Stroop效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)證明與探究

1、Stroop效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)證明與探究摘要 本實(shí)驗(yàn)研究了Stroop效應(yīng)。通過測定華師大心理系一名被試對字色一致、矛盾和無關(guān)條件下的顏色選擇反應(yīng)時的差異，揭示了字義和字色的加工是兩個不同的認(rèn)知過程。實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑?1）了解Stroop效應(yīng)的概念和原理。2) 比較四類字色組合條件的反應(yīng)時，揭示在念字和命名的認(rèn)知過程中的干擾作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：字義和字色的認(rèn)知是相互干擾的，且字義與顏色的相關(guān)程度越高，其對字色認(rèn)知的干擾越大。關(guān)鍵詞 Stroop效應(yīng) 語義 顏色 自動化理論1 引言 念字和命名是兩個不同的認(rèn)知過程，其反應(yīng)速度是不同的。這一現(xiàn)象由J.R.Stroop在1935年首先提出，稱為Stroop效應(yīng)。美

2、國心理學(xué)家John Riddley Stroop于1935年發(fā)現(xiàn)Stroop效應(yīng)：他使用刺激字與寫它所用的顏色相矛盾。例如用藍(lán)顏色寫成“紅”字，讓被試說出這個字是用什么顏色寫的。結(jié)果發(fā)現(xiàn)被試反應(yīng)時大大增加了。這說明字色矛盾時認(rèn)知過程受到了干擾，即說字的顏色時受到了字的意義的干擾。有研究表明，這是因?yàn)樗尸F(xiàn)的刺激包含著兩種信息，對這兩種信息加工是不同的。如藍(lán)色寫的“紅”字，既包含該字所表述的顏色，又包含寫該字所用的顏色。因?yàn)閷ψ值募庸た?，所以先形成對字用語言反應(yīng)的準(zhǔn)備，但實(shí)驗(yàn)又不允許作這種反應(yīng)。因此，當(dāng)要說顏色時就要受到字義的干擾。 Stroop效應(yīng)在最初沒有受到心理學(xué)界的認(rèn)同，主要原因是當(dāng)時處

3、于行為主義心理學(xué)為主流的階段，次要原因是Stroop本人沒有作后續(xù)研究。但是在現(xiàn)在心理學(xué)世界中，Stroop效應(yīng)無疑是相當(dāng)受歡迎的,心理學(xué)家對它表現(xiàn)出濃厚興趣，進(jìn)行了多方面的研究。如：研究催眠狀態(tài)對Stroop效應(yīng)是否有影響；研究不同的語言種類（如漢字、日文、英文等）產(chǎn)生的Stroop效應(yīng)；另外，作為一種手段和方法，可利用Stroop效應(yīng)研究注意的機(jī)制，探討正常人大腦兩半球言語功能一側(cè)化等。Macleod回顧了半個多世紀(jì)的研究，總結(jié)出18個主要的研究結(jié)果。這些研究對stroop效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料、刺激呈現(xiàn)順序、被試選擇、對刺激的報告方式以及研究方法上都進(jìn)行了多維的研究。如對不同年齡層次的研究發(fā)現(xiàn)任

4、何年齡的被試在Stroop干擾上沒有性別差異，同時干擾在小學(xué)低年級時就已經(jīng)出現(xiàn)，隨著閱讀技能的提高，大約的二、三年級之間到達(dá)最高水平。隨著閱讀能力的繼續(xù)發(fā)展，成年時期干擾逐年下降，直到接近60歲，此時干擾又重新升高。而對Stroop效應(yīng)的電生理學(xué)研究則發(fā)現(xiàn)左半球通常比右半球顯示出更多的干擾。歷史上對stroop效應(yīng)的理論解釋模式大致可以分為5種:相對加工速度理論，該理論認(rèn)為刺激的兩個維度的加工是平行進(jìn)行的，但加工速度不一樣。但是相對加工理論不能解釋刺激兩個維度不同時呈現(xiàn)時發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；知覺編碼理論，現(xiàn)在一般認(rèn)為，編碼階段以后的加工不可能不同Stroop效應(yīng)有關(guān)；Logan的平行加工模型，它把

