驗(yàn)證心理旋轉(zhuǎn)在字母方向識(shí)別中存在

1、心理旋轉(zhuǎn)對(duì)獲得正確知覺經(jīng)驗(yàn)的影響 驗(yàn)證心理旋轉(zhuǎn)在字母方向識(shí)別中存在）摘要 本實(shí)驗(yàn)旨在通過重復(fù)前人的研究利用減數(shù)法的研究思想來證明心理旋轉(zhuǎn)的存在。實(shí)驗(yàn)采用不同方向和旋轉(zhuǎn)角度呈現(xiàn)R字符，記錄了14名大學(xué)生在五種條件下判斷字符正像或鏡像的反應(yīng)時(shí)并進(jìn)行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)樣本為垂直的正位時(shí),不管是正像或鏡像，判定所需時(shí)間較短，而當(dāng)樣本作了不同角度的旋轉(zhuǎn)，反應(yīng)時(shí)隨之增加，當(dāng)樣本旋轉(zhuǎn)了180°時(shí)，反應(yīng)時(shí)為最長，隨著樣本的旋轉(zhuǎn)度數(shù)的進(jìn)一步增大，反應(yīng)時(shí)反而逐漸減少。從而有力地證明心理旋轉(zhuǎn)過程的存在。 關(guān)鍵詞：心理旋轉(zhuǎn) 反應(yīng)時(shí) 旋轉(zhuǎn)角度 方向識(shí)別 1 引言 心理旋轉(zhuǎn)（mental rotation）即指

2、單憑心理運(yùn)作，將知覺對(duì)象予以旋轉(zhuǎn)，從而獲得正確知覺經(jīng)驗(yàn)的心理歷程,是對(duì)心理表象的一種操作.心理表象是大腦對(duì)客觀事物的直觀表征,其研究的形式是多種多樣的，它所涵蓋的主題深遠(yuǎn)，包括理論問題、神經(jīng)認(rèn)知學(xué)發(fā)現(xiàn)、運(yùn)動(dòng)心理學(xué)、心理療法、繪圖法和認(rèn)知地圖，甚至包括聯(lián)覺。對(duì)于心理表象的研究也有著相當(dāng)長的歷史，它大致可以分為三個(gè)階段：哲學(xué)（科學(xué)前）階段、測量階段、認(rèn)知和神經(jīng)認(rèn)知階段.后來，隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，心理學(xué)家們，特別是認(rèn)知心理學(xué)家們又提出了雙重編碼理論、概念命題理論、功能等價(jià)理論等,心理旋轉(zhuǎn)的研究就是起源于心理表象中的功能等價(jià)理論的研究庫伯Cooper和謝波德Shepard (1973)用不同傾斜

3、角度的正的和反（鏡像）的非對(duì)稱字母、數(shù)碼（如R、J、G、7、2、5）等為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)心理旋轉(zhuǎn)作了進(jìn)一步研究，證實(shí)了人們?cè)谶M(jìn)行表象加工時(shí)存在一種心理旋轉(zhuǎn)范式。如今認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)家們?cè)谘芯窟^程中運(yùn)用了多種神經(jīng)表象技術(shù),如功能磁共振成像術(shù)(fMRI) 、腦電技術(shù)( EEG) 和正電子發(fā)射層析照相術(shù)(PET) 等，繼續(xù)著對(duì)該過程特殊的神經(jīng)機(jī)制的探索，并成果豐碩本實(shí)驗(yàn)僅是依靠簡單的試驗(yàn)程序來證明心理旋轉(zhuǎn)在形成正確知覺經(jīng)驗(yàn)中的重要作用2 方法：2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 被實(shí)驗(yàn)是2×6×5方差設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn).三個(gè)因素分別是(1)A因素,即呈現(xiàn)方向因素,分為正向和反向(即鏡像)兩種呈現(xiàn)方式;(2)B因

