1、认知心理学实验指导书2009-10-09 15:09:06 来源：盐城师范学院心理学实验中心 浏览：2719 次http:/ 1 整体加工和局部加工实验实验 2 工作记忆容量的测定实验 3 心理旋转实验实验 4 阅读知觉广度的眼动研究实验 5 句子图形匹配实验实验 6 概念提取实验实验 1 整体加工和局部加工的实验1 实验背景知觉是对事物整体属性的反映。对于一个客体，是先知觉它的各个部分再知觉整体，还是先知觉整体再知觉它的各个部分，这一直是知觉信息加工理论所关心的一个重要问题。格式塔心理学认为，整体大于部分之和，整体决定各个部分的性质和意义依照这种观点，对整体的知觉在前，对部分的知觉在后。Na
2、von(1977，1981)进行了一系列实验，通过研究发现，总体特征的知觉快于局部特征的知觉，而且当人有意识地去注意看总体特征时，知觉加工不受局部特征的影响，但当人注意局部特征时，不得不先知觉总体特征。这意味着总体特征先于局部特征被知觉，总体加工是处于局部分析之前的一个必要的知觉阶段。Kinchla&Wolfe，1979；Hoffman，1980 都发现了类似的实验效应，支持了Navon 的实验观点。同时，整体的和局部的加工问题与自下而上加工和自上而下加工有密切联系，自下而上加工是从较小的知觉单元转向较大的知觉单元，似乎可以说是从局部到整体的加工，而自上而下加工是关于知觉对象的一般知识，期望或
3、假设引导的加工，也可说是从整体开始的加工。2 实验假设与目的2.1 实验假设：知觉的整体加工优于局部加工。2.2 实验目的：验证假设；学会完整的实验设计与实验范式的操作。3 实验方法3.1 被试：大学生3.2 材料：（举例）3.3 程序：（1）注意整体组，要求被试指出他看到的大字母是 H 还是 S；（2）注意局部组，要求被试指出他看到的小字母是 H 还是 S；（3）实验时先给被试以预警，要求被试注视荧光屏上的光点（4）接着呈现一个刺激，持续 40ms，然后呈现掩蔽刺激（5）要求被试尽快作出判定，并尽可能少犯错误（6）记录被试的反应时和判定的正误。4 结果分析利用 SPSS 统计软件对实验结果进
4、行分析5 讨论根据实验所得结果是否验证了理论假设进行讨论，进一步得出结论。6 结论7 参考文献1梁宁建.当代认知心理学.第 1 版.上海：上海教育出版社，2003 年2王甦 汪安圣.认知心理学.第 1 版.北京：北京大学出版社，1992 年实验 2 工作记忆容量的测定1 实验背景工作记忆是用来处理和储存信息的短期认知系统，容量有限，在人类高层次的认知作业中(e.g. 阅读、推理、理解)，扮演着重要的关键角色。工作记忆模型认为，工作记忆与短时记忆不同，它不是由单一成分构成的，而是由三个成分构成的。这三个成分是中央执行系统(centralexecutive) 、语音回路(phonologicall
5、oop) 和视觉空间模板(visual-spatialsketchpad) 。中央执行系统是工作记忆模型的核心。它负责各子系统之间的联系以及它们与长时记忆的联系，还负责注意资源的管理和策略的选择与计划。语音回路是专门负责以声音为基础的信息存储与控制的装置。它由两部分构成。一部分是语音储存装置，语音编码可以在此保持 1 至 2 秒，随着时间的推移，编码的内容逐渐衰退以致消失；另一部分是发音控制装置，通过复述防止语音表征的消退。另外，发音控制装置还可以将书面语言和图形转换成语音代码，储存在语音储存装置中。不过，口语的信息可以直接进入语音储存装置。视觉空间模板负责处理视觉空间信息。信息可以直接进入视