5、Stroop效應(yīng)看成是收集證據(jù)進(jìn)行決策的過程；平行分布式加工模型（PDP模型），這個模型綜合了自動化理論和相對加工速度理論的優(yōu)點(diǎn)，同時擴(kuò)展了Logan模型的一些思想。但是本實(shí)驗(yàn)側(cè)重于自動化理論，這是一種相當(dāng)流行的理論。它考慮了主意在加工中的作用。其基本思想是，自動加工快速，不需要注意，能隨意發(fā)生；相反，控制加工相對較慢，需要注意，在有意控制下才能發(fā)生。這樣，自動加工比控制加工更可能擺脫選擇性注意的控制。在Stroop任務(wù)中，讀詞屬于自動加工，顏色命名屬控制加工，因此，將讀詞提升到有意識加工注意的層面上會影響顏色命名，反應(yīng)在因變量上則是反應(yīng)時的提高。同時，Stroop效應(yīng)可以分為促進(jìn)效應(yīng)和干擾效

6、應(yīng)。當(dāng)字塊意義與顏色相一致時，統(tǒng)計(jì)上可以得出顯著降低反應(yīng)時的結(jié)論；反之，當(dāng)字塊意義或者音義和顏色相干擾時，反應(yīng)時會顯著提高，但是音義對顏色命名的干擾沒有語義干擾強(qiáng)烈。所以在本實(shí)驗(yàn)中采用4套卡片，以C套字色無關(guān)卡片為標(biāo)準(zhǔn)刺激，比較被試在A、B、D套卡片的反應(yīng)時與C之間的差異。如果差異顯著，則說明Stroop效應(yīng)中既存在促進(jìn)也存在干擾。2 方法2.1 被試本實(shí)驗(yàn)的被試為華東師范大學(xué)心理系本科學(xué)生一名，20歲，女生。2.2 儀器與材料2.2.1 儀器計(jì)算機(jī)與PsyTech心理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)2.2.2 材料共16張卡片，實(shí)驗(yàn)時隨機(jī)呈現(xiàn)A套（字色一致）：紅色的“紅”字（A1），黃色的“黃”字（A2），藍(lán)色的“

7、藍(lán)”字（A3），綠色的“綠”字（A4），共4張。B套（字色矛盾）：綠色的“紅”字（B1），藍(lán)色的“黃”字（B2），黃色的“藍(lán)”字（B3），紅色的“綠”字（B4），共4張。C套（字色無關(guān)）：紅色的“我”字（C1），黃色的“愛”字（C2），藍(lán)色的“中”字（C3），綠色的“華”字（C4），共4張。D套（字色語義無關(guān)而音義有關(guān)）：綠色的“洪”字（D1），藍(lán)色的“皇”字（D2），黃色的“攔”字（D3），紅色的“濾”字（D4），共4張。2.3 程序1）登錄并打開PsyTech心理實(shí)驗(yàn)軟件主界面，選中實(shí)驗(yàn)列表中的“Srtoop”效應(yīng)。單擊呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)簡介。點(diǎn)擊“進(jìn)入實(shí)驗(yàn)”到“操作向?qū)А贝翱凇?實(shí)驗(yàn)者可進(jìn)行參數(shù)設(shè)

