引论
定义,内容及简要历史回顾
相关研究
- 不同自变量水平的对照组思维
- 主动操作
例子
- 迷信的c罗
- 吊桥上的邂逅
实验心理学
定义
- 解决如何进行心理实验,即心理实验的理论,方法,操作等相关问题
- 核心内容为心理实验理论,心理实验设计,心理实验设计和范式等
目的
- 说明和解释个体在完成某项任务时的心理活动是如何进行的,即通过刺激和反应之间的关系来推断心理活动的方式,进而达到“控制”行为
实验法的优点
- 可创作实验条件使事件产生
- 可重复实验并对其结果进行验证
- 可系统变化实验条件来考察事件的变化
- 可得出因果关系
- 强调对各种变量的严格控制
实验法的局限性
- 有些复杂心理活动还难以使用实验法
- 有些特定心理现象(如违背伦理道德)不能使用实验法
- 实验条件的人为性等因素导致实验结果缺乏实用性
以人为被试的实验研究伦理
机构许可
- 研究开始之前应向学术伦理委员会提交详细的项目计划并获得批准
保障被试的知情同意权
- 事后告知被试实验目的和方案,不能隐瞒可能的肉体或精神伤害
保障被试退出的自由
- 允许被试任何时候放弃或退出实验
保障被试免遭伤害,消除有害后果
- 随时保持沟通
- 抑制情绪启动的实验,可在实验后期引导愉快情绪
保密原则
- 被试的个人资料,试验结果,态度,行为等
- 保证被试出于自愿而非迫于压力参与实验
以动物为被试的实验伦理研究
总原则
- 必须考律哪些设计动物使用的研究方法的代价和收益,排除不适当的疼痛和不人道的待遇
- 需要伦理委员会审查批准
- 动物的获得,饲养和处理符合相关法律和专业要求
- 有责任保护动物被试和舒适和健康,善待动物
- 只有在没有其他替代研究方案,且研究价值值得认同的情况下,才能让动物承受痛苦,压力或剥夺性实验
- 应该在适度麻醉在为动物实施外科手术,避免感染,使得疼痛最小化
- 实验中需要结束动物的生命时,应该快速结束整个过程,尽量减少动物的痛苦
实验心理学的一般伦理
- 实事求是是客观精神和严谨谨慎的工作作风
抄袭等典型的学数欺诈行为
- 部分抄袭别人的学数成果,包括翻译国外的综述作为自己的综述
- 数据作假,未收集,修改或删去不符合假设的数据,隐瞒不符和假设的数据
- 一稿多投
实验心理学中的基本概念
心理实验法
定义
- 有目的的严格控制或创设一定条件,人为引起或改变某种心理现象并加以记录的研究方法
- 属于因果水平的研究
分类
实验室实验法
- 在人为情况下,严格控制外界条件而进行心理研究的一种方法
自然实验法
- 在日常生活情况下,适当地控制,变更某些条件,结合任务进行心理研究的一种方法。具有实验法和观察法的优点
心理实验法的优点
- 可创作实验条件使事件产生
- 可重复实验并对其结果进行验证
- 可系统变化实验条件来考察事件的变化
- 可得出因果关系
- 强调对各种变量的严格控制
心理实验法的局限性
- 有些复杂心理活动还难以使用实验法
- 有些特定心理现象(如违背伦理道德)不能使用实验法
- 实验条件的人为性等因素导致实验结果缺乏实用性
心理学实验的变量
定义
- 指能变动的,有机体心理或行为及其相关因素
- 心理学实证研究的本质是在心理相关因素都动起来的时候,考察不同因素之间是否存在共变关系。因此变量被人为是心理学实证研究的逻辑起点
分类
自变量
- 由实验者操纵控制并能产生所要研究的心理现象的变量
因变量
- 因变量变化而引起的个体行为上的变化
额外变量
- 心理学实验要求额外变量保持恒定,仅操纵自变量去影响因变量。在统计假设的逻辑下,如果因变量的平均值在不同实验条件下有显著差异,拿梅因变量则明显受到自变量的影响
对变量进行操作性定义
操作性定义的含义
- 用可感知,可度量的事物,现象和方法对变量或指标作出具体的界定和说明
进行操作性定义的原则
对称性原则
- 操作性定义须与变量的抽象定义相对称,不能过宽或过窄
独特性原则
- 操作性定义须针对使变量区别于其他事物,现象的独特特征
设计操作性定义常见的方法
方法与程序描述法
- 通过特定方法或操作成续给变量或指标下定义
- 研究饥饿状态对攻击性的影响,将“饥饿”定义为“剥夺进食24小时后个体存在的状态”进行定义(即诱发饥饿状态的方法而不是描述其状态本身)。“攻击性”定义为“用摔打橡皮人的辞树”(即通过摔打辞树的高低来描述攻击性强弱而不是描述其内在的体验或状态)
动态特征描述法
- “聪明”可定义为解决解决问题的正确性,运算速度,记忆准确性等
静态特征描述法
- “聪明”也可定义为知识渊博,词汇丰富
自变量及其控制
自变量的定义
- 由实验者操作控制并能产生所要研究的心理现象的变量
自变量的特点
变化性
- 实验组每天喝3杯咖啡,控制组不喝咖啡
控制性
- 实验组每天必须在9点,15点,21点喝1杯350ml美式咖啡
诱发性
- 定时定量喝咖啡
自变量的种类
刺激特点自变量
- 如声音,灯光刺激
环境特点自变量
- 是否有观众在场,事件(SOA)
被试特点自变量
- 性别,人格特质等
暂时造成的被试差别
- 学习1遍组喝学习5遍组
自变量的控制
自变量的操作性定义制定合理
范围确定
- 根据一定一句,把自变量的变化限定在实验研究所需范围内
检查点(自变量水平)及其间距确定
- 间距至少要大于差别阈限
自变量相关术语辨析
- 自变量通常是不连续的,因此自变量也叫做因素
- 同一个自变量的不同标准(或取值)称为水平,也叫实验处理
- 实验处理或处理的结合构成具体的实验条件。完成一种实验条件的单个操作,叫做一个试次
因变量及其控制
因变量的定义
- 因自变量变化而引起的个体行为上的变化,是主试测量和记录的行为变量
因变量的特点
可靠性即信度
- 同一被试在相同条件下应该得到相近的结果
- 分半信度,重测信度等
有效性即效度
- 只由自变量而不是其他因素造成因变量的变化
- 结构效度,内容效度等
敏感性
- 自变量发生变化可以引起相应变化量的变化
- 高限效应,低限效应等
- 因变量的指标应量化,这是进行统计分析的前提
因变量的种类
行为指标
- 以被试的外在行为特征作为测评指标
- 生理指标
- 自我报告
因变量的控制
- 控制指导语
- 控制主试和被试的态度
- 反应的观察,记录和测定
额外变量及其控制
额外变量的定义
无关变量
- 对因变量不产生影响的实验条件
有关变量
- 足以对因变量产生影响的实验条件
- 拟研究的有关变量叫做自变量,不拟研究的有关变量叫做额外的有关变量,简称额外变量
- 除了实验规定的自变量歪,一切能够影响实验结果的变量都是额外变量
额外变量的来源
环境
物理特点
- 实验场所,研究材料,实验仪器,指导语等
实验者的特点和行为
- 民族,社交技能期望和动机等
罗森塔尔效应(实验者效应)
- 实验者有意无意通过各种表情,动作,言语将预期的要求暗示给被试,使研究结果有利于实验假设的效应
实验程序不当
设计方法,被试的分配,实验顺序等
顺序效应
- 由实验刺激的呈现顺序不同,导致不同实验结果的效应
被试变量
要求特征
- 被试会自发地对实验者的实验目的产生假设或猜想,然后再以自以为能满足这一假想的实验目的的方式进行反应
霍桑效应(被试效应)
- 主试和被试的人际关系影响实验结果
安慰剂效应
- 由暗适引起的使被试行为向暗适方向发展的效应
额外变量的控制
排除法
- 采取一定措施将影响研究结果的额外变量排除掉
按照使参与者 “盲” 的程度
单盲实验
- 主试掌握实验的所有信息,不向被试提供可能引起个人片好或使实验结果发生偏差的实验信息
双盲
- 主试和被试都不知道实验分组情况。只有在所有数据被记录(或分析)完毕之后,主试才能知道实验分组情况。减少偏见和无意识地暗示对实验结果的影响
三盲
- 不但主试和被试不了解分组情况,而且负责资料收集和分析的人员也不了解分组情况
问题
- 可能使实验失去“真实性”
恒定法
- 主试采取一定措施使额外变量在实验过程中保持不表
- 当某些额外变量不能通过排除法消除时,可通过恒定法减少影响
可恒定的常见额外变量
- 同一时间,同一仪器,同一主试,同一时间段
- 主试态度保持恒定
- 按同一成续或流程实验
匹配法
使额外变量所产生的作用在所有实验组和控制组的效果都保持一致
- 先测量所有被试身上与实验任务呈高相关的属性,然后根据测得结果将被试分成属性相等的实验组和控制组
随机化法
依据概率原理,将被试按相等机会原则分组,在理论上使不同组的被试除实验条件外,其他额外变量保持相等
- 从一个更大的,研究者感兴趣的总体中随机选择实验单元(刺激呈现,实验顺序等)或被试
- 实验单元或被试随机分配给各个实验条件
假随机
- 首先按照随机化程序安排若干试验的顺序,然后再对该顺序进行局部,人为的调整,从而得到一个更为恰当的实验顺序
