（发展与教育心理学专业论文）执行功能与基于规则类别学习的关系.pdf

执行功能与基于规则类别学习的关系 摘要 近三十年来，发展心理学领域出现了许多关于执行功能的研究，这是目前国内外心 理学领域研究的一个热点。很多研究者都认为执行功能是一个具有广阔理论前景和应用 前途的研究领域。在认知领域的研究中，类别学习一直备受心理学家关注。对事物进行 正确地、合理地分类是人们的一项基本认知技能，我们可以通过分类获得记忆资源，进 行交流理解，并根据以往的经验对新刺激信息的特征和行为进行预测和解释。已有的研 究结果表明，执行功能与学习能力有密切关联。而基于规则类别学习也是一种学习能力， 它应该也与执行功能有一定的关系。 本研究主要选用六个经典的执行功能测量任务和一个基于规则类别学习的测量任 务，对浙江某高校的8 0 名大一学生进行测试，考察了工作记忆、认知灵活性和抑制控制 与基于规则类别学习之间的关系。研究运用s p s s l 6 0 数据处理软件包对执行功能任务和基 于规则类别学习任务的测量结果进行了相关分析和回归分析。研究结果显示： ( 1 ) 工作记忆、认知灵活性、抑制控制与基于规则类别学习的f 确率有显著的f 相关，与反应时有显著的负相关。即工作记忆容量越大、认知灵活性和抑制控制能力越 好，基于规则类别学习学习的正确率越高，反应时越短。 ( 2 ) 认知灵活性是预测基于规则类别学习能力的较好的指标。具体地说，言语记 忆广度任务、词类转换任务、色i 亩 s t r o o p 任务和数字转换任务的成绩对基于规则类别学 习的正确率的预测力分别为7 9 、6 7 4 、3 7 、8 8 7 ；词类转换任务和数字转换任务 的成绩对基于规则类别学习的反应时的预测力分别为4 1 7 、5 5 8 。 关键词：执行功能：基于规则类别学习；工作记忆；认知灵活性；抑制控制 t h er e l a t l 0 n s h i po fe x e c u t i v ef u n c t i o na n d r u l e b a s e dc a t e g o r yl ear n 田n g a bs t r a c t n e a r l yt h r e ed e c a d e s ，t h e r eh a v eb e e nm a n ys t u d i e so ne x e c u t i v ef u n c t i o ni nt h ef i e l do f d e v e l o p m e n t a lp s y c h o l o g y e x e c u t i v ef u n c t i o ni sah o tt o p i co ft h ep r e s e n tr e s e a r c hi nt h ef i e l do f p s y c h o l o g y m a n yr e s e a r c h e r sa g r e et h a te x e c u t i v ef u n c t i o ni sab r o a dt h e o r e t i c a lp r o s p e c t sa n d f u t u r ea r e a so fr e s e a r c h c a t e g o r yl e a r n i n gh a sb e e nc o n c e r n e db yp s y c h o l o g i s ti nt h ea r e a so f r e s e a r c hi nc o g n i t i v e r e a s o n a b l ec l a s s i f i c a t i o no ft h i n g si sab a s i cc o g n i t i v es k i l l so ft h ep e o p l e ， w ec a no b t a i nm e m o r yr e s o u r c e sa n dc o m m u n i c a t et ou n d e r s t a n d ，p r e d i c ta n de x p l a i nt h en e w s t i m u l u sc h a r a c t e r i s t i c sa n db e h a v i o rb a s e do np a s te x p e r i e n c eb yc a t e g o r y e x i s t i n gr e s e a r c h r e s u l t ss h o wt h a tt h e r ei sac l o s ea s s o c i