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心 理 科 学 2 00 2年 第 25卷 第 5期

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学习困难学生视空间工作记忆 提取能力的多指标分析’ 张 明 隋 洁 方伟军 ( 东北师范大学心理学系, 长春, 1 3 00 2 4)

摘 要 本实验设计高、 低两种加工负载的视空间WM作业, 采用 WM广度、 提取惜误值和提取速度三项指 标评估学困生视空间WM的提取能力。 比较学困生和学优生视空间 WM的提取能力间的差异。结果表明; 无论在低加工负载条件下还是在高加工负载条件下, 学困生视空间WM的提取能力都比学优生差。在不同 加工负载条件下, 三项指标对评枯学困生和学优生视空间WM提取能力间差异的重要程度不同。低加工负 载条件下WM容橄和提取错误值是较好的指标, 而高加工负载条件下WM容盆和提取速度是较好的指标。 关健词 :学 习困难

1 前

WM 视 空间 WM 广磨

粗 血错 mm

工作记忆( Wo r ki n gMe mo r y, WM) 一般是指一 种有限容量的加工资源, 它能在加工信息的同时存 储信息, 即WM 包括存储功能和加工功能。许多研 究表明WM与复杂认知活动具有密切的关系, 并对

复杂认知操作具有很好的预测性[ t ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。学习

是一种复杂的认知活动, WM存在缺陷可能是造成 学生学习困难的主要原因之一, 而国内对学习困难 学生(学困生) WM 机制的实验研究并不多。由于 WM是一个复杂系统. 根据处理信息的不同, WM 包括视空间WM( 处理视空间信息) 和言语 WM( 处 理言语信息), 在一个研究 中很难包含 WM 的所有

问题, 因此, 本研究仅对学习困难学生视空间 WM 的提取能力进行分析。

通过查阅大量文献[ 5 ] [ 6 ]我们发现研究者们一 般仅采用 WM广度作为指标来评估个体 WM 的提 取能力, 这表明人们在实验研究中常忽略WM反映 的是一个过程这一问题。而 WM 概念提出的一个 源动力就在于强调它是一个认知过程, 仅用 WM 广 度这一项代表提取结果的指标表示个体 WM的提 取能力, 可能忽略了WM 过程中某些重要信息, 导 致对 WM 提取能力的评估存在一定的偏差。本研 究将使用视空间WM广度、 提取错误值和提取速度 三项代表 WM 提取过程的信息指标评估学困生视 空间 WM 的提取能力。这三项指标是从个体完成 视空间 WM作业的过程中获得的, 因此, 构建 WM 作业是这类实验研究的关键问题。构建 WM作业

*Ev a

的基本要求是, 在完成 WM 作业过程, 个体既要加 工信息同时又要存储一定的信息, 即研究者所建构 的WM作业应既能测个体 WM 的存储功能, 又能

测WM的加工功能[ 7 ] 。在一定范围内, 许多研究者 根据不同个体完成 WM 作业的情况预测个体在相 关认知技能上的差异, 一般认为, wm 提取能力好 的个体完成认知活动的能力要好于 wm提取能力 差 的个体。

比较不同个体 wm 提取能力的一个关键问题 是. 只有在相同加工负载条件下, 不同个体完成

wm作业的成绩才具有可比性I s ) 。加工负载指的 是 wm作业的加工难度, 如在视空间 wm作业中, 要求被试判断呈现在计算机屏幕中央的字母的方向 ( 正写还是反写), 如果一系列字母的方向相同, 每个 试验仅儒要判断一次, 加工速度较快, 那么这个视空 间WM作业的加工负载较低; 如果呈现的一系列字 母中, 每个字母方向都不相同, 在一次试验中对每个 字母的方向都要进行判断, 加工速度较慢, 那么这个 视空间wm作业的加工负载较高。本研究通过比 较学困生和学优生在不同加工负载条件下视空间 wm的提取能力, 试图发现加工负载对二者视空间 wm提取能力间的差异是否存在影响。