抵消平衡法
- 采用总和平衡的方法,使额外变量(如疲劳效应,联系效应等)的笑果互相抵消。常用于控制被试内变量的顺序效应
应用
- 当有两个处理时,可采用ABBA法
- 当多个处理时,可采用完全抵消平衡法,随机抵消平衡法和不完全抵消平衡法
实验设计与准实验设计
实验设计
实验设计的概念
- 指对人或动物的心理和行为进行实验性观察时,对控制条件的设计
- 包括选择被试,将被试分配到各实验条件,控制额外变量以及收集数据的方法
使研究者观察到实验处理效应
实验处理效应
- 研究者操作并希望看到的效应,即由自变量的变化而引起的因变量的变化效应
误差效应
- 由自变量之外的因素引发的变化效应
实验设计的分类
宏观分类
真实验设计
- 通常所说的实验设计,以数理统计为基础
特征
- 对影响内部效度的无关变量采取严格控制,能有效控制研究中自变量的不同取值,因变量的指标及被试的分配情况,并可应用统计方法分析实验结果
优点
- 条件控制严密
局限
- 自然性差,人为性强,生态效度低
准实验设计
- 指降低了实验控制的标准,通常在不易对被试进行随机取样,无法严格创设等组的条件下进行的设计(如教学方法与教学效果,工作压力与工作效率等)
优点
- 在真实性和生态效度上高于真实验设计
局限
- 无关变量控制不够严格,因果关系确定性弱
按自变量的数目分类
单因素设计
- 实验中只有一个自变量,被试接受这个自变量的不同水平的实验设计
多因素设计
- 实验中有多个自变量,被试接受几个自变量水平的结合的实验处理
- 能探讨较复杂的因果关系,代表实验设计发展的一种趋势
按被试分派程序分类
被试间设计
- 指实验中每个被试只接受一种自变量水平或自变量水平的结合的设计
- 其自变量为被试间变量
被试内设计
- 由一个被试(而不是组内同质被试)接受所有的自变量水平或自变量水平的结合的设计
- 其自变量为被试内变量
混合设计
- 指在一个实验中既有被试内变量,又有被试间变量的设计
- 是重复测量设计的一种复杂形势,被认为最有实用价值
真实验设计
随机组设计
- 组间设计
实验前 自变量的作用 测量 随机组1:实验组 有(实验处理测验) 因变量 随即组2:控制组 无(无处理测验) 因变量 - 控制组代表着一种参考水平,来决定实验处理是否有效
- 上述逻辑可行的前提是实验组和控制组在实验前各方面都一样,因此需要进行同质化分组
含义
- 样本是随机抽取,总体的每一个观察单位都有同等的机会被选入样本中来,使样本具有较好的代表性
- 被试被随机分配,各处理组内均衡
- 被试有同等的机会进行分组
作用
- 通过随机,均衡干扰因素的影响,使实验组和对照组具有均衡可比性,控制试验误差
避免主观安排带来的偏倚
选择性偏倚
- 被选择到研究样本中的人们和未进入样本中的人们之间存在特征差异的一种现象,是由选择条件不同造成的
常见方法之一简单随机化
- 掷硬币,随机数字表,计算机软件产生的伪随机数
随机组设计的优点
- 由于每个被试只接受一种实验条件,因此一种实验条件不可能影响或污染另一种实验条件
随机组设计的问题
被试间的差异如何控制
- 需要足够大的样本,采用随机化的方式使组(处理组)间差异保持平衡
- 如果被试数量比较少,无法保证随机安排能平衡组间差异,建议采用随机区组设计
组内设计/重复测量设计
特征
每个被试接受所有实验条件,同时被随机分配到不同的实验顺序
- 一个(组)被试按一种顺序完成所有实验条件,而另一个(组)被试按另一顺序完成所有实验处理
优点
- 每一被试以自身为对照,平衡了被试间差异
缺点
实验顺序会带来麻烦
- 练习效应
- 疲劳效应
解决办法
- 随机排列实验顺序
抵消平衡法
- 抵消平衡被试接受实验条件
随机区组设计
特点
- 将不同被试(彼此特征相近)分配到同一区组的不同实验条件下,每个被试在区组中接受一种实验条件
- 不同实验条件下被试总数相同
区组匹配(区组随机化)
- 根据被试某些方面的特征或者行为表现,将被试人为划分为具有相同特质的若干区组。区组内每个被试接受不同处理
前测任务/匹配任务
- 使用一个与实验任务同类的任务(确保匹配任务成绩与实验任务成绩相关)
优点
- 兼具组间设计和组内设计的优点
缺点
- 设计价值依赖于预实验对正式实验的预测性,预测性越高价值越大
- 有效性还取决于实验条件的多少。3-4种实验条件采用随机区组设计比较恰当。
拉丁方设计
- 每种条件在横向的顺序中只出现一次,在纵列中也只出现一次
- 实验的每一个条件在每一序列位置上出现的可能性相等,练习效应在被试间平衡
优点
- 使用完善的抵消误差的措施,能同时测量多种变量
因素设计及数据处理
因素设计
- 两个或多个自变量(因素)的一种实验设计
特点
- 将实验中每一变量的各个水平都结合起来进行实验
- 分为组间设计,组内设计,混合设计
因素设计统计检验可考察的效应
主效应
- 某个自变量单独的效应,比较自变量不同水平下的平均数有没有显著差异
交互效应
- 比较B的不同水平下,A的效应是否存在差异。如果存在差异,则表明交互作用显著
交互作用不显著
- 应该重点看主效应
交互作用显著
- 主效应就相对不重要
简单效应
- 一个自变量在另一个自变量某个水平上的效应
- 简单效应显著,就应该进一步进行多重比较,看到底是哪两个水平的差异显著
被试样本的大小问题
某研究领域传统上使用多少被试
- 感觉阈限的测量
- 在脑成像研究中,不少于7个
计划使用什么样的统计方法
t检验
- 书上P30的例子
G-Power
- 效应量effect size
- 预期在实验中变异较大或者有特别重要的意义,相应的需要多些被试
准实验设计
定义
- 在进行现场实验时(如比较不同班级的学生或不同的学校)中,被试不可能随机分配到实验条件中,我们把被试以非随机方式分配到实验处理上
- 准实验设计妥当,也可以获得一定程度的因果关系的推论
- 评价准实验设计,需要根据竞争的假设被排除的程度来进行
满足的两个条件
- 两个或更多自然组
- 一个组经过实验处理以后测量它的因变量,然后与一个对照组的因变量相比较
间歇<中断>时间序列设计
简单间歇<中断>时间序列设计
是最基本的时间序列设计
- 基本上是单组前测后测设计。没有比较组,对一个实验组或一个被试进行周期性的一系列前测和后测
- 前侧和后测次数要根据实验研究需要进行设计
可能存在的问题
- 可能不管工作时间是否缩短,都会出现生产率提高的现象。如图所示,在实验处理(工作时间缩短)之前,以及出现了向上倾斜的趋势,这种趋势不管有没有处理的作用都会持续
- 除了每天工作时间长短的变化外,可能还有其他变量影响每小时的平均生产量
- 数据效度有限。由于对研究项目的特殊兴趣,很可能在接受处理后,对生产效率的记录更为准确
- 很可能产生“霍桑效应”
复合间歇<中断>时间序列设计
- 是简单间歇时间序列设计的眼神
- 在研究设计过程中,增加一个没有接受过实验处理的比较组,以提高间歇时间序列设计的功能
间歇时间序列设计的缺点
- 许多处理并不是迅速实施的,它们逐渐散播到总体中。因此处理后因变量的变化可能缓慢得使人观察不到
- 许多作用并非即时产生,而是延滞性的,何时出现也无法预期
- 时间序列设计的统计分析相当复杂
- 数据收集较难
交叉滞后组相关设计
- 在时间1对两个变量的关系作出测定和相关分析,再在时间2作相似的测定与分析,求得同步相关r~A1B1~和r~A2B2~,而r~A1A2~和r~B1B2~是稳定性相关(重测信度)
- 在同步相关稳定的情况下,如果r~A1B1~>r~A2B2~,可认为A是B更强的原因。反之,B是A更强的原因。
实验设计的评价标准:效度
宏观评价标准
- 能够恰当地解决问题
- 恰当地控制实验中的无关变量
- 使实验结果
微观评价标准
- 使研究变量的处理效应最大化
- 对额外变量进行有效控制
- 使实验误差变量最小化
- 充分体现自变量和因变量之间的内在因果联系
内部效度与外部效度
确定因果推论需要满足的条件
共变
- 一个事件发生变化,另一个事件也发生变化
时序关系
- 推测原因发生在假定结果之前
- 其他可能导致结果的原因被排除,只有自变量引起因变量的改变
内部效度
- 如果一个实验满足了这三个条件,我们就能说自变量引起了测量到的行为(因变量)的变化,该实验具有内部效度
评估
- 根据对实验结果的其他可能解释被排除的程度
外部效度
- 实验结果能够超越特定实验范围,推广应用到其他个体,场景和条件中的程度
评估
- 根据随机样本成功选取的程度
效度的两维模型
结果和过程的区分反映了研究者关注的焦点不同
结果效度
- 应用研究的目标,关注行为变化本身
