（基础心理学专业论文）汉字输入书写认知异同效应析.pdf

中文摘要 【摘要】 笔式书写和键盘输入是耳前人们常用的两种书语方法。虽然二者所使用的书面 语概念知识还是一样的，但它们在动作、空间、认知过程上已经完全不同。汉字作 为一种表意文字，以“形”加工为主，形义可直接通达。键盘输入的动作方式则削 弱了汉字的字形加工，而拼音输入法这一技术手段更加速了汉字向“音”加工为 主的转变，从而可能导致汉语母语者的认知特性发生改变。文献中此方面的研究尚 属空白，本文尝试对键盘输入和书写的认知加工差异进行探索性的研究。 本研究由两个实验构成，第一部分实验要求被试书写并输入一段无意义材料， 并进行回忆；第二部分实验要求被试书写或者输入三段难度不同的有意义材料，并 进行回忆。回忆均有时限。自编f l a s h 程序，自动记录键盘输入的整个动态过程并 保存所有操作，最小单位为单个汉字的输入时间。 结果发现，1 ) 书写的速度显著快于输入。2 ) 在无意义材料的回忆上，速度主 效应显著。中速组的回忆效果最好，慢速组的回忆效果最差。3 ) 在有意义材料的 回忆上，书写和输入的回忆效果有显著差异；书写的回忆优势主要体现在意义难度 高的材料上。4 ) 在材料起始和中间位置，书写的回忆效果好于输入。5 ) 单个汉字 的回忆量和输入时问呈正相关：选字框第一栏1 号字输入时间最短，回忆量最低； 需要翻栏的汉字输入时间最长，回忆量最高。 综合本研究的结果，键盘输入和书写在速度、回忆上存在差异，这是由二者在 动作、认知加工和注意资源占用上的差异造成。 【关键词】键盘输入、书写、汉字、动作、回忆 a b s t r a c t a b s t r a c t k e y b o a r dt y p i n ga n dh a n d w r i t i n ga r eu s e dm o s tc o m m o n l yi nd a i l yl i f e a l t h o u g ht h e c o n c e p t u a lk n o w l e d g eo fw r i t t e nl a n g u a g ec a nb et h es a n l e ，t h em o t o ra c t i v i t y ，s p a t i a l a c t i v i t ya n dc o g n i t i v ep r o c e s si n v o l v e da r er a t h e rd i f f e r e n t c h i n e s ei n p u tw i t hk e y b o a r d , i n s t e a do fh a n d w r i t i n g , h a sr e d u c e dt h ep r o c e s so fg r a p h e m ew h i c hp l a y sac r u c i a lr o l ei n c h i n e s ec h a r a c t e rr e c o g n i t i o n m o r e o v e r , t h eu s eo fp i n y i ni n p u tm e t h o d sh a sc a u s e da g r e a tc h a n g eo fc o g n i t i o np r o c e s s i n gf r o mg r a p h e m e t op h o n o l o g y a sar e s u l t c o g n i t i v e p r o c e s si sr e s t r u c t u r e d i nt h ef i r s te x p e r i m e n t , t h es u b j e c t sa r er e q u i r e dt oc o p yo n em e a n i n g l e s sp a r a g r a p hb y t y p i n ga n dh a n d w r i t i n g , f o l l o w e db yam e m o r yt e s t i nt h es e c o n de x p e r i m e n t , t h e s u b j e c t sa r er e q u i r e dt oc o p yt h r e em e a n i n g f u lp a r a g r a p h so fd i f f e r e n tl e v e lb yt y p i n go r b yh a n d w r i t i n g , a l s of o l l o w e db yam e m o r yt e s t i nt h ed y n a m i cp r o c e s so ft y p i n g , a l l o p e r a t i o n sa n dd a t aa l ea u t o m a t i c a l l yr e c o r d e db ys o f t w a r e ，e v e ni n c l u d i n gi n p u tt i m eo f e a c hc h a r a c t e r t h er e s u r ss u g g e s tt h a tt h es p e e do fh a n d w r i t i n gi sf a s t e rt h a nt y p i n g i nt h er e c a l lo f m e a n i n g l e s sp a r a g r a p h , t h em a i ne f f e c to fs p e e di ss i g n i f i c a n t 。