体差异性上起着很重要的作用。心理旋转的个体差异性最显著的外现于性别差异性上。Peters(2005) 提出，反应时间限度也是引起心理旋转性别差异性的重要原因。因为心理旋转能力是一种空间表征转换能力，是构成空间智能的重要组成部分，并且无论是心理旋转的性别差异，还是年龄效应都已得到了足够的证据支持。所以通过有效的训练是可以提高个体的空间能力并缩减个体空间能力差异性。
    而根据心理旋转对象的不同,可以把心理旋转分为客体旋转和自我旋转。客体旋转就是旋转主体(被试) 对其外部物体的旋转。自我旋转就是旋转主体对其本身整个身体或身体某个部位的旋转。
    研究心理旋转的重要变量就是反应时，通过对被试反应时的测量我们可以借鉴减数法的研究思想判定心理旋转的存在。本实验假设心理旋转的角度对反应时有影响，倾斜180°时反应时最长。而0°（360°）时，反应时最短。同时对象旋转的度数越多，心理反应的时间就越多；在刺激呈现时，人类会自动的按照认知的规律，以尽可能小的能量消耗，获得我们所需的结果。
  本次实验旨在验证Cooper和Shepard的实验。

2 实验
2.1 被试：应用心理专业的本科生3人。性别:女

2.2 材料和仪器: 
1.JGW-B型心理实验台速视器单元 , 计时记数器单元, 手键一个。
2.测试卡片12张,每张上面有正向或反向的“R”一个。两种字母的倾斜角度有六种:      
  0°、60°、120°、180°、240°、300°。
3.注视卡片一张。

2.3程序

2.3.1卡片随机排好顺序并列表,将顺序号写在卡片的背面(用铅笔写),将作出的正确反应填入表中的相应位置,此列表只是样例，详细见后：

2.3.2接上电源;将导线的一端接速视仪的“反应时检处”,另一端接计时计数器的反应时输入反应时手键接计时计数器的碑石侧“手键”插口上。

2.3.3速视仪选择“ON”灯亮表示接通。明度测试卡调节A、B视场的明度达到基本一致；在工作方式选择栏，将A选“定时”；B选“背景”。选“A—B”顺序工作方式；在时间选择栏将A定为“0200”。

2.3.4打开计时计数器电源，电源灯亮计时屏幕显示“0.000”，正确系数与错误次数均显示“0”，表示电源接通，工作方式选择为“反应时”。

2.3.5将注视点卡片输入B视场。被试坐在桌前，面部紧贴速视器观察窗，两眼注视屏幕中心的注意点，左、右两手食指分别按在手键的红、黄按钮上。

2.3.6指导语：“我宣布‘预备’口令时实验开始，请你判断屏幕上的字母是正相的‘R’还是镜像的‘R’。如果你认为是正相则用左手指按红键，同时报告‘正’，如果你认为是镜像的‘R’就用右手食指按黄键，同时报告‘R’反。要求判断和按键准确而且迅速。”

2.3.7将实验卡片按顺序依次输入A视场。主试每输入一张卡片同时发出“预备“口令1—2秒后按下速视器单元的“触发”键，计时计数器自动记录被试没次的反应时间与反应结果。

2.3.8实验结束后询问被试是否在进行心理旋转。

2.3.9按计时计数器的打印键，打印实验结果。

3 结果与分析

被试一的结果: ( 注:  1 表示正向; 2 表示镜像.)

计算出第一名不同角度条件的平均反应时间（ms）。并以平均反应时间为纵坐标,以对应的角度为横坐标,画曲线图。

被试二的结果: ( 注:  1 表示正向; 2 表示镜像.)

    计算出第二名不同角度条件的平均反应时间（ms）。并以平均反应时间为纵坐标,以对应的角度为横坐标,画曲线图。

   

    计算出第三名不同角度条件的平均反应时间（ms）。并以平均反应时间为纵坐标,以对应的角度为横坐标,画曲线图。

    计算出第四名不同角度条件的平均反应时间（ms）。并以平均反应时间为纵坐标,以对应的角度为横坐标,画曲线图。

                                     ANOVA

平均数

F(5,23)=0.826,P〉0.05；各旋转角度之间差异在统计学上不显著。

4 分析和讨论

4.1  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(第二位被试除外),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。
4.2  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。
4.3  通过对被试的内省结果发现,一些被试在最开始时就确定了4个标准,即180°的镜像和正像也是参照标准,因此180°的反应时也很短(第二位被试),有可能采取了其他的策略来反应, R的正像旋转判断可以从其那一撇作出在头脑中的想象，就是R在以其正像旋转时，那一撇的连续图会形成一个逆时针的如反气旋的图案；而镜像就在其连续系列里呈现一个与气旋相像的图形）所以在找出规律时我们就能根据所出现的R那一撇的方向与心里预想的两种R的正反向的图形进行比较,而不是进行心理旋转加工而是心理的简单对比、再认的加工。这些都影响实验结果。
4.4  从Cooper和Shepard实验结果中旋转角度为0°时，反应时最短，旋转角度为180°时，反应时最长。此实验中被试2和被试3基本支持此观点，而被试1并无明显规律且不支持Cooper和Shepard实验结果，原因可能是：①实验过程中，周围环境比较吵，影响其注意力的集中；②被试1可能对正像和镜像＂R＂的不同角度进行过识记训练；③被试1可能采取了其他的旋转策略来反应，而并非用心理旋转。
4.5  由被试2和被试3的曲线图中可以看出整个图表180°为一个高峰，两边依此递减。说明我们在心理旋转的时候并不是按照一个次序来旋转的，在0°到180°的时候，我们倾向于逆时针转回与原（0°）时正像会镜像＂R＂比较，而在180°道360°的时候，我们倾向于顺时针转回与原（0°）时正像会镜像＂R＂比较。以尽可能简单的路径获得我们所需的结果。
4.6  本次实验由于被试单一，而且都为女生，人数又少，其验证的结果同时受到一定的质疑。 在心理旋转实验中有大量数据证明男性所用的反应时间远少于女性，男女性别差异非常显著，而此次实验单一的样本没能验证此结论。今后做类似实验应丰富样本的数量，男女都应有，而且应包含不同年龄层。

5 结论
5.1  心理旋转是存在的,且基本支持Cooper和Shepard研究的结果。
5.2  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。

参考文献

[ 1 ] 肖君政．关于心理旋转的验证研究．
[ 2 ] 心理实验指导书．盐城师范学院心理学研究中心
[ 3 ] 黄希庭主编，《心理学实验指导》，人民教育出版社，1987，328-330
[ 4 ] 杨治良主编，《实验心理学》，浙江教育出版社，104-150

注：实验原始数据见实验报告学号为17~20的四位同学的数据。