認知心理學課件第六章上短時記憶文檔資料

1、第六章 短時記憶,第一節(jié) 記憶的結構及其加工過程 第二節(jié) 短時記憶中的信息加工 第三節(jié) 短時記憶信息的儲存 第四節(jié) 短時記憶信息的提取,2020年9月19日,第一節(jié) 記憶的結構及其加工過程,一、記憶的結構 信息加工為基礎的認知心理學，認為記憶是一個具有結構和過程兩種成分建構的系統(tǒng) 記憶結構是指記憶在內(nèi)容、特征和組織上的要素與信息存儲的位置，具有明顯的差異性 記憶結構由三個子系統(tǒng)構成：感覺登記（瞬時記憶）、短時記憶和長時記憶 相互之間有著極其緊密的聯(lián)系，并構成記憶系統(tǒng)的有機整體 記憶結構與過程見下圖,2020年9月19日,2020年9月19日,二、記憶的信息加工模型,（一）記憶的雙存儲器模型 1

2、965年威爾福（Waugh）和諾曼（Norman）借用詹姆斯（W.James）的建議，認為記憶中存在著初級記憶（Primary memory）和次級記憶（Secondary memory） 初級記憶存儲器，容量有限 次級記憶存儲器，容量不受限制 認知心理學用短時記憶代表初級記憶，長時記憶代表次級記憶,2020年9月19日,2020年9月19日,（二）記憶的多存儲器模型,1968年由阿特金森（Atkinson）和謝夫林（Shiffrin）提出 基本假設：人的記憶系統(tǒng)中存在著三種不同類型的記憶存儲器，它們分別執(zhí)行著不同的功能 三級加工模型，相應存在著三種信息的存儲器：感覺登記器（Sensory r

3、egister, SR）、短時記憶存儲（Short-term storage, STS）、長時記憶存儲（Long-term ,LTS） 感覺通道特異性 人的主動調(diào)節(jié)與控制,2020年9月19日,2020年9月19日,擴展的記憶信息三級加工模型它是一個更為詳盡的記憶信息加工模型,2020年9月19日,第一，刺激信息的加工與保持方面。 感覺存儲器保持1秒鐘左右，圖像甚至還低，聲象2-4秒。 短時存儲器中信息可保持幾秒鐘到幾十秒鐘。長時記憶存儲器中信息可保持幾天、幾個月、幾年甚至終身,經(jīng)受了時間的考驗，具有各自顯著不同的機制與功能：,2020年9月19日,第二，信息存儲的容量限制方面。 感覺存儲器中

4、的刺激信息容量根據(jù)感覺器官的特異性通道來決定，有的感覺信息的加工容量非常有限。 短時存儲器中的信息加工容量平均為7個組塊。長時記憶存儲器的信息容量基本上是無限的,經(jīng)受了時間的考驗，具有各自顯著不同的機制與功能：,2020年9月19日,經(jīng)受了時間的考驗，具有各自顯著不同的機制與功能：,第三，在刺激信息的輸入與信息轉(zhuǎn)移方面。 刺激信息進入感覺存儲器，一般不需要個體任何主動的加工或操作過程。 從感覺存儲器轉(zhuǎn)入到短時存儲器，則必須要對輸入的刺激進行加工處理（選擇與注意）。 信息要進入長時記憶存儲器，須經(jīng)過精致性加工，即對信息的復述,2020年9月19日,經(jīng)受了時間的考驗，具有各自顯著不同的機制與功能：

5、,第四，在對刺激信息的認知編碼方面。 按輸入信息的物理特性進行加工編碼（感覺存儲器）。 以言語聽覺的形式加工編碼（短時記憶）。 以語義方式的加工編碼（長時記憶）,2020年9月19日,經(jīng)受了時間的考驗，具有各自顯著不同的機制與功能：,第五，在遺忘機制方面。 個體的選擇與注意及刺激信息本身衰退與消失非常快（感覺存儲器信息的丟失）。 注意渙散，干擾，新信息取代（短時存儲器信息的丟失）。 干擾抑制而不能提取或提取錯誤所致（長時存儲器信息的丟失）,2020年9月19日,第二節(jié) 短時記憶中的信息加工,一、短時記憶概述 人腦中的信息在1分鐘左右的加工處理與編碼 布朗（Brown）、彼特森（Peterson