过程效度
- 基础研究的目标,关注表面结果背后的基本心理过程。研究基本心理过程以便概括为普通规律,如真实验
内部和外部的区分指概括性水平
内部水平
- 研究在某具体情景设置下的有效性
外部水平
- 超出该具体设计的概括性
- 内部效度是外部效度的必要条件
结果效度
内部结果效度
- 评估始于统计显著性实验,达到统计显著性水平表明特定设置下的研究结果有效,而不是随机产生的(有条件限制的准实验)
外部结果效度
- 评估要求超越统计的推论
- 例如评估动物实验结果是否能够推广到人类(无条件限制的准实验)
过程效度
- 内部过程效度与外部过程效度的评估都依赖超越统计的推论
心理物理学
传统心理物理学
定义
- 研究心理量和物理量之间关系的科学
物理量
- 外界环境对身体各感官的刺激
心理量
- 各种感觉或主观印象
心理物理学的诞生
- 《心理物理学纲要》,费希纳1860
自变量
- 刺激质和量的属性
因变量
只有一类刺激的实验
- (1)信号存在或不存在
- (2)直接给出刺激属性
对两种刺激进行比较的实验
- (1)判断大小
- (2)直接估计结果
感觉阈限
感觉阈限的分类
绝对阈限
定义
- 刚好能引起心理感受的最小刺激强度
操作性定义
- 有50%的实验次数能引起心理反应的刺激值
差别阈限(最小可觉差JND
定义
- 刚好能引起差异感受的刺激变化量
操作性定义
- 有50%的实验次数能引起差别感觉的两个刺激之差
韦伯定律
- 最小可觉差依赖原来不同的刺激值而不同
公式$\Delta I/I=K$
$\Delta I$
- 刚能引起“较强”感觉的刺激强度增量,即差别阈限
I
- 原先的强度,标准强度
K
- 韦伯分数,不同感觉道的K值是不同的
测量感觉阈限的方法
最小变化法(极限法,最小可觉差法,序列探索法
特点
- 将刺激按递增或递减系列的方式,以间隔相等的小步变化,每次呈现刺激后让被试报告是否有感觉(测绝对阈限)或比较大小(测差别阈限),寻求从一种反应道另一种反应的瞬时转换点或阈限的位置
- 基于阈限的操作性定义进行测量,是测量阈限的直接方法
操作
- 为使测定的阈限准确,并使每一刺激的阈限能相对稳定,一般递增和递减刺激系列分别要测定50次左右(共1000次左右),刺激应由实验者操纵
- 为避免被试形成定势,每次呈现刺激的起点应随机变化
- 若被试感觉“说不准”,则要求其进行猜测
测绝对阈限
计算每个系列的阈限
- 被试反应转折点处所对应的两个刺激强度的中点
- 求出所有系列阈限的算术平均值,便是绝对阈限值
测差别阈限
绝对差别阈限
- 通过多次实验求得的平均差别阈限
相对差别阈限
- 绝对差别阈限和标准刺激的比例
误差
- 习惯误差
- 期望误差
- 练习误差
- 疲劳误差
消除误差
习惯和期望误差
- 递增递减序列数量一致,相互抵消
练习和疲劳误差
绝对阈限
- ABBA设计
相对阈限
- 多层ABBA设计
恒定刺激法(正误法,次数法
操作
- 直线内插法
- 平均Z分数法
- 最小二乘法(最精确
- 75%差别阈限
误差
- 时间误差
- 练习和疲劳效应
平均差误法(均误法
误差
- 空间误差
- 动作误差
控制
- 标准刺激在左边和右边的次数应各占一半
- 使比较刺激从小到大,从大到小两方面来进行调整,以便控制动作误差
三种方法的比较
最小变化法
- 会产生习惯误差与期望误差
恒定刺激法
- 被试的态度会对差别阈限值有较大影响
平均差误法
- 不能连续变化的刺激不能用
信号检测论
心理量表
顺序量表
- 无相等单位,无绝对零点
制作
- 等级排列法
- 对偶比较法
误差及其控制
- 空间误差
- 时间误差
控制方法
- ABBA法
等距量表
- 有相等单位,无绝对零点
制作
POZ转换得到等距量表
- 正态分布下通过POZ转换表求Z分数,将顺序量表改造为等距量表
感觉等距法
- 二分法
- 平均差误法
差别阈限法
- 间接方法
- 测出感觉的绝对阈限,并以此为量表的七点
- 以绝对阈限为标准刺激,确定第一个差别阈限
- 再以绝对阈限加上第一个差别阈限的刺激强度为基准,再测量第二个差别阈限,以此类推
费希纳对数定律
- 感觉强度的变化和刺激强度的对数变化成正比
比例量表
- 有相等单位,有绝对零点
制作
分段法
- 取比例
- 数量估计法(直接方法
反应时间
反应时间简述
反应时间概念
- 指从刺激呈现到有机体做出明显反应所需要的时间
反应时间的测量与分析
减数法
- 如果一种任务包含另一种任务所没有的某个特定心理过程,且除此之外二者在其他各个方面均相同,那么这两种反应时间之间的差异即为此心理过程所需的时间
将反应分为ABC三类对心理加工过程进行研究
A类反应/简单反应
- 仅有一个刺激,当这一刺激呈现时,便立即对其作出反应
B类反应/选择反应
- 有多个刺激,每个刺激都有与它相对应的反应
C类反应/辨别反应
- 有多个刺激,被试仅需对其中一种刺激做出反应
经典研究举例
Posner等人运用减数法来检验短时记忆的信息除听觉编码之外,是否还存在视觉编码
两种材料
- 形同音同的两个字母,如AA(可立即进行视觉编码或听觉编码)
- 形状不同但读音相同的两个字母,如Aa(只能在听觉编码的基础上进行)
两种呈现方式
- 同时呈现
- 继时呈现,时间间隔为0.5s,1s和2s
任务
- 要求被试判定所呈现的两个字母是否相同并按键反应,记录反应时间
- AA和Aa的反应时间之差反映了被试内部编码过程的差别
结果
- 同时呈现时,RT(AA)<RT(Aa)
- 继时呈现时,随着时间间隔增加,两者的差距逐渐缩小
结论
- 短时记忆的信息加工过程存在视觉编码和听觉编码两种方式
Cooper和Shepard的心理旋转实验
心理旋转
- 单凭心理运作的方式,将所知觉的客体进行旋转,从而获得正确知觉经验的心理历程
实验材料
- 非对称的字幕(如R),根据“正”“反”以及不同的倾斜角度构成12种情况
被试任务
- 判断字母R是正的还是反的,而忽略其倾斜程度
实验条件
- 无进一步信息
- 仅提示正反
- 仅提示倾斜度
- 分别提示正反和倾斜度
- 同时提示正反和倾斜度
结果
- 字母倾斜程度越大,反应时越长
心理旋转的存在符合反应时间的减数法原理
- 如果存在两个任务,它们之间除了需要心理旋转的角度不同之外无其他差异,那么两者的反应时间之差即为完成心理旋转所需时间
减数法的弱点
- 未必能较容易地将各个加工阶段区分开来,一个参数可能涉及两个或者更多的加工阶段
- 假定在复杂的信息加工过程中,增加或减少某些加工阶段并不会影响其余的加工阶段,这种假定未必成立
加因素法
基本原理
- 完成一个任务所需要的时间是一系列信息加工阶段各自需要时间的总和,如果能分离出影响某种任务的一些因素,那么单独操作这些因素进行实验,就可以观察到这些因素对完成任务时间的影响
- 如果两个不同的实验因素独立影响任务完成的时间,其效应具有可叠加的性质,则这些因素影响的是两个不同的加工阶段。反之,如果两个不同的实验因素对完成任务时间的影响不具有可叠加的性质,则这些因素影响的是同一个加工阶段
经典研究举例
Sternberg的记忆扫描实验
- 被试识记一些项目(如数字)。每一项的数字长度(识记项目的数量)均不超过短时记忆的容量。识记之后,呈现探针项目。若识记项目中有探针项目,则要求被试按“是”,反之则按“否”。记录被试完成记忆扫描实验任务的反应时间
数据处理
- 以N=1或N=6带入RT=a+Nb方程,分别求a和b
结论
识记集大小只影响斜率,不影响截距
- 识记项目数量N只作用于第二阶段,即顺序比较阶段
反应类型不影响斜率,只影响截距
- 反应类型作用于第三阶段,即决策阶段
开窗实验
- 减数法和加因素法难以直接测得某个特定加工阶段所需要的时间,加工阶段的存在也需要通过严密的推理才能确认
基本原理
开窗实验能狗直接测量每个加工阶段的时间
- 一个复杂的加工过程往往由若干具体的加工阶段所组成,如果能够直接测量每个加工阶段所需要的时间,就可以得到整个过程所需要的时间
优点
- 把每一种认知加工成分所经历的时间都比较直接的估计出来
经典研究举例
字母转换实验
主试向被试呈现1-4个字母或字母串,而且在这字母串之后标有一个数字,并告知被试,这一数字表示把该数字之前的字母或字母串中的每个字母,都要按文字字母表转换到该数字所在的位置的字母
- 如F+3,要求被试口述三次字母转换的过程(GHI),并报告最终转换后的字母(I)
內隐联想测验
基本原理
- 以反应时间为指标,通过测量被试对目标概念(如花和昆虫)和属性词(带有评价性)所形成的练习紧密度,以数量化的形式,表示个体对特定目标概念的态度和观念
逻辑
