第五章2 短时记忆时记忆 和工作记记 忆忆• 短时记忆 的容量• 短时记忆 的编码• 短时记忆 的保持和遗忘• 短时记忆 的提取• 短时记忆 :保持时间 不超过1分钟的记忆 叫做短时记忆 一、短时记忆 的容量• 容量有限是短时记忆 一个突出的特点 • 19世纪中叶,William Hamilton观察弹子 • 1887年,Jacobs的数字回忆实验 • Ebbinghaus的无意义音节实验 • 1956年,美国心理学家George A.Miller发表了《 神奇的数字7±2:我们信息加工能力的限制》的 著名论文,提出了保持在短时记忆 中刺激信息项 目大约为7个左右,即一般为7并可在5-9之间波 动组块 和组块 化• Miller(1956)从信息加工的角度出发,提出了 组块(Chunk)的概念–组块是指将若干较小的信息单元(如字母)联合成熟 悉的、较大单位的具有意义的信息单元 • 短时记忆 信息容量的单位是组块,广度为7±2个 组块 • 在对信息加工与编码的过程中,当个体把几种水 平的加工代码,归并成一个高水平的、单一认知 代码的加工编码过 程,被称之为组块 化( chunking)。
–组块化会受到材料性质的制约,也受一个人原有知识 和经验的影响组块对 知识经验 的依赖-实验 1• 丹麦心理学家和象棋大师de Groot(1965)在实验中发现 ,给象棋大师和新手看一个真实的棋局5s,然后要求他们 进行复盘 • 象棋大师在第一次尝试时就能将90%的棋子正确复位,而 新手只能正确恢复40%的棋子 • 如果给他们呈现的是任意放置的一些棋子,象棋大师和新 手能正确复位的棋子数目都很少,没有什么差别 • 说明,在真实棋局的复盘上,象棋大师比新手具有更丰富 的弈棋知识和知识经验,可以对棋子进行有效组块,所以 大师成绩好然而,象棋大师对任意放置的棋子无法应用 丰富的知识经验,因而复盘成绩降到新手水平组块对 知识经验 的依赖-实验 2• Chase和Simon(1973)对这个问题作了进一步的 研究 • 实验中,被试是象棋大师、一级棋手和新手各一 人给被试呈现一个真实的棋局,要求他们照着 这个棋局尽快地在并排的另一个棋盘上再将它们 摆出来 • 分别记录扫视和复盘所用的时间 • 应用的棋局共20个,皆取自棋书或杂志,其中一 半为中盘,一半为终盘实验结 果• 象棋大师、一级棋手和 新手在扫视时间上没有 什么差别; • 但象棋大师用于复盘的 时间却明显的少于一级 棋手和新手。
43210时间/s象棋大师 一级棋手 新手棋艺水平●○●●○○扫描复盘组块对 知识经验 的依赖-实验 3• Chase和Simon在另一个实验 中,给这些被试呈现一个包 含25个棋子的真实棋局,时 间为5s,然后进行复盘 • 结果表明,象棋大师可正确 复位的棋子数最多,一级棋 手次之,新手则最少 • 明显地表现出正确的复位的 棋子数随棋艺水平提高而增 加的趋势2520151050正 确 复 位 的 棋 子 数象棋大师 一级棋手 新手棋艺水平○○○Chase和Simon的进一步分析• 他们认为,通过对被试复盘时,一个个摆棋子的时间 间隔可以计算出组块来 • 他们发现两类时间间隔:一类是2s,另一类是少于1s 他们将2s看作组块间的间隔,即按2s来划分组块, 而少于1s的,则看作组块内各成分的间隔 • 据此计算,象棋大师、一级棋手和新手在各次实验中 的平均组块数分别为7.7,5.7和5.3,每个组块中棋子 的平均数为2.5,2.1和1.9 • 这说明棋艺水平越高的棋手应用的组块也越多,并且 每个组块所包含的成分也多分组• 前面所说的组块,都是运用长时记忆中已贮存的知识 形成的较大的、有意义的单位,这些组块称为意义组 块。
