学习困难儿童的工作记忆研究(王恩国博士论文2006)

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南翕辉冠犬鲎 博jf“:学位论文

围 学习图难儿童的工作记忆研究

王恩国 教育科学学院

揩导教师

刘吕教授

学科专业

基础心理学


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学位论文独创性声明 本人郑重声明: 1、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。

2、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果。 3、本论文中除引文外,所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4、本论文中除引文和致谢的内容外,不包含其他人或其它机构 已经发表或撰写过的研究成‘果。 5、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示 了谢意。

作者签名: 日

期:

学位论文使用授权声明 本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定,学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版;有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论

文进入学校图书馆被查阅;有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索;有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在 解密后适用本规定。

作者签名: 日

期:


摘要 本研究以经典的工作记忆任务为材料,以工作记忆测评系统为工具,按照科学筛选学习 困难的方法.在南京市三所初中二年级共选取被试109人,语文困难26人、数学困难29 人、双困难26和控制组28人为研究对象,通过精心设计的六个实验全面考察了学习困难儿 童工作记忆以及与工作记忆密切相关的短时记忆、加工速度、长时记忆信息的提取和抑制机 制的特点,得到了一些有启发意义的结论。 从总体上看,与学习正常儿童相比,学习困难儿童的工作记忆、短时记忆、加工速度、 长时记忆信息的提取平¨抑制机制均存在明显的不足,在这些因素中,:C作记忆对造成学习困 难原因的解释量最大。在:I:作记忆的三个成分中,言语工作记忆对学习困难儿童的影响显著 大于空间:【作记忆和中央执行功能。语文困难的缺陷主要表现在阅读广度上,数学困难则在 计算广度任务中存在严重的不足,而双困难儿童在言语工作记忆的所有任务上均存在缺陷。 视空间工作记忆对不同学习困难儿童的影响出现了分化,对数学困难和双困难组影响较大, 而语文困难儿童的空间工作记忆是完好的。三类学习困难儿童均存在中央执行功能的缺陷。 因此,学习困难儿童既存在一般的工作记忆缺陷也存在特殊的工作记忆能力不足。 学习困难儿童的工作记忆缺陷是由于短时记忆、长时记忆信息提取和抑制机制的不足或 它们之间的相互结合造成的。语文困难的言语工作记忆缺陷几乎可以完全由词语短时记忆的 不足来解释,而与空间短时记忆无关,数学困难和双困难则表现出词语和空间两方面储存能 力的不足;长时记忆信息提取对不同能力组的影响不同,数学困难儿童存在明显的数字提取 能力缺陷;学习困难儿童普遍存在抑制机制缺陷,不同困难组的缺陷程度不同,抑制机制对 数学困难与双困难儿童的影响大于对语文困难儿童的影响。这些因素虽然单独均不能完全解 释学习困难工作记忆缺陷的原因,但它们的相互结合就会产生较大的影响。工作记忆负责信 息的暂时储存和加:[,在最终的回归分析中加工速度的所有变量被剔除,学习困难儿童工作 记忆的缺陷在于储存能力的不足,而不是加工:效率缺陷引起的。

关键词:工作记忆.

短时记忆,

加工速度.抑制机制,

学习困难


Working Memory Abstract:In this

in Children with Learning Disabilities

study,with the classic

working memoW task serving

as

material,working

memory evaluation system as implement,and undertaking the approach of screening learning disabilities,the writer selected of

Nanjing

to

be the research

109junior

2 students from 3 different secondary schools in the city

object,including

26 students with Chinese learning disabilities,29

with mathematics learning disabilities,26 weak in both fields and 28 as the controlling team. Having conducted

an

overall assessment

the feamres of the working memory of the children

over

with learning disability and the features ofthe relevant short—term memory,processing speed,the information

extraction

and

mechanism

inhibitory

of

the

long-term

memory

through

elaborately-designed experiments,the writer came to some inspiring conclusion. Generally,compared to normal children,children with learning difficulty have apparent

disadvantages in

short—term

mechanism,among

information

memory,processing speed,the

extraction and inhibitory

which,learning disability resulted from working memory

heaviest.

weighs

In the 3 components ofworking memory,verbal working memory influents children with learning

disability apparently more than spatial working memory and central executive function.The defect in Chinese difficulty mainly exists in the scope of reading,the defect in mathematics difficulty in the scope of arithmetic,and children working memory.The different

weak

in both fields have defect in all tasks concerning verbal

influence from the visual-spatial

kinds of learning difficulties

learning difficulty and the group

working memo彤over children with

differentiate:the influence is greater

weak

over

mathematics

in both fields,while the spatial working memory of the

children with Chinese learning difficulty remains normal.The central executive function defect does exist in these 3 kinds of children.Therefore,the deficiency of special working memory,as well as the defect ofordinary working memory,influents the children with learning difficulty. The working deficiency of the

memory defect of the

children with

learning difficulty results from the

information extraction and inhibitory mechanism of

short-term

memory,or the interconnected combination of both.The deficiency of the memory

Can

cannot

do.The mathematics difficulty

the lack of verbal and spatial storage

long-term

long・term

verbal short-term

largely account for the verbal working memory defect of Chinese difficulty,which

spatial short-term memory to

or

memory

over

capacity.The

different groups

and

weakness in both fields lead

influence of the

information extraction

varies,for example,the children with

mathematics

difficulty have apparent defect in numeric extraction ability.These children share defect in inhibitory

mechanism,whose

common

levels vary from group to group,and whose influence

the children with mathematics difficulty

and

children weak in both fields is greater than that

of

over

over


the children with Chinese difficulty.Though these factors cannot make learning difficulty and

working

combined.Working memory

memory defect solely,they

accounB

will

an

have

entire explanation to the a

greater

influence if

for the temporary storage and process of information,while

alI the variables of the processing speed in the final regression analysis will be eliminated.The working memory defect of the children with learning difficulty lies in the deficiency of storage

capacity instead ofthe processing efficient defect. Key words:working memory,short-term memory,processing speed,Inhibitory Mechanism, learning disability


前言 1选题的缘由 首先,这一选题切中了心理学研究的重点领域。目前,学习困难不仅成为心理学、教育 学、医学研究的重点课题,而且成为社会关注的热点问题,同时,学习困难也是长期困扰教 育界的一大难题。学习困难儿童在中小学生中占有相当大的比例,由于采用的诊断方法不同, 不同国家报道的数字不尽相同,美国一些大规模研究发现:约有6%的小学生和初中生被诊

断为数学学习困难,另外约有5%的儿童被诊断为阅读困难,这个数字是相当惊人的。学习 困难关乎千家万户的利益,对儿童一生成长起着至关重要的作用。学习困难儿童的存在是~ 种普遍现象.如何裁助他们提高学习成绩是当前心理学、教育学研究所面临的重大理论和实 际课题,而解决这一问题的关键在于发现造成学习困难的真正原因。国内对于造成学习困难 的原因的研究有如下几种见解:一种认为造成学习困难的原因是多方面的,有社会、家庭和

环境方面的,有教育、教学方面的,有生理方面的,也有心理方面的原因等等,进而提出, 应针对不同的成因类型,予以不同的干预:另一种认为,学习困难儿童的智力基本正常,但 往往存在某些认知能力不足,继而运用聚类分析和因素分析法,揭示学习困难儿童智力或认 知能力不足的研究:还有的是研究学习困难的影响因素。综合国内已有研究,不难看出,从 研究内容而言,许多研究还没有深入到学习困难儿童的认知加工机制这一更深层次的分析和 探讨:从研究方法而言,绝大多数研究采用测量和调查,缺少严格的实验研究,本选题将弥 补这方面的不足。 其次,这一选题有助于从行为层面上揭示学习困难的内部原因。工作记忆(Working Memory,WM)研究已成为新的认知研究的热点问题之一。工作记忆的概念最初由Baddeley 和Hitch在研究短时记忆的基础上于1974年提出,认为它是一种对信息进行暂时加工和贮 存的能量有限的记忆系统。因为工作记忆既反映信息加工又反映信息储存,所以它有别于其 它的记忆形式。Rebert等人指出,工作记忆及其在复杂认知中的作用受到研究者们的充分关 注。从通用解题程序到推理程序系统,几乎所有的认知技能和问题解决的理论和模型都涉及 加工和储存的有限容量问题。Rebert特别强调,工作记忆在问题解决过程中有着决定性的作 用;他还指出,内隐学习也依赖于工作记忆的容量。因此,工作记忆在认知技能、。问题解决、 _-_

阅读理解甚至内隐学习方面都有着重要作用。学习困难儿童的工作记忆研究,有助于揭示学 习困难儿童的认知加工机制,探明学习困难的内部原因。 最后,这一选题为学习困难儿童的诊断、矫正和治疗提供帮助。学习困难并不是不可逆 转的,学习困难者智力正常,只是在环境中各种消极因素的影响及其与个体内部某些特定因 素交互作用下,形成了个体不良的“配置”结构,从而导致学业长期落后和一些心理行为问题 的出现。它与智力落后、感官损伤等造成的学习问题有着本质上的不同,依靠合适的教育训 练是可以改变的。因此,从实证研究和科学分析的角度,探讨学习困难儿童的心理机制,特 别是其信息加工的特点及影响因素,可以全面系统的揭示学习困难儿童的内部原因,对学习 4


困难儿童的诊断、矫正和治疗都有重大的理论和现实意义。同时,在目前中小学教学中,教 学内容的选择、编排、教学方法的运用以及教学进程的把握和调控均以中等以上学生的知识 基础为出发点,英才学生备受关注,并成为教学中的重点培养对象,而学习困难学生的研究 还未得到足够的重视,这与素质教育的思想及义务教育体制的实旋是相悖的。因此,对学习 困难学生的研究是一个非常紧迫而有现实意义的课题。

2研究现状 自柯克(1963)倡导学习困难(1earning disability,LD)的概念以来,该领域的研究得到 迅速发展,多次修订学习困难的概念,最终于1989年,由“全美学习失能共同委员会,,达成 了学习困难概念的统一见解。学习困难的概念包括三个要义:第一,认定学习困难的原因为 中枢神经系统的功能障碍,并把对象的范围从儿童扩展至成人:第二.注重个人内在差异及 其发展的滞后与严重失衡这一类学习障碍的症状;第三,学习困难可能发生在人一生的任何 时期。这些观点的出现与信息加工理论、毕生发展思想以及对社会性发展的重视有关。随着 人们对学习困难认识的不断深入.有关学习困难的研究也经历了由浅入深的发展历程,早期 人们试图从生物和神经因素角度寻找问题的成因和矫正方法,后又转向心理加工过程缺陷方 面的研究。认知心理学诞生以后,从信息加工的角度研究学习困难逐渐成为一种主导性范式,

研究涉及注意、感觉输入、工作记忆、长时记忆、执行控制等信息加工过程的诸多方面。有 关研究发现,工作记忆缺陷会造成多方面的学习困难,目前。学习困难儿童的认知加工机翻 研究晟多的集中在学习困难的工作记忆研究。

工作记忆由视空间模板、语音回路和中央执行系统三个部分组成:视空间模板主要处理 视觉空间信息,它包含视觉和空间两个元索:语音回路负责以声音为基础的信息储存与控制: 该子系统由语音储存和发音控制两部分组成:中央执行系统是工作记忆的核心,它是一个能 量有限的系统,负责各子系统之间以及它们与长时记忆的联系,也负责注意资源的协调和策 略的选择与计划,大量来自行为水平和生理水平的研究都证明了三个子成分的存在。近年来, 随着研究方法的不断改进,人们对:I:作记忆本身结构的认识也更加深入,j:作记忆对于学习、 运算、推理、语言理解等复杂的认知活动起关键作用。工作记忆与学习困难关系研究主要集 中在阅读困难和数学困难两个方面。 ;

,’

阅读过程是一个复杂的信息加工过程,这个过程的任何环节出现问翘,都可能导致阅 读困难,工作记忆与早期阅读能力存在密切关系。Tunmer和Hoover(1992,1993)研究发现, 工作记忆容量会影响元言语能力的发展,特别是语音意识,通常被认为是早期阅读获得的决 定因素,可能是导致阅读困难的一个重要原因。Wagner和Torgesen等(1993.2001)研究 发现,在各种音位意识任务中,工作记忆比短时记忆具有更重要的作用。Swanson等(2001) 直接对工作记忆中的语音回路在阅读理解中的作用进行了考察,相关分析与回归分析结果都 表明,语音回路和中央执行器都与阅读理解关系密切。对于阅读困难者的视空间工作记忆是 否存在缺陷,情况比较复杂,研究得出的结论也不太一致。Swanson(2003)运用双耳分听


实验发现,阅读困难者存在心理资源分配和任务协调的困难,证明阅读困难者的中央执行功 能存在缺陷。 Baddeley(1986)开仓Ⅱ了数学认知领域里工作记忆的研究,他发现,多位数运算中进位 给工作记忆增加了额外的负担,数学困难儿童存在工作记忆缺陷。随后,Hitch(1991)等 研究发现,数学学习困难是由于储存数字的工作记忆容量不足造成的,在使用策略解决简单 附加问题时数学学习困难儿童明显落后于正常儿童。Peter(2004)等以数学学习困难儿童为 被试,研究短时记忆、工作记忆与算术应用题解决之间的关系,结果证实了“数学学习困难

儿童在抑制控制方面普遍有缺陷”的假设。最近,Jonides(2005)研究发现,工作记忆的一 项重要功能是提取长时记忆中储存的与任务有关的知识,工作记忆对解题正确率的影响,是 同运算法则知识有关的蔷息的激活紧密相关的,激活的知识是来自长时记忆而不是语音回 路。 国内学者对学习困难儿童认知加工机制的研究相对较少,程灶火、龚耀先(1998)对学 习困难儿童记忆的比较研究中发现,不同类型学习困难儿童的短时记忆及工作记忆的数字广 度、词语广度和符号广度等短时记忆成绩均明显低于学业正常组。俞国良、曾盼盼(2003) 对数学学习不良儿童视觉.空间表征与数学问题解决研究时发现,数学学习困难儿童和一般 儿童使用视觉.空间表征策略的程度没有显著差异,但数学学习困难儿童的解题正确率以及 使用图式表征策略的程度显著低于一般儿童,使用图像表征策略的程度则显著高于~般儿 童。李晓东、聂尤彦、庞爱莲、林崇德(2003)探讨了工作记忆对小学三年级学生解决比较 问题的影响,结果表明,成功解题者的工作记忆容量大于不成功解题者的工作记忆容量。张 明、隋洁(2003)对分散注意条件下学优生与学困生视空间工作记忆的比较研究发现,在不 同干扰条件下,学困生视空间工作记忆均比学优生差;干扰任务不仅影响学困生视空间工作

记忆的加工能力,也影响他们的存储能力。金志成,张禹,盖笑松(2002)通过在抑制分心 物干扰效应上学困生和学优生的比较发现,学困生更易受无关信息的干扰。刘昌(2004)针 对数学学习困难儿童的认知加工机制进行了系统研究,结果发现,与数学学习优秀儿童相比, 数学学习困难儿童的加工速度、短时记忆、中央执行功能以及整体工作记忆能力方面都存在 明显不足,但只有工作记忆能力下降才能明确解释数学学习困难。

3问题的提出

...

.…

对造成学习困难儿童工作记忆缺陷的深层原因,国外学者提出许多假设和模型,这些假 说主要涉及到学习困难儿童的短时记忆、长时记忆、加工速度、抑制机制。Swanson(1994) 研究发现,工作记忆和短时记忆是独立的,而且它们负载的因素不同,短时记忆依赖于被动 的储存系统,对保存的材料在回忆时不作任何修改。:I:作记忆要求更多的主动加工,并对暂 时储存的信息进行操作和修改。Lyon,Speece和Torgesen等几项研究发现,在学习困难儿 童中约有15%表现为单纯短时记忆缺陷,另有20%可同时伴有其他认知能力缺陷。近年来, 认知老化的加工速度理论认为,加工速度(processing speed)随年龄增长而减慢是认知功能


发生老化的主要原因。加工速度是许多认知操作得以实现的一个重要因素,在众多的认知任 务中都起着非常重要的作用。Towse,Hitch和Huron(2001)以学习困难儿童为研究对象,

对阅读广度和运算广度与加工速度之间的关系进行研究时发现,学习困难儿童的加工速度存 在缺陷,阅读广度和运算广度分别与阅读和运算速度存在线性相关。Anderson(1996)认为工 作记忆就是长时记忆中位于激活阈限以上的那部分信息,而个体工作记忆容量上的差异体现

出的就是长时记忆提取中的激活限度的差异。Rosen和Engle(1997)进一步系统地探讨了工 作记忆容量的个体差异在记忆提取中的作用。研究中他们将被试分为高工作记忆容量和低工 作记忆容量组,采用类别流畅性任务,结果发现,低工作记忆容量被试容易产生提取过程的 侵入错误。Hasher和Zacks(1988)等通过大量的负启动实验发现,老年人的负启动效应量明 显比成年人小,分心抑制加工的效率随年老化而下降。据此,Hasher等人提出了基于年龄 发展的抑制衰退理论,认为抑制机制的衰退是导致整体认知老化的主要原因。有鉴于工作记

忆成绩与抑制机制的密切关系,一些研究特殊人群的学者也提出了抑制机制功能假设,他们 认为弱化的抑制机制是某些人群出现认知功能损害的原因,如老年人、精神分裂人群和阅读 困难患者等。Hasher等人(2000)对于阅读困难与正常儿童在:C作记忆任务比较中出现的成绩

差异,提出了一种不同于工作记忆容量大小的观点—抑制能力假说。该假说认为,阅读羁难 儿童的工作记忆缺陷不是由于他们的:[作记忆容量更小,而可能是因为注意的抑制控制不 .1

号’

足。

不同类型的学习困难存在不同的认知加工机制。造成不同学习困难儿童的认知机制的影 响因素是不同的,然而,纵观目前的许多研究,大多数研究要么是研究阅读困难,。要么是研 究数学困难,或者是将学习困难作为一个聚类群体去研究,这无异影响了研究结果:综观国 内外学习困难的认知机制研究还存在许多不足。,另外,-上述大多数学习困难的研究文献中, 许多认知机制测量缺乏基本测量方面的信息,很少报告测量的信度和效度,这无疑影响了研 究结果的可靠程度。 本研究以Baddeley的工作记忆三结构成分为理论模型,在前人研究的基础上,将学习 困难划分为三种类型即阅读困难、数学困难和双困难生,通过全面、系统的工作记忆实验, 进一步深入探讨:(1)不同类型学习困难儿童的工作记忆容量以及导致工作记忆容量差异的 原因;(2)不同类型学习困难儿童的』=作记忆是一般领域缺陷或是特殊领域缺陷;(3)不同 类型学习困难儿童短时记忆特点,短时记忆与工作记忆对不同类型学习困难儿童的影响:(4) 不同类型学习困难儿童的工作记忆差异是存储能力的不足或是加工效率的缺陷?存储能力 主要表现在短时记忆上,而加工效率则与加工速度有关,那么学习困难儿童的工作记忆缺陷 与加工速度又是怎样的关系?(5)学习困难儿童的工作记忆缺陷的深层原因是什么?抑制 能力的不足是否能够解释工作记忆的缺陷?工作记忆、加工速度和抑制机制对造成学习困难 儿童的原因解释的贡献程度?

4研究思路


本研究的总体思路是,首先从整体上测量工作记忆的容量,如果工作记忆容量存在差异, 那么是否不同类型困难儿童在工作记忆的三个成分上出现分化,就有必要进一步考察工作记 忆的三个成分对不同学习困难儿童的影响;也就是分别考察言语工作记忆、视空间工作记忆 和中央执行功能三者对不同类型学习困难的影响;短时记忆与工作记忆的最大区别在于工作 记忆在储存的同时主动的加工,短时记忆只反应了储存能力,那么造成学习困难儿童工作记 忆差异的原因是加工或是储存?这就有必要进~步考察学习困难儿童的短时记忆特点:许多 文献研究发现,加工速度与工作记忆中的加工成分密切相关,那么,学习困难儿童的加工速 度如何?是不是工作记忆的差异是由于加工速度的差异引起的?这就有必要进一步考察加 工速度对学习困难儿童的影响;有研究发现,工作记忆就是长时记忆激活的一部分,工作记 忆与长时记忆信息提取联系峦坊,如果学习困难儿童的工作记忆存在缺陷,应该表现在&时 记忆信息提取的不足上,因此,有必要考察学习困难儿童的长时记忆信息提取的特点;另外,

许多研究还发现,学习困难儿童存在注意缺陷,而注意往往是由于抑制功能不足造成的,由 此联想到,学习困难儿童的工作记忆缺陷是否是由于抑制机制的不足造成的.有必要考察学 习困难儿童的抑制机制,从而探明造成学习困难儿童工作记忆缺陷的深层原因。

5研究方法与结果 按照目前比较科学的量表测量方法筛选学习困难,在南京市的三所初中共选取被试109 人,其中,语文困难26人,数学困难29人,双困难26人,控制组28人。以Baddeley的 工作记忆三结构模型设计作业任务,所有工作记忆任务的实验设计依据“在同一作业中既要 包括加工成分又要包括存储成分”这一原理进行构建。所有作业任务包括计算机测试和纸笔 测试两种,主试与被试一对一进行测试。 本研究主要设计了如下实验:(1)工作记忆容量研究,主要包括言语工作记忆容量和视 空间工作记忆容量,作业任务包括:计算广度、阅读广度、词语广度、点矩阵、距离估计和 字母旋转;(2)中央执行功能研究,主要包括划消测验、汉诺塔以及数字字母连线:(3)短 时记忆研究,主要包括数字记忆、字母记忆、词语记忆、点记忆、方块记忆以及圆点变换; (4)长时记忆信息提取研究,包括词语流畅性和加法运算两项作业任务;(5)加工速度研

究,主要包括数字抄写、字母抄写、字母比较、符号比较、线条图形比较以及圆点位置比较: (6)抑制功能研究,主要包括stroop效应。 上述所有作业任务由计算机测试和纸笔测试两部分构成,计算机测评系统由南京师范大 学认知神经科学实验室的刘昌、党彩萍、王恩国、张小将、唐慧琳和田芸共同研制,认知能 力测评系统的纸笔测试部分由南京师范大学认知神经科学实验室的刘昌、王恩国和党彩萍共 同研制。 本研究通过精心设计的六个实验全面考察学习困难儿童的工作记忆以及与工作记忆密 切联系的短时记忆、长时记忆信息的提取、加:[速度和抑制机制的特点,得到了一些有启发 意义的结论。从总体上看,与学习正常儿童相比,学习困难儿童的工作记忆、短时记忆、长


时记忆信息的提取、加工速度和抑皋4机靠4均存在明显的不足,二l二作记忆对造成学习困难原因 的解释量程度最高,在工作记忆的三个成分中.言语工作记忆对学习成绩的影响比空问工作

记忆和中央执行功能的贡献量大,言语工作记忆缺陷是造成学习困难的重要变量.就言语工 作记忆任务中。语文困难、数学困难以及取困难儿童存在的缺陷不同.语文困难儿童在阅读 广度任务中存在明显的缺陷,数学困难儿童则在计算广‘度任务中存在严重的不足,而双困难 儿童在言语工作记忆的所有任务上存在缺陷。视空间jl:作记忆对不同类型学习困难儿童的影 响出现了分化,对数学困难和双困难组影响较大,而对语文困难儿童几乎没有影响。三类学 习困难儿童均存在中央执行功能的缺陷。因此,学习困难儿童既存在一般的工作记忆缺陷也 存存特殊的工作记忆能力匏不是。虽然单独的短时记忆、长时记忆信息的提取、加工速度和 抑制机制对学习困难原因的解释程度不高,但它们的相互结合就会产生较大的影响,’由于这 些因素与工作记忆存在密不可分的联系,因此.学习困难儿童工作记忆缺陷造成的原因在于 较差的短时记忆、长时记忆信息提取、加工速度和抑制机制以及它们之间的相互作用。工作 记忆负责信息的暂时储存和加工,在最终的回归分析中加工速度的所有变量被剔除.学习困 难儿童工作记忆的缺陷在于储存能力的不足,而不是加工效率缺陷日I起的。不同能力组之间 的被试在智力成就测验的分数上存在差异,在所有的分析中剔除了智力的影响,因此.在测 试任务上的成绩差异不是由于智力的差异造成的。学习困难儿童]j作记忆缺陷是整体的:[作 ‘

记忆系统和特定工作记忆共同作用的结果。

6本研究的创新之处 本研究将学习困难划分为三种共型,通过不同类型学习困难儿童完成同一认知加工任务 的成绩,全面评估不同类型学习困难儿童的工作记忆差异,采用步步深入,环环相扣的实验 设计方案,系统探讨不同类型学习困难的工作记忆缺陷原因。继而围绕影响工作记忆的多种 因素展开研究。从认知加工的角度揭示学习困难儿童在工作记忆、短融记忆、长时记忆信息 提取、加工速度和抑制机制的信息加工特点,探明了影响不同类型学习困难的深层原因。通

过使用我们实验室自编的工作记忆测评系统,采用方差分析、协方差分析以及回归分析等多 种方法对数据进行统计分析,得到了一些有价值的研究结论.弥补了国内和国外在这方面研 究的空白.加深了对学习困难深层原因的认识。


