心理旋转(1800字)

发表于:2016.4.18来自:www.ttfanwen.com字数:1800 手机看范文

表象——心理旋转

表象(Mental Image)亦称意象,是客观对象不在主体面前呈现时,在观念中所保持的客观对象的形象和客体形象在观念中复现的过程。表象不仅是一个人的映象,而且是一种操作,即心理操作可以以表象的形式进行,即形象思维活动。从这个意义上说,表象的心理操作、形象思维与概念思维可处于不同的相互作用中。在心理学中,表象是指过去感知过的事物形象在头脑中再现的过程。包括通常所说的记忆表象和想象表象。

心理旋转(mental rotation,又称心智旋转)是一种想象自我或客体旋转的空间表征动力转换能力,也是一种评定空间智能的重要标尺。或者说,第一,一个物体可以在我们的脑海中形成一个映像;第二,这个映像还可以进行旋转;第三,映像旋转的速度是相对恒定的。心理学家把这种物体映像旋转的现象叫做心理旋转。

Shepard及其同事于20世纪70年代初展开了“心理旋转”的研究。Shepard和Metzler在1971做了一个心理旋转的实验。在这个实验里,用速示器给被试成对的呈现图形,被试的任务是判定这两个图形是相同的还是不同的。每个图形都是由10个小方块连接起来组成的手柄形,看起来是立体的。这些成对的图形有3种情况。第一种情况是两个图形相同而方位不同,其中一个相对于另一个在平面上转动了一定角度,被试判定它为“相同”才是正确反应。第二种情况是两个图形相同,但其中一个图形在三维空间中旋转了一定角度,对它的正确反应也是“相同”。第三种情况为两个图形不同,它们是镜象对称的,对它们的正确判定是不同。这三种性质不同的图对随机的混在一起。实验时,每次呈现一个图对,要求被试尽快的作出异同的判定,记录反应时。

这个实验得到的结果表明,无论是平面对还是立体对,如果两个图形的形状和方位都相同,那么被试只需要一秒就能看出它们是相同的;然而当其中一个图形转动了一定角度,出现方位差后,反应时就增加了,反应时随方位差度数的增加而增加,两者成正比。不仅如此,从图中可以看出,平均反应时与方位差有着线性关系,反应时是随着方位差度数的增加以固定速率增加的。总体来看,平面对和立体对的实验结果几乎是一样的。

Shepard等认为,被试完成这种作业是不能依据图形的一些表面特征的,因为一对图形看起来相似,都有10个小方块和3个直角弯头,而且两个相邻的直角弯头间的方块数也是一样的,找不出两个图形在这些方面有什么明显差别。他们还排除了下列可能性:被试分别对两个图形进行分析,将每个图形的结构简化为某种类型的代码,然后再比较两个图形的代码,根据它们是否匹配而作出“相同”或“不同”的判定。例如,一个图形可以从一端开始,依照其方块数目和弯头的方向来表征为2R 2U 2L 1,即“两个方块,向右弯;两个方块,向上弯;两个方块,向左弯;一个方块”。 Shepard等认为,生成每一个图形的代码也许在某种程度上依赖于图形的绝对的方位,但两个图形是分别单独地受到分析的,生成两个图形的代码所需的时间绝不依赖于它们的相对方位,完成作业所需的时间不会随两个图形的方位差而变化。而实验结果却表明反应时与方位差有线性关系。并且,经过1600次实验后,被试仍不能认出任何单独的图形,而只能比较两个图形。这个结果也不支持上述代码比较的设想。

根据以上的实验结果,Shepard等指出,被试对两个图形作比较时,是在头脑里将一个图形转动到另一个图形的方位上来,然后依据匹配的情况再作出判

定。想象的转动或心理旋转成为这类比较的基础。并且这种这种旋转的速率是相对稳定的,每秒53°,所以两个图形的方位差越大,心理旋转所需的时间也越多,表现为反应时是两个图形方位差的线性函数。被试的报告也支持心理旋转的设想。他们通常说是先将左边的图形转动到使它上面的一条臂与右边图形的相应的臂平行,然后再通过想象将这样转动后的图形的另一端的伸展方向与右边图形的相应部分进行比较。被试的内省报告与反应时的数据是吻合的,都有利于承认心理旋转。实验结果还表明,被试既可以完成平面对的作业,也可以完成立体对的作业。这意味着表象可以表征画出来的物体的三维结构,而不仅是图形的二维特征;并且平面对和立体对的反应时数据包括反应时函数的斜率几乎是一样的,因而可以说,在三维空间中和二维平面上的转动都是同样易于想象的。Shepard等认为,他们确定了心理旋转这一事实,而且第一次实验证明了它具有上述的渐进性和空间性的特点。这个实验研究开创了表象研究的一个新方向,引导出一系列的研究。




