认知心理学第五章短时记忆

第五章短时记忆《认知心理学》内容短时记忆（Short-TermMemory）容量（Capacity）编码（Coding）保持时间与遗忘（RetentionDurationandForgetting）信息提取（RetrievalofInformation）工作记忆（WorkingMemory）记忆的神经心理学记忆加工过程记忆是一个过程，是在一定的时间内展开的，可以区分为前后联系的一些阶段。记忆的三个基本过程编码（识记）储存（保持）提取（再现）记忆的三个基本过程（要点）编码（encoding）是人们获得个体经验的过程，是对外界信息进行形式转换的过程。为使信息适合于存储，大脑要对信息进行加工，使不同感官通道输入的信息变成头脑可接受的形式，这就是编码。编码有不同层次或水平，有不同形式。编码是一个展开的过程，包括对信息的反复感知、思考、体验和操作。储存（storage）是把信息以一定形式保持在人脑中。知识的存储也叫知识的表征（representation）。这种表征可以是事物的图象，也可以是一系列概念或命题。存储是记忆过程的中间环节。提取（retrieval）是指从长时记忆中查找已有信息的过程，是记忆过程的最后一个阶段。记忆好坏是通过信息的提取表现出来的。第一节短时记忆容量一、有限容量7±2早期研究：19世纪中叶WilliamHamilton弹子现象；1887年Jacobs实验；Ebbinghaus实验。1956年，美国心理学家GeorgeA.Miller明确提出，短时记忆容量为7±2个组块。1.组块(Chunk)：是指将若干较小单位联合而成熟悉的、较大的单位的信息加工，也指这样组成的单位。组块既是过程，也是单位。组块受到材料性质的影响。2.知识经验与组块组块的作用在于减少适时记忆中的刺激单位，而增加每一单位所包含的信息。人的知识经验越丰富，组块中所包含的信息越多。Smith(1954)二进制数字实验如果以每一个二制数为记忆单元，则可产生18个组块，如果以5个为一个记忆单元，则可产生4个组块。如果要记住这一长串数字，可以记20、9、25、6这个几个数字即可，也可以记10、2、7、3、1，复述时可以迅速地还原为二进制。Chase和Simon(1973)象棋实验Chase和Simon(1973)对象棋大师、一级棋手和象棋新手进行真实棋局的扫描和复盘实验结果表明，三者在棋局的扫描上所花的时间相差无几，但复盘所使用的时间上存在显著差异。图5-13种棋艺水平下的扫描时间和复盘时间图1-2正确复位的棋子数是棋艺水平的函数Miller和Selfridge(1950)实验Miller和Selfridge(1950)研究了语义和句法信息对组块的影响。3.分组：是把时间空间上接近的一些项目分成一组。它与组块相似，但它不是意义分组，各成分之间不存在意义联系。分组确实有利于短时记忆。举例：电话号码身份证号码银行帐号4.组块大小与短时记忆容量的关系二、容量有限的性质1.Waugh、Norman和Atkinson等倾向于从贮存空间及其有限的槽道来说明。（贮存有限说）2.Baddeley等(1975)认为短时记忆的容量取决于人在2秒钟内能够复述的信息的数量。（复述回路说）3.Klatzky(1975)木匠工作台原理。木匠工作台既要放料又要工作，二者必然存在一个权衡关系，短时记也是如此，它既要贮存，又要加工，实际上是一个工作记忆。（工作台原理说）第二节短时记忆信息编码一、感觉代码1、听觉代码与AVL单元编码就是对信息进行转换，使之获得适合于记忆系统的形式的加工过程(Encoding)。经过编码所产生的具体的信息形式叫做代码(Code)。Conrad的字母混淆实验（1963，1964）表5-1视觉呈现的字母回忆的混淆矩阵表5-2听觉呈现的字母回忆的混淆矩阵结论：(1)回忆错误实验表明：人们在回忆时产生错误主要发生在声音相近的字母混淆上。