认知心理学经典实验范式的深入探讨---副本.docx

认知心理学经典实验范式的深入探讨以STROOP效应为例认知心理学经典实验范式的深入探讨以STROOP效应为例王 飞（安庆师范学院 安徽安庆 246003）摘 要 在许多领域尤其是心理学中，为了验证某种假设，以及发现某些有意思的现象。实验者会设计具有验证性目的的实验。有些实验比较经典，被有相同或类似目的的后来人多次沿用，就形成了一种实验范式。实验范式包括实验的目的、具体流程、手段以及是被试内还是被试间或者是混合实验设计等。用一句话讲就是：实验范式即相对固定的实验程序。实验范式在具体的实验中可以做为模板，并根据自己的新要求进行修改。Stroop效应是认知心理学经典实验范式之一。关键词 stroop效应 认知心理学 实验范式 实验程序 1 引 言认知心理学是二十世纪50年代中期在西方兴起的一种心理学思潮，二十世纪70年代开始其成为西方心理学认识心理学的一个主要研究方向。它研究人的高级心理过程，主要是认知过程，如注意、知觉、表象、记忆、思维和语言等。与行为主义心理学家相反，认知心理学家研究那些不能观察的内部机制和过程，如记忆的加工、存储、提取和记忆力的改变。以信息加工观点研究认知过程是现代认知心理学的主流，可以说认知心理学相当于信息加工心理学。它将人看作是一个信息加工的系统，认为认知就是信息加工，包括感觉输入的编码、贮存和提取的全过程。按照这一观点，认知可以分解为一系列阶段，每个阶段是一个对输入的信息进行某些特定操作的单元，而反应则是这一系列阶段和操作的产物。信息加工系统的各个组成部分之间都以某种方式相互联系着。而随着认知心理学的发展，这种序列加工观越来越受到平行加工理论和认知神经心理学的相关理论的挑战。Stroop效应是一种广泛使用的视觉任务。该效应是指，当词的印刷颜色与词的意义相冲突，而任务是命名印刷颜色时，被试的反应要慢。在Stroop效应实验中，为完成任务，被试不得不面临一种选择，即不得不从印刷颜色和意义两个维度中选出印刷颜色这一维度。Stroop（1935）最早证明了这种效应。他发现，人们命名100个冲突词的墨水颜色，平均要花110称的时间。相比之下，命名100个实心彩色正方形的墨水颜色，平均只需63秒。二者之间47秒的差异代表Stroop干扰量或Stroop效应量。Stroop 效应自发现以来,一直为认知研究所青睐。其研究的范式日趋成熟,研究领域广为拓展。由最初的注意、认知、语言等基础学科发展到情绪、记忆、脑、神经科学等领域,近年来更将Stroop效应的研究扩展到应用层面。最近两年有研究者通过ERP 来研究情绪言语中性别-特定的Stroop效应;禁忌语的Stroop效应;数字的Stroop效应;对立颜色Stroop干扰的减少;执行功能中抑制能力与儿童数量加工能力的关系;在应用领域,有报告指出酒精依赖的患者可能是由于对酒精伤害人体的关联性的认知不足造成的。可通过Stroop效应(酒精相关词语)激发指示语来提高酒精依赖患者的认知成绩,一定程度上减少患者对酒精的依赖;也有人将Stroop效应作为精神病理学的一种方法,研究饮食无序的患者;用情绪Stroop范式研究烧伤患者的认知障碍等等。本文研究者曾经做过一项研究，研究过程是在安庆师范学院选取被试，通过测定和比较被试对四种不同材料水平刺激的反应时和唱色（颜色命名）这两个认知加工过程的差异，揭示stroop效应的干扰作用。方法：实验采用2（念字、不念字）*4（材料类型：A、B、C、D）的多因素组内实验设计。结果表明：任务类型的主效应不显著；材料类型的主效应显著，需要进一步做事后多重检验。在这项研究中只采用了stroop效应最经典的范式。经典Stroop范式即命名词(字) 的颜色时,书写目标字(颜色词) 的颜色与目标字的语义之间产生干扰作用。随着研究的不断深入,经典Stroop 范式已演变为各种各样的变式。同时实验中只研究了任务类型和材料类型两个变量的主效应，本文研究者在课下和同学的探讨中一致认Stroop效应应该存在很多的影响因素。本文研究者通过查阅文献以及与老师、同学的探讨总结并概括了从经典Stroop 范式演变而来的各种各样的变式，以及影响stroop效应的影响因素。2 Stroop 效应的实验范式Stroop效应的范式已经扩展到众多的实验研究中。经典Stroop范式即命名词(字) 的颜色时,书写目标字(颜色词)的颜色与目标字的语义之间产生干扰作用。随着研究的不断深入,经典Stroop范式已演变为各种各样的变式。2.1 昼夜Stroop (Day - Night Stroop)适用于3.5岁至7岁的学前儿童，实验组要求被试在看见太阳的图形时说“夜晚”，看见月亮的图形时说“白天”；控制组要求被试看见一个抽象的图形时说“白天”，看见另一个抽象图形时说“夜晚”。