a t i o nb e t w e e ne x e c u t i v ef u n c t i o na n dl e a r n i n ga b i l i t y r u l e b a s e dc a t e g o r yl e a r n i n gi sa l s oak i n do fl e a r n i n ga b i l i t y , s ot h e r ei sa na s s o c i a t i o nb e t w e e n t h er u l e b a s e dc a t e g o r yl e a r n i n ga n de x e c u t i v ef u n c t i o nr e l a t e d i nt h ep r e s e n ts t u d y , w eh a v ea d o p t e dt h em e a s u r e m e n to fs i xc l a s s i ce x e c u t i v ef u n c t i o n m e a s u r e m e n tt a s k sa n dar u l e b a s e dc a t e g o r yl e a r n i n gt a s k a n dt e s t e do nt h e8 0f r e s h m a no fa z h e j i a n gu n i v e r s i t ya sar e s e a r c ho b j e c t ，t od i s c u s s e st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nw o r k i n gm e m o r y , c o g n i t i v ef l e x i b i l i t ya n di n h i b i t i o nt h ec o n t r o la n dr u l e b a s e dc a t e g o r yl e a r n i n g i nt h ep r e s e n t s t u d y , w ec o n d u c t e dac o r r e l a t i o na n a l y s i sa n dr e g r e s s i o na n a l y s i sf o rt h ee x e c u t i v ef u n c t i o nt a s k a n dr u l e - b a s e dc a t e g o r yl e a r n i n gt a s kr e s u l t so fc o r r e l a t i o na n a l y s i sa n dr e g r e s s i o na n a l y s i sb y u s i n gs p s sl6 0d a t ap r o c e s s i n gs o f t w a r ep a c k a g e t h er e s u l t ss h o w e d t h a t ： ( 1 ) t h e r ei sav e r yh i g hp o s i t i v ec o r r e l a t i o nb e t w e e nw o r k i n gm e m o r y , c o g n i t i v ef l e x i b i l i t y , i n h i b i t o r yc o n t r o la n dr u l e b a s e dc a t e g o r yl e a r n i n gc o r r e c tr a t e ，a n dav e r yh i g hn e g a t i v e c o r r e l a t i o nb e t w e e nw o r k i n gm e m o r y , c o g n i t i v ef l e x i b i l i t y , i n h i b i t o r yc o n t r o la n dr u l e b a s e d c a t e g o r yl e a r n i n gr e s p o n s e t h a ti s ，i ft h ei n d i v i d u a l sw o r k i n gm e m o r yi sg r e a t e rc a p a c i t y , c o g n i t i v ef l e x i b i l i t ya n di n h