Stroop效应的实验证明与探究

1、Stroop效应的实验证明与探究摘要 本实验研究了Stroop效应。通过测定华师大心理系一名被试对字色一致、矛盾和无关条件下的颜色选择反应时的差异，揭示了字义和字色的加工是两个不同的认知过程。实验目的为:1）了解Stroop效应的概念和原理。2) 比较四类字色组合条件的反应时，揭示在念字和命名的认知过程中的干扰作用。实验结果表明：字义和字色的认知是相互干扰的，且字义与颜色的相关程度越高，其对字色认知的干扰越大。关键词 Stroop效应 语义 颜色 自动化理论1 引言 念字和命名是两个不同的认知过程，其反应速度是不同的。这一现象由J.R.Stroop在1935年首先提出，称为Stroop效应。美

2、国心理学家John Riddley Stroop于1935年发现Stroop效应：他使用刺激字与写它所用的颜色相矛盾。例如用蓝颜色写成“红”字，让被试说出这个字是用什么颜色写的。结果发现被试反应时大大增加了。这说明字色矛盾时认知过程受到了干扰，即说字的颜色时受到了字的意义的干扰。有研究表明，这是因为所呈现的刺激包含着两种信息，对这两种信息加工是不同的。如蓝色写的“红”字，既包含该字所表述的颜色，又包含写该字所用的颜色。因为对字的加工快，所以先形成对字用语言反应的准备，但实验又不允许作这种反应。因此，当要说颜色时就要受到字义的干扰。 Stroop效应在最初没有受到心理学界的认同，主要原因是当时处

3、于行为主义心理学为主流的阶段，次要原因是Stroop本人没有作后续研究。但是在现在心理学世界中，Stroop效应无疑是相当受欢迎的,心理学家对它表现出浓厚兴趣，进行了多方面的研究。如：研究催眠状态对Stroop效应是否有影响；研究不同的语言种类（如汉字、日文、英文等）产生的Stroop效应；另外，作为一种手段和方法，可利用Stroop效应研究注意的机制，探讨正常人大脑两半球言语功能一侧化等。Macleod回顾了半个多世纪的研究，总结出18个主要的研究结果。这些研究对stroop效应的实验材料、刺激呈现顺序、被试选择、对刺激的报告方式以及研究方法上都进行了多维的研究。如对不同年龄层次的研究发现任

4、何年龄的被试在Stroop干扰上没有性别差异，同时干扰在小学低年级时就已经出现，随着阅读技能的提高，大约的二、三年级之间到达最高水平。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。而对Stroop效应的电生理学研究则发现左半球通常比右半球显示出更多的干扰。历史上对stroop效应的理论解释模式大致可以分为5种:相对加工速度理论，该理论认为刺激的两个维度的加工是平行进行的，但加工速度不一样。但是相对加工理论不能解释刺激两个维度不同时呈现时发现的实验结果；知觉编码理论，现在一般认为，编码阶段以后的加工不可能不同Stroop效应有关；Logan的平行加工模型，它把

5、Stroop效应看成是收集证据进行决策的过程；平行分布式加工模型（PDP模型），这个模型综合了自动化理论和相对加工速度理论的优点，同时扩展了Logan模型的一些思想。但是本实验侧重于自动化理论，这是一种相当流行的理论。它考虑了主意在加工中的作用。其基本思想是，自动加工快速，不需要注意，能随意发生；相反，控制加工相对较慢，需要注意，在有意控制下才能发生。这样，自动加工比控制加工更可能摆脱选择性注意的控制。在Stroop任务中，读词属于自动加工，颜色命名属控制加工，因此，将读词提升到有意识加工注意的层面上会影响颜色命名，反应在因变量上则是反应时的提高。同时，Stroop效应可以分为促进效应和干扰效

6、应。当字块意义与颜色相一致时，统计上可以得出显著降低反应时的结论；反之，当字块意义或者音义和颜色相干扰时，反应时会显著提高，但是音义对颜色命名的干扰没有语义干扰强烈。所以在本实验中采用4套卡片，以C套字色无关卡片为标准刺激，比较被试在A、B、D套卡片的反应时与C之间的差异。如果差异显著，则说明Stroop效应中既存在促进也存在干扰。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 材料共16张卡片，实验时随机呈现A套（字色一致）：红色的“红”字（A1），黄色的“黄”字（A2），蓝色的“