第一章学习困难与工作记忆关系的研究现状 1选题的缘由 学习困难是指在接受正规教育条件下.智力正常的儿童在听、说、读、写、计算、思考 等学习能力的某一方面或几方面表现出明显困难,并经常伴有社会交往和自我行为调节方面 的障碍。在人的一生中,任何时候都有可能发生,不包括那些有明显视觉障碍、听觉障碍和 情绪障碍的儿童。学习困难并不是不可逆转的,学习困难儿童智力正常,只是暂时形成了个 体不良的“配置”结构,从而导致学业长期落后和一些心理行为问题的出现。它与智力落后、 感官损伤等造成的学习问题有着本质上的不同,从行为层面上探讨学习困难儿童的信息加工 的特点及影响因索,可以全面系统的揭示学习困难儿童的内部原因,对学习困难儿童的诊断、 矫正和治疗都有重大的理论和现实意义。 目前,学习困难不仅成为心理学、教育学、医学研究的重点课题,而且成为社会关注的

热点问题,同时,学习困难也是蚝期困扰教育界的一大难题。学习困难儿童在中小学生中占 有相当大的比例,由于采用的诊断方法不同,不同国家报道的数字不尽相同,美国一些大规 模研究发现:约有6%的小学生和初中生被诊断为数学学习困难,另外约有5%的儿童被诊 断为阅读困难,这个数字是相当惊人的。学习困难关乎千家万户的利益,对儿童一生成眭起 着至关重要的作用。学习困难儿童的存在是一种普遍现象,如何帮助他们提高学习成绩是当 前心理学、教育学研究所面临的重大理论和实际课题,而解决这_问题的关键在于发现造成 学习困难的真正原因。 随着人们对学习困难认识的不断深入,有关学习困难的研究也经历了由浅入深的发展历 程,早期人们试图从生物和神经因素角度寻找问题的成因和矫正方法.后又转向心理加工过 程缺陷方面的研究。认知心理学诞生以后,从信息加.I:的角度研究学习困难逐渐成为一种主 导性范式,研究涉及注意、感觉输入、工作记忆、欧时记忆、执行控制等信息加工过程的诸 多方面。有关研究发现,工作记忆缺陷会造成多方面的学习困难,目前,学习困难儿童的认 知加工机制研究最多的集中在学习困难的工作记忆研究。 工作记忆(Working Memory,WM)研究己成为新的认知研究的热点问题之一。工作记 忆是一=fc;.一j信息进行暂时加工和贮存的能餐有限的记忆系统,从一般的解题程序到复杂的推 理过程,几乎所有的认知技能和问题解决的理论和模型都涉及加工和储存的有限容量问题。 大量研究证明,工作记忆在认知技能、问题解决、阅读理解甚至内隐学习方面都有着重要作 用。

工作记忆由视空间模板、语音回路和中央执行系统三个部分组成:视空间模板主要处理 视觉空间信息,它包含视觉乖l空间两个元素;语音同路负责以声音为基础的信息储存与控制, 该子系统由语音储存和发音控制两部分组成:中央执行系统是ilj作记忆的核心,它是一个能 量有限的系统,负责各子系统之间以及它们与长时记忆的联系,也负责注意资源的协调和策


略的选择与计划,大量来自行为水平和生理水平的研究都证明了三个子成分的存在。近年来, 随着研究方法的不断改进,人们对工作记忆本身结构的认识也更加深入,工作记忆对于学习、 运算、推理、语言理解等复杂的认知活动起关键作用。工作记忆与学习困难关系研究主要集 中在阅读函难和数学困难两个方面。

2阅读困难与工作记忆关系的研究现状 在学习、记忆、思维及问题解决等高级认知活动中,人们需要一个暂时的信息加工与存 储机制,它能够保存被激活的信息表征,以备进一步加工之用,这种储存和加工能力的差异. 将直接影响学习成绩,近年来,随着对工作记忆研究的深入,人们开始意识到学生学习成绩 上的差异.不仅与知识水平有关,而且与工作记忆有关。人们通常采用两种途径研究语音回 路与阅读理解的关系时:一种是以正常人为被试,在其理解句子的同时抑制他们的语音回路, 继而考察他们的理解成绩是否受到影响:另一种是以语音回路受损的病人为被试,考察他们 的阅读理解是否发生困难。早在上世纪80年代,Engle等人就根据上述两种途径。研究语音 回路对阅读理解的影嫡。他们对正常入多采用抻制发音的研究范式,所采用的阅读理解任务 通常是判断句子的意义可接受性(意义不可接受的句子就是正常句子中的某个词被替换为意 义说不通的词)。他们所用的句子包括简单句和复杂句两种。结果发现。对于简单句,抑制 发音条件下的成绩和正常阅读条件下的成绩没有差异;对于复杂句,抑制发音条件下不能觉 察无意义替换的比例显著增多,而在正常阅读条件下这种错误很少发生。最近,Connie和 Daphne采用问卷测量法.发现中文阅读圈难儿童和英文阏读困难儿童一样,回样存在命名固 难(naming—speed deficits)和语音记忆障碍(phonological

memory

deficits)。Swanson

考察了语音回路和中央执行器在阅读理解中的作用,相关分析和回归分析结果表明,语音回 路和中央执行器都与阅读理解关系密切。语音回路对阅读理解的影响更多的是在阅读复杂结 构的句子时才发挥作用,而中央执行功能在语言意义的加工过程中起着更大的作用。Daneman 等研究发现,对语言材料的加工和理解,依赖于工作记忆系统能够提供的认知资源,这些舞 源与Baddeley等工作记忆模型中的中央执行系统相对应。 阅读困难是一类异质性障碍,引起阅读困难的原因是多种多样的,既可能是语言学层面 上的障碍导致,也可能属于知觉原因。按照认知心理学的观点,阅读过程是一个复杂的信息 加工过程,这个过程的任何环节出现问题,都可能导致阅读困难。大量研究证明,工作记忆 与早期阅读能力存在密切关系,字词解码是一个缓慢而又需要意志努力的过程.低年龄儿童 形音转换远没有达到自动化的程度,需要消耗一定的心理资源,字词中每一个细节的形音转 换规则必须储存于记忆中,同时叉保持对这些细节进行加工。因此,工作记忆的缺陷可能导 致阅读发展的迟缓(Torgesen

et

al,1999)。

2.1工作记忆容量与阅读困难 工作记忆(Working memory,WM)是一个容量有限的加工资源系统,它一方面要进行


信息的储存,同时又要对信息进行加工。_-IS作记忆容量叉称为工作记忆广度,许多研究证明, 工作记忆容量不足可能是造成阅读困难的根本原因。Tunmer和Hoover(1992,1993)研究发现, 工作记忆容量会影响元言语能力的发展,特别是语音意识,通常被认为是早期阅读获得的决 定因素,可能是导致阅读困难的~个重要原因。Wagner和Torgesen等(1993,2001)研究 发现,在各种音位意识任务中,工作记忆比短时记忆具有更重要的作用。研究还发现,语言 信息的工作记忆容量不足,限制了儿童词汇发展和早期阅读技能的获得,这种不足有一定的

遗传基础。此外,语音记忆容量影响词汇获得,学习一个新单词并把它纳入词汇需要进入长 时记忆,同时要建立一个新的语音序列,当单词声音和与它相联系的概念在记忆中被激活,

二者就会联结在一起使用,如果语音信息在记忆中消退,新单词就不能联结成相应的概念, 一个记忆的新异声音就不能唤起与它柏联结的新概念。 Just和Carpenter(1992)等研究发现,阅读困难儿童的听觉广度(反映言语领域)和计数 广度(反映数字领域)都低于正常儿童。由于此项研究中的大多数阅读困难儿童同时存在数 学问题,因此,他们在计数方面差的原因可以归因于数学学习困难。然而,在他们随后的研 究中发现,在剔除数学困难组儿童外,仍然表现出两类复杂广度测验中的低成就倾向。因此,

他们认为阅读困难儿童的工作记忆容量缺陷不仅与言语广度有关,而且与数字广度有关。 Engle及其同事,在大量研究的基础上,提出了工作记忆的一般容量假说,该假说认为,阅 读困难儿童和正常组在工作记忆容量上的差异,反映了二者对信息储存和加工的一般能力差 异,这种差异不依赖于任务测量的类型,也就是说,工作记忆容量是跨领域的,且它不受加 工效率的影响。Turner和Engle(1999)的研究验证了上述假设,他们发现,操作广度(复

杂数字广度测验)与阅读理解的相关和阅读广度与阅读理解的相关是相似的。他们在随后的 另一项研究中,采用测量操作任务的同时,记录加工时间,结果发现在加工时间的影响控制 之后,阅读广度与阅读理解的相关以及与操作广度的相关依然显著,说明复杂广度成绩是不 依赖于加工效率的。 运用提示程序提高被试成绩的方法,可以用来观察各种因素对阅读困难儿童工作记忆缺 陷的负荷,这种程序的设计思路是:如果为阅读困难儿童提供帮助使其尽可能地回忆呈现过 的项目,那么,阅读困难儿童和正常儿童的差异应归因于工作记忆中存储的不足。这一假设

丧个体差异与工作记忆的研究申得到了证实二‘Cantor乖I Engle发现:工作记忆中的内容就是 长时记忆中达到一定激活水平的信息,当有关概念的激活水平增加了,它的可通达性也随之

提高了。提示程序能增加己存储信息的激活水平,但这种激活是受到工作记忆的容量所限制 的。个体存在差异的是长时记忆中达到激活水平的信息总量,这种差异在任何~种需要中等 程度激活水平的认知测量中都能体现出来。工作记忆容量的大小,是由工作记忆的广度来标 志的,实际上就是激活水平上存在差异。运用提示程序模式研究发现,阅读困难儿童记忆失 败是由于存储能力造成的。Swanson(1993)运用上述方法,发现阅读困难儿童在两种条件下 (有无提示)的成绩都低于正常组儿童,阅读困难儿童和数学困难儿童的缺陷反映了一般工


作记忆容量的限制。Peter(1998)通过对加工速度、短时记忆和工作记忆容量的对比研究也发 现了类似的结果。 2.2语音回路与阅读困难 ‘语音回路是工作记忆中研究得较早、较多的部分,它与语言学习有密切关系,语音回路

的缺陷会导致语言学习方面的困难。近来许多研究证明,阅读困难儿童比正常儿童的储存和 复述能力差、数字广度小。另外,许多研究还发现,语音系统通过语音回路影响阅读者的记 忆能力,从而影响理解。例如,阅读模型认为,语音编码用于单词识别和信息保持,语音编 码的自动激活可能有利于工作记忆的提高,这些自由的资源可用于其它阅读加工。 研究表明,阅读困难者存在语音表征缺陷.词汇学习困难源于语音回路缺陷。阅读困难

儿童对不熟悉或无意义词的发音能力不如正常儿童,这与他们发音控制过程中的语音编码能 力缺陷有关:词汇辨别成绩差与他们操纵语音回路的效率低有关。另外,在比较阅读困难儿 童与正常儿童的词语短时记忆和词语工作记忆特点后发现,阅读困难儿童的词语短时记忆和 词语工作记忆任务的成绩都比正常儿童差,发音速度(articulation rates)慢,但阅读困难儿 童同正常儿童的词语短时记忆及词语工作记忆的差别与发音速度无关,因为在控制发音速度 的影响后,他们之间的差别仍然存在。Connie和Daphne采用问卷测量法研究语音回路与阅 读理解的关系,结果发现,中文阅读困难儿童和英文阅读困难儿童一样,也存在命名困难.- (naming-speed

deficit)和语音记忆障碍(phonological

memory

deficits)。Swanson等(2001)。

直接对工作记忆中的语音回路在阅读理解中的作用进行了考察,相关分析与回归分析结果都4 表明,语音回路和中央执行器都与阅读理解关系密切。随后他们对比了阅读困难儿童和正常’i 组句子理解成绩的差异,结果发现:阅读困难儿童对长句子的理解成绩明显低于对短句子的每 理解成绩;阅读困难儿童对长、短句子的理解成绩都低于正常组。他们对这一结果的解释是: 阅读困难儿童的句子理解成绩较羞,原因在于他们的言语工作记忆(verbal

working memory)

存在缺陷,其协调储存和加工两种认知活动的能力较差。 2.3视空间模板与阅读困难 视空间模板负责加工和贮存视觉材料或可编码为表象的词语材料,对于阅读困难者的视 空间短时记忆和视空间工作记忆是否存在缺陷,情况比较复杂,研究得出的结论也不太一致。 早期研究认为,阅读困难儿童的视空间短时记忆是正常的,。视空间工作记忆不如正常儿童。 Swanson证实了阅读困难者存在视空间工作记忆缺陷,在控制词语智力的影响后所进行的回 归分析表明,阅读困难组比正常组的视空间工作记忆和词语工作记忆成绩都差。但是,对于 阅读困难者是否存在视空间短时记忆和视空间工作记忆缺陷仍有争议。Catherine则提出了 一种折衷观点,通过对阅读困难者加工信息的特点进行研究,他发现可能存在三种类型的阅 读困难者:语音加工困难者(I型);视觉加工困难者(II型):视觉加工困难兼语音加工困 难者(m型)。研究还发现,对同时存在词语工作记忆和视空间工作记忆能力缺陷的阅读困 难者而言,阅读困难者的词语工作记忆能力与视空间工作记忆能力同样差,且当任务的加工


要求较高时,阅读困难者还表现出中央执行功能缺陷。由此可见,阅读困难儿童在视空间模 板方面的研究存在相当多的分歧。 2.4中央执行功能与阅读困难 中央执行功能在工作记忆中起监控、协调和抑制无关信息等作用,有大量的认知活动 分配到中央执行功能,包括协调工作记忆的辅助系统,编码和策略的提取与控制,保持与语 言和视空间摸板有关的注意分配和知识从长时记忆的提取。与正常儿童相比,阅读困难儿童 存在较多的注意问题,如注意力不集中,容易分心,不能很好抑制无关刺激的干扰等。 Swanson在一项双任务研究中,要求被试记忆数字串(例如,9,4,1,7,5。2),同 时挑选空白卡片与图形卡片,并要求对图形卡片按意义分类(例如,车子:卡车、公共汽车、 小轿车;服装:衣服、袜子和裙子)。通过数字串的长短(3或6个数字甲)和挑选的要求

(图形或空白卡片)来操纵中央执行器的负荷。结果发现,执行低负荷的任务时,阅读困难 组与正常组的成绩没有统计上的显著差异:但当执行高负荷任务时,正常组的成绩明显好于 阅读困难组。同样,在包含3个数字串的词语和视觉空间分类条件(低负荷)中,阅读困难 者的成绩与正常组差异不显著,但当数字串增加到6(高负荷),双任务问的协调变得困难 时,两组成绩有显著差异。这表明,当任务难度较高时,阅读困难者存在心理资源分配和任 务协调的困难。其它研究也证明阅读困难者的中央执行器的功能存在缺陷。 Swanson运用双耳分听实验也得到了类似的结果。在不同的实验条件下,阅读困难组选 择性注意的分数都低于正常组,说明正常组比阅读困难组抗干扰能力更强,能够在资源竞争 的条件中忽视无关信息:而阅读困难者在选择相关刺激而抑制无关刺激时有困难,表现为与 注意资源的监控有关的中央执行功能缺陷。另外,在对不同年龄组阅读困难者的工作记忆进

行研究时发现,6岁到49岁年龄段的阅读困难者都存在工作记忆缺陷,其工作记忆能力随 年龄增长而下降,这种下降也是由于中央执行器的注意控制能力下降所引起的。从实验文献 得出的结论是:当个体的智力在平均或平均以上时,个体工作记忆的差异与成绩有直接相关 fDaneman&Carpenter.1980)。因此,儿童和成人在正常智力范围内执行加工的困难,不是 由于智力低下的原因引起的。 抑制控制被普遍认为是一项重要的中央执行功能,通过提示或直接指导来加强加工效率 的方法,可以提高阅读困难儿童在一系列认知任务中的成绩。然而,在有提示的任务中阅读 困难儿童与正常组仍存在差异,Hasher等认为,抑制机制的不足可能是造成阅读困难的另 一个主要原因,这种抑制机制与中央执行功能有关。

3数学困难与工作记忆关系的研究现状 近年来,许多研究者发现学生在数学成绩上的差异,不仅受知识水平的影响,而且与工

作记忆容量有关。最早发现心算成绩与解题者保持和加工信息能力有关的是Hitch。他发现 如果解题者在心算时忘记了初始信息或中间步骤的结果就会产生计算错误,因此,心算错误


是由于与问题有关的信息在记忆中产生衰退造成的。除心算成绩与工作记忆有关外,研究者 还发现数学领域的其它问题也与工作记忆有关。例如,Ayres和Sweller发现学生回忆和应 用几何定理的能力受工作记忆负荷影响。当一个定理出现在熟悉的题型当中时.学生能够很

好地运用该定理解题:但是同样的定理出现在不熟悉的题型当中时,错误就会发生。Ayres 还发现,学生在解代数问题时出现的错误有一定的规律,学生往往在认知负荷大的步骤上产

生较多的错误。通过分析学生解题时的口语报告发现,产生错误的原因是由于工作记忆容量 有限而不是没有掌握有关的规则。工作记忆是人类信息加工系统的核心。它是个资源有限的

系统,当任务对工作记忆要求高,使得认知超负荷时,就会产生资源分配不足的问题,从而 影响学习或问题解决的效率。 ●-

研究语音回路和数学问题解决通常从语音回路和简单数学问题解决与复杂数学问题解 决两方面考察。Rammelaere等发现,语音回路对简单的数学问题解决不起作用,然而,许多 研究发现,复杂数学问题解决与语音回路有关。Furst和Hiteh以三位数的加法题为实验材料。 将两个三位数相加的试题以视觉形式分两种情况呈现,一是题目呈现4秒就消失,二是被试 计算时题目保留在计算机屏幕上,要求被试从个位、十位到百位的顺序写出正确答案,结果 发现,语音干扰仅在题目呈现时产生影响.对题目保留在屏幕上时不产生影响。由此得出结

论,语音回路对个体保持题目的初始信息有影响。Logie等以一位数乘以两位数的题目为实 验材料,考察语音回路对复杂数学认知的影响,结果发现。语音回路对追踪计算的中间结果 起作用。由此可见,语音回路对复杂数学问题解决有重要作用。 Logie等分别通过对语音回路、视空间模板和中央执行功能旋加干扰,研究对复杂数学 产生式任务的影响。研究发现,在干扰语音情况下,被试的正确答案与错误答案在数值上很

接近;而在干扰中央执行功能的条件F,被试的正确与错误答案就会有显著差异。因此,中 央执行功能对计算至关重要。随后,Jonides等研究了中央执行功能对多位数运算的影响, 研究发现,中央执行功能对复杂数学运算的进位有影响,需要进位的题目比不需要进位的题 目要求更精细的语义加工,当中央执行功能负荷过重时,被试解决复杂数学题的策略应用便 不能有效的发挥作用,因此,中央执行功能对复杂运算中策略的选择有重要影响。 工作记忆影响数学问题解决,这意味着工作记忆容量低的儿童在学习过程中处于不利地 位。’任何学习任务都会对工作记忆产生一定的负荷,需要消耗工作记忆的资源,对工作记忆 容量大的个体来说,由于没有超出其工作记忆能力所能承受的限度,有足够的资源对学习任

务进行加工。因而会取得良好的学习效果;对于工作记忆容量小的个体来说。由于学习任务 所产生的认知负荷超出了其工作记忆能力所能承受的限度.导致资源受限.不能对学习任务 进行有效的加工,从而对学习产生不利影响。 3.1国外关于工作记忆与数学学习困难的研究 早期研究侧重于数学技能发展迟缓方面,目前,研究者开始转向影响数学发展的基本认 知加工研究。通过研究工作记忆任务成绩,将有助于发现数学学习困难儿童的工作记忆缺陷,


诊断造成数学困难的基本类型。最早发现心算成绩与解题者保持和加工信息能力有关的是 Hitch,他发现如果解题者在・fi,算时忘记了初始信息或中间步骤的结果就会产生计算错误, 因此,心算错误是由于与阅题有关的信息在记忆中未能被保存造成的。除心算成绩与工作记 忆有关外,研究者还发现数学领域的其它问题也与工作记忆有关。近十年来,数学学习困难 领域的研究成为研究的热点问题之一,以下有关数学学习困难与工作记忆关系的文献,对于 研究数学学习困难有很大的贡献。 3.1.1工作记忆广度与数学学习困难 工作记忆广度又称为工作记忆容量,许多研究发现,数学学习困难与工作记忆广度缺 陷有关。Hitch等研究发现,数学学习困难是由于储存数字的工作记忆容量不足造成的,在 使用策略解决简单附加问题时数学学习困难儿童明显落后子正常儿童。数学学习困难儿童在 记忆任务中同时要求计算时,往往发生困难。计算广度任务包含计算点的排列,呈现给被试 的卡片包含从1到】O的绿点和从l到】0的黄点,儿童的任务是计算每一张卡片上绿点的数 量,接着按顺序回忆呈现在每张卡片上绿点的数量,直到测试结束。黄点是作为干扰项,其 目的是防止在绿点数量少时,儿童不计算就能看出绿点的数量。实验对象是8--9岁的儿童, 15个数学学习困难儿童和15个正常儿童。对于该项任务,数学学习困难儿童的平均记数广 度是3.30,控制组达到4.07(数学学习困难和控制组的平均听觉计算广度分别是2.77和 3.57),两者在统计学上存在显著差异。因此,数学学习困难儿童的记数广度不如正常儿童。 另外,Siegel和Ryan在句子广度测验中,要求被试阅读呈现的句子,并记住每个句子最后 的一个单词,测验回忆成绩,结果发现,在句子广度成绩上,数学学习困难儿童和正常组没 有统计学上的显著差异,这说明数学学习困难儿童存在与数字记忆和计算有关的特殊困难。 但是,不同的研究所使用的数学学>--j困难的操作定义不同,Siegel和Ryan使用的是WRAT (广泛的成绩测验)来确定数学学习困难儿童,Hitch和Mcauley运用SPAR(发音和阅读 数学组测验)来确定数学学习困难儿童。确定数学学习困难的标准应该是数学学习有困难, 阅读和语言方面正常,但是,很多数学学习困难儿童同时伴随阅读困难。以上研究提供了许 多有趣的重要信息,即工作记忆容量不足可能是造成数学学习困难的根本原因。 其它相关研究从不同侧面印证了数学学习困难儿童工作记忆广度缺陷。Dark和Benbow 研究数学天才时发现,在数字和空间刺激方面,数学天才比同龄儿童展现了出众的优势。例 如,数学天才儿童的数字广度是7.5,而同龄儿童平均只有6.7,二者有显著差异。数学天才 儿童更为明显的优势在于工作记忆中的信息加工,反映出较好的中央执行功能,他们在数字 和空间工作记忆的特殊优势和执行程序的熟练程度是相当神奇的。虽然他们研究的是数学天 才,数学天才儿童的优势恰恰反映了数学学习困难儿童的缺陷。事实上,这些研究结合在一 起显示了数字和空间工作记忆系统、长时工作记忆系统是数学能力发展的重要成分,这些方 面发展迟缓可能是造成数学学习困难的根本原因。通过使用刺激变量(数字、空间、语言和 符号)研究执行任务时的工作记忆成绩,将会对数学学习困难儿童的工作记忆缺陷给予清楚


的预测。

3.1.2言语工作记忆和视空工作记忆与数学学习困难 从小学一年级到二年级,儿童的程序技能(如,计算)得到快速发展,而提取技能变化 甚微,不同的认知系统发展是不平衡的,由此可知,不同的数学技能与不同的认知系统有关,

数学学习困难存在多种类型,

Geary证明有三种潜在的数学学习困难类型。从认知的观点

看,第一种类型属于从长时工作记忆中陈述和提取数学知识方面有困难。这些儿童的主要特 征反映在两个方面,一是提取错误,二是反应时较长。这种缺陷常常与阅读困难伴随发生, 反映了儿童在从长时语义记忆中陈述和提取信息(单词和数学事实)时,存在更为普遍的问 题:

第二种类型属于程序困难,这些儿童在数学程序执行方面存在困难,其主要表现在两

个方面,一是不会使用有效的策略解决问题,二是解决问题时有许多程序错误,说明这些儿 童在程序概念的理解上发展迟缓:第三种类型属于视空间信息加工困难,这种困难可能对数 学学习的多方面造成影响,这些儿童不会解决复合柱问题,在空间信息和数字转换方面存在 困难。数学学习困难的这些基本特征,表明不同类型障碍存在不同的认知缺陷,这种分类对 于解释新的实验结果、诊断加工过程以及制定有效的治疗方案都是非常重要的。已有研究发 现,空间工作记忆与特定的数学学习困难有关,空间工作记忆特征可以分离数学学习困难类 型。空间工作记忆测量具有更大的动态性和灵敏性,这种动态测量有助于阐明特定的空间缺 陷对特定类型数学学习困难的贡献。 在随后的研究中还发现发音速度和工作记忆任务成绩有显著的相关,这是由语音回路的’ 时间限制(大约2秒)造成的,语音回路尤其对听觉工作记忆显得更为重要,因为听觉工作 记忆依赖于与记忆项目有关的复述。回忆项目的数量与发音速度存在线性相关,如果复述项‘ 目的数量比语音回路的限制时间长(超过2秒),那么,这个项目在复述之前开始从记忆中