目前，昼夜Stroop范式大多被应用于研究儿童的执行功能，作为测量执行功能的一个重要指标。2.2 图-词干扰范式图词干扰任务是经典Stroop 范式的一个简单推广。在图- 词干扰范式中,向被试呈现图与干扰词,二者同时呈现,或者先呈现图,然后呈现干扰词,要求被试命名干扰词。例如向被试呈现圆形中的汉字“方,”正方形中“圆”字等,任务是要求被试忽略图形,命名图形里面的汉字。对于图- 词干扰范式,近来研究者对其作进一步改进,如Waszak和Marti2na等人让被试命名两个长方形其中一个的颜色,颜色字所在的位置有三种情况:在靶子目标上、非靶子目标、背景上,结果发现在靶子目标上的颜色字比在非靶子目标上和背景上的颜色字产生较大的Stroop 效应,如图1 。另外图词- 干扰范式也是研究双语Stroop 效应的重要途径和方法。 图12.3 双语Stroop 范式双语Stroop 范式指利用两种语言的色词,要求被试用母语和第二语言分别对两种语言的色词进行颜色命名,然后根据语言间(命名语言和色词使用两种语言) 和语言内(命名语言和色词使用同一种语言) 的不同干扰效果推论出双语者的心理词典表征结构。翻译任务也是研究双语Stroop 范式的重要工具。在实验中要求被试进行从第二语言到第一语言的翻译,干扰词则以第一语言呈现;并且要求干扰词与要生成词语在正字法、语义等方面存在相关。结果在干扰词呈现140ms 的时候,与生成的词语义上相关的干扰词产生干扰作用,翻译词语的反应时显著增加,而与生成的词在正字法上相关的干扰词促进了翻译任务的完成,反应时显著缩短。这正如同经典Stroop 效应中的不一致条件下的干扰和一致条件下促进作用。2.4 Stroop 效应的反转范式Stroop 效应的反转范式是由Logan 提出的,后由Merikle等人对其改进,并把它用于研究无意识知觉。这种范式只涉及红、绿两种颜色。色词“RED”或“GREEN”是启动刺激,用于启动对红、绿两种靶颜色的命名反应。色词和色块的一致概率是25 % ,色词和色块的不一致概率是75 %。当在意识状态下,被试对不一致色块的命名要快于对一致色块的命名,出现了典型的Stroop 效应的反转。而在无意识状态下,被试对一致色块的命名要快于对不一致色块的命名,出现了典型的Stroop 效应。这种范式也适用在集中注意和分散注意的任务中。在集中注意下,被试利用不一致的概率大于一致概率的预期,出现Stroop 效应的反转;而分散注意下,被试对此没有预期,出现典型的Stroop 效应。（这种范式只涉及红、绿两种颜色。色词“RED”或“GREEN ”是启动刺激，用于启动对红、绿两种靶颜色的命名反应。色词和色块的一致概率是 25%色词和色块的不一致概率是75%。看在意识和无意识状态下启动刺激对目标刺激的影响。）2.5 情绪Stroop 效应范式情绪Stroop 效应研究是当前Stroop 研究中的热点问题。情绪Stroop 效应主要是指刺激中的情绪信息对非情绪信息的影响。这个范式也是经典Stroop 范式的变式。用表示情绪信息的图(表情图) 或情绪词作为启动刺激,颜色块作为目标刺激,要求被试对色块进行颜色命名。该范式在实验研究中应用甚广,如禁忌语的Stroop 效应,当被试命名忌讳语的颜色时候,要比命名中性词语反应时显著长;Willebrand 和Mimmie 等利用情绪Stroop 范式研究曾被烧伤的患者的认知失调。18 个烧伤患者构成实验组,18 个健康被试作为匹配组,任务是要求被试命名有关烧伤的、外伤的、中性的词语。结果发现烧伤患者命名烧伤词语的反应时显著长于命名外伤词语、中性词语的反应时。而匹配组对这三种词语的命名时间没有显著差异。2.6 其他范式Besner 等改变过去命名单词的颜色,要求被试命名单词中一个字母的颜色,字母处于有语言特征(单词) 和无语言特征一串符号( # 、%、&) 两种背景下,结果发现语境严重影响和制约Stroop 效应的出现。Allen等用数字或符号与其个数之间的匹配关系为材料,如符号( - , + + + , = = = , : : , : : :) 、英文字母(C ,AAA ,DD) ,相匹配的数字(指数字与其数量一致,如1 ,4444 ,333) 、不相匹配的数字(指数字与其数量不一致,如2 ,1111 ,66) ,结果被试记住不匹配的数字比记住符号和字母费时较长,这类似于颜色的Stroop 效应;被试读不匹配的数字比读字母花费反应时更长,这类似于颜色Stroop 效应的反转;被试读和记相匹配的数字比读和记字母花费时间显著缩短,这类似于颜色Stroop 效应的易化。