表象的心理旋转

1引言

    表象是类似于知觉的信息表征。七十年代以来，关于表象的研究迅速发展，其中重要的一项是表象旋转的研究。

　　Cooper等人1973年用不同倾斜角度的正的和反的（即镜像）字母来研究表象的旋转。实验要求被试在看到呈现的字母后，不管其具体方位和倾斜角度如何，尽快判断该字符是正的还是反的，并按键作出反应。如果反应错误，该次实验在以后还会重复，直至反应正确。

　　Cooper的实验表明：旋转180°时，反应时最长（无论正反），而0°和360°时，反应时最短。说明样本偏离正位的度数越大，所需的心理旋转越多，用时也就越多。

2　方法

2.1　被试

本实验的被试为某大学本科学生一名，20岁，男生,矫正视力正常。

编　　号：201104021219    　性　　别：男              　年　　龄：20

姓　　名：刘一玉          　学　　历：                　出生日期：1992-10-20

所　　属：                　职　　业：                　测试日期：20##-06-14 10:38:07

2.2 实验仪器与实验材料

实验仪器：计算机， PsyKey心理教学系统大学版

实验材料： 不同角度的正反字母R

2.3　程序

用字母R来重复Cooper的表象旋转实验。有不同方位的正和反的R字母共12种，随机呈现给被试，每种呈现6次，共72次实验。

主试指导被试认真阅读指示语，说明反应方式：使用一号反应盒，绿键为正，红键为反。强调要在尽量正确的前提下，尽快反应。

3　结果

表1 不同角度下正反R平均反应时（ms）和平均正确率（%）

4　讨论

　实验结果基本验证了库柏和谢帕德的心理旋转实验确实存在，表象经过旋转的角度越大所需要的反应时就越长，判断正“R”的平均反应时应比反“R”的平均反应时低。但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。实验室环境比较嘈杂，所得结果可能不准确。样本较少，可能会产生误差。

 5　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。

6　参考文献

朱滢. 实验心理学（第二版）. 北京市: 北京大学出版社, 2009.