• 与之相似的另一种操作是分组(Grouping),它是把 时间空间上接近的一些项目分成一组又称时空组 块 • 然而,这些组块的内部,不存在意义联系,也不形成 一个熟悉的单位,但分组确实有利于短时记忆例如 ,号码的编排 • 分组呈现刺激的有利作用可能在于较易进行复述,还 可能与表征有关短时记忆 广度的程序• 呈现刺激项目–刺激的项目数(长度)逐渐增加 –每一种长度可重复多次 • 刺激消失后要求被试复述–刺激长度越长,被试复述越困难 • 根据被试的复述情况计算出记忆 广度–完全正确的长度+部分正确长度的几率 –直线内插法• 第一种方法:–6+2/3(长度7时3次复述 正确2次)+1/3(长度8时3 次复述正确1次)=7 • 第二种方法:–实验求得长度为5、6、 7、9、9等的正确复述率 ,绘制曲线图 –找到50%所对应的项目 长度对容量有限的解释-1• Waugh和Norman等从贮存上来解释这种有限容量 ,将它看作有限的贮存空间,而且此存贮空间分 为少数几个槽道,信息就储存在这些槽道里• 在一个槽道里只能贮存一个组块• 如果,组块数超出槽道数,超出的那部分信息就 不被短时记忆所容纳,或者新进入的信息将会挤 掉槽道里原有的信息。
对容量有限的解释-2• Baddeley(1975)认为,短时记忆痕迹的衰退极 为迅速,一般只能维持约2s,如不及时在此期间 加以再现或复述,则将消退;短时记忆容量实际 上反映着人在2s内能够加以复述的项目数量• 因此短时记忆容量没有一个固定的数值,它取决 于一个项目复述所需时间的长短,需要复述时间 多的项目的容量就小,需要复述时间少的项目容 量就大对容量有限的解释-3• Klatzky(1975)认为,可以将短时记忆看作一个 空间,在贮存的项目与加工之间存在着此消彼长 的关系,即贮存空间与工作空间有权衡关系 • 如果贮存的项目多,即占据较多的贮存空间,那 么留下来供操作的空间(即工作空间)就会少 了情况也可以反过来 • 这种看法将短时记忆容量与加工联系起来,也把 短时记忆容量看成是可变的但它并没有从根本 上用加工来说明短时记忆容量有限二、短时记忆 的编码• 编码 –是对信息加以心理表征的方式 –是对信息进行转换,使之获得适合于记忆系统 的形式的加工过程 –短时记忆:信息以什么形式保持或贮存 • 听觉编码 与AVL单元 • 视觉编码 • 语义编码1.听觉代码与AVL单元• 对于短时记忆的听觉代码,Conrad(1963,1964 )的实验提供了有力的证据。
• Conrad的实验分为两个阶段第一阶段是在白噪 音背景上听觉呈现刺激;第二阶段为视觉呈现刺 激 • 所用刺激为英文字母组成的序列有些字母发音 相似刺激呈现完毕后,被试立即进行顺序回 忆 • Conrad将被试在这两个实验中回忆的结果与字母 呈现顺序加以对照,统计出被试的回忆错误,分 别列出一个混淆矩阵实验结 果实验结 果• 第一阶段实验中,回忆的错误主要表现为声音混 淆读音相近的字母较多发生混淆,而读音不相 近的字母较少发生混淆• 第二阶段的实验中,即使字母是视觉呈现的,出 现同样的情况• 两个实验混淆矩阵的相关达+0.64表明两实验的 错误相似,都主要发生在声音相近的字母混淆 上说明• 短时记忆的信息是声音编码或听觉编码,即使刺 激材料是以视觉呈现,编码仍具有听觉性质(在 短时记忆中出现形音转换,以声音形式贮存) • 与Mayzner字母混淆矩阵比较 • 声音混淆的错误中,视觉特征也起作用发生混 淆的字母不仅在语音上相似,在视觉特征上也相 似 • 识别VS回忆视觉识别-视觉混淆; • 即使视觉特征相似在字母回忆的混淆中起作用, 也没有改变字母回忆混淆的听觉性质AVL单元• 阅读常借助于内部言语来进行(无声音,言语运动器 官在活动)。