8、置（或使用默認(rèn)值），然后點(diǎn)擊“開始實(shí)驗(yàn)”按鈕進(jìn)入指導(dǎo)語界面?？上冗M(jìn)行練習(xí)實(shí)驗(yàn)， 也可以直接點(diǎn)擊“正式實(shí)驗(yàn)”按鈕開始。2）第一次指導(dǎo)語是：這是一個測反應(yīng)時的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中屏幕會呈現(xiàn)一系列漢字。 漢字是什么顏色，你就用優(yōu)勢手按2號反應(yīng)盒上相應(yīng)的顏色鍵，而不要管那個字的內(nèi)容是什么。反應(yīng)越快越好。在你明白了實(shí)驗(yàn)步驟后，可以先進(jìn)行練習(xí)，然后點(diǎn)擊下面的 “正式實(shí)驗(yàn)”按鈕開始。第二次指導(dǎo)語是：這是一個測反應(yīng)時的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中屏幕會呈現(xiàn)一系列漢字。請你使用2號反應(yīng)盒對呈現(xiàn)的漢字準(zhǔn)備反應(yīng)。漢字一旦出現(xiàn)，你就大聲念出這個字， 同時根據(jù)漢字的顏色用優(yōu)勢手按相對應(yīng)的顏色鍵。反應(yīng)越快越好。在你明白了實(shí)驗(yàn)步驟后， 可以按反應(yīng)

9、盒上任意鍵，實(shí)驗(yàn)就可以繼續(xù)。3）第一次指導(dǎo)語后，被試根據(jù)要求對呈現(xiàn)的漢字作出相應(yīng)反應(yīng)， 直至彈出休息對話框。倒計(jì)時3分鐘休息結(jié)束，第二次出現(xiàn)指導(dǎo)語，被試仔細(xì)閱讀指導(dǎo)語后按任意鍵，實(shí)驗(yàn)即繼續(xù)。被試按指導(dǎo)語要求反應(yīng)，程序記錄第二次實(shí)驗(yàn)時的反應(yīng)時。如果反應(yīng)錯誤， 該次實(shí)驗(yàn)無效，程序自動補(bǔ)足。4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，數(shù)據(jù)被自動保存。實(shí)驗(yàn)者可直接查看結(jié)果，也可換被試?yán)^續(xù)實(shí)驗(yàn)， 以后在主界面數(shù)據(jù)菜單中查看。3 結(jié)果3.1 被試1實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì):表一 4組平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差第一次實(shí)驗(yàn)第二次實(shí)驗(yàn)組別平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差A(yù)組426.7569.529621.25129.147B組585.7581.394789.25251.7

10、46C組485.7573.450647163.068D組528.5094.673788.25392.425 由表一數(shù)據(jù)可得,A組（字色一致）的反應(yīng)時最短，標(biāo)準(zhǔn)差也較小，說明了被試對字色一致的材料反應(yīng)最快，成績也比較穩(wěn)定，快于作為基線水平的C組（字色無關(guān)）。B組(字色矛盾)和D組（字色語義無關(guān)而音義有關(guān)）的反應(yīng)時都要長于C組，說明了字義作用在被試對顏色認(rèn)知時的干擾。表二 4組組間差異顯著性檢驗(yàn)sigA組B組D組C組0.6860.2530.383顯著性不顯著不顯著不顯著 由表二的檢驗(yàn)得出，A組（字色一致）、B組（字色矛盾）、D組（字色語義無關(guān)而音義有關(guān)）和C組（字色無關(guān)）的差異都不顯著。相對而言，

11、B組和C組的差異最明顯，說明了字色矛盾時被試的反應(yīng)時與正常顏色認(rèn)知的反應(yīng)時相比差異最大。表三 兩次實(shí)驗(yàn)各組差異顯著性檢驗(yàn)組別sig顯著性A組0.038顯著B組0.175不顯著D組0.246不顯著 由表三可得，A組（字色一致）的兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異性顯著，加上念字環(huán)節(jié)后反應(yīng)時顯著增加。而其余2組（字色矛盾、字色語義無關(guān)而音義有關(guān)）在兩次實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)時差異不顯著。但3組的顯著性水平都偏高，說明了念字與否對被試的反應(yīng)時有影響，但影響不顯著。3.2 收集10名被試B組(字色矛盾)結(jié)果并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)結(jié)果:表四 10名被試B組(字色矛盾)平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差以及個體差異顯著性水平檢驗(yàn):被試性別平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差Sig顯著性1女

