不同報告法的瞬時記憶容量實驗的驗證與探究

1、不同報告法的瞬時記憶容量實驗的驗證與探究摘要：本實驗旨在驗證Sperling經(jīng)典實驗，掌握Sperling的實驗過程并學(xué)習(xí)瞬時記憶的研究方法，被試為48名08級心理系本科生，采用全部報告法、部分報告法和延遲部分報告法三種不同的回憶方式測量三種情況下的瞬時記憶容量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)記憶的保存量沒有在時間延遲上體現(xiàn)出衰減，且全部報告法保存量大于部分報告法，與經(jīng)典實驗不符。這一結(jié)果引起我們對該實驗結(jié)果的原因進(jìn)行探究。關(guān)鍵詞：瞬時記憶、全部報告法、部分報告法、延遲部分報告法、記憶消退 1引言根據(jù)阿特金和希夫林提出的多存儲模型可以把記憶看做一個系統(tǒng)，按照信息在系統(tǒng)內(nèi)儲存的時間可以劃分為三個不同的子系統(tǒng)：感覺記憶

2、、短時記憶和長時記憶。感覺記憶指感覺刺激停止之后所保持的瞬間映像。由于它的作用時間及其短暫，似乎只有瞬間的儲存，因而又可以稱為瞬時記憶（Immediate Memory或Instantaneous Memory），是指感覺性刺激作用后仍在腦中繼續(xù)短暫保持其映像的記憶，是人類記憶加工的第一個階段，是記憶系統(tǒng)對外界輸入信息進(jìn)一步加工前的暫時登記。它是根據(jù)信息儲存的時間長短進(jìn)行劃分的，瞬間記憶在腦中保持的時間約為0.252秒，視覺瞬間記憶一般不超過1秒，聽覺瞬間記憶一般不超過2秒。在瞬間記憶中登記的材料如果受到注意，它就轉(zhuǎn)入第二個階段短時記憶，如果沒有受到注意則很快消失。瞬時記憶可能是由于神經(jīng)細(xì)胞惰

3、性使其活動狀態(tài)得以繼續(xù)保持瞬間的結(jié)果。各種通道都存在相應(yīng)的感覺記憶，目前我們對感覺記憶的研究多以視覺和聽覺的感覺記憶為主。在這里，我們討論的是視覺的感覺記憶，即映像記憶。研究記憶時，主要采用再現(xiàn)法（回憶法）和再認(rèn)法。其中，再現(xiàn)法是早期瞬時記憶研究中的主要方法。根據(jù)再現(xiàn)的方法不同，又分為全部報告法（whole-report procedure）和部分報告法（partial-report procedure）。全部報告法要求被試在識記完材料后，盡量將識記的全部項目再現(xiàn)出來。據(jù)此方法，早在19世紀(jì)中葉，漢密爾頓（W.Hamilton）曾確定人在一瞬間大約能辨認(rèn)6個物體。埃德曼和道奇（Erdman &

4、 Dodge 1898）也發(fā)現(xiàn)在呈現(xiàn)時間為100毫秒時，人只能報告45個字母。但此方法不能用來研究刺激呈現(xiàn)在幾十毫秒的情況，而部分報告法的特點要求被試在識記完材料后，將指定的部分項目再現(xiàn)出來，再根據(jù)這一部分的結(jié)果計算出保存的總量。它避免由于呈現(xiàn)時間短暫、回憶材料過多及其它干擾因素對瞬時記憶保持量的影響。部分報告法是斯伯靈（Sperling）在研究圖像記憶時首創(chuàng)的。部分報告法要求被試在識記完材料后，將指定的部分項目再現(xiàn)出來，再根據(jù)這一部分的結(jié)果估算出保存的總量。它避免了由于呈現(xiàn)時間短暫、回憶材料過多及其他干擾和遺忘因素對瞬時記憶保持量的影響。研究者認(rèn)為感覺記憶最突出的特點在于，它的容量幾乎容納了

