句图匹配实验的减数法原理探究

1、句图匹配实验的减数法原理探究摘要 本实验假设句子与图形在不同匹配条件下辨别反应时有差异，实验目的为：1）部分验证克拉克和蔡斯句子-图画匹配实验。2）检测句子与图形不同匹配条件下的辨别反应时。3）加深对减法反应时的理解。实验被试为华东师范大学心理系09级的一名女生。实验结果表明，句子类型和是否匹配都对反应时产生影响。不同句子类型下的反应是差异主要是由于加工过程阶段数的不同导致的，而是否匹配条件下产生的差异则主要源于被试日常生活中的思维习惯引发的。实验结果基本验证了克拉克和蔡斯句子-图画匹配实验。关键词 减数法原理 认知加工1 引言二十多年来，随着认知心理学（cognitive psycholog

2、y）理论的发展，反应时间的测量受到特别的重视，心理处理是要时间的，处理信息量的多少，信息的特质，都会直接反映在处理的反应时间特征上。反应时间的差异反映了不同的加工过程。在本实验中，则反映了句子类型、句子图形匹配与否会影响被试判断的反应时。在80年代，心理学家克拉克和蔡斯（Clark Chase，1972）作了句子-图画匹配实验。我国心理学家王甦撰文，将此实验推崇为减数法的范例。在这种实验里，给被试看一个句子，紧接着再看一幅图画，如“星形在十字之上， ”，要求被试尽快地判定，此句子是否真实地说明了图画，作出是或否的反应，记录反应时。实验用的介词有“之上”和“之下”，主语有“星形”和“十字”。句子

3、的陈述有肯定的（在）和否定的（不在），共有8个不同的句子。克拉克和蔡斯设想，当句子出现在图画之前时，这种句子和图画匹配任务的完成要经过几个加工阶段，并提出了度量某些加工持续时间的参数。照他们的看法，第一个阶段是将句子转换为其深层结构，而且对“之下”的加工要长于对“之上”的加工（参数a），对否定句的加工要长于对肯定句的加工（参数b）；第二个阶段是将图画转换为命题，并常有前面句子中所应用的介词（“之上”或“之下”）；第三个阶段是将句子和图画两者的命题表征进行比较，如果两个表征的第一个名词相同，则比较所需的时间比不同时为少（参数c），如果两个命题都不含有否定，则比较所需的时间比任一命题含有否定时为少

4、（参数d）；最后的阶段为作出反应，其所需的时间被认为是恒定的（参数t）。这样，对句子和图画匹配的任务来说，减法反应时实验就在于将依赖所呈现的句子和图画的诸反应时加以比较。减数法是一种用减法方法将反应时分解成各个小部分,然后来分析信息加工 过程,减数法的反应时实验逻辑是:如果一个作业包含另一种作业所没有的某个特定的心理过程,且除此过程之外二者在其他方面均相同,那么两种反应时的差为此心理过程所需的时间。选择反应时就是根据不同的刺激物,在各种可能性中选择一种符合要求的反应,并执行该反应所需的时间,对选择反应时作出系统区分的当属唐德斯,他将两个刺激对应两个反应的反应时任务称为B反应,即选择反应,他用相

5、减的方法将反应时任务来分解心理加工过程.Miller 1962最先开展关于转换数目与加工时间的研究,在他的实验中,每次先个被试呈现一个句子,要求他们对此进行一定的转换,并在接着呈现的一系列句子中,指出与其转换相匹配的句子,被试要在保证正确的前提下,尽快地完成.结果发现,被试多句子进行单一加工的P或N转换比进行复合P+N转换所需时要少。Slobin 1966进行一个著名的句子图匹配实验给被试呈现和一幅与句子内容相关的图画,要求他们尽快地判定句子是否正确地描述了那幅图画,从转换的角度看,第一个句子完成需时最少,后两个句子作业完成所需时间依次增加,然而结果表明,第一个句子和第二个句子做完成的时间没有