- 相容任务中,目标概念与属性词的关系与被试的内隐态度一致或联系较紧密,辨别任务更多依赖于自动化加工,因而反应速度较快;不相容任务中,目标概念与属性词的关系与被试的内隐态度不一致或缺乏紧密联系,辨别任务更多依赖于意识加工,因而反应速度较慢
- 两种联合任务的反应时间之差可以作为目标概念和属性词关系与被试内隐态度相对一致性的指标
内隐联想测验的不足
未考虑速度-准确性权衡
- 只考虑反应时指标,忽略错误率
- 只能获得相对内隐态度,无法测量个体对单一概念或更多概念的评价
- 未考虑极端值或反应迟缓等因素的影响
变式:Go/No-Go测验
- 对一些刺激做出反应而忽视另外的刺激
影响反应时间的因素
刺激因素
- 刺激强度
- 时间特征
- 空间特征
- 感觉通道
- 刺激类型
被试
- 适应水平
- 准备状态
- 动机
- 练习
- 年龄和性别
- 个体差异
速度与准确性的权衡
- 被试会主观地衡量反应速度与准确率的标准来完成任务
速度与准确率权衡范式(SAT范式
- 操纵被试反应时间作为自变量,测定不同时间下的准确率
实验设备的时间精度
用计算机测量反应时间的准确性依赖于
- 合适的操作系统以及能够精确控制刺激呈现的实验软件
高精度的外接反应设备
视觉与听觉
视觉特性
明暗视觉
生理学发现,人的视网膜上有两种感光细胞
锥体细胞
- 锥体细胞感光度最低,但分辨能力最强,只在强光作用(白天)下起作用,它对不同长度的光波敏感,能分辨出不同色彩和微小的细节
杆体细胞
- 只能在弱光(夜晚)下起作用,对不同的播放反应迟钝,不能分辨色彩和细节
因此人眼具有双重功能:视网膜中央的锥体细胞的视觉叫明视觉,而边缘的杆体细胞就叫暗视觉
- 当光暗到一定程度时,视觉就从明视觉转到暗视觉,杆体细胞开始起作用,但是它不能分辨色彩,于是光谱变成了一条明暗不同的灰带
- 锥体细胞对光波555毫微米的绿色光波段最敏感,当切换为杆体细胞的时候,光谱中最亮的部分会向短波端偏移,505毫微米波段最明亮,长端的可见范围被压缩了,红端变短,而短波一端可见范围扩大了,蓝色变亮了
- 白天看到的色彩和细节,晚上只能看到不同的灰色调,只有稍亮的部分还能看到一点蓝绿色,因此在艺术创作中,夜景部分都是处理成无色或者带有蓝绿色的色调
暗适应与光适应
暗适应
- 在黑暗中视觉感受性逐渐提高的过程
- 从关灯起按一定时间间隔测量眼睛的绝对阈限
光适应
- 在光亮中视觉感受性很快下降的过程
空间辨别
眼睛的空间辨别能力即视锐度
- 表现为觉察目标刺激的存在以及辨别物体细节的准确性
视角
- 离眼睛一定距离的物体的大小与眼睛形成的张角
- 通常用$\beta$表示
- 当视角不大,可将S视为一段圆弧,D为半径,$\beta=S/D$
- 视锐度$V=\frac{1}{\beta}$
- 此时视角是用弧度表示的
觉察
定义
- 不要求区分物体各部分的细节,只要求发现对象的存在
影响因素
- 在暗背景上觉察亮物体主要取决于物体的亮度,而不完全取决于物体的大小
- 在亮背景上觉察暗物体主要取决于视网膜上刺激物的投影与其周围的亮度差别
定位,解像与识别
定位
- 觉察两根线是否连续或彼此有些错位的能力
- 当观察者看不出错位时,实际错位的大小便是对定位视锐度的测量
解像
- 知觉某一模式具体元素之间分离的能力
解像敏度检查
- 探测各种模式下各个元素之间是否有分离。视敏度用被试能很好地分各个元素时,元素距离所对应的视角来表示
识别
- 确认物体及细节的能力,不仅包括明度辨别,还包括解象力及定位能力,可看作测量视敏度的综合步骤
- 视力$V=\frac{1}{\alpha(视角)}$
时间辨别
- 在某种条件下,闪烁的灯光可能会被知觉为连续的。当光线消失后,对光的视觉印象在视网膜上要延续一小会儿
临界闪光频率/临界融合频率/CFF
- 物理上闪烁的光在主观上引起的感觉介于闪烁与稳定之间的频率
- 似动现象中的动景运动
- 光线越强,CFF越高
- 眼睛周缘部分比中心区域更容易觉察闪烁
Talbot-Plateau定律
- 达到闪光融合频率后,光的明度较融合前有所下降,但两者的强度是相同的。研究者认为这是两者的呈现时间不同导致
- 只有间断光和连续光的光总量(呈现时间X光强)相等,二者的明度才相等
客体的识别与定位:焦点系统与周围系统
焦点系统(又称what通路
- 主观客体的识别与再认
- 膝状体-纹状体视觉系统(geniculo-striate visual system),包括视网膜中央凹在内的中心区、外侧膝状体和初级视皮层区(纹状体)
周围系统(where通路
- 主观客体的定位
- 视网膜背盖视觉系统(retinotectal visual system),包括视网膜的中央凹区域以及边缘区域、上丘和外纹状体
举例
- 盲视病人(Blindsight)能正确辨别刺激属性(where通路功能残留)却看不见东西(what通路受损不起作用)
颜色视觉
颜色的明度,色调和饱和度
物理量 心理量 光波强度-亮度 明度 光波波长 色调 光波纯度 饱和度 - 颜色可分为彩色和非彩色
所有视觉刺激(彩色和非彩色)都有亮度
- 波长和纯度只有彩色刺激才有
颜色混合
- 光谱上两种颜色混合会出现一种新的颜色
特征
- 中间色的饱和度低于混合它的任何一种颜色的饱和度
- 相距越远的颜色混合成的中间色,它的饱和度也越低
- 互补色相距最远,他们混合的新颜色是灰或白色
- 紫色为光谱两端的红色和蓝色混合
加色法
- 色光混合
- 三原色是RGB
- 主要应用电视
减色法
- 颜料油漆等颜色
- 三原色是黄青紫
- 主要应用印刷
- 熟悉性和过去的经验对外观颜色的作用被归结为记忆色
- 混色定律
颜色理论
三色理论,又称杨-赫尔姆霍茨理论
- 只需要3种感受体就可以产生所有颜色
- 把长、中、短波的3种感受器分别叫做L、M和S锥体细胞,分别对红色、绿色和蓝色光最敏感
- 可以解释颜色混合的现象
对立机制理论(四色理论
包括3个独立的机制,每一机制由神经系统一对相反的颜色过程组成:蓝-黄、绿-红和白-黑的相反过程。每一感受体可交替进行两种彼此相反的感觉反应,但不能同时存在两种反应
- 要么蓝或黄被经验到,但不能同时经验蓝和黄
- 颜色编码分两阶段:首先是S、M和L锥体接受不同波长的光刺激,可理解为 三色过程。第二阶段是神经细胞的两对对立过程(蓝-黄、绿-红)对颜色进行编码,可理解为四色过程
研究支持
- 视神经通路上存在对立过程,具有对某些波长的光波产生兴奋而对另一些波长的光波产生抑制
色盲
- 色觉异常与缺乏或丧失S、M和L锥体色素有关的事实证实了三色理论
- 不能正常感受红色的人也不能正常感受绿色,不能正常感受蓝色的也不能正常感受黄色,支持对立机制理论
- 仅仅由黑白刺激也可以产生颜色感觉,称之为主观颜色
- 听觉系统
响度与音高量表
听觉
- 是个体对声波物理特征的反映
- 频率为16Hz-20000Hz的机械波为声波
纯音
- 波形呈正弦曲线的声音
复合音
- 不同频率和振幅的纯音相混合而成的音
按组成它的各纯音频率之间的不同关系可分为
乐音
- 波形呈周期性变化的声音
噪音
- 不同频率和不同强度的声音,无规律的组合在一起(白噪音:等强度的所有频率声音组成的声音)
语言声
- 乐音与噪音的复合音
听觉感受性
绝对感受性
听觉的绝对阈限
- 声音要达到一定的声压级才能被听到,这种最小可听声级称为听觉的绝对阈限,是听觉的绝对感受性的表征量
按测验方法和条件的不同,听阈分为
最小可听声压(MAP)
- 将声音通过耳机传给被试,定出阈限值后,再计算这时加到鼓膜上的声压,以此作为听压阈限的描述。 MAP曲线是听力零级曲线,是测听器的各个纯音声压级的起点(0dB)
最小可听声场(MAF)
- 在自由声场内进行测量。声波作用于听觉器官,使其感受细胞处于兴奋并引起听神经的冲动以至于传入信息, 经各级听觉中枢分析后引起的震声感
测量方法
- 被试接受某个纯音刺激(如1000Hz并在听阈以下的音),被试刚开始不可能听到它。主试慢慢提高声音强度,当被试第一次报告 “听到” ,记录听觉阈限水平值
- 听觉感受性和声音长度有关
差别阈限
定义
- 人耳对声音某一参量变化的最小可觉差(JND
测量声强(单位dB)差别阈的方法
- 呈现两个刺激,让听者判断哪一个较强
- 噪声的差别阈限符合韦伯定律,△I/I接近常数
- 纯音的差别阈限不符合韦伯定律,随刺激强度的增加而降低。
- 声音频率(单位Hz)的差别阈限△f是频率和强度两者的函数,随着频率的升高而变大;△f在1000Hz以上变化特别显著,随声级的提高而变小
时间辨别
听觉的时间锐敏度
- 实验发现,人耳对时间的分辨可短到2ms,且和声音的频率及强度无关