Risko 和Jennifer等研究者通过把视觉搜索和Stroop范式联系起来,进行Stroop 效应的研究。3 、5 、7 个单词的排列包括1 个有颜色的目标(实验1 和3 中是词,实验2 中是条线) 呈现给被试。不相关的颜色词也呈现在材料中,并且和颜色目标位置有统一的或分离的两种情况。实验1 和3 要求被试报告目标颜色词的颜色,实验2 要求被试确定目标颜色是否出现过。尽管这些范式在一定程度上都是对经典Stroop 范式的改进,但是同时这也表明了Stroop 范式的多样性与多变性,以及应用范围的广泛性。3 Stroop 效应影响因素3.1 被试识别颜色的能力Laeng 和 Bruno等首次将被试的颜色识别能力引入到 Stroop 实验。他们对被试进行标准的颜色视觉测试 ,结果发现被试在标准颜色视觉测试中错误多者 ,其 Stroop 干扰量也多 ,二者之间呈显著的正相关。颜色之间的搭配也会影响到 Stroop 效应。当颜色 - 字不一致的时候 ,对立的颜色(如黄色的“蓝” )比不对立的颜色(如红色的“蓝” )引起的 Stroop 干扰的数量显著减少。3.2 语境对Stroop 效应的影响语境或背景的强弱会影响 Stroop 效应加工的数量，背景复杂性越高干扰就会越大。红蓝两个字之间呈现绿字 ,让被试命名中间绿字的颜色 ,这样颜色的干扰就比较大 ,Stroop 干扰的数量就越大。当处于注视点的中性词中所有字母都是有颜色的时候 ,一致条件下的反应时显著快于不一致条件的反应时;但是当中性词中仅仅有一个字母是有颜色的时候 ,一致和不一致条件下的反应时没有显著差异。3.3 情绪对Stroop 效应的影响情绪状态的不同会影响 Stroop 任务的加工。在情绪性 S t r o o p任务中，情绪性词汇比中性词汇产生更大的干扰。（1）AnnettSchirmer,SonjaAKotz等通过使用 ERP技术 ,发现情绪词的性别 - 特定 Stroop 效应。（2）禁忌语的 Stroop 效应，当被试命名忌讳语的颜色时候 ,要比命名中性词语反应时显著长。3.4年龄对Stroop 效应的影响Stroop 干扰在小学低年级时就已经出现 ,随着阅读技能的提高 ,大约在二、三年级之间达到最高水平。随着阅读能力的继续发展 ,成年时期干扰逐年下降 ,直到接近 60 岁 ,此时干扰又重新升高。有研究使用fMRI探讨了 722 岁被试进行 Stroop 任务的脑活动定位 ,他们把被试分成三个年龄组来探讨各脑区间的年龄相关变化 ,结果发现:1822岁被试比 1216 岁被试的左侧额中回有更明显的激活 ,而1216岁被试比 711 岁被试其左侧额中回、前部扣带回和左侧顶区和顶枕区的激活更明显。与711岁被试相比 ,1216 岁被试和 1822岁被试的顶皮质激活更强烈 ,但后两者之间没有差异。3.5 其他影响因素3.5.1 SOA( StimulusOnsetAsynchrony)研究者通过改变启动刺激(色词) 与目标刺激(颜色块)的 SOA ( StimulusOnsetAsynchrony)来探讨Stroop 启动效应发生的时间过程。结果发现不同SOA对STROOP效应会产生不同的影响。Sharma 等人研究发现情绪Stroop 效应会随着 SOA的延长而减弱、消失。Glaser等人的研究发现 ,当启动刺激为英文单词时 ,启动效应在 SOA 为100ms时达到最大 ,在 SOA 为300ms时启动效应消失。曲折等人使用汉字色词研究发现当 SOA 为 27ms时 ,有显著的 Stroop 启动效应 ;当 SOA 为 107ms时 ,启动效应达到最大 ;之后随着SOA 的增加 ,启动效应逐渐减小 ;当SOA为 1040ms 时，Stroop 启动效应不显著 。3.5.2认知风格祁禄等人在08年做的一项研究表明，场独立性被试不存在典型的 S t r o o p效应 ，而场依存性被试则存在典型的 S t r o o p效应。当任务由一致条件转变为不一致条件时对场依存性被试的影响显著大于场独立性 ，场独立性被试受环境的影响小于场依存性被试。3.5.3任务类型和注意状态有研究表明口头报告和按键任务都出现Stroop 效应 ,也有研究却发现按键任务未出现 Stroop 效应。在分散的注意下出现典型的 Stroop 效应 ,而在集中的注意下出现 Stroop效应的反转。Merilke 等人的研究表明，当一致的色词色块对(如 “RED” 红色块) 的发生概率(如25 %)远小于不一致(如 “RED” 绿色块)的发生概率(如75 %)时 ,被试者的反应结果依赖于知觉色词时的注意状态。在集中注意(单作