第二篇:表象的心理旋转 4800字

表象的心理旋转

心理与认知科学学院 应用心理系 郑一帆10100320103

摘要 表象是大脑对客观事物的直观表征。20世纪70年代以来,关于表象的研究迅速发展,其中表象的心理旋转就是表象研究的一个重要方面。本实验使用不同角度及正反位的字母R,令被试对其做出正反的判断,按照减数法原理以反应时作为认知加工的指标验证心里旋转的存在。结果发现:当刺激偏离正位的度数越大,反应所需时间越多;在每个人的头脑里,都存在心理旋转过程。实验被试为华东师范大学应用心理系大二学生14人,男女各7人,20岁。 关键词: 表象 心理旋转 减法反应时

一 引言

表象是大脑对客观事物的直观表征。20世纪70年代以来,关于表象的研究迅速发展,其中表象的心理旋转就是表象研究的一个重要方面。心理旋转任务早20世纪30年代就被心理测量学家用以评定人们的空间智能(如“三山”问题)。但是直到19xx年,“心理旋转”这一概念才由Shepard等人明确提出, 也才开始了对心理旋转的信息加工机制研究。70年代初Cooper和Shepard用减数反应时试验证明了心理旋转的存在。Shepard和其同事以反应时和正确率为指标, 研究了两维和三维图形表征的心理旋转。结果发现, 心理旋转的平均反应时和方位差呈线性相关, 反应时是随着方位差度数的增加以固定速率增加, 最长反应时在旋转度为180度时。Shepard及其同事认为被试在完成任务过程中, 是把其中的一个图形表征旋转至另一图形表征的位置对二者加以匹配的, 即发生了心理旋转。反应时与方位差之间的线性关系表明心理旋转过程是一个持续的过程。这个过程与身体或客体的实际物理旋转过程相类似。Cooper和Shepard(1973)用不同倾斜角度的正的和反的字母,数码,对心理旋转作了进一步的研究。根据实验结果,他们认为:1.当样本为垂直的正位时,即旋转的角度为0度或360度,判断所需的时间较少,约为0.5秒;2.当样本作了不同角度的旋转反应随之增加,180度时反应时最长。3.随着样本的旋转度数的进一步增大,反应时反而减少。19xx年,Cooper和Shepard用同样的实验程序以多边形为实验材料,进行了另一个有前行信息的实验。结果发现,无论是否具有前行信息,被试都会进行心理旋转,其所需的时间随着样本偏离正位的度数而增加,呈线性关系。这个结果进一步证

实了心理旋转的存在。19xx年Wohlschiaeger等人对心理旋转与动力旋转关系的研究为心理旋转与物理旋转间的相似性提供了进一步的证据。他们用了一种干涉的方法: 被试在心理旋转的同时进行实际旋转。当两类旋转的轨迹不同时, 心理旋转能力受损。

心理旋转的神经机制也被发现,在认知神经科学研究领域内, 一般是以正常人、脑损伤患者、灵长类动物或小白鼠等的为对象来探讨心理旋转的神经机制, 并在研究过程中运用了多种神经-表象技术, 如功能磁共振成像术( fMRI)、脑电技术( EEG)和正电子发射层析照相术( PET)等。相研究结果表明顶叶、枕叶、额叶、动力皮层区在心理旋转过程中起重要作用。一些心理家还认为, 相对于言语的左脑半球优势而言, 右脑是心理旋转的优势半球。

本次试验采用PsyTech心理实验系统,被试为大二学生14人,男女各7名。实验材料为不同角度的正R和反R(镜像)图片,共有0°、60°、120°、180°、240°、300°正反共12种不同角度和方向的R。所得数据用SPSS进行处理。实验假设:(1)心理旋转存在性别差异 (2)心理旋转所需的时间随着样本偏离正位的度数而增加,呈线性关系。

二 方法

2.1 被试

华东师范大学应用心理系大二学生14 男女各7

2.2 仪器与器材

2.2.1仪器:计算机及PsyTech心理实验系统

2.2.2材料:不同方向的正R和反R(镜像)图片,共有0°、60°、120°、180°、240°、300°正反共12种不同角度和方向的R。

2.3实验程序

2.3.1登陆程序,选择“表象的心理旋转”,设置参数,进入实验。

2.3.2指导语:这是一个表象心理旋转的实验。下面屏幕要呈现的是一系列不同角度的字母正R和反R(镜像),请你使用1号反应盒对呈现的R作出反应。如果认为是正 R按“+”号键,认为是反R则按“-”号键,反应越快越好。当你明白了上述指导语后,请你点击下面的“正式实验”按钮开始实验。

2.3.3屏幕随机呈现不同角度的正向和反向R,被试对呈现的R作出正向还是反向

的判断。程序将自动记录反应时。

2.3.4 实验结束,数据将自动保存。实验者可直接查看结果,也可换被试继续实验,以后在主界面“数据”菜单中查看。

三 结果

表1被试平均反应时和正确率

0度 60度

544.36

95.29

619.07

95.21 120度 643.07 92.71 746.57 90.50 180度 860.43 89.29 911.93 90.43 240度 699.79 94.07 733.93 95.21 300度 542.00 95.14 647.64 98.79 正R反应时(毫秒) 496.71 正R正确率(%) 97.64 反R反应时(毫秒) 606.85 反R正确率(%) 95.21

表2 角度与反应时关系曲线

表象的心理旋转

表3性别与正反R的2*2因素方差分析

表象的心理旋转

由表得正反R与不同性别的反应时均无显著差异 四 讨论

4.1 本实验为什么使用反应时为指标对表象在人脑中的加工进行研究?如何通过反应时来解释表象的信息加工过程?