6、）的研究，阻止復述，信息迅速遺忘 短時記憶使個體知道自己正在接收和加工的是什么刺激信息 短時記憶使來自各感覺通道的信息得以整合并進而構成完整的信息圖像 短時記憶對所加工與處理的刺激信息起到了暫時寄存器的重要作用,2020年9月19日,二、短時記憶的信息編碼 （一）有限容量：7 加減 2,1、“神奇數(shù) 7 加減 2：我們加工信息的能力的某些限制” 1956年George A. Miller發(fā)表的一篇著名論文。明確提出短時記憶容量為 7 2，即一般為 7 并可在 59 之間波動。,2020年9月19日,（一）有限容量：7 加減 2,2、組塊（CHUNK） 是指將若干較小單位（如字母）聯(lián)合而成熟悉的

7、、較大的單位（如字詞）的信息加工。 也指這樣組成的單位。 一個字母是一個組塊，由幾個字母組成的一個字詞仍是一個組塊，幾個字詞組成的一個詞組也是一個組塊。,2020年9月19日,（一）、有限容量：7 加減 2,Electroencephalograph,Electro encephalo graph （腦電圖儀）,湖南師范大學心理系課程表數(shù)碼攝影與計算機圖像處理,湖南師范大學心理系課程表數(shù)碼攝影與計算機圖像處理,2020年9月19日,（一）、有限容量：7 加減 2,3、知識經(jīng)驗與組塊 組塊實際上是一種信息的組織或再編碼。人利用貯存于長時記憶的知識對進入短時記憶的信息加以組織，使之構成人們熟悉的有

8、意義的較大的單位。 組塊的作用就在于減少短時記憶中的刺激單位，而增加每一單位所包含的信息。即在短時記憶容量的范圍內(nèi)增加信息。 很明顯，組塊依賴個體的知識經(jīng)驗。,2020年9月19日,象棋大師與新手的棋局復盤研究： 真實棋局，前者正確復位達90（后者40）；任意放置的棋子，則沒有什么差別。,（一）、有限容量：7 加減 2,2020年9月19日,象棋大師、一級棋手和新手棋局復盤研究（掃描時間、復盤時間及正確復位率）,2020年9月19日,4、分組（GROUPING）,它與意義組塊不同，是指把時間空間上接近的一些項目分成一組。,如：008673188291459 與 008673188291459

9、00862162455783 與 00862162455783 00861062751187 與 00861062751187,又稱為時空組塊，其作用遠小于組塊。,2020年9月19日,（二）、容量有限的性質(zhì),1、從貯存空間有限來解釋，即存貯空間分為少數(shù)幾個槽道，信息就貯存在這些槽道內(nèi)。如果組塊數(shù)超過槽道數(shù)，超出的那部分信息就不能被短時記憶所容納，或者新進入的信息會被擠掉。 2、相反的觀點：短時記憶容量沒有一個固定的數(shù)值，它取決于一個項目復述所需要的時間長短，需要復述時間多的項目，容量就小，反之則大。 3、有人將短時記憶比作木工的工作臺，工作臺上放工具和材料，同時木工要在臺上操作, 臺上東西多

10、，操作空間就受限制，反之一樣。,2020年9月19日,（三）聽覺代碼和視覺代碼,1、感覺代碼 （1）聽覺代碼與AVL單元 編碼 (encoding) 對信息進行轉(zhuǎn)換，使之獲得適合于記憶系統(tǒng)的形式的加工過程。 代碼 (Code) 經(jīng)過編碼所產(chǎn)生的具體的信息形式。 研究表明，短時記憶的信息代碼主要是聲音代碼或聽覺代碼，即使刺激材料是以視覺形式呈現(xiàn)的，其代碼仍具有聽覺性質(zhì)，在短時記憶中出現(xiàn)形音轉(zhuǎn)換，而以聲音形式在短時記憶中保持或貯存。,2020年9月19日,Conrad 關于個體字母回憶錯誤研究,視覺呈現(xiàn)刺激與聽覺呈現(xiàn)刺激，所有刺激皆為6 個字母組成的一個字母序列，其中有的字母發(fā)音相似，如：C、V；