5、所有進(jìn)入感覺器官的信息，但是保持時間只有0.53秒。這一特征是由斯柏靈（Sperling 1960）的部分報告法實驗揭示出來的。此前的研究傳統(tǒng)，通常要求被試在短暫刺激呈現(xiàn)后，盡可能多地報告出先前呈現(xiàn)過的刺激。此類整體報告研究認(rèn)為人的感覺記憶容量僅為45個項目。而Sperling 認(rèn)為這個數(shù)字被大大低估了，因為或許有很多信息在被試尚未來得及報告以前便從感覺記憶中消退了。為此，Sperling 改變了傳統(tǒng)的研究程序，設(shè)計了部分報告實驗法。斯柏靈（Sperling 1960）采用全部報告法和部分報告法對瞬時記憶的保持量進(jìn)行研究。他使用的實驗材料是字母（3*4矩陣），呈現(xiàn)時間為50毫秒。與完全報告法不

6、同的是，部分報告法并不要求被試努力報告所有12個字母，而是在每次刺激呈現(xiàn)完畢后給出隨即的聲音提示，指定被試報告某一行的字母。Sperling 認(rèn)為，由于被試在觀察字母時根本不知道接下來必須報告哪一行，所以被試還是需要記憶12個字母，因此從部分報告發(fā)對單行項目的平均報告效率，可以無偏的估計被試對所有12個項目的記憶容量。這一研究結(jié)果表明，感覺記憶容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了此前整體報告法的結(jié)論，而達(dá)到平均9.1個項目。而鑒于部分報告法中報告過程仍然占用時間，信息消退的影響仍不可避免，實際的感覺記憶容量恐怕要大得多。 另外Sperling還做了延遲部分報告法實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把刺激信息消失和聲音信號出現(xiàn)間的延遲

7、時間延遲到101000毫秒時，被試回憶出的字母數(shù)會隨信號音延遲出現(xiàn)的時距增加而下降。當(dāng)超過0.5秒時，部分報告法與全部報告法的回憶成績基本相同，而當(dāng)延遲超過1秒時兩種報告法就沒有什么差別了。本實驗是驗證實驗，對于3*4的字母矩陣分別采取了全部報告法、部分報告法和有延遲的部分報告法三種策略，分別測量了瞬時記憶的容量。假設(shè)是，部分報告法所測得的瞬時記憶容量最大，約為全部報告法所測記憶容量的2倍。當(dāng)延遲時間為1秒時，部分報告法所測得的瞬時記憶容量與全部報告法基本相同。2方法2.1 被試 華東師范大學(xué)08級本科生 男8 女12 2.2儀器：計算機及PsyTech心理實驗系統(tǒng) 材料：大寫的英文字母，字母

8、間無關(guān)聯(lián)，每張3行，每行4個字母，即34的矩陣材料，共20張。2.3實驗程序2.3.1登錄并打開PsyTech心理心理實驗軟件主界面，選中實驗列表中的“不同報告方法的瞬時記憶容量”。單擊呈現(xiàn)實驗簡介。點擊“進(jìn)入實驗”到“操作導(dǎo)向”。實驗者可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置選擇報告方法等，也可以點擊“開始實驗”進(jìn)入指導(dǎo)語界面。點擊“正式實驗”開始實驗。2.3.2指導(dǎo)語共三種：全部報告法：實驗開始后，屏幕中央將呈現(xiàn)3行大寫的英文字母，每行4個。呈現(xiàn)的時間很短，你要盡可能記住它們。當(dāng)字母消失后，請你將看到的英文字母輸入文本框，記住多少就輸入多少，順序不限。按回車鍵確認(rèn)后進(jìn)入下一次實驗。實驗將進(jìn)行很多次。當(dāng)你明白上述實

9、驗步驟后，點擊“正式實驗”按鈕開始實驗。部分報告法：實驗開始后，屏幕中央將呈現(xiàn)3行大寫的英文字母，每行4個。呈現(xiàn)的時間很短，你要盡可能記住它們。當(dāng)字母消失后，將提示你需要回憶的行數(shù)。請你將看到的該行英文字母輸入文本框，記住多少就輸入多少，順序不限。按回車鍵確認(rèn)后進(jìn)入下一次實驗。實驗將進(jìn)行很多次。當(dāng)你明白上述實驗步驟后，點擊“正式實驗”按鈕開始實驗。延遲部分報告法：實驗開始后，屏幕中央將呈現(xiàn)3行大寫的英文字母，每行4個。呈現(xiàn)的時間很短，你要盡可能記住它們。當(dāng)字母消失后經(jīng)過一段時間延遲，將提示你需要回憶的行數(shù)。請你將看到的該行英文字母輸入文本框，記住多少就輸入多少，順序不限。按回車鍵確認(rèn)后進(jìn)入下一