t h eg r o u po fm e d i u m s p e e dc o n t r i b u t e sm o r et h a nt h a t o fl o ws p e e di nt e r m so fr e c a l l t h e r ei ss i g n i f i c a n t d i f f e r e n c eb e t w e e nh a n d w r i t i n ga n dt y p i n gi nr e c a l lo fm e a n i n g f u lp a r a g r a p h s h a n d w r i t i n gh a sas u p e r i o rr e c a l le f f e c ti nt h eb e g i n n i n ga n dm i d d l eo fm a t e r i a lt h a n t y p i n g t h er e c a l lo fs i n g l ec h i n e s cc h a r a c t e ri ss i g n i f i c a n tp o s i t i v e l yc o r r e l a t e dw i t h c o r r e s p o n d i n gi n p u tt i m e t h en o 1c h a r a c t e r si nt h ef i r s tc o l u m no fc h o s e nf l a m ea r e f a s t e s tw i t hl o w e s tr e c a l l a si n d i c a t e d ，k e y b o a r dt y p i n ga n dh a n d w r i t i n gd i f f e ri ns p e e da n dr e c a l l ，d u et o d i f f e r e n c ei nm o t o rc o n d i t i o n s ，c o g n i t i v ep r o c e s s i n ga n da t t e n t i o na l l o c a t i o n k e yw o r d s k e y b o a r dt y p i n g ；h a n d w r i t i n g ；c h i n e s ec h a r a c t e r ；m o t o r ；r e c a l l 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含 其他个人已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出重要贡献的 个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意 作者签名：盛日期： 曼翌z ：! _ ， 学位论文授权使用声明 本人完全了解华东师范大学有关保留，使用学位论文的规定，学校 有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版 和纸质版有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入 学校图书馆被查阅有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索 有权将学位论文的标题和摘要汇编出版保密的学位论文在解密后适用 本规定 学位论文作者签名： 日瓤碰岬0 6 t ， 第一章引言 笔式书写和键盘输入是目前人们常用的两种书语方法。随着技术的进步，键盘 输入已逐渐呈取代书写的趋势。电脑文字处理程序的强大功能( 如复制、粘贴、自 动拼写更正等) 为书面文本的处理提供了便捷。而且随着电脑的普及和课堂教学的 应用，键盘的使用人群呈低龄化趋势，一些学龄前儿童也开始学习使用键盘打字。 虽然键盘输入和书写所使用的书面语概念知识还是一样的，但是二者在动作、空间、 认知过程上已经完全不同。 国外文献中此方面的研究多以儿童为被试，探讨键盘输入取代书写是否会改变 儿童的语言认知方式；比较书写和键盘输入对正常儿童和阅读障碍儿童认知发展的 影响。但国内文献中此方面研究尚属空白。基于拼音文字为母语的西方人研究所得 出的结论是否可推论至汉字为母语的中国人也值得商榷。因此，根据汉字认知加工 的特点及两种书语方法存在差异的事实，本文推测，键盘输入取代书写的方法改变， 将改变人们从事书写的认知方式和认知结构，并以在校中国大学生为对象进行探索 性研究。 