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user: 3. 实验——长时记忆对言语工作记忆容量的影响 本实验主要解决问题：长时记忆信息是否可以使工作记忆的容量增大？在材料选取上我们选择了日常生活中常用的手机模板。手机模板数字固定的成绩受到长时记忆、空间布局的影响，假设两者会同时促进言语工作记忆任务；手机模板数字随机的成绩受到空间布局的影响，促进言语工作记忆任务，同时会受到与长时记忆冲突的影响，削减言语工作记忆成绩；手机模板符号随机只受到空间布局的影响，设为基线条件。如果手机模板数字固定的成绩高于手机模板数字随机，则说明长时记忆促进了言语工作记忆成绩。 3.1. 实验前测 实验前测目的：探测被试的工作记忆成绩。 3.1.1. 被试 随机选取38名本科生和研究生(男生12人，女生26人)，年龄在20~25岁之间，平均年龄23.5岁，裸视或矫正视力正常，均未参加过类似实验，自愿参加本实验，实验之后给予相应的报酬。 3.1.2. 实验设计 2 × 4混合设计，因素一为序列呈现的数目，分为5，6，7，8四个水平，为被试内变量；因素二为呈现的刺激，包括0~9的数字和10个符号(实验材料中详述)，为被试间变量。因变量记录被试的正确率。 3.1.3. 仪器与材料 实验程序采用E-Prime2.0进行编程。实验在微亮的单间隔音实验室里进行，刺激呈现在IBM Pentium IV型计算机的17寸液晶显视器上，屏幕背景为银灰色(下同)。 实验材料包括0~9的十个数字，· (点)，+ (加)，－ (减)，× (乘)，÷ (除)，← (左)，↑ (上)，→ (右)，↓ (下)，○ (圆)十个符号，均为Arial22号字体，放在边长为39像素，颜色为绿色的正方形方格中。 3.1.4. 实验程序 本实验主要采用序列呈现范式。实验前先让符号组被试正式学习符号材料，主试检查编码无误后开始进行实验。 首先在屏幕中心呈现注视点“+”1000 ms，然后屏幕中央序列呈现记忆目标，每个记忆目标呈现时间为500 ms，每两个目标间会有500 ms的灰屏掩蔽，每个试次中的记忆目标不会重复，呈现完成后会在屏幕上出现“请按顺序回忆”，要求被试按顺序输入刚才呈现的目标，记录被试的正确率(提前在键盘上贴上符号)。反应完1000 ms之后自动进入下一次试验。 实验中4种呈现数目随机出现，每种条件有24次试验，每个被试共需完成96次试验，正式实验之前有至少12次练习，直至完全掌握实验的操作。 3.2. 实验1——长时记忆对工作记忆成绩的影响 实验目的：探讨长时记忆对工作记忆成绩的影响。 3.2.1. 被试 与前测阶段采用同一批被试。 3.2.2. 实验设计 本实验采用3 × 4两因素混合设计。因素一为刺激呈现方式，有3个水平：手机模板数字固定、手机模板数字随机、手机模板符号随机，为被试间变量；因素二为序列刺激集合大小，有4种水平：序列呈现5个目标，序列呈现6个目标，序列呈现7个目标，序列呈现8个目标，为被试内变量。因变量为序列回忆的正确率。 3.2.3. 实验材料 实验材料如图1所示，包括手机模板数字固定、手机模板数字随机、手机模板符号随机三种材料。 图1. 三种不同手机模板材料 1) 手机模板数字固定 注视点1000 ms后，屏幕中央会出现一个手机键盘(长557像素，宽113像素)，0~9 (Arial22号字体)这10个数字按正常顺序分布在键盘上。500 ms后手机模板上会随机出现一个数字变绿，呈现时间为500 ms，被试要记住这个数字，接着呈现500 ms掩蔽，然后再随机有一个数字变绿500 ms，按照这种方式一直呈现完5个(或6，7，8个)数字，最后呈现“请按顺序回忆”，要求被试按顺序回忆刚才变绿的数字并输入，记录被试的正确率。 2) 手机模板数字随机 注视点1000 ms后，屏幕中央会出现一个手机键盘(长557像素，宽113像素)，0~9 (Arial22号字体)这10个数字在键盘上随机排列。500 ms后手机模板上会随机出现一个数字变绿，呈现时间为500 ms，被试要记住这个数字，接着呈现500 ms掩蔽，然后再随机有一个数字变绿500 ms，按照这种方式一直呈现完5个(或6，7，8个)数字，最后呈现“请按顺序回忆”，要求被试按顺序回忆刚才变绿的数字并输入，记录被试的正确率。 