11、M、N；S、F。 刺激呈現(xiàn)完畢后，要求被試立即進行順序回憶，即嚴格按原先字母呈現(xiàn)的順序來回憶出這些字母。 比較回憶順序與字母呈現(xiàn)順序，統(tǒng)計出被試的回憶錯誤，結果見下表：,2020年9月19日,圖1：視覺呈現(xiàn)的字母回憶的混淆矩陣圖,刺 激 字 母,反 應 字 母,2020年9月19日,圖2：聽覺呈現(xiàn)的字母回憶的混淆矩陣圖,刺 激 字 母,反 應 字 母,2020年9月19日,AVL單元,鑒于字母、字詞的聽覺代碼和口語代碼都是不同形式的言語代碼，因此常將聽覺的(Auditory)、口語的(Verbal)、言語的(Linguistic) 代碼聯(lián)合起來，稱之為AVL單元。,2020年9月19日,短時記

12、憶有視覺代碼，字母的視覺代碼至少存在于短時記憶保持過程的初期，然后才出現(xiàn)字母的聽覺代碼。 對于大量的非語言材料而言，視覺代碼也許更為重要，因為視覺信息轉(zhuǎn)換為聲音，會丟失一些信息。,（2）視覺代碼,2020年9月19日,（3）感覺代碼與感覺記憶信息的區(qū)別,短時記憶的聽覺代碼和視覺代碼都屬于感覺代碼。 它比感覺信息要抽象，已經(jīng)排除刺激的某些物理特性或細節(jié)。 感覺記憶信息具有刺激的物理特性，即感覺記憶按感覺信息的原有形式進行直接的編碼。,2020年9月19日,2、語義代碼,短時記憶還有語義代碼，它是一種與意義有關的抽象的代碼，不帶有任何一個感覺道的特性。 實驗研究：Wickens 的前攝抑制設計。,

13、2020年9月19日,2、語義代碼,前攝抑制是先前學習對繼后學習和再現(xiàn)的干擾，先后學習的材料越相似，干擾作用越大。 其研究由連續(xù) 4 次試驗組成，在試驗 1 中實驗組和控制組均呈現(xiàn)同樣的 3 個字母，然后讓被試進行一項為時 20 秒的計算作業(yè)，以防止復述，之后要被試回憶這 3 個字母。接著進行試驗 2、3，程序與試驗 1 相同，只是每次呈現(xiàn)的字母不同。在試驗 4 中，呈現(xiàn)給實驗組的是 3 個數(shù)字，控制組仍是 3個字母，其余程序相同。 實驗結果見下圖：,2020年9月19日,圖3：自前攝抑制釋放的實驗,試 驗 次 數(shù),回 憶 率,2020年9月19日,Wickens 的前攝抑制實驗,Wicken

14、s將實驗組的回憶成績上升稱為“自前攝抑制釋放”。 這些結果表明，短時記憶可表征范疇意義，存在某種語義代碼，因而其貯存也受到前后材料的意義聯(lián)系的影響，否則就不會在應用同一范疇刺激（字母）時，出現(xiàn)強烈的前攝抑制； 也不會在應用另一范疇刺激（數(shù)字）時，出現(xiàn)“自前攝抑制釋放”。,2020年9月19日,Wickens 的前攝抑制實驗,Wickens 應用各種不同的范疇，如字詞數(shù)字、字詞字詞、男性女性等，都獲得類似的結果。 Shulman 應用探測法也為短時記憶的語義代碼提供了證據(jù)：讓被試看一張字表（如由10個字詞組成的字表），接著呈現(xiàn)一個詞即探測詞，要求被試將該探測詞與字表中的一個詞進行匹配。,2020

