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R字符旋转实验Cooper and Shepard (1971) 心理旋转实验赵丽（0807410153）一、 要揭示的问题是什么理论背景与研究目的（一）理论背景 近年来，认知心理学关于表象的实质和功能产生了争论。以Kosslyn为代表的人认为：表象是一种类似于知觉的信息表征，它在人的心理活动中有着自己的作用；而以Pylyshyn为代表的人认为：表象没有独立的地位和功能，不能解释心理现象，信息皆以命题表征。 谢帕德等人在20世纪70年代初开展关于“心理旋转”的实验研究，支持观点一，揭示出表象的实质和工作机制，并提出心理旋转设想：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断。（二）研究目的 1973年库伯和谢帕德设计该实验来证明心理旋转的实际存在。实验选取不同的字母和数字(如R、J、C、2、5、7等)为实验材料，将这些材料取正面或反面以及六种不同的倾斜度，让被试反应后记录反应时间。 注：本报告以R为例 二、 自变量和因变量、无关变量控制（一）、心理旋转的设想及研究方法 Shepard等关于心理旋转的研究着眼于表象的表征和加工，它有力地支持将表象看作一种独立的心理表征的观点。 心理旋转是一种想象自己或客体旋转的空间表征转换能力，是构成空间智能的重要组成部分。 根据心理旋转的对象不同，心理旋转被分为客体旋转和自我旋转。客体旋转就是旋转主体(被试)对其外部物体的旋转如对字母、数字或立方体的旋转。自我旋转就是旋转主体对其本身整个身体或身体某个部位的旋转，如手或脚。 研究人的心理旋转的能力及其性质不仅在理解人类空间认知行为方面有重要的理论意义，而且具有十分重要的应用价值。心理旋转与很多领域的操作能力具有相关性。 研究心理旋转的重要变量就是反应时，通过对被试反应时的测量，可以判断心理旋转的存在。（二）变量实验设计 1、自变量：R字符卡片的倾斜角度、字符的镜像与正像 、前行信息 2、因变量：平均反应时 3、无关变量的控制：对实验结果有影响的需要排除、恒定、循环等的变量。u 实验仪器及材料方面需要控制固定的，如呈现的随机性、卡片的规范性、卡片间隔时间的恒定等；u 被试的选择，男女比例、身体条件、年龄以及经验恒定等；u 正确率的保证：正式实验前，给被试以训练；若被试在实验过程中作出错误反应，则该次实验予以重复，直至取得正确反应。三、 被试安排及任务和实验材料的处理（一）被试安排 选取30名大学生为被试，平均年龄为22岁，其生理各项指标均正常，男女各占一半。 由于实验材料易于记忆，水平层次多，为了排除材料呈现顺序的练习效应、疲劳等对实验结果的影响，所以采用混合设计，将被试随机分为5组，每组接受一种实验，各组男女比例相同。（二）被试任务 当速视器呈现某一字符的某种样本时，被试的任务是判定该字符是否为正，不管具体方位如何，按键作出反应，正按”红“键，否按”绿“键。要求在保证正确率的情况下，尽快作出反应。正式实验前，给被试以训练；若被试在实验过程中作出错误反应，则该次实验予以重复，直至取得正确反应。（三）实验材料的处理 JGW-B心理试验台速示器，计时计数器，手键一个，测试卡片12张，每张上面有正向或反向的“R”一个。两种字母的倾斜角度有六种: 0、60、120、180、240、300。注视卡片一张。（四）根据前行信息的不同呈现方式，将实验分为五组：1. 无前行信息组：直接呈现卡片，进行判定2. 有字符前行信息组：R 3. 有方位前行信息R4. 既有字符又有方位前行信息（分开呈现） 5.既有字符又有方位前行信息（结合呈现）四、 本实验设计逻辑及研究假设（一）本实验的设计逻辑 字符表象是通过心理旋转进行表征的，在没有前行信息的实验中，被试要将呈现的字符样本与长时记忆中的正位样本进行比较，才能判定正反。当样本偏离正位时，被试需要将该表象转回到正位上来，然后与长时记忆中的正位的表征作比较。 样本偏离正位的度数越大，需要作出的心理旋转就越多，需时也越多。 当有前行信息时，将字符和方位信息进行不同的组合，观察哪种组合影响心理旋转。 （二）研究假设 1. 材料不同呈现方式，导致同一张卡片的反应时不同。 2. 在心理旋转实验中，不同偏转角度的反应时有差异。 3. 不同人的心理旋转能力存在差异。五、 实验结果：1、 从没有前行信息组可看出：旋转角为0或360时，不管正常还是镜像，需时较少，约为0.5。 2、前三组实验：当样本的选择度数增大时，反应时也随之增多，当样本旋转到180时，反应时最长，超过180后又随之较少。以180为界，左右对称。 3、后两组实验：无论样本方位如何，反应时都较短，而且每种都没有多大变化，其曲线几乎是平行于横坐标的直线。六、 讨论与结论（一）讨论 1. 在没有前行信息的实验中，被试要将呈现的字符样本与长时记忆中的正位样本进行比较，才能判定正反。当样本偏离正位时，被试需要将该表象转回到正位上来，然后与长时记忆中的正位的表征作比较。 样本偏离正位的度数越大，需要作出的心理旋转就越多，需时也越多。这种解释与被试的内省报告一致。 2. 前三组的反应曲线以180为界对称，说明旋转角小于180时，表象旋转沿逆时针；大于180时，沿顺时针进行，这种工作方式节约了旋转时间。且说明180时为心理旋转需时最多的角度。 3. 后两组没有出现心理旋转现象，是由于被试事先知道将要旋转地字符和方位，在需要判定的卡片呈现之前，就已形成该字符的表象并旋转到正位，当刺激呈现时，可立即与已形成的表现比较，无需再旋转了。从另一方面说明了心理旋转地存在。（二）结论 1、心理旋转现象存在。 2、没有前行信息，或只有字符或只有方位时，有心理旋转现象。 3、 表象心理旋转