认知心理学实验讲稿

认知心理学实验讲稿

认知心理学实验讲义

实验1 减法反应时实验

1 实验目的

检测句子与图形不同匹配条件下的辨别反应时

2 实验仪器

EP2004心理实验台和EPT801速示仪、卡片16张、注视卡片一张

3实验程序

1）主试先将16张卡片随机排列顺序并将卡号记入表中（记录表附后）

2）将主机与附机EPT801速示仪连接好，打开电源，按《运行/待机》键。

3）主试根据屏显内容设置：联机模式---句子图形匹配---学号---姓名---A视场（6秒）---间隔（5秒）---测试次数（16）。主试将注视卡片插入B视场，根据记录表顺序把第一张卡片插入A视场，向被试讲完指导语后按〈确定〉键后，主机背后的绿色指示灯亮，提示被试可以开始测试。

4）指导语为：这是一个测试辨别反应时地典型实验，实验时你会看到有一个星形和

一个十字组成的图形，另有一句描述它的相对位置的话，图形呈现时，你要判断该句话是不是符合图形，如符合按〈是（+）〉，不符合按〈否（—）〉，反应越快越好。当你按了〈确定〉键后，实验开始。

5）被试见绿灯指示灯亮后，眼睛靠近观察窗口，看注视卡片，并按〈确定〉键，测试开始，对卡片做是与否反应，直至做满16次，鸣响，黄色指示灯亮，实验结束。

6）主试打印或查看数据，填入到记录表中，或者进入测试，换被试测试，待做完5名再一并打印或查看。

注：A、B视场呈现时间可随意设置，结果数据中“是”表示相符合

4结果与分析

（1）计算图形和句子不同匹配情况被试的平均反应时。

（2）计算不同匹配情况下反应正确的百分数。

5讨论

（1）分析个体判断过程经过几个加工阶段

（2）肯定陈述和否定陈述对反应时有什么影响，试分析原因。

附：

记录表

实验顺序（卡号）

1，2，5，……..， 16

图形语句情况（符合/不符合）

被试反应

反应时

【附录：实验说明】在认知心理学中，有些心理学家Clark和Chase（1972）所做的句子-图画匹配实验推崇为减法反应时实验的范例。在这种实验里，给被试看一个句子和紧接着的一幅图画，如“星形在十字之上，*+”，要求被试尽快地判定，该句子是否真实地说明了图画，作出是或否的反应，记录反应时。实验应用的介词有“之上”和“之下”，主语有星形和十字，句子的陈述有肯定的和否定的，共有8个不同的句子。Clark和Chase设想，当句子出现在图画之前时，这种句子和图画匹配作业的完成要经过几个加工阶段，并提出了度量一些加工持续时间的参数。依照他们的看法，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“之下”的加工要比对“之上”的加工需时较多（参数a），对否定句的加工需时多于肯定句的加工（参数b）；第二个阶段是将图画转换为命题，并带有前句中所应用的介词即“之上”或“之下”；第三个阶段是将句子和图画两者的命题表征进行比较，如果两个表征的第一个名词相同，则比较所需的时间比不同时为少（参数c），如果两个命题都不含有否定，则比较所需的时间比任一命题含有否定时为少（参数d）；最后的阶段为作出反应，其所需的时间被认为是恒定的（参数to）。这样，

对句子和图画匹配作业来说，减法反应时实验就在于将依赖所呈现的句子和图画的诸反应时加以比较。例如，“星形在十字之下”这个句子真实说明了图画，那么它只有参数a和to；如果“星形在十字之上”这个句子真实说明了图画，那它就只有参数to；这两个反应时之差就为参数a的时间。但参数b和d只出现在否定句中，所以无法分别测量。

