减法反应时－短时记忆的视觉编码

李璐 2010210781

(华中师范大学心理学院)武汉，430079

摘要：本次实验通过重复Posner等人的字母实验，测得三种刺激条件下不同的反应时掌握减法反应时方法，从而证实短时记忆中存在视觉编码。

关键词：减法反应时；短时记忆；视觉编码

1 引言

短时记忆是指保持在1分钟以内的记忆，一般把它看作是处于感觉记忆和长时记忆之间的一个记忆阶段。近几十年来，记忆领域研究得较多的问题之一就是短时记忆的编码方式。短时记忆的的编码方式可以分为听觉编码和视觉编码，其中1964年Conrad对短时记忆的听觉编码对了相关研究，结果发现听觉编码是记忆的一种有效方式。1969年，Posner等人对短时记忆的视觉编码进行了研究，并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的阶段，视觉编码实为存在。现在一般认为：先出现视觉编码，它保持一个短暂的瞬间，然后出现听觉编码。

同时，Posner的实验清楚地说明了认知心理学中的减法反应时方法，其逻辑是：安排两个不同的反应时作业，如果一个作业包含另一个作业所没有的某个心理过程，而其它方面相同，则两个作业的反应时之差，即是这个心理过程所用的时间，也是这个心理过程存在的证据。

相关研究表明造成学生对不同类别材料的记忆力差异是由记忆时的编码方式与加工程度不同而引起的。短时记忆主要以听觉编码为主，长时记忆以视觉编码为主。而本次实验主要是通过三种刺激条件下不同的反应时来证明短时记忆中存在视觉编码。

2 方法与程序

2.1 被试

    华中师范大学大学本科生一名。

2.2 仪器

    装有Psykey心理教学系统大学版的计算机，一号反应键盘。

2.3 实验程序

    本实验重复Posner等人的实验。实验过程是这样的：给被试并排呈现两个字母，或同时呈现，或有一定间隔，让被试判断这两个字母是否相同并按键反应，记录反应时。

　　本实验所用字母对是AA（6次）、BB（6次）、Aa（6次）、Bb（6次）、AB（3次）、BA（3次）、Ab（3次）、Ba（3次），共出现36次，有三种呈现间隔：0s（即同时呈现）、0.5s和2s，采用如下拉丁方设计，即：第一次36张随机呈现，前12张间隔0s，中间12张间隔0.5s，最后12张间隔2s；休息30s后再做36张，间隔时间按0.5s→2s→0s的顺序；第三次的36张则采用2s→0s→0.5s的顺序。

主试指导被试阅读指示语。

“屏幕上将出现两个字母，要求你使用一号反应盒比较两个英文字母是否相同，同时记录你的反应时。两个英文字母可能同时呈现，也可能相继呈现。如果你觉得这两个字母的写法和发音都相同，或者写法不同而发音相同，都要按“红”键；如果你觉得两个字母的写法和发音都不同，就请按“绿”键。例如，“ＤＤ”和“Ｄｄ”都应按“红”键，而“ＤＥ”和“Ｄｅ”都应按“绿”键。这样要做许多次，一定次数后，屏幕会提示休息。请注意要分辨得又快又准。

明白这段话的意思后，点击“确定”按钮开始。”

3 实验结果和讨论

3.1 不同条件下反应时(ms)的描述统计结果及判断正确率(%)情况

从统计结果来看，形状和名称都相同 （同音同形）、形状不同但名称相同（同音异形）、形状和名称都不相同（异音异形）的三个不同自变量的反应时有很大的差异，其中同音同形的字母让被试所反应的时间较短(Mean)=424.7，而异音异形的字母让被试所反应的时间最长(Mean=550.3)。

3.2 不同条件下的反应时的差异

以间隔时间横坐标、反应时为纵坐标作图。

由上图可以看出，形状和名称都相同、形状不同但名称相同、形状和名称都不同这三个水平的反应时存在很大的差异，证明了短时记忆中视觉编码的存在。在时间间隔为500ms和2000ms时，反应时差异变小，这说明时间间隔越长，视觉编码的作用越弱。那么这中间还存在听觉编码，这表明由瞬间记忆转入短时记忆后,编码的形状(视觉)优势已经让位于语音(听觉)了。