消退。然而,数学学习困难儿童比正常组儿童的发音速度慢,这样,就造成他们扶长时工作 记忆中提取知识的困难。因此,通过不同类型的发音速度测量,对预测数学学习困难是有效

的。更进一步来说,如果发音速度在非数字语言刺激方面没有缺陷,而在数字刺激方面速度 较慢,那么,就可以得出这样的结论:数学学习困难儿重在数字信息加工方面比正常组慢。 Swanson等以数学学习困难儿童为被试探讨了工作记忆所包含的两个子系统和数学问

“题解决之间酊关系i通过精巧的实验设计,他们发现:(拶数擎擎习凼难儿童-在应用题解决 的准确性、语音加工、一般领域的工作记忆和言语工作记忆上都低于同龄儿重;(2)数学学 习困难儿童在一般领域的工作记忆测验、视空工作记忆、音素删除和目标辨别问题上与正常 儿童之问存在显著差异,在其余测验上差异不显著;(3)言语和视空工作记忆是独立于语音 加工之外,对解题准确性有重要影响的变量:(4)工作记忆对解题准确性的影响与长时记忆 中和计算有关的知识储备有关。Wilson等检验了不同年龄的数学学习困难组与匹配组在词 语、视空工作记忆同数学计算技能发展的关系,被试的年龄为1l至50岁。研究发现,正常 组在工作记忆容量和词语及视空工作记忆上的得分,明显高于数学学习困难组。随后他们进


行了事后分析,将年龄因素和阅读能力从分析模型中剔除,结果仍相同。 Swanson和Sachse.Lee将12岁左右的数学学习困难儿童与匹配组进行比较,对他们的 词语和视空工作记忆、语音加工、应用题解决的正确率进行测量,在研究中,给被试口头呈 现数学应用题,被试通过使用加、减、乘运算法则和解题策略来解决问题,研究得出了一些 重要的结论:首先,语音加工、词语工作记忆、视觉工作记忆都是对解答正确率有影响的独 立变量。更重要的是,当语音加工首先进入回归模型后,词语和视空工作记忆仍能预测解答 正确率。而且,实验结果显示,语音加工、词语工作记忆、视空工作记忆的成绩对不同组解 答正确率的影响,在统计上没有显著差异;其次。在回归方程中去除“运算法则知识”的贡献 后,语言工作记忆或视空间工作记忆各自对问题解决正确性有显著的贡献。这一发现明确地 支持了视空间:[作记忆和语言工作记忆系统在问题解决领域的重要性,这一发现和Baddeley

与Logie的观点是一致的,即工作记忆的一项重要功能是提取长时记忆中储存的与任务有 关的知识。研究结果表明,工作记忆对解题正确率的影响,是同与运算法则的知识有关的信 息的激活紧密相关的,激活的知识是来自长时记忆而不是语音回路。 3.1.3中央执行功能与数学学习困难 所有中央执行功能研究基于两个假设和一个结论:第一个假设是,主体在必须成功协调 执行初级和次级任务时,执行加工活动减少。在复合任务要求高加工的条件下,加工协调必 须由执行系统来完成,这些调节包括优先加工、选择注意和项目抑制:第二个假设是,面对 大量的认知任务,由于智力资源受限,成绩降低。这些限制是由于长时记忆中信息储存不足 和注意能力有限造成的。从实验文献得出的一个结论是:当个体的智力在平均或平均以上时, 个体工作记忆的差异与成绩有直接相关。因此,儿童和成人在正常智力范围内存在执行加工 方面的困难,这些困难不是由于智力低下造成的。 中央执行功能在工作记忆中起监控和协调作用,有大量的认知活动分配到中央执行功 能,包括协调工作记忆的辅助系统,编码和提取策略的控制,保持与语言和视空间模板有关 的注意分配和知识从长时记忆的提取。数学学习困难儿童在中央执行功能方面的缺陷,首先 表现为注意控制,注意控制被定义为在冲突和分心面前维持和控制相关信息的能力。数学学 习困难儿童在面I|缶_复杂任务,需要分配注意时,不能有效的使用协调策略,合理分配注意资 源。其次,抑制能力差,不能很好抑制无关信息的干扰。第三.在语言和视空间模板要求同 时储存和加工时执行和协调能力降低。 Swanson研究发现,数学学习困难儿童与正常组相比,注意资源的有效分配能力不足。 最早的实验任务是,给数学学习困难组和正常组呈现的初级任务是重新排列由字母顺序颠倒 而构成的词.该任务包括两种认知努力条件,在低努力条件下,只有第一和第二个字母顺序 颠倒;在高努力条件下。所有字母顺序需要重新整理。结果显示,在低努力条件下,数学学 习困难组与正常组没有明显差别;而在高努力条件下正常组比数学学习困难组回忆成绩好, 说明数学学习困难儿童在高要求任务时,分配注意资源有I鲴难。


Passolunghi等以23个数学学习困难儿童为被试,研究短时记忆、工作记忆与算术应明 题解决之间的关系,结果证实了“数学学习困难儿童在抑制控制方面普遍有缺陷”的假设。在 要求对无关信息进行抑制的一系列工作记忆任务中,他们得分较低。并且犯有更多的侵入错 误,因此,问题解决成绩与减少非靶刺激和无关信息进入工作记忆的能力的高低有关。进一 步研究还发现,数学学习困难儿童只在包含数字信息的工作记忆中受到损害,对文字材料的 工作记忆成绩影响不大,也就是说。虽然应用题是由文字和数字组成的,但是,解应用题的 成绩和文字材料的工作记忆成绩之间关系并不密切。这说明应用题并不是和纯文字的阅读材 料得到了一样的加工,工作记忆任务具有特异性。 数学学习困难儿童可能存在两种形式的提取缺陷,第一种形式表现为从长时记忆中提取 算术知识的困难,但目前仍不明确这种困难是否与特定区域的神经发育不成熟有关。对于失 算症儿童,其记忆提取困难与左基底神经节、丘脑以及左脑颞.顶.扰皮层联合区等脑区的损 伤有关。第二种形式的提取缺陷表现为,记忆提取过程受干扰,即在提取记忆材料时不能控 制其它无关信息的干扰。Geary等发现,当要求数学学习困难儿童只运用提取策略而不使用 计数策略来解决一些简单加法题(如6+2)时,儿童所给出的错误答案多是7和3。这两个 数分别紧接在6和2的后面,都与该题中的两个加数有关。也就是说。数学学习困难儿童在 试图给出正确答案的同时,未能抑制7和3这两个数字的干扰。这种情况可以从理论上给出 一定的解释,当儿童看到所呈现的题目后,题目会激活工作记忆中的相关信息,这些信息包 括问题特征(如各个加数)以及与这些特征有联系的内容。当无关联系受抑制并且被阻止进 入工作记忆的时候,问题很快获得解决。相反,不充分的抑制导致无关信息激活,从而降低 了工作记忆能力。数学学习困难儿童不能阻止与正确答案无关的信息(如7和3)进入工作 记忆,这些信息一旦进入工作记忆,就会与正确答案相互竞争.从而导致提取错误,这可能 与数学学习困难儿童前额叶皮层的发育不成熟有关。 3.2国内有关工作记忆与数学学习困难的研究 国内学者对学习困难儿童认知加工机制的研究相对较少,尤其是数学学习困难的工作记 忆研究才刚刚起步。查阅国内文献,近几年只有少量的数学学习困难与工作记忆有关的研究。 这些研究从不同侧面揭示了学习困难与工作记忆的关系。程灶火,龚耀先对学习障碍儿童记 一

’ ・

t’

忆的比较研究中发现,不同类型的学习困难(语文障.5导、数学障碍以及同时存在语文和数学

障碍的混合障碍)儿童的短时记忆及工作记忆的数字广度、词语广度和符号广度等短时记忆 成绩均明显低于学业正常组,但三种类型学习困难组之间无显著差异。语文障碍组和混合组 的词语工作记忆的成绩明显低于控制组,而数学障碍组的词语工作记忆与正常组无明显差

异;混合障碍组的数字工作记忆成绩不如语文障碍组。该研究的结论与国外的研究结果不太 一致,这可能是由于样本的差异或任务的难度等因素造成的。俞国良、曾盼盼对数学学习不 良儿童视觉-空间表征与数学问题解决研究时发现,数学学习困难儿童和一般儿童使用视觉 -空间表征策略的程度没有显著差异,但数学学习困难儿童的解题正确率以及使用图式表征


策略的程度显著低于一般儿童,使用图像表征策略的程度则显著高于一般儿童。在解题正确 率和图式表征策略这两个变量上,数学学习困难儿童和一般儿童的年级发展趋势是相同的,

都随年级的升高而提高,而且转折点似乎发生在四、五年级之间。但是,在图像表征策略的 使用上,两类儿童的年级发展趋势却不相同,一般儿童使用图像表征策略的程度有随年级的

升高而下降的趋势,但数学学习困难儿童却没有下降的趋势。数学学习困难儿童和一般儿童 的空间视觉化能力都随年级的升高而提高,两类儿童之间该能力没有显著差异。 李晓东、聂尤彦、庞爱莲、林崇德探讨了工作记忆对小学三年级学生解决比较问题的影 响,实验1运用双任务作业研究一致问题和不一致问题的工作记忆负荷是否有显著差异, 实验2运用工作记忆测验研究成功解题者与不成功解题者的工作记忆容量是否有显著差 异,结果表明:小学生解决比较问题的成绩受问题类型的影响,他们在一致问题上的成绩显 著优于不一致问题:一致问题和不一致问题的工作记忆负荷水平不同,不一致问题的工作记 忆负荷大于一致问题:成功解题者的工作记忆容量大于不成功解题者的工作记忆容量。张明、 隋洁对分散注意条件下学优生与学困生视空间工作记忆的比较研究发现,在不同干扰条件 下,学困生视空间工作记忆均比学优生差;干扰任务不仅影响学困生视空间工作记忆的加工 能力,也影响他们的存储能力。这说明学困生不能有效抑制外界干扰可能是他们视空间工作 记忆存在缺陷的主要原因之一。视空间工作记忆有缺陷是各类学困生普遍存在的问题;对于 学优生来说,不同类型学优生视空间工作记忆不同,语文学优生比数学学优生的视空间工作 记忆能力更强,主要表现在加工功能上。 最近,刘昌针对数学学习困难儿童的认知加二[:机制进行了系统研究,结果发现,与数学 学习优秀儿童相比,数学学习困难儿童的加工速度、短时记忆、中央执行功能以及整体工作 记忆能力方面都存在明显不足,但只有工作记忆能力下降才能明确解释数学学习困难,且这 种由工作记忆能力下降引起的数学学习困难主要与数字工作记忆能力不足有关,而由数字工 作记忆下降而引起数学学习困难的更深层次原因可能在于较差的语音加工速度能力与中央 执行功能二者的共同作用,但这一点更明确的结论还有待于进一步研究。


第二章研究的总体构思 1问题的提出

对上述造成学习困难儿童工作记忆缺陷的深层原因,国外学者提出许多假设和模型,这 些假说主要涉及到学习困难儿童的短时记忆、长时记忆、加工速度、抑制机制。Swanson(1994) 研究发现,工作记忆和短时记忆是独立的,而且它们负载的因素不同,短时记忆依赖于被动 的储存系统,对保存的材料在回忆时不作任何修改。工作记忆要求更多的主动加工,并对暂 时储存的信息进行操作和修改。Lyon。Speece和Torgesen等几项研究发现,在学习困难儿 重中约有15%表现为单纯短时记忆缺陷,另有加%可同时伴有其他认知能力缺陷.近年来, 认知老化的加工速度理论认为,加工速度(processing speed)随年龄增长而减慢是认知功能 发生老化的主要原因。加工速度是许多认知操作得以实现的一个重要因素.在众多的认知任

务中都起着非常重要的作用。Towse,High和Huron(200t)以学>--j困难儿童为研究对象, 对阅读广度和运算广度与JJD3-速度之间的关系进行研究时发现,学习困难儿童的加工速度存 在缺陷,阅读广度和运算广度分别与阅读和运算速度存在线性相关。Anderson(1996)认为工 作记忆就是蚝时记忆中位于激活闽限以上的那部分信息,而个体工作记忆容量上的差异体现 出的就是长时记忆提取中的激活限度的差异。Rosen和Engle(1997)进一步系统地探讨了工 作记忆容量的个体差异在记忆提取中的作用。研究中他们将被试分为高工作记忆容量和低工 作记忆容量组.采用类别流畅性任务.结果发现,低工作记忆容量被试容易产生提取过程的 侵入错误。Hasher和Zacks(1988)等通过大量的负启动实验发现,老年人的负启动效应量明 显比成年人小,分心信息抑制加工的效率随年老化而下降。据此,Hasher等人提出了基于 年龄发展的抑制衰退理论,认为抑制机制的衰退是导致整体认知老化的主要原因。有鉴于工

作记忆成绩与抑制机制的密切关系.一些研究特殊人群的学者也提出了抑制机制功能假设. 他们认为弱化的抑制机制是某些人群出现认知功能损害的原因,如老年人、精神分裂人群和 阅读困难患者等。Hasher等人(2000)对于阅读困难与正常儿童在:[作记忆任务比较中出现的

成绩差异,提出了一种不同于:[:作记忆容量大小的观点—抑制能力假说。该假说认为,阅读 困难儿童的jI一作记忆缺陷不是由于他们的:[作记忆容量更小。而可能是因为注意的抑制控制 ●

不足。 总的来说,到目前为止,有关学习困难的工作记忆研究十分有限,而且得出的结论不尽 相同,导致这种不一致的一个重要的原因在于这些研究的系统性不强,没有系统地探讨学习 困难的工作记忆,致使研究结论出现很大差异。目前国内虽然有极少量的研究探讨学习困难 的工作记忆问题.但是,这些研究只是探讨了]::作记忆与学习困难的某一方面,而且,没有

对学习困难进行分类研究,从而使研究结论受到一定的限制。综观国内外学习困难的工作记 忆研究还存在许多不足。 首先,在总的工作记忆文献中,对个体差异的来源有不同观点,导致对研究结论的解释


存在差异。例如,在Engle的研究模型中,将学习困难儿童的原因重点放在与注意的控制和 在关键阈限之上激活相关的长时记忆痕迹的不足有关:而Baddeley认为,个体差异可能与

语音回路和视空间模板的特定功能之一有关;其他模型认为工作记忆是激活的长时记忆部 分,个体差异反映了策略和先前的知识对加工的支持程度。这些分歧导致了研究结果各执一 端。 其次,方法上的局限性阻碍了对研究结果的解释。从以上文献不难看出,以前的研究无 一例外地依赖于单一的工作记忆测量。在某些研究中,学习困难的特定部分的缺陷仅仅是单 个任务的“人工制品”,因为孤立的工作记忆测量提供了任务的唯一变量,当研究唯一依赖于 单个的词语或视空工作记忆的测量时就出现了问题。假如在工作记忆的测量之间存在低相 关,人们可能会认j’。从掣前的研充概话出结论是很困难的.因为这些任务反映的定不稳定的 操作。因此,在某项词语(或视空)工作记忆测量中得分高者不能保证在相似的词语工作记 忆(或视空工作记忆)上得分也高,表明在工作记忆与特定学业领域的关系之间的个别差异 可能反映了一些非工作记忆的操作因素。这些因素可能与独立的任务变量如词汇、句法结构、 听觉分化、想象、视觉复述、加工速度或先前知识带来的影响等因素有关。因此,在评估工 作记忆时,有必要用一些反映一系列情境的工作记忆测量。通过多种指标,综合比较个体差 异,就可以为工作记忆和学业成绩的个别差异提供更可信、更一般化的指标。 第三,上述大多数学习困难的工作记忆研究文献中,许多工作记忆测量缺乏基本的测量 方面的信息,很少报告测量的信度和效度,这无疑影响了研究结果的可靠程度。 第四,对工作记忆各部分的研究不均衡。对:[作记忆的研究大部分的工作集中在工作记 忆的语音回路,而对工作记忆的其它方面研究不足。实际上,某些研究认为,数学领域的学 习困难是与言语工作记忆的特定缺陷有关的,中央执行器的活动中的缺陷表明了语音系统中 的问题。然而,除特定部分的因素外,整体的因素是如何对不同任务的工作记忆成绩差异产 生影响的?目前尚不清楚。 第五,学习困难是一类异质性障碍,引起学习困难的原因是多种多样的。按照认知心理 学的观点,学习过程是一个复杂的信息加工过程,这个过程的任何环节出现问题,都可能导 致学习困难。不同类型的学习困难存在不同的认知加工机制。造成不同学习困难儿童的工作 记忆的影响因素是不同的,阅读困难可能更多的与词语工作记忆有关,而数学困难则可能更 多的依赖于视空间模板。然而,纵观目前的许多研究,大多数研究要么是研究阅读困难,要 么是研究数学困难,或者是将学习困难作为一个聚类群体去研究,这无异影响了研究结果。 本研究以Baddeley的工作记忆三结构成分为理论模型,在前人研究的基础上,将学习 困难划分为三种类型即阅读困难、数学困难和双困难生,通过全面、系统的认知行为实验, 进~步深入探讨:(1)三类学习困难儿童的工作记忆容量是否存在差异?如果存在差异,那 么导致这些差异的原因是什么?(2)不同类型学习困难儿童的工作记忆是一般领域缺陷或 是特殊领域缺陷?(3)工作记忆的三个成分是否对不同类型困难儿童有不同的影响?(4)


学习困难儿童短时记忆是否存在缺陷?短时记忆与工作记忆对不同类型学习困难儿童的影 响是否相同?(5)学习困难儿童的工作记忆差异是存储能力的不足或是加工效率的缺陷? 存储能力主要表现在短时记忆上,而加工效率则与加工速度有关,那么学习困难儿童的工作 记忆缺陷与加工速度又是怎样的关系?(6)学习困难儿童的工作记忆缺陷的深层原因是什 么?抑制能力的不足是否能够解释:[作记忆的缺陷?工作记忆、hDZ"速度和抑制机制对造成 学习困难儿童的原因解释的贡献程度?

2工作记忆及其研究范式 2.I工作记忆模型 工作记忆(Working memory,WM)概念的提出主要是源于Atkinson和Shiffrin于1968 年提出的著名记忆三级加工模型。在此模型中,Atkinson将Broadbent的短时记忆成分与他 的能量有限的注意系统结合在一起,构成了一个单独的能量有限的短时记忆系统。这个短时 记忆系统不仅可以在一段较短的时间内储存信息,还可以作为加工信息、控制流程和作出决 策的工作空间。该模型得到了许多实验数据的证实,在此基础上,Baddeley和Hitch于1974 年提出了:[作记忆模型,该模型继承了三级加工模型的部分观点,比如,它也认为在短时记 忆中可以进行大量的加工和决策,但是工作记忆模型认为,短时记忆不是一个单独的系统, 而是一个由很多独立的成分组成的复杂系统,它是一个能够同时储存和加工的能量有限的系 统。工作记忆模型提出后,工作记忆成为人们研究的热点,许多研究证明了工作记忆三个成

分的存在,有力地支持了Baddeley的模型。随着研究工作的进一步开展,人们对工作记忆 的认识不断深入和精细化。

工作记忆指在解决认知任务的过程中,用于信息加工并同时保持与当前任务相关的信息 的系统或机制。工作记忆被形容为人类的认知中枢,目前已成为认知心理学和认知神经科学 中虽活跃的研究领域之一。工作记忆除了本身是研究热点,而且还渗透到了心理学研究的其 它多种领域。如前瞻性记忆、错误记忆和自传体记忆等领域也开始关心工作记忆的中央执行 功能的作用;有人开始用工作记忆的观点重新解释一般智力和和液态智力:工作记忆被新皮 亚杰学派看作儿童认知发展的中心结构:在认知老化、神经分裂症、发展性注意缺陷多动障

碍和孤独症的研究上也受到了特别的重视。最早的工作记忆模型是Baddeley和Hitch于1974 年提出的。此后10余年有关工作记忆的研究主要围绕着该模型的验证和完善。但20世纪90 年代前后,工作记忆研究呈现出明显的多样性。现在有影响力的模型已达到十余个,但是这 些研究基本上仍是以Baddeley的模型为基础不断丰富和发展的。 传统的Baddeley模型认为工作记忆由语音回路和、视觉空间模板两个附属系统和中央 执行系统(central executive,CE)组成。其中语音回路负责操作以语音为基础的信息;视觉空 间模板负责视觉信息的保持和控制;中央执行系统负责协调各子系统之间的活动,且与长时 记忆保持联系。


中央执行系统

图l一个简化的工作记忆模型(Baddeley,1986)

2.1:!语音旦路

1:’

语音回路负责以声音为基础的信息储存和控制。该子系统由两部分构成:一部分是语音 储存,能保持语音信息l至2秒,其中的项目均由语音结构来表征:另~部分是发音控制加工, 类似于内部言语,通过默读重新激活消退着的语音存储表征,以防止储存的衰退,同时,发 音控制加工还可以将书面语言转换为语音代码储存在“语音储存器”中。语音回路是工作记忆 容量(广度)的基础,其中保留的项目数是记忆痕迹消退速率和由默读复述重新激活速率的 联合函数。而且,语音回路对词汇获得、言语理解和语言学习具有辅助作用。 语音回路的结构可以由语音相似效应(phonological similarity effect)和词长效应(word

len劬effect)来证明。语音相似效应是指语音混淆现象,Conrad(1964)1构1实验发现,自由回 忆中产生的错误是以听觉特征而不是以视觉特征为基础的。语音储存中语音特色的消退可以 用来解释语音相似效应,因为语音回路系统是依赖语音进行编码的,因此若项目间发音相似, 则富有特色的语音特征就很少,容易混淆和遗忘。另外,语音回路结构中的语音存储还可以 从无关言语效应(irrelevant

speech

effect)中获得支持。无关言语效应是指由于听觉信息输

入的强制性,向被试呈现无关言语信息会强制进入语音存储。从而破坏记忆痕迹(Colle等, 1976:Baddeley,1982)。进一步研究表明,无关言语效应的大小与材料的意义性无关,这 说明该系统对语义因素不敏感,主要是语音储存。 发音控制是语音回路的另一个重要成分,该成分可以由词长效应来证明。词长效应是指

当组成的单词长度增加时,记忆广度下降的一种现爨:。麓词越长,发青就越长,复述也就需 要占用更长的时间。这样在给定的时间内,复述次数就会减少,那么回忆时记忆痕迹消退的 可能性就会更大(Baddeley,1975;Conwan,1984)。由此可见,发音控制是语音回路结构中的 一个重要成分。而且,许多实验证明如果抑制默读发音(articulatory suppression),那么词 长效应就会消失(Baddeley,1975;Ellis和Hemeley,1980;Vallar和Baddeley,1982)。同时t在 语音回路中,以听觉形式输入的信息可以自动的以语音的形式保存,如果以非听觉形式输入 的信息也要在语音回路中保存的话,那么就必须将其重新编码成语音形式。这种转换过程已 经在由发音抑制对视觉记忆和听觉记忆的不同影响中得到证明。由此可见,默读复述


(subvocal rehearsal)的重要性,它与词长效应、表征转换都有关系,而且影响语音回路功能的

发挥。默读复述至少涉及抽象指令和言语肌肉组织两部分,在基本的语音回路结构上,它作 为一种策略性的发音控制加:[,提高了语音回路的功能,而且通过不断刷新语音存储中的表 征来保持项目的激活水平。虽然语音回路与外部言语活动无关,但是它在言语获得中扮演着 重要角色。研究证明(Baddeley等,1988),语音回路参与了基本听觉和言语产生机制的发展, 而听觉和言语产生机制正是言语获得的工具,因此,语音回路功能缺陷对刚刚学语的儿童比 对成人的影响更大。 2.1.2视觉空间模板 视觉空间模板主要处理视觉空间信息,信息既可以直接进入视觉空间模板,也可以间接 地进入视觉空间模扳。例如,当人观看一棵树时,信息就直接进入了工作记忆的视觉空间模 板,如果人们从记忆中产生一棵树的表象,那么信息是间接进入视觉空间模板。视觉空间模 板子系统对空间任务的计划和环境定向具有重要的意义,双任务操作的研究结果证明了工作 记忆中视觉空间模板的操作。视觉空间模板包括两个元素:一个是视觉元索,与颜色形状有 关;另一个是空间元素,与位置有关。来自神经心理学的证据表明,视觉编码和空间编码出 现了分离,双侧枕叶更多的与视觉编码有关,空间表征则更多的依赖于外周区域和额叶部位。 从发展的角度看,视觉空间模板对幼儿的工作记忆更为重要,许多研究发现,儿童在4岁时 语音回路已发展完好,但8、9岁以一FJL童的短时记忆仍主要依靠视觉图像的信息。

研究者采用干扰实验范式来证明视觉空间模扳子系统的独立性,干扰范式是双任务操作 的一种发展,主要比较被试在没有干扰和有不同类型干扰条件下,在主任务操作上的差异。 结果发现,被试表现出领域特异性干扰。也就是说,当次级任务是言语任务时,它选择性地 干扰言语记忆而不干扰空间记忆;当次级任务是空间任务时,它选择性地干扰空间记忆而不 影响言语记忆(Logic,Zucco和Baddeley,1990)。正是利用这种特异性干扰效应为工作记忆 中的两个独立成分的存在提供了强有力的证据。 2.1.3中央执行系统 工作记忆模型的核心成分是中央执行功能。中央执行功能被认为是一个注意控制系统, 它负责策略的选择、控制和调节,并参与短时储存的各种加工过程和一些更一般的加工任务。