本实验研究的目的在于: ( 1 ) 通过比较学困生和 学优生视空间wm 的提取能力, 以证实视空间wm 的提取能力存在缺陷是造成学习困难的主要原因之

一。( 2)比较高、 低两种加工负载条件下学困生和学 优生视空间 wm 的提取能力的变化, 探讨学困生和 学优生是否存在差异。

奋 基金项目: 国家基教育实验中心专项课题, 吉林省教育科学创十五’ 规划课题。

万方数据


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2 方法 2-1 被试

本实验研究对学习困难学生的界定采用国内比 较公认的标准, 即儿童的实验成绩与其能力的期望 值存在显著差异, 但这并不是由情绪、 智力、 视觉、 听

觉障碍或是缺乏良好的教育环境引起的, 而是信息 加工过程存在障碍导致了他们在听、 思、 说、 阅读和 书写、 拼写和数学计算上有困难。 本研究对某小学二年级、 四年级和六年级学生 上学期期末的成绩进行分类, 抽取学习成绩排名处 于前 1 0%和后 t o%的学生进行《 瑞文推理测验》, 然 后根据《 瑞文推理测验》 成绩进行分类, 筛选出这两 类学生中成绩相匹配的学生。再让班主任对这些学 生进行鉴别, 选出没有视觉、听觉等感官障碍, 没有 情绪困扰的学生。这些学生作为本实验研究的被 试, 学习成绩排名处于前 t o%的为学优生, 学习成 绩排名处于后 t o%的为学困生。最后选出学 困生 28名, 学优生 25名。 2. 2 材料

本实验依据“ 在同一作业中既要包括加工成分 又要包括存储成分” 这一原理, 建构了两套视空间 WM作业, 即高加工负载作业和低加工负载作业。 实验材料为大写英文字母 F。在实验中, 要求被试 记忆 F方位的同时判断其正反方向。 第一套实验材料为高加工负载的视空间WM作 业。每次试验呈现的刺激由不同方位的大写英文字 母 F组成( F有八种可能的方位, 即上、 下、 左、 右、 左 上、 左下、 右上、 右下); 每一系列字母 F有两种可能的 方向, 即正写或反写。这套实验材料的信息加工功能 是通过要求被试判断这一系列字母的方向加以评价, 同一系列字母或者都是正向或者都是反向, 因此, 一 次试验只判断一次。此套实验材料由3个 F为一组 作为开端, 4个 F为一组一直到 1 4个 F为一组的字 母系列组成。第二套实验材料为高加工负载的视空 间 WM作业, 它与第一套实验材料的不同之处是, 在 一系列字母中, 每个字母都有两种可能的方向。这 样, 每呈现一个 F就要判断一次F的方向。 实验仪器是十台与Pa l主机相连的高分辨率显 示器。被试与显示器的距离约为 65 c mo

23 实验设计和程序 本实验采用 2x2两因素混合设计。组内变量 为不同加工负载的视空间 WM 作业, 即低加工负载 和高加工负载。组间变量为学习成绩不同的学生,

万方数据

第 25卷

即学优生和学困生。 第一套实验材料的指导语为: “ 这是一个记忆测 试。在屏幕上将出现一系列 F字母, 每个 F字母都 有八种可能的方位 : 上、 下、 左、 右、 左上、 左下、 右上、 右下, 当一系列 F字母呈现结束后, 请你既准确又 迅速的判断这一系列 F的正反( N键表示字母是正 写, M键表示字母是反写)。 然后立即按小键盘上相 应的键回忆这一系列 F字母的方位。 ”正式测试前 让被试练习几次, 直到被试理解主试给予的任务并 顺利做出反应为止, 然后正式实验。视觉刺激(即字 母 F) 呈现在计算机屏幕的中央, 其中, 每个刺激的 呈现时间为 Z o o ms ,两个刺激 间的间隔时间为 2 5 oms 。从判断方向后到开始回忆间的最长间隔时 间为 2 2 00ms 。如果被试判断、回忆均正确则呈现下 一组 , 否则用同一级别的字母系列再呈现一次。若 这一次判断、 回忆正确则进行下一组测试; 如果仍然 出错, 那么, 回忆正确的前一组字母系列的字母个数 作为视空间WM 的广度。提取错误值为被试回忆 错误的字母个数与回忆的所有字母数之比。提取速 度为正确提取每个字母的平均时间。 第二套实验材料的指导语为: “ 这是一个记忆测 试。在屏幕上将出现一系列 F字母, 每个 F字母都 有八种可能的方位: 上、 下、 左、 右、 左上、 左下、 右上、 右下, 每一个 F字母都有两种可能的方向, 每呈现 一个 F字母请你既准确又迅速的判断这个字母的 方向(N键表示字母是正写,M 键 表示字母是反 写), 当这一系列 F字母呈现结束后, 请立即按小键 盘上相应的键 回忆这一系列 F字母 的方位。 ”每个 刺激在被试判断方向后持续呈现 200ms后被掩蔽, 两个刺激间的间隔时间为 25 0ms , 从判断方向后到 开始回忆间的最长间隔时间为 2 20 0ms 。其它实验 程序与第一套实验材料相同。记录被试视空间 WM广度、 提取错误值和提取速度。 为了抵消实验的顺序误差, 学困生和学优生分 别随机分成两组, 一组先完成低加工负载的视空间 WM作业, 再完成高加工负载的视空间 WM作业; 另一组先完成高加工负载的视空间WM作业, 再完 成低加工负载的视空间WM作业。