时间差别阈限△T
- 实验结果表明:△T随声长的减短而变小
哈斯效应(补充)
- 指如果两个音的起始时间差小于一定时值,个体就分不清有两个音
- 对不同方向来的声音,间隔小于17ms时,分辨不清是两个音,对同方向来的声音小于30ms时就分不清了。一般要大于50ms时才能把两个音分开
- 反映听觉的延时效应
听觉掩蔽
听觉掩蔽
定义
- 一个声音的阈值因另一声音的出现而 提高
- 假定对声音A的阈值为10dB,由于受到声音B的影响,A的阈值提高到25dB,即阈值提高15dB
- 这里B是掩蔽声,A是被掩蔽声,25dB是掩蔽阈限,15dB为掩蔽量
不同强度和不同频率的纯音产生的掩蔽模式
纯音掩蔽
- 以某个定额频率的纯音来掩蔽其他不同频率的纯音,再观察后者阈值提高的情况
纯音引起的掩蔽效果决定于它的强度和频率
- 低频声能有效掩蔽高频声,但高频声对低频声的掩蔽作用不大
- 最大的掩蔽出现在掩蔽声频率附近
- 掩蔽量随着掩蔽声的增强而加大
- 掩蔽曲线的形状决定了掩蔽声的强度和频率
噪音掩蔽
线性关系
- 掩蔽声增加10dB,掩蔽阈也增加10dB
- 这种线性关系不受被掩蔽声频率的影响,既适用于纯音,也适用于言语声
前后掩蔽的特点
前项掩蔽
- 在目标刺激物出现之前较短时间内,呈现掩蔽刺激物所产生干扰的实验条件
后项掩蔽
- 在目标刺激物出现之后较短时间内,呈现掩蔽刺激物所产生干扰的实验条件
前、后掩蔽的特点
- 被掩蔽声在时间上越接近掩蔽声,阈值提高越大
- 掩蔽声和被掩蔽声相距很短时,后掩蔽作用大于前掩蔽作用
- 单耳的掩蔽作用比双耳作用显著
- 掩蔽声强度增加,并不产生掩蔽量的相应增加
中枢掩蔽
- 掩蔽声和被掩蔽声分别加于两耳产生的掩蔽
- 效果较单耳掩蔽约小50-60dB
效果对称,受频率制约
- 最大掩蔽效用发生在掩蔽声和被掩蔽声频率接近的条件下
双耳掩蔽级差
- 先在左耳给一定强度的纯音信号,再加刚好能掩蔽该纯音的噪声
- 接着在右耳加相同的噪声,这时便能听到纯音
- 然后再右耳加上与左耳同样的纯音,此时纯音又被掩蔽了
- 此时改变任意侧耳的纯音或噪声的相位(与对 侧相差180度),纯音又能听到了
- 将该纯音的强度慢慢降低,直至纯音又消失,这个降低的分贝数就是双耳掩蔽级差的值
- 这是耳对相位变化的敏感性造成的
响度
听觉的两个基本属性
- 音高
响度
- 声音响度是人耳对于声音强度反应的主观量,响度单位是宋(sone)。一个宋为声压级是40dB的1000Hz纯音的响度
等响曲线
制作方法
- 以一定声压级的1000Hz纯音为标准声,用其他频率的纯音为比较声。由被试调节比较纯音的声压 级,直到它和标准纯音的响度相等。这时标准纯音(1000Hz)的声压级就是该声压级的比较纯音的响度级
- 声音的频率不同,它们和1000Hz纯音等响的声压级也不同
- 将各个比较纯音和1000Hz纯音等响声压级的变化作为频率的函数的曲线就是等响曲线
- 图上最下面一条曲线就是作为听觉阈的最小可听声场曲线,是响度为零的等响线,响度级是4.2方
- 产生疼痛感的最低声音强度,称为痛觉阈
- 由听觉阈和痛觉阈构成的两条等响度曲线,是等响度曲线的上下限
等响曲线反映出响度听觉的特点
- 响度不仅和声压(声音的物理强度)有关,而且和声音频率有关
不同频率的声音有不同的响度增长率
- 低频纯音的响度增长率比中频纯音快
- 中频范围内的声压级,均处于整个曲线 相对较低声压级的位置,说明人耳对中 频的响应灵敏
- 低频和高频范围等响度曲线翘起,说明人耳对低频和高频声音的灵敏度下降。对低于20Hz和高于20000Hz的纯音,不论声级多高,绝大多数的人都感觉不到声音的存在
响度量表的建立
量表的制作
二分法
- 被试调节一个可变音的强度, 直至其响度等于两个连续音响度的中间值
多分法
- 被试调节一个可变音的强度,直至它听起来是标准音响度的几分之一。这样的过程持续进行,使连续的响度值分为许多段,直至获得足够数据来建立主观响度量表为止
- 单耳和双耳平衡法:被试调节单耳音的强度,使其与双耳听到的相同频率音的响度相等
音高
音高量表的制定
多分法(分段法)
- 让被试将一可变纯音的音高调到标准音高的一半,求得相应的频率
- 指定40dB的1000Hz纯音的音高1000美为参照点
等分法
- 以四分法为例,给被试一个高频声S1和一个低频声S5,让他在两者之间调出三个音,使各个相邻两音的音高距离相等,求得各点的频率值
音高和强度的关系
- 声音频率不是决定音高的唯一因素,音高 会随强度的改变而改变
等高线
制作方法
- 选取两个频率,让被试调节其中一个声音的强度,使两音的音高相等
特点
- 当声音刺激低于1000Hz(低频),随强度的增加,音高减弱。要保持音高,就要增加频率
- 当声音刺激高于3000Hz(高频),随声强的增加,音高增加。要保持音高,就要降低频率
双耳听觉
双耳融合
- 两耳在日常生活中接受声信号,无论在时长、强度或频率上,都是互不相同的,但我们听到的却是一个单一的声像
空间听觉
- 水平面的定位和空间分辨
- 垂直平面的定位的分辨率
- 距离知觉
注意
注意的两种特征
选择性
- 通过控制感知觉,思维以及行为活动的优先次序来影像经验和行为
容量有限性
- 在单位时间内执行各种心理操作是有限的
注意的研究方法
信息加工法
- 在分析心理活动时把心理分成对世界表征的形成/爆吃/转换的子系统
- 理论假设-模型构建-数据验证
认知神经科学方法
- 注意是一个基于人体器官的系统,可通过定义注意系统的具体功能性和解剖学构造来定义注意
信息加工方法
选择性注意
实验范式
双耳分听测验范式(Cherry,1953
- 给被试的双耳同时呈现两种材料,让被试大声追随一个耳朵听到的材料,并检查从另一耳朵所获得的信息,前者称为追随耳,后者称为非追随耳
双耳分听实验2(Broadbent,1954
实验流程
- 同时向被试的左右耳呈现3个数字,如右耳:4,9,6;左耳:8,5,2.呈现的速度为每秒2个数字
因变量测量
- 以耳朵为单位,分别再现左右耳接收的信息,以双耳同时接收到的信息为单位,按顺序成对再现
结果
- 以第一种方式再现的准确率为65%,第二种为20%
解释
- 每只耳朵相当于刺激输入的一个通道,过滤器只允许每个通道的信息单独通过
理论模型
broadbent的单通道过滤器模型
- 刺激-感觉通道-过滤器-瓶颈-反应
反对的实验证据
任务
- 报告追随耳的信息
结论
- 当有意义的材料分开呈现在追随耳和非追随耳时,被试会不顾实现规定(即复述追随耳所听到的项目)去追随意义
解释
- 这种现象只有在过滤器允许两只耳朵的信息都能通过(即人可同时注意两个通道的刺激)的前提才能实现
衰减模型
- 高级分析水平的容量有限,必须由过滤加以调节。不过这种过滤器不是只允许一个通道(追随耳)的信息通过,而是既允许追随耳的信息通过,也允许非追随耳的信息通过。知识非追随耳的信息受到衰减,强度减弱,但其中一些信息仍然可得到高级加工
反应选择模型
基本假定
- 由感觉通道输入的所有信息都可进入高级分析水平,得到知觉加工,并加以识别。
- 注意选择位于知觉和工作记忆之间,即过滤器不在选择知觉刺激,而在于选择对刺激的反应
- 其选择标准是刺激对于人重要性
分散注意
- 当人们执行检测和搜索任务时,必须把注意力分散(分配)到几个刺激上
主义能量分配理论
- 一些任务需要更多心理能量
- 总的主义能量有限(小幅调整
- 任务总需能量不超过上限均可行
- 能量分配策略与规则
双任务范式
- 通过使任务相互竞争来揭示注意的特性
心理不应期(PRP
心理不应期范式
- 对单独呈现S2的反应时为RT1
- 先出现S1,之后立即呈现S2,对S2的反应时RT2
- RT2-RT1的差值被称为心理不应期,即对相隔时间很短的两个刺激中后面一个刺激的反应时延长
影响因素
- 人们同时操作两种相继快速的反应任务,两个任务呈现的起点时间间隔不同步
RT1不受SOA影响,SOA缩短导致RT2延迟
- 任务1(S1)和任务2(S2)在加工时间上有较高重叠时,S2的反应时(RT2)显著延长
- 反应不过来,即两种重叠任务同时竞争有限的心理资源
注意瞬脱
- 在快速呈现一系列视觉刺激时,如果在第一个靶刺激出现之后200-600ms之内呈现第二个靶刺激,探测第二个靶刺激的能力会降低
快速系列视觉呈现(RSVP
- 快速呈现一系列视觉刺激(如数字,字幕),呈现的刺激之间通常只有极小的时间间隔,约100ms。在一系列视觉刺激中有两个被试需要报告的目标T1和T2,其余刺激均为无关干扰子。T1与T2之间可能间隔0-7个干扰子
注意瞬脱现象的特征