Baddeley认为Norman和Shallice捉出的行为控制模型中的注意控制的注意餐删系统(SAS) 可能与中央执行功能的作用十分类似。Norman和Shallice假定存在两种注意加工:一种是 竞争安排机制(the

contention scheduling

mechanism),当在常规活动之间存在冲突时就需要

它作出选择:另一个就是SAS,当需要在非常规行为间进行选择时(例如,任务需要计划、 做决定、应付新异或危险情境时),就需要它进行调停。 Baddeley提出可以把中央执行功能分离成不同的成分:在同时执行两项任务时分配资 源的能力(双任务调节dual.task coordination),转换提取策略的能力(如随机生成任务), 选择注意一种刺激抑制其它刺激干扰的能力,最后一种就是保存和处理储存在长时记忆中的


信息的能力。还有一种经典的执行功能的就是更新加:[。更新加工能持续地根据外部(感觉 输入)或内部(长时记忆的提取)的新信息不断修正工作记忆中的内容。在最近的一项研究 中,Miyake等人运用潜变量分析来确定不同的执行功能在多大的程度上是单一的(即它们 所反映的相同的内在机制或能力)或非单一的实体。潜变量分析的原理就是在统计上提取选 定的几种任务所共同反映的执行功能并用更纯净的潜变量因素来确定不同执行功能之间的 相关程度。因此,研究者要求大量的年轻被试完成~组需要执行功能的任务,来确定通常假 定的四种执行功能(转换、更新、抑制和调节)的独立性。实证因素分析表明这四种执行功 能之间存在中等的相关,但有明显的可分离性,因此,执行功能之间既有一致性又存在差异。 此外,由于四种执行功能对完成复杂的执行任务时各自有独立的贡献,结构方程建模表明通 常用认知心理学和神经心理学的任务来撵究中央执行功能并不完全是同质的。总的来看,这 项研究的结果表明,执行功能既具有统一性又有加工过程的差异性。虽然四种执行功能之间 并不完全独立而且似乎还具有某种共同特征,但它们之间的确存在着明显的分离。 更新功能 更新加工是一项重要的执行功能,这种功能存在于持续地根据最新输入的信息不断更改 工作记忆的内容。在日常生活中存在大量的记忆更新活动,例如对新近获得的信息的学习和 组织。研究更新功能的经典范式就是连续记忆范式(running memory),它要求被试观看一 些字母串,而且不知道字母串的长度,然后按顺序回忆出最近呈现的特定数量的项目。这种 连续的广度任务(running

span

task)需要相当大的信息加工的灵活性和积极的注意转换,例

如新项目被记录的同时扔掉旧项目。Morris和Jones证明连续记忆任务需要两种独立的机制: 语音回路(语音储存和复述加工)和中央执行器。更新过程需要中央执行器而不是语音回路 的资源,相反,任务的系列回忆成分需要语音回路而不是中央执行器的参与。一些研究证明 健康老年被试的更新功能有所削弱,语音回路却保持完好。 更新功能也可以用另一种n.back认知任务进行评价。连续呈现一些项目(字母、空间 位置或图案),被试必须判断每个呈现的项目是否与n个之前的项目相似。所以,这种任务 需要编码、暂时保持和复述、连续顺序的追踪、更新与比较,以及反应加工等多种过程。 抑制功能

一。^.撇0控制被普遍认为是一项重要的中央执行功能。抑制控制的不同方面也可能会有所区 别,尤其是以下几种:阻止可能被部分激活的与目标无关的信息;抑制强烈的但当前情境不 需要的反应:以及抑制无关信息的活动。探讨抑制加工活动大部分的研究运用了不同变式的 stroop任务,并发现在干扰条件下(例如,要求对与颜色词的词义不同的印刷颜色命名)在 前部扣带回和右框额区(right 侧额区下部(1eft

orbitofrontal

inferior行ontal

regions)产生更强的脑部活动,此外还发现在左

regions)和颢、顶区(temporal

and parietal

areas)的活动也增

强了。 用功能成像探究抑制加工的研究揭示了与这些加工相联系脑区的不同成分。这些研究使


用了不同的实验范式,如stroop任务,WCST任务、go/no—go范式,它们被认为是评估抑 制功能的经典范式。 转换加工功能 对环境刺激进行有效的反应需要在加工要求不同的刺激之间进行快速而频繁地转换,此 外,多种认知加:[间也需要进行转换。因此,转换能力被认为是执行控制的一个重要方面。 传统上用任务转换范式来研究这种执行功能,要求被试快速的重复完成某个相同的任务或在 不同的任务之间交替反应。这些范式一致发现,被试完成转换任务要比重复完成某项任务的 反应时要长,这种现象被称作转换代价。 从一种认知任务向另一种认知任务转换的能力既与内在的准备有关还跟外部的调节相

联系。当被试具有预SwBIJ将来临的任务的能力时,内部准各的存在可以通过转换代价的减少 来证明。这种减少表明被试能在呈现刺激之前就准备好了反应。但是,即使能够在任务问很 长的间隔中预知下面的刺激,转换代价仍然是无法消除的。这种转换代价的持续(pemistcnce) 就暗示着向一个新任务的转换只有呈现了新任务的第一个刺激时才算被成功完成了,这种加 工就叫对新任务的外部调节,它是在外部刺激的基础上完成的。Sohn等人也使用事件相关 fMRI对这两种加工进行了探究。任务要求对字母(元音还是辅音)或数字(奇数/偶数)进

行简单分类。在每个任务中都包含一个字母和一个数字,刺激的颜色会指出应该完成哪种任 务,研究发现了类似的结论。 双任务调节功能 中央执行系统被认为在协调同时加工:中发挥着关键作用,通过使用双任务范式已经对它 进行了普遍研究。这种范式要求同时完成两个行为任务,它们使用完全不同的感觉和认知加 工。虽然双任务条件被认为是--}ee主要的中央执行器的功能,但是这种调节加工不仅被局限 在需要信息储存加工的任务上,也只是对需要较低记忆负荷的知觉任务的干预。 总之,中央执行系统在一些加工中可以和:[作记忆的其余各子系统结合在一起,发挥其 协调的主导作用,又可以在一些加工中与其余子系统分开,独立发挥作用。它可以像一个指 挥机构一样运作,选择决策,还能整含多方面的信息。 Baddeley的工作记忆模型近年来最大的发展是在传统模型的基础上,增加了一个新的子 系统,即情境缓冲区(episodic buyer,EB)。’情境缓冲区的提出是为了克服传统揆型的弱点丽 提出的。如在随机单词记忆任务中,被试只能即时系列回忆出5个单词左右,但如果根据散 文内容进行记忆,则能够回忆出16个左右的单词。显然传统的三成分模型无法解释这种结果。 Baddeley认为,关键在于传统的模型没有注意到不同类型的信息是怎样整合起来的,而且其 整合结果是怎样保持的。为此,他认为应该在其传统模型的基础上增加一个能包含这部分功 能的新成分,即情境缓冲区。情境缓冲区是一个能用多种维度代码储存信息的系统,为语音 回路、视觉空间模板和长时记忆之间提供了一个暂时信息整合的平台,通过中央执行功能将 不同来源的信息整合成完整连贯的情境。情境缓冲区与语音回路、视觉空间模板并列,受中


央执行器控制。虽然不同类型信息的整合本身由中央执行器完成,但是情境缓冲区能保存其 整合结果,并支持后续的整合操作。该系统独立于长时记忆,但却是长时情境学习中的一个 必经阶段。情境缓冲区可用于解释系列回忆中的列表间位置干扰的问题、言语和视觉空间过 程间的相互影响问题(如言语回忆中的视觉效应)、记忆组块问题、和统一的意识经验问题 等。

工作记忆

]Il I I_] l J

长时记忆

代表液态系统瞳圄代表晶态认知系统 图2工作记忆的多成分模型(Baddeley,2000) (引自党彩萍‘一般智力结构的结构方程模型研究》)

然而,尽管该模型己取得可喜进展,但很多环节仍停留在假设的水平上,而且面临着~ 些无法合理解释的实验事实。如在语音回路上,该模型无法解释系列回忆任务中顺序信息和 项目信息的不同保存机制。在视空模板上,有关视觉信息和空间信息的复述机制仍没得到有 力的证实;有关视空工作记忆、视知觉、视觉注意和有意识的视觉表象之间的关系也很不清 楚。在中央执行器的研究上,问题更为突出。有关执行功能与暂时储存和通道特殊性加工之 间的关系的模糊性是当前工作记忆理论的一个致命弱点。一个明确的工作记忆模型应该能清 楚地区分心理现象中的记忆成分和执行成分,能提出有关各子系统之间及与其他认知过程的 关系。然而,中央执行器就象一个“破布袋”,把过多的认知功能归到其名义之下,因此,只 有把中央执行器和属于子系统的通道特异性加工区分出来,把注意和意识等认知功能从工作 记忆中独立出来,并研究清楚它们与工作记忆的关系,才能使工作记忆理论得到较大的进展 和完善。情境缓冲区则是新提出的假想结构,几乎尚无认知实验证据或神经科学证据的支持, 例如,其复述机制尚不清楚;情境缓冲区与其他子系统之间的具体关系尚未得到证实:还没 有专门针对情境缓冲区的研究方法。有人甚至认为情境缓冲区根本就是无法验证的,因为很 难在不影响通道特异性子系统的前提下,对整合跨通道信息的成分进行操纵。May则指出, 即使能找到选择性施加情境缓冲区负载的技术,其复杂的实验设计也会降低一个模型直观上

的吸引力,失去传统模型最突出的筒约和直观的优点。因此,目前尚不能确定情境缓冲区能 否像语音回路、视觉空间画板~样得到多种的证据的支持并发展下去。总之,对情境缓冲区 应该抱着一种谨慎欢迎的态度。尽管不能确信工作记忆的四成分模型能否得到实验证实,但


这毕竟是揭示:[作记忆在多通道信息储存和加工中作用的一个尝试,对工作记忆的整台功能 和工作记忆与意识关系的研究具有重要意义。至少这种假想的新成分已引发了广泛的争论, 推动着研究者们去开展大量新的实验研究。

2.2工作记忆研究常用的实验范式 从不同的观点出发,工作记忆的研究范式多种多样。在认知心理学的研究中被广泛使用 的是双任务范式(dual

task

methodology)。

双作业任务是工作记忆研究中应用最广泛的实验范式,尤其是建立在Baddeley的工作 记忆模型的基础上。该范式的基本程序是同时给被试呈现主任务和次任务或者只呈现主任

务,然后对这两种条件下被试的实验结果进行比较,根据次任务对作业成绩的影响.判定工 作记忆的子系统之间的关系。干扰语音回路的次任务一般采用发音抑伟tJ(articulatory suppression)任务。该任务要求被试重复说习惯化了的词语,如“the,me,the…”,当该任务 作为次任务时,单词或数字回忆等依赖言语信息储存的主任务成绩明显下降,但依赖于视觉 空间信息储存的任务成绩几乎不变。干扰视觉空间模板的次任务一般采用空间击打任务 (spatial tappin曲。该任务一般要求被试描述简单的图形,如用手指按顺序轻击正方形的四个 角。但是人们发现.该任务虽然能有效干扰空间信息的储存,但对视觉信息干扰不是十分有 效。为此,Quinn等人设计了一种新的叫“无关图形范式”的次任务,要求被试在进行主任务 时双眼注视电脑屏幕上呈现的动态视觉模式。干扰中央执行系统的次任务一般采用随机数生 成任务(random

number

generaIion),要求被试在一定的区间内把从1到9的数字进行尽量随

机的排列。以被试生成数的随机程度作为分析指标。但是,由于该任务通常采用口头反应,

不仅需中央执行系统完成.还必须有语音回路的参与,同时随机程度有不同的指标,井对应 于不同的执行功能。所以采用随机生成任务作为次级任务时,要注意数据分析和结果解释的 复杂性。 近来Hegarty等指出,通常的双任务实验逻辑上也存在不足,主要表现在两个方面:一 是反应选择的瓶颈问题,反应选择的瓶颈是指在双任务情境下,个体不可能同时对两种反应 都作出选择。如随机生成任务要求被试进行快速持续的反应选择,那么这种任务对同样需要 快速反应选择、但对中央执行功能依赖性比较小的主任务(如简单的知觉判断)产生严重干 扰。显然这种严重干扰与双任务的实验逻辑是相违背的。二是两种任务间的策略权衡问题, 策略权衡问题是指,尽管实验指定哪个是主任务、哪个是次任务,但是被试倾向于自动地将 更多的资源分配到他们觉得更难的任务上。如当把随机生成任务和一个不怎么需要中央执行 功能的主任务结合时,由于被试将mDzt:重点放在更难的次任务上,主任务的操作成绩反而会 受到很大的干扰,而将其和一个更复杂的非常需要执行功能的主任务结合时.由于被试将加 工重点放在更难的主任务上,主任务的操作成绩所受的干扰反而较小。因此,在用双任务范 式进行工作记忆研究时应该考虑到这些限制因素。 在双任务实验范式的理论指导’F,Daneman等人于1980年开发了经典的阅读广度实验,


以及由其演变出来的计数广度、计算广度、空间广度等实验方法,以这些实验数据作为工作 记忆容量的指标进行相关分析和回归分析,以比较高广度群体和低广度群体的作业任务成绩 的差异。 除上述常用的双任务工作记忆实验范式外,比较经典的工作记忆实验范式是Steinberg 项目再认作业(item.recognition task)。Steinberg作业的设计思路是:先给被试依次呈现一 系列(一般3—9个)记忆项目(memory set),移开几秒钟后,然后出现探测刺激(probe stimulus),要求被试指出探测刺激是否与先前呈现的某一个记忆项目相匹配(即探测刺激是 否就是记忆项目中的某一个刺激)。依据不同的实验材料(如字母、图像、面像、圆点等) 分别给予不同的命名,分别测定言语信息贮存、客体信息贮存以及空间信息贮存。另一个是 倒数n顼作业任务(n.back task)倒数n项作业是指要求被试判断当前出现的项目是否与 连续出现的测验的项目系列中倒数n个项目匹配,n~般被认为反映记忆容量,如果n=O(常 用作对照),即只要求对预先规定的靶刺激作出反应。倒数n项作业任务比Stemberg作业或 项目再认作业任务更强调工作记忆的储存和复述功能的作用,当然也需要如知觉编码和反应 等一般性的操作过程。随着人们对工作记忆研究的不断深入,工作记忆的实验范式也会在不 断更新和拓展。目前常用的工作记忆测验还有:(1)产生作、Ak(generationtask):常用自身排序 作业(self (verbal

ordering

fluency

task)、随机数字产生作业(randomnumber generation)及词语流畅性作业

task)等:(2)重新排序作业(reordering task):(3)计划作业(planning task):如

汉诺塔作业(tower ofLondontask)、分支作qI'(branchingtask);(4)其它认知作业如威斯康星 卡片分类测验、瑞文测验以及Stroop测验等。

3学习困难的诊断 学习困难的诊断对本研究至关重要,而学习困难的诊断又涉及它的操作性定义。学习困 难是一个非常复杂的概念,长期以来研究者对学习困难所采用的词语不同,如脑损伤、教育 障碍、阅读障碍、过度活动、多动症候群、语言障碍、轻微脑功能障碍、心理语言障碍、神 经心理障碍、学习失能、学习迟缓、学习困难、学习障碍等,本研究采用目前公认的学习困 难这一名称。研究学习困难概念的演变,有助于把握这一领域研究的脉搏,反映学习困难研 ’

究的发展历程,更好地理解学习困难的实质。 最早发现学习困难的当属美国生理学家Gall,1800年,他对一些患有头部损伤的成人 进行研究,结果发现他们失去了用语言表达思想和情感的能力,但智力并没有丧失,后来人 们称此病为失语症(alexia)。如果它发生在儿童身上,便可称其为~名特殊的语言异常者。 继Gall之后,许多生理学家如Bouillaud、Broca、Jackson、Wemicke等也进行了有关研究。 Kaussmaui(1877)认为,无法阅读文字是一种单独的病理,与其它障碍并没有必然的关联。 20世纪初,生理学家Dcjerinc报道了一例由于脑损伤而失去阅读能力,却保持对语言的理 解和熟练使用口语能力的案例,这就是现在所说的“获得性阅读障碍”。加尔等人的研究为后


人对学习困难的研究及定义的提出奠定了基础。1896年,摩根发现词盲现象,即儿童能辨 认一些词,但不知词意。很长一段时间,对此症的称谓有过诸如“纯字盲”、“先天性词盲”、 “无语症”、“阅读无能”、“轻微脑功能障碍(MBD)”、“诵读障碍”、“学习困难”、“学习无 能”等命名。总的说来,这一时期研究者一般都从生理的、医学的角度对学习困难儿童,尤 其是阅读困难进行诊治。他们认为学习困难儿童是由于大脑内部损伤造成的。 随后,美国神经外科医生Albert报道了他对一例“阅读困难”患者死后的病理解剖研究结 果:患者大脑的形态结构与正常人没有区别,局部解剖的病理检验发现,左半球的神经细胞 发育异常,特别是左半球前部(顶叶至额叶)和左半球的中心语言区细胞异常更明显。从发 生学的角度研究,发现病理的发生是在胎儿期开始的,母亲怀孕5到7个月期间是这部分细 胞的发生、发展期。这一研究结果证实阅读困难是有生物因索的,它不仅源于脑损伤及神经 系统的异常,对儿童来说还存在发展因素,是发展过程中由许多不良因素造成的。1963年4 月6日。Kirk提出了对LearningDisabilities(译为学习障碍,简称LD,我国习惯称为学习 困难)的描述:“有一类儿童,他们在社会交往技能的发展中有障碍。在这类儿童中,不包 括那些有感觉障碍的儿童(如盲或聋),也不包括那些一般智力落后的儿童”。这是学习困难 概念的首次提出。 目前,心理学界普遍认可的学习困难定义是:“学习困难系一种通病,它包括不同缺陷 类别的群体。这种障碍在获取与应用听、说、读、写、推理或数学能力上有明显的困难。一 般推测是由个体内在的神经系统的功能异常所引起;在人的一生中,任何时候都有可能发生。 学习障碍或许存在行为控制、社会知觉及社会互动的问题,但这些并非是构成缺陷的主因。 虽然学习障碍有可能与其他的障碍状况(如感官损伤、智力不足、严重情绪困扰)同时存在, 或受一些外在因素影响(如文化差异、文化刺激不足或不当教学),但它并非由前述状况或 影响所直接促成”。该定义把学习困难的对象范围从儿童扩展至成人,学习困难可能发生在 人一生的任何时期,注重个人内在差异及其发展的滞后与严重失衡这一类学习困难的症状, 这些观点的出现与信息加工理论、毕生发展思想以及对社会性发展的重视有关系。该定义为 大多数学者所认可,成为目前公认的学习困难的操作定义。 准确把握学习困难概念必须明确以下几个问题:(1)学习困难的定义中排除了智商在智

力落后范围内的儿童,并且有的定义还规定了智商的最低值,低于该值则吊属于学习困难儿 童:(2)学习困难的定义中排除了精神发育迟滞、情绪障碍、视觉(盲)、听觉(聋)和运 动障碍(如小儿麻痹症)为主要原因而引起的学习困难:(3)学习困难儿童中还不包括由于 环境、文化和经济条件的不利所引起的学业成绩落后。教育条件落后可引起学业成绩不足, 但是不能把这些学生都作为学习困难儿童。这些儿童未曾受过良好的教育,因为他们所处的 环境不能为他们提供学习和发展的最佳环境雨I社会条件,故而造成他们学习失败的可能性增 大。尽管这些儿童也需要得到特殊的教育干预,但干预方式却应不同于学习困难的学生:(4) 学习困难儿童的实际成就与其能力的期望值之间存在显著差异:(5)学习困难是一个集合性


概念,包括学业、心理发展等多方面的困难和障碍,这一状况是多种消极因素相互作用的结 果:(6)学习困难是可逆的,学习困难是学习进行过程中的某一阶段的状态,而不是依据最 终阶段的结果作出的判断,依靠合适的教育训练可以加以改变,因为与智力落后、感官损伤 造成的学习问题根本不同,只有承认这一点,才能对学习困难儿童的教育和转化充满信心; (7)学习困难可以贯穿于毕生发展过程中,不仅儿童存在学习困难,成人也可能具有。因

为对学习困难的诊断是从其结果——学业成绩与其智力潜能的差异着手的。这种差异可能在 许多人的一生中存在;(8)学习困难并不限于自身意识到的。有些学生尽管学力水准极低, 但自身并来意识到,从这个意义上说,学习困难也可以说是“教授困难”(难教)的学生。 通过上述分析可以发现学习困难定义的演变有如下规律:(1)从医学、生理模式向教 育、心理模式转变。这种转变与医学模式探讨所遇到的困难和局限有关,更与对学习困难儿 童教育的重视分不开;(2)概念的外延有扩大的趋势。学习困难最初仅指小部分中枢神经系 统有问题的儿童,后来,指由多种原因造成的信息加工过程障碍的儿童,现在有人将有社会 性问题的儿童也包括在内。而且,学习困难的对象从儿童扩展到成人:(3)研究者对学习困 难的概念研究更加深入,从注重理论研究转向偏重操作实施的研究,重点是诊断和矫正的操 作方法,一部分研究者把视线集中在正常课堂教学之中:(4)在一些基本观点上达成~定共 识,定义内容侧重点有所变化。最初试图从生理原因(如脑损伤、脑功能障碍)来界定学习 困难,此后强调学习困难是基本一D理过程障碍,后来又侧重于运用差异模式进行操作化定义, 实际上这三方面结合起来才能更好地概括学习困难的性质和本质。由于学习困难操作性定义 的复杂性,对学习困难的诊断也经历了一个不断完善的发展过程。 早期运用较多的是差异模式法,这种方法的基本指导思想是:成就值=学力离差值-智力

离差值,成就值若是负值,可以说该生并不具备同其智力相称的学力。也就是说,学习潜力 未能充分发挥,未形成与智力相称的现实学力。当这种差异达到显著差异时,可以断定为学 习困难,根据历来的研究,可以采用负值8或负值lO以下作为标准。但标准的确定始终没 有统一,结果很难有可比性。差异模式法在实际诊断中是有问题的,它的如果儿童本身确实 存在学习困难,那么通常所使用的一些心理测验,就不能很好地发挥其功能。按照界定,学 习困难者的缺陷是在运用语言、数学符号等基本心理过程方面的缺陷,而智力测验的设计也 在于评价儿童操作符号以解决问题的能力。这就使得学习困难儿童在接受智力测验时遇到了 不利,因此,智力离差值就不能真实反映学习困难儿童的实际水平,因为他们智力测验的分 数应该是偏低的。为此,智力测验的结果低估了学习困难儿童的智力水平,由此带来的结果 是缩小了学业成就与智力潜能之间的差异。这可能会使学习困难儿童因智商相对偏低而导致 “漏诊”:或使正常儿童因智商相对偏高但教育成绩欠佳而导致“误诊”。 随着神经科学的发展,对学习困难的神经定位逐渐受到重视,出现了神经定位诊断法。 由于神经解剖学和神经心理学的长足进展,功能性障碍的神经定位愈来愈成为研究的热点, 关于学习困难的神经定位的推测亦愈来愈多。神经定位诊断法主要包括:单光子计算机断层


扫描(SPECT)、正电子计算机断层扫描(PET)、脑电图、事件相关电位(ERPS)、脑功能 磁共振成像(FMRI)等,这些方法可以从不同侧面了解大脑的活动规律,通过测量和分析 脑电活动,为诊断学习困难开辟了新的视野。 上述这些诊断方法大多基于学习困难的某一方面作为诊断分型的标准.就目前为止,还 没有哪一种技术是完美无缺的,还很难说有了明确一致的研究成果,原因在于儿童大脑发育 存在着较大的个体差异及代偿性,障碍机制有着较大的差别。学习是一个复杂的认知加工过 程,同一种学习可能涉及一种以上的认知加工成分,造成学习困难的原因是复杂的,例如, 阅读和计算困难常常并存.且均可进一步分出听、语言理解和视、空间知觉等不同的障碍孤 型,这些诊断方法均存在不同程度的缺陷,有必要提出更为完善合理的诊断分类方案及特异 性更好的方法和标准,以改善诊断分类的独立性和同质性,+目前,量表测定法是比较科学可 行的诊断学习困难的方法。 国内比较早地进行有关量表修订的是杭州大学心理系的吕静、徐芬。她们于1986年建 立了杭州市《儿童认知能力诊断量表》的常摸(1—_2年级),1991年又发表了浙江省的常摸