4 结论

 短时记忆编码方式有听觉(声音)编码、视觉(形状)编码和语义编码。本实验主要考察的是在短时记忆中的听觉编码和视觉编码过程，采用了减法反应时的测量方法。结果表明短时记忆中存在视觉编码，并且时间间隔和字母音形对短时记忆的视觉编码过程的影响及其显著。

5 参考文献

杨博民主编 心理实验纲要 北京大学出版社 353-357页

第二篇：短时记忆实验报告

短时记忆的视觉编码实验报告

李洁玲（2009305020119）

湖北师范学院教育科学学院0907班

1、引言

1.1 实验逻辑

20世纪50年代,以美国心理学家Waugh和Norman所提出的两种记忆系统理论（Dual Memory Theory）为标志，短时记忆被作为一种独立存在的记忆现象而受到业内人士的广泛关注。该理论认为，信息是经由短时记忆而进入长时记忆，在这一过程中短时记忆起着缓冲器与加工器的双重作用。此后Atkinson与Shiffrin又以该理论为基础，进一步提出了记忆信息的三种加工模型，其认为短时记忆具有同样的作用。在实际中，来自临床方面（如脑震荡患者常伴有遗忘症）、动物损毁实验（如摘除海马的高等动物无法形成新的记忆）以及自由回忆实验都对于短时记忆这一过程的独立存在给予了证实（王甦、汪安圣，2007）。

在短时记忆中，信息是以什么形式保持或储存即为短时记忆信息编码问题。所谓编码（encoding）是对信息进行转换，使之获得适合于记忆系统的形式的加工过程，而经过编码所产生的具体信息形式则称作代码（code）。在短时记忆中，信息究竟是以何种形式的代码加以储存这一问题引起了相关学者的极大兴趣。上世纪60年代，Conrad根据记忆实验中对错误回忆的分析，证明了人的短时记忆信息如字母是以听觉形式来表征的，即存在听觉编码。但70年代Posner等人利用减法反应时基本范式，在其实验中清楚地表明，某些短时记忆信息可以有视觉编码和听觉编码两个连续的阶段，这是认知心理学史上的一个重大发现。现在一般认为，短时记忆信息存在感觉代码与语义代码，其中前者包括听觉代码与视觉编码；对于感觉编码的过程而言，视觉编码率先出现并保持一个短暂的瞬间，然后出现听觉编码；此外，仅就短时记忆信息编码本身而言，现在所确定的几种代码并非互相排斥，一个刺激项目可有不止一种代码，甚至有可能存在相互叠加的效应（王甦、汪安圣，2007）。

本实验是单因素被试内实验，设定自变量为发音与形状是否相同得两个字母，有三个水平，通过测定89名大学生被试短时记忆信息的编码情况，旨在验证“短时记忆中存在视觉编码机制”这一结论。

1.2 实验假设

本实验有三个水平处理，依次分别是：发音和形状都相同，发音相同、形状不同，发音和形状都不同。在控制额外变量不产生影响前提下，假设水平一的反应时小于水平二的，就说短时记忆存在视觉编码；相同前提下，假设水平一的反应时大于水平二的，就说短时记忆不存在视觉编码。

1.3 实验预期

水平A1的反应时小于水平A2的反应时，能验证短时记忆中存在视觉编码。

2 方法（略）

2.1 被试

湖北师范学院教育科学学院09级应用心理学专业学生共89人，其中女被试为78人，男被试11人。

2.2 实验材料

器材：GW—B型心理实验台的速示器单元，计时计数器单元，手键1个，练习卡片3张（DD、Dd、DG），实验卡片16张。注视点卡片1张。

2.3 实验设计

2.3.1 变量设定

（1）自变量：写法和发音是否相同的两个字母，有三个水平，依次是：写法与发音都相同，写法不同但发音相同，写法与发音都不同。

（2）因变量：按任务要求正确反应的反应时。

（3）额外变量：刺激卡片呈现的顺序，用随机顺序或拉丁方顺序进行平衡。

2.3.2 实验设计：单因素被试内设计

2.4 实验程序

（1）接上电源，将连接线的一端接速示器的“反应时检出”，另一端接计时计数器的“反应时输入”，反应时手键接在计时计数器被试侧“手键”插口上；速示器电源选择“ON”，灯亮表示接通，用明度测试卡调节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“定时选择”栏，将A定为“0500”，表示呈现时间为0.5秒。