说明短时记忆的信息代码主要是声音代码或听觉代码。(2)即使使用视觉材料作为刺激，其代码也仍有听觉性质，在短时记忆中出现形声转换，而以声音形式贮存。(3)鉴于字母、字词的听觉代码和口语代码都是不同形式的言语代码，因此，常将听觉的(Auditory)、口语的(Verbal)、言语的(Linguistic)代码联合起来，称之为A.V.L单元。2、视觉代码值得注意的是,在声音混淆的错误中,视觉特征或许也起作用,因为发生声音混淆的一些字母不仅在语音上相似,而且在视觉特征上也相似,如B和P，M和N等。Posner(1967,1969)短时记忆编码实验（第一章）实验证明，短时记忆中还存在着视觉编码。条件如下：（1）在短时记忆初级，首先产生视觉编码，然后才出现形声转换。（2）在大量的非言语信息加工中，形声转换无法迅速进行，这时短时记忆直接以视觉方法进行编码。3感觉代码与感觉记忆信息的区别感觉记忆按感觉信息的原有形式来加以保持，即按刺激的物理特性进行直接的编码。短时记忆的感觉代码带有各自感觉道的特性，但比感觉信息要抽象，它已经排除刺激的某些物理特性或细节。二、语义代码除了听觉代码和视觉代码这些感觉代码以外，短时记忆还有语义代码。语义代码是一种与意义有关的抽象代码，不带有任何一种感觉道特性。证据：前摄抑制释放实验(Wickens,1972)采用前摄抑制设计进行了研究，前摄抑制是先前学习对继后学习和再现的干扰，先后学习的材料相似的干扰作用最大。前摄抑制释放实验(Wickens,1972)自变量：字母和数字因变量指标：回忆成绩实验程序：实验采用连续四次组进行。在前三次实验中，实验组和控制组的处理都是一样的。即向被试呈现三个字母（每次实验所呈现的三个字母不一样），然后让被试用20s的时间完成一个计算作业，以防止被试重复所看到的三个字母。在第四次实验中，控制组学生看到的依然是字母，而实验组看到的则是三个数字，在完成一个计算作业之后，两组被试的回忆成绩发生显著的变化。实验结果:实验组的回忆成绩明显优于控制组的被试。(见教材图5-4)结果表明，计算作业对实验组产生重要的影响。也说明了语义记忆在短时记忆存在的心理真实性。短时记忆可表征范畴意义，存在某种语义代码，因而其贮存受到前后材料的意义联系的影响，在应用同一范畴刺激（数字）时，出现了强烈的前摄抑制；在应用另一范畴刺激（字母）时，出现了自前摄抑制释放。Shulman(1970,1971,1972)实验（略）匹配情况：同一匹配和同义匹配实验表明：将探测词与字表中意义相似的一个词混淆起来，误认为探测词是此表中的一个词，实际上它并没有包含在内。其它解释：自前摄抑制释放和语义混淆也许涉及到长时记忆贮存的信息和加工。短时记忆和长时记忆之间存在着复杂的双向关系综上所述：短时记忆信息有感觉代码与语义代码。由于言语在认知活动中的重要作用以及复述机制的存在，听觉编码显然是一种主要的形式。第三节短时记忆的信息提取将短时记忆中的项目回忆出来，或者当该项目再度呈现时能够再认，都是短时记忆的信息提取。信息提取（RetrievalofInformation）斯滕伯格的研究说明从短时记忆中提取信息是一个系列加工和终竭扫描的过程。以后的研究则提示这种过程也可能取决于刺激本身的性质。一、扫描模型Sternberg（1969）的实验验证实验程序给被试呈现1个到6个不等的数字系列(识记项目)；马上呈现一个探测数字；要求被试判断探测数字刚才是否出现过，作肯定或否定反应。测量指标：反应时实验结果：与完全的系列扫描预测的结果一致。结果说明：短时记忆中项目的提取是完全系列扫描。Sternberg的短时记忆提取实验短时记忆的信息提取短时记忆中的项目检索可能有三种方式平行扫描（parallelprocessingscanning）：同时对短时记忆中保存的所有项目进行检索。检索时间与项目数无关。自动停止系列扫描（serialself-terminatingscanning）：对项目逐个进行的检索，一旦找到目标项目就停止查找。