6、差别,并且都多与完成第三个句子所需的时间.这说明句子加工时间并不随转换的数目增多而增加,留念格外还有人发现,否定句未必都比肯定句加工所需时间更多,要视句子内容而定。Clark 和Lucy 1975发现一个极有意义的现象,当一个句子在字面上或形式上是否定的,但所表达的意思是肯定的，这种句子验证所需时间与肯定句子是一致的，而在字面上是肯定的,但暗含否定的句子,其加工所需时间与否定句加工相一致。本次实验目的是练习多因素实验设计，检测句子与图形不同匹配条件下的辨别反应时。实验结果发现句子类型及匹配与否对反应时均有影响。假设为句子与图形在不同匹配条件下辨别反应时有差异，目的是部分验证克拉克和蔡斯句子-图

7、画匹配实验。2 方法2.1 被试本实验的被试为华东师范大学心理系本科学生一名，20岁，女生。2.2 仪器与材料2.2.1 仪器计算机与PsyTech心理实验系统2.2.2 材料两个图形和的不同位置组成8张图片。每张图片分别有对应描述两图形相对位置的两句话，共16对。每对呈现2遍，共呈现32次。2.3 程序1) 登录并打开PsyTech心理实验软件主界面，选中实验列表中的“句图匹配”。单击呈现实验简介。点击“进入实验”到 “操作向导”窗口。实验者可进行参数设置（或使用默认参数），然后点击 “开始实验”按钮进入指导语界面。可先进行练习实验，也可以直接点击“正式实验”按钮开始。2) 指导语是：这是一

8、个句子图形匹配实验。请你使用1号反应盒端坐屏幕前，眼睛注视屏幕。实验中会先呈现一句话，接着呈现一幅画，这句话是对图上一个 和一个字相对位置的描述。请你对它们是否匹配作出判断。认为是匹配的请按“”号键，不匹配则按“”号键，尽量做到既快又准，实验要做很多遍。当你明白了实验步骤后，可先进行练习，练习结束后再点击下面的 “正式实验”按钮开始实验。3) 实验中先呈现一句话，然后呈现一幅图画。要求被试判断此句子的描述与图画是否匹配。记录正确（错误）及反应时。4) 实验结束，数据被自动保存。实验者可直接查看结果，也可换被试继续实验， 以后在主界面“数据”菜单中查看。3 结果表一 四种反应条件下的反应时描述性

9、统计反应的条件反应时均值（毫秒）标准差（毫秒）总反应时均值正确百分比肯定匹配502.5097.902619100%肯定不匹配734.75316.132否定匹配648.50275.32683088%否定不匹配1109.43474.981总计737.16370.78771794%图一 四种实验条件下的平均反应时比较 肯定匹配 肯定匹配 肯定不匹配 否定匹配 否定不匹配 由表一和图一的数据可得，被试对肯定陈述的反应明显快于对否定陈述的反应，并且在否定陈述的条件下错误率较高。另外，匹配条件下被试的反应也明显快于不匹配条件下的反应。反应时在肯定匹配、否定匹配、肯定不匹配、否定不匹配四种实验条件下依次增加

10、。表二 肯定陈述与否定陈述、匹配判断与不匹配判断的差异显著性检验反应条件比较tdfSig(2-tailed)肯定陈述-否定陈述-1.88822.2890.072匹配判断-不匹配判断-2.71720.2300.013由表二的统计分析结果中可以得出，肯定陈述与否定陈述两种实验条件下的反应时存在差异，但不显著；匹配与否两种实验条件下的反应时则存在显著的差异。表三 四种反应条件下的反应时两两之间的差异显著性检验肯定匹配肯定不匹配否定匹配否定不匹配肯定匹配0.150.360.001肯定不匹配0.150.5860.029否定匹配0.360.5860.008否定不匹配0.0010.0290.008表三对四种