7　附录

以下为本次实验的原始数据。

角度 R  判断 反应时

 240 反 反     2061

 120 正 正     1100

 180 反 反     1460

   0 正 正      693

 120 反 正     1435

 120 反 反     1300

 180 反 反     1392

 240 正 正     1202

 240 反 反     1130

 180 正 正     1907

  60 反 反     2063

 240 反 反     1037

  60 正 正      692

   0 正 正      914

  60 反 反      885

 240 正 正      728

 240 反 反     1078

 300 正 正      590

 300 反 反      762

 180 正 正     1465

 120 反 反     1706

   0 反 反      785

 240 正 正      689

 240 正 正      656

 180 正 正     1069

  60 正 正     1044

   0 反 反      875

   0 反 反      719

  60 正 正     1773

 120 正 正      885

 120 正 正      727

 240 反 反      695

   0 反 反      660

 300 反 反     1010

 180 正 正      919

 240 正 正      619

  60 反 反     1047

  60 反 反      750

  60 反 反      462

 180 正 正      759

   0 正 正      598

 120 正 正      786

 300 正 正      562

 300 反 反      846

   0 正 正      527

   0 正 正      506

 120 反 反     4019

 180 正 正      849

 120 反 反      883

 180 反 反     1110

 300 正 正      686

 300 反 反      588

 180 反 反      824

   0 反 反      531

  60 正 正      517

 180 反 反      879

 180 反 反     1329

 120 正 正      655

 300 正 正      588

   0 反 反      696

  60 正 正      598

 240 正 正      722

 300 正 正      561

 120 正 正      716

 240 反 反      683

 120 反 反      921

  60 反 反      525

 300 反 反      567

 300 反 反      594

  60 正 正      588

   0 正 正      633

 300 正 正      662

第二篇：表象的心理旋转的实验报告doc

表象的心理旋转

摘 要 采用双因素的重复测量的实验设计，验证库珀的心理旋转的实验。以10心本班的10名同学作为被试，采用华东师范大学的心理仿真实验系统进行实验的操作，并对所得的反应时的数据进行SAT实验范式的检验。假设正、反“R”的旋转角度越大，被试的反应时越长；反“R”的反应时显著长于正“R”的反应时。结果得出，F(3,80)?6.01，p?0.001＜0.05，即字母的旋转角度越大，被试的反应时越长；F(1,80)?0.16,P?0.69＞0.05，因此推翻反“R”的反应时显著长于正“R”的反应时；且F(3,80)?0.55，P?0.65＞0.05,两因素之间交互作用不显著。

关键词 表象；心理旋转；SAT；反应时

1 引言

表象（Mental Image）是事物不在面前时，人们在头脑中出现的关于事物的形象（陈录生，2008）。心理学研究感官、大脑及有关神经组织的功能，及其与外部事物的相互作用，直接涉及外部事物达于大脑形成表象的过程（袁红章，1995）。在认知心里学中，表象不仅指信息加工的成果，也指信息加工的过程，是客观事物在人脑中的表征形式，具有鲜明的形象性，是保存知识的一种形式（陈录生）。表象能够表征不断变化的信息，能够保存有关空间关系的信息，所以能够承受各种以它为载体的心理操作。在现代心理学发展时期，主要对表象的某些方面进行了定量的评定，如Galton测量了人的表象的鲜明性，并且确定了表象的某些年龄的性别的差异。长期以来，心理学将表象和知觉紧密地联系起来，将表象看作是已经贮存的知觉象的再现，或经过加工改造而形成的新的形象（王甦，汪安圣，1992）。有一些实验结果确实支持了这些看法，如定位实验、敏锐度实验、选择性干扰实验等。 认知心理学认为，表象是物体的抽象的类似物的再现。一是认为表象是真实物体的类似物；二是认为表象是真实物体的抽象化再现。谢帕德和库珀用不同倾斜角度的正向和反向字母R的刺激物做的心理旋转的实验来论证人们对表象的加工就像对真实物体的类似物进行加工一样（黄希庭，1987）。

心理旋转（mental rotation）是指一种想象自己或客体旋转的空间表征转换能力（王鹏，

1

游旭群，刘永芳，2005）。谢帕德和库珀认为，在没有前行信息的实验中，被试要将所呈现的字符样本与该字符在长时记忆中的正常的正位样本进行比较才能判定正反。当呈现的样本偏离垂直的正位，即旋转了一定度数，被试就要将该样本的表象转回到正位上来，然后再与长时记忆中的正位的表征作比较。因为正位的样本不需要作旋转，就可以与长时记忆中的表征进行比较，所以判定正反所需要的时间就少（王甦，汪安圣）。

反应时的测量技术的理论基础其一是Donders的反应时相减法，即通过从两种反应时的差数来判定某个心理过程的存在（朱滢，2009）。因此，在反应时的研究中，将重视速度与准确率之间的权衡，Meyer发展了“速度与准确率分离技术”（朱滢）。SAT的实验范式克服了传统的RT实验的这种缺陷，既关心反应的准确率，也关心反应速度，其实验方法也有所改进，允许被试在反应中猜测，甚至鼓励他犯错误，从而指示认知加工的动态过程（李同归，1991）。SAT检验方法是将反应时数据平均划分为快速反应组和慢速反应组，并对两组的正确率进行检验。如果快反应组的正确率高于慢反应组，则可能存在违背SAT原则；反之，则不违背（张学民，2007）。

因此，为了验证库珀的心理旋转的实验，得出表象是存在心理旋转的，故采用双因素的实验设计，以10心本班的10名同学作为被试，进行实验。

实验假设为：正、反“R”的旋转角度越大，被试的反应时越长；反“R”的反应时显著长于正“R”的反应时。

2

2.1 研究方法 被试

随机选取10级心本班的10名同学作为被试，且能够清晰的分辨主试所呈现的刺激，此前未做过类似实验。

2.2 实验材料

华东师范大学-计算机及实验心理学网络教学仿真实验系统(http://ecourse3.dec./fz/fz0302.htm)；不同角度正反字母“R”（镜像）图片：0°、60°、120°、180°；记录的纸笔若干。