6、觉空间模板（如直接知觉到的信息） ，也可以间接进入视觉空间模板（如从记忆中产生的表象）。Baddeley 和 Hitch 的工作记忆模型得到了许多实验的支持，但是有些记忆现象用此模型难以解释的。比如，在实验室里研究得到的工作记忆容量是非常有限的，在下棋、心算、医疗诊断等熟练的认知活动中，专家的工作记忆容量却非常大。另外，熟练的认知活动被中断后，无需费力就能迅速恢复，用工作记忆短暂储存的性质也是不能解释的。可见，工作记忆的概念需要加以扩充。1995 年，Ericsson 和 Kintsch 提出了长时工作记忆的概念。他们认为，工作记忆是认知加工过程中随信息的不断变化而形成的一种连续的工作状态，它
7、既包括暂时存储信息的短时工作记忆，也包括以非常熟练的知识为基础的长时工作记忆。在传统的记忆理论中，长时记忆中的信息是相对固定的，提取和存储速度比较慢，而长时工作记忆中的信息不仅可以稳定地、较长时间地保留，而且可以通过提取结构与短时工作记忆中的信息相联系，使信息从长时记忆中快速、可靠地提取出来。提取结构是长时工作记忆的主要成分。工作记忆容量的大小对不仅影响长时记忆的存储，同时对其他的许多认知活动产生重要的影响，如小学生解数学应用题的影响、对阅读理解能力的影响等等。对工作记忆容量的测量显得尤为重要。2 实验目的：测量工作记忆的容量大小；使学生掌握测量工作记忆的方法3 实验方法3.1 被试：大学生3
8、.2 材料：实验材料为除 O 以外的大写英文字母和 09 的个位数字，所有刺激在字母和数字中随机抽取。在连续计算广度任务中，呈现给被试数目逐步递增的字母(27 个广度水平)，在每两个字母之间呈现连续加减 3 次的计算(4+1+2-1)，需要被试正确读出数字并计算出中间结果和最后结果。3.3 程序：（1）首先要求被试注视屏幕中心的黄色注视点 750ms，消失 500ms 后呈现一个时间为 1s 的数字根， 然后是 3 个符号- 数字串， 每个呈现时间为 2s，然后出现一个需要记忆的字母 1s， 要求被试读出字母并出声的进行计算。（2）在每组测试结束后呈现黄色“?”，这时要求被试按正确的呈现顺序回
9、忆字母。以广度水平为 2(E，T)的情况为例详细介绍测试过程：首先进行一个计算(4/+1/+2/-1)，数字“4”呈现 1s，然后呈现“+1”2s，被试需要计算出中间结果“5”，然后呈现“+2”2s，被试需要计算出结果“7”，然后呈现“-1”2s，需要被试计算出结果“6”，然后呈现大写字母“E”；然后进行下一个相同步骤的计算(5/+2/-1/+1)，随后出现第二个字母“T”。每两个字母之间的时间间隔为 7s。两个字母呈现完毕，出现黄色提示“?”，被试按顺序回忆字母。每个水平都由 3 组这样的测试组成。3 个广度水平的测试需要被试记忆三个字母，进行三个连续的计算。每个水平依此类推。（3）工作记忆
10、容量的计算方法：还以广度水平为 2 的情况为例。如果 3 组测试被试对字母的回忆全部正确,则每个字母计 1 分,在这个水平的广度分数为 23=6 分。只要有一组测试按顺序回忆正确,就可以进入下一个水平。直到被试在某个广度水平的 3 组测试全部失败,则实验结束。所有水平的所有测试分数相加得到一个总分数,即工作记忆广度成绩。例如被试在 2、3 个广度水平的 3 组测试都回忆正确,4 个广度水平有 2 组回忆正确,5 个广度水平有一组回忆正确, 则工作记忆广度的成绩为23+33+42+51=28 分。广度成绩的计分区间为 081 分。4 结果分析用工作记忆容量计算工式进行计算5 讨论根据文献查阅对所