一、书写的研究 1 1 书写与认知 儿童早期动作发展和认知发展的研究表明，动作促进知觉及认知能力的发展。 在早期阶段，儿童学习将动作和与之相关的知觉信息联系在一起，以建立物体的独 特表征。一旦构成该表征的神经网络已经结构化，任何一个曾经输入过的刺激都能 再次引起整个神经网络的兴奋。这种动作一知觉联结已得到脑功能成像证据的支持。 c h a o 和m a r t i n ( 2 0 0 0 ) “1 发现，即使没有进行任何动作反应，物体相片的视觉呈现 能诱发前运动皮层活动。损伤性研究资料也发现，对于物体功能特性的感觉一运动 知识也能成为表征的一部分( s i r i g u 等人，1 9 9 1 嘲) ，并且可以用于再认和命名( m a r t i n 等人，2 0 0 0 “) 。 对文字的认知也并不只是一个单纯的视觉加工过程。a n d e r s o n 和d a m a s i o ( 1 9 9 0 ) 叫指出，字母的视觉和感觉一运动知觉是高度联结的。患有书写障碍的病 人，因为区别文字差异的能力受损，也会伴随有阅读障碍。有研究已经证实，书写 动作可以帮助阅读能力受损的被试。b a r t o l o m e a ) 等人( 2 0 0 2 ) o 和s e k i 等人( 1 9 9 5 ) 均发现，单纯失读症的患者无法辨认字母和单词，但要求他们用手指追踪字母的 轮廓时，他们有时候也能辨认出文字。可见，阅读过程和书写过程之间的存在着紧 密的关系，阅读能力在一定程度上依赖于书写行为。这个观点已经得到许多证据的 支持。 3 脑功能成像的研究表明，阅读过程除了激活视觉皮层外，前运动皮层也得激活。 m a t s u o 等人”( 2 0 0 1 ) 使用伽i 研究呈现假名时日本人的脑区激活情况，发现他们 的运动皮层也得到激活。l o n g c a m p “1 等人( 2 0 0 3 ) 发现。罗马文字的视觉呈现会激活 右利手被试的左半球运动前区，左利手被试对侧半球的相应区域也有激活，这说明 视觉诱发的激活依赖于书写手。m a t s u o k 等人( 2 0 0 1 ) 指出，单纯的失读症是由于 左半球的视觉皮层受损，左半球的视觉皮层对于字母的再认或通达内部的正字法词 典都是很重要的。而双侧的高级运动区( 辅助运动前区和后区) 和i p 0 ( 顶下小叶 和枕叶相连的部分) 能为失读症患者的阅读提供代替的通道，从而补偿左半球视觉 皮层受损而导致的阅读不能。m a t s u o k 等人( 2 0 0 3 ) 的研究中，呈现平假名并要 求被试算出对应汉字的笔画数，或者直接呈现汉字要求被试算出汉字的笔画数。结 果发现，手指的辅助动作显著减轻了e x n e r 区和背侧项枕叶的神经负荷，而这两个 区域分别负责产生字形和视觉空间表象l o n g c a m p 等人( 2 0 0 3 ) “”的研究发现， 字母的视觉呈现会激活左半球运动前区，而这个区域通常在被试书写的时候被激 活。 这些资料表明，文字的皮层表征并非只是视觉的，而是包括感觉运动成分在内 的复杂神经网络。动作整合在同一时空内进入的所有感觉信息，这种知觉一动作联 结一旦结构化，就成为表征的一部分，中介着复杂的认知活动。 1 2 汉字书写与认知 书写作为一种精细结构化的动作技能，由一系列复杂的动作组成：眼手协调、 空间定位、图形模式再现、本体感受器、动觉信息的输出与反馈。书写也是内部语 言产出。思维外化，表达情感的过程。总之，个体需要调动各种认知成分和动作成 分，才能完成这项复杂的运动。 不同文字系统的书写复杂程度及对认知能力、动作能力的要求也是不同的。虽 然汉字和英文的书写均有视觉一动觉的协调活动，但二者在空间结构上完全不同。 表意汉字的书写，有不同于拼音文字横向线性书写的特点。 汉字是方块平面结构，有很强的组合特征，或上下搭配，或左右组合，或里外 镶嵌，单元化易于形成整体知觉。笔画是汉字成形的最小单位，汉字的基本笔画为 横、竖、撤、捺、折、点，提。各种笔画的复杂性不同，“竖”是最简单的笔画，“横”、 “点”、“撇”有不同的变体，相对复杂点，“折”不仅有变体( 横折、竖折、弯折、 撇折等) ，而且也不连续，属于折笔，因此属于最复杂的笔画“。汉字在书写时， 每一笔画都有其一定顺序或规则。一种笔画的省略或增加，甚至一个笔画的延长或 缩短，都会造成意思上的极大差异。部首是汉字的基本组成部分，由笔画组合而成， 共有1 7 0 个“4 。它不仅是汉字的结构单位，也是可分解的最小意义单位。部首又 4 根据一定的空间位置关系构成汉字，如上下、左右、包围、对称等，同一个部件可 以处在字中的不同位置。 根据神经几何学( s m i t h 和s m i t h ，1 9 6 2 “”) 的观点，不同的刺激因素结构能产 生不同的肌肉变化，刺激因素的空间变化和差异对肌肉活动有直接的影响。中国文 字的形态，除了笔画独立外，笔画和笔画之间的空间关系，也由于笔画组合多样化 而显得复杂和富于变化。此种多样的空间差异，更对书写时肌控活动有所影响，从 而也加强了文字刺激与书写动作之间的密切关系。 在y u c t - y e 圮y a m n g 等人( 2 0 0 0 ) “”的实验中，他们让蒙眼的被试分别用惯用 手的食指和小拇指追踪汉字和新异刺激的轮廓，结果发现无论用食指还是小拇指被 试都能很好地区分两种刺激，这表明手指追踪为每个汉字提供了较高水平的具体编 码，但动作效应器却不是特异性的。