10、次實驗。實驗將進(jìn)行很多次。當(dāng)你明白上述實驗步驟后，點擊“正式實驗”按鈕開始實驗。2.3.3實驗開始屏幕隨即呈現(xiàn)34的字母矩陣20張。每呈現(xiàn)完一張都提示被試回憶并報告記識過的字母。共3種方法，即全部報告法、部分報告法和延遲部分報告法。被試根據(jù)參數(shù)中設(shè)定的報告方法及相應(yīng)的指導(dǎo)語，回憶并輸入識記的字母。計算機記錄保存量及正確回憶百分比。注意實驗前應(yīng)使計算機在輸入字母狀態(tài)。2.3.4實驗結(jié)束后，數(shù)據(jù)被自動保存，實驗者可以直接查看結(jié)果，也可以回到“參數(shù)設(shè)置”重新設(shè)置報告方法繼續(xù)實驗。或換被試?yán)^續(xù)實驗，以后在主界面的“數(shù)據(jù)”菜單中查看結(jié)果。3結(jié)果3.1不同報告法的保存量和正確百分?jǐn)?shù)報告法全部報告法部分報告

11、法延遲部分報告法保存量百分?jǐn)?shù)35.027.732.33.2不同報告法記憶保存量及正確率折線圖由圖可知，瞬時記憶的保存量及正確率由高到低為：全部報告法、延遲部分報告法、部分報告法。結(jié)果與經(jīng)典實驗出入很大，原因及分析詳見討論。3.3 不同延遲時間下的記憶保存量（基于某一被試的三次實驗數(shù)據(jù)）由圖可知：延遲0.5ms時，回憶正確率為35.8，記憶保存量為4.3延遲1ms時，回憶正確率為36.7，記憶保存量為4.4延遲2ms時，回憶正確率為25.0，記憶保存量為3.0數(shù)據(jù)與經(jīng)典實驗不符，但仍可以看出趨勢：隨著時間延遲增大，回憶量與正確率逐漸降低。從中可部分投射出記憶喪失論以及瞬時記憶的存在。結(jié)果的偏差也

12、與該被試的實驗策略有關(guān)。被試反映延遲1ms時存在一定的練習(xí)效應(yīng)，采取了一些記憶策略。3.4 23方差分析報告方法及性別對記憶保存量的影響DfFsig報告方法216.3480.000報告方法*性別10.0210.885性別22.0140.139報告方法：sig=0.0000.05 所以男生和女生在回憶量上沒有顯著差異報告方法*性別：sig=0.8850.05 所以報告方法和性別因素在回憶量上沒有交互作用結(jié)合上面的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同的報告方法在瞬時記憶的回憶量上確實存在顯著差異，但具體來看差異與經(jīng)典實驗不符。4 討論4.1 Sperling的研究結(jié)果表明，部分報告法得到的記憶保存量要遠(yuǎn)大于全部報告法得

13、到的記憶保存量，而延遲0.5秒后，部分報告法和全部報告法的回憶成績基本相同。但是本實驗所得結(jié)果與Sperling所得結(jié)果不完全一致。 本實驗經(jīng)過進(jìn)一步的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，部分報告法與全部報告法的記憶保存量存在顯著差異，且全部報告法的回憶成績要優(yōu)于部分報告法；全部報告法與延遲部分報告法的回憶成績基本不存在顯著差異，部分報告法的回憶成績與延遲部分報告法的回憶成績存在顯著差異，且全部報告法的成績要優(yōu)于延遲部分報告法的回憶成績。 因此，本實驗的結(jié)論為：部分報告法的回憶成績要低于全部報告法的回憶成績，這與Sperling的結(jié)果完全相反；而延遲部分報告法得到的回憶成績與全部報告法得到的回憶成績基本一致。實驗出