- 只要求报告T1(或T2)时,正确率较高,这意味着单个刺激能得到加工
- T2的正确率随间隔增加而增大,逐渐接近单个目标报告正确率
注意的控制作用
刺激和反应协同性范式
Stroop范式
注意的对象在某种属性上存在冲突
- 字的颜色vs字的意义
- 也是过滤范式的经典实例之一,表明被试无法选择性地注意任务相关的信息而忽略不相关的信息
Stroop效应(颜色命名干扰
- 同一刺激词的颜色信息和词义信息相互干扰的现象
- 当报告单词颜色时,如果单词的颜色和单词不符,被试的反应就变慢
其他刺激和反应协同性范式
Simon范式
在不相容条件下,被试的反应在空间上与刺激呈现的位置不相符
- 右手对左侧刺激进行反应
- 刺激与反应不协同
Eriksen侧翼效应
- 当判断位于中间的目标刺激时,双侧干扰与目标刺激指向相反的干扰刺激与目标刺激指向相反的反应时小于对双侧干扰刺激与目标刺激相同的反应时
Navon范式(整体局部
- 整体加工优于局部加工
- 当整体和局部元素存在冲突时
- 当整体和局部存在冲突时,对局部元素的反应会收到整体元素的干扰,反之则不存在干扰
- 刺激与刺激不协同
认知神经科学方法
注意功能
警觉
- 获得并维持对某一类型信息或目标的警觉状态
持续性或内在的警觉性
- 觉醒与唤醒
阶段性警觉性
- 接受外部预警信号,加强应对目标的能力
定向
- 对外部有用信息的选择性注意
- 在同一或不同感觉通道快速或缓慢的注意专业
- 包括注意脱离,注意转移,注意锁定三个基本成分
执行控制
- 解决反应中的冲突
注意功能的测量
注意网络测验
- 首先在屏幕中央呈现一个注视点“+”(400-1600ms)。注视点消失后出现提示线索(100ms),之后是400ms的时间间隔(屏幕中央仍有注视点)。
- 接着目标刺激(水平排列的5个箭头)出现在“+的上方或下方,要求被试在1700ms内判断中间箭头的朝向。向左按鼠标左键,向右按鼠标右键。
- 之后是一段时间间隔,使每个trial的持续时间固定在4000mso
线索(干扰)“*“的出现状态四种类型
- 无线索
- 中央线索
- 双重线索
- 空间线索
目标刺激中的箭头朝向有三类
- 无冲突
- 一致
- 不一致
- 警觉网络效率=RT(无线索)-RT(双重线索
- 定向网络效率=RT(中央线索)-RT(空间线索
- 执行功能效率=RT(不一致)-RT(一致
空间线索化任务
- 屏幕中央呈现注视点,左右视野分别呈现方框。之后一个方框呈现高亮,即对某一侧空间进行线索化。高亮消失后,在左右任一方框内随机呈现靶子。靶子出现在先前线索化的空间位置为有效线索提示(valid cues),出现在先前没有线索化的空间位置为无效线索提示(invalid cues)。被试判断靶子出现的位置或判断靶子是什么("E”或“F")
- 通常为保证被试最初将注意指向线索化的空间位置,有效线索trial与无效线索trial的比列为3:1
注意的神经网络
警觉网络
- 包括丘脑,额叶和顶叶以及去甲肾上腺素相关的其他皮质区域
定向网络
- 视觉通道的定向系统主要受到顶上小叶,顶下小叶,额叶眼动区,上丘,丘脑枕核,丘脑网状核的控制
执行控制网络
- 主要由前扣带回和外侧前额叶支持,并且受到多巴胺的调控
记忆
记忆的三个阶段
编码encoding
- 对信息的学习或获得
存储storage
- 对信息的保持
提取retrieval
- 对存储信息的再利用
多重存储模型
- 多重存储模型又称形态模型,强调每一结构都具有自己的特点
- 如感觉存储,短时存储与长时存储在信息存储的时间长短,容量和遗忘快慢等方面等方面是不同的
感觉记忆
- 在感觉记忆中,心理学家研究得最多的是视觉形象的存储与听觉回声的存储
视觉形象存储(sperling的部分报告法
- 证实视觉形象存储可以在瞬间保持较多信息,但也会迅速消失
全部报告法
- 刺激卡片(3*4字母矩阵)通过速示器或可控制时间的幻灯机呈现50ms。如果要求被试把看到的字母都报告出来,没有一个人能做到。但被试认为自己看见了所有字母,但只能说出4-5个
部分报告法
- 被试注释刺激卡片50ms,不必报告所有字母。只报告声音提示的4个字母
高音
- 报告上面一行的4个字母
中音
- 报告中间一行的4个字母
低音
- 报告下面一行的4个字母
- 3种音调随机出现,因此被试无法猜测,必须看所有字母
实验结果
- 被试的平均成绩是3.0+。由于这是报告一行的结果,实际的平均成绩应该在10个左右
听觉回声存储
Darwin(1972)用类似Sperling的部分报告法证实了回声储存的存在
给被试同时听9个项目
- B3F给右耳;J6Z给左耳
- QR8给两只耳(被试会觉得声音来自中间)
- 然后根据被试面前左,中,右的指示符号报告他所听到的字母与数字
- 实验表明,被试能在回声储存中保存4.9个项目
短时存储或短时记忆
短时存储容量
测量指示:记忆广度
方法
- 将每一系列连续呈现3次,则以3次都能通过的最长系列作为基数。再将其他能通过的刺激系列的长度按1/3或2/3加在基数上,两者之和算作记忆广度
- 3次均能通过的最长系列为7位数,则基数为7
- 如果8位数系列3次中通过2次,9位数通过1次,10位数通过0次,则记忆广度为:7+2/3+1/3=0
材料
- 字词,双字词,句子
结果
- 材料不同,记忆广度不同
- 测量单位:组块,即人们熟悉的一个单元
短时存储的声音编码
康拉德(Conrad)字母回忆实验
- 声音混淆字母串(如CTVG
- 声音不混淆字母串(如XVSL
结果
- 回忆声音混淆字母串时错误更多,发音相近的字母有较多混淆
baddeley(1966)的实验
- 短时记忆以声音编码为主
单词有类似发音
- 回忆率最低
单词意义相近
- 回忆率远高于发音类似单词
Posner(1967)的减数法实验
- 运用减数法考察短时记忆信息除听觉编码之外,是否还存在视觉编码
两种材料
- 形同音同的两个字母(AA
- 形不同音同的两个字母(Aa
两种呈现方式
- 同时呈现
- 继时呈现,时间间隔为0.5s,1s和2s
- 要求被试判定所呈现的两个字母是否相同并按键反应,记录反应时间。这两个情况正确反应都是“相同”。
实验结论
- 短时记忆的信息加工,可有视觉和听觉编码两个连续阶段
区分短时存储与长时存储的证据
自由回忆任务
- 先以2s的速度依次呈现一系列项目。要求被试回忆这些项目,可以不按呈现顺序回忆
把回忆结果以项目呈现顺序为横坐标,以正确回忆率为纵坐标作图,就会获得系列位置曲线
近因效应
- 系列最后几个项目回忆最好
首因效应
- 系列开头几个项目回忆较好
渐近线
- 曲线中间部分回忆最差
系列位置曲线的机能分离现象
近因效应来自短时存储,首因效应来自长时存储
- 单词频率,呈现速度,系列长度和心理状态都只影响首因效应和渐近线
- 系列单词呈现后的干扰活动只影响近因效应
负近因效应
- Craik以每个单词2秒的速度向被试呈现包括15个双音节词的系列,呈现完毕立即要求被试队该系列进行自由回忆,时间为1分钟。每个被试完成10次相同的任务。在所有系列回忆完成后,在被试事先不知道的情况下要求其在5分钟内仍以自由回忆的方法,回忆出呈现过的10个系列的所有单词
结果
- 近因部分单词的回忆率低于渐近线,称为负近因效应
解释
- 近因项目在短时记忆保持时间较短,复述次数少,没有转化到长时记忆。在最后总测时,这些项目已经从短时记忆中消失
短时和长时记忆的生物学基础可能不同
从生理学水平上看记忆痕迹
- 脑组织某种固定下来的变化,这种变化代表着过去的经验
神经元抑制和兴奋的模式可被用作存储信息的基础
- 固化过程
- 神经介质
- 公认的语词记忆的三种存储器之间的区别
特点 | 感觉寄存器 | 短时存储器 | 长时存储器 |
---|---|---|---|
登记信息 | 注意之前的 | 要求注意 | 背诵 |
信息的保持 | 不可能 | 继续注意,背诵 | 复述,组织 |
信息的形式 | 输入的刻板复写 | 语音的,可能是视觉的,可能是意义的 | 大部分是意义的,某些听觉的和视觉的 |
容量 | 大 | 小 | 无限 |
信息的丧失 | 消退 | 置换,可能消退 | 可能无丧失,由于干扰导致无法分辨信息或“捉住”信息 |
痕迹存在 | 0.25~2s | 到30s | 几分钟到几十年 |
提取 | 读出 | 可能是自动的,项目在意识中语音线索 | 提取线索,可能的搜索过程 |
记忆的加工层次
Craik等人队多重存储模型的批评
在方法论上存在缺陷
- 储存信息的时间特性扮演双重角色
短时储存有限容量的性质模糊不清
- 是加工能力有限,还是储存能力有限,还是两者均有限?