i b i t o r yc o n t r o li st h eb e u e l s ot h eh i g h e rt h er u l e - b a s e dc a t e g o r yl e a r n f r o mt h ec o r r e c tr a t e ，t h es h o r t e rt h er e a c t i o nt i m e a b s t r a c t ( 2 ) c o g n i t i v ef l e x i b i l i t yi sab e t t e ri n d i c a t o ro ft h ep r e d i c t i o nr u l e b a s e dc a t e g o r yl e a r n i n g a b i l i t y s p e c i f i c a l l y , t h ep r e d i c t i v ep o w e ro ft h ev e r b a lm e m o r ys p a nt a s k ，p a r t so fs p e e c h c o n v e r s i o nt a s k s ，c o l o r - w o r ds t r o o pt a s k ，a n dd i g i t a lc o n v e r s i o nt a s kr e s u l t st h ec o r r e c tr u l e b a s e d c a t e g o r yl e a r n i n gr a t ew e r e7 9 ，6 7 4 ，3 7 ，8 8 7 ；t h ep r e d i c t i v ep o w e ri nt h ep a r t so f s p e e c hc o n v e r s i o nt a s k sa n dt h er e s u l t so ft h ed i g i t a lc o n v e r s i o nt a s k sr u l e b a s e dc a t e g o r y l e a r n i n g ，r e a c t i o nt i m ew e r e4 1 7 ，5 5 8 k e yw o r d s ：e x e c u t i v e f u n c t i o n ；r u l e b a s e dc a t e g o r yl e a r n i n g ；w o r k i n gm e m o r y ；m e n t a l f l e x i b i l i t y ；i n h i b i t o r yc o n t r o l 目录 摘要i a b s t r a c t i i 目录i v 弓i言1 第一部分文献综述2 l 执行功能与基于规则类别学习的概念的概述2 1 1 执行功能的概念2 1 1 1 国外研究者对执行功能的概念的界定2 1 。1 2 国内研究者对执行功能的概念的界定3 1 2 基于规则类别学习的概念3 2 执行功能的大脑机制4 3 执行功能的结构4 4 执行功能的子成分5 4 1 工作记忆5 4 2 认知灵活性6 4 3 抑制控制7 5 有关执行功能与基于规则类别学习的理论8 5 1 执行功能的理论8 5 1 1 工作记忆理论8 5 1 2 抑制控制理论9 5 1 3 高级认知能力理论9 5 1 4 问题解决模型1 0 5 2 基于规则类别学习的理论1 0 5 2 1 假设检验说1o 5 2 2 定义属性理论1 0 6 有关执行功能和基于规则类别学习的研究1 l 6 1 执行功能与基于规则类别学习的神经心理学方面研究1 1 6 2 执行功能与学习能力的相关研究一1 2 6 3 有关工作记忆与基于规则类别学习的研究1 3 6 3 1 工作记忆与基于规则类别学习的神经一t l , 理学研究1 3 6 3 2 工作记忆与基于规则类别学习的行为实验研究1 4 第二部分问题提出1 5 第三部分理论价值与实践意义1 6 1 理论价值1 6 2 实践意义1 6 i v 目录 第四部分研究设计1 7 1 研究目的1 7 2 研究方法17 2 1 被试1 7 2 2 研究材料17 2 2 1 基于规则类别学习的测量1 7 2 2 1 执行功能子成分的测量1 8 2 3 研究程序2 1 第五部分结果与分析2 3 1 工作记忆与基于规则类别学习的相关分析的结果与分析2 3 1 1 相关分析的结果2 3 1 2 结果分析2 4 2 认知灵活性与基于规则类别学习的相关分析的结果与分析2 5 2 1 相关分析的结果2 5 2 2 结果分析2 6 3 