在研究快速的住信息加式过程如识别、短时记忆时，常应用这种反应时实验。这个方法最初是荷兰生理学家Donders（1868）提出的，目的是测量包含在复杂反应中的辨别、选择等心理过程反需要的时间。在这种实验里，通常需要安排两种不同的反应时作业，其中一种作业包含另一种作业所没有的某个心理过程，即所要测量的过程，这两种反应时的差即为该过程所需的时间。具体地说，在一个掺应时实验中，要求被试觉察一个灯光刺激并以右手按键作出反应，这种就测得一个简单的视觉反应时（RT1）。如果实验安排红绿光刺激，并要求被度看到红光时以右手按键来反应；而看到绿光时不反应，这样测到的复杂反应时（RT2）要长于前面的简单反应时（RT1）。这两种反应时作业的区别仅仅在于后者需要将红绿两个色光刺激区分开来，反以这两个反应的差就是辨别过程所需要的时间，即RT2-RT1=辨别过程时间。同理，如果实验仍安排红绿两个色光刺激，但要求被试在看到红光时，以右手按键来反应；而在看到绿光时，以左手按键来反应，这时被不仅要对两个色光刺激进行激进辨别，而且还要对反应作出选择，将这样测到的复杂反应时（RT3）减去含有辨别过程的复杂反应时（RT2），就可得到选择过程所需要的时间，即RT3-RT2=选择过程时间。从上述实验可以看出，减法反应时实验起初是用来确定某个心理过程所需要的时间的，但是反过来看，也可以从两种反应的差数来判定某个心理过程的存在。认知心理学正是这样来应用减去反应时实验的。

在认知心理学中，减法反应时实验既可用于研究某一个信息加工阶段或操作，也可用于研究一系列连续的加工阶段。例如，自60年代以来，一般认为人的自顾不短时记忆信息如字母是以听觉形式表征的，即有听觉编码。但是Posner等（1969，1970）却表明，

这种信息可以有视觉编码。Posner等（1969，1970）用实验证明了人的短时记忆信息如字母等不单单是以听觉形式表征的，还可以有视觉编码。在其中一个实验中，给被试并排呈现两个字母，这两个字母可以同时给被试看，或者插进短暂的时间间隔，让被试指出这两个字母是否相同并按键来反应，记下反应时。所用的字母对有两种，一种是两个字母的读音和书写都一样，即为同一个字母（AA）；另一种是两个字母的读音相同而书写不同（Aa）。在这两种情况下，正确的反应都为“相同”。两个字母如果相继呈现，其时间间隔为0.5s和1s，或1s和2s等。实验结果发现，在两个字母同时呈现时，AA对的反应时小于Aa对；随着两个字母的时间间隔增加，AA对的反应时急剧增加，但Aa对的反应时则没有发生大的变化，并且对AA对和Aa对的反应时的差别也逐渐缩小，当两个字母呈现的时间间隔达到2s，这个差别就很小了。这意味着AA对的匹配是在视觉编码的基础上进行的，至少部分如此，而Aa对必须在听觉编码的基础上才能进行匹配，需要从视觉编码过渡到听觉编码，因此用时也较多。根据这些实验结果Posner等认为，某些短时记忆信息可以有视觉编码和听觉编码两个连续阶段。

减法反应时实验的逻辑是安排两种反应时作业，其中一个作业包含另一个作业所没有的一个因素，而在其他方面均相同，从这两个作业的反应时之差来判定与之相应的加式阶段。这种实验在原则上有一定的合理性，在实践上是可行的。但用这种实验来研究各种具体的心理过程，特别是在复杂的过程中，区分出不同的加工阶段，还是存在一些困难的。需要依照不同课题的特点，进行精心设计，以避免或减少一些困难。

