小学生工作记忆测验的编制与信效度分析.pdf

华东师范大学 硕士学位论文 小学生工作记忆测验的编制与信效度分析 姓名：马娟子 申请学位级别：硕士 专业：发展与教育心理学 指导教师：陈国鹏 201104 论文摘要 工作记忆指人们短暂存储和加工信息的能力，是一个对信息进行短暂存储和 加工的有限系统。个体工作记忆的能力与认知发展、学业成就之间存在紧密的联 系。本研究根据工作记忆理论以及国内外研究发展现状，以b a d d c l e y 的工作记 忆四成分模型为基础，编制了小学生工作记忆测验，并对其信效度进行了分析。 根据工作记忆四个成分的功能分别编制测验，其中数字广度任务、非词广度 任务考察语音环路的存储能力；视觉模式广度任务、空间记忆广度任务分别考察 视觉空间模板对视觉信息和空间信息的存储能力；注意焦点、注意转换和注意分 配考察中央执行的能力；动物和食物的语义流畅性任务和捆绑能力测验考察情景 缓冲器从长时记忆中提取信息的能力以及将不同通道信息进行整合的能力 对上海市闵行区一小学1 4 年级共2 1 1 名学生进行测试并进行信效度分析， 得到结论如下：数字广度、视觉工作记忆广度、注意分配任务、长时提取任务具 有较好的稳定性与一致性；非词广度任务、空间记忆广度任务以及注意焦点任务 稳定性程度不高，还需要进一步修改。以学业成绩和工作记忆容量为效标变量进 行分析，发现测验具有较好的效标效度。对结构模型进行验证性因素分析也证明 了测验较好的结构效度。 关键词：工作记忆语音环路视觉空间模板中央执行情景缓冲器信效度 分析 a b s t r a c t w o r k i n gm e m o r yi st h ea b i l i t yf o rp e o p l et os t o r ea n dp r o c e s si n f o r m a t i o n ，a n di t i sal i m i t e dr e s o u r c es y s t e mt h a th a ss i m u l t a n e o u st e m p o r a r ys t o r a g ea n dp r o c e s s i n g i n d i v i d u a lw o r k i n gm e m o r yh a sc l o s el i n k sw i t hc o g n i t i v ed e v e l o p m e n ta n d a c a d e m i c a c h i e v e m e n t a c c o r d i n gt ow o r k i n gm e m o r yt h e o r i e sa n dr e s e a r c h e si nc h i n aa n d a b r o a d ，b a s e do nb a d d e l e yf o u r - c o m p o n e n tm o d e lo fw o r k i n gm e m o r y , p r e s e n ts t u d y c o n s t r u c t e dw o r k i n gm e m o r yt e s tf o rp r i m a r ys c h o o ls t u d e n t sa n de x a m i n e di t s r e l i a b i l i t ya n dv a l i d i t y t h et e s ti sc o n s t r u c t e da c c o r d i n gt of u n c t i o n so ff o u rc o m p o n e n t so fw o r k i n g m e m o r y t h ep h o n o l o g i c a ll o o pi sm e a s u r e db yd i g i ts p a nt a s ka n dn o n - w o r ds p a n t a s k t h ev i s u o s p a t i a ls k e t c h p a di sm e a s u r e db yv i s u a lp a t t e r ns p a nt a s ka n ds p a t i a l s p a nt a s k f o c u sa t t e n t i o nt a s k ，s w i t c h i n ga t t e n t i o nt a s ka n dd i v i d i n ga t t e n t i o nt a s k e x a m i n et h ec a p a c i t yo fc e n t r a le x e c u t i v e t h es e m a n t i cf l u e n c yt a s k so fa n i m a la n d f o o de x a m i n et h ec a p a c i t yo fe p i s o d i cb u f f e rt or e t r i e v ei n f o r m a t i o nf r o ml o n