11、得结果进行讨论，以得出结论6 结论7 参考文献1刘丽，李晖认知负荷和控制性注意对工作记忆广度任务成绩的影响，心理与行为研究，2008，6（2）112-1162梁宁建.当代认知心理学.第 1 版.上海：上海教育出版社，2003 年3王甦 汪安圣.认知心理学.第 1 版.北京：北京大学出版社，1992 年实验 3 心理旋转实验1 实验背景表象是大脑对客观事物的直观表征。是指事物或事件并没有刺激感觉器官的情况下，而在头脑中浮现出的有关事物或事件的形象。由于表象会很快消逝，传统的方法是让被试把自己的表象报告出来作为研究的依据，但是，Pinker(1985)指出，有时我们并不能有意识地描述我们的表象，因
12、而这种内省报告可能并不可靠。1971 年美国斯坦福大学的心理学家谢帕德(凡 Shepard)和梅茨勒(Metzler)等做了一系列实验。实验的材料是一对对不同方位的立方体的二维形式图。要求被试判断所用的时间。实验中 A 和 B 是两对完全相同的图形，所不同的仅仅是它们的方位，A 中两个物体在平面上相差 80角，B 中两个物体的深度上相差 80角。C 中的一对物体是两个方位和结构都不同的物体。谢帕德和梅茨勒制作了一千六百对这类图片，他们请了八位成人被试者进行判断实验。被试者报告了他们判断时使用的方法：首先是把一个物体图形在心理旋转，直到与另一物体的方位相同，然后进行匹配比较，从而作出完全相同或完
13、全不同的判断。以被试者对八百对同物图片判断的结果，可以看出，无论图片所示的物体是在平面上调转(即通过旋转画纸就可以实现)，还是在三维深度中旋转(把物体方位旋“进”画纸中去)，判断所用的时间同两物图片上的角度差异成线性关系，即旋转的度数越多，反应所用的时间越长。这就是著名的心理旋转的实验。后来，谢帕德和库珀(Cooper)合作，以不同倾斜角度的正向和反向的字母 R 为实验材料，对心理旋转作了进一步的研究。结果表明：以 180 度为界，样本偏离正位度数越大，反应时越长，曲线的两侧呈对称分布。图片旋转 180 度时，无论正反，反应时最长，而当图片旋转 0 度或 360 度时，反应时最短。可见样本偏离
14、正位度数越大，所需的心理旋转越多，时间也就越长，人们在进行表象加工时可能存在一种心理旋转范式。 2 实验目的（1）重复 Cooper 等人的实验，研究不同角度正反字母“R”的心理旋转反应时。通过反应时减数法则，验证表象心理旋转的存在。（2）熟悉和掌握减法反应时测量技术在信息加工研究中的应用。3 实验方法：3.1 被试：大学生3.2 仪器和材料(1)仪器：计算机及实验心理学仿真实验系统。(2)材料：不同角度的正 R 和反 R（镜像）图片，共有 0、60、120、180、240、300正反共 12 种不同角度和方向的 R。3.3 程序(1)登录并打开实验心理学仿真实验系统主界面，选中实验列表中的“
15、表象的心理旋转” 。单击呈现实验简介。点击“进入实验” 到“指导语”界面。可先进行练习实验，也可以直接点击“正式实验”按钮开始。(2)正式实验开始后屏幕随机呈现不同角度的正向和反向 R，被试对呈现的 R 作出正向还是反向的判断。程序将自动记录反应时。(3)实验结束，数据被自动保存。实验者可直接查看结果。4 结果分析(1)计算被试对不同角度的正 R 和反 R 正确判断的平均反应时和正确百分比。(2)分别以 R 的旋转角度为横轴，反应时为纵轴，画出正 R 和反 R 的角度与反应时之间的关系曲线，并作出解释。5 讨论(1)本实验为什么以反应时为指标对表象在人脑中的加工进行研究？ 如何通过反应时来解释