加工层次的途径
记忆是同知觉加工的水平联系在一起的。知觉涉及队刺激物作一系列水平的分析
初级阶段
- 物理或感觉特点
次级阶段
- 把输入与头脑中已储存的经验的抽象进行匹配,即涉及模式识别和意义的抽取
- 记忆是从感觉分析的易逝的产物到意义——联想操作的能长久保持的产物
加工层次理论实验举例
材料:16个中英文单词
红蓝各半(颜色
- 浅层
中英文各半(语种
- 中层
代表有生命,无生命的东西的单词各半(意义
- 深层加工
- 为保证实验在非随意的学习条件下进行,实验前只告诉被试要对单词进行分类,并对反应时进行测定,不告诉他们进行回忆和再认的测验
将被试分为三组
- 第一组颜色组,要求对单词的颜色尽快作口头报告:红或蓝
- 第二组语种组,要求对单词的语种尽快作口头报告:中或英
- 第三组意义组,要求对单词代表有生命还是无生命的东西尽快作口头报告:活或死
实验结果如下表
颜色组 语种组 意义组 回忆 0.09 0.11 0.23 再认 0.26 0.35 0.38
加工层次途径的贡献及问题
优势
- 强调知觉和记忆的关系
- 认为编码,加工过程具有多种形式且灵活多变
缺陷
加工深度没有独立的指标来规定
- 加工深度就是由实验结果来定义的,记得好的必定是加工层次深的;而加工层次深的,必定记得好。这就陷入循环论证的圈子里
- Craik等人曾经尝试使用加工时间作为独立指标来测量加工层次,但实验研究表明,加工时间与各加工层次并没有对立关系
记忆的提取
Tulving认为,记忆是两类信息的综合体
- 记忆痕迹/编码加工的信息
- 提取线索/信息
编码提取范式(Roediger,1989
- 图中A和B是两种编码条件,而A’和B’是两种提取条件
- 假定A和B是不同的编码条件,提取条件A’和A,B’和B具有相似性
如果编码特异性原则正确,则
- A-A’与B-B’条件下(提取与编码条件匹配)的结果要好于A-B’与B-A’条件下(提取与编码不匹配)的结果
Thomson&Tulving实验
实验设计(组间
学习条件
- 被试逐个学习一系列单词,呈现同样的单词,每个单词旁边有一个弱相关的线索词,只需被试注意,不需要记住
提取条件
- 无线索;提供弱相关线索(已学过);提供强相关线索,但该线索被试在实验中未学习过
结论
- 提取线索只有在它能重新唤起最初编码加工时才有效。提取线索的效果一栏与学习效果
短时记忆的提取
- Sternberg的实验
启动效应的概念与测量
启动效应
定义
- 执行某一任务对后来执行同样或类似任务的促进作用
分类
直接(重复)启动
- 学习与测验项目一致
间接启动
- 学习与测验项目有关
测验方法
知觉辨认
- 要求被试先学习一系列单字,然后要求他在快速呈现(30ms)的条件下辨认学过的单字以及没有学过的
词干补笔
- 学习shade,补全sha__
补笔
- 学习shade,补全s_a_e_
两种记忆的不同测验方法
外显记忆
- 自由回忆,再认
- 要求被试有意识地努力去提取信息
内隐记忆
- 知觉辨认,词干补笔
- 不要求有意识地努力去提取信息,只要求被试专注于完成眼前的作业
内隐记忆测验会受到外显记忆的影响,可通过指导语把内隐记忆和外显记忆区分开,但会有混淆
词干补笔
- 学习延迟juice,测试阶段jui__
启动效应
- 把心中首先想到的词填出来
线索提示
- 回想刚才学过的单词
遗忘症病人的实验性分离
实验性分离
- 在同一自变量影响下两种测验产生相反的结果
- 可控制单一变量,比较在两种不同的测试任务中变量的效应。如果变量影响被试在一种测验任务中的结果,但不影响另一种测验任务结果,或变量对两种测验任务的结果影响有不同的方向,就说明分离产生了
对内隐记忆和外显记忆来说,客观线索一致,提取指导语不一样,如果实验程序相同,那不同的结果就说明是不同的记忆过程
经典实验
- Warrington和Weiskrantz(1970
正常人的实验性分离
Tulving(1982
- 用正常人为被试
- 学习96个低频英语单字
- 学习一小时后再认与补笔测验
- 7天后重复这两测验
- 启动效应显示的内隐记忆7天前后没有差别。再认成绩与补笔测验的成绩无关
关于启动效应的两种观点
多重记忆系统的观点(Tulving等人
- 记忆不是单一系统,而是由几个系统组成的
- 启动效应代表一种新的记忆系统,即知觉表征系统,可能包含单字的多重分布的表征,其唤起是通过特殊线索来实现的
实验支持
- Tulving & Schacter(1990;Schacter et al(1990;遗忘症病人的实验性分离
迁移适当认知程序的观点
- 记忆系统只有一个,记忆测验是由各种认知过程构成的,测验之间的不一致反映了不同过程的结果
- 外显记忆测验要求概念驱动过程(自上而下,内隐记忆测验要求材料(数据)驱动过程(自下而上
实验支持
- Blaxton(1989
多重记忆系统中的五种长时记忆系统
- 程序启动
- 启动
- 知觉记忆
- 语义记忆
- 情景记忆
构建记忆及记忆抑制
构建记忆
- 把过去不完善的/有各种错误的/零散的经验重新构建起来,从而使个体能模拟或想象未来情景/未来将要发生的事
研究范式————错误记忆的聚合联想范式
DRM范式
实验材料
- 关键诱饵+相关单词
实验过程
- 在学习过程只向被试呈现相关单词
试验任务
- 错误地报告关键诱饵的机率较高
实验结论
- 关联词表导致了高错误记忆率
错误记忆的神经基础
Slotnick和Schacter(2004
- 正确再认和错误再认激活的脑区类似,说明正常人的错误再认是记忆的适应性表现
实验:原型再认范式
- 呈现一系列抽象的/人们不熟悉的图形让正常被试学习
再认测验
- 要求被试识别出学习过的图形old,未学习过的原型图形related,未学习过的图形new
结果显示
- 学习过的图形击中率old/old显著大于未学习过图形的虚报率old/new
- 未学习过的原型图形虚报率old/related的显著大于未学习过图形的虚报率old/related
- 学习过的图形击中率old/old大于未学习过图形的虚报率old/related
共同激活的脑区
- 海马,双侧顶叶皮层,背外侧前额叶皮层
记忆抑制
- 抑制过程在注意和记忆等许多认知功能中扮演重要角色
- 记忆过程中的抑制会导致信息的遗忘,是人类的一种重要机能
- 忘记过时的信息和痛苦的事件对人的身心健康十分必要
定向遗忘(有意遗忘
- 指遗忘的有意性和指向性,其研究与自然遗忘的研究有所不同,是一种有效控制意识内容的方法
Bjork于1972年提出了有意遗忘的研究范式
- 有意遗忘的关键在于实验材料呈现完毕后,向被试给出指示语,要求“记住一些材料而忘记其他材料”
- 如果确实存在有意遗忘现象,那么要求被试只回忆指定记忆的项目时,只有非常少的指定遗忘项目参杂进去
- 当要求被试回忆所有项目时,指定遗忘的项目被回忆出的可能性将低于指定记忆的项目
定向遗忘的研究范式
单字方式
先呈现一个项目
- 被试按照实验任务要求对之进行编码加工
间隔一定时间后出现指示语
- 告诉被试这个项目是需要记忆的还是需要遗忘的
- 一定间隔之后呈现下一个项目
结果
- 相对于要求记忆的材料,被试对要求遗忘的材料有较差的回忆效果,表现出定向遗忘
字表方法
- 将一组学习材料分为前后两部分,两部分材料分别呈现
有两种实验条件
R(remember实验条件
- 指示被试对前半部分(记忆项)和后半部分材料(记忆项)都进行记忆
F(forget)实验条件
- 指示被试对前半部分(遗忘项)进行遗忘,而对后半部分材料(记忆项)进行记忆
- 呈现完毕后,让被试按照要求对所有项目进行自由回忆
提取诱发遗忘
- 指回忆部分记忆材料时往往会使得相关记忆材料的回忆量降低
Anderson et al(1994)首先提出了“提取诱发遗忘”的概念以标识这一现象,并建立了此后被研究者广泛采用的研究范式