g - t e r m m e m o r ya n dt h eb i n d i n gt a s ke x a m i n e st h ec a p a c i t yo fe p i s o d i cb u f f e rt oc o m b i n e i n f o r m a t i o nf r o md i f f e r e n ts o u r c e s 2 1 1s t u d e n t si ng r a d e1 4i nap r i m a r ys c h o o li nm i n h a n gd i s t r i c ti ns h a n g h a i w e r et e s t e da n dr e l i a b i l i t ya n d v a l i d i t yw e r ee x a m i n e d c o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： d i g i ts p a nt a s k ，v i s u a lw o r k i n gm e m o r ys p a nt a s k ，d i v i d i n ga t t e n t i o nt a s ka n dl o n g t e r mr e t r i e v a lt a s kh a dw e l ls t a b i l i t ya n dc o n s i s t e n c y n o n - w o r ds p a nt a s k ，s p a t i a l w o r k i n gm e m o r ys p a nt a s ka n df o c u sa t t e n t i o nt a s kh a dn o tw e l ls t a b i l i t ya n d n e e dt o b ef u r t h e rm o d i f i e d t a k i n ga c a d e m i ca c h i e v e m e n ta n dw o r k i n gm e m o r yc a p a c i t ya s t h ec r i t e r i o n s ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h et e s th a da c c e p t a b l ec r i t e r i o n r e l a t e dv a l i d i t y t h ec f ar e s u l ta l s os h o w e dt h et e s th a da c c e p t a b l ec o n s t r u c tv a l i d i t y 【k e yw o r d s w o r k i n gm e m o r y , p h o n o l o g i c a ll o o p ，v i s u o s p a t i a ls k e t c h p a d ， c e n t r a le x e c u t i v e ，e p i s o d i cb u f f e r , r e l i a b i l i t ya n dv a l i d i t ya n a l y s i s 里塑旺硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 李丹教授上海师范大学主席 桑标教授华东师范大学 李凌副教授华东师范大学 小学生工作记忆测验的编制与信效度分析 一、月i j 舌 1 1 工作记忆的提出 记忆是在头脑中累积和保存个体经验的心理过程，从信息加工的角度来说， 就是人脑对输入的信息进行编码，存储和提取的过程。心理学上关于记忆的研究， 最早始于e b b i n g h a u s 在1 8 8 5 年对无意义音节的遗忘研究，e b b i n g h a u s 首次使用 实验的方法得到了记忆的遗忘曲线，使得关于记忆的研究踏上了科学的道路。纵 观记忆研究的发展，从2 0 世纪至今，关于记忆的研究大致可以分成两个阶段， 第一个阶段是从e b b i n g h a u s 开始至2 0 世纪6 0 年代，这段时期关于工作记忆的 研究大都集中在成人的语词学习，试图对学习与遗忘进行精密的测量，并利用联 想以及单纯的强度来解释各种记忆现象。从2 0 世纪6 0 年代至今，由于认知加工 的影响，心理学上对记忆的研究开始深入到记忆的结构、容量、具体的工作机制， 早期的联想学习也被记忆的多重过程所取代。当下，关于记忆的研究更是深入到 认知神经科学阶段，研究手段和技术都不断发展，研究问题也不断拓引1 1 。 具体到记忆过程的研究中，j a m e s 于1 8 9 0 年在他的心理学原理中提出 记忆是由初级记忆与次级记忆两部分组成，其中初级记忆是刺激给人遗留下的最 初印象，会很快消逝；次级记忆则不处于当前意识中，代表着过去的内容。j a m e s 对于记忆的划分直接影响了后来记忆模型的提出。