抑制控制与基于规则类别学习的相关分析的结果与分析2 6 3 1 相关分析的结果2 6 3 2 结果分析一2 8 4 多元回归分析的结果与分析2 8 4 1 多元回归分析的结果2 8 4 2 结果分析3 0 第六部分讨论3 2 l 执行功能与基于规则类别学习的关系3 2 1 1 工作记忆与基于规则类别学习的关系3 2 1 2 认知灵活性与基于规则类别学习的关系3 4 1 3 抑制控制与基于规则类别学习的关系3 5 2 对教育的启示3 7 3 研究的不足及展望3 7 第七部分结论3 9 参考文献4 0 附录一言语记忆广度任务的材料4 5 附录二数字计算广度任务材料片段4 7 附录三色词s t r o o p 任务材料片段4 7 攻读学位期问取得的研究成果4 8 致谢4 9 浙江师范大学学位论文独创性声明5 0 学位论文使用授权声明5 0 引言 2 0 世纪8 0 年代以来，发展心理学领域出现了许多关于执行功能的研究，这是目前国内 外发展心理学领域研究的一个热点( 岳珍珠，周晓林2 0 0 4 ) 。很多研究者都认为执行功能 ( e x e c u t i v ef u n c t i o n ，e f ) 是一个具有广阔理论前景和应用前途的研究领域。虽然心理学家 对执行功能的本质进行了大量的研究，并对执行功能的内涵和外延做了不同的表述，但是 到目前为止，它还没有一个明确的概念。尽管关于执行功能的研究最早源于国外，近几年 它才在国内逐渐发展起来，但是2 0 0 4 年的心理科学进展为“执行功能”开辟了研讨专 栏，中国心理学会发展心理学专业委员会于2 0 0 4 年的珠海会议上提出，将“执行功能”这 一研讨专题作为2 0 0 5 年年会的重要议题。这次会议掀起了人们对“执行功能”的更深、更 大的研究热潮。此外，在认知领域研究中，类别学习一直备受心理学家关注。对事物进行 正确的合理的分类是人们的一项基本认知技能，我们可以通过分类获得记忆资源，进行交 流理解，并根据以往的经验对新刺激信息的特征和行为进行预测和解释。类别学习分为基 于规则类别学习和信息整合类别学习两大类。基于规则类别学习是一种最常用的类别学习， 研究基于规则类别学习对人类有很重要的影响。已有的研究的表明，执行功能与学习有密 切的关系( 刘昌，2 0 0 4 ；王国恩，2 0 0 5 ：李美华，2 0 0 6 等) ，而基于规则类别学习也是一种学 习，它应该也与执行功能有一定的关系。然而，目前还没有人探讨它们之间到底存在什么 样的关系，该研究就想探讨这个问题。 第一部分文献综述 1 执行功能与基于规则类别学习的概念的概述 1 1 执行功能的概念 “执行功能”这一概念最初来源于神经心理学领域对前额叶皮层( p f c ) 损伤病人的 研究，前额叶皮层的缺损会引起一系列神经心理活动的损伤，例如计划、概念形成、抽象 思维、决策、认知灵活性、监控自身动作等方面的缺损，这些神经心理活动的缺损对应的 一系列能力就是“执行功能”这一专业术语最原始的含义( 罗琳琳，周晓林2 0 0 4 ) 。由于这 一系列能力几乎都与前额叶皮层相关联，所以在传统上研究者通常将执行功能与前额叶皮 层这两个专业术语等同使用。随着执行功能及其相关领域的研究不断深入，研究者们发现 前额叶皮层的功能与执行功能并不能完全等同。额叶是一个非常大、非常复杂的脑区域， 它不仅涉及到执行功能，还涉及到其他一系列的认知加工过程；执行功能也不仅仅需要前 额叶皮层的一些脑区域的激活，它还需要边缘系统等其他皮层区部位的激活( z e l a z o 2 0 0 2 ) 。 神经心理学家认为，对刺激信息进行加工、协调、整合以及控制复杂的认知活动需要前额 叶皮层和其他的新皮层的共同活动，大脑的这种调节和控制能力指的是执行功能 ( m o r g a n 2 0 0 0 ) 。 1 1 1 国外研究者对执行功能的概念的界定 随着人们对执行功能研究的深入，国外一些研究者对执行功能的概念进行了不同的界 定。例如，p e m e r 等( 1 9 9 7 ) 把执行功能界定为负责高级认知行动控制的加工，它的本质 是对其他的认知加工过程进行监控和调节，其根本目的在于能够产生协调有序的、具有目 的性的行为。c a r l s o n ( 1 9 9 8 ) 认为执行功能等同于抑制控制，即执行功能就是指对自身行为 的抑制控制能力。他发现执行功能障碍者通常会出现持续性重复错误，即持续重复与当前 任务不相符的规则的优势反应倾向或行为，而这种持续性会使人做出本应该受到抑制的优 势反应的行为或倾向，因此他们认为执行功能等同于抑制控制，并且他们还认为执行功能 障碍是因为个体的抑制控制能力的不成熟导致其不能抑制控制与目标任务相冲突的优势反 应行为或倾向。