项目多，时间长；是反应短于否反应（“是”反应时的斜率是“否”反应时的一半）。完全系列扫描（serialexhaustivescanning）：对全部项目进行完全的检索，然后再作出判断。项目多，时间长；是反应等于否反应。加法实验范式加法法实验范式RT=an+bRT是反应时间a是被试进行一次比较和匹配所需要的时间b是被试进行反应操作所需要的时间n是刺激的个数过程a过程b过程e过程c过程d过程f过程g,h反应时T输入输出对Sternberg模型的评论使用不同材料或被试得到与Sternberg一致的结果（“是”反应的斜率与“否”反应的斜率一样）（Anderson等，1972；Harris等，1974）无法解释系列位置效应现象的存在（Carballis,1972;Morin,1976）“是”反应的拟合线的斜率与“否”反应的不相等（Theios等，1973）Townsend（1972）平行加工观点二、直通模型系列加工模型和平行加工模型都以比较或搜索为核心，它们都认为，短时记忆是通过比较或搜索过程而实现信息提取的。Wickelgren（1973）认为短时记忆中的各个项目不是通过比较来提取的，人可直接通往所要提取的项目在短时记忆中的位置，进行直接提取(DirectAccessModel)。直通模型认为，短时记忆中的每一个项目都有一定的熟悉值或痕迹强度，可以据此作出某种判定。在大脑内部有一个判断标准，当熟悉值高于这一标准，则作出“是”反应，低于这一标准则作出“否”反应。熟悉值与标准的偏离程度越高，作出是或否反应的速度也越快。支持实验：Theios等(1970)发现，常见词的反应时快于非常见词。（频率效应）Baddeley和Ecob(1973)也发现，如果识记项目表中有重复出现的项目，即同一项目几次出现，则该项目的反应时少于非重复项目。（重复启动）系列位置效应问题：不能很好地解释反应时为什么随项目增多呈线性增加三、双重模型Atkinson和Joula认为，短时记忆过程中信息的提取既包含扫描方式，也存在在直通方式，简言之就是两头直通，中间扫描。直通方式是平行的快速过程,扫描方式是系列的慢速过程。输入的每个字词可按其知觉维量来编码，称为知觉代码；字词还有意义，即有概念代码。知觉代码和概念代码共同构成一个概念结。每个概念结有不同的激活水平（activitylevel）或熟悉值（famillarityvalue）。在大脑内部有两个判定标准；一个是“高标准”（C1），如果某一探测词的熟悉值达到或高于这个标准，人便可迅速地作出“是”反应；另一个是低标准（C0），如果某一探测词的熟悉值达到或低于这个标准，人就可迅速地作出“否”反应。这是一个直通过程。但是，对于具有一个中等熟悉值的探测词，即其熟悉值低于高标准而高于低标准的探测词，则要进行系列扫描，才能作出反应，需时也较多。图5-8短时记忆信息提取的双重模型人在实际作出反应时不仅受到熟悉值的制约，而且还依赖于判定标准和情境等其他因素。由以上模型可知，短时记忆信息提取过程是一个十分复杂的过程。它可能包含各种不同的操作，并且依赖许多因素。这里涉及到应用不同策略的问题。四、加工速率与记忆容量加工速度(ms)记忆容量(项目)数字33.47.70颜色38.07.10字母40.26.35字词47.05.50几何图形50.05.30随机图形68.03.80无意义音节73.03.40表5-3不同类别材料的加工速率与记忆容量由上表可见，信息的加工速率与材料性质或信息类型有一定关系，即加工速率随着记忆容量的增大而提高，容量愈大的材料，扫描也愈快。曾经设想，在短时记忆中，信息是以特征来表征的，而短时记忆的贮存空间有限，则每个刺激的平均特征数量愈大，那么短时记忆能够贮存的刺激数量就愈小。Cavanaugh认为，每个刺激的加工时间与其平均特征数量成正比，平均特征数量大的刺激需要的加工时间多，反之需要的加工时间则少。