(1—3年级),并推广使用。它实际上就是一套学习困难的诊断量表。量表编制者明确:它 的主要用途并不在于把正常学生和学习困难儿童区分开来,而是为教育和矫治他们提供有效 的信息。2000年华东师大心理系邵志芳等人从学校操作的角度,以上海市区小学三年级至 初中一年级的学生为对象,制定了上海市的学习困难儿童诊断常摸。经校度和信度检验,此 量表是较好的诊断学习困难儿童的工具。它采用他评技术即由最熟悉了解儿童的老师或家长 评分。 目前,比较成熟科学的测量学习困难的研究工具包括以下三个量表: (1)学习适应性测验(AAT测验) 学习适应性测验又称AAT测验。本测验是由日本教育研究所编制并进行了修订,由华 东师范大学周步成教授引进并进行标准化,制定出中国常摸。成为适合我国中小学学习诊断 与指导的标准化:[具。学习适应性测验是自省式问卷,由学生本人自己填写。根据调查对象 所在的年级,选用《学习适应性测验》中相应的内容量表,以班为单位施测。根据每个人的 得分转换为等级,由此判断学生的学习适应能力。 (2)学习困难筛查测验(PRS测验) ’学习困难儿童筛查修订量表(the

+‘一 pupil

rating

’‘‘’?一 scale

revised

4、‘

screeing

for

learning

disabilities),简称PRS测验。本测验是由美国两位博士(巴斯特和约翰)合作编制的。他 们从神经心理学的角度界定了学习困难,并指出下位分类的重要性。量表编成后,在美国得 到了广泛的应用。并于20世纪80-90年代引入日本。我国镇江医学院周平女士将日文版翻 译成中文,经过了有关检验,评价了英文与日文不同版本的等值性和同值性,PRS的项目测 试具有较高的可靠性(言语性以及非言语性领域Cronbach’sn系数均大于o.93,全项目则达 到o 96):因子分析效性高。制定了江苏常摸。中山医科大学儿童少年卫生学教研室的静进


与日本百合大学发育儿科研究所的森永良子等对PRS进行了翻译禾I修订,结果显示该量表 各项目得分呈常态,与原量表结构相符,其信度和效度均在可接受范围内。因素分析后从量 表中抽出三个主因素,即言语因素、操作因素和社会适应因素,其权重项目数同于原版量表。 广州市区学>-2困难儿童筛出率8.3%,男高于女。PRS量表效价较理想,适于国内团体测试, 适于筛查和教育评价使用。中央教育科学研究所的王书荃同志用本测验制定了北京常摸。该 量表共有24个项目,分为5个领域:听觉理解与记忆:会话用语:定向定位;运动能力; 社会行为。24个项目是:(I)词汇理解能力;(2)服从指示能力:(3)交谈能力;(4)记 忆力;(5)词汇:(6)语法:(7)口语:(8)表述经验:(9)表达思想;(10)时间判断: (11)场地方位感:(12)关系判断;(13)位置感;(14)一般运动;(15)平衡能力;(16)

手指灵活性:(17)团体协调性;(.18)注意力;(19)调整顺序能力:(20)新情况适应力; (21)社会交往:(22)责任感:(23)完成任务能力:(24)关心他人。从言语性、非言语 性和综合判断来筛检学习困难可疑儿童。 这个量表对那些经常接触学生,并且在班上能把握学生行为的老师最适用。它可以在较 短的时间内,把那些智力正常、没有视听方面的问题、情绪行为无异常,但学习不好的学生 鉴别出来。也就是说,把可疑为学>--2困难者从学习不好但又无其他症状的人群中鉴别出来。 评定标准:量表总分<65分,即为学习困难可疑儿童。其中,言语型(A和B行为区)得分 <20者,为言语型学习困难:非言语型(c、D和E行为区)得分<40者,为非言语型。 (3)瑞文标准智力测验(SPM) 该测验是英国心理学家瑞文(J C.Raven)1938年设计的非文字智力测验,瑞文测验的 编制在理论上依据斯皮尔曼的智力--N素论。该测验的优点在于适应年龄范围宽,测验对象 不受文化、种族与语言的限制,并且可用于一些生理缺陷者。测验既可个别进行,也可团体 实施,使用方便,省时省力,结果解释直观简单,测验具有较高的信度和效度a 三个量表诊断流程图如下: 学校团体一全体学生(AAT)一部分学生(PRS班主任)一筛选一建档一诊断性测验(完 善背景材料)一可疑学习困难(SPM)---,IQ总分(排除MR)一分测验重新组合一第三因 素(排除ED)一言语与操作差异分析一心理能力诊断分析。 筛选过程包括:在学校团体中,使用AAT测验,将学习适应等级在2等或2等以下的 儿童挑选出来。之后请熟悉儿童的班主任对这些儿童做PRS问卷评估。根据测试常摸将可 疑学>-3困难儿童筛查出来。对建档的儿童诊断性测验,由专业人员进行团体瑞文标准智力测 验(SPM).排除智商低于正常水平的儿童。学习困难的诊断是一项非常复杂的工作,选用 比较成熟的测验工具,建立一个可操作的诊断系统,是非常关键的。 上述筛选学习困难的方法和途径是比较科学可行的。该方法将学习适应性测验、学习困 难筛查测验和瑞文标准智力测验作为诊断工具。首先面对全体学生,使用AAT检测出学习 适应能力差的学生;在这群学生中,用PRS进一步筛查,筛查出可疑学习困难的学生:再


对可疑学习困难的学生用瑞文标准智力测验,排除智力低下者。这是一种层层剥皮、层层递 进的诊断方法。之所以选择以上三个工具,是因为他们都是比较成熟的量表,在国内外得到 了广泛的应用,而且能对儿童有关学习问题进行评估。 另外,三个筛选测验具有各自的特点,将这些特点加以组合将是很完整的诊断。从量表 编制的角度来看:AAT从教育的角度,评估学习行为;PRS从神经分类的角度,评估学习 心理过程;瑞文标准智力测验从心理学的角度,评估心理能力。三个量表结合使用,可以从 神经生理、心理、教育的角度进行全方位的评估。从使用者的角度看:AAT由被试本人填 写,为自省量表;PRS由经常接触孩子、能够把握孩子行为的老师填写;瑞文标准智力测验 由心理学工作者测试,他们事先对被试并不了解。学生本人、教师以及专业工作者共同对学 ’

生的学习问题进行分析、评估,避免了主观作用,使结果更为可靠。

4.本研究的框架

本研究的总体思路是,首先从整体上测量:I:作记忆的窬量,如果不同能力组工作记忆容 量存在差异,那么是否不同类型困难儿童在工作记忆的三个成分上出现分化,就有必要进一 步考察工作记忆的三个成分对不同学习困难儿童的影响:也就是分别考察词语工作记忆、视 空间工作记忆和中央执行功能三者对不同类型学习困难的影响;短时记忆与工作记忆的最大 区别在于工作记忆在储存的同时主动的加工,短时记忆只反应了储存能力,那么造成学习困 难儿童工作记忆差异的原因是加工或是储存?这就有必要进一步考察学习困难儿童的短时 记忆特点:许多文献研究发现,加工速度与:[作记忆中的加:[成分密切相关,那么,学习困 难儿童的加工速度如何?是不是工作记忆的差异是由于加工速度的差异引起的?这就有必 要进一步考察加工速度对学习困难儿童的影响:有研究发现,工作记忆就是长时记忆激活的 一部分,工作记忆与长时记忆信息提取联系密切,如果学习困难儿童的工作记忆存在缺陷, 应该表现在长时记忆信息提取的不足上.因此,有必要考察学习困难儿童的长时记忆信息提 取的特点:另外,许多研究还发现,学习困难儿童存在注意缺陷,而注意往往是由于抑制功 能不足造成的,由此联想到,学习困难儿童的工作记忆缺陷是否是由于抑制机制的不足造成 的,有必要考察学习困难儿童的抑制机制。 基于以上考虑。本研究设计了如下实验:(1)学习困难儿童的工作记忆容量研究,主要

包括言语工作记忆容量和视空间:【作记忆容量,作业任务包括:计算广度,阅读广度、词语 广度、点矩阵、距离估计和字母旋转;(2)学习困难儿童的中央执行功能研究,主要包括划 消测验,汉诺塔以及数字字母连线:(3)学习困难儿童的短时记忆研究,主要包括数字记忆, 字母记忆,词语记忆,点记忆,方块记忆以及圆点变换;(4)学习困难儿童的长时记忆信息 提取研究,包括两项作业任务:词语流畅性和加法运算:(5)学习困难儿童的加工速度研究, 主要包括数字抄写,字母抄写,字母比较,符号比较,线条图形比较以及圆点位置比较:(6) 学习困难儿童的抑制机制研究,主要包括stroop效应。


按照目前比较科学的量表测量方法筛选学习困难,在南京市的三所初中共选取被试109 人,其中,语文困难26人,数学困难29人,双困难26人,控制组28人。以Baddeley的 工作记忆三结构模型设计作业任务,所有工作记忆任务的实验设计依据“在同一作业中既要 包括加工成分又要包括存储成分”这一原理进行构建。所有作业任务包括计算机测试和纸笔 测试两种,主试与被试一对一进行测试。先进行计算机测试,一周后再进行纸笔测试。 本研究使用的主要工具: (1)

学习困难的诊断工具

a.学习适应性测验又称AAT测验,本测验是由日本教育研究所编制并进行了修订,由华东 师范大学周步成教授引进并进行标准化,制定出中国常摸。b.学习困难儿童筛查修订量表 !the

pupi!rating scale revised

screeing for learning

disabi!i:ie=),俺髓:PRS

测验。本测验是由美国两位博士(巴斯特和约翰)合作编制的。我国镇江医学院周平女士将 日文版翻译成中文,经过了有关检验,制定了江苏常摸。C.Raven标准推理测验,张厚粲 和王晓平(1989)修订。 (2)

工作记忆能力测评系统

该测评系统通过计算机测试完成,由南京师范大学认知神经科学实验室的刘昌、党彩萍、 王恩国、张小将、唐慧琳和田芸共同研制。 (3)

认知能力测评系统

认知能力测评系统通过纸笔测试完成,由南京师范大学认知神经科学实验室的刘昌、王 思国和党彩萍共同研制。

36


第三章

学习困难儿童的工作记忆容量研究

1引言 工作记忆容量(Working Memory Capacity),又称工作记忆广度(Working Memory Span), 是工作记忆研究的一个重要指标,包括言语工作记忆容量和空间工作记忆容量两种。工作记 忆容量的概念起源于Daneman和Carpenter(1980)的一项研究。在这项研究中,以大学生为

被试,让被试大声朗读~系列句子,句子的序列长度不断增氏,要求他们在理解每一个句子 的同时,回忆每个序列中所有句子的最后一个词。被试既能理解句子,又能把句子最后一个

阐正确回忆出来,在这两种条件下所完成的最大句子数,就是:Ii作记忆容量,亦称阅读广 度。工作记忆容量反映了暂时存储和加工的结合。实验结果发现,在大学生中,阅读广度的 变化幅度一般为2—2.5个句子。目前,此方法已成为测量言语和空间工作记忆的标准方法。 另外,Daneman和Carpenter还发现,被试的工作记忆广度与其在阅读理解测验中所得的分数 高度相关,阅读广度比作为短时记忆容量的数字广度能更好预测学习成绩。Daneman和 Carpenter在一项类似的作业中对听力广度进行了研究,在这项任务中,加工成分不是采用 阅读理解而是听力理解。实验结果发现,听力广度与阅读广‘度相类似。其他涉及不同加工需 求的:[作记忆广‘度任务也得到了研究。著名的例子有计数广度(counting span),它要求被试 对一系列视觉呈现的目标阵列进行计数,同时要求记住这些数字,然后对数字进行回忆。还 有运算广度(operation span),其;bN--E成分是算术计算,并要求被试以正确顺序对运算结果进 行回忆(Turner&Engle,1989)。Daneman和Carpenter发现,阅读广度能较好地预测学习 成绩。随后的许多研究也证实,工作记忆广度的测量与一般成绩和能力的测量高度相关。 Case等人(1982)对6至12岁的儿童的计数广度进行研究。他们重点考察计数广度 和计数操作速度之间的关系,实验结果表明,6至12岁儿童广度的发展与完成计数所需时 间的减少呈线性相关。随后Towse,Hitch和HuRon(1997)对儿童的计数广度、阅读广度 和运算广度等进行综合研究。以小学儿童(平均年龄为9岁)为被试,阅读广度要求他们阅 读一系列句子,每个句子缺少最后一个词,要求被试补充这个空缺词,句子以卡片的形式在 计算机上呈现。实验要求儿童在完成句子填充任务的同时记住所填充的词,随后有一个回忆 练习。句子以两个一组开始呈现,如果儿童能在两组测验中以正确顺序回忆出所有填充的词, 则增加一个句子,且继续实验。如果儿童连续两次失败,则测验结束。广度分数的整数部分 是两组测验中能被完全正确回忆出来的句子的最大数量,小数部分是根据测验结束时那组句 子(没有被完全回忆出来)的正确回忆量得到。运算广‘度的测验与阅读广度测验类似,不同 的是使用的材料为加减法算术题。他们对儿童的工作记忆广度作了纵向追踪式研究,即在一 年之后进行复测。结果发现,平均年龄为10岁4个月的儿童,阅读广度为2.79.3 35,运 算广度为4

04.4.92。

Swanson(1999)从毕生发展的角度对工作记忆广度进行了系统的研究,该研究涉及不同


年龄间的工作记忆广度差异是否归因于特殊或一般的加工操作。研究比较了9个年龄组(6, 8,10,13,16,24,35,45,57岁)的言语和视觉空间工作记忆容量。言语工作记忆容量任务 包括数字广度、句子广度和语义联想任务,视觉空间工作记忆容量包括映射与方向和视觉矩 阵任务。工作记忆任务的设计遵循Baddeley(1986)的定义,即“需要同时对信息进行加工和存 储”。评价信息N-[是通过询问被试关于要记的材料的一些简单问题(存储+加工要求),而 评价存储是利用项目提取的正确率(只有存储要求)。加工问题一般需要对新、旧项目的简 单再认,要对先前呈现的信息作判断。结果发现,与年龄相关的工作记忆广度的变化由存储 能力的变化来预测,而不是由加工效率的变化来预测:另外,与年龄相关的变化不具有领域 特殊性,可以认为工作记忆容量是预测认知成绩年龄差异的重要变量。 围内学者金志成、隋洁(1999)在对学习困难牮牛认知加uT机制的研究中,对学困生的 工作记忆容量进行了研究。实验以中小学生为被试,分学困生组和学优生组,以嵌入数字系 列的短旬作为工作记忆容量的测试材料。编制测试工作记忆容量的材料的标准是此材料既能 测试加工信息能力又能测试保持信息的能力,而且加工信息的难度在同一套材料系列中要保 持一致。不然,随着加工难度的变化,工作记忆容量也随之变化,就不易测得相对稳定的工 作记忆容量。实验材料如下面的两个句子:“去三角形街1-4-8号的图书馆”;“去正方形街 6-8.5.1号的公园”。材料分为两种难度:对难度I的材料,要求被试回答去什么街的什么地 方(如上面的例句):对难度II的材料,不仅要回答去什么街的什么地方,还要回答去做什 么,且地方与做什么不相匹配,如“去平行四边形街4.7.6—3—5号的药店找人’Y而不是买药)。 通过询问被试“去什么街的什么地方”来评价对语义信息的加工(包括加工和存储),而以被 试按顺序回忆门牌号的正确性来评价存储(只有存储)。实验结果显示,工作记忆容量受加 工难度的影响,学困生的工作记忆容量不如学优生。另外,该实验还研究了学困生的工作记 忆容量的欠缺的原因,它是由加工效率造成,还是由存储能力造成,或是二者同时起作用。 为此在实验中加以提示作进一步测试。提示方法是,当被试语义自nzr_正确,只是门牌号的回 忆出错时,根据被试在一组数字中错在前、后还是中间的不同位置,给出提示。若被试回忆 正确,则进行下一个句子:否则再从出错位置给出提示,直到被试不能按顺序回忆全部数字 为止。结果发现,学困生和学优生利用的提示数量相同,说明其加工效率相同,而他们利用 相同提示达到的最高工作记忆容量不同,说明学困生的工作记忆容量欠缺主要由存储能力造 成。由此可见,上述研究主要侧重于言语工作记忆容量的研究,而对空间工作记忆容量涉及 较少。 本实验在前人研究的基础上,从整体上考察不同能力组儿童的工作记忆容量是否存在差 异?工作记忆容量指标以经典实验中经常采用的言语工作记忆容量和空间工作记忆容量两 种作业任务,言语工作记忆容量包括阅读广度、计算广度和运算词语广度,空间工作记忆容 量包括点矩阵、距离估计和字母旋转,这六项作业任务实际上反映了三结构工作记忆模型中 的言语工作记忆和空间工作记忆部分。从前述文献回顾中可以发现,学习困难儿童在工作记


忆的容量上存在不足,因此,该实验预测:(1)学习困难儿童的工作记忆容量与控制组存在 差异,学习困难儿童的工作记忆容量不如控制组;(2)不同学习困难类型的工作记忆容量差 异可能会出现分化,语文困难可能与言语工作记忆容量不足有关,数学困难可能更多的与数 字工作记忆容量不足有关,双困难学生可能存在整体的工作记忆容量缺陷:(3)工作记忆容 量与语文成绩和数学成绩以及智商相关显著。

2研究方法 2.1被试的选取 按照学习困难的操作定义:“在接受正规教育条件下,智力正常的儿童在听、说、读、 写、计算、思考等学习能力的某一方面或几方面表现出明显困难,并经常伴有社会交往和自 我行为调节方面的障碍,其原因是由于大脑中枢神经系统功能障碍所致。在人的一生中,任 何时候都有可能发生,不包括那些有明显视觉障碍、听觉障碍和情绪障碍的儿童”。根据上 述标准,采用目前国内比较成熟科学的筛选学习困难的方法,分为以下三个步骤: (1)在南京市随机选取三所初中,共选取1180名初二学生,对所有学生进行《初中学 习适应性测验》(AAT测验)。以班为单位施测,由学生本人自己填写。试卷收回后,剔除 无效试卷17份,试卷有效率98.6%,根据每个人的得分转换为等级分数,将学习适应等级 在2等或2等以下的学生共178人作为学习困难可疑学生挑选出来。 (2)通过AAT测验选出的178名学习适应性差的可疑学习困难儿童进入第二层次筛选, 由熟悉学生的班主任老师测评,采_I{;|学习困难筛查测验。经过各班班主任的认真评定,量表 总分<65分的可疑学习困难儿童98人。 将上学期期末考试成绩转化为z分数,数学分数中等或中等以上,语文考试分数低于 25%的确定为语文困难,语文分数中等或中等以上,数学考试分数低于25%,确定为数学困 难,语文和数学考试分数均低于25%的确定为语文数学双困难,这样.共筛选出三类学习 困难儿童84人,分别为语文困难26人,数学困难29人.双困难29人。随机选取28名语 文和数学考试分数均在25%以上的初二学生确定为控制组。三所中学初二学生学习困难检

出率7.1%,比广州市筛出率8.3%略低,这可能与他们没有考虑智力的缘故有关。 J

、’.-’‘

(3)瑞文标准智力测验(SPM) 84名学习困难学生和28名控制组学生参加瑞文标准智力测验,将测验原始分数转化为 标准分,将该测验中标准分数低于50%的3名低智商者剔除,这样共选取学习困难被试81 人,三名低智商者都属于学习困难组。这样共选择被试109人,被试基本情况见下表。

39


表I不同能力组被试的基本情况

各能力组的基本情况统计见表1。语文困难、数学困难、双困难和控制组在年龄上不存 在显著差异(F。3.105,=o.13.P>0.05)。不同能力组的语文成绩存在显著差异(F

3.105)

=155.94.P<0.001),数学困难组的语文成绩明显高于语文困难和双困难组,数学困难组的语 文成绩又明显低于控制组;不同能力组的数学分数存在显著差异(F 43Ⅲ5)=198.73,P<0.001), 语文困难组的数学分数显著高于数学困难和双困难组,但语文困难组的数学分数又显著低于 控制组,数学困难组和双困难组在数学分数上不存在显著差异(P>0.05)。控制组的智商显 著高于学习困难组(F【3

105>=21,29,P<0

001),语文困难和数学困难组的智商无显著差异

(P>0.05),语文困难和数学困难组智商又显著高于双困难组。 2.2实验设计 本实验为4x2x3混合实验设计,4为组间变量,三类学习困难和控制组,

2为言语工

作记忆和空间工作记忆两种工作记忆容量任务,3是指每种工作记忆容量各包括三种工作记 忆任务。 2.3实验材料与程序

本研究以Baddeley的工作记忆三结构模型设计作业任务,所有工作记忆任务的设计依 据“在同一作业中既要包括加工成分又要包括存储成分”这一原理进行构建。 所有六项广度任务均通过计算机测试完成,在一个安静的房间中,主试一对一进行测试,

六个!:作记忆容量任务大致需要40分钟,每个任务均有三次练习f以确保被试明自如何操 作,如果三次练>-3结束,被试仍然不清楚如何操作,N"--I继续练习,直到被试明白为止。 2.3.1言语工作记忆容量任务 2.3.1.I计算广度任务 在白色屏幕中央呈现简单算术题(单个正整数的加减法,答案为一位正整数,如5+227, 7.3=?),要求被试按相应的数字键给出答案,同时尽可能记住算术题中的第二个数(加数或

减数)。被试给出答案后即刻呈现下一道算术题,以尽量减少被试对目标数字的复述时间。 所有算术题均通过计算机随机产生。从每道算术题出现到被试按相应数字键回答的最长间隔


时间为4000毫秒,超过此时间则呈现下一道题。 算术题呈现完毕,要求被试通过按相应数 字键将算术题中的第二个数依次回忆出来。要求

(1)相邻两道题的第2个数不能等同;(2)

算术题中的第二个数不能与答案等同。 正式实验开始前,先呈现指导语l,按空格键后呈现两道算术题,让被试练习3次。练 习完毕呈现指导语2,按空格键开始正式实验。正式实验从2道算术题开始,逐渐往上递增。 每个难度水平重复3轮,每一轮中,算术题出现完毕即呈现指导语3,此时预留4000毫秒 的时间.此外被试按完上一个数字到按下一个数字之间也允许有4000毫秒的预留时间,超 过4000毫秒仍不反应则终止此轮测试(但若被试在4000毫秒内给出反应,则按键完毕后即 开始下一轮)。如果被试在某个水平3轮中错了2轮,则终止整个测试。最后记录能正确回 忆的最多的数字个数,标记为“计算广度任务成绩”。 指导语l:屏幕上将分组出现心算题,请您按相应数字键输入正确答案,同时记住算术 题中的第二个数。当一组题做完后,请按相应数字键将该组题中每题的第二个数字按顺序回 忆出来。按空格键开始练习。 指导语2:下面正式开始 指导语3:请按顺序回忆 2.3.1.2运算.词语工作记忆

屏幕上连续呈现一些算式一词语串(算式都是简单两位数加减法)如“4+2=5家园”。 先判断算式的正误,再大声读出并记住后面那个词语。被试读完词语后即刻呈现下一算式一 词语串,以尽量减少被试对词语的复述时间。所有算式一词语串均随机产生。从每个算式一 词语串出现到被试回答的最匠间隔时间为5000毫秒,超过此时间则呈现下一个算式一词语 串。一组算式一词语串呈现完毕,被试要按顺序将词语回忆出来(算式呈现3000ms)。 正式实验开始前,先呈现指导语l,按空格键后呈现两个算式一词语串,让被试练习3 次。正确的按鼠标左键,错误的按鼠标右,练习完毕呈现指导语2,按空格键开始正式实验。

正式实验从两个算式一词语串开始,逐渐往上递增。每个难度水平重复3轮,每一轮中,算 式一词语串出现完毕即呈现指导语3,被试按顺序报告出现过的词语。主试按空格键进入下 一轮测试.如果被试在某个水平3轮中错了2轮,则终止整个测试。最后记录能正确回忆的

:虽多的词语介数,标记为“运算广度任务成绩”。

.?一、.’,j二、_一~.、二

指导语1:屏幕上将分组出现算式一词语串,请您报告算式是否正确,同时记住后面那 个词语。当一组题呈现完后,请按顺序将词语报告出来。按空格键开始练习。 指导语2:下面正式开始 指导语3:请按顺序回忆 2.3.1.3阅读广度任务 白色屏幕上依次随机出现一系列的句子。这些句子从日常生活中筛选,句子长度大致相 当,每个句子尽量做到等值。每次呈现一个句子,每个句子呈现5000毫秒。被试要判断其