3) 手机模板符号随机 程序同手机模板数字随机，只是键盘上出现的是“·，+，－，×，÷，←，↑，→，↓，○”10个符号，随机排列在键盘上。 3.2.4. 实验程序 实验中4种序列刺激集合随机出现，每种条件有24次试验，每个被试共需完成96次试验，正式实验之前有至少12次练习，直至完全掌握实验的操作。 3.2.5. 结果与分析 本论文的数据均通过SPSS 16.0统计软件包进行处理。本实验主要采用正确率作为因变量进行分析。实验1a的正确率平均数和标准差如表1所示。 Table 1 Accuracy rate of different number of targets presented by sequence under three presentation modes (M ± SD 固定 随机 符号 5 0.95 ± 0.08 0.96 ± 0.08 0.84 ± 0.19 6 0.90 ± 0.12 0.94 ± 0.08 0.61 ± 0.17 7 0.84 ± 0.17 0.72 ± 0.16 0.31 ± 0.22 8 0.70 ± 0.16 0.62 ± 0.16 0.17 ± 0.15 表1. 序列呈现不同数目的目标在三种呈现方式下的正确率(M ± SD) 4 × 3混合设计方差分析表明，不同呈现方式主效应显著，F(2， 35) = 40.34，p < 0.01，事后检验表明，ACC固定 > ACC符号(p < 0.01)，ACC随机 > ACC符号(p < 0.01)。由以上统计结果可以发现符号任务难度大于数字任务，作为基线并不合适，所以在以下的统计结果中将其删除。进行4 × 2混合方差分析，结果表明，同时呈现数目主效应显著，F(3， 105) = 41.31，p < 0.01，ACC5 > ACC6 > ACC7 > ACC8，同时呈现数目与呈现方式交互作用显著，F(6， 105) = 3.16，p < 0.05。为了揭示交互作用的实质，我们进一步进行了简单效应分析。结果发现在同时呈现7个项目时，手机固定数字和手机随机数字差异边缘显著，F(1， 27) = 3.98，p = 0.056。通过图2我们可以直观地看出序列刺激数目与呈现方式的这种交互作用。 图2. 固定数字和随机数字在不同呈现数目下的正确率 通过上述结果分析，似乎在同时呈现数目为7时手机模板数字固定对工作记忆产生促进作用，为了更清楚的了解手机模板是否对工作记忆产生了影响，我们将固定和随机条件下每个被试在实验1 (有模板)中的正确率减去前测(无模板)中的正确率，进行2 × 4混合方差分析，结果表2：序列刺激数目与呈现方式的交互作用显著，F(6， 102) = 2.84，p < 0.05。 Table 2 Accuracy difference of three groups of subjects with or without template (M ± SD 固定 随机 M5-N5 0.00 ± 0.11 0.01 ± 0.08 M6-N6 −0.05 ± 0.13 0.00 ± 0.08 M7-N7 0.11 ± 0.18 0.01 ± 0.10 M8-N8 0.07 ± 0.181 −0.04 ± 0.18 表2. 三组被试有无模板条件下的正确率之差(M ± SD) 在序列刺激项目的不同水平下，我们对两种呈现方式进行了简单效应分析，结果发现，当同时呈现7个项目时，固定条件和随机条件差异边缘显著，F(1， 27) = 4.06，p = 0.054。图3可以让我们更直观的看出这种交互作用。 图3. 三组被试有无模板的正确率之差 3.2.6. 分析与讨论 通过上述统计结果发现当同时呈现7个项目时，手机模板数字固定的正确率大于手机模板数字随机，而且差异边缘显著，初步证实了实验假设。按照此种逻辑推理应该是同时呈现的数目越多，长时记忆的促进作用越明显，但是没有发现这种效应。分析原因可能是因为实验材料过于粗糙，手机模板的形象性太差，为此我们在实验2中进行了改进。而且这种差异有可能是长时记忆对工作记忆的促进产生的，也可能是抑制作用产生的，或者是两者共同作用，这需要再接下来的实验中进一步探讨。