16、表象的信息加工过程？(2)实验中你是否真的感到在连续地进行心理旋转？6 结论人在进行表象加工时存在心理旋转。7 参考文献1杨治良实验心理学杭州：浙江教育出版社，1998，1451482王甦认知心理学北京：北京大学出版社，1992，213225。实验 4 阅读知觉广度的眼动研究1 实验背景阅读是重要的认知过程，不同的认知加工方式影响着人们的阅读活动，通过对阅读活动中眼动指示的记录与分析，可以探讨人们在阅读过程中的认知特点。眼动研究可以实用地记录和研究阅读的即时加工过程，它始于 1897 年 Javal 的研究，研究发现在阅读过程中，人的眼睛并不是平滑移动的，而是进行着一系列的注视和眼跳。阅读知觉
17、广度是指在阅读过程中一次注视所能知觉到的对阅读认知活动有用的信息单位，是阅读眼动研究中一个重要的研究领域。1908 年 Huey 就提出可以过研究阅读知觉广度来研究人们在阅读过程中的认知加工方式。阅读中的知觉广度的研究主要集中在拼音文字， （如英语、法语和荷兰语） ，英语的阅读知觉广度的范围是注视点左侧 3-4 个字母空间到注视点右侧 14-15 个字母空间，在注视点左右两侧是不对称的。Inhoff 和 Liu 采用刺激呈现随眼动变化技术对汉语阅读的知觉广度进行了实验研究，揭示了汉语阅读知觉广度的不对称性，范围大约从被注视汉字左侧 1个汉字到右侧 3 个汉字之间。相对于英语阅读中知觉广度的研究
18、，汉语阅读知觉广度的眼动研究还在进一步发展中。根据在阅读的眼动研究中影响知觉广度的因素分析得出，年龄与技能、材料特征及工作记忆容量的大小都是影响知觉广度的重要因素。本实验设计对不同年级学生汉语阅读知觉广度进行研究，以进一步探讨汉语阅读的认知加工规律。2 实验目的探讨不同年级学生汉语阅读知觉广度的大小，进一步探讨汉语阅读的认知加工规律。3 实验方法3.1 被试：大一年级学生，大二年级学生，大三年级学生。3.2 实验仪器和材料：EYELINK 眼动仪，汉语句子3.3 程序：(1)熟悉实验环境，为被试佩戴头盔，(2)宣读指导语(3)进行正式实验4 结果分析对采集的各项眼动指标进行统计分析5 讨论（1
19、）不同年级大学生的阅读知觉广度大小是否相等（2）不同年级大学生阅读过程中各项眼动指标在不同年级间是否存在显著性差异。6 结论7 参考文献1 熊建萍，闫国利，白学军.高中二年级学生中文阅读知觉广度的眼动研究.心理与行为研究，2007（5）：60642 Rayner.K.， Li， X.， Juhasz， B. J.， & Yan， G. The effect of word predicatability on the eye movements of Chinese readers. Psychonomic Bulletin & Review，2005， 12(6): 10891093实验 5
20、 句子图形匹配实验1 实验背景在信息加工心理学中，常把反应时间看作对信息的心理加工复杂程度的指标，根据反应时间的延长推断信息加工阶段的增加。反应时可分为简单反应时和复杂反应时两大类，复杂反应时包括选择反应时和辨别反应时。简单反应时是指一个单一简单刺激与被试作出单一简单反应之间的最小的延迟时间。选择反应时是指呈现给被试不同得刺激，要求被试对每个刺激作不同的反应。辨别反应时指两个（或两个以上）相互有差别的刺激，要求被试只对其中一个反应，而禁止对其他的刺激反应的情况下测得的反应时。Clark 和Chase（1972）的句子图形匹配实验是减法反应时法的一个经典研究。他们设想，句子和图形匹配作业的完成需