7、蓝”字（A3），绿色的“绿”字（A4），共4张。B套（字色矛盾）：绿色的“红”字（B1），蓝色的“黄”字（B2），黄色的“蓝”字（B3），红色的“绿”字（B4），共4张。C套（字色无关）：红色的“我”字（C1），黄色的“爱”字（C2），蓝色的“中”字（C3），绿色的“华”字（C4），共4张。D套（字色语义无关而音义有关）：绿色的“洪”字（D1），蓝色的“皇”字（D2），黄色的“拦”字（D3），红色的“滤”字（D4），共4张。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“Srtoop”效应。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

8、置（或使用默认值），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）第一次指导语是：这是一个测反应时的实验。实验中屏幕会呈现一系列汉字。 汉字是什么颜色，你就用优势手按2号反应盒上相应的颜色键，而不要管那个字的内容是什么。反应越快越好。在你明白了实验步骤后，可以先进行练习，然后点击下面的 “正式实验”按钮开始。第二次指导语是：这是一个测反应时的实验，实验中屏幕会呈现一系列汉字。请你使用2号反应盒对呈现的汉字准备反应。汉字一旦出现，你就大声念出这个字， 同时根据汉字的颜色用优势手按相对应的颜色键。反应越快越好。在你明白了实验步骤后， 可以按反应

9、盒上任意键，实验就可以继续。3）第一次指导语后，被试根据要求对呈现的汉字作出相应反应， 直至弹出休息对话框。倒计时3分钟休息结束，第二次出现指导语，被试仔细阅读指导语后按任意键，实验即继续。被试按指导语要求反应，程序记录第二次实验时的反应时。如果反应错误， 该次实验无效，程序自动补足。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3.1 被试1实验结果统计:表一 4组平均数和标准差第一次实验第二次实验组别平均数标准差平均数标准差A组426.7569.529621.25129.147B组585.7581.394789.25251.7

10、46C组485.7573.450647163.068D组528.5094.673788.25392.425 由表一数据可得,A组（字色一致）的反应时最短，标准差也较小，说明了被试对字色一致的材料反应最快，成绩也比较稳定，快于作为基线水平的C组（字色无关）。B组(字色矛盾)和D组（字色语义无关而音义有关）的反应时都要长于C组，说明了字义作用在被试对颜色认知时的干扰。表二 4组组间差异显著性检验sigA组B组D组C组0.6860.2530.383显著性不显著不显著不显著 由表二的检验得出，A组（字色一致）、B组（字色矛盾）、D组（字色语义无关而音义有关）和C组（字色无关）的差异都不显著。相对而言，

11、B组和C组的差异最明显，说明了字色矛盾时被试的反应时与正常颜色认知的反应时相比差异最大。表三 两次实验各组差异显著性检验组别sig显著性A组0.038显著B组0.175不显著D组0.246不显著 由表三可得，A组（字色一致）的两次实验结果差异性显著，加上念字环节后反应时显著增加。而其余2组（字色矛盾、字色语义无关而音义有关）在两次实验中反应时差异不显著。但3组的显著性水平都偏高，说明了念字与否对被试的反应时有影响，但影响不显著。3.2 收集10名被试B组(字色矛盾)结果并进行统计结果:表四 10名被试B组(字色矛盾)平均数和标准差以及个体差异显著性水平检验:被试性别平均数标准差Sig显著性1女

12、687.50204.5300.00显著2女1135.13292.1993女808.38437.7784女512.76111.0125女895.63286.3036男511.88119.4127男462.38120.3228男571.63117.6639男805.25257.63710男731.63135.707 由表四可得，10名被试对于B组(字色矛盾)的反应时存在显著的差异。表五 10名被试性别差异著性水平统计性别被试数平均数标准差Sig显著性女5807.88344.2990.00显著男5616.55201.04733 由表五可得，女被试和男被试对B组（字色矛盾）的反应时有差异。男被试的反应

13、时平均数小于女被试，且标准差小。说明，男性被试在字色矛盾时对颜色的反应较快，且成绩较集中和平稳。4 讨论4.1 结果与理论分析实验结果表明，字色一致或字色矛盾时被试对颜色的认知速度都会受到影响，表现在字色一致时反应速度快，字色矛盾是反应速度慢。这个现象与W.Brown和Cattell的发现相符，说明字义认知与颜色认知是两个不同的认知加工过程，语义的加工会对颜色的加工产生干扰。这个结果可以用自动化理论予以解释。对于大学生来说，经过很多年阅读与写作的训练，语义的加工过程（对字义的表征）已经达到了比较自动化的水平，而唱色（对字的颜色的表征）则相对来说需要更多的控制加工。因此，字色的认知过程受字义的干