但z e l a z o ( 2 0 0 2 ) 认为执行功能主要是由注意控制、工作记忆中包含的组 2 第一部分文献综述 织和恰当使用信息的能力、策略目标的规划、抽象推理、弹性认知和假设生成等部分组成。 f u n a h a s h i s 与g a z z a n i g a 等人则把执行功能界定为人类一种高级的认知功能，它通常是指个 体在进行某一特定目标任务时，用优化的、灵活的方式来控制协同操作的多种认知加工过 程的认知神经机制。 1 1 2 国内研究者对执行功能的概念的界定 杨炯炯等( 2 0 0 2 ) 的研究认为执行功能对个体在环境适应过程中的协调能力方面的发展 起着极其重要的作用，研究执行功能也就是要探讨个体的不同的认知活动过程是如何参与 的以及其是如何进行相互协同操作的。丁芳( 2 0 0 3 ) 赞同c a r l s o n ( 1 9 9 8 ) 的观点，即执行功能 一般指抑制控制。周晓林( 2 0 0 3 ) 等人对认同p e m e r 等( 1 9 9 7 ) 对执行功能的界定，认为 执行功能是指个体在完成复杂的认知活动任务时，对问题解决过程进行动态地、灵活地协 调和控制，以确保认知系统能够产生具有目的性、协调有序的行为的高级的认知机制。李 红( 2 0 0 4 ) 把执行功能界定为：个体对行动和思想进行有意识控制的心理过程；综合来看， 对动作和思想进行有意识控制需要执行功能的参与；执行功能与注意、心理理论、规则运 用等多种能力的发展相关联，它主要涉及到意识、动作控制和思想控制三个方面。蔡厚德 ( 2 0 0 4 ) 与李丽、高小雁( 2 0 0 5 ) 等人赞同f u n a h a s h i s 和g a z z a n i g a 等人的观点，执行功能 界定为人类一种高级的认知功能，它通常是指个体在进行某一特定目标任务时，用优化的、 灵活的方式来控制协同操作的多种认知加工过程的认知神经机制。陈天勇等( 2 0 0 5 ) 把执 行功能界定为一种能够控制和处理新异的刺激信息、抑制与任务无关的刺激信息、计划、 警觉、策略的实施、运用反馈对行为进行调节和监控等所有其他认知活动的元认知过程。 综合上面已有的研究，虽然执行功能到目前为止还没有一个统一的概念，但大多数研 究者都认同这个观点，即广义的执行功能是一种由多个子系统组成的高级的认知功酏f j p ；狭 义的执行功能等同于抑制控制。在本研究中对执行功能的概念，采用的是周晓林( 2 0 0 3 ) 对执行功能的界定，即认为执行功能是指个体在完成复杂的认知活动任务时，对问题解决 过程进行动态地、灵活地协调和控制，以确保认知系统能够产生具有目的性、协调有序的 行为的高级的认知机制。 1 2 基于规则类别学习的概念 b o u r n e 等人在研究人工概念形成时，指出人工概念就是指研究者事先人为地规定某个 1 周晓林，男，北京大学心理学系教授，博士生导师。 第一部分文献综述 维度的某一属性或几个维度的属性是某个人工概念的特有属性，即区分人工概念的过程就 是寻找规则的过程。同时b o u r n e 等人的特征表说认为概念形成过程包括特征学习和规则学 习，在研究规则学习时，实验者事先将有关特征告诉被试，这就使被试的任务只限于发现 诸有关特征之间的关系，既掌握规则。a s h b y 等人( 1 9 9 8 ) 在神经心理学方面研究的基础 上提出了多重系统理论的c o v i s 模型，该模型认为人们在学习过程中，至少存在着两个相 互分离的系统进行竞争，一个系统是外显的、基于假设检验的言语分类系统；另一个系统 是内隐的、基于程序学习的非言语分类系统。基于规则类别学习是通过外显的、假设检验 的言语分类系统进行的( 刘万伦，张奇2 0 0 8 ) 。研究表明，外显的假设检验系统需要激活前 额叶皮层、尾状核头部和前扣带回等神经结构。在基于规则类别学习中，它的分类规则比 较容易用语言进行描述。多重系统理论假设，与基于规则类别学习对应的是外显的、假设 检验的学习系统，它的进行需要执行注意和工作记忆的参与。在本研究中，基于规则类别 学习是指让学习者学习一种可以用言语表述的规则( 鲁露露2 0 1 0 ) 。 2 执行功能的大脑机制 由于执行功能最初源于神经心理学家对一些前额叶皮层损伤的病人的研究，所以来自 脑成像研究的证据显示，执行功能的顺利进行，可能主要依赖于前额叶皮层与其他皮层以 及皮层下区域问的动态的交互作用( d i a m o n d 2 0 0 2 ) 。研究者进一步研究认为执行功能涉及 到的脑结构主要包括背外侧前额叶皮层、前扣带回、眶额叶、小脑和基底神经节等在内的 额叶一纹状体环路等( 刘莉湘君2 0 0 7 ) 。在不同类型的执行功能中，其涉及到的脑结构各有 不同。