实验2 辨别反应时（选做，略）

实验3 串行并行加工

1 实验目的

检查在辨别复杂刺激时信息加工是串行方式还是并行方式。

2 实验仪器

EP2004型心理实验台和EPT801速示仪，测试卡片2套共张，注视卡片1张。

3实验程序

1） 首先将两套卡片混合，按随机顺序排列，并把号码填入记录表中。

2） 将主机与附机EPT801连接好，打开电源，按《运行/待机》键。

3） 主试根据屏显内容设置：联机模式----串行并行---学号---姓名---A视场（0.5秒）---间隔（10秒）---测试（次），主试把注视卡片插入B视场，按记录顺序把第1张卡片插入A视场，按《确定》键，主机背后指示灯亮，提示被试实验开始。实验中屏幕上的实心三角指着间隔时，主试按记录表顺序插卡片。

4） 被试见绿色指示灯后，眼睛靠近观察窗口，看注视卡片，然后手指按附机上的《确定》键，根据呈现的卡片判断：认为两图形相同的按《是（+）》键，认为两图形不同的按《否（-）》键。注意相同是指两个图形在大小，形状和颜色上完全一样，做完次后鸣响，黄色指示灯亮，测试结束。

5） 记录打印或查看数据后，填入记录表。主试选进行测试，更换被试。

4结果与分析

（1）计算被试正确判断相同（“是”）和不同（“否”）的平均反应时。

（2）比较刺激复杂程度不同时的平均反应时。

5讨论

（1）被试在复杂刺激时采用的是串行还是并行加工？说明得出结论的理由。

（2）复杂刺激的辨别反应时还要受哪些因素影响？

【附录】

1、记录表

表1 记录表

实验顺序（卡片号）B2 A5 A4 A8 B20 A15 B9┄┄A27 B27

应作出的正确反应

被试的反应

反应时

2、简介

认知心理学将心理过程看成是一系列连续阶段的信息加工过程，即认为信息加工方式是系列的或串行的，前一个阶段的加工完成以后，接着是下一个阶段的加工。这种现代计算机的信息加工方式是否符合人的实际心理学活动，有些心理学家持怀疑态度。Eysenck（1984）指出，如果坚持这个系列加工方式，那么只能有刺激驱动的加工即受刺激的性质所影响的加工，而不会有概念驱动加工，即爱过去知识和经验所影响的加工。但是现在许多心理学家一致认为，人的认知活动既包含前者，也包含后者，甚至认为这两种加工可能是同时进行的或部分重叠的。这意味着一些加工阶段可以同时起作用，即存在着平行加工方式。即使不从这两种加工过程的角度来看，也仍然可以提出平行加工问题，如对多个项目的识别或提取，不过这里涉及的主要是同一加工阶段的操作，大多具有局部的性质。平行加工方式存在的可能性是不能否定的，然而认知活动在整体上，仍可保持加工的系列性。许多实验研究表明，没有前一阶段的加工，后一阶段的加工是无法进行的。如果承认信息加工系统的能力有限，那么按照一定程序进行系列加工是可以有效地完成作业的。根据目前的情况，也许可以这样说，人的信息加工在整体上是以系列方式进行的，但也包含平行加工，实际上则是系列加工上和平行加工的混合。即使如此，认知心理学的主要论点似乎也不会发生根本变化。

实验4 视觉搜索中的非对称性（选做，略）

实验5记忆的加工水平

1 实验目的

考察不同加工水平对外显记忆与内隐记忆的影响。

2 实验仪器

PSYKEY心理教学系统

3实验程序

（说明：实验报告需要将下面的内容改为正式的有步骤的实验程序）

一共100对单字反义词词对，学习其中的50对。要求记忆的是50对中的一个字。分三种方式呈现：先呈现注视点，再直接呈现要记忆的字；先呈现要记忆的单字的反义词，然后呈现要记忆的单字；先呈现要记忆的单字的反义词，然后呈现问号，让被试想出要记忆的单字。