14、扰较大。这在行为水平上表现为字色矛盾的反应时远长于字色无关的反应时，说明即使字本身的颜色与字的意义所表示的颜色是不匹配的，但字的意义还是干扰了唱色的认知过程，这证明了对字义的加工是比较自动的，而对字本身颜色的加工是比较不自动的，因此会受到另一个比较自动的加工过程的干扰。4.2 对字色语义无关而音义有关组的讨论按照理论，D组（字色语义无关而音义有关）的反应速度应比C组(字色无关)长而短于B组（字色矛盾）。因为虽然语义的加工会对颜色加工产生干扰，但干扰程度因材料的不同而有区别。由于D组呈现的是同音不同义字，因此字义与字色的相关程度中等，因此反应时会高于相关程度很低的A组（字色一致）而低于B组（字色

15、矛盾）。然而，该被试的实验结果是：D组的反应时长于A组和B组，即对字色语义无关而音义有关的颜色认知反应长于字色一致或字色矛盾的反应时。分析原因，可能是因为，在被试面对D组呈现的字时，被试无意间先将音义相同而语义不同的字转换为语义相同的字再进行判断，即当被试看到红色的“滤”字时大脑中先联想到“绿”然而进行字色的选择。这样被试的认知过程比B组（字色矛盾）多了一个环节，根据加因素法，反应时便比A组和B组都长了。4.3 两种实验任务结果的探究第二次实验中，被试的任务比第一次实验多了念字的环节，即在屏幕呈现汉字时，大声朗读出所看见的汉字。实验结果表明，第二次实验被试所用的反应时均大于第一次实验的反应时。

16、笔者认为，根据加因素法，由于认知过程中环节的增加，反应时的增长是肯定的。因此，实验结果是符合加因素法理论的。然而，本次实验的目的并不是证明加因素法理论，而是探讨stroop效应中念字对字色认知的干扰作用。深入探讨后，笔者发现，A组（字色一致）在两次实验中的反应时差异十分显著，可理解为主要由于认知过程中环节的增加所引起的。而B组（字色矛盾）组和D组（字色语义相同而音义不同）的差异相对较小，可能是第一次实验任务中已经有较多的认知环节，在第二次实验中，念字环节的增加不足以再引起较大的反应时差异（即在基数大小不同的前提下，相同数量的增加引起的改变率大小不同）。4.4 字色矛盾实验组的个体差异和性别差异

17、收集10名被试的实验结果并进行统计检验后发现，不同被试对于B组（字色矛盾）材料的反应存在显著的差异，说明了被试对于颜色加工受到语义影响时的认知控制强度和速度存在显著的个体差异。同时，对于其中5名女被试和5名男被试分组进行统计检验中也发现，不同性别的被试对于B组（字色矛盾）材料的反应也存在显著的性别差异。男性被试对于颜色加工受到语义影响时的认知控制要强于女性被试。这一实验结果与男性比女性更灵活、独立的性别特色是相符合的。然而，由于被试数量的有限，因此存在个体差异放大的可能性，同时也可能由于数据较少而导致实验结果的代表性不足，结论存在一定的偏差。因此，对于字色矛盾时被试反应时的个体差异和性别差异的

18、探讨还有待进一步的实验和研究。4.4 实验误差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。4.4.1 设备以及环境原因由于设备使用时长较久，因此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，由于stroop效应实验与注意分配实验公用一个实验是且同时进行，注意分配实验中产生的按键声、高低频声响以及谈话声会对被试的思想集中和情绪产生很大的干扰，因此很大程度上影响了被试的反应时成绩。4.4.2 疲劳效应和练习效应本实验的时长较短，任务也较多变并不是很枯燥。因此疲劳效应并不显著。然而，在实验过程中，随着被试对反应盒操作、实验任务的熟悉度的增加，反映速度越来越快，因此练习效应是本实验的一大误差来源。 综上所述，字义和字色认知是两个相互区别的认知过程，它们处于自动化加工的连续体上，字义认知是比较自动化的加工过程，而字色认知则是比较控制