4、素,即字母傾斜角度因素,分為0°、60°、120°、180°、240°、300°(3)C因素,即提示條件因素,即根據(jù)有沒有提示?單項(xiàng)提示還是雙向提示?是先后提示還是同時(shí)提示這三個(gè)變量,分成完全沒有提示、僅提示正或反、僅提示傾斜度、分別提示正反和傾斜度、同時(shí)提示正反和傾斜度五種實(shí)驗(yàn)條件. 2.2 被試 14名本科女生（排除了因性別不同帶來的誤差）,且各項(xiàng)生理指標(biāo)正常。2.3材料:本實(shí)驗(yàn)選用正R和反R（鏡像）圖片為材料，并設(shè)有0°、60°、120°、180°、240°、300°六

5、種不同的傾斜角度，即一共有12張不同的字符圖片，圖片除方向、傾斜角度不同外，其他特征完全相同。2.4 試驗(yàn)程序 1被試坐在計(jì)算機(jī)前，正對(duì)計(jì)算機(jī)屏幕，屏幕上首先顯示對(duì)被試的提示語：“在接下來的實(shí)驗(yàn)中屏幕上將以不同傾斜角度呈現(xiàn)正反兩種方向的字母R",不管字母的傾斜角度如何,只需要判定字母是正向還是反向（即鏡像）若為正向請(qǐng)按為反向按","請(qǐng)按空格鍵開始”。2. 被試根據(jù)指導(dǎo)語進(jìn)行練習(xí),接著按空格鍵進(jìn)入正式試驗(yàn)3.依照實(shí)驗(yàn)提示條件的不同，整個(gè)正式實(shí)驗(yàn)過程被分成五個(gè)階段，各階段之間有語義明確的指導(dǎo)語，期間有短暫休息.被試嚴(yán)格按照提示語及特定程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中被試要集中精力

6、。4. 實(shí)驗(yàn)中程序?qū)⒆詣?dòng)記錄反應(yīng)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，數(shù)據(jù)可以被保存至某一指定文件夾。實(shí)驗(yàn)者可直接查看結(jié)果。5.換被試，按上述程序進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。6.全部被試結(jié)束實(shí)驗(yàn)后，借助工具SPSS對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。 3.結(jié)果與討論 通過利用SPSS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多因素方差分析，結(jié)果如下：3.1 表1 無提示條件下字母呈現(xiàn)方向?qū)Ψ磻?yīng)時(shí)的影響呈現(xiàn)方向 M Std n F sig. 正像 471.849 8.675 390 .029 .865反像 473.975 8.673 387由上表數(shù)據(jù)可見，被試對(duì)正像平均反應(yīng)時(shí)短于反像，但p大于顯著性水平0.05，因此字母呈現(xiàn)的正、反方向?qū)Ψ磻?yīng)時(shí)的影響不顯著。3.2 利用“On

7、e-Way ANOVA”對(duì)旋轉(zhuǎn)角度與反應(yīng)時(shí)進(jìn)行單因素分析，得到P=0.001，即明顯小于顯著性水平0.05，由此說明，不同旋轉(zhuǎn)角度對(duì)反應(yīng)時(shí)影響差異性顯著。并可得到圖1，由圖1和表2可以看出，在相同條件下，無論呈現(xiàn)字母為正向，反向，字母的旋轉(zhuǎn)角度越大，被試的平均反應(yīng)時(shí)都越長，當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度增大到180度時(shí)，反應(yīng)時(shí)最長，之后隨角度的繼續(xù)增大而反應(yīng)時(shí)減少。圖形大體以180度為對(duì)稱軸左右對(duì)稱。表2 不同的旋轉(zhuǎn)角度下對(duì)應(yīng)的識(shí)別過程平均反應(yīng)時(shí)的數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)角度（度） 0 60 120 180 240 300 平均反應(yīng)時(shí) 416.872 417.339 499.322 559.366 477.973 460.735