测验分为2种：再认和辨认，各测一半，即25个。但每种测验会加入25个新字。即再认任务一共50个单字，辨认也一共是50个单字。

根据被试的编号的奇偶性，分成两种顺序：再认—辨认，辨认—再认。

在辨认中，先将单字在Photoshop中运用高斯模糊，然后以很快的速度呈现。

4结果与分析

列出辨认任务中的新词和旧词各自的辨认正确率，再认任务中击中和正确否定的次数和正确率。

5讨论

再认任务与知觉辨认任务加工水平有怎样的具体关系？

【附录】

1、简介

当前的记忆理论主要由两大部分组成，它们分别是：两种记忆说和加工层次说(1evels of processing或LOP)。前者认为记忆主要有短时记忆和长时记忆两种，它们彼此而又互相联系，形成一个统一的记忆系统。长时记忆是一个信息库，可以长期贮存大量信息；而短时记忆是一个容量有限的缓冲器和加工器，容量以内的信息可以在短时记忆中短暂地保持。而后者是由Craik和Lockhart于1972年提出的。Craik等人针对两种记忆说存在着一些难以解决的问题，他们提出了与之相对立的加工层次模型。这个学说认为，作用于人的刺激要经受一系列不同水平的分析：从肤浅的感觉分析开始，到较深的、较复杂的、抽象的和语义的分析。感觉分析涉及刺激的物理特性：较深的分析则涉及模式识别和意义的提取。这种加工系列体现出不同的加工深度，更深的加工深度意味着更多的意义或认知分析。这样，加工水平说就从信息加工的操作出发，用不同的加工水平来取代不同的记忆结构，提出了与两种记忆说相对立的观点。

加工层次说的实验范式为不随意学习(incidentallearning)，具体如下：要求被试完成不同的定向任务(orientaltask)，通常任务水平有字型、语音和字义。结果一般是，完成字义任务的条件下识记效果最好，其次为语音任务的操作，最差的是在对字型这样的物理属性加工的任务之下。

上述早期的理论和研究是针对外显记忆提出和进行的。近10多年来，随着内隐记忆的兴起，心理学家逐渐把注意转向了加工水平对内隐记忆的影响。一些研究表明，加工水平对外显记忆和内隐记忆的影响似乎是不同的：较多的意义加工通常会导致较好的外显记忆，但并不一定导致较好的内隐记忆：某些内隐记忆似乎更多地受到感知觉加工数量的影

响。1983年，Jacoby作的典型实验表明再认成绩随着意义加工的增多而不断提高，而知觉辨认的成绩却随着意义加工的增多而降低，即随着感知觉加工的增多而提高。

实验将通过再认测验和知觉辨认测验考察不同的加工水平对外显记忆和内隐记忆的影响，从而验证加工水平与记忆持久性的关系以及加工提取的一致性。根据前人的研究结果，再认成绩应随着意义加工的增多而提高；知觉辨认成绩则应随着字形加工的增多而提高。

实验6短时记忆的信息提取

1 实验目的

验证短时记忆信息提取实验；理解实验的实验逻辑

2 实验仪器

PSYKEY心理教学系统

3实验程序

1）主试指导被试认真阅读指示语，强调反应方法：“是”按红键，“否”按绿键。被试明白后开始正式实验。

2）实验中，给被试呈现一列数字（记忆集），相继呈现，每呈现1.2S，全部数字（1个到6个）呈现完后，过2S，伴随一声长音，又出现一个数字，并开始记时，要求被试判断它是否是刚才识记过的，并按键反应。

3）实验中记忆集大小共六种（1到6），其中1，2，3和6各做12次，4做8次，5做10次，“是.否”反应和位置完全平衡，共做66次，随机呈现，每次先提醒注意，再呈现记忆集，然后测试。

4结果与分析

（1）将记忆集、“是”与“否”反应的反应时、同一记忆集的正确率列成表格。

（2）以记忆集为横坐标，以反应时为纵坐标画图，计算公式RT＝cN＋（e＋d）中的参数值。

5讨论

本实验的实验逻辑是什么？

【附录】

实验简介

将短时记忆中的项目回忆出来，或者当该项目再度呈现时能够再认，都是短时记忆的信息提取。Sternberg最早研究这个问题，即著名的短时记忆信息提取实验。这个实验解决了两个重要问题，即短时记忆信息提取是系列扫描的，并且是从头到尾扫描的。