正误(正确按鼠标左键,错误按鼠标右键),当一组句子呈现完毕,被试要按先后顺序报告 每个句子最后的词语。 正式实验开始前,先呈现指导语1,按空格键后按顺序先后随机调用2个句子,每个句 子都要判断其正误,随后再以先后顺序输入每个句子最后的词语,如此练习3次。练习完毕 呈现指导语2。按空格键开始正式实验。正式实验从3个句子开始,逐渐往上递增。每个难 度水平重复3轮,每一轮中,词语出现完毕,计算机发出提示音“嘟”,同时呈现指导语3, 主试输完答案后,按空格键进入下一轮测试,如果被试在某个水平3轮中错了2轮,则终止 整个测试。最后记录被试最后一次按正确顺序回忆出来的词语总量,标记为“阅读广度任务 成绩”。 指导语1:屏幕上将分组呈现一些句子。每呈现一个句子.请您}!}I快X准确地报告句子 内容的正误,同时记住每个句子的最后那个词。当~组句子呈现完毕,请您按顺序将每个句 子的最后那个词口头报告出来。按空格键开始练习。 指导语2:下面正式开始 指导语3:请按顺序大声报告句子最后的单词 2.3.2空间工作记忆容量任务 2.3.2.1点矩阵 在白色屏幕上呈现简单的点矩阵加减算式题和某一方格中带黑点的3x3方格盘,要求被 试通过按鼠标左键或右键判断点矩阵加减算式题是否正确,正确按鼠标左键、错误按鼠标右 键。当被试按完键后,矩阵算式题与带黑点的方格盘同时消失,此时呈现下一个矩阵算式题 和带黑点的方格盘。每次从矩阵算式题与方格盘出现到被试按键的最长间隔时间为5000毫 秒(即从矩阵算式题出现到被试按键的最长间隔时间),超过此时间则呈现下一道算式题和 带黑点的方格盘。所有矩阵算式题通过计算机随机产生,黑点每次在方格盘中出现的位置也 是随机的,且所有黑点出现的位置不能有重叠。当一轮的矩阵算式题和带黑点的方格盘呈现

完毕,出现一个不带黑点的3x3方格盘,要求被试用鼠标点击曾经出现过黑点的小方格(不 必按先后顺序),此方格盘的预留时间为4000毫秒,超出4000毫秒仍不反应则终止此轮测 试(但若被试在4000毫秒内给出反应,则按键完毕后即开始下一轮)。如此逐渐往上递增。

当点矩阵加减算式题与方格盘同时呈现时,计算机屏幕上的显示图象为,点矩阵加减算式题 在方格盘上方。大致居中。 正式实验开始前,先呈现指导语1,被试按空格键后呈现两道矩阵算式题和方格盘,让 被试练习3次。练习完毕星现指导语2,须按空格键开始正式实验。正式实验从2道算式题 和方格盘开始,逐渐往上递增。每个难度水平重复3轮,每一轮中,算式题和方格盘出现完 毕即呈现指导语3,此时呈现一个不带黑点的3x3方格盘。如果被试在某个水平3轮中错了 2轮,则终止整个测试。视空间工作记忆成绩为被试能达到的晟高水平。最后记录能正确点 击的最多黑圆点数,标记为“点矩阵任务成绩”。

42


指导语l:屏幕上将分组出现点矩阵加减算式题和一个带黑点的方格盘(如图1),请您 判断算式题是否正确,若正确请按鼠标左键、错误则按鼠标右键,同时请尽可能记住方格盘 中黑点的位置,按键后算式题和带黑点的方格盘同时消失。当一组题做完、带黑点的方格盘 呈现完毕,会出现一个空白的方格盘(如图2),请您用鼠标左键点击曾经出现过黑点的小 方格(可不必按先后顺序)。按空格键开始练习。 指导语2:一F面正式开始 指导语3:请点击出现过黑点的小方格(可不必按先后顺序) 2.3.2.2距离估计 在白色屏幕上同时呈现15个积木。其中一个红色积木为参照积木,随后第一个目标积 木变亮。此时屏幂上出现“请报告两个积木之间的距离”这・指导语,被试要估计两个积木中 心之间的距离(以厘米为单位),并大声报告出来。然后另一个目标积木变亮。被试仍然要 报告两者(参照积木与目标积木)中心之间的距离。之后,被试要用鼠标将所有变亮的目标 积木回忆出来(可以不按照顺序回忆)。 正式实验开始前,先呈现指导语I,被试按空格键后屏幕上呈现15个积木,其中一个 红色积木为参照积木,随后第一个目标积木变亮。此时屏幕上出现“请估计两个积木的距离” 这一指导语,并大声报告。然后另一个目标积木变亮,并呈现1250ms,被试仍然要报告两者 中心之间的距离。这样练习3次。练习完毕呈现指导语2,主试须按空格键开始正式实验。 正式实验的目标积木数量从2个开始.逐渐往上递增。在每个难度水平,积木变亮完毕即呈 现指导语3,此时停留4000毫秒.让被试有充分的时间回忆,被试点击完上・个积木到点 击下一个积木之间允许有4000毫秒间隔时间,超过4000毫秒则终止。每个难度水平重复3 次,如果被试在某个水平3次中错了2次,则终止该实验。每次开始时积木均随机分布。记 录被试最后一次正确点击的积木数,标记为“距离估计任务成绩”。 指导语l:屏幕中央将同时出现15个积木,其中一个红色积木为参照积木,随后第一 个目标积木变亮。此时屏幕上出现“请报告两个积木之间的距离”这一指导语,请大声报告出 您估计的距离。然后另一个目标积木变亮。屏幕上又会出现“请估计两个积木之间的距离” 这一指导语,请您大声报告出来两者之间的距离。之后,请您用鼠标按顺序点击所有变亮的 积木。按空格键开始练习。’。

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+…‘。。-一’…“…。~…:

指导语2:下面正式开始 指导语3:请用鼠标点击所有变亮的积木 2.3.2.3字母旋转 在白色屏幕中央呈现如下图所示的带有大写字母R的方位图,具体呈现方式如下图示: 字母R始终在下图所示的中央,或正写或反写,并按7种不同的方向进行旋转(多种45度, 不包括垂直方向),字母头的朝向有下、左、右、左上、左下、右上、右下这7种可能方位. 如此可构成14种呈现方式。

43


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正式实验开始前,先呈现指导语1,按空格键后随机呈现上述某种方向的大写字母R,让 被试练习5次。练习完毕呈现指导语2,按空格键开始正式实验。正式实验从3个字母系列开 始,逐渐往上递增。每个难度水平重复3轮,每一轮中,每次随机出现14种中的一种方式, 时间4000ms,被试要在4000msFq尽可能快而准确地判断这个字母的正反方向,按鼠标左键 表示字母是正写,按鼠标右键表示字母是反写(若被试在4000毫秒内给出错误结果或不反应, 则终止本轮测试,继续下一轮)。当一组字母呈现完毕,呈现指导语3,此时预留4000毫秒的 时间,被试回忆每个方位的最长时1'日'14000ms,被试要按小键盘上的l、2、3、4、6、7、9键 标示出每个字母的上部朝向方位(小键盘上的l、2、3、4、6、7、9键分别表示:左下、下、 右下、左、右、左上、右上),按完上一个数字键到按下一个数字键之间也允许有4000毫秒 的预留时间,超过4000毫秒仍不反应则终止此轮测试(但若被试在4000毫秒内给出反应.则 按键完毕后即开始下一轮)。如果被试在某个水平3轮中错了2轮,则终止整个测试。最后记 录被试按正确顺序回忆出来的字母总量,标记为“字母旋转任务成绩”。 指导语1:在屏幕上将出现一系NR字母,每~个R字母都有两种可能的方向:正写和反 写,每个R字母都有7种可能的方位:下、左、右、左上、左下、右上、右下,每呈现一个R 字母请你既准确又迅速的确定这个字母是正写的还是反写的,正写按鼠标左建,反写按鼠标 右键,并记住字母上部的朝向方位。当一系列R字母呈现结束后,请按先后顺序报告这~ 系列R字母上部的朝向方位。按空格键开始练习。 指导语2:下面正式开始 指导语3:请按先后顺序报告这一系列R字母上部的朝向方位。

3实验结果与分析 所有工作记忆容量作业的重测信度范围是:O 66一O.88(间隔一个月测试)。


3.1工作记忆容量与学习成绩和智商相关矩阵 表2工作记忆容量与学习成绩和智商的相关矩阵

¨:P<O.叭

六项任务与语文和数学成绩以及智商的相关矩阵见表2。所有任务之间的相关系数均达 到极显著水平(P<O.01),数学分数与计算广度的相关最高,r=O.79,其次是语文分数和阅 读广度的相关达NO.77,运算词语广度与语文成绩的相关为0.64,高于运算词语广度与数学 成绩的相关(0.48)。语文成绩与言语工作记忆容量的相关总体上高于与空间工作记忆容量 的相关,数学成绩与空间工作记忆的相关明显高于语文成绩与空间工作记忆的相关。就言语 工作记忆三项任务来看,计算广度和阅读广度之间的相关虽然达到了显著水平(O.32,P< O.01),但在所有相关矩阵中分数较低,这可能是由于计算广度属于以数字为材料的工作记 忆而阅读广度则属于以言语为材料的工作记忆,二者有不同的存储和加工机制。智商与工作 记忆容量和学习成绩均存在极显著的相关(,<0.01),但智商与言语工作记忆容量之间的相 关高于其与空间工作记忆容量的相关。 3.2各能力组工作记忆容量的方差分析 表3不同能力组工作记忆容量的平均数和标准差

,15


将学习困难类型和性别作为观测变量,以工作记忆容量任务作为控制变量,多元方差分 析发现,学习困难类型主效应极显著,P<0.001,性别主效应不显著,学习困难类型和性别 之间的交互作用不显著。表3统计结果表明,六种工作记忆容量任务的组间差异极其显著 (P<0.001),通过多元方差分析的一般线性模型看,三项言语工作记忆对学习困难类型线性 模型解释的拟合优度R2(Adjusted

squared)分别为:计算广度0.69,运算词语广度O.49,阅

读广度0.63,所有变量对学习困难类型的区分度都比较高。三顼视空间工作记忆对学习困难

类型线性模型解释的拟合优度分别为:距离估计O.44,点矩阵O.48,字母旋转O.52,单独三 项视空间工作记忆对学习困难类型的解释量程度并不很理想,几乎只解释了变量的500/,左 右,还有50%左右的变量无法通过视空间工作记忆解释,而言语工作记忆的解释量明显高 于空间工作记忆的解释量。 由于存在显著的组间差异,可以通过进一步多重比较发现不同能力组之间的差异,从言 语工作记忆容量来看,计算广度任务中,语文困难组显著高于数学困难和双困难组,平均差 分别是1.94和I,96,P<O.001,语文困难组明显低于控制组,平均差为O.77,P<O.001,数 学困难组和双困难组差异不显著P=O.93,但明显低于语文困难组和控制组P<O.001;运算 词语任务中,语文困难组显著低于数学困难组(平均差O.49,P=O.006)和控制组(平均差 1.52,P<0

001),而和双困难组差异不显著,数学困难组明显低于控制组(平均差1.03,

P<O.001),数学困难组显著高于双困难组(平均差O.61,P=O,001),控制组均显著高于三 类学习困难组(P<o.001):对于阅读广度任务,控制组显著高于三类学习困难组(P<0.001), 说明不同类型的学习困难组均存在阅读广度容量的不足.就不同学习困难组而言,他们之间 也存在差异,其中,语文困难组和双困难组差异不显著,但显著低于数学困难组(平均差 I.13,P<0.001),数学困难组又显著高于双困难组。从空间工作记忆容量来看,点矩阵任务 中,语文困难组显著高于数学困难和双困难组,平均差分别是】,26和1.38。P<O.Ol,但语 文困难组又显著低于控制组,平均差为0.54,P<O.05,数学困难组显著低于控制组,平均差 为1.81,P<O.01,而与双困难组差异不显著,控制组显著高于三类学习困难组;在距离估计 任务中,语文困难组显著高于数学困难和控制组,平均差分别为1.40和1.23,尸<0.01。语 文困难组与控制组差异不显著,数学困难组显著低于控制组,平均差1.87,P<O.Ol,但数学 困难组和双困难组差异不显著,双困难组又显著低于控制组平均差1.7I,P<O.01;在字母旋 转任务中,控制组均显著高于三类学习困难组P<O,01,语文困难组显著高于数学困难组和 双困难组,平均差分别为1.06和112,P<O.Ol,数学困难组和双困难组差异不显著。 由于言语工作记忆和空间工作记忆反映了不同的认知加工过程,是否不同类型学习困难 儿童存在的缺陷不同?而且就言语:r作记忆的三项任务来看。也是由不同的材料构成的,计

算广度更多的与数字材料有关,阅读广度更多的与言语材料有关,而运算词语广度既与数字 材料有关也与言语材料有关,由此联想到,

三类言语工作记忆对语文和数学成绩的影响可

能不同,为了验证这种假想,以语文和数学成绩作为观察变量,分别以三类言语工作记忆任


务和空间工作记忆任务作为固定变量进行多元方差分析。 对于言语工作记忆的多元方差分析发现,整体主效应显著P<0.001,线性模型对语文和 数学成绩的拟合优度分别为0.63和O.71。计算广度与数学分数主效应极显著F c3

105,=19.90,

P<0.001,而语文分数与计算广度的主效应不显著F%Ⅲ,=1.22,P>0.05;阅读广度与语文成 绩主效应极显著Fq 105,=】0.16,P<0.001,而阅读广度与数学分数主效应不显著,t 3105, -----0.28,P>0.05;运算词语广度与语文成绩主效应显著F(3 105,=3.87,P<0.05,而与数学 成绩主效应不显著F(3 105,=1.63,P>0.05。三项言语工作记忆对语文和数学成绩的交互作 用均不显著P>0.05。这些结果进一步验证了上述相关矩阵分析的结论。 对于空间工作记忆的多元方差分析发现,模型整体对数学成绩的主效应(JD<0 001)高 ’.-

于对语文成绩的主效应(P<0.05)。模型对数学成绩的解释程度远远高于对语文成绩的解释 程度,线性模型对语文和数学成绩的拟合优度分别为0.22和0.74。距离估计对语文(,c 3105, =1.21,P>0.05)和数学成绩(,【3 los,=0.99,P>0.05)的主效应均不显著:点矩阵对数学成

绩主效应极显著(F‰105)=1.02,P<0.01)。而与语文分数主效应不显著(F。¨05,=0

22,

P>0.05):字母旋转与数学成绩主效应极显著(,‰I。s,=8,36,P<0.001),而与语文成绩主 效应不显著(Fq 105,=1.08,P>0.05)o 由于在选取被试时,被试间的智商存在显著的组间差异(控制组显著高于学习困难组, f’

P<0.00l,语文困难和数学困难组显著高于双困难组,P<0.05,语文困难组和数学困难组差 异不显著),那么,上述统计结果中言语工作记忆和空间工作记忆容量的组间差异是否是由 于智商的差异造成的?换句话说,智商是否作为一种潜变量无形中影响了统计结果,从而对 学习困难组造成不利的影响。为了解决这个问题,可以将智商作为协变量,比较智商作为协 变量进入方差分析前后结果的变化,排除智商的影响,统计结果发现,智商作为协变量后不 同能力组之间的差异仍然达到极显著的水平(尸<0.001),智商作为协变量进入方差分析前后 线性模型的拟合优度分别为:计算广度0.69和o.68,运算词语广度几乎没有变化分别为O.492 和0.493,阅读广度0.62和O.63,距离估计0.44和O.43,点矩阵0.48和0.49,字母旋转仍 然是O.52,从这些数据中可以发现,智商作为协变量进入方差分析前后数据变化很小,几乎 没有影响整体的结果,上述分析结果是可靠的,即不同能力组之间的工作记忆容量差异不是 由智商的差异造成的。

4讨论 实验一从工作记忆的整体角度全面考察了不同能力组儿童工作记忆容量的差异。研究得 出的一个重要结论是:不同类型学习困难儿童均存在工作记忆容量缺陷,不同类型学习困难 儿童的工作记忆容量缺陷出现不同程度的分化。 4.1学习困难儿童的言语工作记忆容量特点 首先,就语文困难组儿童来说,他们在言语工作记忆的三项测试任务中成绩明显低于控

47


制组,尤其是阅读广度成绩在所有能力组中成绩最低,Turner和Engle(1989)研究发现, 阅读广度与阅读理解成绩存在显著的相关,这一方面说明阅读困难儿童存在严重的阅读理解 缺陷,另一方面,他们在计算和数学问题解决方面也存在明显的不足。其次,数学困难儿童 在言语工作记忆的三项任务上的测试成绩显著低于控制组,在计算广度任务上的得分与双困 难组一样低,这说明数学困难儿童不仅存在计算能力上的不足,而且在阅读方面存在缺陷。 双困难组在三项言语工作记忆测试上的得分显著低于控制组,双困难组在计算和阅读两方面 的缺陷是非常明显的。 所有三项言语工作记忆与学习成绩之间均存在非常显著的相关,计算广度与数学成绩相

关最高,阅读广度与语文成绩相关最高,运算词语广度与语文成绩的相关明显高于运算词语 广度与数学成绩的相关,这可能与该任务最后让被试回忆词语有关,该任务更侧重于言语材 料。计算广度和阅读广度之间虽然在所有的相关中分数最低,但也达到了非常显著的水平, 这可能与两者属于不同材料的工作记忆,它们的存储和加工机制不同有关。

该研究支持]"Siegel和Ryan(1989)提出的学习困难儿童存在一般工作记忆容量的缺陷, 这种差异不依赖于任务测量的类型,也就是说,工作记忆容量是跨领域的。但他们是否受加 工效率的影响,目前尚不清楚。该研究结论有清楚的迹象表明,能力组差异出现在与特殊领 域相关的言语工作记忆领域,这一发现与Swanson等(1997)发现的“阅读困难同时存在一般 和特殊工作记忆缺陷”是一致的。该研究结论发现,不同类型的学习困难儿童在计算和阅读 工作记忆上均存在不同程度的缺陷。没有支持Just和Carpenter(1992)工作记忆的特异加工 说。 该研究与国内学者程灶火、龚耀先(1998)对学习困难儿童记忆的比较研究中发现的“不 同类型的学习困难(语文困难、数学困难以及同时存在语文和数学困难的混合困难)儿童的

工作记忆的数字广度、词语广度和符号广度等成绩均明显低于学业正常组”的结论是一致的, 但和他们“三种类型学习困难组之间无显著差异,语文困难组和混合组的词语工作记忆的成 绩明显低于控制组,而数学困难组的词语工作记忆与正常组无明显差异;混合困难组的数字 工作记忆成绩不如语文困难组”的结论不一致。

4.2学习困难儿童空间工作记忆容量的特点 本研究最重要的发现就是:不同学习困难儿童的视空间工作记忆容量出觋了分化,与语 文困难相比,视空间工作记忆与数学困难存在更为密切的关系,也就是说,数学困难存在特 定的视空间工作记忆缺陷。这种特定缺陷从以下三个方面清楚的反映出来:首先,从总体上 看,三项视空问工作记忆任务与语文和数学成绩存在显著的相关,这说明视空间工作记忆确 实影响学生的学习成绩,然而,视空间工作记忆与数学成绩的相关远远高于与语文成绩的相 关;其次,通过不同能力组视空间工作记忆任务成绩的比较,数学困难组和双困难组在三项 视空间工作记忆任务上的成绩均不存在显著差异,语文困难组和控制组的视空间工作记忆成 绩显著高于数学困难和双困难组;再次,从视空间工作记忆线性模型对语文和数学成绩的拟


合优度来看,模型对数学成绩的拟合优度远远高于对语文成绩的拟合优度。因此,有充分的 理由说明,视空间工作记忆对数学成绩有重要影响。 在强调视空间工作记忆对数学困难儿童有重要影响的同时,也不能忽视视空间工作记忆 对语文困难的影响,因为,从该研究中发现,语文困难组除距离估计任务和控制组差异不显 著外,在另外两项视空间工作记忆任务上,语文困难组显著低于控制组,尽管语文困难组的 视空间工作记忆成绩明显高于数学困难组,但语文困难儿童的视空间工作记忆与控制组相比 也存在明显的不足。 该研究从一个侧面支持了Geary(1993)的研究结论,即空间工作记忆与特定的数学学 习困难有关,空间工作记忆特征可以分离数学学习困难类型。空间工作记忆测量具有更大的 动态性和灵敏性,这种动态测量有助于阐明特定的空间缺陷对特定类型数学学习困难的贡 献。该结论和Swanson和Sachse.Lee(2001)的数学学习困难存在明显的视空间工作记忆 缺陷的观点是一致的。数学学习困难儿童的视空间工作记忆存在缺陷,这在各研究者之间已 达成了共识。其实,这似乎并不难理解,因为许多数学任务是以视空形式来表征的。另外, 该研究没有支持Swanson(1995)阅读困难儿童视空间工作记忆与控制组不存在差异的结论。 需要指出的是,Swanson(2000)和Comoldi等(1999)在对阅读困难儿童的视空间工作 记忆进行研究时发现,当采用不同的测验材料时,甚至是同一研究者也可能得出不同的结论, 这似乎表明.阅读困难儿童在视空间工作记忆任务中的表现存在任务特殊性的特点,即不存 在跨任务表现的一致性。这种不一致性究竟是表明某些任务不够敏感,还是说明某些测验任 务的内在效度不高,这是一个值得关注的问题。同时.也支持了国内学者张明、,隋洁(2003) 对分散注意条件下学优生与学困生视空间工作记忆比较研究的结论,即视空间工作记忆有缺 陷是各类学困生普遍存在的问题。 该结论与本研究的预测(1)和(3)是一致的,即学习困难儿童的工作记忆容量与控制 组存在差异,学习困难儿童的工作记忆容量不如控制组儿童;工作记忆容量与语文成绩和数 学成绩以及智商相关显著:但与“不同学习困难类型的工作记忆容量差异会出现分化,语文 困难可能与阅读广度容量不足有关,数学困难可能更多的与数字工作记忆容量不足有关。双 困难学生可能存在整体的工作记忆容量缺陷”的预测不同,即不同学习困难组虽然在不同的

任务上差异程度不尉,伍都存在整体的一t作记忆容量的缺结,语文困难组不但阅读广‘度成绩 低,而且在计算广度和运算词语广度上也存在不足,数学困难儿童组不仅计算广度成绩差, 而且在阅读广度和运算词语广度上也存在缺陷,也就是说,学习困难儿童的工作记忆容量存 在整体缺陷,这从另一方面说,阅读困难可能同时有不同程度的计算问题,数学困难儿童同 时存在阅读方面的不足。从上述线性模型的拟合优度来看,部分数据的拟合优度并不理想, 从另一个角度说明了学习困难类型除受到言语工作记忆的影响外,还受到其它因素的影响。 由于本研究没有设置听觉工作记忆广度任务,是否不同学习困难组儿童的听觉容量存在 差异尚不清楚。同时,上述实验没有深入研究造成学习困难儿童工作记忆容量欠缺的原因,


它到底是由加工效率造成,还是由存储能力造成,或是二者同时起作用。这些问题将随着下 面研究的不断深入,会被逐渐被揭示清楚。

5结论 与控制组相比,不同类型学习困难儿童均存在普遍的工作记忆容量缺陷,他们在不同的 工作记忆容量上出现了不同程度的分化,从整体上看,言语工作记忆容量对学习困难儿童的 影响大于空间工作记忆容量的影响。语文困难更多的与阅读广度缺陷有关,数学困难儿童则 与计算广度关系密切,同时,数学困难存在特定的视空间工作记忆缺陷,而双困难儿童在所 有的工作记忆容量方面表现不足,属于整体的工作记忆缺陷。

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第四章学习困难儿童的中央执行功能研究 1引言 由第三章实验l可以清楚的看出,学习困难儿童在言语工作记忆和空间工作记忆容量两 方面存在不同程度的缺陷.中央执行功能对言语:r:作记忆和空间工作记忆起协调作用,那么。

学习困难JL童工作记忆容量不足是否是由于中央执行功能的缺陷造成的?实验将避一步探 讨学习困难儿童的中央执行功能的特点。 中央执行器监控T作记忆的加iI:过程,它具有多种认知功能.包括:协调两个附属系统: 控制编码和提取策略:在利用储存的与词语和I视空系统有关的材科时转换注意力;从长时记

忆中提取知识等。尽管对于中央执行器是否是~个单一系统(它被定义为单一的、或由多种 特定部分的执行组成)还存在争论.但对于中央执行器的能力有限从而影响操作效率(例如 分配注意、执行操作)方面的意见是一致的。中央执行器通过对注意的控制而影响学习成绩. 注意控制是一种在面对干扰和分心时维持注意力和储存有关信息的能力。许多研究发现学习 困难凡童钧中央执行功能存在缺陷。主要表现在:执行需要分配注意鸽复杂任务酎成绩差:

对注意的监控能力差,例如抑制无关信息的能力较著:在记忆超负荷并同时执行对信息的储 存和加:f:时影响词语和视空一:作记忆的成绩。 要求被试成功地协调初级和玖级任务的活动反映了中央执行器的功能。当加J:要求最小 时。完成初级和次级任务的成绩都最佳。然而.对多种任务施加高要求时。加j:的协调(例. 修改乖l重新选择优先考虑的加1,行为)活动必须由中央执行器来完成。这些协调包括加工的 优先考虑、对某种特征的选择性注意和某种信息的抑制。当心理资源受限时.任务的成绩会 火幅度下降。这是由于欧时记忆中储存的信息不足(通常是指数据限制、缺少先前的知识)、 注意能力(认知空间大小或可分配蜘任务上的控制性注意)不足造成的。一般情况下,随着 需要加工信息的增加,对心理资源需求的个别差异会越来越大。从实验报告中得出的结论是: 工作记忆(中央执行功能是其中一部分)的个别差异是直接与智力正常的个体的学业成绩(如 阅读理解和数学问题解决等)有关。Swanson(】984)r在早期研究中认为,与学业正常的同