反应时在心理学研究中被广泛应用,反应时的快慢时常被作为衡量加工自动化程度、概念激活的水平以及注意需求量等指标。本实验中使用反应时作为指标可以通过减法反应时验证出心理旋转的存在,不同角度的反应时相减所得的即为心理旋转的时间。根据Shepard实验所得出结论心理旋转50度所需时间约为1秒。 4.2被试是否真实的感觉到在进行连续心理旋转?

角度较小时,发生心理旋转的时间仅为一两百毫秒,一般被试自身难以知觉到心理旋转的过程。但当角度变大,如180度时,有被试可以清晰的感受到自己的旋转加工。

4.3有其他相似研究以性别与正反位字母为因素,进行了2X2方差分析,统计结果表明,字母的正反位对于反应时有显著差异,男女性别差异不明显,即心理旋

转在认知中具有普遍性,人们在辨识有角度的字母时,都基本上采用了相似的旋转方式,以让其符合自己已有的知识。但本次重复试实验中并没有任何显著差异,原因可能为被试数量过少所致。 五 结论

1.证明了心理旋转确实存在,验证了库伯和谢帕德的结论 2. 在心理旋转实验中,180度时心理反应时间最长。 六 参考文献

1.杨治良.实验心理学.杭州:浙江教育出版社,1998,145-148 2.郭秀艳.实验心理学.北京:人民教育出版社,2004,200-209 3.王甦.认知心理学.北京:北京大学出版社,1992,213-225 附录 被试1

0度

60度 535 100 604 83 525 67 527 100 490 100 624 100 452

120度 673 83 495 67 621 83 945 83 638 100 669 100 486

180度 1047 83 843 83 926 100 1093 83 722 100 779 83 579

240度 505 100 686 100 525 100 611 100 580 100 492 100 545

300度 511 83 658 100 447 100 491 100 474 100 464 100 479

正R反应时(毫秒) 512 正R正确率(%)

100

反R反应时(毫秒) 474 反R正确率(%) 被试2

正R反应时(毫秒) 522 正R正确率(%)

100 100

反R反应时(毫秒) 663 反R正确率(%) 被试3

100

正R反应时(毫秒) 424 正R正确率(%)

100

反R反应时(毫秒) 427 反R正确率(%) 被试4

正R反应时(毫秒) 455

100

正R正确率(%) 100 100 586 100 387 100 556 100 447 100 649 100 497 67 614 67 704 100 580 100 675 100 518 100 83 636 100 572 100 595 100 595 100 775 67 809 83 887 100 590 100 708 100 539 83 588 83 50 709 67 863 100 923 100 853 83 1018 100 991 67 910 83 763 100 833 100 795 100 750 100 83 661 100 547 100 598 100 856 67 798 100 907 100 942 83 636 100 783 100 656 100 710 100 83 546 100 425 100 452 100 444 100 819 100 482 100 708 100 553 100 644 100 519 83 488 100 反R反应时(毫秒) 594 反R正确率(%) 被试5

正R反应时(毫秒) 372 正R正确率(%)

100 67

反R反应时(毫秒) 512 反R正确率(%) 被试6

100

正R反应时(毫秒) 456 正R正确率(%)

100

反R反应时(毫秒) 695 反R正确率(%) 被试7

正R反应时(毫秒) 617 正R正确率(%)

100 83

反R反应时(毫秒) 781 反R正确率(%) 被试8

正R反应时(毫秒) 534 正R正确率(%)

100 83

反R反应时(毫秒) 665 反R正确率(%) 被试9

100

正R反应时(毫秒) 402 正R正确率(%)

100

反R反应时(毫秒) 608 反R正确率(%) 被试10

100

正R反应时(毫秒) 440 正R正确率(%)

100

573 100 547 100 380 100 705 100 739 100 852 100 488 100 575 83 729 100 730 100

627 100 579 100 561 100 709 100 692 83 1313 67 527 100 781 100 1073 100 772 100

692 100 692 100 748 100 589 100 952 100 1599 67 996 67 820 100 1119 100 1209 100

611 100 627 100 652 100 590 100 1001 100 1114 50 738 67 633 100 1038 100 1030 100

620 100 614 100 539 83 616 100 893 100 1009 83 488 100 721 100 1161 100 837 100

反R反应时(毫秒) 455 反R正确率(%) 被试11

正R反应时(毫秒) 619 正R正确率(%)

100 100

反R反应时(毫秒) 599 反R正确率(%) 被试12

正R反应时(毫秒) 516 正R正确率(%)

67 100

反R反应时(毫秒) 675 反R正确率(%) 被试13

100

正R反应时(毫秒) 359 正R正确率(%)

100

反R反应时(毫秒) 541 反R正确率(%) 被试14

正R反应时(毫秒) 716 正R正确率(%)

100 100

反R反应时(毫秒) 807 反R正确率(%)

100

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