11、实验条件（肯定匹配、肯定不匹配、否定匹配、否定不匹配）的反应时进行了单因素回归分析。两两比较的统计结果表明，肯定匹配组和否定不匹配组、肯定不匹配组和否定不匹配组之间存在显著差异。其他各组之间差异不显著。4 讨论4.1 初步结果分析从实验结果看，人们在对肯定的、匹配的对象进行认知加工时耗时较短，肯定句对人们的理解速度更有利。在对句子类型不同、匹配与否，反应时的结果进行分析时发现，不同匹配时反应时平均数的差大于句子类型不同时反应时平均数的差，说明了不同匹配比句子类型不同对被试的影响更大。配对后，反应时之间的差异检验结果显示，肯定匹配组和否定不匹配组、肯定不匹配组和否定不匹配组之间存在显著差异,其他

12、各组之间差异不显著。从而可以初步看出，在作业时，句子类型和匹配与否的对象对个体的认知加工的耗时都有很大影响。另外，被试在这过程中可能存在两种比较方法并作出判断：一是，将两个命题分别作为两个整体，对这两个整体进行比较并作出判断；二是，对两个命题的各部分分别进行一一对应的比较，全部比较完后再作出匹配或不匹配的判断。4.2 句子类型对反应时的影响句子的肯定陈述与否定陈述对反应时存在极其显著的影响。产生这一结果可能原因在对句子进行加工转换为命题的过程中，对否定句的加工比对肯定句的加工多了对否定词进行加工这一程序，因此使否定陈述情况下的反应时大于肯定陈述情况下的反应时。4.3 匹配与否对反应时的影响判断

13、句子和图形是否匹配，是将对句子的命题表征与图形的命题表征进行比较的过程，匹配与不匹配是相互独立的，两个命题只能是匹配或不匹配中的一种情况。在这一过程中被试对匹配或不匹配不存在预期，理论上该过程中对匹配与不匹配的情况没有产生差异。但在日常生活中,人们普遍习惯于证真而非证伪,因此思维习惯可能是导致被试对匹配的材料反应比对不匹配的材料反应明显较快的原因。4.4加工阶段分析通过实验验证，可以得出个体判断过程经过4个阶段，分别为：1）句子转换为深层结构。2）图画转换成命题。3）将句子和图画两者的命题表征进行比较。4）作出反应。根据减法反应时原理计算总反应时包含的各个加工阶段的时长，得出：图画转换成命题时

14、长=否定陈述句正确判断平均反应时-肯定陈述句正确判断平均反应时 =830-619 =211（毫秒）4.5 误差来源由于人为实验操作的精确度问题，实验结果可能会存在一定程度的误差。4.5.1 设备原因由于设备使用时长较久，反应盒的按钮灵敏程度不同，有时会产生按键力度不够而没有反应的现象，因此可能导致实验结果不够准确的问题。另外，有些被试是用优势手操作，而另一些被试则是用两只手同时操作，因此实验结果的准确性可能不同。4.5.2 疲劳效应和练习效应由于实验需要反复的重复，操作也相对枯燥，因此被试在实验进行了一段时间后会产生枯燥的情绪，难免产生疲劳效应，反应稍有迟钝，错误率也有一定的增加。同时，由于该

15、实验的材料一共四种反应条件，出现的句式的重复性较高，所以被试在经过一定的练习后，很可能会依靠一些辅助规律和规则提高反应速度。因此，笔者认为该实验的练习效应是比较明显的。 5 参考文献杨治良 实验心理学 浙江教育出版社 1998，148149王甦 认知心理学 北京大学出版社 1992，810郭秀艳 实验心理学 浙江教育出版社 2352376 附录被试信息编号：1姓名：limengyun性别：女年龄：20实验结果正确判断总平均反应时(毫秒)：717正确判断百分比(%)：94 %肯定陈述句正确判断平均反应时(毫秒)：619正确判断百分比(%)：100 %否定陈述句正确判断平均反应时(毫秒)：830正确判断百分比(%)：88 %实验参数实验总次数：32间隔时间(秒)：2文字刺激呈现时间(秒):1图片刺激呈现时间(秒)：2详细数据序号句型图形被试判断结果反应时(毫秒)1肯定不符合正确13982否定不符合错误14243否定不符合正确17174肯定不符合正确10195肯定不符合正确5716否定符合正确11547肯定不符合正确6428肯定符合正确6679肯定符合正确41010肯定符合正确36011否定符合正