12、687.50204.5300.00顯著2女1135.13292.1993女808.38437.7784女512.76111.0125女895.63286.3036男511.88119.4127男462.38120.3228男571.63117.6639男805.25257.63710男731.63135.707 由表四可得，10名被試對于B組(字色矛盾)的反應(yīng)時存在顯著的差異。表五 10名被試性別差異著性水平統(tǒng)計(jì)性別被試數(shù)平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差Sig顯著性女5807.88344.2990.00顯著男5616.55201.04733 由表五可得，女被試和男被試對B組（字色矛盾）的反應(yīng)時有差異。男被試的反應(yīng)

13、時平均數(shù)小于女被試，且標(biāo)準(zhǔn)差小。說明，男性被試在字色矛盾時對顏色的反應(yīng)較快，且成績較集中和平穩(wěn)。4 討論4.1 結(jié)果與理論分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，字色一致或字色矛盾時被試對顏色的認(rèn)知速度都會受到影響，表現(xiàn)在字色一致時反應(yīng)速度快，字色矛盾是反應(yīng)速度慢。這個現(xiàn)象與W.Brown和Cattell的發(fā)現(xiàn)相符，說明字義認(rèn)知與顏色認(rèn)知是兩個不同的認(rèn)知加工過程，語義的加工會對顏色的加工產(chǎn)生干擾。這個結(jié)果可以用自動化理論予以解釋。對于大學(xué)生來說，經(jīng)過很多年閱讀與寫作的訓(xùn)練，語義的加工過程（對字義的表征）已經(jīng)達(dá)到了比較自動化的水平，而唱色（對字的顏色的表征）則相對來說需要更多的控制加工。因此，字色的認(rèn)知過程受字義的干

14、擾較大。這在行為水平上表現(xiàn)為字色矛盾的反應(yīng)時遠(yuǎn)長于字色無關(guān)的反應(yīng)時，說明即使字本身的顏色與字的意義所表示的顏色是不匹配的，但字的意義還是干擾了唱色的認(rèn)知過程，這證明了對字義的加工是比較自動的，而對字本身顏色的加工是比較不自動的，因此會受到另一個比較自動的加工過程的干擾。4.2 對字色語義無關(guān)而音義有關(guān)組的討論按照理論，D組（字色語義無關(guān)而音義有關(guān)）的反應(yīng)速度應(yīng)比C組(字色無關(guān))長而短于B組（字色矛盾）。因?yàn)殡m然語義的加工會對顏色加工產(chǎn)生干擾，但干擾程度因材料的不同而有區(qū)別。由于D組呈現(xiàn)的是同音不同義字，因此字義與字色的相關(guān)程度中等，因此反應(yīng)時會高于相關(guān)程度很低的A組（字色一致）而低于B組（字色

15、矛盾）。然而，該被試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：D組的反應(yīng)時長于A組和B組，即對字色語義無關(guān)而音義有關(guān)的顏色認(rèn)知反應(yīng)長于字色一致或字色矛盾的反應(yīng)時。分析原因，可能是因?yàn)?，在被試面對D組呈現(xiàn)的字時，被試無意間先將音義相同而語義不同的字轉(zhuǎn)換為語義相同的字再進(jìn)行判斷，即當(dāng)被試看到紅色的“濾”字時大腦中先聯(lián)想到“綠”然而進(jìn)行字色的選擇。這樣被試的認(rèn)知過程比B組（字色矛盾）多了一個環(huán)節(jié)，根據(jù)加因素法，反應(yīng)時便比A組和B組都長了。4.3 兩種實(shí)驗(yàn)任務(wù)結(jié)果的探究第二次實(shí)驗(yàn)中，被試的任務(wù)比第一次實(shí)驗(yàn)多了念字的環(huán)節(jié)，即在屏幕呈現(xiàn)漢字時，大聲朗讀出所看見的漢字。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，第二次實(shí)驗(yàn)被試所用的反應(yīng)時均大于第一次實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)時。