阶段 任务 学习阶段 安排被试学习若干以“类别名称——样例”的形式呈现的词对 从全部类别中选择出一半,再从这些类别所组成的类别名称—样例"词对中各选择出一半用傲线索提取,形式仍然是向被试呈现词对,但其中的样例单词只给出前面的两个字母,如“fruit - ap__等,要求被试根据这些线索回忆出完整的样例单词 提取阶段 从全部类别中选择出一半,再从这些类别所组成的类别名称—样例"词对中各选择出一半用傲线索提取,形式仍然是向被试呈现词对,但其中的样例单词只给出前面的两个字母,如“fruit - ap____等,要求被试根据这些线索回忆出完整的样例单词假定在学习阶段星现了"fruir""和"furniture"两类词对,然后以"fruit"类中一半的词对来做提取练习。例如,向被试呈现“fruit - ap____"、"fruit - or_”",要求其回忆出完整的样例单词(正确答案是apple和organge),而""fruit - pear"等属于fruit""类的另一半词对则不做提取练习。通过这项实验安排,所有学习材料被分成了三大类。一类是做过提取练习的词对〈如本例中的“"fruit - apple""和""fruit - orange”"等,记为Rp+),另一类是与Rp+属于相同类别但样例未傲过提取练习的词对《如*fruit - pear"等,记为Rp一),第三类是类别与样例都没有做过提取的词对《所有“furniture""类单词,记为Nrp) 干扰阶段 通过这项实验安排,所有学习材料被分成了三大类。一类是做过提取练习的词对〈如本例中的“"fruit - apple""和""fruit - orange”"等,记为Rp+),另一类是与Rp+属于相同类别但样例未傲过提取练习的词对《如*fruit - pear"等,记为Rp一),第三类是类别与样例都没有做过提取的词对《所有“furniture""类单词,记为Nrp) 回忆测验 给出全部类别名称,要求被试回忆出在学习阶段见到的所有样例单词
* Anderson et al(1994)经典结果
* 重复提取联系提高的了Rp+项目的线索回忆率(73.6%
* 相对于基线(Nrp,48.4%),两者差异显著
* Rp-项目(37.5%)显著低于基线值
* 说明的确出现了提取诱发遗忘现象
自变量
记忆材料
- 字母,数字,无意义音节,词
- 段落,文章
- 材料呈现与测试之间的间隔
材料呈现的方式
- 视觉
- 听觉
记忆提取的方式
- 外显
- 内隐
因变量
回忆
- 系列回忆
- 自由回忆
- 联想回忆
再认
- 是否再认
- 迫选再认
- 正确/错误回忆或再认的数量,信号检测论,反应时
思维
思维研究的主要方法
行为测量
- 指研究者通过对被试外显行为的观察,或运用各种指标对被试外显行为的评估,来获得思维过程数据的方法。
- 观察数据:对被试行为进行观察后所获得的数据
- 桑代克:猫的迷笼实验(尝试各种策略:踩按钮、抬门栏、拉抓绳)----试误说
- 苛勒:猩猩实验(叠箱子、够香蕉)——顿悟说·往往不对因变量作明确规定,而是笼统地观察·行为指标:特定的行为指标作为观察的对象
- 桑代克观察并描述了猫在迷箱中的行为,又以每次猫逃出迷箱的时间和成功解决问题前所犯的错误作为行为测量的指标
- 设计因变量,并对其进行观察
出声思维
- 定义:让被试在回答问题解决或推理过程中将其思路用言语报告出来。这种方法可以说明被试完成任务时的心理策略和知识表征,也可以分析被试的任务表现及其意识经验的差异。
- 由来:思维属于慢速的信息加工过程,持续时间较长,内部操作更为复杂,存在多种选择的可能性。利用外部言语进行思考,使思维过程外显化,可以直接观察思维过程。
- 步骤:①预训练:目的是使被试能顺利进行出声思维;②要求被试用出声思维方法完成思维作业(如数学题或智力游戏),用录音机记录其全部口述;③当被试发生停顿,主试可以提醒。但除非有特殊研究目的并事先做过准备,主试通常不应提问,以免干扰被试:④将录下的言语报告逐字逐句地整理成文字材料,并对记录进行细致分析,提炼其中有价值的材料,以分析被试思维的过程及其特点。
分析:问题行为图
- 知识状态——操作———知识状态
评价
优点
- 通过问题行为图分析出声思维,使言语报告可以被量化
- 掌握被试思维的全过程,往往是诸如解题时间、错误次数、答对人数等行为指标无法做到的。
缺点
- 出声思维只能反映停留在被试意识层面的东西,而研究发现:被试的思维过程完全有可能是内隐的。被试不知道为什么会得到答案或自己在问题解决时所使用的策略。在解决问题时让被试进行言语报告是否会影响到被试的思维?也许为了更清晰地报告某个想法,而未能及时地注意下一想法,而会导致灵感丢失。
建构认知模型
- 是一个方法论上的概念,代表的是一种指导思想,而非专指某种真体的方法。往往通过尝试各种芳法,综合系列实验研究的结果,来建立模型以揭示思维的心理机制和内部表征,并设讦实验来检验模型的解释力
- 分为先验模型阶段、实验验证阶段和模型完善阶段
优点
- 符合当今科学发展趋势,即先依靠人的理性提出某个观点,然后再以实践去加以验证;有利子搞示思维的本质及其丙在的心理机制,而不仅仅停留在现象的层面上;对人的思维过程进行某种模型上的猜测与拟合是十分有应用价值的
局限
- 先验模型有时可能不可靠;有时难以找到具体的实验方法可以验证先验模型
问题解决
功能固定化/功能固着
定义
- 我们在面对新问题时,倾向于认定物体的常见或典型功能,看不到该事物其他方面的作用,从而影响了问题解决
实验设计要求
- 问题解决依赖于某一事物的特殊功能,而不是通常的功用
- 问题情境诱发被试的习惯性思维
- 问题难度适中
经典实验
- 蜡烛问题
定势(set)的作用
Luchins水壶问题
- 问题1-5的解决方法是类似的,因而训练了被试的某种倾向
- 问题6-7可以用和问题1-5相同的程序解决,但可以用较简单的方法解决
- 实验证明大多数被试具有顽固的三种壶量水的定势
噪声
Glass等人的研究表明,噪声对问题解决的影响是很复杂的(Matlin,1979)
实验材料
- 噪音
实验条件
- 无噪音,弱噪音,事先告诉有噪音,事先不告诉有噪音
实验任务
猜谜问题
- 两个可能解决,两个不可能解决
结果
- 对能够解决的问题,四种条件下被试的长时次数没有显著差异
- 对不能解决的问题,四种条件下被试的尝试次数存在显著差异
问题解决的计算器模型
- 人是一个信息加工系统,信息加工系统也叫“符号操作系统”,通常叫做“物理符号系统”
- 计算机也是一个物理符号系统
- 将人脑比喻为计算机,就可以从一个已知的系统去加深对一个不甚清楚的系统的理解
- 用计算机程序来模拟人的思维过程
案例
- 独粒钻石棋问题(傅小兰,1990
思维的计算机模拟的局限性
- 图灵检验
推理
推理是思维的形式。是指从若干已知判断得出的新的判断思维形式。它借助已有的知识对事物进行间接的认识
归纳推理
- 从具体的事例上升到一般的原则:从有限数量的具体事例中得出一般原则,其结论具有不肯定性
演绎推理
- 从一般原则得出关于具体事例的结论,其主要形式为三段论。结论是从一般原则推导出来的,其具体结论是肯定性的
- 推理常是有意识进行的,但也存在无意识的推理
决策
心理学研究决策不同于其他学科研究决策
- 心理学研究决策策略,人们为什么用这种策略而不用其他策略来解决某一问题
- 概率论是心理学研究决策的出发点,是研究问题的框架,而心理学则研究人们的判断怎样违反概率论
- 心理学研究决策者的心理品质对决策的影响,强调人的主观方面对决策成败的决定性作用
决策策略
Kaheneman和Tversky的研究表明,人们进行概率推理时,并不完全按照概率论和统计的规则进行,而往往依靠直觉或经验,采用一些启发式策略
代表性启发法
- 指人们倾向于根据样本是否代表总体来判断其出现的概率,愈有代表性,被判断为愈常出现(忽略先验概率和样本大小的重要性)
可得性启发法
- 指人们倾向于根据一个事件在记忆中的可得性程度来估计其相对频率,容易回想起来的被判定为更常出现
调整启发法
- 指人们倾向于以最初的信息为参照来调整对事件的估计
概率判断
- 客观概率和主观概率
补充(常见的决策类实验范式
风险决策
- 仿真气球冒险任务
跨期决策
- 固定选项任务
- 滴定任务
- 模拟标尺量表
决策博弈
- 最后通牒博弈
- 囚徒困境博弈
- 矩阵博弈