认知心理学第5章-短时记忆

第六章短时记忆引言短时记忆的刺激呈现范式◦在关于短时记忆容量、编码等的实验中，刺激一般只短暂地呈现一次，持续时间通常约1s。◦所以，短时记忆也可称作一次呈现的刺激记忆，或电话号码记忆。第一节短时记忆容量短时记忆的容量大小短时记忆的容量单位短时记忆容量有限的性质短时记忆容量大小1956年，美国心理学家GeorgeA．Miller发表了一篇著名论文，题为“神奇数7加减2：我们加工信息的能力的某些限制”，明确提出短时记忆容量为7士2，即一般为7并可在5－9之间波动。但一些人认为并没有那么多。Mandler认为短时记忆的容量可能是4或5。Simon也认为是4－5。短时记忆容量单位•短时记忆容量不是以比特(bit)或刺激的物理单位如字母、字词等来计算的，而是以组块（chunk）来计算的。•组块–定义：是指将若干较小单位（如字母）联合而形成熟悉的、较大的单位（如字词）的信息加工，也指这样组成的单位。–作用–影响因素组块的作用组块的作用就在于减少短时记忆中的刺激单位，而增加每一单位所包含的信息。Smith（1954）组块作用的实验◦实验设计：自变量：组块方式（2:1、3:1、4:1、5:1）；因变量：记忆容量。◦实验材料：二进制数字序列。下表中列出了18个二进制数字序列的四种组块方式，并编码为十进制数字。◦实验程序选择20名被试，先测得他们对二进制和十进制数字的短时记忆容量平均为9和7。然后将他们按5人一组分成4组，分别教他们上述一种组块方式，直到他们报告已经掌握为止，需时约5－10min。要求他们在后面实验中，应用所学会的组块方式来记忆呈现的二进制数字。◦实验结果任何一组被试在运用所学到的组块方式后，比以前可以记住更多的二进制数字。组块比率高的方式并没有充分显示出优越性。◦实验思考为什么组块比率高的方式并没有充分显示出优越性？Smith认为这与学习的程度不足有关。研究者本人通过耐心的学习，能够记住12个十进制的数字，在2：1组块方式下，相当于24个二进制数字。组块的影响因素——知识经验deGroot（1965）实验Chase和Simon（1973）实验Miller和Selfridge（1950）实验deGroot（1965）实验实验设计◦2×2混合实验设计。被试间因素：被试类型（专家、新手）；被试内因素：棋局（真实、随机）。实验程序◦给被试看一个棋局5s，然后将棋子移开，要求他们进行复盘，即按照刚才看到的棋局将各棋子放回原处。•实验结果–在真实棋局情景下，象棋大师在第一次尝试时就能将90％的棋子正确复位，而新手只能正确恢复40％棋子。–在随机棋局情景下，象棋大师和新手能正确复位的棋子数目都很少，而且没有什么差别。•结果分析–象棋大师在真实棋局的复盘上之所以成绩好，是由于他们比新手具有更丰富的弈棋知识和经验，熟悉许多棋局，可以用来对短暂看到的棋子有效地进行组块，而新手则差得多。然而，象棋大师对任意放置的棋子却无法应用其丰富的知识经验，因而复盘的成绩降到新手的水平。Chase和Simon(1973)实验一实验设计◦3×2混合实验设计。被试间因素：被试类型（象棋大师、一级棋手和新手）；被试内因素：时间（扫视、复盘）。实验材料◦棋局共20个，皆取自棋书或杂志，其中一半为中盘，一半为终盘。实验程序◦给被试呈现一个真实的棋局，要求他们照着这个棋局尽快地在并排的另一个棋盘上再将它们摆出来，即对着实际的样本进行复盘。◦分别记录扫视和复盘所用的时间。实验结果◦扫描时间相同◦复盘时间差异显著Chase和Simon实验二•实验设计–单因素实验设计。自变量是被试类型（象棋大师、一级棋手和新手）。•实验材料–一个包括25个棋子的真实棋局。•实验程序–给这些被试呈现上述棋局，时间为5s，然后撤去这个棋盘，要求他们根据记忆在另一棋盘上进行复盘，重新恢复刚看过的棋局。实验结果•实验结果的进一步分析–Chase和Simon认为，通过对被试复盘时，一个个地摆棋子的时间间隔可以计算出组块来。