3 结果与分析 两种加工负载条件下, 学优生和学困生视空间 WM 广度、 提取错误值和提取速度的结果见表 to 3. 1 对视空间 WM广度的分析 经方差分析发现, 加工负载和学习水平的交互


第5期

张明等 学习困难学生视空间工作记忆提取能力的多指标分析 一  ̄ ̄一

一一 一

作用显著, F( 1, 5 1)=4. 3 5, p<0. 0 5。配对 t检验

一 一一

5 6 7 一 —

发现,

表 , 高、 低加工负载条件下学优生和学困生的视空间WM广度、 提取错误值和提取速度 学 习水平

学优生 学 困生

高加工负载 WM广度( 个)

5 2 . 3 9

提取错 误值

: . : ;

低加工负载

提取速度( 毫秒) WM广度( 个)

: : : :

对于学优生, 低加工负载条件下视空间 WM 广度 ( 6. 68) 显著高于高加工负载条件下的视空间 WM 广度( 5. 3 9), t ( 2 4)=4. 9 2, p<0. 0 5, 这说明本实验 设计的高、 低加工负载的视空间 WM 作业是成功 的; 对于学困生, 低加工负载条件下视空间 WM 广 度( 2. 4 6) 高于高加工负载条件下的视空间 WM 广 度( 2. 3 9), 但未达到显著水平, t ( 2 7)=1. 2 6, p>0. 05。这说明学困生和学优生的 WM 广度均随加工 负载的增大而减少, 但学困生的视空间WM广度受 加工负载的影响较小。 再使用 t检验分别比较不同加工负载条件下, 学困生和学优生的视空间 WM 广度的差异。结果

显示, 在低加工负载条件下, 学优生的视空间 WM 广度( 6. 68)显著高于学困生的视空间 WM 广度 ( 2. 4 6), t ( 51 )二7. 1 6, p<0. 0 0 1; 在高加工负载条 件下, 学优生的视空间WM广度( 5. 3 9) 显著高于学

困生的视空间WM广度( 2. 3 9) , t ( 51 )=5. 4 8, p< 0. 0 0 1 。这表明加工负载对学优生和学困生视空间 WM广度的差异没有显著影响, 因此, 在对学优生 和学困生的视空间 WM 的提取能力进行比较时, 视 空间wM广度是一项较好的指标。

3. 2 对提取错误值的分析

: . : :