15、年9月19日,Shulman 的探測法實驗,匹配有兩種情況，一種是要求被試判斷探測詞是否與字表中的一個詞相同，即在詞表中出現(xiàn)過，這可稱為同一匹配； 另一種是要求被試判斷探測詞是否為字表中的一個詞的同義詞，稱為同義匹配。,2020年9月19日,Shulman 的探測法實驗,如：“工作、學習、運動、散步、交談、美麗、綠草、演講、開門、坐車”， 實驗表明：當要求被試進行同一匹配時，他們會將探測詞與字表中意義相似的一個詞混淆起來，誤認為探測詞是字表中的一個詞，而實際上它并未包含在字表中。 如字表中有“美麗”一詞，被試會將探測詞“漂亮”誤認為是字表中的詞，將“美麗”和“漂亮”兩個詞混淆。這種語義混淆說明

16、短時記憶中存在著語義代碼。,2020年9月19日,第三節(jié) 短時記憶信息的存儲,一、短時記憶信息的保持 刺激信息在短時記憶中,在沒有復述加工的情況下能夠保留多久? 彼得森的實驗:呈現(xiàn)三個字母組成的字母串,再呈現(xiàn)一個三位數(shù)的數(shù)字.被試的任務是記住這個字母串,同時還在看到數(shù)字后馬上進行減3的運算.如“P、S、Q”，“263” 實驗結果見下圖：,2020年9月19日,2020年9月19日,阻止復述后的短時記憶的遺忘速率,2020年9月19日,Peterson-Peterson方法,實驗證明：如果沒有復述短時記憶的信息將迅速遺忘。 其方法也得到廣泛的流傳，稱為“Peterson-Peterson方法”：

17、 即在呈現(xiàn)刺激和回憶之間插進干擾作業(yè)以阻止復述，要求要迅速地或盡快地作連續(xù)減數(shù)的運算并報告。,2020年9月19日, 有人(Murdock)做過類似的實驗，材料有所不同，除了用 3個輔音字母外，還用了另外兩類：一是由 3個字母構成的一個單詞，如CAT，一是 3個這樣的單詞。 此外增加了即時回憶項目。 結果如圖所示：,2020年9月19日,短時記憶中不同材料的遺忘速率,2020年9月19日,二、復述,1、復述是短時記憶的主要認知操作，它既能夠保持短時記憶中的內(nèi)容，又能夠?qū)Χ虝r記憶中的信息進行加工并輸入到長時記憶里 復述是信息在短時記憶中避免信息衰退和遺忘的最主要心理機制,2020年9月19日,二

18、、復述,復述是一種不出聲地對刺激信息進行重復默誦的內(nèi)部心理過程，可分兩種形式： 機械性復述或維持性復述（maintenance rehearsal） 精致性復述或整合性復述（elaborative rehearsal）：將短時記憶中的刺激信息進行分析，使之盡量與自己已有的知識與經(jīng)驗之間建立起某種內(nèi)在聯(lián)系,2020年9月19日,2020年9月19日,2、痕跡消退與干擾,遺忘的原因是什么？ 一種設想是既然復述能增強記憶痕跡，那么沒有復述，記憶痕跡將時間而自然消退或衰退； 另一種設想是阻止復述的作業(yè)對短時記憶中的信息發(fā)生干擾而導致遺忘。,2020年9月19日,2、痕跡消退與干擾,痕跡消退或干擾都可能

19、是遺忘的原因，問題是如何才能分開？ Waugh 和 Norman 的探測法實驗：呈現(xiàn)一系列數(shù)字，最后一個數(shù)字呈現(xiàn)時伴隨一個高頻純音，這最后一個數(shù)字稱為探測數(shù)字，它在前面只出現(xiàn)一次。 被試一旦聽到這個聲音，就把這個探測數(shù)字在前面出現(xiàn)位置的后邊一個數(shù)字回憶出來。,2020年9月19日,2、痕跡消退與干擾,如呈現(xiàn)的數(shù)字系列是：1234567899876543（星形表示純音），則探測數(shù)字是 3，它出現(xiàn)在第三個位置上，被試則應該把這個位置的后面一個數(shù)字 4 報告出來。 從應報告的數(shù)字的后面一個數(shù)字起，到最后一個數(shù)字，稱為間隔數(shù)字，也是起干擾作用的數(shù)字。,2020年9月19日,2、痕跡消退與干擾,上例中間