例如，反应抑制过程主要涉及背外侧额叶皮层的激活；任务的监控过程主要涉及右 侧背外侧前额叶皮层的激活：抑制和注意过程主要涉及前扣带回的激活，尽管也涉及到背 外侧前额叶皮层的激活，但作用不大；任务管理过程主要涉及背外侧前额叶皮层的激活， 尽管也涉及到前扣带回，但作用不大，( 刘莉湘君2 0 0 7 ) 。也就是说，不同类型的执行功能 是不同的脑区域进行协同操作的结果。 我们除了对前额叶皮层损伤的病人的执行功能进行研究以外，还对动物的执行功能进 行了大量的实验，其研究结果都为执行功能与前额叶皮层存在着密切的关系提供了证据。 也就是说，这些对前额叶损伤病人和动物研究的结果都显示前额叶皮层是执行功能或中央 执行控制的重要解剖学基础( 王勇慧，周哓林，王玉凤等2 0 0 2 ) 。 3 执行功能的结构 根据已有的研究成果，我们可以看出不同的心理学家从不同的角度对执行功能的内涵 4 第一部分文献综述 进行了不同的界定，所以执行功能所包括的子成分也不尽相同。许多心理学家通过对儿童 的执行功能进行探索性因素分析，他们一般把执行功能划分为三个至五个子成分。 p e n n i n g t o n ( 1 9 9 7 ) 选用1 0 岁左右的儿童为研究对象，对执行功能的子成分进行研究，将儿童 的执行功能划分为工作记忆、认知灵活性或规则转换和行为抑制三个子成分。f u s e r t ( 1 9 9 7 ) 的研究将执行功能划分为工作记忆、注意、计划和抑制四个子成分。h u g h e s ( 1 9 9 8 ) 选用3 7 岁儿童为研究对象进行研究，将儿童的执行功能划分为工作记忆、注意灵活性和抑制控制 三个子成分。s m i t h 和j o n i d e s ( 1 9 9 9 ) 通过研究将执行功能划分为五个子成分，即计划( 即 将目标行为的加工序列进行规划) 、编码( 即对工作记忆中的刺激信息进行存储和加工) 、 注意和抑制( 即注意与任务有关的加工过程和刺激信息，同时抑制与任务无关的刺激信息) 、 任务管理( 即在对复杂的任务进行加工时，个体能够在不同的任务中灵活地转换注意) 、监 控( 即对工作记忆中的刺激信息进行检查和更新，进而决定下一步的加工过程) 。 m i y k a e ( 2 0 0 0 ) 等人最早采用潜变量分析的方法探讨了执行功能的可分离性，将执行功能划分 为信息刷新、任务转换功能和优势反应的倾向或行为的抑制三个子成分。c o l l e t t e 和 l i n d n e ( 2 0 0 2 ) 通过脑成像的研究方法考察了执行功能可分离性，将执行功能划分为刷新、双 任务协调、转换过程和抑制四个子成分。z e l a z o ( 2 0 0 2 ) 的研究结果认为广义上的执行功能 是主要是由工作记忆、认知灵活性和抑制控制三个子成分构成的。李红等人( 2 0 0 6 ) 的研究赞 同z e l a z o ( 2 0 0 2 ) 的对执行功能的子成分的划分的研究结果。 在本研究中，对执行功能结构的划分就采用的是李红2 等人( 2 0 0 6 ) 年对执行功能的划 分，即执行功能包括工作记忆、认知灵活性和抑制控制三个子成分( 三个维度) 。 4 执行功能的子成分 4 1 工作记忆 工作记：l ( w o r k i n gm e m o r y ) 是由b a d d e l e y 和h i g h ( 1 9 7 4 ) 在短时记忆的研究的基础上 首先提出来的，它是指对个体有限容量的刺激信息进行暂时性存储以及同时性加工的记忆 系统( 刘书勤2 0 0 7 ) 。在解决认知任务的过程中，需要工作记忆系统或机制的参与来对信 息进行加工并同时保持与当前任务相关的信息。也就是说，工作记忆是对刺激信息进行暂 时存储与加工的机制或平台，在进行记忆、思维、学习、问题解决等高级认知活动时，工 作记忆起着至关重要的作用，因为人们需要一个暂时刺激信息加工与存储机制( 即工作记 忆) ，它主要用于保存被激活的刺激信息及其表征，为进一步的加工做准备( 丁锦红，郭春 2 李红，男，西南大学心理学院院长。 5 第一部分文献综述 彦2 0 0 1 ) 。由于一些研究者认为工作记忆是在缺乏直接刺激的前提下，用来短暂地储存刺 激信息以便引导行为，所以随后将要发生的行为是在已有的知识经验、思想或观念( 即内 化的信息) 的基础上进行的。他们将工作记忆定义为：保持并形成与任务相关的外在刺激 信息的内在表征以及将这些内在表征信息用于行动准备的能力。在本研究中，工作记忆是 指对刺激图片的维度、习得的规则等进行暂时存储与加工的机制，形成并同时保持与任务 相关的刺激信息的内在表征并将这些内在表征用于行动准备。 工作记忆系统是通过两个亚功能( 预期和反省) 相互作用的方式来运行的。预期主要 是对未来行动的预期和计划；反省主要是关注于过去的知识经验，并在线保持刺激信息以 便为将来的行为所用。