w a u g h 和n o r m a n 提出了两种 记忆系统模型，指出记忆并非单一的东西，记忆系统存在短时与长时两种不同记 忆，他们彼此独立又相互联系，形成一个统一的记忆系统。之后a t k i n s o n 和 s h i f f r i n 在1 9 6 8 提出了记忆的多重存储模型。该模型在两种记忆系统模型上增加 了一个感觉记忆，根据信息在系统内储存的时间将记忆划分成三个不同的子系 统：感觉记忆，短时记忆以及长时记忆1 2 】。感觉记忆作为记忆系统的开始，是 对外界信息的暂时登记，可以存储的信息时间相当短暂，大约1 秒左右。当感觉 记忆中的信息被注意识别时，就进入了短时记忆，短时记忆对信息保持大约1 分钟，信息在这个过程中经历了遗忘，通过复述不被遗忘的信息最后就可以进入 长时记忆中【3 1 。a t k i n s o n 和s h i f f r i n 的多重存储模型说明了三个记忆阶段之间错 综复杂的关系，解释了刺激信息在各个系统之间的传递，以及被注意、遗忘和存 储的全部过程。其中短时记忆就是感觉信息进入长时记忆的中间环节，短时记忆 中的信息在一定程度上可以激活长时记忆中的相关信息，而长时记忆中的一部分 信息也会址入短时记忆。 工作记忆( w o r k i n gm e m o r y ) 这个概念j 下是在对短时记忆的研究基础之上 小学生工作记忆测验的编制与信效度分析 提出来的。根据多重存储模型所划分的记忆类型，m i l l e r 明确提出短时记忆的容 量为神秘的7 2 ，但是在这个模型中短时记忆的有限容量是一个比较模糊的概 念，这种容量究竟是指存储的能力还是加工的能力，还是指二者相互作用。 b a d d e l e y 和h i t c h ( 1 9 7 4 ) 在验证多重存储模型时，使用了一些双重任务，干扰 正常被试的短时记忆，例如让被试在短时记忆中存储数字，同时执行另一任务， 例如推理、言语理解、材料学习等，结果发现短时记忆中存储数字较多时，被试 阅读理解和新近学习材料也会受到损害。因此他们认为短时记忆不是一个单一的 系统，而是由多个成分组成的复杂加工系统。b a d d e l e y 和h i t c h 提出了“工作记 忆 这个概念，强调系统并不简单只具有存储的能力，更需要注意的是它的功能 性作用。他们认为存在一个“工作空间”，可以分成储存系统和控制系统两个部 分。之后b a d d e l e y 进一步将储存系统分为语音环路和视觉空间模板两部分，与 控制成分一起构成了工作记忆系统【3 1 。 1 2 工作记忆模型及其发展 工作记忆指人们短暂存储和加工信息的能力。b a d d e l e y 等人认为，工作记 忆是一个对信息进行短暂存储和加工的有限系统，可以用来完成一些复杂的任 务，例如推理、理解和学习【4 1 。b a d d e l e y 和h i t c h ( 1 9 7 4 ) 在记忆的多重存储系 统的基础上提出了工作记忆模型，将工作记忆分成三个组成部分：中央执行 ( c e n t r a le x e c u t i v e ) 以及两个附属存储系统，语音环路( p h o n o l o g i c a ll o o p ) 和视 觉空间模板( v i s u o s p a t i a ls k e t c hp a d ) 【3 1 。 中央执行是工作记忆的核心部分，是一般的控制与加工系统。b a d d e l e y 试 图从功能入手进一步分析中央执行，将其功能分解为双重任务的协调、策略转换、 抑制无关信息的干扰以及长时记忆中信息的保持与操作。语音环路和视觉空间模 板则是两个存储子系统，语音环路负责以声音为基础的信息的储存与控制，包含 语音储存和发音控制两个过程，能通过默读复述重新激活消退中的语音表征防止 衰退，还可以将书面语言转换为语音代码。视觉空间模板则主要负责储存和加工 视觉与空间信息【5 1 。 工作记忆三成分模型提出之后，对其研究主要集中在语音环路和视觉空间 模板这两个系统上。在对语音环路的研究中得到的语音相似性，词长效应，对视 觉空间模板研究中得到的空间和视觉不同成像以及不同的广度结果都很好的支 持了工作记忆三成分模型。此外，关于工作记忆的大脑定位也发现工作记忆的三 2 小学生工作记忆测验的编制与信效度分析 个成分定位于不同的大脑区域，语音环路主要与大脑左半球有关，而视觉空间模 板主要与大脑右半球有关，工作记忆的两个子成分是由不同的神经结构控制 ( s m i t h ，e ，j o n i d e s ，j & k o e p p ea ，1 9 9 6 ) 【6 】。中央执行则主要与额叶有关 ( s m i t h ，e j o n i d e s ，j ，1 9 9 7 ) 1 7 1 。 工作记忆的概念自提出之后就不断发展，b a d d e l e y 将其看作是一个资源有 限的心理加工空间，奠定了结构定向的研究基础。但越来越多的研究者认为对工 作记忆的研究应该从内容和功能两个方面来进行，对工作记忆的认识发生了较大 的变化，提出了很多关于工作记忆的其他模型与假设。 1 c a s e 的资源权衡模型 c a s e 的资源权衡模型认为工作记忆的容量可以看作是操作空间+ 短时存储 空间，总的加工空间不变，工作记忆容量上的差异则主要表现在操作空间大小不 同i 引。