20、隔數(shù)字為 567899876543，共12個。呈現(xiàn)這些間隔數(shù)字所用的時間稱為間隔時間。 實驗的關鍵在于如何設置不同數(shù)量的間隔數(shù)字和間隔時間。,2020年9月19日,2、痕跡消退與干擾,根據(jù)記憶痕跡消退假說，保持的信息將隨間隔時間的延長而減少，而根據(jù)干擾說，保持的信息將隨間隔數(shù)字的增加而減少。 據(jù)此設計了兩種數(shù)字呈現(xiàn)速度：快速呈現(xiàn)為每秒 4個數(shù)字，慢速呈現(xiàn)為每秒 1個數(shù)字。,2020年9月19日,2、痕跡消退與干擾,這樣在間隔數(shù)字不變的條件下可以改變間隔時間；同樣也可以在間隔時間不變的條件下來改變間隔數(shù)字，例如間隔時間都是 1秒，快速呈現(xiàn)的間隔數(shù)字是 4個，而慢速呈現(xiàn)的間隔數(shù)字僅為 1個。 通過

21、這樣的巧妙安排，就可以分別考察間隔時間和間隔數(shù)字對遺忘的作用。實驗結果見圖：,2020年9月19日,干擾項目數(shù)量對短時記憶信息保持的影響,間隔數(shù)字,無論快速還是慢速呈現(xiàn)數(shù)字，正確回憶率都隨間隔數(shù)字或干擾項目的增加而減少，實驗結果支持干擾說。,2020年9月19日,三、工作記憶,短時記憶的三個主要功能：信息的暫時激活、信息的調(diào)控、信息加工容量的限制 巴德萊（Baddeley）和辛奇（Hitch）提出應該用工作記憶這一概念來取代短時記憶或短時存儲器的概念。 工作記憶解釋為某種形式的信息的暫時存儲并進行加工處理的過程，即具有加工處理信息與存儲信息的雙重功能,2020年9月19日,2020年9月19日

22、,第四節(jié) 短時記憶信息提取,將短時記憶中的項目回憶出來，或者當該項目再度呈現(xiàn)時能夠再認，都是短時記憶的信息提取,2020年9月19日,一、Sternberg 的經(jīng)典研究,1、實驗范式：相加因素法。 視覺呈現(xiàn)一列數(shù)字（識記項目，如5、8、7、3），相繼呈現(xiàn)，每個數(shù)字呈現(xiàn)時間為1秒2； 全部數(shù)字呈現(xiàn)完畢后2秒鐘，再呈現(xiàn)一個數(shù)字（測試項目）并同時開始計時， 要求被試判定測試數(shù)字是否是剛才識記過的，即是否包含在識記項目之內(nèi)。,2020年9月19日,一、Sternberg 的經(jīng)典研究,實驗變量為識記項目的數(shù)量，16個；以反應時為指標。識記項目得到貯存即成為記憶集（Memory set ),2020年9月

23、19日,2、平行掃描與系列掃描,Sternberg認為，人從短時記憶中提取信息來實現(xiàn)再認，需要將測試項目與當前記憶集中的項目進行比較，并判定是否與之匹配。 他由此提出兩個假設：,2020年9月19日,2、平行掃描與系列掃描,A、如果測試項目與記憶集中的全部項目同時進行比較，那么被試的反應時將不會隨識記項目數(shù)量或記憶集的大小而發(fā)生變化。他稱這種同時比較為平行掃描(Parallel scanning)，現(xiàn)也稱為平行搜索(Parallel search)或平行加工(Parallel processing)。 B、如果測試項目與記憶集中的諸項目一個個地進行比較，那么被試的反應時將隨識記項目增多或記憶集