工作记忆主要由中央执行系统、视觉空间存储器、语音环路三个子 成分组成( 李美华2 0 0 6 ) 。工作记忆的这三个子成分一起决定了工作记忆中刺激信息的存 储形式、编码、表征、提取及其容量的大小等。其中，中央执行系统是工作记忆的核心成 分，它主要负责对工作记忆中的刺激信息进行注意和监制，即主要负责注意资源的协调、 各个子系统之间以及它们与长时记忆之间的联系、策略的选择与计划等，它的功能相当于 一个资源有限的注意系统，各层级子系统的活动是由该系统负责指挥。视觉空问存储器主 要负责对视觉图像刺激信息进行操作和加工。语音环路主要负责贮存并复述言语刺激信息， 同时在语言词汇的获得过程中起着极其重要的作用。视觉空间存储器与语音环路是工作记 忆中两个平行的子系统。 工作记忆的测量任务主要是工作记忆研究范式，它主要包括r a y 复杂图形记忆任务、 言语记忆广度任务和数字计算广度任务等。因为工作记忆广度的方法更少受到教育文化因 素的影响，被认为在人员测评和选拔方面具有重要的应用价值，所以，在本研究中采用言 语记忆广度和数字计算广度两个任务来测量被试的工作记忆能力。 4 2 认知灵活性 认知灵活性( m e n t a lf l e x i b i l i t y ) ( 也称心理灵活性) ，是指当个体恰当地反应变化以适应 新情境变化的要求时，能够保持优势反应定势的倾向和动作的灵活性。认知灵活性有两种 表现形式，即自发灵活性和反应灵活性( 王晶，陈英和，齐琳2 0 0 8 ) 。自发灵活性涉及个体 在与任务相关的外部刺激信息线索缺乏的条件下两可优势反应定势的产生；反应灵活性涉 及个体的优势反应定势的转变以适应环境变化的要求。这两种形式的认知灵活性给个体提 供了产生预期和假设的两可选择的能力，以便个体选择最适宜的反应。在本研究中，认知 灵活性就是在基于规则类别学习过程中，在需要习得两个并列的规则的条件下，能够不拘 泥于已经学得的其中一种规则，随着刺激图片的呈现恰当的反应变化找到另一种规则，保 6 第一部分文献综述 持优势反应定势的倾向和动作的灵活性。 在执行功能任务中，认知灵活性能力差的儿童，他们会表现出拘泥、固执、死板等典 型特征，在任务( 或情景) 的要求或程序变化的情况下，他们不能灵活地适应新情景变化 的要求。 认知灵活性的测量任务主要有威斯康辛卡片分类任务( w c s t ) 、连线测验、局部一整体 图形转换任务、大小一形状转换任务、词类转换任务和数字转换任务。在本研究中，采用词 类转换任务和数字转换两个任务来测量被试的认知灵活性能力。 4 。3 抑韦0 控朱i j 通常认为抑制控带l j ( i n h i b i t o r yc o n t r 0 1 ) 分为三类：第一，抑制已经被激活但与任务无关的 刺激信息的通达；第二，抑制与任务不再相关的刺激信息的激活；第三，抑制不恰当的优 势反应倾向或行为( 罗琳琳，周晓林，2 0 0 4 ) 。l o g a n ( 1 9 9 4 ) 在其研究中把抑制控制界定为一 种内在产生的行为控制，主要用来描述复杂任务活动的水平的多项功能。m i y a k e ( 2 0 0 0 ) 在其研究中认为抑制功能是指人有意识地对自动的、具有支配性、优势的反应倾向或行为 的抑制控制。h a m i s h f e g e r ( 1 9 9 3 ) 在其研究中认为抑制控制是一个主动的、压抑的过程， 它的作用主要是防止与任务无关的刺激信息的进入并将其储存在工作记忆中，以保证认知 加工过程的完整性。同时，h a r n i s h f e g e r ( 1 9 9 3 ) 还认为对于执行功能来说，注意在认知任 务表现中的抑制控制功能下的考察，并不仅仅是作为一个单一的功能，即纯粹的注意。在 这里抑制控制主要是指抑制和激活两个注意功能，这两个注意功能是执行功能的核心部分。 也就是说，抑制控制对整个执行功能来说，它占据非常重要的地位。可以说，在任何执行 功能的任务中，都涉及到抑制控制。抑制控制功有助于对个体的差异及其发展变化、在多 样化的皮亚杰式任务上的表现以及广泛的认知能力( 注意、记忆、智力、阅读理解) 进行解 释。在本研究中，抑制控制采用的是罗琳琳、周晓林( 2 0 0 4 ) 对抑制控制的界定。 通过对脑损伤成人患者的研究的结果显示：抑制控制能力是大脑前额叶功能的基本特 征( 周枚，周晓林2 0 0 3 ) 。不但如此，研究者通过研究出生时就得了苯丙酮酸尿症的儿童， 找到了抑制控制能力是大脑前额叶功能的基本特征的证据。研究者发现，出生时就得了苯 丙酮酸尿症的儿童，他们的抑制控制功能会出现缺损。另外，还有一些研究的结果显示， 儿童的前额叶皮层的损伤会导致抑制控制能力的发展出现停滞和缺乏现象。 