14、現(xiàn)偏差的原因可能如下：第一、材料問題。本實驗材料為大寫的英文字母，Sperling做實驗時被試均是習(xí)慣英文的使用者，他們對字母的熟識程度以及鑒別力都非常好。而本實驗的被試是中國大學(xué)生，雖然我們經(jīng)常接觸英文字母，但畢竟不是母語符號，而且我們接觸更多的是小寫字母，從大寫到小寫也需要一個轉(zhuǎn)換過程。所以應(yīng)該針對被試換用材料，比如使用一些非常簡單的漢字。第二、策略問題。所謂視覺的瞬時記憶，通俗地講是指一瞬間映入眼簾在短時間內(nèi)保存的記憶。這里不包含含有策略的選擇性記憶，因為這種感覺記憶是整體的?？墒潜辉囋谧鰧嶒灂r，會帶有很強烈的動機。比如有的被試為了多記一點，在全部報告法時只著重記某一行；在部分報告發(fā)時，

15、因為不確定要求回憶的行數(shù)，于是選擇豎過來記第一列等等。為了達(dá)到實驗?zāi)康?，?yīng)在指導(dǎo)語中說明“憑借感覺去記憶”，而不需要刻意采取策略。第三、輸入問題。全部報告法可最大限度的輸入12個字母，而部分報告法只可以輸入4個。為了使回憶量增大，被試往往會輸滿最大限度，即使記不得也要填滿。這樣全部報告法猜對的幾率就遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于部分報告法了，畢竟26個字母中猜12個比猜4個容易得多。所以在指導(dǎo)語中應(yīng)說明，只輸入自己能回憶的字母即可。第四、實驗過程差異。在Sperling的部分報告實驗中，被試是以聲音為提示回憶字母的。而在本實驗中，提示信號是以文字形式呈現(xiàn)的。所以可能存在這樣一種情況：聽覺刺激較之視覺更能激活被試的記

16、憶。第五、Sperling的假設(shè)是錯誤的， Sperling認(rèn)為很多信息在被試尚未來得及報告以前便從感覺記憶中消退了。實際上在進(jìn)行回憶之前給予短暫的延遲是有助于被試回憶成績的提高。此外，還有一些干擾因素。諸如環(huán)境、被試群體等?？傊?，本次學(xué)生實驗結(jié)果不是很理想，我覺得除了上述原因外，實驗本身也確實比較難做。50ms的記憶時間實在太短，在時間如此之短的情況下很容易出現(xiàn)誤差。而且，也許東方人和西方人的瞬時記憶存留時間本身就有差異。4.2 對Sperling實驗的結(jié)果進(jìn)行分析Sperling在研究瞬時記憶時發(fā)現(xiàn)，在全部報告法中他給被試呈現(xiàn)一定數(shù)量的字母，呈現(xiàn)時間為50ms，當(dāng)字母個數(shù)少于4個時，被試可

17、以全部回憶出來。但是當(dāng)字母大于5個時，被試開始出現(xiàn)錯誤，其平均正確報告?zhèn)€數(shù)為4.5個。據(jù)此，Sperling認(rèn)為，在瞬時記憶中保存的信息比全部報告時多些，只是研究方法的局限測不出來而已。因此Sperling采用了部分報告法，其結(jié)果是：部分報告法的記憶保存量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于全部報告法（部分報告法瞬時記憶保存量=平均每次再現(xiàn)個數(shù)3，因為要求報告的行數(shù)是隨即呈現(xiàn)的，且做了很多次）。兩種報告法之所以會存在顯著差異，很可能是由于瞬間記憶保存時間非常短，在全部報告的過程中喪失了。為了進(jìn)一步驗證瞬時記憶的信息喪失假設(shè)，Sperling另外做了一組延遲報告法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：沒有延遲時，正確回憶的比率為80%；延遲150m

