短时记忆视觉编码实验

关瀚文

（西南大学心理学部，重庆，400715）

摘  要 本实验以西南大学心理学部20##级应用班的44名同学作为被试，每名被试运用PsyKey心理教学系统3.1，“短时记忆视觉编码”实验程序，进行以减数法探究短时记忆的视觉编码试验108次，本实验旨在重复posner等人的字母实验，验证短时记忆的视觉编码，并学习减法反应时方法。最后的结果显示，短时记忆的视觉编码确实存在，posner关于短时记忆的视觉编码理论得到验证。

关键词  短时记忆 减法反应时 视觉编码

1引言 减数法是一种用减法方法将反应时分解成各个成分，然后来分析信息加工过程的方法。减数法的反应时实验逻辑是如果一种作业包含另一种作业所没有的某个特定的心理过程，且除此过程之外二者在其他方面均相同，那么这两种反应时的差即为此心理过程所需的时间。

储存在短时记忆中的信息，传统的观点认为主要是语音听觉编码。这是根据短时记忆中产生的错误与正确信息之间存在着语音听觉上的联系而推测出来的。康拉德在记忆广度实验中观察到，回忆错误与正确反应之间有着语音上的联系。但是这个结论因为以拼音文字的英文字母做实验材料，因而其普遍性受到了质疑。但70年代波斯纳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。莫雷的实验也表明，汉字的短时记忆以形状编码为主。对于绘画、脸和身体动作以及视觉观察事件所属范畴的短时记忆，倾向于用视觉编码的短时记忆，倾向于视觉编码和语义编码。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。

本实验基本是在重复波斯纳的实验，但是增加了音异形异的字母对这一自变量水平呈现给被试，同时将间隔时间设定为0ms,50ms和100ms。基于以上的实验，本实验通过被试在不同时间间隔条件下对字母的视觉匹配和语音匹配的反应时的差异的比较分析，提出了如下的假设：短时记忆的编码有视觉和听觉编码两个连续阶段。那么若在相同时间间隔条件下，被试对音异形异对的反应时大于对音同形异对的反应时，音同形异对的反应时大于音同形同对的反应时，且随着时间间隔的增大，三种情况下的反应时差异减小，则假设成立；反之，则假设不成立。

2 方法

2.1 被试：西南大学20##级心理学部应用心理学系在校本科生44名

2.2 实验器材：PsyKey心理教学系统3.1，“短时记忆视觉编码”实验程序

2.3 实验设计与实验程序：

实验设计：

本实验采用被试内设计，是一个3*3的多因素实验设计。自变量有两个，分别为两个字母的异同和两个字母呈现的间隔时间。两个字母的异同有三个水平，即音同形同，音同形异和音异形异三个水平。两个字母的间隔时间有0ms、50ms、100ms三个水平。因变量则为被试判断两个字母“异同”的准确率和反应时。

实验程序：

计算机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，具体要求为若被试认为呈现的两个字母音同而不论形是否相同就按红键，若被试认为呈现的两个字母音异就按绿键，实验过程中记录被试的准确率和反应时。

　　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）、50ms和100ms，采用如下拉丁方设计，即：第一次36张随机呈现，前12张间隔0ms，中间12张间隔50ms，最后12张间隔100ms；休息30s后再做36张，间隔时间按50ms→100ms→0ms的顺序；第三次的36张则采用100ms→0ms→5oms的顺序。

被试阅读指示语，了解反应方法，明白后开始实验

3 结果

3.1 分别计算出被试在不同条件下判断准确的反应时，情况如下:

表1  不同时间间隔条件下对不同字母类型判断准确的反应时

图一：  不同时间间隔条件下对不同字母类型判断的准确反应时的折线图

由表1和图1可以看出，在相同的时间间隔条件下，对于音同形同、音同形异、音异形异的字母的判断的反应时也依次增大。并且在时间间隔为50ms和100ms时，即随着时间间隔的增大，三种情况下的反应时差异减小了。

3.2 分别计算出被试在不同条件下判断的准确率，情况如下:

表2  不同时间间隔条件下对不同字母进行判断的准确率

图二：  不同时间间隔条件下对不同字母进行判断的准确率的折线图

  从表2和图二中可以明显看出，对字母判断的准确率受字母类型影响较大，判断准确率总体变化趋势为音同形同、音同形异、音异形异依次减小，间隔的时间也是影响准确率的因素，具体表现为，总体趋势为随着间隔时间的增加，判断的准确率提高，特别是在音同形同情况下表现的很明显，在音同形异和音异形异情况下变化不大

4 讨论

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。 结果表明由瞬间记忆转入短时记忆后,编码的视觉优势已经让位于听觉了，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，短时记忆的编码有视觉和听觉编码两个连续阶段,至少在部分时间里,信息在短时记忆中是以视觉编的。

关于听觉编码和视觉编码前人也有很多研究。其中 Conrad( 1964)的实验为短时记忆的听觉编码提供了有力的证据。他的实验结果表明:各字母尽管是以视觉方式呈现的，但记忆中的混淆次数，将近80%发生在音近字母之间。实验继续下去，则进一步发现，各字母之间混淆的次数分配在视觉呈现和听觉呈现两种条件下相当一致，等级相关达0. 64，因而证明短时记忆的编码是以语音听觉占优先的。Conrad认为短时记忆错误的产生是以听觉特征而不是以视觉特征为基础的。他的实验证实了听觉编码的重要性，而Posner. M . I( 1967, 1969)用减法反应时、字母匹配任务研究了短时记忆信息的编码。他的结果又结果表明，在两个字母同时呈现而让被试进行辨认的情况下，则等同辨认（如：AA）的反应时短;但若使两个字母的呈现时间间隔1- 2秒，则等同辨认的优势趋于消失。这表明由瞬间记忆转入短时记忆后，编码的形状(视觉)优势己经让位于语音(听觉)了。这种情况似乎可以说明由主要为视觉的感觉记忆过渡到主要为听觉的语词记忆。

本实验是Posner. M . I研究的继续，所设置的变量要更多一些，具体有音同形同、音同形异、音异形异三种。在对各种条件下测定的反应时进行比较分析后，可以更为具体的得出视觉编码和听觉编码在短时记忆中的作用，并最终用于实践。对记忆进行的研究结果可以运用于教学教育中，找到更好的、更合理记忆方法来提高学生们的学习能力，减轻他们的负担。例如：在英语学习中，目前仍然采用以背单词为主的方式，在仔细了解了人的记忆编码后有利于我们改善背单词的效率。但记忆是人抽象的，高级的思维活动，对它的探索我们还要继续。

5 结论

短时记忆里确有视觉编码的编码方式存在。

参考文献

郭秀艳. （2004）实验心理学[M].北京:人民教育出版社，227-229

黄希庭. （2007）心理学导论[M].北京：人民教育出版社，349-351

杨博民。（1989）.心理实验纲要[M].北京： 北京大学出版社，， 353-357

第二篇：减法反应时-短时记忆的视觉编码 实验报告

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