莫雷《心理学研究方法》笔记和习题详解-变量数据获得的认知实验心理技术范式【圣才出品】

第13章变量数据获得的认知实验心理技术范式

13.1复习笔记

一、认知心理实验技术范式的基本特点和常用指标

（一）认知心理实验技术范式的基本特点

信息加工心理学主张用信息加工的术语和计算机工作原理对人类行为进行准确的描述，通过计算机模拟验证有关认知过程的心理学理论。在实际研究中，信息加工心理学应用最广泛的方法是以信息加工思想为指导的认知行为实验法。该法强调对所研究的心理过程进行模式化区分，其主要特点是要求预先设定信息加工流程，采用适当的实验任务和行为指标，通过精致的实验设计推断研究假设的合理性。与传统的实验法相比，信息加工的认知行为实验法能更准确、更精细地深入分析并描述人类的心理过程以及人与环境之间的关系。

（二）认知心理实验研究的常用指标

1．反应时

（1）概念

反应时是指从刺激作用发生到引起机体外部反应开始动作之间的时间间隔。

实验测得的反应时间是个体内部几部分操作时间的总和，具体包括刺激引起感官的活动，神经冲动经由神经的传递，大脑的加工活动及效应器官接受冲动做出反应所耗费的时间。

反应时是认知心理学中应用最广泛的实验指标。

（2）利用反应时数据推断认知加工机制的方法

①因素相减法

因素相减法是一种用减数方法将反应时间分解成各个成分，然后用来分析信息加工过程的方法。

a．该法的基本程序为：至少安排两种不同的反应时作业，其中一种作业包含另一种作业所没有的某个特定的心理过程，此过程就是所要测量的心理过程；两种作业其余方面均相同，这两种反应时的差值就是此加工过程所需的时间。

b．该方法最早由荷兰生理学家唐德斯（Donders，1968）提出。他认为人的反应可分为三类：第一类称为A反应，只有一个刺激，一个反应，其反应时为简单反应时，又称基线反应时；第二类反应为B反应，有多个刺激，需进行多个反应，其反应时包括简单反应时、辨别反应时和选择反应时；第三类反应为C反应，有多个刺激，只需做一种反应，其反应时包括简单反应时和辨别反应时。基于此可得出如下算式：辨别反应时＝C－A；选择反应时＝B－C。

c．应用：反应时相减法在认知心理学研究中有大量应用，如著名的启动效应、负启动效应、返回抑制等实验现象都是以反应时相减为基础的。

②相加因素法

相加因素法是由斯腾伯格（Sternber9，1966）发展起来的一种反应时方法。

a．该方法的基本观点是：完成一种作业所需的时间是一系列信息加工阶段分别需要的时间的总和，如果发现可以影响完成作业所需时间的一些因素，那么单独地或成对地应用这些因素进行实验，判断这些因素是否与特定的信息加工阶段相联系。

b．其基本逻辑是：如果两个因素的效应是相互制约的，即一个因素的效应可以改变另一个因素的效应，那么这两个因素只作用于同一个信息加工阶段；如果两个因素的效应是分别独立的，即可以相加，那么这两个因素各自作用于不同的加工阶段。

c．应用：相加因素法成功运用的典型是斯腾伯格有关短时记忆提取过程的研究。采用相加因素法考察信息加工过程时，一般先通过系列实验探讨影响整体信息加工时间的因素，然后推断与各独立因素有关信息加工阶段，再确定各阶段的先后顺序，最后验证这些阶段以

及先后顺序。

图13－1相加因素法揭示的短时记忆信息提取流程

③开窗实验

开窗实验是一种能够比较直接地测量每个加工阶段的时间，而且也能比较明显地看出这些加工阶段的新型反应时技术。

开窗实验技术在认知心理学研究中最典型的研究范例为汉密尔顿（Hamilton，1977）和霍基（Hockey，1981）的字母转换实验。

④反应时分布分析

反应时分布是一种用于弥补单纯以反应时平均数作为分析指标的不足而日益受到重视的新型反应时分析法。

a．反应时分布分析的基本思路：先确定能拟合被试在特定条件下反应时数据特征的数学函数，然后以最佳拟合函数的参数值作为反应时数据分析的指标。很多研究发现，绝大多数认知任务的反应时符合Ex-Gaussian分布。Ex-Gaussian分布是一种将正态分布（gaussian distribution）和指数分布（exponential distribution）结合起来的分布形式。用Ex—Gaussian 分布拟合认知实验的反应时数据时，可获得三种主要的参数：μ代表分布中正态成分（gaussian component）的平均值；σ代表与正态成分有关的标准差；τ反映指数成分的平均值和标准差。Ex．Gaussian分布的平均数就是μ和τ的简单相加之和。Ex-Gaussian分布能以一种简约的方式反映影响反应时的因素。如果某种实验条件使反应时的平均数增加，那么通过

Ex-Gaussian分析可以知道这种增加是由反应时分布的转移引起的（μ发生变化），还是由分布的尾部增加引起的（τ发生变化）。

b．应用：近年来一些研究者采用反应时分布分析法系统地考察了不同类型的选择性注意过程。Stroop任务是选择性注意研究中最常用的任务之一。该任务的干扰效应一般用颜色词与其所代表的颜色不一致条件下的反应时数共同变化的结果，既反映了反应时分布的转移又反映了峰值的变化。

2．正确率

（1）应用

正确率或错误率也是信息加工心理学中被广为应用的实验指标。其作用可体现在三方面：

①作为复杂认知任务的主要指标，反映被试的行为能力；

②作为推断认知过程的依据，反映信息加工的内在机制；

③作为反应时的辅助指标，用于判断是否存在速度—正确率权衡问题。

（2）错误率

错误率与正确率是相辅相成的两个概念，但有时运用的角度不同。当以错误率为因变量时，可以根据被试所犯错误的类型和实质推断相应的认知加工机制。

3．速度与正确率权衡

（1）速度与正确率权衡现象（speed-accuracy trade off，SAT）是指在反应时实验中，被试能根据不同的实验要求或在不同的实验条件下，建立一个权衡反应速度与反应准确率的标准来指导其反应。

（2）SAT程序的主要原理是，以被试的加工时间作为实验自变量，测定在各种时间条件下的反应准确率，运用函数模型对这些反应速度与准确率权衡过程的数据进行拟合；在一