–时间间隔有两类：•一类是2s，为组块间的间隔。•另一类是少于1s。可看作组块内各成分的间隔。–结果发现，象棋大师、一级棋手和新手在各次实验中的平均组块数分别为7.7，5.7和5.3，每个组块中棋子的平均数为2.5，2.1和1.9。–结果说明，棋艺水平愈高的棋手应用的组块也愈多，并且每个组块所包含的成分也多。Miller和Selfridge（1950）实验实验设计◦7×4的被试内设计。自变量：与正常句子的接近等级（1-7，其中1表示接近等级最低，7表示最高）；句子长度（10、20、30、50）。实验程序◦将不同接近度的句子分别呈现后，要求被试立即进行顺序回忆，即按原来呈现的字词顺序来回忆出这些词。实验结果（如下图）结果分析◦词的回忆百分数是句子接近度的函数，句子愈接近正常的句法结构，其字词回忆的成绩也愈好。实验结论◦人可利用长时记忆中贮存的语义知识和句法规则来组块，从而促进其短时记忆。分组对短时记忆容量的影响分组定义◦是把时间空间上接近的一些项目分成一组。分组与组块的区别◦组块是运用长时记忆中已贮存的知识形成的较大的、有意义的单位。◦分组是在各组之间安排空间、时间间隔，也就是有节奏地或成组地呈现刺激，在这些组的内部，各成分之间并不存在意义联系，也不形成一个熟悉的单位。分组的作用◦分组有利于短时记忆，但作用小于组块。◦分组呈现刺激的有利作用可能在于较易进行复述，还可能与表征有关。短时记忆容量有限的性质•贮存解释–Waugh和Norman（1965）及Atkinson和Shiffrin（1968）似乎倾向于从贮存上来解释这种有限容量，将它看作有限的贮存空间，而且此存贮空间分为少数几个槽道，信息就贮存在这些槽道里。–从组块的角度来看，在一个槽道里只能贮存一个组块，不管这个组块是字母或字词。这样，如果组块数超过槽道数，超出的那部分信息就不能被短时记忆所容纳，或者新进入的信息将会挤掉槽道里原有的信息。•复述回路说–Baddeley等（1975）认为，短时记忆痕迹的消退极为迅速，痕迹一般只能维持约2s。–短时记忆容量实际上反映着人在2s内能够加以复述的项目数量，因此短时记忆容量没有一个固定的数值，它取决于一个项目复述所需的时间长短，需要复述时间多的项目的容量就小，需要复述时间少的项目的容量就大。–按Baddeley的看法，短时记忆是一个加工器，它有一个复述回路专司复述，因此他对短时记忆容量的看法被称作复述回路说。•工作空间说–Klatzky（1975）将短时记忆比作木工的工作台。木匠的工作台上通常放一些工具和材料，同时木工也要在台上操作，要占据一定的空间。如果在台上放的东西多了，即占的空间多了，那么留给操作的空间就少了，反过来也一样。–Klatzky认为短时记忆与此相似，也可将它看作一个空间，如果贮存的项目多，即占据较多的贮存空间，那么留下来供操作的空间（即工作空间）就会少了，情况也可以反过来。这就是说，在贮存的项目与加工之间存在着此消彼长的关系，也即贮存空间与工作空间有权衡关系。–这种看法将短时记忆容量与加工联系起来，也把短时记忆容量看成是可变的。第二节短时记忆信息编码引言感觉代码语义代码引言在短时记忆中，信息以什么形式保持或贮存是短时记忆信息编码问题。编码：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），而经过编码所产生的具体的信息形式则称作代码（Code）。一、感觉代码听觉代码与AVL单元视觉代码感觉代码与感觉信息的区别（一）听觉代码与AVL单元Conrad声音混淆实验AVL单元Conrad声音混淆实验实验设计◦单因素实验设计。自变量：呈现方式（视觉、听觉）。因变量：字母混淆次数。实验材料◦所用刺激皆为6个字母组成的一个字母序列，其中有些字母的发音相似，如：C，V；M，N；S，F。•实验程序–视觉呈现刺激，或在白噪音背景上，听觉呈现刺激。