16、筆者認(rèn)為，根據(jù)加因素法，由于認(rèn)知過程中環(huán)節(jié)的增加，反應(yīng)時的增長是肯定的。因此，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是符合加因素法理論的。然而，本次實(shí)驗(yàn)的目的并不是證明加因素法理論，而是探討stroop效應(yīng)中念字對字色認(rèn)知的干擾作用。深入探討后，筆者發(fā)現(xiàn)，A組（字色一致）在兩次實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)時差異十分顯著，可理解為主要由于認(rèn)知過程中環(huán)節(jié)的增加所引起的。而B組（字色矛盾）組和D組（字色語義相同而音義不同）的差異相對較小，可能是第一次實(shí)驗(yàn)任務(wù)中已經(jīng)有較多的認(rèn)知環(huán)節(jié)，在第二次實(shí)驗(yàn)中，念字環(huán)節(jié)的增加不足以再引起較大的反應(yīng)時差異（即在基數(shù)大小不同的前提下，相同數(shù)量的增加引起的改變率大小不同）。4.4 字色矛盾實(shí)驗(yàn)組的個體差異和性別差異

17、收集10名被試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，不同被試對于B組（字色矛盾）材料的反應(yīng)存在顯著的差異，說明了被試對于顏色加工受到語義影響時的認(rèn)知控制強(qiáng)度和速度存在顯著的個體差異。同時，對于其中5名女被試和5名男被試分組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，不同性別的被試對于B組（字色矛盾）材料的反應(yīng)也存在顯著的性別差異。男性被試對于顏色加工受到語義影響時的認(rèn)知控制要強(qiáng)于女性被試。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果與男性比女性更靈活、獨(dú)立的性別特色是相符合的。然而，由于被試數(shù)量的有限，因此存在個體差異放大的可能性，同時也可能由于數(shù)據(jù)較少而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的代表性不足，結(jié)論存在一定的偏差。因此，對于字色矛盾時被試反應(yīng)時的個體差異和性別差異的

18、探討還有待進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和研究。4.4 實(shí)驗(yàn)誤差由于人為實(shí)驗(yàn)操作的精確度問題，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能會存在一定程度的誤差。4.4.1 設(shè)備以及環(huán)境原因由于設(shè)備使用時長較久，因此反應(yīng)盒的按鈕靈敏程度不同，有時會產(chǎn)生按鍵力度不夠而沒有反應(yīng)的現(xiàn)象，因此可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠準(zhǔn)確的問題。另外，由于stroop效應(yīng)實(shí)驗(yàn)與注意分配實(shí)驗(yàn)公用一個實(shí)驗(yàn)是且同時進(jìn)行，注意分配實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的按鍵聲、高低頻聲響以及談話聲會對被試的思想集中和情緒產(chǎn)生很大的干擾，因此很大程度上影響了被試的反應(yīng)時成績。4.4.2 疲勞效應(yīng)和練習(xí)效應(yīng)本實(shí)驗(yàn)的時長較短，任務(wù)也較多變并不是很枯燥。因此疲勞效應(yīng)并不顯著。然而，在實(shí)驗(yàn)過程中，隨著被試對反應(yīng)盒操作、實(shí)驗(yàn)任務(wù)的熟悉度的增加，反映速度越來越快，因此練習(xí)效應(yīng)是本實(shí)驗(yàn)的一大誤差來源。 綜上所述，字義和字色認(rèn)知是兩個相互區(qū)別的認(rèn)知過程，它們處于自動化加工的連續(xù)體上，字義認(rèn)知是比較自動化的加工過程，而字色認(rèn)知則是比較控制