如果排除空间信息，或者以随机顺序进行追踪 则会损害对汉字的再认，这表明手指追踪能否促进汉字的再认受蕴含在肌肉动作中 的顺序信息和空间信息的调节，而本体感受器在协调视觉空间信息上可能也发挥作 用。研究指出，手指追踪对于中国人语言损伤的矫正是一个很有效的策略。 l ih a lt a n ( 2 0 0 5 ) “”认为，以汉字为母语的中国人，其阅读能力依赖于书写 能力的发展。这与汉字字形的复杂性及字形一字义之间的紧密联系是分不开的。西 方心理学的大量研究表明，儿童的阅读能力依赖于他们的听力水平，尤其是他们对 语音结构的敏感性。但是，语音意识与阅读之间的联系并不是跨文化的，而是存在 着语言差异。拼音文字本身就是语音性质的，字形和字义之间的联系较弱，因此书 写对阅读的促进作用可能不那么明显。与之相反，汉字属于表意文字，二维图形的 特点使得汉字字形和字音之间的对应关系很弱，但是字形和字义之阃联系强，而与 语音意识的关系反倒比较微弱。l ih a lt a n 还认为，汉字的书写对阅读的影响受两 个相互作用的机制的调节，一是正字法意识，它促进视觉表征、语音、语义之间联 系的一致性；另一是运动程序的建立，它有助于形成汉字的长时动作记忆。 可见，汉字书写过程中，笔画形态和字形结构在知觉上的空间差异性，及书写 轨迹的特异性和书写顺序的时空性，对于促进汉字认知加工有重要作用。动作编码 的肌肉记忆中介着对汉字的认知。 1 3 汉字书写的认知神经研究 汉语不同于印欧语系的拼音语言，其言语障碍有自己独特的特点，8 0 年代中期 国内才开始这方面的研究，且主要集中于失语的研究。9 0 年代中期刘晓加嘶1 等对汉 语失写症进行了系统的研究。 额顶叶皮质对书写极为重要，至少在抄写过程中，它发挥运动控制、书面语的 认知及对汉字的视空间分析等作用，它们通过相互之问在解剖上的复杂纤维联系传 5 递信息而保证了书写的顺利进行。章士正等人“”( 2 0 0 4 ) 利用f m r i 研究正常人书 写的神经基础，结果发现，汉字的书写是双脑协同的过程，右半球在汉字的书写方 面起重要作用。m c n o n 等人( 2 0 0 1 ) 嘲在英文听写研究中则没有发现右大脑半球的 激活。一些关于汉字认知的f m r i 研究也发现双侧后顶叶皮质中均有明显的激活， 而对于拼音文字做同样的认知任务却只表现了明显的左侧化优势( f us m 等人， 2 0 0 2 。1 1 ) 。 汉字书写过程中右半球的广泛参与现象，与汉字的字形特点是分不开的。在书 写时，由于汉字为方块字，许多字的区别在于笔画的位置和长短，有特定的整体构 型，字形远比线条形的拼音文字复杂，更具几何意义。而右半球尤其是后顶叶皮质 主要负责几何和视空间分析，在复杂和隐匿图形的探测和回忆方面占有优势，因此 右半球可能更多地参与对汉字的认知加工。 1 a 书法研究 中国古代教育家对书法早有研究，但真正进行科学的书法心理研究始于2 0 世纪 3 0 年代前后。 上海中学实验小学曾对比说明汉字笔顺与不说明汉字笔顺在书法练习上的重 要性，结果发现，无论使速率还是字形的成绩，均以说明笔顺的指导为优。龚启昌 嘲曾比较儿童初步练习书法，发现描写和临写之间无优劣差异。龚启昌1 也曾对大、 中、小楷书法练习进行比较研究，发现小、中楷的进步速度大于大楷。沈灌群等 以实验法探讨练习书法的时间分配，发现分散练习优于集中练习，最适宜的练习方 法是自始自终进行分配练习。艾伟( 1 9 4 9 ) 研究了字形结构、笔画多少与书写效 果的关系，结果显示，笔画较短或由横直斜组成的字较易练习，笔画较长且为纵线 或由曲线组成的字较难写。赵敏政汹1 对毛笔字的研究发现，直写比横写快得多。以 上虽是书法心理的早期研究，但至今仍有一定价值。 1 9 8 0 年，高尚仁矧以人类动作方面的一项终端变异倾向，分析古代书法的变异 情形，结果发现书法的动作变异倾向，在一幅字迹的运作过程里，可以四种方式显 示出来字体逐渐加大字体逐渐潦草字迹行列倾斜行间距离变化。1 9 8 1 年， 高尚仁。3 以实验法研究书法中的楷书、行书、篆书及隶书四种体裁，探讨书法运作 时的呼吸状况与手臂的活动量。结果显示，手臂的肌肉运动量与不同的书法书体有 密切关系，其中写篆体字时的运动量最小，其次分别是隶书、楷书和草书。书写时 的运动量以臂部最大，前臂最小。至丁书写时的呼吸状况，在呼吸间距上以楷书最 短，其次分别是隶书、篆书和草书。 1 9 8 6 ，高尚仁一嘲在书法心理学研究中首次发现，书法时书者的脑电活动率 有明显提高，大脑右半球脑电活动率又明显高于大脑左半球。其研究方法是采用字 6 母命名作业，并对书者书法过程中的脑电活动进行描记和测量。实验一，在3 0 分 钟的书法书写的认知负荷后，要求被试对呈现3 0 毫秒的字母命名作业做反应。结 果发现，左视野一右半脑在书写前后的反应时缩短并达到显著性水平( 0 5 ) ，而右 视野一左半脑在书写前后的反应时无显著差异，这说明书法书写对右半球的唤醒程 度更高。实验二，延长字母的呈现时间，再重复该实验，结果与呈现3 0 秒时的结 果相同，但观察到更显著的右半球优势效应( 0 0 1 ) 。