21、要经过几个加工阶段，第一个阶段是将句子转换为其深层结构，即以命题来表征句子，而且对“之上”的加工要比“之下”的需时较多，对否定句的加工需时多于肯定句的加工；第二阶段是将图画转换为命题，且带有前句中所有的介词即“之上”和“之下” ；第三阶段是将句子和图画两者的命题进行比较，如果两个表征的第一个名词相同，则比较的时间比不同时要少，如果两个命题都不含否定，则比较时所需的时间比任以命题含有否定时要少；最后的阶段是作出反应。为验证这一理论，我们假设实验句子与图形不同匹配条件下的辨别反应时间有差异。2 实验目的：2.1 检测句子与图形不同匹配条件下的辨别反应时2.2 深化对减法反应时实验设计的理解。3 实
22、验方法3.1 被试：大学生，2 人一组，互为主被试3.2 仪器与材料（1）仪器：JGW-B1 型心理实验台。（2）16 张实验卡片（白色卡片上有上下两个相距 2cm 的黑色图形：星形和十字，并有描述两图相对位置的一个句子） ，注视卡一张。3.3 程序（1）将 16 张卡片按随机原则排成顺序并列表，表中列出每次应作的正确反应。 （2）将注视点卡片输入 B 视场。被试坐在桌前，面部贴紧速示器观察窗，两眼注视屏幕中心的注视点，左、右两手食指分别放在手键的红、黄按钮上。 （3）指导语：“实验时你将看到由一个星和一个十字组成的图形，还有一个描述它们相对位置的句子，你要判断这个句子是不是符合图形。例如图形
23、是星在上，十字在下 ，如果句子是星在十字上面 ，则句子与图形符合，你就用左手按键，同时报告“合” ；如果句子是星在十字下面 ，则句子与图形不符合，你就用右手按键，同时报告“不合” 。判断和反应要又准又快” 。（4）将卡片按表中的顺序依次输入 A 视场。主试每输入一张卡片，发出“预备”口令12 秒后按速示器的“触发”键，计时计数器自动记录被试每次的反应时间和反应结果。打印结果，完成结果列表。4 结果分析SPSS 软件统计包5 讨论(1)句子与图形匹配时的反应时(2)句子是肯定句时的反应时(3)句子是否定句时的反应时6 结论7 参考文献1范安平，吴念阳， 白永莲， 漆鸣， 心理实验指导. 上海:华
24、东师范大学出版社，1997，62梁宁建，当代认知心理学.第 1 版.上海：上海教育出版社，2003 年3王甦，汪安圣.认知心理学. 北京:北京大学出版社， 1992.4实验 6 概念提取实验1 实验背景概念是对各类事物的心理表征。人们的概念知识多种多样，包括可对物体快速归类的显著的视觉特征，还包括人们不易从感官直接获取的信息。如当我们想到狗时，我们能回忆起狗的知觉特征、功能特征、联想关系特征以及大百科全书式的信息。所有这些概念知识的记忆都属于“语义记忆” ，其特点是缺少特定的时间信息或与自身经验直接相关的信息。那么，语义记忆系统中的概念知识是如何组织的呢？通过大量研究得出有以下几种；1、范畴特
25、异性语义缺失，是指某个范畴的概念比其他范畴的概念缺失更严重。研究表明，某些病人的脑损伤导致生物知识缺失显著大于非生物知识缺失。2、还原论解释：感觉功能假说。Warrington&Shallice 于 1984 年最早提出 SF 假说，认为概念知识组织的首要原则是语义特征的类型。该理论有两个基本假定：（1）语义知识由一套模态特殊的子系统组成，视觉子系统存储物体的视觉语义特征，而功能/联想子系统存储物体的功能特征和其他非感觉特征的信息。 （2）视觉-语义特征和功能/联想-语义特征对于生物和非生物的意义不同，前者对生物而言更为重要，而后者对非生物而言更为重要。因此会有，生物范畴特异性语义缺失必然与物