虽然这个理论现在仍有很大争论，但它具有开创性的意义。这个实验发展出了一个新的实验法—相加因素法。其逻辑是：如果两个因素是相互制约的，则它们属于同一个阶段；如果两个因素的效应分别，则它们属于不同的加工阶段。

实验7 内隐记忆

1 实验目的

验证内隐记忆的存在；理解实验的实验逻辑；根据试验程序说明内隐记忆和外显记忆的区别。

2 实验仪器

PSYKEY心理教学系统

3实验程序

1）学习

每个被试按5个缓冲词——40个学习词——5个缓冲词的顺序学习（这个过程被试不知道），每个词语呈现1秒。40个学习词及10个缓冲词是分别从80个学习词及20个缓冲词中随机挑选出来的，随机呈现给被试。

休息5分钟。

重复上述程序，只是换了剩余的10个缓冲词和剩余的40个学习词。

休息15分钟。

2）测试

每个被试做4个测试，流程为：再认1——知觉辨别1——知觉辨别2——再认2。

①再认1：

呈现40个词语，其中20个是学习过的（随机从80个学习用词中挑选），20个没有学习过的（随机从80个学习用词中挑选），20个没有学习过的（随机从80个混淆用词中挑选），依次逐个呈现，当被试按键反应后呈现下一个字。

②知觉辨认1：

呈现40个词语，其中20个是学习过的（随机从剩余的60个学习用词中挑选）；20个没有学习过的（随机从剩余的60个混淆用词中挑选）。每个词逐个随机呈现，呈现时间为50ms。被试在纸上写下辨认的结果；然后按键呈现下一个词语。

③知觉辨认2

程序同知觉辨认1。呈现40个词语，其中20个学习过的是随机从剩余的40个学习用词中挑选出来的；20个没有学习过的是随机从剩余的40个混淆用词中挑选出来的。随机呈现给被试。

④再认2

程序同再认1。呈现40个词语，其中20个学习过的是随机挑选后剩余的20个学习用词；20个没有学习过的是随机挑选后剩余的20个混淆用词。随机呈现给被试。

4结果与分析

（1）计算被试的再认结果即给出击中和虚报各自的次数和百分比率。

（2）给出新词、旧词各自的知觉辨认正确率，两者之差即为启动效应。

5讨论

为什么在每一部分实验前和后要使用缓冲词？

【附录】

实验简介 Schacter等1980年进行了一个实验研究。首先让被试阅读一些单词，一个小时后，再做两次实验：首先是再认测验，被试不会有任何困难；其次是补笔测验，向被试呈现一些有字母残缺的单词，要求尽可能地将残缺字母补上。在这次测验中，被试对其中的两个残缺单词很难作出正确解答；而对其它单词就很容易了。这是因为在一小时以前见过它们。这种记忆被称为启动效应。引起单词填补测验中的启动效应的，是在测验前看到这一单词所引起的某种并非自觉记忆的因素。启动效应的产生似乎不依赖于有意识的记忆。

在大量实验的基础上，Graf和Schacter于1985年提出了内隐记忆和外显记忆两个概念，内隐记忆从现象上讲就是：被试在操作某任务时，不经有意识地回忆，存储在大脑中的信息会在操作中自动起作用。内隐记忆的特点是：被试对信息的提取是无意识的。目前，测量内隐记忆的方法有知觉辨认、单词补笔等。本实验采用知觉辨认和再认的方法，以验证内隐记忆现象的客观存在，比较内隐和外显记忆测试的结果有何不同。

