记忆广度实验.doc

数字、字母、空间位置记忆广度实验报告
12级心理系师范班 10120330131 李敏
摘 要 记忆分为瞬时记忆、短时记忆、长时记忆。短时记忆的容量称为记忆广度，是指在单位时间内能够记忆的材料的数量，这个数量是有一定限度的。本实验通过对华师大12级10名被试的数字与字母的短时记忆实验和空间位置记忆广度实验的数据进行分析讨论，测定了各个被试的不同材料记忆广度，比较个体差异、材料差异、性别差异等影响因素，了解短时记忆的特点，探索性别间的空间位置记忆广度差异。发现数字记忆广度大于字母记忆广度，数字记忆广度同样大于空间位置记忆广度，记忆广度存在被试间差异和性别差异。
关键字 记忆广度 短时记忆 字母 数字 空间位置
1 引言
人的记忆分为瞬时记忆、短时记忆、长时记忆。其中，短时记忆有以下性质：
第一，短时记忆保持的时间很短，约在15秒钟内会遗忘。心理学家对人的短时记忆保持时间做过实验。当人被传入一个信息后立即对其进行检查，其回忆是准确无误的。随着保持时间的处长，回忆成绩就急速下降。当延长到15秒钟时，信息的再现率约为10%。但是超过15秒钟以后，再现率便不再下降，一直维持在10%的接近值上。
第二，短时记忆的容量约为7±2个信息组块。心理学家的实验结果表明，人的短时记忆的容量是以一种非常奇妙的形式被固定好了的，即无论哪一种形式的信息几乎都只能保持7个左右的项目即组块。这个发现的意义是，如果把低层次信息组块适当地再编排为数量较少的高层次信息组块，则将使短时记忆的容量大幅度地增加。
短时记忆的容量成为记忆广度（memory span）是指在单位时间内按一定顺序逐一呈现一系列刺激之后，被试能够按刺激呈现顺序正确再现刺激系列的内容，一般是呈现后，要求立刻再现，被试所能记住的材料数量是有个限量的。
有研究表明，不同性质材料的短时记忆容量不同，以汉字、图形、数字、位置4种性质特征的材料来说，数字类短时记忆容量最大，其次是图形类，再次是汉字类，位置类的短时记忆容量最小2。数字记忆广度与言语记忆广度都依赖于语音编码3,在早期短时记忆研究中应用广泛。很多人认为它们与智力密切相关,甚至很多智力测验中都包括数字广度或言语广度的测题。后来的研究表明,它们与复杂认知活动成绩相关并不高,因而常常受到批评。但这种方法在记忆研究中仍被广泛使用,特别是在认知发展的研究中,记忆广度是描述短时记忆发展的一个重要指标。
1956年，美国心理学家米勒发表一篇论文《神奇的数7加减2：我们加工信息能力的某些限制》, 米勒认为短时记忆的信息容量为7土2个组块, 这个数量是相对恒定的, 这就是短时记忆的组块理论。米勒的组块理论在当时算得上是一个重大的发现，但在随后的50多年，米勒的理论受到了质疑。Cowan通过总结大量的研究．提出了纯净的短时记忆容量和混合的短时记忆容量概念，并认为Miller的研究结果代表的仅仅是混台的短时记忆容量。
Cowan认为虽然很多人承认短时记忆的存储容量是有限的，而且可以用“块”来估计它的容量，但有的时候，“块”并不容易鉴别4。因为人们可能利用已有的知识经验将单个项目或者较小的“块”组成较大的“块”；除此之外还存在一些受时间限制的过程，他们不是容量限制的，但可能与容量限制的存储过程混合在一起共同回忆信息，这种情况发生时，无法估计其他非容量限制机制的作用大小，所以Cowan把此时的估计结果称为混合的短时记忆容量估计，而把不受这些因素影响的称为短时记忆容量估计。
经Cowan研究发现，有四种方法可以用来观察纯净的短时记忆容量。一是使信息超载来限制新组块的形成，由于信息过多，被试为了尽可能多地获得信息，就不会在刺激呈现的短时贱内对刺激进行复述或编码，因而不会进入长时记忆。二是采取措施阻止对刺激项目在编码已形成较大的组块，如要求被试回忆序列位置或要求被试不断重复一个单词。三是注意容量限制引起的操作的不连续性。当被试在短时记忆任务中需要长时记忆和时间限制的储存的支持时，操作具有不连续性。四是注意有容量限制引起的其他方面的效果。例如，人们倾向于将4个项目组成一个“块”来回忆，2个词之间插入的项目为3个或少于3个的时候，前一个次对后一个词的启动效应会强于多于3个项目的情况。
很多研究者认为相对7“块”限制的理论，4“块”限制的说法更可信。但是7“块”限制理论现在被称作混合容量限制，经大量研究证实也具有相当的一致性。
空间位置记忆广度是指刺激按固定位置呈现一系列位置之后，被试能够再现空间位置系列的长度，且再现的顺序也与原来的呈现相符。 空间位置记忆广度是区分个体空间方位知觉的一种心理指标，并存在较大的个体差异，它的大小主要与短时记忆的组块理论相关。空间位置记忆广度在实践中有重要意义，例如职业运动员、汽车驾驶员、刑侦工作人员等都需要有较好地的空间位置记忆广度。
本实验的目的是讨论不同材料的记忆广度和空间位置记忆广度是否存在显著差异以及它们之间是否存在显著的性别差异。
对实验的预期假设是不同材料的记忆广度存在显著差异，数字好于字母；字母、数字及空间位置的记忆广度存在显著差异。男女被试的空间位置记忆广度和不同材料的记忆广度都不存在显著差异。
2 方法
2.1 被试
华东师范大学心理学系本科生10名，5名男生，5名女生
2.2 材料和仪器
2.2.1仪器：计算机及PsyTech心理实验系统
2.2.2材料：随机排列的大写英文字母，长度4—15；随机排列的大写英文字母，长度4—15；计算机屏幕呈现3*5的黑线方格，刺激材料为随机出现在方格里的黄色圆。每次个数4—15个。
2.3 程序
登录并打开PsyTech心理实验软件主界面，先后选择实验列表中的“不同学习材料的记忆广度”和“空间位置记忆广度”。“进入实验”到“操作向导”窗口。设置参数，分别进行数字、字母、空间位置记忆广度的实验。
在不同学习材料的记忆广度实验中，将会按材料数目由少到多的顺序出现一系列数字，被试需要记忆数字序列并填入后面的框内，每种长度呈现3次，被试答对至少一次，呈现的长度自动递增。被试3次都答错，实验自动停止。电脑将记录答对平均数。
在空间位置记忆广度实验中，屏幕将出现3*5的黑框小方格，小方格内会在不同位置呈现黄色圆。被试记住它们呈现的位置和先后顺序。呈现完毕后请被试用鼠标点击小方格重复刚才的呈现过程（包括位置和先后顺序）呈现的起始位置数是4个，最多15个。每位数随机呈现3遍，只要有一遍点击完全正确，就升1位继续呈现，直至某位数被连续3遍点击错误或正确完成15位数的点击（3遍），实验自动结束。电脑自动记录数据
3 结果
表1 被试的不同材料及空间位置记忆广度的平均值
（被试1-5为女被试，6-10为男被试）

