短时记忆的信息编码 实验报告

心理实验报告

1.题目

减法反应时－短时记忆的视觉编码

2.引言

R．Conrad(1964)的一项研究给被试视觉呈现字母，随后报告字母的实验结果表明，对于视觉呈现的字母，我们使用听觉编码而非视觉。而Posner等人（1969）的实验结果显示，被试对于不同字母对（Aa和AA）判断是否同一字母的反应时不同，这否定了对于视觉呈现的字母，我们只用听觉编码的观点。对于视觉编码和听觉编码的先后问题，现在普遍的观点是视觉编码在先。

根据R．Conrad的实验，研究者们还在探讨这样一个逻辑，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。

本实验研究作为一个验证性研究，为存在视觉编码提供证据之外，还将探讨在不同时间间隔下反应时差的差异的内部机理。

3.方法

3.1被试：心理系大三学生

3.2仪器材料：字母对AA、BB、Aa、Bb、AB、BA、Ab、Ba

3.3实验程序：

3.3.1：实验前被试阅读指导语，清楚不同判断的按键方式，尽量正确的判断，并尽快按键反应

3.3.2：第一次实验时，每对字母对随机出现6次，前12对时间间隔是0s,中间12对间隔0.5s,最后12对间隔2s。36次完毕后，被试休息30s。继续第二次实验，但这次时间间隔按0.5s-2s-0s进行；同样休息30s进行第三次实验，这次间隔按照2s-0s-5s进行。被试看到呈现的字母后，尽快正确判断字母是否相同，并尽快按相应的键。

4．结果

表a 各水平下被试平均正确反应时(ms)

间隔(ms)

音同形

同

音同形

异

音异

形异

0 561.59 707.00 777.95 500 519.05 681.79 734.54 2000 489.62 639.46 725.00

表b 各水平下被试平均正确率(%)

间隔

(ms)

音同形

同

音同形

异

音异

形异

0 97.86 91.88 90.38

500 98.08 92.95 89.53

2000 98.08 92.74 90.60

表a显示：

音同形同比音同形异、音异形异在各个间隔时间水平下的反应时均值都要小；（多因素方差分析）

每种音形水平在时间间隔上反应时存在显著差异（多因素方差分析）

表b显示：

音同形同比音同形异、音异形异在各个间隔水平下的正确率均值都要大。而同一音形水平下的各个时间间隔水平上正确率均值相差不大。

表1-1 Correlations

时间间隔正确率

时间间隔Pearson Correlation 1 .019

Sig. (2-tailed) .716

N 351 351

正确率Pearson Correlation .019 1

Sig. (2-tailed) .716

N 351 351

r为.019，时间间隔与正确率之间不存在相关，即时间间隔对正确率的大小没有影响，不同的时间间隔上的正确率差异不显著。

表1-2:

表1-2显示，正确率在各个音形水平上方差为同质，因此，选用LSD，如下表。

表1-3:

1、2、3分别代表的音形水平是：音同形同、音同形异、音异形异。由表e得知，音同形同的正确率与其余两种在.01水平上差异性显著，音同形异与音异形异在.05水平上差异性显著。

表2-1:

Test of Homogeneity of Variances

反应时

Levene Statistic df1 df2 Sig.

2.236 8 340 .025

表2-1显示，显著性概率Sig概率值为p<.05,即按音形、时间间隔为变量分组的各组方差在.05显著性水平上显著，方差为非齐性。

表2-1中各个数字对应的是各个不同的变量条件

表c 音同形同音同形异音异形异

0 1 4 7

500 2 5 8

2000 3 6 9

各个组之间的均值差异性检验如下表：

表2-2：

1 2 3 4 5 6 7 8

2 .687

3 .007 .985

4 .000 .000 .000

5 .000 .000 .000 1.000

6 .000 .000 .000 .434 .995

7 .000 .000 .000 .442 .058 .001

8 .000 .000 .000 1.000 .994 .267 1.000

9 .000 .000 .000 1.000 .998 .234 .982 1.000

表2-3

表2-2显示，音形的主效应差异显著F=99.552，P<.001;这表明，以音形为自变量分组的各组之间反应时差异性显著。时间间隔主效应显著F=7.931，P<.001，这表明以时间间隔为变量的各组之间反应时差异显著；音形与时间间隔的交互效应不显著，p=.936.