–刺激呈现完毕，被试要立即进行顺序回忆，即严格按照原先字母呈现的顺序来回忆出这些字母。•实验结果–Conrad将被试在这两个实验中回忆的结果与字母呈现序列加以对照，统计出被试的回忆错误，分别列成一个混淆矩阵，见表5-2和表5-3。表5-2视觉呈现的字母回忆的混淆矩阵表5-3听觉呈现的字母回忆的混淆矩阵◦从表5-2可以看出，在第一阶段实验中，即使字母是视觉呈现的，回忆错误主要表现为声音混淆，读音相近的字母较多发生混淆，而读音不相近的字母则较少发生混淆。◦表5-3清楚地显示，在第二阶段实验中，当在白噪音背景上，以听觉呈现字母时，出现同样的情况，读音相近的字母也较多地发生混淆，而读音不相近的字母也较少发生混淆。•实验结果的进一步分析–Conrad计算了这两个实验的混淆矩阵的相关，得到的相关值高达+0.64。这表明两个实验中发生的回忆错误是很相似的，都是主要发生在声音相近的字母混淆上。•实验结论–短时记忆的信息代码是声音代码或听觉代码，即使刺激材料是以视觉形式呈现的，其代码仍具有听觉性质，在短时记忆中出现形-音转换，而以声音形式在短时记忆中保持或贮存。AVL单元•前述某些声音混淆现象也可能是言语运动或发音的混淆所造成的。–那些视觉接收的字母、字词，通过内部言语就可以转换为言语运动器官的动作模式。可以设想，发音方式相似的字母、字词会发生混淆。•由于目前还无法将声音混淆和发音混淆区分开来，因而可以认为，听觉代码或声音代码也许与口语代码相并存，甚至交织在一起。•在这种情况下，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AVL单元（二）视觉代码Posner（1967，1969）所做的字母的视觉匹配和名称匹配的实验。这些实验证实，短时记忆可有视觉代码。字母的视觉代码至少存在于短时记忆保持过程的初期，然后才出现字母的听觉代码；而对于大量的非语言材料，视觉代码也许更为重要，因为视觉信息转换为声音，就会丢失一些信息。（三）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虽带有各自感觉道的特性，但比感觉记忆信息要抽象，它已排除刺激的某些物理特性或细节。•感觉代码与知觉过程的特点有紧密的联系。通常，进入短时记忆的项目都已经过识别。这可能是造成短时记忆的感觉编码与感觉信息相区别的一个重要原因。•由于短时记忆的听觉编码和视觉编码具有不同感觉道的特性，并且记忆效果也有不同。曾经有人设想短时记忆也许可能分为听觉的和视觉的，有单独的听觉短时贮存和视觉短时贮存，但此说目前还没有充分根据。•同样，目前也还不能最终确定，除听觉代码和视觉代码以外，是否还有其他感觉形式的代码。二、语义代码特点◦语义代码是一种与意义有关的抽象的代码，不带有任何一个感觉道的特性。实验◦Wickens（1970，1972）的实验◦Shulman（1970，1971，1972）的实验Wickens的前摄抑制实验实验设计◦2×4混合实验设计。自变量：组别（控制组、实验组）；实验次数（共4次）。实验程序◦前三次实验：每次实验都呈现不同的3个字母，但实验组和控制组都呈现相同的字母。然后让他们进行一项计算作业，以防止复述，为时20s，之后要他们回忆这3个字母。◦第4次实验：给控制组仍呈现3个字母，但给实验组呈现3个数字，其余程序同前。实验结果◦自实验1到实验3，两组被试的回忆成绩都逐步下降，明显地表现出前摄抑制的强烈作用；◦在试验4中，控制组的回忆成绩仍受到前摄抑制的作用而继续下降，但实验组的回忆成绩却急剧上升。Wickens将实验组的回忆成绩上升称作自前摄抑制释放。实验结果分析◦短时记忆可表征范畴意义，存在某种语义代码，因而其贮存也受到前后材料的意义联系的影响，否则就不会在应用同一范畴刺激（字母）时，出现强烈的前摄抑制；也不会在应用另一范畴刺激（数字）时，出现自前摄抑制释放。Shulman的实