激)同质性越强,反应时越短,差异越不显著。
间隔0ms时,三种不同实验材料反应时有极其显著差异F=11.512,p<0.001,Mean=604.67,Std=112.72,具体分析,三种不同的实验材料两两之间均有显著差异,音同形同与音同形异p=0.014<0.05,音同形异与音异形异p=0.044<0.05,音同形同与音异形异p<0.001。间隔500ms时,三种不同实验材料反应时无显著差异F=1.121,p=0.332,Mean=561.75,Std=167.28。间隔2000ms时,三种不同实验材料反应时无显著差异F=0.839,p=0.437,Mean=502.99,Std=113.52。可见,随着时间间隔的增大,差异减小。 3.3 Univariate Analysis of Variance差异检验
以时间间隔和实验材料(刺激匹配)为两个因素对反应时进行Univariate Analysis of Variance差异检验。实验材料主效应显著F=6.892,p=0.001<0.01;时间间隔主效应显著F=10.348,p<0.001;交互作用不显著F=1.006,p=0.406。
4 讨论 4.1
由图1可以看出,不同延迟时间下的反应时差异性呈现规律性变化:随着延迟时间的加大,反应时逐渐趋同。ANOVA检验也反映了这一点:在0间隔的情况下,三种不同的实验材料对应的反应时,两两之间都具有显著差异,且音异形异>音同形异>音同形同;在间隔时间为500ms和1000ms时均无显著差异,且p值增大显示差异减小。 考察音同形同和音同形异两种材料的反应时变化。这两种反应任务都是首先判断两个字符是否为同一个字母,然后去按表示“相同”的反应键。根据减数法的逻辑,在0间隔的情况下,音同形异任务的反应时比音同形同任务的反应时长,说明前者有后者所不具有的心理加工过程,且该过程所占用的时长就是反应时的差值。两种操作的动作反应是一样的,区别只能发生在判断过程中。要确认两字符是同一个字母,对于音同形同的材料可以由外形(轮廓)相同来确认,也可以由读音相同来确认;对于音同形异的材料只能由读音相同来确认。外形确认需要视觉编码,读音确认需要听觉编码。由于“确认”是动作反应前的最后一个步骤,所以对音同形异材料进行心理加工的最后一步是基于听觉编码的读音判断。由于字符信息是由视觉传入的,视觉编码如果存在,必然发生在听觉编码之前。结合减数法的实验逻辑,两种反应时的差值正是多出的那种心理加工过程。这种过程只能是听觉编码。音同形同材料可以经由外型相同来确认,不必再经过听觉编码,节省了一步,故反应时相对减小。 随着时间间隔的延长,两种实验任务的反应时渐渐趋同,在500ms
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时已没有显著差异。该过程中音同形异任务的判断步骤与0间隔情况相同;对音同形同的任务而言,反应时的相对增加意味着心理加工过程的增加,从而与音同形异任务的加工过程趋于一致。这一增加的心理过程就是刺激的听觉编码。这验证了该情境下短时记忆首先进行视觉编码,然后进行听觉编码的程序。 4.2
对于音异形异的实验材料,其心理加工阶段应与音同形异的材料相同:首先经过视觉编码,视觉编码不足以确认两字符“相同”还是“不同”,随后进行听觉编码,根据读音确认两字符不同,然后作出按“—”键的反应。即:视觉编码-轮廓确认,听觉编码-读音确认。直到读音确认为不同,被试才能做出“不同”的判断。这就可以解释在0间隔时音异形异材料和音同形同材料在反应时上的显著差异,以及二者在500ms后的无差异。
而音异形异材料相对于音同形异材料在0间隔情况下的显著差异无法用上面的理论来解释。因为两者的编码方式和步骤相同,所以反应时差异所代表的心理加工过程也与编码方式无关。我们猜想:这是由实验材料的复杂程度决定的。本实验中,音异形异材料的构成最为复杂,有AB,Ab,aB,ab四种情况,较难随练习迅速提高反应速度。 4.3
本实验与波斯纳经典实验结果的不同之处在于随延迟时间的加长反应时的缩短。由图2可见:三种实验材料的情况下,反应时都随着间隔时间的延长而缩短。方差分析也表明:在音同形异和音异形异的情况下,延迟2000ms的反应时显著短于0间隔的反应时。波斯纳的实验中,随着延迟的增加,音同形同材料的反应时会逐渐上升,从而与音同形异材料的反应时趋同。这根据短时记忆的编码理论似乎很容易解释:随着时间的延迟,视觉编码的作用逐渐消失,听觉编码的作用逐渐增大,从而反应时也逐渐增加。