实验三，在低复杂度的字母命 名作业中，左视野一右半球和右视野一左半球在书写前后的反应正确率无差异；但在 高复杂度的字母命名作业中，左视野一右半球的反应正确率在书写负荷后有显著提 高，而右视野一左半球则无差异。结果表明，在中文书法书写过程中，知觉、认知 和动作历程有一独特的右半球参与( 优势) 现象。而英文书法负荷后，也表现出认 知增强作用。表明，书法书写这一三度空间的动作控制活动，对认知能力有增强作 用。在抽象推理、空间测验等测量中，书法书写组的测验分数有显著改变，而控制 组( 算术计算、看中国书法帖子、静坐、和实验者聊天) 则没有观察到此现象。表 明，书法书写的增强作用不仅仅在于简单的知觉区别工作和认知神经心理作业，而 且也作用于较高等的心理过程，例如抽象推理和空间关系。而且，中文和英文书法 书写对知觉和认知均有加强作用，而中文书法书写在这方面的效果显著较英文书法 书写为高。 此后，郭可教、高尚仁( 1 9 9 1 ) 通过书法负荷实验发现，被试书法负荷3 0 分钟 后在汉字形态异同判断课题测验中，反应时较书法负荷前明显缩短，且书龄较长者 ( 1 5 年以上) 大脑右半球反应时的缩短较左半球尤为明显，但无书法经验组的反应时 无明显缩短。高定国( 1 9 9 1 ) 侧在研究中也发现，有一定书法经验的大学生在书法 负荷后反应时明显缩短。郭可教等人( 1 9 9 3 ) 1 又以儿童为被试，进行书法负荷实 验，发现书法负荷后反应时明显缩短，而计算负荷和英文书写负荷后反应时未见明 显缩短。以上研究结果均表明，书法负荷对脑功能有一定激活作用，对认知活动有 积极影响。 综上，书写行为中介着文字的认知。文字的视觉呈现可激活运动皮层，表明运 动皮层也参与了阅读的过程。在拼音文字和汉字的研究中，均发现了动作的认知促 进效应。但与单一曲线构成的拼音文字相比，汉字在笔画和字形上的复杂性，决定 了它对书写者的精细化动作能力有更高的要求。而且在汉字书写和书法研究均发现 了显著的右脑参与现象，拼音文字的书写则无此现象。因此，与拼音文字相比，汉 字的书写与认知加工之间的关系可能更为复杂。 7 二、键盘输入研究 1 1 英文键盘输入 s a l t h o u s e ( 1 9 8 4 ) 在前人研究的基础上，提出了键盘输入的综合模型，由四 个阶段构成：输入阶段，进行材料的知觉和编码，并分组成熟悉的组块单位； 解析阶段，组块被依次分解成离散的字符串；转换阶段，字符被转化成具体的动 作规范；执行阶段，实施动作。 对英文打字过程的研究发现： ( 1 ) 键与键之间的敲击时间只是选择反应时的一小部分。s m t h o u s c ( 1 9 8 4 a ) 发 现，录入的键间隔时间为1 7 7 m s ，而二择一的系列选择反应时的键间隔时间却高达 5 6 0 r m 。打字中的加工过程在时间上是重叠的。打字员在执行一个按键的同时也可 以准备下一个按键的动作模式。而这种平行操作在选择反应时中是不可能的。 ( 2 ) 虽然打字速度比反应时快得多，但却比阅读慢得多。s a l t h o u s c ( 1 9 8 4 a ) 在两 例打字员研究中发现，两个打字员的阅读速度分别为2 4 6 个字分钟和2 5 9 个字分 钟，但只能输入6 0 个字分钟和5 5 个字分钟。b u t s c h ( 1 9 3 2 ) “”和f u l l e r ( 1 9 4 3 ) 也发现，打字时的眼动模式与阅读时不同，前者的眼注视次数更多，时阃更长。 ( 3 ) 打字速度和对材料的理解没有相关。m a r i o n 和s a n d q v i s t ( 1 9 7 2 ) ，让一组 被试正常打字，另一组被试一边打字一边要记住材料的内容，虽然“打并想”组被 试在随后的理解测试中得分高于单纯打字组，但两组的打字绩效却没有显著差异。 ( 4 ) 随机词组和意义材料的的打字速率基本相同。在w e s t 和s a b b a n ( 1 9 8 2 ) h 叮 的研究中发现，有意义材料的录入只比随机词组快约2 8 ，材料的连贯性和打字熟 练度之间没有关系。s a l t h o u s e ( 1 9 8 5 ) 发现一般文本材料和随机词组的键间隔时间 分别为1 7 4 m s 和1 7 8 m s 。这类研究表明，打字和阅读是两个完全不同的过程。材料 的意义程度等语言因素对于打字效能并不是一个重要的因素。输入操作只意味着解 析编码组块，而组块问的关系程度则与接下来的加工过程无关。 ( 5 ) 当输入材料变得缺乏结构化或更加随机时，打字的平均键间隔时间开始增 加，打字速率减慢。这是由于知觉和编码不熟悉字母串的困难造成的。由于不熟悉， 材料不得不被编码成非常小而且效率差的组快。 ( 6 ) 限制预检项目会降低打字速度。这个现象是c o o v e r ( 1 9 2 3 ) 3 年首次发现 的。预检效应被看作是打字过程重叠加工的证据。当限制预检时，更多的加工被迫 以离散的、序列模式来完成。 ( 7 ) 两手间的连续击键快于单手。l a r o c h e l l e ( 1 9 8 4 ) m 运用录象带分析，发现 上一个按键结束后交替手只需3 2 , m 而同一只手需要3 9 m s 才能发动下一次按键。交 替手的优势在于，一只手在按键时另一只手的手指就已经准备好触发动作。同指或 同手上的双指的快速重复比不同指或不同手的交替动作更慢。 