18、s時，正確回憶率降至75%；延遲300ms時，正確回憶率降至55%；當(dāng)延遲超過0.5s時，部分報告法與全部報告法就沒有顯著差別了。實驗很好的證明了瞬時記憶信息喪失的假設(shè)。實驗可以得出：1.瞬時記憶確實存在 2.瞬時記憶的特點如下：具有鮮明的形象性；瞬時記憶的保持時間極短，一般在0.21s,最多不超過4秒；瞬時記憶的容量很大，圖像記憶約為920個記憶單元，聲像記憶約為5個記憶單元；瞬時記憶很容易衰退，信息的保持時間取決于注意及相關(guān)經(jīng)驗。4.3 下面簡述幾個研究記憶的經(jīng)典方法：4.3.1 回憶法 指原來識記的材料不在眼前，要求被試默寫或復(fù)述識記過的材料。其優(yōu)點是簡單方便，缺點則是只能對外顯記憶進(jìn)行

19、測量，對內(nèi)隱記憶則無效。具體又分為以下四種方法：1.系列回憶法：要求被試按照先前呈現(xiàn)的順序?qū)Σ牧线M(jìn)行學(xué)習(xí)和回憶。被試通常會反復(fù)地向被試呈現(xiàn)材料，被試也會不停地記憶學(xué)習(xí)，直至能夠準(zhǔn)確地再現(xiàn)刺激材料。艾賓浩斯的記憶曲線實驗就是運用的系列回憶法，他不斷反復(fù)地記憶無意義音節(jié)，直至正確回憶出來。在這種回憶法中存在非常明顯的系列位置效應(yīng)，及首因效應(yīng)和近因效應(yīng)。2.對偶聯(lián)合法：卡爾金斯于1894和1896年發(fā)表了兩篇文章，從而把對偶聯(lián)合法引入記憶實驗。實驗中，主試向被試呈現(xiàn)多組配對的材料，每組材料由兩個項目構(gòu)成刺激反應(yīng)對。然后，向被試單獨呈現(xiàn)刺激項目，要求被試回憶出與之相對應(yīng)的反應(yīng)項目。研究者發(fā)現(xiàn)能夠引起對

20、偶聯(lián)合學(xué)習(xí)的最強有力的因素是刺激與反應(yīng)之間的相似程度。3.自由回憶法：與系列回憶法不同的是被試在回憶的時候不需要按照一定的順序，方法比較簡單。研究者發(fā)現(xiàn)自由回憶法中也存在這一些規(guī)律。首先，它也存在系列位置效應(yīng)；其次，被試在自由回憶過程中會采用一定的策略幫助記憶；最后，被試還會對材料進(jìn)行組織，在回憶時也會呈現(xiàn)出一定的順序。4.記憶廣度法：由杰考勃斯首次使用，是從自由回憶法演變而來。研究記憶材料呈現(xiàn)一次后被試所能記住的最大量?？捎脕頊y定各種材料的記憶廣度。人的記憶廣度因年齡而異，接受訓(xùn)練后可有所提高。4.3.2 再認(rèn)法 將識記過的材料與沒有識記過的材料混在一起，讓被試進(jìn)行區(qū)分。其優(yōu)點在于可以測出內(nèi)

21、隱記憶的保持量。缺點是被試可以進(jìn)行猜測，這樣誤差會變大。1.是/否再認(rèn)測驗：向被試呈現(xiàn)識記過的材料，并混雜一些新的但相似的材料，讓被試判斷是否學(xué)習(xí)過。該方法缺點在于“猜”的可能性很大。2.迫選再認(rèn)測驗：在設(shè)計測驗時，呈現(xiàn)給被試多種選擇，這樣被試猜對的可能性就大大降低了。4.3.3節(jié)省法 被試對識記過的材料進(jìn)行重新學(xué)習(xí)，以其減少的次數(shù)或時間作為保持量的指標(biāo)。優(yōu)點是對被試學(xué)習(xí)遺忘后的內(nèi)隱學(xué)習(xí)保持量也能測出，缺點是只能進(jìn)行被試內(nèi)設(shè)計，不能排除時間上帶來的實驗效果的影響。4.3.4重建法 對呈現(xiàn)過的刺激次序打亂后讓被試重新排序，以重建所需要的時間或次數(shù)及排序錯誤數(shù)作為保持量的指標(biāo)。優(yōu)點是可以檢測內(nèi)隱學(xué)