通过实验1发现基线选择不恰当，符号的记忆任务比数字难，所以在实验2中我们重新选择了模板。 3.3. 实验2——长时记忆对言语工作记忆的影响 实验目的：探讨实验1中出现的固定与随机的差异是由于长时记忆的促进产生的还是由于抑制产生的或者两者同时发挥了作用？ 3.3.1. 被试 随机选取18名本科生和研究生(男生6人，女生12人)，年龄在19~24岁之间，平均年龄22.3岁，裸视或矫正视力正常，均未参加过类似实验，自愿参加本实验，实验之后给予相应的报酬。 3.3.2. 实验设计 3 × 3被试内设计，因素一为同时呈现数目，分为4，6，8三个水平；因素二为刺激呈现方式，包括手机模板数字固定、手机模板数字随机和无模板三个水平。因变量记录被试的正确率和反应时。 3.3.3. 仪器和材料 本实验的仪器和编程软件与实验1相同。实验中使用的手机模板大小为237 × 494像素。0~9的十个数字均为Arial22号字体，图片大小为59 × 37像素。 3.3.4. 实验程序 本实验主要采用延迟匹配范式。根据实验任务的要求分3个Block进行。 1) 手机模板数字固定 首先在屏幕中心呈现注视点“+”500 ms，然后屏幕中央呈现手机模板，键盘上会随机出现4个(或6个，8个) 0~9的不重复数字，这些数字出现在键盘的正确位置上，500 ms后会有900 ms的灰屏掩蔽，之后会在屏幕中央再次出现手机模板，上面只有一个数字，且出现在正确的位置上，被试的任务是判断该数字是否有在之前出现过，如果是按“F”键，否则按“J”键。 2) 手机模板数字随机 首先在屏幕中心呈现注视点“+”500 ms，然后屏幕中央呈现手机模板，键盘上会随机出现4个(或6个，8个) 0~9的不重复数字，这些数字在键盘上的位置是随机的，500 ms后会有900 ms的灰屏掩蔽，之后会在屏幕中央再次出现手机模板，上面只有一个数字，且位置是随机的，被试的任务是判断该数字是否有在之前出现过，如果是按“F”键，否则按“J”键。 3) 无模板 首先在屏幕中心呈现注视点“+”500 ms，然后屏幕上会随机出现4个(或6个，8个) 0~9的不重复数字(出现的位置与有模板条件下匹配)，这些数字的排列顺序是随机的，500 ms后会有900 ms的灰屏掩蔽，之后会在屏幕中央出现一个数字，被试的任务是判断该数字是否有在之前出现过，如果是按“F”键，否则按“J”键。 根据刺激呈现方式的不同，实验分三个Block进行，采用被试间拉丁方顺序进行平衡。每个Block都先进行练习，直到被试完全理解实验要求并且正确率达到80%以上进入正式实验。每个Block中有四种刺激数目条件，每个条件有30次试验，这些试验中均有一半的反应为“是”，一半的反应为“否”。在每两个Block之间休息1分钟。 3.3.5. 结果与分析 1)正确率分析 同时呈现不同数目刺激在三种呈现方式下的正确率成绩如表3所示。以刺激呈现数目和呈现方式为自变量的3 × 3被试内方差分析表明，同时呈现数目主效应显著，F(2， 34) = 96.1，p < 0.01。事后检验表明，其正确率的排列顺序为：ACC4 > ACC6 > ACC8。不同呈现方式主效应显著，F(2， 34) = 14.11，p < 0.01.事后检验表明，其正确率的排列顺序为：ACC固定 > ACC随机 > ACC无模板。同时呈现数目与不同呈现方式交互作用显著，F(4， 68) = 6.36，p < 0.01。为了更好的揭示这种交互作用的实质，进行了简单效应检验。 Table 3 Accuracy rate of presenting different number of stimuli simultaneously under different presentation modes (M ± SD 固定 随机 无模板 4 0.97 ± 0.03 0.98 ± 0.02 0.96 ± 0.04 6 0.93 ± 0.04 0.93 ± 0.05 0.86 ± 0.06 8 0.88 ± 0.06 0.78 ± 0.09 0.78 ± 0.11 表3. 