根据这种模型，d a n e m a n 和c a r p e n t e r ( 1 9 8 0 ) 1 9 】认为，在工作记忆系统中， 加工和存储是两个相互矛盾的过程，在资源有限的条件下，加工所需的资源多， 存储所得的资源少，存储的项目也就少；相反，加工资源少，存储可用的资源就 多，存储的项目也就增加。为此他们采用加工和存储同时进行的双任务实验范式， 开发出了阅读广度测验和操作广度测验等，用来测量个体的工作记忆容量。 2 l o v e t t 的a c t - r 模型 该模型把工作记忆资源看成一种注意激活，叫做“源激活。当注意激活之 后，源激活就可以从当前注意的焦点扩散到相关的记忆节点上，并保存那些可获 得状态的节点，进行加工处理【1 0 】。实际上这种模型就是一种激活扩散模型，根 据产生式规则的激活进行信息加工。 3 e n g l e 的“注意控制”模型 e n g l e 和c a n e 贝l j 提出了工作记忆的“注意控制”模型。在e n g l e 看来，工作 记忆容量上的差异并不是由于存储项目上的差异造成，而是在控制注意去维持活 动中所需的信息时的能力差异。具体而言，工作记忆容量反映的是有意识的激活 记忆表征，通过各种手段维持这种激活满足注意要求，以及面临无关信息干扰时 对无关信息的压抑。实际上就是一种执行注意能力【l l 】。 4 e r i c s s o n 的“长时工作记忆 模型 e r i c s s o n 1 2 茭t j - f 更好的说明工作记忆与长时记忆的关系，提出了“长时工 作记忆 模型。该模型认为，b a d d e l e y 所提出的只是“短时工作记忆”，还存在 一种“长时工作记忆 来处理如何利用长时记忆中的信息，在日常复杂的认知活 3 小学生工作记忆测验的编制与信效度分析 动中减少记忆负担，并对信息的短时保持做出贡献。 关于工作记忆模型的理论不断发展，不断挑战着b a d d e l e y 的三成分模型。 总的来说，这些理论更关注工作记忆作为一个整体的资源分配与信息激活的过 程。为了更加完善工作记忆的理论模型， b a d d e l e y 提出了工作记忆模型的新成 分情景缓冲器( e p i s o d eb u f f e r ) ( 新的四成分工作记忆模型见图1 ) 【4 j 。情景 缓冲器被看作是一个可以使用多种形态编码的存储系统。它既可以从两个子系统 和长时记忆中提取信息，又可以将这些信息进行整合编码。而在这个整合提取过 程中，它又受到中央执行系统的控制与操作。情景缓冲器的提出，将工作记忆与 长时记忆中的信息，语音环路与视觉空间模板中的信息很好的整合了起来。这个 新的成分的出现，显然受到了e r i c s s o n “长时工作记忆 模型的影响。此外，原 先隐含在中央执行中的记忆存储功能也被抽离了出来，中央执行功能表现为注 意焦点( f o c u sa t t e n t i o n ) ，注意转换( s w i t c h i n ga t t e n t i o n ) 以及注意分配( d i v i d i n g a t t e n t i o n ) ，这实质上就是一个注意控制系纠1 3 】。 图1 新的四成分工作记忆模型 1 3 工作记忆的测量 工作记忆容量( w o r k i n gm e m o r yc a p a c i t y ) 是衡量工作记忆能力的一个重 要指标，它也可称为工作记忆广度( w o r k i n gm e m o r ys p a n ) 。一般可以分为简单 广度和复杂广度。简单广度评价的是个体在简短时间内保持信息的能力，复杂广 度评价的个体在进行心理力n - r _ 任务的同时保持信息的能力。关于复杂广度任务， 常用的研究范式就是双任务实验范式，即d a n e m a n 和c a r p e n t e r ( 19 8 0 ) 提出的 4 小学生工作记忆测验的编制与信效度分析 工作记忆容量的测量。d a n e m a n 和c a r p e n t e r 的工作记忆容量是基于c a s e 提出 的资源有限的观点，将工作记忆的能力看作是同时加工和存储的能力，对工作记 忆容量的定义就变成了在加工过程中所能存储的项目数。有很多研究者认为，这 种容量上的差异，更多是由于注意控制的能力造成，涉及到个体对有用信息的注 意维持以及无关信息的抑制( r o s e n e n 百e ，1 9 9 8 ；e n 酉e ，2 0 0 2 ) 1 4 1 1 1 1 。工 作记忆容量上的差异也作为了工作记忆研究中重要的研究特征。 工作记忆容量的具体测量，比较常见的就是阅读广度、操作广度、听力广 度等。这些任务都是复杂广度任务，即在加工的同时进行存储。复杂广度任务的 实施，一般都是在对一项需要注意参与的任务进行加工时，对另一项需要关注的 信息进行评价或记忆。典型的复杂广度测验任务是呈现一些项目让被试回忆( 例 如数字、词语、空间方位等) ，在呈现项目的过程中让被试执行一些需要注意控 制的任务( 例如计数、句子理解、简单算术、心理旋转等) 。 有研究者认为，利用工作记忆广度作为指标来评估个体工作记忆的提取能 力，忽略了工作记忆是一个过程，因而有可能遗漏工作记忆过程中的某些重要信 息，导致对工作记忆提取能力的评估出现误差【1 5 】。