26、体的视觉语义特征的加工损伤一起出现，而非生物范畴特异性语义缺失必然与物体的功能/联想语义特征的加工损伤一起出现。3、单一内容组织假说。4 领域特异性知识系统假说。Gentner1978 年的实验发现，当外形和功能相互冲突时，年龄稍大的儿童命名人造物时依赖功能，而幼儿和成人的命名则依赖外形，Barton，Komatsu 1989 年的实验发现，物体的功能是影响人造物归类最重要的属性。Keil&Rips发现，设计功能决定人造物的命名，Malt&Johnson 发现，人们命名人造物时，外形和材质是决定因素，功能既不是必要条件也不是充分条件。有学者认为，物体不同特征在脑中的表征可能是按其习得时的通道而
27、不是物体分类学上的类别来贮存的。人类的语义系统是由通道特异性语义子系统组成的集合，即语义知识的通道特异性（感觉/功能）假设。该假设的直接依据是通道特异性语义知识损伤的案例。在解释脑损伤病人的特异性语义损伤现象时，该假设的一个前提是：物体的不同特征在物体识别过程中所起的作用不同，生命类物体被认为主要依靠其视觉特征被识别，而无生命类物体主要依赖其功能特征被识别。尽管有许多的证据支持通道特异性假设，但它也难以解释所有的研究结果。如它难以解释跨通道的语义知识损伤现象（即依赖于视觉特征的生命类物体知识与依赖于功能特征的无生命类物体知识会同时受损）以及难以解释在提取动物特征相关知识时受损而提取植物类相关知
28、识时没有受损等现象。认知系统从语义记忆中提取相应范畴的知识时，概念结构差异也可以在正常人的语义记忆提取过程中表现出来。以往有实验研究利用特征列举的任务收集自然概念的语义特征，以此考察语义记忆的组织，但没有研究者记录和分析被试列举特征的反应时间。新近研究用特征列举的实验范式收集概念的语义特征，并记录列举特征的反应时间，比较了动物，自然食物和人造物三类范畴概念的特征提取的时间模式。本实验用相似的方法，让被试对两个范畴内（动物、日常用品）的一些典型特征词，进行范畴联想归类，并记录被试的反应时，作为因变量指标。探讨所属生物类（动物） ，与所属非生物类（日常用品）的典型特征的语义提取是否存在着提取时间上
29、的差异，以及如以上理论所述的在生物类主要以提取视觉表征的特征，而非生物类主要以提取功能表征的特征。本研究将所属动物和生活用品两个范畴内的特征又各分为两个子特征（视觉表征类和功能表征类）以探讨在这两类子特征的语义提取上是否存在着理论上假设的生物类主要以提取视觉表征的特征，而非生物类主要以提取功能性表征的特征。因此本实验假设如果以上理论成立，则在这两类子特征的语义提取的反应时间上会存在显著差异。2 实验目的：验证不同范畴概念的因类别特征不同而导致的提出时间有差异。3 实验方法3.1 被试：大学生3.2 仪器与材料：(1)仪器：电脑，DMDX 系统(2)材料：实验材料为汉字双字词，分别来自两个范畴，
30、每个范畴又分为两个子范畴。它们是：1、范畴：动物和日用品；2、子范畴：视觉表征特征词汇和功能表征特征词汇。3.3 程序(1)实验采用 DMDX 编程。在计算机屏幕上，随机呈现给被试实验用词。(2)在正式实验前用同样是分属于这两个概念的但不是用于正式实验的词进行 24 次练习，每类包含 6 个词。指导语“实验中要呈现一些汉字双字词，请认真阅读。如果你认为它的语义能够使你想到动物，请按 C 键，如果你认为它的语义能够使你想到日用品，请按 M 键。请做到又快又准。按空格键开始。 ”(3)实验时，被试坐计算机前，注视屏幕中心，左右手的食指分别放在 C、M 键上。刺激呈现出顺序为：注视点“+”500ms目标词被试反应。4 结果与分析采用多因素方差分析5 讨论对所得结果进行理论分析6 结论7 参考文献1孙宇浩，傅小兰人造物概念的表征:功能、意图和目的论的解释，心理科学进展，2005(4)2美斯滕伯格（Sternberg,R.J.）著.杨炳钧等译.认知心理学.第 3 版.北京:中国轻工业出版社，2006 年