龄人相比,学习困难者对注意资源的心理分配能力容易受到限制。他的实验任务是。学习困 难和学业正常者要解决变形字这个初级任务。变形宇包括甄种认知努力的程度。在较容易的

条件下,变形字只是第一个和第二二个字母顺序颠倒(例.play lpay),在较难的条件下,所 有字母都是重新排列的(例,train mita)。对变形字的正确解决也包括将其根据语义(例. 反映食物、交通的词等)和词的语音特征(例.押韵词cat rat等)和词的表面特征(无语义

相关的)进行分类。在变形字解决后(初级任务),要求被试回忆所有与变形字的解答有关 的词(次级任务)。结果发现存在明显的组x努力水平的交互作用.无论词的组织特征是什么 (例,语义、非语义、语音),在较难的条件下,熟练阅读者比阅读困难者的词的回忆成绩

要好,而且。在较易的条件下,阅读困难者有比熟练的阅读者回忆更多词的趋势.尽管这种


趋势没有达到统计上的显著性。这些结果表明,无论词的类型是哪种,在较难的初级任务中, 熟练阅读者的次级任务成绩好于阅读困难者。然而,阅读困难者与熟练阅读者在较容易条件 下的成绩却没有明显差异。总之。这些结果表明,阅读困难者在较难的任务上存在分配注意 资源的困难。

Swanson进一步研究发现,学习困难儿童在如何使用策略应对注意资源分配的有限性方 面存在困雉,对资源的监控可以用三种方式测量:(1)考察中-tb任务成绩与次级任务成绩之 间相关的方向.若为负相关,则可推论被试采取的是分散资源的策略.正相关则推断被试采 用的是共享资源的’策略;(2)在某些需要抑制无关信息的条件下,考察被试对无关信息的抑 制能力,如,给被试两张学习词袭,要求其先回忆其中的一张词表,再回忆另一张词表,这

就要求被试在两个词表之间进行注意的往返控制,以免第二张词表的单词误闯入第一张词表 中;(3)考察被试对中心任务和次级任务某些特征的选择性注意。通过测量初始任务与次级 任务回忆成绩的差异,可以判断被试的选择性注意能力。若二者的差异接近为零,则推断被 试把注意同时分配给初始任务和次级任务了,若二二者的差异大于零则反映了被试对特定任务 特征的聚焦。目前,研究者们已在以上3个方面积累了火靛的实验证据,表明阅读困难和数 学困难儿童均存在注意资源监控缺陷,即存在执行性功能缺陷。而且,学习困难的程度越深,

工作记忆(包括捌行性功能)的受损程度就越大。 Swanson通过比较学习慢者、学习困难者、学业正常者以及超常儿童在回忆句子中词的 成绩,研究在执行注意分配任务时是否学习困难儿童比一般儿童有更大的平衡或更弱的抑 制。实验材料是给被试口头呈现20个简单句和20个复杂句。一类句子由简单旬(如,The woman wore

pretty__)组成,儿童通过在dress和tbod中选择一个词来完成句子。复杂

句由一个简单句和一个短语(例,The 有难易两种水平,例如,简单句The

woman wore went to

pretty

dance) .子at 句the 成完 。成组

school,答案的选择有较易的(children或

house)和较难(friends或children)两种。这样,给儿童两个单词以供选择,要求他们回忆 第一次选择过的单词。然后过一段时间,再要求他们回忆没有选择的单词。回忆选择过的单 词是初级任务.回忆没有选择过的单词是次级任务。除了得到所预期的结果即学习困难儿童 的初级任务的回忆成绩比一般和超常儿童羞,实验还得出了三个结论:首先,与前面的研究 相似,在较易的情境中.不同组的次级任务回忆成绩没有差别。然而.在较难的情境中,学 业正常儿童的次级任务回忆成绩比学习困难者要好;其次.对插入词(在初级和次级任务中 错误回忆的非目标词的比例)的回忆量,学习困难组比学业正常组明显大。因此,对非目标

词的抑制,学习困难儿童比正常者存在更大的困难;最后,不周组对资源的优先分配(初级 和次级任务的相关的正或负)方面出现明显的差异。学习困难者在初级和次级任务间出现平 衡(低的正相关或负相关),而正常儿童则共享资源(正相关)。以上这些结果表明,阅读困

难者与正常儿童在如何处理注意要求时有明显的差异。 然而.这些实验大部分是以阅读困难为研究对象,而且所使用的材料以言语材料加工为

52


主,是否其它类删学习凼难儿童也存在同样的中央执行功能缺陷还不清楚,因此,本实验在 前人实验的基础上,对不同类型:学习困难儿童中央执行功能进行比较。本实验预洲:(1)学

习凼难儿童的中央执行功能任务上的成绩与控制组存在差异:f2)不同类型学习困难儿童中 央执行功能缺陷的程度可能不同,即不同学习困难类型儿童的中央执行功能的成绩存在差 异。

2研究方法 2.1被试的选取 被试的选取同第三章实验一。 2.2实验设计 本实验采J{{4x3混合实验设计,其中4是组间变量,为三类学习困难组和控制组,3为 组内变螭,三种中央执行功能任务。 2.3实验材料与程序

本实验包括三种实验材料,其中,数字划消和字母与数字连线任务为纸笔测试,汉诺塔 任务为计算机测试,所有测试均一对一进行,先进行纸笔测试,记录反应时和正确率。汉诺 塔测试计算机自动采集正确率和反应时数据,时间记录的精确度为111000秒。 2.3.1数字划消 在吊现的一系列随机数字中,每行的第一个数都是黑体数字.要求在黑体数字后的一列 数字中找山与第一个黑体数字相同的数,并州斜线划山来。例如,在’F面的例子中,第一行 的第一个黑体数字是2,那么就划去后面随机数字中所有的2:第二行的第一个黑体数字是 5,月Ⅸ么就划去后面随机数字中所有的5。

正式实验前,有两次练习,在主试讲解的基础上.被试充分理解测试婴求.并且练习正 确,才开始正式实验,主试与被试一对一进行。在正式测验时,要求被试按顺序一行一行 做,不要跳过任何一行,要尽可能既准确又快地判断目标数字,并J{3斜线划山米。记录被试 完成该任务的时间和正确率,作为被试在该项目上的成绩。 2.3.2数字与字母连线 这是一个数字与字母列廊的迎线测验.以F有22个圆圈,其中11个圆圈内有1至11 的数字,另外11个圆罔内有大写英文字母A至K。要求被试既快又准确地按照l—.A、2一 B、3--C……的对应方式.将数字与字母_I_}J线条连接起来。如果连错了需要修改,就在画错 的线条上划一个小“×’’。


正式实验前,给被试下面的例子作为练习

正式实验前,在主试讲解的基础上,被试充分理解测试要求,先做一个练习,并且练习 正确,才开始正式实验.主试与被试一对一进行。在正式测验时,要求被试尽可能既准确

又快地判断并连线,不要跳过任何一个字母和瞰字,也不要在某些题目上思考太长时间,要 尽快往下做。记录被试全部完成连线任务的时间和正确率,作为被试在该项目上的成绩。 2.3.3汉诺塔 在一块板上并排有Pl、P2、P3三根相同的杠子,其中P1为起始柱,P3为II标桂。在 Pl上有自上而下逐渐增大的不同数量的圆盘,构成塔状。要求将起始柱上的圆盘移动到目 标柱上,并仍保持原来放置的人小顺序。移动时每次只能移动一个圆盘t且人盘不能放到小 盘上,在移动时可利用P2柱作为辅助。记录被试移动每个圆盘的过程及其所需时间,所需 时间为从上一个嘲盘放置完毕到这个圆盘放置完毕的时间段,以毫秒级记录(如3356毫秒)。 禁止任何不符合要求的移动。 正式实验开始前,先呈现指导语1,被试按空格键后在白色屏幕上出现哈诺塔图,让被 试练习Pl柱.t-2个圆盘的移动两次。练习完毕撼现指导语2,主试须按空格键开始止式实 验。正式实验从3个圆盘开始,被试移动完毕后璺现指导语3,主试须按空格键开始新的实 验,此时圆盘数量增加到4个而终It。每到一个新的难度水平,起始枉和目标柱的位置左右 替换。最后记录完成圆盘移动的步数和时间,作为汉诺塔成绩。 指导语1.屏幕上将出现A、B、C三根柱子,在A柱上有自上而下逐渐增大的不同数 量的圆盘,要求将A柱I-I}臼lfll盘移动到C柱上,并仍保持原来放置的大小顺序。请用鼠标 左键点击圆盘移动到相应位置。注意每次只能移动一个圆盘,且大盘不能放到小盘上,在移 动时可利用B柱作为辅助。您在移动过程中尽可能考虑如何更有效地使A柱上的圆盘移动 到c柱上,而不是凭感觉移动。按空格键开始练习 指导语2:下面正式开始


指导语3:r面再增加一个劂盘,请进行新一轮的移动

3实验结果与分析 统计发现t所有被试的数字划消正确率在980/oV)上,不同能力纽的区分度不明显,网 此,在F面的分析中剔除数字划消正确率,划消任务只分折反应时一个指标。由于所有被试

均完成了三个盘与四个盘的任务,因此,将三个盘与四个盘的步数和完成时间成绩分别综合 起来作为汉诺塔任务两个变蜮的总成绩。纸笔测试中的数字划消和孚母与数字连线任务的复 本信度分别为O.76和o.82(相隔一个月测试),汉诺塔重测信度为0.73(相隔一个月测试), 这与Willis的一项研究红间隔25分钟后对儿童解决汉诺塔问题进行重测,其重测信度为 o.74.’Il:常接近,本实验的信应较黼.可以作为比较骂!恕的实验任务。诒:以h方籍分析中, 智商均作为防变懈.以排除不同能力组智商斧异的影响。 3.1相关分析 表4中央执行功能与学习成绩和智商的相关矩阵

+:P<O.05,”:P<O.0I

由表4可知,中央执行功能各任务之间以及中央执行功能各任务与学习成绩和智商的相 关均显著P<O.05,除数字划消反应时与汉诺塔总步数以及汉诺塔反应时与语文成绩的相关水 平为P<O.05,其它各项之间的相关均达到极显著的水平P<O.cl。数字划消反应时和字母与数 字连线反应时之间的相关最高O,68,其次是汉诺塔总步数与汉诺塔总反应时的相关0.67。总 体上看,语文成绩虽然与中央执行功能各项任务相关显著,但都低于数学成绩与中央执行功 能各任务的相关。中央执行功能各任务与智商的相关都极其显著,P<O.01。


3.2以反应时为指标的分析

表5不同能力纽中央执行功能任务的平均数和标准差

…:JP<O.001

由上表可知,三项中央执行功能任务的反应时均存在极显著的组问差异P<O.OOI。进一 步多重比较发现,数字划消任务中控制组均显著高于学习困难组,不同类型学习困难组与控 制组的差异程度不同,双困难组与控制组之间的差异最大,平均差为11.68,P<O.001.其次 是数学困难组与控制组的平均差为6.03,P<O.01.语文困难组相对于其它困难组与控制组差 异最小,平均若为3.76,P<O.05.就不同困难组米看,语文困难组与数学困难组差异不显著, 平均差为2.26,P>O.05.语文困难纽显蕲高于双困难组,平均著7.92.P<O.001,数学困难 组又显著高于双困难组,平均差为5.66,P<O.01:从字母与数字连线任务的反应时来看,控 制组显著高于三类学习困难组,不同困难组与控制组的差异程度不同,职困难与控制组的平 均差最火为41.16。P<O.001。数学困难组与控制组的平均差为27.98,P<O 001,语文困难组

与控制组的平均差为18.58,,<0.OI.语文匪摊希I数学困难组的差异在显著性的边缘,平均 差为9.40.P=O.07,数学困难组显著高于双困难组,平均差为13.18,P<O.05:从汉诺塔总 反应时来看,控制组显著高于数学困难和双困难组,P<O.001,与语文困难组差异不显著 P>O.05.语文困难组显著高于数学困难和双困难组,P<0.01.数学困难与双困难差异不显 著,P>O.05。 3.3以正确率为指标的分析 表6不同能力组中央执行功能的平均分和标准差

由表6可知。不同能力组在字母与数字连线的正确率和汉诺塔总步数两项任务中存在极 显著的差异(尸<0.001).进一步多重比较发现:字母与数字连线的正确率任务中,控制纽显


著高于学习困难组,双困难l!冗与控制组差异晟人,平均筹28.12,P<O.001,数学困难组与控 制组的平均若为12.78,P<O.0l,语文困难组与控制组的差异最小,平均差为9.59,P<O.05.

语文困难组与数学困难组差异不显著,_p>O.05.双困难组显著低于语文困难和数学困难组, P<O.001;从完成汉诺塔总步数来看,控制组显著低于学习困难组,与语文困难和数学困难 组的平均差分别为11.59和12.65。P<O.01,与双困难组的平均著为21.83,P<O.001,语文困 难组显著低于)I)c困难组,平均差为10.23,P<O.Ol,语文困难组与数学困难组差异不显著 P>O.05,数学困难组显著低于双困难组,平均差为9.18,P<O.05。由以上结果可知,尽管学 习困难儿童存在惜遍的中央执行功能缺陷,但不同学习困难类型的儿童中央执行功能的缺陷 程度是不同的。 3.4双困难儿童的工作记忆特点 通过上述两个实验,全面考察了学习斟难儿童的:I:作记忆特点,从总体上看,学习困难 儿童在:I:作记忆的二个系统上均存在缺陷。但是,…作记忆的三个子系统对不同能力组的影 响程度如何?不同学习困难儿童是一般领域缺陷或是特殊领域缺陷?目前尚不清楚,为了解 决这些问题t首先进行协方筹分析。以学习困难类型作为白变最,以学习成绩作为因变跫, 通过协方芳分析可以得到当言语:I:作记忆、视空间:l:作记忆和中央执行功能分别作为协变量 进入方差分析前后学习困难组和控制组之间的差异程度和作用效应(q2),然后通过对n2的 分析来衡壤这三个协变量分别对学习困难组和控制组之间的影响程度。 以学习成绩总分为因变量,以学习困难类型为自变量进行协方差分析,它可以较好地解 释双困难组的工作记忆缺陷,因为,被试的分组是按照语文和数学成绩高低来划分的,双困 难组的语文和数学成绩都低丁总体的25%,而语文困难组主要表现在语文成绩低于总体的 25%,数学成绩中等水平.数学凼难组的数学成绩低丁总体的25%,语文成绩中等水平,因 此.要了解语文困难和数学凼难组的’I:作记忆缺陷应该分别以语文成绩和数学成绩为因变 蛤,分别进行协方筹分析.来衡量这二个协变封分别对不同学习凼难组和控制组之间的影响 程度。 当不考虑协变龋的影响时,学习斟难组和控制组之间的差异显著(一3.m)=192.70, P<O.OOl,T12=0

846):将言语下作记忆任务指标(计算,“度、运算词语广度和阅读厂’度)作

为协变龄进入方差分析,结果发现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(F(3,102)=36.21. P<O.001,q。=0.5j6):将视空间:I:作记忆任务指标(距离估计、点矩阵和字母旋转)作为协 变量进入方著分析,结果发现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(最3.m)=79.18, P<O.001,=0.700):将中央执行功能任务指标(数字划消、数字与字母连线和汉诺塔)作 为协变最进入方差分析,结果发现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(,.f3:00)=75.30, P<O.001,r12=O.693):将言语:『:作记忆和视空间iI:作记忆任务同时作为协变鼍进入方差分析, 结果发现,学习困难组与控制组之间的筹异仍然显著(厅3

792P<0 474 .q2 =O. 9 =).00l, 99. : ) .,

将言语jI:作记忆平¨中央执行功能任务同时作为协变蜮进入方著分析,结果发现,学习困难组


与控制组之间的差异仍然显著(一3.97)_21.86,P<0.00l,q2=O.403);将中央执行功能和视空 间工作记忆任务同时作为协变量进入方差分析,结果发现,学习困难组与控制组之间的差异

仍然显著(如

.,

.00l,q2=0.

);将言语工作记忆和视空间工作记忆以及中央

执行功能任务同,97)时=3作9为39协P变<O量进入方差分5析49.结果发现,学习困难组与控制组之间的差异仍

然显著(只,.94)-16.55,P<0.ool,干=o.346)。 以上结果表明.工作记忆的三个子系统或它们之间的结合都不能完全解释学习困难组与 控制组之间学习成绩的著异,但它们的作用效应量是不一样的,对:I:作记忆的二个子系统或 它们之间的结合分别作为协变量进入方差分析前后学习困难组与控制组之间的作州效应大 小n2进行分析可以发现,言语:l:作记忆可以解释39%【(0.846--0.516)/0.846x100%=39%】 的组间差异,视空间工作记忆可以解释17%【(O.846—0.700)10.846x100%=17%】的组间差 异.中央执行功能可以解释18%【(O.846—0.693)/0.846x100%=18%1的组间差异,言语工 作记忆和视空间工作记忆结合可以解释44%【(0.846一O.474)/0.846x100%=44%]的组间差

异,言语工作记忆和中央执行功能结合可以解释52%[(O.846—0.474)/0.846x100%=52嘲 的组间差异.视空间工作记忆和中央执行功能结合可以解释34%[(0.846—0.559) 10.846x100%=34%]的组问差异,将言语工作记忆和视空间:I:作记忆以及中央执行功能任务 同时作为协变量可以解释59%[(O.846—0.346)10.846x100%=59%]的组间差异。虽然它们 单独都不能完全解释不同能力组学习成绩之间的差异,但是,由于言语21:作记忆能解释不同 能力组差异的39%,而视空间.I:作记忆和中央执行功能分别只能解释不同能力组差异的17% 和18%.在:r作记忆的三个系统中言语I:作记忆对学习成绩的影响程度超过了其它两个子系 统之和.也就是说,言语:【作记忆是彤响学习成绩的主要因素。 为了验证上述结果,进一步考察双困难组.1:作记忆缺陷受哪些因素的影响,可采用层次 回归方法进行分析,这里被解释变量为学习成绩总分,解释变量为所有:[作记忆任务。解释 变量筛选策略先采用强制进入策略(Enter),并做多重共线性检测,结果发现,调摧的判定 系数R2为O.79,因此,拟合优度较高,被解释变量可以被模型解释的部分较多,未能被解 释的部分较少。,检验统计量的观测值为34.37,P<O.001.因此,各回归系数不同时为0, 被解释变盈与解释变量全体的线性关系显著,可建立线性模型。进一步考察各个变量的显著 性水平发现.部分变量的回归系数显著性的t检验的概率P>0.05,它们与被解释变量的线性 关系是不显著的,不应该保留在方程中,由于该模型中保留了一些不麻保留的变簧,冈此, 目前该模型是不可刚的,应重新建模。采H;J向后筛选策略让SPSS白动完成解释变量的筛选, 共经过5步完成同归方程的建立,最终模型为第5个模型,从方程建立的过程看,依次剔除 的变量是点矩阵、数字划消反应时、汉诺塔总步数,所有这些剔除变量的偏F检验的概率P 值均大于0.05,它们对被解释变量的线性解释没有显著贡献,不应该保留在方程中。最终保 留在方程中的变量是计算广度、阅读广‘度、字母旋转、距离估计、运算词语J1‘度、字母与数 字连线正确率、字母与数字连线反应时、汉诺塔总反应时间.其中,阅读广皮和计算J“度对


学习成绩总分的解释嫩最火。由此可以看出.对学习成绩总分解释有贡献的变罱是言语:【:作 记忆、视空间:f:作记忆和中央执行功能.这进一步验证了上述协方筹的分析结果。因此,双 困难儿童既存在一般的:I:作记忆缺Iif;。 3.5语文困难儿童的工作记忆特点 以学习困难类型作为自变量.以语文成绩为因变量.进行单因变量方差分析.当不考虑

协变量的影响时。学习困难组和控制组之间的差异显著(^3.105)=155.94,P<01001.n2=o.817); 将言语jI:作记忆任务指标(计算J’度、运算词语广度和阅读广度)作为协变量进入方蒜分析, 结果发现.学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(^3.102)=42.20,P<0.001,q2=0.554): 将视空间工作记忆任务指标(距离估计、点矩阵和字母旋转)作为协变最进入方差分析,结 果发现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(Fo.102产126.01,P<0.0们,q2=O.788);

将中央执行功能任务指标(数字划消、数字与字母连线和汉诺塔)作为协变蛰进入方差分析, 结果发现t学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(凡.I∞)=82.43,P<0.001,n2=0.712): 将言语。l:作记忆和视空间:l:作记忆任务同时作为协变擐进入方差分析,结果发现,学习困难 组与控制组之间的著异仍然显j并(一3.99)=40

89,P<0.00I,

2=0.553):将言语.i:作记忆和中

央执行功能任务同时作为协变增进入方差分析,结果发现,学习凼难组与控制组之间的差异 仍然显著(^3.97)=27.4l,P<0.001,n2=O.459);将中央执行功能和视空间工作记忆任务同时 作为协变埴进入方差分析,结果发现,学习凼难组与控制组之间的差异仍然显著(厅3.99)=89.59,

P<0.001,n≮O.731):将言语工作记忆和视空间:I:作记忆以及中央执行功能任务同时作为协 变量进入方差分析,结果发现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(凡㈨=29.24。 P<0.001,n2=O.477)。

以上结果表明.一I:作记忆的三个子系统或它们之间的结合都不能完全解释学习困难组与 控制组之间语文成绩的著异,但它们的作_I_}J效应茸是不一样的,对:I:作记忆的三个子系统或 它们之间的结合分别作为协变量进入方差分析前后学习困难组与控制组之间的作用效应大 小q2进行分析可以发现,言语11作记忆可以解释32%[(0.81 7-0.554)IO.817x100%=32%】 的组间著异,视空间一F作记忆可以解释3.5%[(0.817—0.788)/0.817x100%=3.5%】的组问差 异。中央执行功能可以解释13%f(O.817-0.712)10.817×100%--13%1的组间藉异.育谱:Ij

作记忆和视空间:i:作记忆结合可以解释32%【(O.817—0.553)10.引7×100%=32州的纽间差 异,言语.1:作记忆和中央执行功能结合可以解释44%[(0.817一O.459)/0.817×100%=44%】 的组间著异,视空间工作记忆和中央执行功能结合可以解鼎;14%【(0.817—0.731) /0

817×100%=14%1的组间差异,将言语工作记忆和视空间工作记忆以及中央执行功能任务

同时作为协变母可以解释44%【(0.817-0.477)/0.817x100%=44%]的组间差异。 该结果有一个重要发现,那就是视空间:[作记忆对语文成绩的解释程度最小(3.5%), 同时,言语:【作记忆单独作为协变量和言语:[作记忆与视空间:C作记忆同时作为协变量时, 对学习团雉和控制组差异的解释程度都是32%.中央执行功能可以单独解释13%,而中央

59


执行功能与视空间工作记忆二者的共同解释量为14%,因此,有充分的理由相信,视空间工 作记忆对语文成绩的影响很小,换句话说,语文困难组工作记忆缺陷与视空问工作记忆无关, 语文困难工作记忆缺陷主要是言语工作记忆和中央执行功能以及它们二者的结合造成的。 为了验证上述结果,进一步考察语文困难组工作记忆缺陷受哪些因素的影响,可采用层 次回归方法进行分析,这里,被解释变量为语文成绩,解释变量为所有工作记忆任务。解释 变量筛选策略先采用强制进入策略(Enter),并做多重共线性检测,结果发现,调整的判定 系数R2为0.78,因此,拟合优度较高,被解释变量可以被模型解释的部分较多,未能被解 释的部分较少。F检验统计芷的观测值为20.84,P<O.001,因此,各回归系数不同时为0, 被解释变量与解释变量全体的线性关系显著,可建立线性模型。进一步考察各个变量的显著 性水平发现.部分变量的回归系数显著性的t检验的概率P>O 05,它们与被解释变量的线性 关系是不显著的,不应该保留在方程中,由于该模型中保留了一些不应保留的变量,因此, 目前该模型是不可用的,应重新建模。采用向后筛选筇略让SPSS自动完成船释变量的筛选, 共经过8步完成回归方程的建立,最终模型为第8个模型,从方程建立的过程看,依次剔除 的变量是字母旋转、距离估计、计算广度、点矩阵、数字划消反应时和汉诺塔总步数,所有 这些剔除变避的偏F捡验的概率尸值均大于O.05,它们对被解释变量的线性解释没有显著 贡献,不应该保留在方程中。最终保留在方程中的变量是阅读广度、运算词语广度、字母与 数字连线正确率、字母与数字连线反应时和汉诺塔反应总时间。阅读广度对语文成绩的解释 量最大。由此可以看出,对语文成绩解释有贡献的变量是言语工作记忆和中央执行功能,而 视空间工作记忆任务全部被剔除,它们不能解释不同能力组语文成绩之问的差异,这迸一步 验证了上述协方差的分析结果。 3.6数学困难儿童的工作记忆特点 以学习困难类型作为自变量,以数学成绩为因变量,进行单因变量方差分析,当不考虑

协变量的影响时,学习困难组和控制组之间的差异显著(曩3.105)=i98.73,P<O.001,q≮0.850): 将言语工作记忆任务指标(计算广度、运算词语广度和阅读广度)作为协变量进入方差分析, 结果发现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(/7'(3.102)=46.85,P<0.00l,q2=0.579); 将视空间工作记忆任务指标(距离估计、点矩阵和字母旋转)作为协变量进入方差分析,结