此外，工作记忆广度任务是 从工作记忆整体功能上进行测量，考察同时加工与存储的能力，并不能分离出个 体在各个具体成分上的能力。h e n r y 和m a c l e a n 1 6 】在比较智力缺陷和正常儿童的 工作记忆表现时，根据工作记忆三成分模型划分成的三个系统，利用简单广度测 量了语音环路和视觉空间模板的存储功能，利用复杂广度任务测量了中央执行功 能。该研究尝试利用工作记忆成分来进行测量，但是对中央执行的功能只是简单 地定义为同时加工和存储的能力，简化了对中央执行成分的测量。我国周世杰、 张拉艳和杨娟【r 7 】基于b a d d e l e y 的三成分工作记忆模型编制了工作记忆成套测 验，编制了8 个分测验归纳成为听觉工作记忆，视觉工作记忆，执行功能和加 工速度四个维度。这套测验在4 - 6 年级小学生中的效度分析结果中并没有区分出 语音环路和视觉空间模板的测量，此外，对中央执行能力的测量也只是简单地等 同于执行功能的测量，没有进行比较深入的划分。总的说来，当前国内外关于工 作记忆的测量，主要是使用复杂广度任务来进行，所使用的测量方法大都源自于 实验研究中所采用的任务，少有的根据工作记忆子成分来进行的研究划分还不是 很清晰，只是比较粗略的区分。 1 4 儿童工作记忆的发展 5 小学生工作记忆测验的编制与信效度分析 关于工作记忆的发展，国内外有很多研究从结构和功能两个方面考察了工 作记忆的年龄差异。s w a n s o n ( 1 9 9 9 ) 比较了4 7 9 岁的9 个年龄组视觉工作记忆 和词语工作记忆差异，结果发现视觉工作记忆得分高峰在1 9 3 0 岁组，词语工作 记忆得分高峰在3 0 岁以后1 1 8 l 。h o l t z e r ，s t e m 和r a k i t i n ( 2 0 0 4 ) 利用双重任务 评估工作记忆执行控制中年龄相关的差异时也发现，相比于年轻组，次任务造成 的干扰对老年组更大【1 9 】。李德明，刘昌，李贵芸【冽在数字工作记忆广度的毕生 发展研究中得到数字工作记忆广度在1 6 1 9 岁时达到最高。陈国鹏，王晓丽 ( 2 0 0 5 ) 在对短时记忆及其策略的一生发展研究中也得到记忆广度在1 6 岁达到 最高峰，之后呈现下降的趋势【2 1 1 。段小菊( 2 0 0 9 ) 等人研究了2 1 3 名8 岁到成 年期被试的数字、词语和视空间工作记忆广度，结果发现在这段时间内数字工作 记忆广度持续增长，词语广度在1 8 岁达到高峰，视觉工作记忆广度高峰期在 1 4 1 6 岁期剐2 2 1 。总的来说，不同工作记忆广度具有相似的发展趋势。 从工作记忆结构来说，g a t h e r c o l e ，p i c k e t i n g ，a m b f i d g e 和w e a r i n g ( 2 0 0 4 ) 等人比较了4 1 5 岁个体工作记忆结构，研究表明在6 岁左右个体工作记忆三成 分模型就已经逐渐成型，并且三个成分都呈现线性发展趋势。并且随着年龄的发 展，中央执行系统与语音环路和视觉空间模板之间的相关更加紧密，整体上工作 记忆结构相对稳定【矧。纵观工作记忆的发展研究，大都以工作记忆广度作为工 作记忆评价指标，从内容和功能角度的同时加工和储存方面来分析工作记忆的发 展，少有的分析工作记忆中央执行的发展研究要么包含的年龄跨度较小，集中在 成年初期、成年中期或老年期，要么是从执行功能的角度进行发展性研究。这些 情况的出现，其实很大部分是由于对工作记忆成分划分的不清晰以及对成分进行 测量的研究稀少。 1 5 研究问题与目的 作为可以进行认知加工的有限资源，工作记忆受到很多认知发展研究者的 重视。大量关于工作记忆的心理与教育研究表明，儿童的学业成就与他们的工作 记忆之间有着紧密的联系【矧。儿童的课堂表现以及语言能力和学业技能的发展， 例如阅读理解，数学，写作表达，在很大程度上取决于他们的工作记忆是否充分 发挥功能【2 】。此外，工作记忆广度可以预测个体在大量认知任务上的表现1 1 1 l ，工 作记忆甚至比智商更能预测学业困难儿童的学业成就瞄l 。国内学者对于学习困 难儿童中央执行功能的研究结果也表明，学习困难儿童的中央执行功能存在缺 6 小学生工作记忆测验的编制与信效度分析 陷，学习困难儿童在中央执行功能任务上的成绩显著低于非学习困难儿童 2 6 1 1 2 7 。 从工作记忆与学业成就，认知发展之间的关系我们可以看到，编制出一份信效度 较好的工作记忆测验，可以量化儿童的工作记忆水平，进一步预测他们的学业成 就，甚至可以为之后的干预研究提供一个有用的工具。 此外，从工作记忆测量本身来说，工作记忆测量大多使用工作记忆广度作 为指标，或者单独针对某些子成分，对工作记忆的测量过于笼统，未对工作记忆 各个成分分别测量，很少有综合完整的测验形成。在对中央执行进行测量时，对 中央执行功能也未进行明确定义，与执行功能也存在一定的重叠，未明确区分开 来。而当前工作记忆测量工具也比较混乱，在相关研究中缺少对测量工具信效度 的报告。最后，工作记忆模型本身也在不断发展，其子成分所涵括的意义与内容 也发生了变化，在这样的情况下编制一套完整的工作记忆测验，本身就是工作记 忆测量发展上的一个新的尝试。 关于工作记忆的理论研究不断发展，各种理论模型也相互补充，甚至发生 着融合。