2.3 实验程序

采用双因素重复测量的实验设计，探求正、反“R”在0°、60°、120°、180°四种角度下的反应时的大小，证明表象的心理旋转是存在的。实验前，保证环境因素的恒定，待

2

被试坐好后，主试给予被试指导语，待被试清楚后，开始实验。

2.4 统计学工具

运用Excel 2003对数据进行统计。

3 研究结果

将10级心本班的10名被试的测验结果按反应时的大小平均分为两组，即快组和慢组。

快组的正R与慢组的正R的正确率作检验，得出t正R?0.072，p＞0.05，快组的反R与慢组的反R的正确率作检验，得出t反R?0.113，p＞0.05，因此，未违背SAT原则。

10级心本班的10名被试的测试的数据进行方差分析，结果得出

F(1,80)?0.16,P?0.69＞0.05，因此推翻反“R”的反应时显著长于正“R”的反应时。F(3,80)?6.01，p?0.001＜0.05，说明了，字母“R”的旋转角度越大，反应时就越长。F(3,80)?0.55，P?0.65＞0.05,两因素之间交互作用不显著。

表1：不同角度下正、反R的描述分析表 （N=10）

正 反 正 反

0° 976.55 1083.36 209466.47 177105.65

60° 1210.36 1518.18 380250.25 663396.96

120° 1496.55 1707.45 747697.87 444768.47

180° 2284.09 1960.09 2382510.89 1174208.89

M

SD

4 讨论

实验采用双因素的重复测量的实验设计证明了表象的心理旋转的存在，也就是人的头脑

里对视觉形象的加工就是对它的实际类比物的加工。心理旋转作为人类空间认知的一种基本操作，可能也与其它基本空间能力之间有着较高的相关,对个体的某些方面的成长及未来成就有较好的预测效度。

在实验过程中，被试需要进行144的实验，由于实验次数较多，因此被试可能出现了倦怠，由此影响了实验数据的有效性。

3

5 结论

实验证明了头脑里对视觉形象的加工就是对它的实际类比物的加工，且用减数法原理证明了心理旋转的存在。

参 考 文 献

陈录生. 2008. 基础心理实验教程 . 开封：河南大学出版社，p247—248.

袁红章. 1995. 表象学 . 北京：科学技术文献出版社，p13—14.

王甦，汪安圣. 1992. 认知心理学. 北京：北京大学出版社，p203-217. 黄希庭. 1987. 心理学实验指导. 北京：人民教育出版社.

王鹏，游旭群，刘永芳. 2005. 心理旋转研究新进展. 心理科学, 28, 1164—1166. 朱滢. (主编). 2009. 实验心理学. 北京：北京大学出版社，90—91.

李同归. 1991. 认知过程的反应时实验：速度与准确率分离技术.. 应用心理学,45—50. 张学民. 2007. 实验心理学. 北京：北京大学出版社，271—272.

Representation of the psychological rotation

ZHANG Xin-Yu

Abstract

Adopt double factors of repetitive measure of the experimental design, verification of the psychological rotation cooper.

Experiments to 10 of the students in the class 10 heart as test, the east China normal

university psychological simulation experiment system for the operation of the experiment, and the response of the income of the data of the experimental paradigms SAT test.That is, the experiment "R" rotation Angle, the bigger the try was the reaction of the longer when; The "R" response is significantly longer "R" response.

The results concluded that the, the F < 0.05, that is, the greater the rotation Angle of the letters, was the reaction of the longer try when; , F > 0.05, so overthrow the "R" response is significantly longer "R" response; And, the F > 0.05, the interactions between two factors is not significant.

Key words Representation; Psychological rotation; SAT; response

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