但仔细分析不同延迟时间下的操作任务,会发现无延迟(0间隔)和有延迟情况下的操作任务并不完全相同。在无延迟的情况下,被试要在刺激呈现之后首先进行视觉编码,然后进行听觉编码,同时以最快的速度对“相同”与“不同”进行确认。音同形同的材料在视觉编码的基础上即可得到确认,不及进入听觉编码环节,故反应时短于另外两种材料。在有延迟的情况下,被试在延迟的时间段内完成了第一个字母的声音编码,将较为复杂的两字母音形判断任务转化为较简单的单字母读音判断任务。反应时由第二个字符呈现开始计数,这之后被试的心理加工仅仅是对这一个字母的注意和编码,而不像0间隔任务中对两个字母注意并编码。根据减数法反应时理论,后者的反应时
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应当比前者更长。
而在延迟时间由500ms上升到2000ms时,虽然被试的操作任务和刺激的编码方式都完全相同,但反应时仍然出现下降。我们认为:这是由于判断策略的应用。本实验中,作出按键反应的唯一依据是声音的异同,在进行了视觉编码的基础上,如何最快地进行比较和确认是影响反应时的关键。在无延迟的情况下,被试只能同时对两个字符进行编码和比较;随着延迟的加长,被试在延迟时段中可以完成第一个字符的声音编码,设想下一个字符的声音编码的可能情形,并最终把注意集中到某一种情形,期待下一个字符的出现。这种良好的准备是无延迟状态下所没有的,并且随着延迟的增加,准备可以做得更加充分,表现出反应时的下降。
本实验最长延迟为2000ms,至此反应时达到最低。若再增加多个延迟,可能会发现反应时降低到一定程度就维持恒定。反应时肯定不能逾越生理的限制而无限减小,本实验中仅选取三种延迟,才会表现出反应时随间隔时间增大而保持降低,这类似于天花板效应。 4.4
从上面的讨论可以看出,短时记忆的编码方式体现在信息加工的过程中,受到实验材料、任务要求、操作策略等因素的影响。
首先,短时记忆的编码应当受到感觉传入形式的影响。本实验中,刺激材料以视觉信息的形式呈现,故首先经由视觉编码,与头脑中字母的概念发生匹配,转化成相应的听觉编码,从而在短时记忆中保持并作为进一步的加工、判断的基础。如果刺激材料非由视觉信息形式呈现,比如通过朗读向被试呈现材料,很可能最早出现的将是听觉编码。
再者,短时记忆在第一步编码之后再转化成什么形式,这受任务要求的影响,体现了一种策略性。本实验中,对于形状不同的字母,要做出适当反应,最简单有效的判断是判断它的读音是否相同,故听觉编码是可以满足任务要求的最终编码。如果听觉编码不足以满足任务要求,仍然可能对信息进行进一步加工编码(如语义编码)。另一方面,字母材料在人脑中预存有清晰的、调用方便的概念,且内容丰富,包含音、形、义等要素,这使得当一种编码产生,并与概念成功匹配后,可能转化成多种编码(本实验认为转化成听觉编码)。如果缺乏这种概念预存,比如要求被试操作一些不常见的图形,或对颜色做出匹配,编码的形式将更加受到实验材料和任务要求的直接制约。 4.5
本实验应用了唐德斯的减数法反应时实验范式,以对两个相减任务中共同心理过程的匹配为基础,成功分离了听觉编码这一单一任务特有的心理过程。但如4.3所述,本实验中,不同时间延迟下,从开
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始计时到计时停止,被试并非经历了完全匹配的心理过程。在我们的分析中,这种差异是导致反应时随延迟增加而下降的原因。波斯纳的实验并未考虑这种差异,并且得到了反应时随延迟增加而上升的的结果。这需要进一步研究验证,以及对波斯纳实验的更细致全面的考察。
5 结论
本实验验证了波斯纳的结论:在某种情况下,短时记忆首先是视觉编码,然后迅速转成听觉编码。编码方式受到实验材料形式、实验任务要求及被试加工策略等因素的影响。不同延迟条件下心理加工过程并不能严格匹配,这将给结果的解释带来不一致。
参考文献
杨治良 王新法.《心理实验操作手册》 郭秀艳 《实验心理学》
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