提 取 速 度 〔毫秒 ) 1129

( 5 1 )=1. 3 4, p>0. 0 5。这表明加工负载对比较学 优生和学困生的提取错误值间的差异有显著影响,

因此, 把提取错误值作为一项指标比较学优生和学 困生的视空间 WM的提取能力时, 应注意加工负载 这个前提条件。 3. 3 对提取速度的分析 对提取速度的结果进行方差分析发现, 加工负载 和学习水平的交互作用显著, F( 1, 5 1 )=4. 6 6, p<0. 0 5。配对 t检验发现, 学优生在低加工负载条件下的 提取速度( 9 8 7) 快于高加工负载条件下的提取速度 ( 1 3 2 5) , 二者间存在显著的差异, t ( 2 4 )=2. 3 8, p<0. 0 5; 而学困生在低加工负载条件 F的提取速度( 1 1 2 9 ) 快于高加工负载条件下的提取速度( 1 2 2 2 ), 二者间未 达到显著差异, t ( 2 7)=1. 8 2, p>0. 0 5 。这表明学优 生的提取速度随加工负载的增大而减慢, 而学困生的 提取速度并不受加工负载的影响。 再使用 t检验分别比较学困生和学优生的提取 速度随加工负载变化的情况。在高加工负载条件 下, 学优生的提取速度( 1 3 2 5) 慢于学困生的提取速 度( 1 2 2 2), 二者差异显著, t ( 51 )=2. 4 7, p<0. 05; 在低加工负载条件下, 学优生的提取速度( 9 8 7) 快于 学困生的提取速度(1 1 29), 但没有达到显著水平, t

对提取错误值的结果进行方差分析发现, 加工

( 5 1 ) =1. 5 9, p>0. 0 5 。这表明加工负载对学优生

负载和学习水平的交互作用显著, F( 1, 51 )=5. 1 9, p<0. 0 5。配对 t检验发现, 对于学优生, 低加工负 载条件下的提取错误值( 0. 1 3 ) 低于高加工负载条件

和学困生的提取速度间的差异有显著影响, 因此, 把 提取速度作为一项指标比较学优生和学困生的视空 间WM 的提取能力时, 也应注意加工负载这个前提 条件。值得注意的是在高加工负载条件下, 学优生 的提取速度显著慢于学困生的提取速度。 3. 4 对视空间WM广度、 提取错误值 提取速度

下的提取错误值( 0. 31), 二者间存在非常显著的差 异, t ( 2 4)=3. 9 2, p<0. 01; 对于学困生, 低加工负 载条件下的提取错误值( 0. 21 ) 低于高加工负载条件 下的提取错误值( 0. 3 2) , 二者间存在显著的差异, t

( 2 7)=2. 1 5, p<0. 0 5。这表明学困生和学优生的 提取错误值均随加工负载的增大而增大。 采用 t检验分别比较学困生和学优生的提取错 误值随加工负载变化的情况。在低加工负载条件 下, 学优生的提取错误值( 0. 1 3) 显著低于学困生的

提取错误值( 0. 21 ), t ( 5 1)=2. 3 1, p<0. 0 5; 在高加 工负载条件下, 学优生的提取错误值( ( 0. 31 ) 低于学 困生的提取错误值( ( 0. 3 2), 二者间的差异不显著, t

万方数据

: . : :

提取错误 值

的比较分析

为了比较视空间 WM广度、 提取错误值和提取 速度三项指标对视空间 WM 的提取能力评估的程 度, 把这三项指标进行归一化处理, 见图 1和图2. 图1和图2表明, 视空间 WM容量是较好的指 标, 在不同的加工负载条件下, 学优生的视空间 WM广度都显著高于学困生的。提取错误值和提 取速度两项指标对视空间 WM 提取能力的评估受 加工负载的制约。在低加工负载条件下, 提取错误


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值与视空间 WM 广度一起反映学优生和学困生视 空间 WM 提取能力间的差异; 在高加工负载条件 下, 视空间WM广度与提取速度一起反映学优生和 学困生视空间WM 提取能力间的差异。

一化 的 概 率

.学困生 口 学扮 徐

广度

提取钻误值 提取邀度

困 1 高加工负载条件下学困生和学优生视空间 WM的提

第 25卷

本研究也证明了我们提出的使用视空间 WM 广度、 提取错误值和提取速度三项指标评估视空间 WM 的提取能力是合理的。值得注意的是, 在完成 视空间 WM 作业时, 学优生的各项提取指标并不总 比学困生好, 如在高加工负载条件下, 学优生提取字

母的速度比学困生慢得多, 说明这三项指标在评估 视空间WM 的提取能力时存在相互协调的问题, 这 进一步证明只用视空间 WM广度一项指标评估空 间WM 的提取能力, 可能导致漏掉一些重要信息, 造成不公正的评定。由于WM对复杂认知操作具 有很好的预测性, 人们常以个体 WM 的提取能力为 标准预测他们完成复杂认知活动的能力, 因此, 如何 评估 WM 的提取能力是一个至关重要的问题, 可能 会成为人们今后关注的一个研究方向。