被试
性别
数字记忆广度
字母记忆广度
空间位置记忆广度
平均值
被试1
女
7.3
5.7
5.3
6.1
被试2
女
7
6
6
6.333
被试3
女
9.7
6.7
5.3
7.233
被试4
女
8.3
6.3
5.4
6.667
被试5
女
9
6.3
5.4
6.9
被试6
男
9.7
6
6.2
7.3
被试7
男
10
6
6.2
7.4
被试8
男
10.3
6
5.2
7.167
被试9
男
11
7
6.3
8.1
被试10
男
10.3
7.7
7.5
8.5
平均值
9.26
6.37
5.88
7.17

表二 以性别为因子的独立样本T检验

Group Statistics

性别
N
Mean
Std. Deviation
Std. Error Mean
数字记忆广度
女
5
5.4800
.29496
.13191
男
5
6.2800
.81670
.36524
字母记忆广度
女
5
6.2000
.37417
.16733
男
5
6.5400
.77974
.34871

Independent Samples Test

Levene's Test for Equality of Variances
t-test for Equality of Means
F
Sig.
t
df
Sig. (2-tailed)
Mean Difference
Std. Error Difference
95% Confidence Interval of the Difference
Lower
Upper
数字记忆广度
Equal variances assumed
1.057
.334
-2.060
8
.073
-.80000
.38833
-1.69549
.09549
Equal variances not assumed

-2.060
5.026
.094
-.80000
.38833
-1.79668
.19668
字母记忆广度
Equal variances assumed
5.412
.048
-.879
8
.405
-.34000
.38678
-1.23192
.55192
Equal variances not assumed

-.879
5.749
.415
-.34000
.38678
-1.29651
.61651
表三 三种记忆广度的相关分析

Correlations

数字记忆广度
字母记忆广度
数字记忆广度
Pearson Correlation
1
.589**,*
Sig. (2-tailed)
.277
.073
N
10
10
字母记忆广度
Pearson Correlation
.589**,*
1
Sig. (2-tailed)
.073
.405
N
10
10
**. Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).
*. Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed).
表四 三种记忆广度的显著性检验

One-Sample Test

Test Value = 0
t
df
Sig. (2-tailed)
Mean Difference
95% Confidence Interval of the Difference
Lower
Upper
数字记忆广度
25.964
9
.000
5.88000
5.3677
6.3923
字母记忆广度
33.362
9
.000
6.37000
5.9381
6.8019