本研究并不准备讨论各种理论是否正确，而旨在根据某一种综合的理论， 编制一套适用于小学生的工作记忆测验。在这个过程中，本研究更倾向以 b a d d e l e y 的最新工作记忆模型为基础，根据形成的一些基本结论来编制一套工 作记忆测验。基本结论如下： 1 以结构定向为基础，工作记忆可以分解为中央执行系统以及三个附属子 系统，语音环路，视觉空间模板以及情景缓冲器。 2 中央执行相当于是一个注意控制系统，主要具有注意焦点，注意分配以 及注意转换的能力。 3 语音环路和视觉空间模板更倾向是一种存储的系统，负责语音与视觉空 间信息的存储。 4 情景缓冲器在中央执行的控制下负责长时记忆中信息的提取，各种不同 通道信息之间的联系编码以及暂时存储。 1 6 本研究的主要实验任务 根据b a d d c l c y 的工作记忆四成分模型，测验的编制也主要分成四个部分， 分别用来测量语音环路，视觉空间模板，中央执行系统和情景缓冲器。 1 语音环路的测量 语音环路主要负责语音部分的编码与存储，包括语音存储与发音复述的过 7 小学生工作记忆测验的编制与信效度分析 程，主要在言语的理解与获得中起到很大的作用。为了测量到语音环路比较纯粹 的存储功能，本研究主要采用简单广度任务来进行。简单广度考察的是在简短时 间内对信息的保持能力，在这个过程中，个体可以对信息进行简单的发音复述， 以记忆的信息项目数作为语音环路存储能力的大小。 c o w a n ( 2 0 0 6 ) 认为，工作记忆既包括短时记忆的成分又包含着控制性注 意的加工过程，短时记忆就是简单的存储成分，工作记忆就是由存储成分和注意 成分组成幽j 。由于单纯只考虑测量存储的能力，对语音环路的测量就类似于对 短时记忆的测量。常见的关于短时记忆的测量，主要是使用数字广度、词语广度 和非词广度任务。数字广度是短时记忆的经典测量指标，在对数字的记忆中，由 于个体对数字的熟悉程度相近，可以避免已储备知识的影响。对于非词广度， b a d d e l e y 等人在对特殊语言障碍的儿童进行研究时发现，数字广度与非词广度 都是依赖语音环路，对非词的记忆与数字广度之间存在相关，但是非词对语言的 获得具有更好的预测性【1 3 j 。由此我们可以认为，相比于数字广度来说，非词广 度具有更好的测量效果。而词语广度更容易受到已有的贮备知识和词汇量的影 响，因此本研究决定采用数字广度和非词广度来进行对语音环路的测量。 简单广度任务一般程序为：听觉或者视觉呈现项目材料，让被试在材料呈 现完毕之后立刻以正确的顺序进行回忆。听觉呈现的材料可以抽象的语义编码自 动存储，视觉呈现材料会自动存储在视觉空间模板中，若对视觉材料以言语形式 编码也可以存储在语音环路中【2 9 1 。为了避免视觉呈现的材料以言语形式存储发 生编码的转换，本研究的项目材料皆以听觉形式呈现。听觉呈现一系列项目( 数 字或非词) ，并要求被试立刻以正确的序列顺序进行回忆。 2 视觉空间模板的测量 视觉空间模板主要是对视觉空间信息进行操作，负责视觉信息的保持和控 制，包括视觉储存和内部抄写两个部分。前者指视觉信息的被动储存，后者指对 信息的操作与复述【3 0 1 。同样地，根据工作记忆四成分模型，视觉空间模板也是 作为一个存储成分，进行视觉空间信息的储存与复述。主要处理视觉和空间信息， 其中视觉元素与颜色、形状有关，而空间元素与位置、运动特征有关，二者分别 负责编码“w h a t 和“w h e r e ”的信息。关于视觉空间工作记忆的研究也发现， 对视觉信息与空间顺序信息的记忆之间存在分离，在受到视觉与空间顺序信息的 干扰时所呈现的变化模式也存在显著差异【3 1 】。因此在对视觉空间模板进行测量 时，必须根据所处理的不同信息，分成空间和视觉工作记忆任务来测量。 。 8 小学生工作记忆测验的编制与信效度分析 视觉工作记忆主要考察的是对形状或颜色的记忆，常用的任务有无意义图 片的记忆广度，视觉模式广度任务( v i s u a lp a t t e r ns p a n ) 等。一般程序为：短暂 呈现一些无意义的图片或由随机色块组成的两维图像，在呈现完毕之后让被试进 行回忆，图片个数或随机色块个数随着被试的表现而逐渐增加。本研究中拟采用 视觉模式广度任务来进行测量。 空间工作记忆考察的是对空间或运动特征信息的记忆。比较常用的任务有 c o r s ib l o c k 任务。c o r s ib l o c k 任务的一般程序为：主试按一定顺序点击随机排放 的积木块，在点击完毕之后让被试按照顺序重新点击一次。点击积木块的长度随 被试表现而逐渐增加。本研究中拟采用的空间广度任务是基于c o r s ib l o c k 任务， 以5 * 5 的正方形积木块排列，主试按照一定的顺序点击木块，要求被试按照主试 点击的顺序重新点击木块。 3 中央执行系统的测量 当前关于中央执行系统的测量还没有形成统一的定论，之前的研究大都采 用工作记忆容量作为中央执行能力的指标。随着研究的进展，关于中央执行的功 能也在不断发生变化。b a d d e l e y 早期将中央执行的功能分解为双重任务的协调、 策略转换、抑制无关信息的干扰以及长时记忆中信息的保持与操作。