8、圖1 平均反應(yīng)時(shí)隨字母傾斜角度的變化對(duì)于兩個(gè)不同的識(shí)別任務(wù)，它們之間除了被直覺對(duì)象需要心理旋轉(zhuǎn)的角度不同外別無差別，那么，被試對(duì)于兩者的平均反應(yīng)時(shí)之差，就應(yīng)該是完成心理旋轉(zhuǎn)所消耗的時(shí)間。由此，證明了心理旋轉(zhuǎn)的存在。之所以出現(xiàn)左右大致對(duì)稱，是因?yàn)?，心理旋轉(zhuǎn)也可以分為順時(shí)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。3.3 不同的提示條件與平均反應(yīng)時(shí)分析結(jié)果：無提示總體平均反應(yīng)時(shí)最長，其次為僅提示傾斜度的，而提示方向、分別提示方向和傾斜度、同時(shí)提示方向和傾斜度這三種實(shí)驗(yàn)條件下被試識(shí)別字母方向就會(huì)更快。如下圖所示： 因?yàn)?，在出現(xiàn)正式刺激之前提示正、反方向，被試只需被動(dòng)等待刺激圖片出現(xiàn)，無需再對(duì)其進(jìn)行心理旋轉(zhuǎn)操作。完全無提示與提示正

9、反方向，兩種實(shí)驗(yàn)條件下，平均反應(yīng)時(shí)之差，即心理旋轉(zhuǎn)所耗用的時(shí)間。4 結(jié)論通過對(duì)字母R正反呈現(xiàn)方向的識(shí)別實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作、數(shù)據(jù)分析證明了心理旋轉(zhuǎn)在獲得正確直覺經(jīng)驗(yàn)過程中是存在的，從而也證實(shí)了庫伯Cooper和謝波德Shepard的研究結(jié)論。參考文獻(xiàn) 1楊治良實(shí)驗(yàn)心理學(xué)杭州：浙江教育出版社，1998，145148附：n60 <d 0><fd 0><azk><cr><t 3000><id "鍵盤"> <dbc 0> <dwc 000255000> <vm 640,480,480,1

10、6,0> <mr +Space><mnr "+左箭頭"> <mpr "+右箭頭">0 <ln -2> "下面的實(shí)驗(yàn)中屏幕上將以不同傾斜角度呈現(xiàn)正反兩種方向的字母R", <ln 0> "請(qǐng)判定字母是正向還是反向（即鏡像）若為正向請(qǐng)按為反向按", <ln +2>"請(qǐng)按空格鍵開始。"-1 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p10"+2 <d 119&

11、gt;/*<ms% 800><jpg>"p4"-3 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p12"+4 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p1" -5 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p7"-6 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p11"+7 <d 119>/*&l

12、t;ms% 800><jpg>"p6"+8 < 119>/*<ms% 800><jpg>"p2"0 <ln -2> "以上為練習(xí)階段", <ln +2>"接下來請(qǐng)按空格鍵開始正式實(shí)驗(yàn)。"+1 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p1" -2 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p7"-3 <d 11

13、9>/*<ms% 800><jpg>"p11"+4 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p6"+5 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p5"-6 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p10"+7 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p4"-8 <d 119>/*&

14、lt;ms% 800><jpg>"p12"+9 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p2"-10 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p9"+11 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p3"-12 <d 119>/*<ms% 800><jpg>"p8" 0 <ln -2> "辛苦

15、啦，休息一下", <ln +2> "按空格鍵繼續(xù)" 0 <mr +Space><ln -2> "下面,第一張字母圖片是作為正反提示的,請(qǐng)對(duì)第二張圖片做出反應(yīng)",<ln +2> "按空格鍵繼續(xù)"-13 *<ms% 2000><jpg>"p7"/*<ms% 800><jpg>"p9"+14 *<ms% 2000><jpg>"p1"/*<ms% 8

16、00><jpg>"p6"+15 *<ms% 2000><jpg>"p1"/*<ms% 800><jpg>"p2"-16 *<ms% 2000><jpg>"p7"/*<ms% 800><jpg>"p12"+17 *<ms% 2000><jpg>"p1"/*<ms% 800><jpg>"p3"-18

17、*<ms% 2000><jpg>"p7"/*<ms% 800><jpg>"p10"-19 *<ms% 2000><jpg>"p7"/*<ms% 800><jpg>"p8"+20 *<ms% 2000><jpg>"p1"/*<ms% 800><jpg>"p4"+21 *<ms% 2000><x 0.3><j

18、pg>"p1"/*<ms% 800><jpg>"p1"-22 *<ms% 2000><x 0.3><jpg>"p7"/*<ms% 800><jpg>"p7" +23 *<ms% 2000><jpg>"p1"/*<ms% 800><jpg>"p5"-24 *<ms% 2000><jpg>"p7"/*