取结果

5 结论

一化 的 概 率

口学困生 口学优生

( 1) 无论在低负载条件下还是在高负载条件下, 学困生视空间WM的提取能力都比学优生差。 ( 2) 在评估学优生和学困生视空间 WM 提取能 力间的差异时, 低加工负载条件下, 提取错误值与视 空间 WM广度是两项较好指标; 高加工负载条件下, 视空间 WM广度与提取速度是两项较好的指标。

s 参考文献 图 2 低加工负截条件下学困生和学优生视空间 WM的提 取结果

4 讨论 本研究的实验说明了, 学困生视空间WM的提

wor ki ngme mo r yt a s k. Na t ur e, 1 9 97; 3 86: 604一608

2 Da i l yLJ ., Lo v e t rM C. , Re d e rLM. Mo d e l i n gi n d i v i d u a l d i f f e r e nc e si n wo r k i n g me mo r yp e r f o r ma n c e;A s o u r c e a c t i v a t i o na c c o u nt . Co g n i t i v eSc i e nc e, No r wo o d, 20 01; Ma y/ Jun

取能力比学优生视空间 WM 的提取能力差。在高、

3 To we sJN & Hi t c hG J.I st h e r ear e l a t i on s ipb h e t we e n

低加工负载条件下, 学优生的视空间 WM广度都显 著高于学困生的, 这与前人的研究结果相类似。在 高加工负载条件下, 学优生和学困生在提取错误值 上没有差异, 这说明当视空间 WM 作业的加工难度 很大时, 学优生和学困生都很容易犯错误; 但学优生 提取字母的速度比学困生慢得多, 这可能是因为学 优生经过努力可能成功地提取出呈现过的字母, 而 学困生由于提取字母的线索少, 很难提取成功, 所以 也不必花费太多时间努力回忆它们。在低加工负载 条件下, 学困生比学优生容易犯错误, 这说明当视空 间 WM作业的加工难度较小时, 与学困生相比, 学 优生能够较顺利的完成任务; 但二者提取字母的速 度没有显著差异, 即低加工负载条件下, 学困生提取

t a s kd e ma n da n ds t o r a g es p a c ei nt e s t so fwo r ki n gme mo r y c a p a c i t y ? The Qu a te r r l y J o u na r l o f Ex p e r i me nt a l

字母的速度并不 比学优生慢 。

万方数据

1 Co he ne ta l . Te mp o r a ld y na mi c so fb r a i na c t i v a t i o nd u r i n ga

Ps yc hol o g y. 1 995; 48A, 1 08一1 2 4

4 Swa n s o nH. L, Le eC. S.A s u b g ou r pa na l y s i so fwo r k i n g me mo r yi nc hi l dr e nwi t hr e a d i ngd i s ab i l i t i e s: Do mai n- g e ne r a l

o r d o ma i n - s p e c i f i c d e f i c i e n c y ?J o u r n a lo f Le a r n i n g Di s a bi l i t i e s, Aus t i n, 2001; Ma y/ J un

5 Ro s e nV M.En g l eR W.Th er o l eo fwo r ki n gme mo r y c a p a c i t yi nr e t r i e v a l . J o u r n a lo fExp e r i me nt a lPs y c h o l o g y: Ge n e r a l , 1 9 97; 1 2 6( 3): 211一2 27 6 Swa n s o nHL. Ar ewo r k i n gme mo r yd e f i c i t si nr e a de r swi t h l e a r ni n gd i s a b i l i t i e sh a r dt oc h a ng e ?J ou r n a lo fLe a r n i n g Di s abi l i t i e s, Aus t i n, 2000; Nov/De c

7 Ba d d e l e yA. D. Wo r k i n gme mo r y. Sc i e nc e . 1 9 9 2; 25 5, 5 5 6- 559

8 Swan s on H.L.Ge ne r a l i t ya nd mo di f i a bi l i t yo fwor ki ng me mor ya mongs ki l l e da ndl e s ss ki l l e dr e a d e r s . J our na lo f

e d u c a t i o n a lp s y c h o l o g y. 1 99 2; 8 4( 4): 47 3一4 8 8


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