不同呈现方式下同时呈现不同数目刺激的正确率(M ± SD) 呈现方式在呈现数目三个水平上的简单效应检验表明，同时呈现6个时三种呈现方式差异显著，F(2， 34) = 19.6，p < 0.01，固定数字组和随机数字组的正确率均高于无模板组；同时呈现8个数字时，F(2， 34) = 7.66，p < 0.01，固定组的正确率高于随机数字组和基线组，随机组和无模板组差异不显著。但是我们可以发现同时呈现6个和8个数字时，随机组和无模板组的正确率差异变小，随机组的正确率下降的更快。可以通过图4直观的描述出来。 图4. 不同呈现方式在同时呈现不同数字条件下的正确率 2) 反应时分析 同时呈现不同数目刺激在三种呈现方式下的反应时如表4所示。以刺激呈现数目和呈现方式为自变量的3 × 3被试内方差分析表明，同时呈现数目主效应显著F(2， 34) = 27.49，p < 0.01。事后检验表明，RT4 < RT6 < RT8 (p < 0.05)。呈现方式主效应显著，F(2， 34) = 22.06，p < 0.01，事后检验表明，RT固定 > RT随机 > RT基线(p < 0.01)。同时呈现数目与呈现方式交互作用显著，F(4， 68) = 2.78，p < 0.05。为了更好的揭示这种交互作用的实质，需要进行两个方向的简单效应检验。 Table 4 Accuracy rate of presenting different number of stimuli simultaneously under different presentation modes (M ± SD 固定 随机 无模板 4 878 ± 184 772 ± 111 701 ± 80 6 901 ± 143 860 ± 175 810 ± 140 8 1018 ± 194 947 ± 230 841 ± 153 表4. 不同呈现方式下同时呈现不同数目刺激的反应时的正确率(M ± SD) 呈现方式在呈现数目三个水平上的简单效应检验表明，对三种呈现数目而言，三种呈现方式的简单效应均显著，同时呈现4个时，三种呈现方式差异显著，F(2， 34) = 21.4，p < 0.01，固定与随机差异显著F(1， 17) = 12.82，p < 0.01。固定与基线差异显著F(1， 17) = 29.07，p < 0.01，随机与基线差异显著F(1， 17) = 18.4，p < 0.01；同时呈现6个时，三种呈现方式差异显著，F(2， 34) = 8.01，p < 0.01，固定与基线差异显著F(1， 17) = 24.05，p < 0.01随机与基线差异显著F(1， 17) = 4.94，p < 0.01，同时呈现8个时，三种呈现方式差异显著，F(2， 34) = 12.69，p < 0.01。固定与基线差异显著F(1， 17) = 31.74，p < 0.01。随机与基线差异显著F(1， 17) = 8.93，p < 0.01。图5可以让我们更为直观的了解这种交互作用。 图5. 三种呈现方式在同时呈现不同数字条件下的RT 3.3.6. 分析与讨论 通过正确率的分析结果我们发现，同时呈现4个数字时，三种呈现方式的正确率差异不显著，4个数字在个人的记忆容量范围内，这个时候长时记忆不需要发挥作用。但是随着记忆数目的增加，当同时呈现6个数字时，固定模板和随机模板均高于无模板条件下，长时记忆已经开始发挥作用，固定数字模板的正确率显著高于基线，可以说这种正确率的提高是由长时记忆的促进作用产生的；而同时呈现6个数字时，随机数字模板的正确率也高于基线水平，可能是因为其抑制作用还没有表现出来(或者是其抑制作用还不足于抵消掉单纯的工作记忆)；但是当同时呈现8个数字时，模板随机的正确率下降速度显著快于无模板组和模板固定组，这个时候模板随机数字与无模板组相比正确率已经持平，这种快速的下降速度可能是由于长时记忆的抑制作用产生的。 所以根据此正确率的结果分析我们可以得出以下结论：当同时呈现的数字超出被试的工作记忆容量范围时，手机模板固定数字对数字工作记忆存在促进作用，手机模板随机数字对数字工作记忆存在抑制作用。 通过反应时的分析我们可以发现固定数字的反应时始终大于基线和随机数字条件，那么为什么会出现这样的情况呢？我们猜测可能是因为长时记忆提取需要一定的时间。当长时记忆提取面临干扰时，不仅存在对目标信息的激活机制，也存在对干扰信息的主动抑制机制。并且在某些记忆提取任务中，提取过程是控制性的。