19、<ms% 800><jpg>"p11"0 <ln -2> "辛苦啦，休息一下", <ln +2> "按空格鍵繼續(xù)" 0 <mr +Space><ln -2> "下面在字母呈現(xiàn)之前會(huì)先以箭頭提示字母傾斜角度", <ln +2> "按空格鍵繼續(xù)"-25 *<ms% 2000><jpg>"j4"/*<ms% 800><jpg>"p10&quo

20、t;+26 *<ms% 2000><jpg>"j4"/*<ms% 800><jpg>"p4"+27 *<ms% 2000><jpg>"j3"/*<ms% 800><jpg>"p3" -28 *<ms% 2000><jpg>"j6"/*<ms% 800><jpg>"p12"+29 *<ms% 2000><jpg>

21、"j2"/*<ms% 800><jpg>"p2"-30 *<ms% 2000><jpg>"j2"/*<ms% 800><jpg>"p8"+31 *<ms% 2000><jpg>"j6"/*<ms% 800><jpg>"p6" -32 *<ms% 2000><jpg>"j1"/*<ms% 800><

22、jpg>"p7" +33 *<ms% 2000><jpg>"j1"/*<ms% 800><jpg>"p1" -34 *<ms% 2000><jpg>"j3"/*<ms% 800><jpg>"p9"+35 *<ms% 2000><jpg>"j5"/*<ms% 800><jpg>"p5"-36 *<ms%

23、2000><jpg>"j5"/*<ms% 800><jpg>"p11"0 <ln -2> "辛苦啦，休息一下", <ln +2> "按空格鍵繼續(xù)" 0 <mr +Space><ln -2> "接下來會(huì)先后分別提示正反和傾斜角度然后呈現(xiàn)刺激字母", <ln +2> "按空格鍵繼續(xù)"+37 *<ms% 2000><jpg>"p1"/*&

24、lt;ms% 2000><jpg>"j1"/*<ms% 800><jpg>"p1" -38 *<ms% 2000><jpg>"p7"/*<ms% 2000><jpg>"j4"/*<ms% 800><jpg>"p10"+39 *<ms% 2000><jpg>"p1"/*<ms% 2000><jpg>"j6&q

25、uot;/*<ms% 800><jpg>"p6" -40 *<ms% 2000><jpg>"p7"/*<ms% 2000><jpg>"j5"/*<ms% 800><jpg>"p11"-41 *<ms% 2000><jpg>"p7"/*<ms% 2000><jpg>"j1"/*<ms% 800><jpg>&quo

26、t;p7"+42 *<ms% 2000><jpg>"p1"/*<ms% 2000><jpg>"j3"/*<ms% 800><jpg>"p3" -43 *<ms% 2000><jpg>"p7"/*<ms% 2000><jpg>"j3"/*<ms% 800><jpg>"p9"+44 *<ms% 2000><jp

27、g>"p1"/*<ms% 2000><jpg>"j4"/*<ms% 800><jpg>"p4" +45 *<ms% 2000><jpg>"p1"/*<ms% 2000><jpg>"j5"/*<ms% 800><jpg>"p5" -46 *<ms% 2000><jpg>"p7"/*<ms% 2000>

28、;<jpg>"j2"/*<ms% 800><jpg>"p8" +47 *<ms% 2000><jpg>"p1"/*<ms% 2000><jpg>"j2"/*<ms% 800><jpg>"p2"-48 *<ms% 2000><jpg>"p7"/*<ms% 2000><jpg>"j6"/*<ms% 8

29、00><jpg>"p12"0 <ln -2> "辛苦了，請(qǐng)您休息一下", <ln +2> "按空格鍵繼續(xù)" 0 <mr +Space><ln -2> "下面將同時(shí)提示“正”“反”和傾斜角度。",<ln +2> "按空格鍵繼續(xù)"+49 *<ms% 2000><jpg>"p4"/<ms% 2000>/*<ms% 800><jpg>"p4" -50 *<ms% 2000><jpg>"p7"/<ms% 2000>/*<ms% 800><jpg>"p7" +51 *<ms% 2000><jpg>"p3"/<ms% 2000>/*<ms% 800><jpg>"