表2-4:

随着时间间隔的增大，反应时明显降低。

表2-5:

如图：在同一音形水平上，时间间隔越大，反应时越短；在音异形异情况下，时间间隔50和100（ms）的反应时相等

5．讨论：

5.1：对于正确率的解释上：

音同形同的正确率显著比音同形异、音异形异要高。正确率从某种程度上可以显示出任务的难度或者区分度。在辨别音同形同的两个字母时，由于前人研究得出，短时记忆的视觉编码起初用到的是视觉编码，再使用听觉编码，所以，在这里，只要使用视觉编码就可以了。而对与形异的两组，除了使用视觉编码外，还得使用听觉编码才能完成任务。一方面，两种编码之间的相互干扰会对正确率产生影响；另一方面，本研究结果还显示时间间隔与正确率不相关，这更加说明了视觉编码和听觉编码之间的干扰对正确率的的影响中占了绝大的比重。

5.2：音形不同水平间反应时差异机制解释：

音同形同、音同形异、音异形异三组之间反应时差异显著，前者比后两者反应时短，这是因为，音同形同的字母只需要使用视觉编码就可以了，偶而有被试不敢确定，会使用下听觉编码，很快确认后，更加坚定的作出判断，反应时也不会很长；而其他两组，在使用短暂的视觉编码后，还要使用听觉编码来辨别。

如果在短时记忆编码中，先使用的是听觉编码，那么三组之间的显著性没有差异。所以，研究结果也证明了短时记忆中先使用视觉编码这个结论。

5.3：时间间隔不同水平间的反应时差异机制解释：

5.3.1在各个音形水平下， 0、500、2000（ms）的反应时不管差异是否显著，都依次变小，这是因为，

在那段时间间隔里，被试有时间更加清晰的辨别了第一次出现的字母，并在这段时间里，有可能下一个出现的字母做各种假设来为采取合适的反应做准备。时间间隔越长，所做的准备就越多，反应时就会相应的缩短。

5.3.2音同形同下的，三种时间间隔下的辨别策略：

在各种音形水平下，0与500、2000（ms）均差异不显著。虽然被试在500（ms）里可以为辨别做一定的反应，但是毕竟太短，来不及做更多的准备。而时间间隔为2000（ms）时，被试对第二字母出现的种类相应的反应策略都有了一定得假设，使得在第二个字母出现后，直接与头脑中出现的其中一个假设相匹配，按键选择，省了很多的程序。

5.3.3 反应时趋向在时间间隔水平下推论：

根据在不考虑音形变量情况下，0、500、2000（ms）三组反应时差异是显著，而且时间间隔主效应显著。在一定程度上，可以推测，随着时间间隔的延长，各个音形水平下的反应时趋向于平行，音同形异于音异形异的反应时会产生交点。

而又根据表2-5，我们又产生这样的一个问题：为什么时间间隔在500、2000（ms）时，反应时没有缩短呢？这可能与任务难度有关。在音同形同情况下，被试只要在时间间隔里假设下一个字母与第一个字母一样，；在音同形异情况下，被试要假设的是下一个字母读音与第一个一样；而音异形异情况下，被试又要假设音不同，又假设形不同。很明显，第三种情况下，被试的任务更重，而且音形之间的干扰又使得更不容易判定。

所以，我们可以推论，以时间间隔作为自变量，随着时间间隔延长，音同形同比其他两种情况反应时更快的趋向平行。

音异形异的的线段可能是先趋向平行，在一定程度后下降，再趋向平行（横坐标时间间隔排除

0ms）.

这只是一个假设，但是在验证假设中应该可以得到更多的东西，所以，我觉得以后的研究可以朝这个方向试试，来更精确的探讨时间间隔与反应时的关系。

6.结论

6.1：短时记忆首先使用视觉编码，再使用听觉编码。

6.2：在时间间隔里，被试会对下一个字母的辨别做一番假设。

6.3：音同形同比音同形异、音异形异任务都要小。

7.参考文献：

杨博民主编心理实验纲要北京大学出版社 353-357页