（2）打开计时计数器电源，电源灯亮，计时屏幕显示为“0.000”秒，正确次数和错误次数均显示为“0”，“工作方式选择”为“反应时”。

（3）每张实验卡片呈现两次，依随机原则事先排出呈现顺序。

（4）主试将注视点卡片输入B视场。要求被试坐在实验台桌前，两眼注视屏幕中心的注视点，左、右两手食指分别放在手键的红、黄按钮上。主试宣布指示语：“我发出预备口令后，你将一张一张地看到一些卡片，每张卡片上都有两个英文字母，要求你分辨两个英文字母相同还是不相同。如果你觉得两个字母的写法和发音都相同，或者写法不同但发音相同，就用左手食指按红键并报告‘同’；如果你觉得两个字母的写法和发音都不同，就用右手食指按黄键并报告‘不同’；请注意分辨正确，按键和报告要又准确又快。下面练习几次。”

（5）将练习卡片逐个输入A视场，主试每输入一张卡片，发出“预备”口令1－2秒后主试按“触发”键，仪器启动。每位被试练习6次，以便掌握同与不同的含义及其相应的反应。

（6）主试宣布开始正式实验，既依事先排出呈现顺序逐张输入实验卡片至A视场。主试每输入一张卡片，发出“预备”口令1－2秒后主试按“触发”键。被试依步骤4的要求反应。

（7）打印实验结果。

2.5 统计方法

单因素重复测量（Repeated Measures）。

3 结果

3.1 不同条件下反应时的描述统计结果

在形状和名称都相同，形状不同但名称相同，形状和名称都不同三种水平刺激下的反应时的描述统计结果见表1。

表1 三个刺激水平下的反应时的描述统计结果

从描述统计结果来看，形状和名称都相同 （同音同形）、形状不同但名称相同（同音异形）两个不同自变量的反应时有较大的差异； 形状和名称都相同 （同音同形）、形状和名称都不相同（异音异形）的两个不同自变量的反应时也有较大的差异；而形状不同但名称相同（同音异形）、形状和名称都不相同（异音异形）的两个不同自变量的反应实的差异不是很明显。

3.2 不同条件下反应时差异检验的结果

三个刺激水平下反应时差异检验的结果见图1和表2。

图1 不同条件下反应时的差异

表2 三个刺激水平反应时差异检验的结果

从差异检验结果来看，P=0.000<0.05差异显著。通过多重比较，a1的均值小于a2的均值,a1的均值小于a3的均值，a2的均值小于a3的均值。

4 讨论

4.1 不同刺激条件下的反应时差异说明了什么问题？

从结果看，误差的分布较为理想，得出的平均误基本符合此方面的研究。分析数据可得，在不同刺激条件下，反应时存在显著差异。经过多重比较可得，刺激水平A1（同音同形）的反应时大于刺激水平A2（同音异形）的反应时。刺激水平A1与刺激水平A2的不同在于形状不同，即控制了信息加工在听力方面的影响，因此刺激水平A1与刺激水平A2的差异可以说是由于信息加工在视觉方面的不同所造成。刺激水平A3（异音异形），以 “不同”为反应区别于刺激水平A1、A2以“同”为反应，刺激水平A3主要区别于刺激水平A1、A2的反应。

4.2 实验还有哪有有待提高的地方？

（1）被试对实验操作的熟悉程度不高。做实验操作之前保证被试进行足够多次的练习。

（2）实验环境过于吵闹。实验的空间不大，但被试过多，人们交谈的声音会影响被试的心情。每组被试应该划定一个独立的空间，给予足够的空间距离。

（3）被试要求特征。被试是心理学专业的，知道实验要验证的结果，可能会有被试要求特征，导致实验结果被污染。

5 结论

通过单因素被试内设计，进行重复测量（Repeated Measures）数据分析，本实验结果验证了短时记忆中存在视觉编码。

参考文献：

1.王甦、汪安圣．认知心理学．北京：北京大学出版社，2007

2.郭秀艳．实验心理学．北京：人民教育出版社，1998