实验8 心理旋转

1 实验目的

验证库珀和谢帕德的实验；进行简单的有关心理旋转的混合设计。

2 实验仪器

EP2004型心理实验台和EPT801速示仪，“R”字的正反方向6个倾斜角度共12张卡片，注视卡片1张。

3实验程序

研究1：实验法

1） 首先将卡片随机排列好，并将卡片号填入记录表。

2） 将主机与附机EPT801连接好，打开电源，按《运行/待机》键。

3） 主试根据屏显内容设置：联机模式----心理旋转---学号---姓名---A视场（0.5秒）---间隔（7秒）---测试（12次），主试把注视卡片插入B视场，按记录顺序把第1张卡片插入A视场，按《确定》键，主机背后指示灯亮，提示被试实验开始。实验中屏幕上的实心三角，指着间隔时，主试按记录表顺序插卡片。

4） 被试见绿色指示灯后，眼睛靠近观察窗口，看注视卡片，然后手指按附机上的《确定》键，根据呈现的卡片判断：卡片中的R是正向的按《是（+）》键，卡片中的R是反向（镜像）的按《否（-）》键，要求快而准确。直至做满12次。鸣响，黄色指示灯亮，测试结束。

5） 记录人员查看数据，并填入记录表。主试选进行测试，更换被试。

研究2：访谈法

通过访谈的方法，询问被试判断时是否在进行心理旋转？

4结果与分析

计算不同角度下的平均反应时间，并以平均反应时间为纵坐标，以对应的角度为横坐标，画出曲线图。

5讨论

（1）被试是否真正在连续地进行心理旋转？

（2）对文字辨认的反应时还受哪些因素的影响？

【附录】

1、记录表

表1 记录表

实验顺序（卡片号） 2 5 3 1 6 ┄┄ 12

应作出的正确反应

被试的反应

反应时

2、简介

表象是类似于知觉的信息表征．七十年代以来，关于表象的研究迅速发展，其中重要的一项是表象旋转的研究。Cooper等人1973年用不同倾斜角度的正的和反的(即镜像)字母来研究表象的旋转．实验要求被试在看到呈现的字母后，不管其具体方位和倾斜角度如何，尽快判断该字符是正的还是反的，并按键作出反应。如果反应错误，该次实验在以后还会重复，直至反应正确。

Cooper的实验表明：旋转180‘时，反应时最长(无论正反)，而0’和360

实验用字母R来重复Cooper的表象旋转实验．有不同方位的正和反的R字母共12种，随机呈现给被试，每种呈现6次，共72次实验．

实验9 概念形成

1 实验目的

学习概念形成的过程；进行简单的有关概念形成的混合设计。

2 实验仪器

PSYKEY心理教学系统

3实验程序

本实验共有4个人工概念，难度顺次增加，被试可以任选其中一个。

1） 实验时，屏幕上会出现十二个圆键，有空心和实心两种。其中只有一个实心圆与声音相联系，此键出现的相对位置是有规律的，被试要去发现其中的规律（概念），找到这个键。

2） 被试用鼠标点击相应的实心圆，如果没有任何变化，表明选择错误；如果有声音呈现，同时该圆变为红色，则表明选择正确。只有选择正确的，才能继续下一次试次。当连续三次第一遍点击就找对了位置时，就认为被试已形成了该人工概念，实验即结束。如果被试在60个试次内不能形成正确概念，实验自动中止。

4结果与分析

将被试学习遍数、每遍中反应错误的次数和所用时间制成表格。

5讨论

说明被试概念形成的过程。

【附录】

1、简介

概念是人脑放映事物本质属性的思维形式。个体掌握一类事物本质属性的过程，就是

概念形成的过程。实验室中为了研究概念形成的过程，常使用人工概念。

制造人工概念时先确定一个或几个属性作为分类标准，但并不告诉被试是对还是错。通过这种方法，被试可以发现主试的分类标准，从而学会正确分类，即掌握了这个人工概念。通过人工概念的研究，可以了解概念形成的过程。一般来讲，被试都是经过概括—假设—验证的循环来达到概念形成的。

叶克斯复杂选择器可用来制造人工概念。本实验模拟叶可斯复杂选择器来研究单空间位置关系概念的形成。