22、習(xí)的保持量。缺點是有運氣的成分在里面。 4.4 本實驗所存在的問題。4.4.1為了后面進(jìn)行的回憶，字母記憶過程中出現(xiàn)聲音編碼。由于本實驗是通過被試的回憶量來測量瞬時記憶容量的，所以為了回憶并通過鍵盤輸入出所記住的字母（被試輸入字母時是靠音來指導(dǎo)輸入的），被試在記憶過程中發(fā)生了聲音編碼過程，也就是說這測出的并不是視覺瞬時記憶的容量，而是摻雜了聲音編碼的記憶容量。另外，由于被試要輸出所記得的字母，所以字母通過了大腦的進(jìn)一步的加工，這是測出的記憶容量就不再是瞬時記憶的容量了，而變成了在瞬時記憶基礎(chǔ)上工作記憶的容量了。4.4.2可能出現(xiàn)猜測答案的情況。由于本實驗中是以回憶出的正確字母數(shù)或正確字母數(shù)占要

23、求回憶的字母數(shù)的比例來衡量瞬時記憶容量，而并沒有考慮回憶錯誤的情況。所以，容易使被試產(chǎn)生多猜測的實驗策略，因為多列出字母即使錯誤也是不會降低瞬時記憶容量成績的。因此，本實驗中測出的瞬時記憶容量是偏高的，建議在以后的實驗設(shè)計中把回憶錯誤的情況也考慮進(jìn)去，比如回憶錯誤倒扣分等。4.4.3回憶過程對原先記憶內(nèi)容的干擾。由于對字母的輸出是逐一進(jìn)行的，在回憶出并輸出一些字母時還必須保持另一些記住了但還未輸出的字母。回憶過程對原先記憶內(nèi)容是有極大干擾的，這可以用注意資源的限制理論來解釋，即由于注意資源的有限，所以進(jìn)行一種認(rèn)知加工（回憶并輸出字母）時會對另一種認(rèn)知加工（對瞬時記憶的保持）產(chǎn)生干擾和削弱。這也

24、是使得我們測得的瞬時記憶容量小于真實值。4.4.4被試實驗時易產(chǎn)生的問題和某些策略。被試普遍報告，為了多記一點，在全部報告法時只著重記某一行；在部分報告發(fā)時，因為不確定要求回憶的行數(shù)，于是選擇豎過來記第一列等等。為了達(dá)到實驗?zāi)康?，?yīng)在指導(dǎo)語中說明“憑借感覺去記憶”，而不需要刻意采取策略；建議被試做得離電腦屏幕適當(dāng)遠(yuǎn)一些，使得所有字母都進(jìn)入自己的注意范圍，否則如果要求回憶的正好是沒有被注意到的那一些字母，那么產(chǎn)生的誤差會比較大。針對部分報告法，有的被試表示主要是通過對每行的第一個字母加深記憶來使自己能夠回憶起要求回憶的那行。這種方法雖然有助于會議的位置正確，但是由于對某些字母刻意識記，使得對于其

25、他字母關(guān)注不夠也會減少所測得的瞬時記憶容量。4.4.5中國人做被試與美國人做被試的差別由于英語是美國人的母語，是否可以推斷斯伯靈所用的被試在回憶并輸出所記得的字母時并不需要進(jìn)行聲音編碼，僅通過視覺編碼就可以直接轉(zhuǎn)化到特殊表格的填寫上？由于英語并不是我們的母語，所以本實驗中被試必須對字母進(jìn)行聲音編碼，才能通過鍵盤把記住的字母輸出?？梢酝茰y，這種母語與非母語之間的差別也是造成本實驗結(jié)果與斯伯靈經(jīng)典結(jié)果在瞬時記憶絕對容量上有差別的原因。5結(jié)論本實驗重復(fù)的斯伯靈關(guān)于瞬時記憶容量的經(jīng)典實驗，發(fā)現(xiàn)了全部報告法和延遲的部分報告法所測得的瞬時記憶容量相同，采用部分報告法時顯著減小了所測得的瞬時記憶容量，這不符合斯伯靈的實驗結(jié)果。對結(jié)果中與斯