• 在视觉接收的字母、字词,通过内部言语就可以转换 为言语运动器官的动作模式转换时,发音相似的字 母、字词会发生混淆这提示可能有言语动作编码或 口语编码 • 目前还无法将声音混淆和发音混淆区分开来,认知心 理学认为,听觉编码或许是与口语编码共存的把听 觉的(Auditory)、口语的(Verbal)、言语的( Linguistic)编码联合起来,称之为AVL单元2.视觉 代码• 认知心理学的进一步研究 表明,短时记忆中还存在 视觉形式的编码 • Posner(1967,1969)的 实验证实,短时记忆可以 有视觉编码• 实验 同时或继时 向被试呈现两个字母,如 Aa和AA,要求被试判断这两个字母是否相 同 • 因变量:反应时 • 材料:音同形同,如AA和音同形异,如Aa • 呈现时间间 隔:0、0.5、1、2s • 推理:如果短时记忆 只是听觉编码 ,则Aa 和AA的反应时应该 相同说明• 在时间间 隔比较短的情况下,被试显 然还 能根据字母的视觉 形象来进行判断,随着 时间间 隔的增加,视觉 形象保留不了这么 久,就只好借助于语音特征来编码 • 结论 :视觉编码 至少存在于短时记忆 保持 过程的初期,然后才出现听觉编码 。
• Posner认为视觉编码 最多只能维持2秒 但Kroll(1975)改进了实验 之后,发现视觉 编码优势 可以维持8秒之久听觉、视觉编码 和感觉记忆 的区 别• 感觉编码更抽象–感觉记忆按刺激的物理特性进行直接的编码–短时记忆的编码虽带有各自感觉通道的特性, 但比感觉信息要抽象,已排除了刺激的某些物 理特性或细节 • 进入到短时记忆的信息项目都已经被识 别3.语义编码• 语义编码 是一种与意义有关的抽象编码,不带 有任何一个感觉通道的特性 • 原先曾认为,语义编码 只是长时记忆 的特点 但后来的实验表明,短时记忆 也有语义编码 • Wickens(1970,1972)就此进行了一系列实验 研究他主要采用所谓的前摄抑制释放范式–前摄抑制是先前学习对后继学习和再现的干扰,先后 学习的材料相似时干扰作用较大Wickens的实验• Wickens利用前摄抑制设计的实验由连续4次试 验组成 • 在实验1中,给实验组 和控制组的被试呈现同样 的3个刺激,如水果;然后让他们进行一项计算 作业,以防止复述,为时20s,之后要他们回忆 这3个刺激 • 实验2和实验3与实验验 1的程序完全一样,只是 每次呈现的刺激不同。
• 在实验4中,给控制组仍呈现不同类别的3个刺 激,如花的名称;但给实验组 呈现3个数字,其 余程序同前实验结 果• 自实验1到实验3,两组被试的回忆成绩都逐步下 降,明显地表现出前摄抑制的强烈作用 • 在实验4中,控制组的回忆成绩仍受到前摄抑制的 作用而继续下降,但实验组的回忆成绩却急剧上 升 –且实验4中学习的材料与前几组材料差别越大,前摄抑 制释放的效应越强 • 说明了被试在学习中应该运用了一定的语义编码 ,否则不会因学习材料类别上的变化而产生前摄 抑制释放Shulman(1970,1971,1972)的实验• Shulman的实验也为短时记忆的语义代码提供了证 据他应用的方法类似于探测法 • 给被试看一张字表,如由10个字词组成的字表, 接着再呈现一个词,即探测词,要求被试将该探 测词与字表中的一个词进行匹配 • 匹配有两种情况一种是要求被试判断探测词是 否与字表中的一个词相同,称为同一匹配; • 另一种是要求被试判断探测词是否是字表中一个 词的同义词,称为同义匹配实验结 果• 当要求被试进行同一匹配时,他们会将探测词与 字表中意义相似的一个词混淆起来,误认为探测 词是字表中的一个词,而实际上它并未包含在字 表内。
• 在同一匹配中出现了同义匹配 –例如,给被试呈现的字表含有“美丽”一词,他们会 将探测词“漂亮”误认为是字表中的词• 这种语义混淆说明短时记忆存在着语义代码总结• 短时记忆信息有感觉编码(听觉编码和视觉编码 )与语义编码 • 语义编码-长时记忆短时记忆也有语义编码二 者的差别减小 • 加工水平说• 就短时记忆信息编码来说,以上的几种代码并不 互相冲突。