4分析与讨论
4.1 不同材料记忆广度差异的原因
实验发现，字母和数字记忆广度存在极其显著的差异。有三种可能的原因：其一，短时记忆的编码大量的是言语听觉编码，少量的是视觉或语义编码。1970年W.金思赤首先提出，在短时记忆中，信息即便是凭视觉接收的，也都要按听觉或声学的特征编码，而不是按视觉形象编码。其他研究也表明，短时记忆回忆的混淆现象主要是听觉或声学性质的。这都证明了短时记忆的编码具有很强的言语听觉性质。而数字0~9的汉语发音都只有1个音节，有的字母却有2个音节的发音，字母的听觉编码相对数字更复杂，记忆广度相对降低；其二，数字材料总共只有0~9这10种不同的元素，而字母总共有26个，字母的记忆任务更加复杂，因为对于特征和顺序的加工分属不同的系统，同一次数字记忆任务出现重复数字时，被试只需再对重复的数字进行顺序的记忆，所以可以把有限的记忆资源分配给更多的数字，而字母出现重复的可能性较数字小，被试更多地要同时记住字母和它出现的位置；其三，被试均为理科生，而且处于汉语言文化的背景下，对数字的熟悉程度高于字母。
4.2 对数字、字母与空间位置记忆广度间的相关及差异的解释
在表3中可看到，数字-位置的记忆广度的相关不显著，但位置-字母的记忆广度的相关性显著；数字-位置的记忆广度也存在极其显著差异，但位置-字母的记忆广度不存在显著差异。其原因可能为：首先从字母与数字的记忆广度来看，两者之间相关不明显，且均数存在及其显著的差异，可以推测这两种记忆是相对独立的。这可以解释空间位置记忆广度与字母的记忆广度存在显著相关，而与字母无相关。二是在比较数字、字母与空间位置记忆广度之间的差异时，是通过对均数差异的比较实现的，位置与字母的记忆广度不存在显著差异，不能说明记忆原理相同。总之，本实验对三种记忆广度的比较都是一种量的比较，与其质无关。
4.3 性别与空间位置记忆广度的关系
以性别为自变量，空间位置记忆广度为因变量进行均数差异检验，发现两者不存在显著差异。有研究表明男性的空间能力优于女性，但在本实验中并没有得到体现。这可能是由于空间位置记忆广度并不仅仅涉及到空间能力，也涉及到短时记忆容量系统，本实验中黄色圆刺激按照一定的顺序呈现，又引入了时间序列这一变量。
4.4 记忆广度随组内间隔时间的变化趋势
根据艾宾浩斯的记忆曲线模型，理论上记忆广度会随着组内间隔时间的增加而减少，但在本实验中得到的曲线与艾宾浩斯的记忆曲线的变化趋势正好相反。原因是当两个刺激间的间隔时间较短时，前一刺激的记忆会对随之呈现的刺激出现前摄抑制，而后面的刺激由于间隔太短，阻断了短时记忆从感觉登记中注意到前一刺激，出现后摄抑制。所以有这样一种可能：短时记忆的容量不仅某一时刻的，而要综合考虑时间和空间这两个维度。本实验中只研究了组间间隔100ms,250ms,400ms这三种情况，在组内间隔时间较短时，刺激间的干扰作用为影响记忆广度的主要因素，所以随组内时间间隔增加，记忆广度增大；而在组内间隔时间本来就已经达到刺激间不再互相干扰时，时间因素是影响记忆广度的主要因素，所以随组内时间间隔增加，记忆广度将减小。
4.5 实验误差及结果分析
根据研究，一般通过一次朗读，短时记忆可以记住7±2个单位，从本实验被试的结果来看，若将英语的多音节发音分开计算，或是将数字简单组合分离记忆，记忆广度还是符合5-9个单位范围的。从记忆的分块可知，适当将记忆材料分类分组，有助于记忆。
关于实验的误差控制：呈现的字母或数字组合随机，记忆材料长度逐步递增，每种长度显示3次，没有明显的学习效应。实验时间较短，疲劳差异影响不大，不设定休息时间。控制环境因素，以防声音、人员进出等对记忆造成的影响。实验过程中，当某一组长度3次都记忆错误，则实验停止，此步骤可能会带来不够准确的结果。对同一被试进行不同时间的多次实验能减少此误差的影响，但也许也会增加学习效应。相比而言奥伯利的直线内样法可以更好的解决此问题。
根据实验所得原始数据，男生的各项记忆广度均略好于女生，这与一般认识不太相符，这可能与样本的选取有关。与被试当时的心境也有关。
参 考 文 献
1梁宁建.心理学导论.上海教育出版社.2007年1月:240-241.
2陈辉.短时记忆容量的年龄特点和材料特点.天津师大学报:社会科学版.1988(4):25—30.
3刘敏霞,薛庆.空间位置记忆广度研究.北京.北京理工大学机械工程学院工业工程研究所.100081.
4崔剑霞,吴艳红,刘艳芳.短时记忆容量的重新思考.北京大学学报(自然科学版)，2004,40(4):676-682.
5杨治良.王新法编著.心理实验指导手册.上海:华东师范大学出版社,2010年1月:117-118.
6滕召军,张富洪,罗情玲.注意与记忆广度信息储存实验研究.信息通信. 2011,2:46-47