8 ( 8 ) 字母组合频率( 连打频率) 高的速度快于组合频率低的。频率的易化效应 是因为，高熟练度的字母连打使得转化和执行的重叠加工更加高效。 ( 9 ) 在空格键和单词的首字母之间的键间隔时间，以及单词内字母间的键间隔 时间，都没有出现单词长度效应。s t e r b e r g ( 1 9 7 8 ) h 。1 曾提出一个模型，单词的初始键 时间和连续键的间隔时间会随着单词长度变长而增加。因为整个序列的提取时间和 序列的单元执行时间会因为序列中的单元数增加而增加。但这个现象只出现在非连 续文本和要求快速完成任务的情景中。 ( 1 0 ) 单词首字母的击键时间比后续字母的时间。s a l t h o u s e ( 1 9 8 4 a 、1 9 8 4 b ) 洲【蛐】， 一个单词首次按键前的间隔时间比该单词内部字母间的按键时间问隔长约2 0 。这 个现象可以归于解析加工。输入过程产生的组块，是以词为单位，词内的单独字母 的速度自然比词与词之间的速度快。m a c n e i l a g e ( 1 9 6 4 ) 侧，单词的首次按键错误 率也比后续字母高。 ( 1 1 ) 触发一个按键的时间受材料情境制约而与字母本身无关。一个字符的键间 隔时间不是恒定的，而是随字符前或后的字符而变。文本情景效应可以从交替手优 势、连打频率效应和单词初始效应得到解释。 ( 1 2 ) 对于操作熟练的打字员，同时进行其他活动不会影响打字的速度和正确 性。s a l t h o u s e 和s a u l 忸( 1 9 8 5 ) 指出，高技能水平受双任务干扰小。打字成为一种 高自动化的活动，几乎不需要认知资源。 对打字单元的研究发现： ( 1 ) 复制广度，指的是在浏览2 8 个单词或7 4 0 个字母的材料后，正确打字 的项目量。r o t h k o p f ( 1 9 8 0 ) 哪! 发现复制广度平均为4 0 个字符或约8 个单词。但这 种测量方式可能低估了复制广度，因为材料并非一直可见。另一种广度测量程序对 广度的估计值可能更低，呈现材料消失后的打字正确量。s a l t h o u s e ( 1 9 8 5 ) 发现， 在这种情形中，平均正确量为1 3 2 个字符，8 7 的单词输出完整。在s a l t h o u s e 和 s a u l t s ( 1 9 8 5 ) 的研究中，材料中的单词是以随机方式呈现的，复制广度更小，仅 为6 6 个字符。研究认为，复制广度接近于被试的工作记忆容量。 ( 2 ) 停顿广度，指的是停止信号下达后输出的项目量，大约为卜2 个按键。l o g a n ( 1 9 8 2 ) 和s a l t h o u s c 和s a u l t s ( 1 9 8 5 ) 直接测量了停顿广度，要求在看到停止信号 后，立即终止打字。在l o g a n 的实验中，采用了不同类型的停止信号，但打字员都 能在信号出现后的2 个按键内停止。当信号出现在在单词的开头、中间和结尾，以 及单词长度发生变化时，停顿广度都是一样的，表明反应单元比单词小得多。停顿 广度的中枢点处在执行阶段，被看作是反映了执行缓冲器的大小，包含了详细的动 作参数，不易受控制和修改。 ( 3 ) 眼手广度，指的是眼睛注视的字符和按键输出的字符之间的项目量。最直 9 接的测量技术，就是在打字时记录眼动，然后将眼动与打字记录进行同步比对，以 确定在按每个键时，眼睛的停留位置。b u t s c h ( 1 9 3 2 ) 采用此技术，发现对于中速 的打字员，眼手广度约为5 个字符。另一种测量方法使用严格的预检程序，系统地 变化可预检的材料量，记录打字速率。h e 鹅h m a n 和眦l i 】【( 1 9 6 5 ) 哑1 ，s a l t h o u s e ( 1 9 8 4 a ， 1 9 8 4 b ，1 9 8 5 ) ，对于中等熟练程度的打字员，需要3 - 8 个字符才能达到在无限制预 检情况下的打字速率。而且，不熟悉材料或无意义材料的眼手广度比一般文本小得 多。s a l t h o u s c ( 1 9 8 4 a ) ，正常文本的眼手广度为3 4 5 个字符，随机字母序列材料 的眼手广度为1 7 5 个字符。低熟悉度材料以更小的组块编码。眼手广度反映了解 析、转化和执行机制但不涉及输入机制。低熟悉度材料的眼手广度更小，是因为不 常用的组块解析速度慢，将字符转化为特定动作的效率低、手指动作顺序协调能力 差。解析速度慢是因为缺乏意义词汇的预期和冗余度。转化和执行机制效率低是因 为低熟悉度材料中，连打率高的字母顺序少。 ( 4 ) 替换广度。s a l t h o u s e 和s a u l t s ( 1 9 8 5 ) 要求被试根据视频呈现的材料打字， 但其中的一个字符会突然被另外的字符所替换，输入替换字符的概率会随着被替换 字符和上一个按键距离的接近而降低。替换广度被定义为，输入替换字符的概率在 5o 情况下，按键字符和替换字符的间隔量。显然，打字员对替换广度内字符的变 化敏感度很低。s a l t h o u s e 和s a u l t s ( 1 9 8 5 ) 两个研究中替换广度分别为2 8 和3 个 字符。替换广度反映了在按键前，已被解析的信息长度。