儿童的抑制控制能力是伴随着前额叶皮层的发展与成熟而逐渐发展变化的。尽管在婴 儿期前额叶的发展十分迅速，但是前额叶的一个更加显著的发展期( 即关键期) 是在4 7 岁这个年龄段。因此，抑制控制能力发展的迟缓的原因很可能是由于前额叶皮层是一个缓 第一部分文献综述 慢成熟的大脑结构( c a r l n o s e t a l 1 9 9 8 ) 。在执行功能的子成分中，抑制控制能力的发展在执 行系统发展过程中占据着极其重要的地位。研究者通过大量的神经心理学和脑成像研究发 现，抑制优势反应倾向和行为与前额叶皮层及前扣带回等脑结构密切关联，它是一种至关 重要的执行功能。还有一些研究者将执行功能分为广义的和狭义的执行功能，广义的执行 功能是指包括工作记忆、抑制控制和认知灵活性在内的多种高级认知能力的综合，而狭义 的执行功能则认为执行功能等同于抑制控制。 抑制控制的测量任务有很多，主要包括s t r o o p 范式、 g o n o g o 任务、f l a n k e r 任务、 l u r i a 手游戏、负启动范式、s i m o n 任务、返回抑制任务、指导性遗忘、停止信号任务、h y a l n i g 任务、皮亚杰的a n o t b 任务、t o h 任务等，其中研究者经常采用的是经典的s r t o o p 范式 及其各种变式。在本研究中，采用色词s r t o o p 任务和数字s r t o o p 任务来测量被试的抑制控 锘i l 能力。 5 有关执行功能与基于规则类别学习的理论 5 1 执行功能的理论 研究者提出了许多理论对执行功能进行解释，但是，由于其涵盖的范围比较广泛，包 括多种比较复杂的表现形式，这些理论解释只涉及到执行功能的某些方面，还无法对执行 功能做出全面地、系统地解释。在这里，介绍几种与本研究相关的、具有代表性的理论。 5 1 。1 工作记忆理论 工作记忆模型是由p a t r i c i a 等提出的，在该模型中他们把执行功能定义为：对新颖事件 的问题解决。在问题解决过程中，个体需要抑制非优势反应或倾向、制定问题解决的计划 以及进行评估等，而在这个过程中工作记忆所起的作用就是按照程序对刺激信息进行短暂 的存储和缓冲。在该模型中，执行功能起着对工作记忆中的刺激信息进行操作和控制的作 用；同时，p a t r i c i a 等人指出了工作记忆与执行功能之间的关系( 王慧芳2 0 0 6 ) 。基于工作 记忆模型，很多心理学家将工作记忆的实际容量或功能容量和执行功能联系起来，认为执 行功能之所以缺损是由于工作记忆的功能容量或实际容量的不足导致的( r b o e r t s 1 9 9 6 ) 。 还有一些心理学家认为，执行功能主要包含了工作记忆和抑制控制，我们应该把它们结合 起来研究执行功能及其相关问题。事实上，工作记忆几乎都在某种程度上参与一切认知活 动的任务，在工作记忆的容量达不到认知活动任务的要求的条件下，几乎所有人在完成相 应的认知任务时都会出现一些困难。但是，执行功能任务并不仅仅需要工作记忆的参与， 第一部分文献综述 所以心理学家认为只利用个体的工作记忆的功能容量或实际容量不足来解释其执行功能的 缺损是不全面的，这可能仅仅看到了问题的一些表面现象。虽然这个理论模型是目前影响 力较大的、研究较多的一种理论，但有些心理学家对该理论提出了批评，同时指出该理论 的缺陷是非常明显的，例如，对执行功能与通道特异性的加工和刺激信息的暂时储存之间 的关系具有模糊。目前该理论的一个致命的弱点是我们无法明确地把心理现象中的记忆成 分和执行成分区分开来。 5 1 2 抑制控制理论 很多心理学家都认为执行功能包括注意过程。b a d d e l e y 与h i t c h ( 1 9 7 4 ) 提出的中央执行 的注意控制模型与n o r m a n 和s h a l l i c e ( 1 9 8 6 ) 提出的注意监控系统( s u p e r v i s o r ya t t e m i o n a l s y s t e m ，s a s ) 都认为注意是执行系统的重要组成成分之一。抑制控制的功能是给个体提供将 其行为按逻辑顺序进行组织以及同时处理多重刺激信息的能力。这需要被试在必要时能够 激活一种特定的反应定势的能力( 即长时间的持续性注意和选择性注意) 以及抑制和控制 输入的相互竞争的刺激信息的能力( 即反应抑制) 。因此，该理论把执行功能等同于抑制控 制。抑制控制是一种对自身优势反应的行为或倾向的抑制能力( c a r l s o n 1 9 9 8 ) ，即在进行执 行功能的任务时，被试需要抑制那些具有优势反应的倾向或行为。例如，在进行字色s t r o o p 任务过程中，红、蓝、黄、绿这四个字不是用他们