随着情景缓 冲器的提出，中央执行中隐含的储存功能彻底被分离出去，与长时记忆之间的联 系也得到了解释，中央执行彻底变成了一个注意控制系统，表现为注意焦点，注 意转换与注意分配的能力。 在b a d d e l e y 看来，注意焦点指的是将有限的注意资源集中于当前意识内 的任务。g a v a v a n ( 1 9 9 8 ) 认为注意焦点关注的只是一个单独的物体，焦点保持 的项目是被加工选择的记忆内容1 3 2 】；而c o w a n ( 1 9 9 9 ) 则认为注意焦点是具有 一定容量的，这些项目是可以被加工系统所使用的【3 3 1 。根据g a v a v a n 的观点， 注意焦点的容量只是1 个项目，它需要执行的功能就是维持在这个项目上的注 意，抑制无关信息的干扰。而根据c o w a n 的观点，注意焦点是具有一定容量的， 我们可以对这些处于注意关注下的信息进行加工操作。关于注意焦点的观点无法 得到统一，o b e r a u e r 试图利用工作记忆的同中心模型来进行解释，该模型认为工 作记忆中的内容有三种不同的状态，从长时记忆中激活的内容，可直接获得的几 个项目，还有被选择加工的项目。其中可直接获得的几个项目就意味着进入了注 意焦点之下，但是在这几个项目中只有被选择加工的项目才是注意焦点所聚焦的 对象【州。根据o b e r a u e r 的同中心模型，我们可以这样认为，c o w a n 所指的注意 9 小学生工作记忆测验的编制与信效度分析 焦点的容量就是可直接获得的几个项目，而o b e r a u e r 的唯一的项目就是注意集 中的那个对象。因此注意焦点实质上就是当前加工任务所指向的那个记忆集项目 或内部表征【3 5 l 。为了能够对注意焦点进行测量，本研究采用了c o w a n 对注意焦 点的容量的观点，测量可以得到注意进行加工的最大的项目数。彭华茂，张凌和 申继亮【3 6 】在对工作记忆中央执行功能的老化研究中设计了注意焦点的广度任 务，在计算机屏幕上快速呈现一列三位数，要求被试探测是否出现尾数相同的情 况。本研究拟采用该任务形式进行测量。 注意转换是实现注意从一个任务到另一个任务的转换。对环境中的刺激进 行有效的反应需要能够在刺激的不同方面或者不同的认知任务之间有效快速的 转换，这种转换能力被看作是执行控制的重要方面【3 7 1 。这种将注意焦点中的内 容保持在可存取的状态中以及将注意焦点转换到下一次需要用到的项目之上，就 是工作记忆的一项重要执行功能1 3 8 】。注意焦点从记忆集中的一个项目转移到另 一个项目所花费的时间就是“注意转换代价 ，可以用来说明注意转换的能力。 c o l l e t t e 曾经列举了注意转换的三种形式：在同一刺激物的不同知觉维度之间的 转换，对同一个刺激物的不同知觉水平之间的转换以及在不同任务之间的转换 1 3 7 l 。在关于注意转换的研究中，一般是利用任务转换范式来进行研究。g a r a v a n 最早设计了“双计数任务 来考察注意转换的能力，任务一般程序是：让被试记 住两种几何图形，图形分别对应两个不同的初始值，屏幕上不断出现两种图形之 中的一种，对应的图形出现后数值就加1 ，并记住累加之后更新的数值。在图形 呈现过程中，出现两次不同的几何图形，就发生了注意焦点的转换；当连续出现 两次相同的图形，就没有发生转换。通过比较转换与未转换之间的反应时差，可 以说明注意转换的代价【3 2 】。简单说来，就是通过两种任务之间转换与未转换的 反应时差来表明注意转换的能力。因此本研究设计了两个不同的任务，让被试根 据数字颜色来进行不同的加工，红色进行单双数判断，绿色进行大小比较判断。 通过任务转换与不转换之间的时间差来分析注意转换的能力差异。 注意分配主要涉及到同时加工多种任务或多个刺激的能力。这种注意分配 能力实质上反应的就是对两个或多个心理任务的同时激活与维持，按照b a d d e l e y 早期对中央执行能力的划分，相当于对双重任务的协调。对注意分配能力的测量 主要是利用双重任务范式 ，同时给被试呈现主任务和次任务或只呈现主任务， 对两种情况下的主任务表现进行比较，通过结果差异来说明注意分配的能力。常 用的次任务一般是发音抑制任务( 例如打节拍，重复某一个词语) ；空间击打任 1 0 小学生工作记忆测验的编制与信效度分析 务( 例如按顺序击打某个正方形的四个角，或者利用“无关图形范式 要求被试 注视电脑屏幕上的视觉动态模式) ；随机数生成任务( 在一定区间内随机排列1 9 的数字，或者采用按键随机数生成任务进行干扰) 。“双重任务范式中涉及到对 两个任务的同时加工，但是存在的一个问题是这两个任务之间存在一定的主次之 分，任务难度不一样，个体在加工时会更倾向于将注意分配到主要的任务之上。 为了避免这种情况的发生，必须平衡两种同时完成任务的难度。因此本研究借用 了华东师范大学邓赐平老师设计的t e c h 实验中的注意分配任务，让被试同时完 成两项任务，通过对两项任务整体的完成情况来评价个体的注意分配能力。 4 情景缓冲器的测量 作为工作记忆模型最新的一个成分，情景缓冲器的提出，是b a d d e l e y 整 合了其他工作记忆模型与研究发展的结果。该成分的提出，将存储功能排除在了 中央执行之外，相应地解决了语音环路和视觉空间模板相互影响的问题以及工作 记忆与长时记忆之间相互作用的问题，可以更好的说明各种数据结果【1 3 1 。 