替换广度的大小恰好处于 眼手广度和停顿广度之问，这个事实也和以下观点一致，眼手广度反映了进入解析 阶段的信息量，停顿广度对应于执行阶段和转化阶段的缓冲器容量。 对打字错误率的研究发现： ( 1 ) 大约4 0 - 7 0 9 6 的打字错误能够被检测到( l o n g ，1 9 7 6 ：r a b b i t ，1 9 7 8 ；w e s t ， 1 9 6 7 ) 。不同的加工过程会导致不同的打字错误。错误检测主要是由转化机制进行 监控，无法被转化机制检测到的错误应该发生在更早的加工水平上。输入阶段也会 产生错误，知觉错误导致对不正确的材料作迸一步的编码。替换错误最有可能发生 在输入阶段，因为语义水平的混淆不容易被察觉，尤其当错误词是目标词的近义词 时。另一个可能的错误源是解析和转化过程。多字符的组块背分解成离散的单个字 符，然后转化成具体的动作规范。这些操作由特定的顺序构成，因此错误的发生可 能是由于信息从一个加工阶段进入下一个加工阶段时，字符信息的正确顺序位置没 能保存。如a l l a a l ，t h e s e - * t h s e s ，w o r d - * w o r d ，这些都属于位置错误，替换错 误、遗漏和插入错误也都可能以同样方式发生。错误的发生主要是因为打字的速度 太快，超过控制范围。按照这个观点，错误发生前的键间隔时间短于平均水平。但 只在遗漏和位置错误上发现这个现象。但需要用其他机制对替换错误和插入错误进 行解释。 ( 2 ) 替换错误多发生在临近键。g r u d i n ( 1 9 8 3 a ，1 9 8 3 b ) 旧“圳对高熟练度的打字 员的研究发现，3 1 一5 9 0 5 的替换错误发生再垂直临近键，8 - 1 6 发生在水平临近键。 在s a l t h o u s e 研究中分别为3 5 和1 7 。s h a f f e r ( 1 9 7 5 a ) ”1 和g r u d i n ( 1 9 8 3 a ) 认为， 替换错误是由于手指在击键时发生位置错误。g r u d i n 认为错误不是发生在执行阶段 而是在分配阶段，是由于错误手指敲击在正确的键盘位置，而非正确的手指敲击在 错误的键盘位置。错误是与手指的分配有关而不是与指部动作的执行有关。因此， 替换错误的中枢点应在加工的转化阶段。对打字员新手的研究表明，替换错误还可 能来源于两只手和各个手指的定位错误。l o n g ( 1 9 7 6 ) 侧要求被试打字时不看键盘， 替换错误率增加。在s a l t h o u s c 的研究中，6 7 的替换错误是将目标词( 连打频率低 的字母组合) 输成了连打频率高的字母组合。 ( 3 ) 在发生插入错误的临近字符，键间隔时间极其短。对这个现象的解释是， ，手指的定位不准，同时按下两个临近的键符造成的。插入错误的中枢点应在执行阶 段。对插入错误的另一种解释是，对上一个按键的去激活的力度不够，导致重复按 上一个字符键。前一个按键的去激活失败发生在转化或执行阶段。 ( 4 ) 遗漏错误多发生在难以触及的键符上，例如m ，n ( d v o r a kc ta 1 ，1 9 3 6 ) 。两 手小拇指控制的字符比两手食指遗漏率大得多。 ( 5 ) 大多数位置错误是发生在两手问而不是单手内( s h a f f e r ，1 9 7 5 a ；g r u d i n 1 9 8 2 ，1 9 8 3 b ) 。 对熟练打字员和新手的比较研究发现： ( 1 ) 熟练打字员在敲击连续键之间的时间更短，意味着他们认知加工阶段之间 的重叠更多，有更多的平行加工发生( g e n t n e r ，1 9 8 3 a ；1 9 8 3 b ) 。 ( 2 ) 而且熟练打字员动作执行的准确性和协调性也更好( s a l t h o u s e ，1 9 8 4 a ) 。随 着熟练度的提高，键间隔时间的变化程度减小，即在不同键符之间转换的速度及输 入不同文本的速度都相对稳定；而且敲击同一个键符的变异性也降低，即受材料中 前后字母影响的程度减小( s a l t h o u s c ，1 9 8 4 a ) 。 ( 3 ) 技能熟练的提高，也扩大了眼手广度( b u t s c h ，1 9 3 2 ；s a l t h o u s e1 9 8 4 a1 9 8 4 b ) 。 这一现象符合下述假设：眼手广度主要是确保在转换阶段和执行阶段之间能够有连 续项目，加工阶段速度的提高必然要求信息流的增加，眼手广度也随之扩大。但眼 手广度的最大值也只为7 个字符，这可能是因为结构因素( 工作记忆的容量有限) 制约了加工缓冲器中可同时容纳的项目。 ( 4 ) 随着技能熟练度的增加，替换广度也扩大( s a u l t s ，1 9 8 5 ) ，替换广度与眼手 广度扩大的原因相似，二者都被认为是对应于解析阶段。这些现象说明，熟练打字 员操作过程中极为重要的一点就是能更好地为后续按键做准备。 ( 5 ) 但是，复制广度和打字熟练程度呈中度相关，这可能是因为复制广度更多 1 1 是反映了阅读习惯而不是打字本身，因此与打字速度关系不紧密( s a l t h o u s e ， 1 9 8 5 a ) 。熟练打字员各个成分的加工均达到自动化，能更好地在打字和阅读之间分 配注意，因此复制广度与打字熟练度之间有一定相关应该是基于这个间接因素。 ( 6 ) 停顿广度与打字熟练度呈低相关( l o g a n ，1 9 8 3 ) 。执行阶段的缓冲器并不 呈现熟练度效应。 综上，英文键盘输入的研究已经相对成熟。拼音文字在打字时的知觉、认知、 动作过程以及打字单元、错误率的研究，为本文中汉字键盘输入的研究提供了借鉴。 1 2 英文键盘输入和书写的比较研究 随着电脑在课堂和教学过程中的运用，一些学龄前儿童也开始学习键盘打字。 有研究者对此提出质疑，儿童在掌握书写之前就使用键盘输入，是否会改变他们对 语言的知觉。对于阅读障碍儿童和智障儿童，通常采用动作辅助学习来提高这一群 体儿童的认知水平。键盘输入作为一种新的书语动作，是否也能达到促进阅读障碍 和智障儿童认知水平的目的。 c u 砌【i n g h 锄和p a r i s ( 1 9 8 5 ) 认为，随着电脑介入儿童早期的语言学习，与儿 童词汇学习相关的动作方式正在发生改变。c u n n i n g h a 和s t a n o v i c h ( 1 9 9 0 ) 嘲比较 了三种训练方式下一年级儿童的单词学习成绩，发现手写的效果最好，键盘输入的 学习结果不比卡片学习好，且显著劣于手写的记忆效果；但在阅读上，三种训练方 式的结果无显著差异。但作者还指出，这并不意味着在儿童早期词汇学习中使用电 脑键盘是糟糕的，电脑可以诱发儿童的学习动机，充分的练习或许可以平衡手写的 持久认知效应，而且键盘操作还可以帮助那些有运动障碍的儿童学习。但v a u g h n 等人( 1 9 9 2 ) 重复了c u n n i n g h a l n ( 1 9 9 0 ) 的实验，并增加了一组有学习障碍的 儿童作为对照组，结果并未发现手写的优势效应。s t a i n t h o r p ( 1 9 9 7 ) 比较键盘输 入和手写两种训练后儿童的拼写和阅读成绩，与以往研究不同，s t a i a t h o r p 给键盘 训练组增加了电脑合成的听觉反馈，他希望这能提高键盘输入的记忆效果。结果发 现，训练后儿童的拼写成绩都有显著提高，拼写训练对阅读有积极作用；但是，两 种训练方式之间无显著差异，听觉反馈的效果也不明显。虽然训练前后儿童的单词 拼写成绩提高了，但键盘输入和手写两种方式的简单效应却都不明显。 综上，英文键盘输入的研究已经颇为成熟。英文键盘输入和英文书写在认知加 工上孰优孰劣尚无定论。现有研究比较的都是使用拼音文字的西方人书写和键盘输 入的认知差异，而汉字母语者书写和键盘输入的认知差异研究仍属空白。根据拼音 文字和汉字在语言和键盘输入方式上的差异，推测二者的结果应有所不同，此有待 进一步研究。 第二章研究方案 一、基本思路与问题 1 1 研究思路 电脑的普及使得传统的笔式书写被键盘输入所取代，各种输入法( 如拼音输入， 五笔输入) ，有较高的冗余度，可以有效提高打字速度。如智能拼音只需根据音节 开头的声母组合( 甚至无须区分卷舌音，平舌音) 就可以找到相应的词组，五笔也 只需输入起笔的几个笔画，就可检索到目标词。但键盘输入更多的是一个再认的过 程，而手写则是回忆的过程。再认是被动索引性的匹配过程，而回忆是主动搜索式 的产出过程。键盘输入的加工深度显然不及手写。尤其对学习键盘打字的低龄儿童 而言，这种“认知懒惰”式的书语方法并不利于他们大脑的发育成熟。而且键盘使 用者有明显的汉字字形遗忘现象。 汉字独有的空间感，使得无论是认知过程还是书写动作过程，都涉及到对空间 信息的加工和分析。相比于使用拼音文字的西方人，其语言区位于左脑，使用汉字 的中国人和日本人，其语言加工不仅只是左脑的功能也有右脑的参与。有研究证实， 在语言加工上，右脑主要负责的是对字形的加工。虽然键盘输入以双手同时作业来 完成，也有右脑的参与，但二者的空间加工过程显然是不同的。键盘输入是重复定 位的动作过程，加工的是键符的空间地图；而手写是精细化的动作过程，加工的是 字形的运动轨迹。两种书语方法虽然都涉及空间加工，但右脑的功能卷入显然不同。 汉字的键盘输入法包括拼音输入法、形码输入法和音形结合的输入法。根据 1 9 9 5 年上海对七、八万个计算机用户所作的汉字输入法调查，有9 7 的人使用了拼 音输入法“”，这与它简单易学的特点是分不开的。但拼音输入法也有其缺点：同 音字多，同音字最多可达1 0 0 多个。选字框呈现同音字的区域有限，每次只能显 示1 0 个同音字，需要通过翻栏来继续显示后继的同音字。发音不准，如前鼻音 和后鼻音、平舌和卷舌分不清，造成输入错误。 拼音输入法的这些缺点决定了在使用时经常需要通过多次的翻栏搜索，甚至需 要通过删除重新输入等多次试误的过程，才能完成目标字或词的输出，降低了键盘 输入的效率。而且这一技术手段也人为地分割了汉字形音义一体的加工过程，字音 和字形输出分离，分别以不同的动作完成，增加了动作执行阶段的步骤。大量研究 表明，在汉字的认知加工中，字形的激活时间最早嘲吖“。但是，拼音输入法迫使字 音的加工输出早于字形，可能会改变汉字形、音、义的加工进程。 国内对汉字键盘输入的研究极为有限。钱华、冯成志( 2 0 0 4 ) 采用形似判断 和同音判断作业比较了纵横输入法和拼音输入法对汉字字词加工的影响，反应变量 为打字速度、任务的反应时间和正确率。但此研究关注的是输入法间的加工差异， 而且也只记录了被试打字的总时间，并