24、增大而增加。他稱這種相繼比較為系列掃描(Serial scanning)，也稱為系列搜索(Serial search)或系列加工(Serial processing),2020年9月19日,圖： Sternberg的兩種假設實驗結果,A、平行掃描,B、系列掃描,2020年9月19日,圖： Sternberg實驗的實際結果,反應時MS,記憶集大小,2020年9月19日,一、Sternberg 的經(jīng)典研究,是一條上升的直線，可以認為短時記憶信息提取是逐個進行比較的，即進行系列掃描，進而提出一個模型來說明短時記憶信息提取過程。 短時記憶信息提取過程可分為相繼的階段，被試的反應時（RT）是各階段所用時

25、間的總和。這些階段為：,2020年9月19日,一、Sternberg 的經(jīng)典研究,（1）測試項目編碼，假設這個階段用 e 毫秒； （2）測試項目與記憶集中諸項目一個個地順序比較，假設每比較一次用 c 毫秒，如有N個項目，即需要作 cN 次比較，所用的時間為 cN； （3）作出決定和反應（后分為決策和反應組織兩個階段），假設用 d 毫秒。即可得：,2020年9月19日,一、Sternberg 的經(jīng)典研究,RT = e + cN+d 也可改為： RT = cN+ ( e + d ) 根據(jù)實驗結果計算出，c 38，e d 397，即： RT 38N397 即每比較一次需時 38 毫秒，而刺激編碼、作

26、出決定和反應共需 397 毫秒?？偟谋容^時間隨 N的增加而以一個恒定的數(shù)值增加。,2020年9月19日,3、從頭至尾的掃描( Exhaustive)與自我停止的掃描( Self-terminating),從頭到尾的系列掃描是指對記憶集中的全部項目都要順序檢查一遍，即將識記項目與記憶集中的每個項目都比較一次，然后才判定測試項目是否與記憶集中的一個項目相匹配，看它是否包含在記憶集中。 自我終止的系列掃描是指在記憶集中的同一項目匹配以后，就不再搜索下去。,2020年9月19日,3、從頭至尾的掃描( Exhaustive)與自我停止的掃描( Self-terminating),可以預見: 這兩種系列掃

27、描在“否”反應中有相同的反應時； 在“是”反應試驗中，前者反應時與“否”反應的相近，兩者的斜率相同； 后者“是”反應時的斜率是“否”反應時的一半。 模型見圖：,2020年9月19日,兩種系列掃描模型,A、從頭到尾的系列掃描,B、自我終止的系列掃描,2020年9月19日,3、從頭至尾的掃描( Exhaustive)與自我停止的掃描( Self-terminating),實際結果表明，“是”反應和“否”反應有著一樣的斜率。為什么在測試項目與記憶集中的一個項目已經(jīng)得到匹配后，還要繼續(xù)與其余項目比較下去呢？ Sternberg 認為比較過程和決策過程是分開的，并且比較過程非常迅速，決策過程則需時較多，

28、為求工作效率，與其在每次比較之后都要作一次判斷，不如在全部比較之后作一次判定更為省時。 許多人相繼利用各種不同的材料，如：字母、字詞、顏色、面孔圖等進行類似的實驗。,2020年9月19日,3、從頭至尾的掃描( Exhaustive)與自我停止的掃描( Self-terminating),被試有正常的兒童、大學生，也有精神分裂患者、吸毒者、腦損傷患者等。 結果表明，雖然不同的被試的反應時的擬合線的斜率和截距或可有一定的差別，但是其“是”反應和“否”反應的斜率的關系卻保持不變。兩者是一樣的。 利用視覺和聽覺進行同一感覺道和交叉感覺道的實驗，也得到與Sternberg一致的結果。,2020年9月19日,二、對Sternberg 模型的批評,1、識記項目太少，容易得到被試的反應時和識記項目數(shù)量的線性關系（ Sternberg 的實驗中只有6個識記項目）。如果用較長的識記項目，則可出現(xiàn)系列位置效應；當識記項目快速呈現(xiàn)并立即進行測試，也會出現(xiàn)首因效應和近因效應。 2、也可以用其它理論進行解釋，如加工能量有限的觀點。,2020年9月19日,三、直通模型(Direct access model),1、它認