情景缓冲器受到意识的注意，在注意控制下对不同记忆子系统之间的信息 进行整合。包括语音环路与视觉空间模板中信息的整合，工作记忆与长时记忆中 的信息整合。情景缓冲器捆绑的能力实质上就是将来自两个或多个通道的信息整 合成统一组块的过程。为了测量情景缓冲器的能力，本研究拟从两个方面来进行， 一方面是从长时记忆中提取信息的能力，一方面是情景缓冲器对不同编码特征信 息整合捆绑的加工能力。 从长时记忆中提取信息的速度反映了情景缓冲器的加工速度，本研究打算 利用言语流畅性的指标来进行分析。言语流畅性是个体运用语言传递信息的流利 程度，常用的两种不同类型的言语流畅性指标为音位流畅性和语义流畅性。前者 是指个体按照某一特定音位迅速产生词，后者是个体根据考察的概念知识，按照 语义类别搜索产生词语【3 9 l 。根据语义激活扩散模型，记忆是由相互联结的结点 组成的网状结构，当刺激出现时，相对应的结点也被激活，同时扩散到相邻有关 概念结点上【删。简单说来，记忆唤醒实质就是概念结点的激活和激活在网络中 的扩散。而流畅性任务要求根据提供的规则，在记忆网络内搜索相关联的词汇或 概念节点，是一个涉及到记忆搜索的认知过程，因此我们认为，采用这种流畅性 任务可以测量到被试记忆搜索提取信息的能力。r o s e n 和e n g l e 在分析工作记忆 容量在提取中的作用研究中，曾采用了语义流畅性任务考察个体提取的能力，要 求被试报告在一段时间内能够想到的某一类别内的所有样例【4 1 1 。因此在本研究 小学生工作记忆测验的编制与信效度分析 同样打算采用语义流畅性测验，要求被试在限定时间内尽可能多地说出属于某个 类别的词来考察被试长时提取的能力。 情景缓冲器的另外一个重要的任务就是对不同通道的信息进行整合，从各 个系统中提取信息，使用多种形态进行编码。自从情景缓冲器提出之后，有不少 研究者开始分析情景缓冲器的这种捆绑能力，研究主要集中在视觉工作记忆中的 捆绑与段落中的捆绑。在视觉工作记忆的捆绑研究中，首先主要研究几个特征之 间的捆绑，而后有研究将特征捆绑成物体。c h a l f o n t e 和j o h n s o n ( 1 9 9 6 ) 在研究 年轻成人和老年人的特征记忆与捆绑中提到，完整记忆不仅包括对特征的记忆， 还包括对特征进行捆绑的特定认知过程。这种特征捆绑实质上就是情景缓冲器发 挥的作用。研究中使用了三个特征，项目、方位与颜色，并将项目与位置，项目 与颜色分别进行捆绑，发现老年人虽然可以记住项目，但是很难记得究竟是哪一 个项目与另一个项目配对，捆绑能力显著差于年轻成人【4 2 j 。c o w a n ( 2 0 0 6 ) 在视 觉工作记忆捆绑特征的毕生发展研究中探讨了捆绑加工的毕生趋势，通过使用项 目变化任务和捆绑变化任务来进行分析，前者将项目颜色改变成一个新的颜色， 被试只需注意项目颜色这一个特征；后者将项目颜色改变成已存在的颜色，被试 需要注意项目颜色与项目的位置，即颜色与位置进行了捆绑l 2 8 】。r o s s i a r n a u d ， p i e r o n i 和b a d d e l e y ( 2 0 0 6 ) 则考察了从特征到物体的捆绑。呈现一个5 * 5 的积 木块，按照一定的顺序点击积木块，要求被试按照主试点击顺序回忆点击。其中 点击顺序有随机，垂直对称，水平对称以及对角线对称四种水平，结果发现点击 路径垂直对称时被试表现显著好于其他三种水平【4 3 1 。这种对称效应的出现也表 明了情景缓冲器的作用，由于对称的格式塔原则，被试在记忆时自动将特征捆绑 形成了一个组块，从而导致垂直对称的记忆表现最好。关于段落记忆中的捆绑研 究，主要也是通过比较记忆有一定规律的句子与没有规律的词组成的句子，比较 两个不同水平下被试的单词广度差异表明词语捆绑成组块的能力【4 4 1 。由于情景 缓冲器负责各种通道信息之间的捆绑整合，包括语音环路信息与视觉空间信息之 间的捆绑，同一通道信息之间包括特征捆绑成物体，物体捆绑成组块，词语与词 语的捆绑等等，形式是非常多样的。本研究在具体研究中仅针对其中一种来进行 测量，即视觉空间捆绑中的物体捆绑成组块。比较非对称与垂直对称点击时空间 记忆广度的差异来说明情景缓冲器整合捆绑的加工能力。 5 工作记忆容量的测量 前文已经提到，工作记忆容量上的差异是工作记忆研究中的重要特征。 小学生工作记忆测验的编制与信效度分析 d a n e m a n 和c a r p e n t e r 设计的阅读广度、操作广度、听力广度等复杂广度任务让 被试在加工的同时保存信息，从工作记忆资源共享的功能角度考察了工作记忆同 时加工和存储的能力。大量关于工作记忆的研究都是利用复杂广度任务得到个体 工作记忆广度说明工作记忆与复杂认知活动的关系，或者通过比较不同年龄组在 数字工作记忆广度、词语广度、视觉空间广度上的差异来说明个体工作记忆的发 展趋势。 复杂广度任务可以看作是工作记忆研究中一个研究范式，从工作记忆功能 的角度考察个体同时加工和存储的能力，说明个体工作记忆的水平。本研究基于 b a d d e l e y 的工作记忆模型，根据不同的成分编制测验，从结构的角度对工作记忆 进行测量。虽然两种测量的角度不同，但是可以将复杂广度任务测量到的个体工 作记忆水平作为