果发现,学>-j困难组与控制组之间的差异仍然显著(凡.102)-50.87,P<O.00l,112=O.599);将 中央执行功能任务指标(数字划消、数字与字母连线和汉诺塔)作为协变量进入方差分析, 结果发现.学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(只3。Ioo)=100.65,P<0.001,r12=0.751): 将言语工作记忆和视空间工作记忆任务同时作为协变量进入方差分析,结果发现,学习困难 组与控制组之间的差异仍然显著(F(3.99)--26.97,P<O.ool,”2=0.450);将言语工作记忆和中 央执行功能任务同时作为协变量进入方差分析,结果发现,学习困难组与控制组之间的差异

仍然显著(n-97尸37.23,P<0.001.112=0.535);将中央执行功能和视空间工作记忆任务同时 作为协变量进入方差分析,结果发现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(F{3

60

22


P<O.00l,”kO.528):将言语工作记忆和视空间:[作记忆以及中央执行功能任务同时作为协 变量进入方差分析,结果发现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(凡,941=21.33, P<O.001,n2=0.405)。

以上结果表明,工作记忆的三个子系统或它们之间的结合都不能完全解释学习困难组与 控制组之间数学成绩的差异.但它们的作用效应量是不一样的,对工作记忆的三个子系统成 它们之间的结合分别作为协变量进入方差分析前后学习困难组与控制组之间的作用效应大

小巾进行分析可以发现,言语工作记忆可以解释32%【(o.850--0.579)/0.850x100%=32%1 的组间差异,视空间工作记忆可以解释28%[(O,850--0.599)/0.850x100%=28%]的组间差

异,中央执行功能可以解释12%【(0.850--0.751)/0.850x100%=12%1的组间差异,言语工 作记忆和视空间工作记忆结合可以解释47%[(O.850--0.450)/0.850×100%=47%1的组间差 异,言语工作记忆和中央执行功能结合可以解释37%[(0.850--0.535)/0.850x100%=37%1 的组间差异,视空间工作记忆和中央执行功能结合可以解释38%f(0.850一O.528) /0

850x100%=38%]的组间差异,将言语工作记忆和视空间工作记忆以及中央执行功能任务

同时作为协变鬣可以解释52%[(0.850--0.405)/0.850x100%=52%】的组间差异。 上述结果表明,数学困难产生的原因既与言语工作记忆有关(言语工作记忆可以解释 32%的组间差异),也与视空间工作记忆有关(视空间工作记忆可以解释28%的组问差异), 同时,中央执行功能也是影响数学成绩的一个不可忽视的因素.虽然中央执行功能单独只能 解释12%的组间差异,但它和言语:L作记忆或视空间工作记忆结合在一起,就能发挥更大的 作用。 为了验证上述结果,进~步考察数学困难组工作记忆缺陷受哪些因素的影响。可采用层 次回归方法进行分析,这里,被解释变量为数学成绩,解释变量为所有工作记忆任务。解释 变量筛选策略先采用强制进入策略(Enter),并做多重共线性检测,结果发现,调整的判定 系数R2为0.8l,因此,拟合优度很高,被解释变量可以被模型很好的解释。,检验统计量 的观测值为33.69,P<0.001,因此.各回归系数不同时为0.被解释变量与解释变量全体的 线性关系显著,可建立线性模型。进一步考察各个变量的显著性水平发现,部分变量的回归 系数显著性的t检验的概率P>O.05,它们与被解释变量的线性关系是不显著的,不应该保留 在方程中,由于该模型中保留了‘些不应保留的变量,因此,目前该模型是不可用的,应重 新建模。采用向后筛选策略让SPSS自动完成解释变量的筛选,共经过9步完成回归方程的 建立,最终模型为第9个模型,从方程建立的过程看,依次剔除的变量是数字划消反应时、 阅读广度、汉诺塔总步数、字母与数字连线反应时、汉诺塔反应总时间、运算词语广度。所 有这些剔除变量的偏,检验的概率P值均大于0.05,它们对被解释变量的线性解释没有显 著贡献,不应该保留在方程中。最终保留在方程中的变蹙是计算广度、字母旋转、距离估计 和字母与数字连线正确率,其中.计算广度对数学成绩的解释量最大。由此可以看出。对数 学成绩解释有贡献的变量是言语工作记忆、视空间工作记忆和中央执行功能,这进一步验证


了上述协方著的分析结果。

4讨论 实验2采用多种任务指标,全面考察了不同能力组中央执行功能的特点,汉诺塔主要 反映了中央执行器的计划功能,数字划消反映了中央执行器的转换功能,数字与字母连线反 映了中央执行器的协调与注意分配功能。总体上看,不同类型的学习困难组均存在中央执行 功能的缺陷.由于中央执行功能本身具有可分离性,表现山不同类型学习困难组与不同中央 执行功能任务的特异性。从相关分析结果看,语文成绩虽然与汉诺塔任务(主要反应了中央 执行功能的计划性)成绩的相关显著,但都低于数学成绩与中央执行功能其它各任务的相关, 数学成绩与中央执行功能各任务之间的相芙总体上高丁语文成绩与中央执行功能各任务之 间的相关。方差分析显示.学习困难组与控制组在中央执行功能的所有任务中均存在极显著 的差异(P<0.001),学习困难组显著低于控制组,不同困难类型组之间也存在显著差异,双 困难组显著低于语文困难和数学困难组,而在大多数中央执行功能任务中,语文困难组和数 学困难组之间的差异不显著,这更进~步证明了中央执行功能不依赖于信息加工类型。不同 学习团难类型组存在不同程度的中央执行功能缺|5f!i。该结果支持了Daneman雨1

Carpenter

(1980)的研究结果,即6岁到49岁年龄段的阅读困难者都存在:Ii作记忆缺陷,其工作记 忆能力随年龄增长而下降,这种F降是由于中央执行器的注意控制能力下降所引起的,因此, 儿童和成人在正常智力范围内执行加工的困难,不是由于智力低下的原因引起的。该结论也 支持了Swanson(2001.2003)的研究发现,数学学习困难儿童与止常组相比,注意资源的 有效分配能力不足;这种注意分配能力与中央执行功能有关;同时,与Passolunghi(1999) 和Salmond(2003)的研究“数学学习幽难普遍存在中央执行功能缺陷”结果相同。该结果与 本实验的预测是一致的,即不同类型学习困难儿童的中央执行功能任务上的成绩普遍低于控 制组:不同类型学习困难儿童中央执行功能缺陷的程度不同,双困难的中央执行功能的缺陷 程度显著高于语文困难和数学困难组。 通过前两个实验,全面考察了学习困难儿童的工作记忆特点,由于工作记忆由三个子系 统构成,它们分别负责不同类型的信息加工,学习困难组与控制组在言语工作记忆、视空间 工作记忆和中央执行功能上均存在显著差异.学习困难组均显著低于控制组,就不同类型的 学习困难组内部来说.他们存在的缺陷不尽相同,通过协方差分析和回归分析得出了一些重 要结论。对于双困难组,言语工作记忆可以解释39%的组间差异,视空间工作记忆和中央 执行功能分别只能解释17%和18%的纽间差异,单就不同子系统的效应量来看,它们对学 习成绩总分的贡献有明显著异,言语jIi作记忆的解释量远近人于视空间:[作记忆和中央执行 功能的贡献,单独的视空间jI:作记忆和中央执行功能的贡献似乎1|常接近。但是,从它们的 不同结合对学习成绩的贡献来看.言语:[作记忆和视空间jI.作记忆结合可以解释44%的组 间差异,言语:l:作记忆和中央执行功能结合却可以解释52%的组间著异,由此看来,中央


执行功能相对于视空间工作记忆的贡献要火一些。弭从回归分析的结果看.最终保留在方程 中的变最是计算广‘度、阅读广度、字母旋转、距离估计、运算词语J’‘度、字母与数字连线正 确率、字母与数字连线反廊时、汉诺塔总反应时间.其中.阅读r度和计算r度对学习成绩 总分解释龄的贡献最火,这些结论更进一步印证了上述结论。还应该看到,尽管视空间]:作 记忆和中央执行功能的贡献不如言语■作记忆那样人,但是,就回归方程最终保留的变罱以 及在协方差分析中,它们不同的组合对学习成绩的贡献是不容忽视的.换句话说.双困难组 在:1:作记忆的三个子系统上均存在缺陷,即属于一般领域缺陷。 对于语文困难组来说.协方筹分析显示,言语:l:作记忆可以单独解释32%的组问筹异, 中央执行功能可以单独解释13%的组间差异,而视空间:lj作记忆只能单独解释3.5%的组间 差异,从这一点来看,言语:I:作记忆对语文成绩的贡献远远火于其它两个方面。尤其是视空 间:I:作记忆的解释量更小。再从它们的不同组合对语文成绩的贡献来看.言语:[作记忆和视 空间:f:作记忆结合可以解释32%的组间差异,这与言语:I-作记忆单独对语文成绩的贡献是 一样的,也就是说.视空间:I:作记忆对语文成绩差异的解犟1I贡献墩为0。再看中央执行功能 和视空间.I:作记忆结合可以解释14%的组间静异.而中央执行功能单独的解释娥为13%. 即视空间~1:作记忆与中央执行功能结合后对语文成绩的贡献变化很小。从这些结果可以预 测,回归分析的最终方程模型中不麻该有视空间『:作记忆的变埘存在,结果确实如此,在最 终的回归方程中,视空间二[:作记忆变茸全部被剔除.因此.有充分的理由得山这样的结论: 语文成绩与视空间工作记忆无关,也就是说,语文困难组的:I:作记忆缺陷具有领域的特殊性, 主要是言语]:作记忆和中央执行功能方面的不足.而视空间.【作记忆是完好的。 对于数学困难组来说,协方差分析显示,言语:Ii作记忆可以单独解释32%的组间差异, 视空问工作记忆能够单独解释28%的组间著异,中央执行功能可以单独解释12%的组间差 异,从这一点可以看出,对于数学成绩的贡献来说,言语:L作记忆和视空问工作记忆的贡献 都是非常重要的。联系上面的分析发现,言语:L作记忆对语文成绩和数学成绩的贡献是一样 的,都是32%解释晕。再从它们的不同组合对数学成绩的贡献米看.言语jl:作记忆和中央 执行功能结合可以解释37%的组间著异,而视空间iI:作记忆与中央执行功能结合可以解释 38%的组间差异,由于两组相互结合后的解释冒非常接近,冈此.对于数学困难组而言,言 语一I:作记忆和视空间工作记忆都是重要的。再从同归分析的结果看.晟终保留在方程中的变 量是计算广度、字母旋转、距离估计和字母与数字连线正确率,从保留在方程中的变量还发 现,言语:【作记忆只有计算J“度任务进入模型,而阅读广度和运算词语』“度被剔除方程.而 且计算,、度对数学成绩的解释量最人,这似乎说明,数学困难儿童的言语jI:作记忆缺陷只与 计算或数字有关,这一结论与刘昌(2004)的研究结论既有一致的地方也有不一致的发现, 一致的是数学学习困难主要与数字.12作记忆能力不足有关,不一致的地方在于,该研究还发 现。数学学习困难儿童的视空间:L作记忆也存在明显的不足,也就是说,数字:C作记忆,视 空间工作记忆和中央执行功能都是对数学成绩解释有贡献的变量,换句话说.数学困难儿童


的工作记忆能力不足属于一般领域缺陷。

5结论 学习困难组在中央执行功能的所有任务中均显著低于控制组,不同困难类型组之间也存 在显著差异,双困难组显著低于语文困难和数学困难组,在大多数中央执行功能任务中,语 文困难组和数学困难组之间的差异不显著,中央执行功能不依赖于信息加工类型,不同学习 困难类型组存在不同程度的中央执行功能缺陷。就工作记忆三个成分对学习困难儿童的影响 来看,言语工作记忆的解释量最大。语文困难主要是由于言语工作记忆和中央执行功能的缺 陷造成的,与空间工作记忆无关,数学困难和双困难组在jI:作记忆的二个系统上均存在缺陷。


第五章学习困难儿童的短时记忆研究 1引言 以上两个实验表明,学习困难儿童的:l:作记忆存在明显的缺陷。对造成学习困难儿童:c 作记忆缺陷的深层原因.国外学者提出许多假设和模裂,目前,比较有代表性的四种理论假

说魁:特殊加iI,:说、一般加l:说、谱音储存假致和一般容焙假l殳。特殊加工说(The Processing

Specific

Hypothesis)的代表人物Just和Carpenter(1992)认为.学习豳难儿盈的:l:作记

忆缺陷是由他们的特殊加:I:缺陷造成的。一般加:I:说(The

General Processing Hypothesis)

的代表人物Engle(1992)则认为,学习困难儿童的:C作记忆缺陷是由他们的一般加工缺陷 造成的。这两种假说的共同之处在r丁他们都强调加】:效率对学习困难儿童工作记忆容最的影 响。二者的区别在于前者强调学习困难儿童的加工缺陷与特定的记忆任务有关。后者强调学 习困难儿童的加J:缺陷与特定的记忆任务无关。两种假说都认为,工作记忆的加:I:和储存两 个成分争夺着一I:作记忆有限的认知加:Ii资源,学习困难儿童由于加工效能低。需要消耗大量 的资源用于任务加jI:,使得用来存储信息的资源相对减少,从而导致:Ij作记忆容量的不足。 语音储存假设(The

Phonological Storage

Hypothesis)以阅读凼难儿童为研究对象,该假说

认为,阅读困难儿童的i:作记忆缺陷反映了他们在言语信息的短时储存方面的缺陷,与加]: 效能无关。一般容螬假说(The

General Capacity

Hypothesis)的代袭人物Peter(1998)认为,

学习困难儿童一般]:作记忆缺陷是由于他们jI:作记忆的中央执行功能系统的认知资源容量 不足造成的,使得学习困难儿童在同时进行信息储存和加工的能力较低,而与加』j效能与存 储能力无关。最近,有人又提出了抑制缺陷假说。研究者根据不同的理论假说和实验模式对 造成学习困难儿童.f:作记忆的缺陷的原因进行探讨,并得出不尽相同其至是截然相反的结 论,上述假说和模型受到了越来越多的挑战和质疑。 通过实验1年¨实验2已经证明,学习困难儿童的:f:作记忆容嫩存在缺陷.验证了一般容 母假说的正确性。而其它假说是否止确还未得到实验的验证.从笫五章的实验3到第八章的 实验6将进一步探讨学习困难儿童.I:作记忆缺陷的深层原因,井验证其它假说的正确性。 一f:作记忆是一种加jI:平¨储存的能量有限的系统,那么,学习困难儿童工作记忆的缺陷是 储存能力缺陷抑或是加f:效率的不足,或者是两方面都存在问题,本研究将从储存的角度探 讨学习困难儿童的:I:作记忆缺陷是否是由于短时记忆储存能力的不足造成的,并验证储存假 说的正确性。 短时记忆和I:I:作记忆是两个能蜡有限的记忆系统.保持信息的时间在3秒~1分钟之内. 数字广度、符号广度和词语广度是短时记忆的常用测量方法,主要反映对信息的被动保持能 力:工作记忆则要在保持信息的同时主动加工信息,例如倒背数、倒背词及故事理解等是工 作记忆常用的测最方法。研究表明,这两个记忆系统在学习过程中所起的作用不同,短时记 忆在阅读、再认等低级认知活动中起主要作用,而:I.:作记忆在阅读理解和计算等高级认知活


动中起主要作用。‘Swanson(1994)研究发现.jI:作记忆和短时记忆是独立的,而且它们负载 的因素不同,短时记忆依赖于被动的储存系统,对保存的材料在同忆时不作任何修改(Canton Engle,&Hamilton,1991;Cornoldi&Vecchi,2000)。相比之F,:[=作记忆任务要求更多的主动 加工.井对暂时储存的信息进行操作和修改。在短时记忆测验中,呈现给被试一组词或数字, 接着要求他们按原样回忆出来,即短时记忆中没有加工成分。因此,有人把短时记忆称为加 工难度为零的工作记忆。一个暗含的假设是学习困难者可能有独立于:[作记忆的短时记忆缺 陷。 人们对短时记忆的关注最早可以追溯到Ebbinghaus的研究,他采用无意义音节作为实 验材料,发现读一遍能够记住的音节数是七个,这一结果成为厂为人知的短时记忆容量。后 来人们发现,短时记忆的容量与很多复杂认知活动有关,这使得研究者更加关注短时记忆。 短时记忆是随着年龄的增欧逐渐发展起来的,在婴儿期,短时记忆的发展主要是存贮容 量的发展.一方面表现为保持信息数斌的增加.另一方面表现为保持时间的加睦,这主要是

神经生理的不断发育使得存贮能力逐步提高的结果。儿童期是短时记忆发展最迅速的时期, 也是短时记忆发展的关键期.主要表现为记忆广度的大幅度提高,在大约十年的时间内,无 论是词语广度还是空间广度都可增加2~3倍。数字广度和空间广度的发展速度都是在3~8 岁发展最快.8岁以后,发展速度有所减缓,但总体上仍在发展,到15岁时无论数字广度还 是空间广度都已接近成人水平。不同材料记忆广度的最快发展时期稍有不同,如有研究发现 9~10岁儿童的汉语字词广度发展最快.15岁到20岁被试在材料熟悉程度一致的情况下,汉 语字词广度基本保持恒定。可以说不同材料的记忆广度达到顶峰的年龄基本上是一致的,约 为13~14岁,15岁以后,记忆广‘度成绩一般来说不再增加。在这一时期短时记忆发展的主要 机制也是不断变化的。在策略出现以前,存贮容量和一般加.r速度发展是短时记忆能力提高 的主要原因,8岁到12岁是策略发展的主要时期,策略使Hj效率提高和加工速度能力的发展 成为记忆能力发展的主要原冈;进人青年期后,短时记忆能力基本保持在稳定水平。短时记 忆从哪个年龄开始衰退有很大的个体差异。武国城等人发现飞行员的:r作记忆任务成绩在29 岁以后下降明显,而作为短时记忆的数字』“度在35岁以后’r降显著.这一结果可能与飞行员 的特殊职业有关;国外研究发现,大多数人的短时记忆在50岁以后开始衰退,与工作记忆广 度下降较快相比,短时记忆广度几乎没有减少,这是因为短时记忆的存贮容量虽然开始降低, 但新策略的使用使得老年人能够用加工过程补偿存贮能力的降低。但是,这种补偿能力毕竟 是有限的,随着年龄的增长,无论是加工速度本身还是抑制干扰能力可能都在缓慢地衰退。 老年短时记忆的这种发展机制给人们启示.即“记忆老化”并不是一个简单被动的能力衰退过 程。 短时记忆随年龄的增长而不断发展.发展到一定程度JIi彳,又会随年龄增长而衰退,而且 这种发展不是简单被动的过张,如果在这一发展过稗的任何阶段出现问题,就可能造成短时 记忆发展障碍,学习困难儿童的短时记忆可能存在不同稗度的缺陷.Lyon,Speece和


Torgesen等儿项研究发现,在学习困难儿童中约有15%表现为单纯短时记忆缺陷。另有 20%"-/1司时伴有其他认知能力缺陷。多数研究显示短时记忆测验成绩能鉴别各种类型的学习 困难及非学习困难儿童,少数研究认为短时记忆对学习困难和非学习困难没有鉴别作用。无

论在正常儿童或学习困难儿童中,短时记忆与学业成就测验分数的相关很低。相对而言,目 前的研究一致发现]二作记忆能有效鉴别学习困难和非学习困难儿童,与学业成就测验分数相 关较高,达O.72.O.90.之间。 税灶火、搪耀先曾对学习凼难儿童的褶力和神经心理功能作过一些初步研究.发现学习 困难儿童在WISC・cR中的数字』’’度(短时记忆)、常识(K时记忆)和WMS.Rc的记忆商 数和多数分测验上成绩低于正常儿童,且不同神经心理亚型的学习困难儿童的测验成绩模式 也不完全相同。

根据前人对短时记忆的研究以及本研究中前两个实验的研究结果,可以推测学习困难儿 童可能存在短时记忆缺陷,由于学习困难儿童普遍存在:【作记忆缺陷,因此,本实验预测: (1)学习困难儿童的短时记忆成绩低于控制组;(2)不同学习困难类型的短时记忆缺陷出 现分化。即语文困难可能更多与词语短时记忆缺陷有关,数学困难组可能存在数字短时记忆

和空间短时记忆的不足,双困难组可能在所有的短时记忆成绩方面存在缺陷。

2研究方法 2.1披试的选取 被试的选取同第三章实验一。 2.2实验设计 本实验采用4x2x3混合实验设计,其中4是纽间变蜮,为三类学习困难纽和控制组。2 为被试内变量.分为词语短时记忆平f J空间短时记忆两类.词语短时记忆和空间短时记忆各有 3种作业任务。 2.3实验材料与程序 本实验包括三种词语短时记忆和三种空间短时记忆任务.全部采刚计算机测试.主试与 被试一对一进行。 2.3.1数字记忆 在白色屏幕中央依次随机出现一系列数字,每1250毫秒山现~个,这些数字通过计算 机随机产生。被试通过按相应数字键将数字按山现顺序回忆山来。要求:(1)相邻出现的西 个数不能等同:(2)不能出现12345或5432l这样的数字串。

正式实验开始前,先呈现指导语l,被试按空格键后随机显现2个数字,随后被试按相 应的2个数字键,如此练习做3次。做完后呈现指导语2,按空格键开始正式实验。正式实 验从3个随机数字开始,逐渐往上递增。每个难度水平重复3轮,每一轮中.数字出现完毕 即呈现指导语3,此时预留4000毫秒的时间,此外被试按完上一个数到按F一个数字之间

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也允许有4000毫秒的预留时间,超过4000毫秒仍不反应则终It此轮测试(但若被试在4000 毫秒内给出反应,则按键完毕后即开始’F一轮)。如果被试在某个水平3轮中错了2轮.则 终lE整个测试。最后记录被试能正确同忆的最多数字量.标记为“数字短时记忆成绩”。 指导语1:屏幕中央将依次出现一系列数字,请您尽可能记住。当数字星现完毕,请您 按相应数字键将数字出现顺序回忆出来。按空格键开始练习。 指导语2;下面正式开始 指导语3:请按顺序回忆 2.3.2字母记忆 在白色屏幕中央依次随机出现一系列辅音字母(除了元音字母a,e,i,o,u之外),每1250 毫秒出现一个,这些辅音字母通过计算机随机产生。被试通过按相应的大写字母键按字母出 现顺序回忆出来。要求:(1)相邻出现的两辅音字母不能等同,也不能出现诸如BE

G F’TV,

QQ,BBB.MSN等有意义的字符串组块:(2)不能山现顺序相连的辅音字母t比如BCDFGH 或HGFDCB。 正式实验开始前,先璺现指导语1.被试按空格键J1斤M现两个辅音字母,随后被试按相 应的2个字母键,如此练习3次。做完后呈现指导语2,按空格键开始正式实验。正式实验 从3个随机字母开始.逐渐往上递增。每个难度水平重复3轮,每一轮中,字母出现完毕即

呈现指导语3,此莳预留4000毫秒的时间,此外被试按完上一个字母到按下一个字母之间 也允许有4000毫秒的预留时间,超过4000毫秒仍不反应则终止此轮测试(但若被试在4000 毫秒内给出反应,则按键完毕后继续后面的程序)。如果被试在某个水平3轮中错了2轮, 则终止整个测试。最后记录被试能正确回忆的最多字母数,标记为“字母短时记忆成绩”。 指导语l:屏幕中央将依次出现一系列字母,请您尽可能记住。当字母呈现完毕,请您 按相应字母键将字母按出现顺序回忆出来。按空格键开始练习。 指导语2:下面正式开始 指导语3:请按顺序回忆 2.3.3词语记忆 在白色屏幕中央依次随机出现一系列的词语,每1250毫秒出现一个,这些词语从词库 中调用。 正式实验开始前,先呈现指导语1,按空格键后随机星现2个词语,随后被试按键以先后 顺序输入词语,如此练习3次。练习完毕呈现指导语2,按空格键开始正式实验。正式实验从 3-I"词语开始,逐渐往上递增。每个难度水平重复3轮,每一轮中,词语出现完毕,计算机发 出提示音“嘟”。同时呈现指导语3.被试按顺序报告出现过的词语。主试按照被试口述顺序 输入词语.再按空格键进入下一轮测试,如果被试在某个水平3轮中错了2轮,则终止齄个测 试。记录被试最后一次按正确顺序回忆出来的词语总量,标记为“词语短时记忆成绩”。 指导语1:屏幕中央依次出现一系列词语,请您尽可能记住。当词语呈现完毕,计算机


会发出一个提示音“嘟”,听到“嘟”声后,请立即按先后顺序将刚才呈现过的词语口头报告出 来。按空格键开始练习。 指导语2:下面正式开始 指导语3:请按顺序报告 2.3.4点记忆

屏幕中央出现一个方格j{;c,其中某些小方格中带有黑点,要求被试尽可能记住黑点的位 置。黑点消火后,要求被试H;i鼠标左键点击出现过黑点的小方格。 正式实验开始前,先呈现指导语l,按空格键厉呈现带2个黑点的5x5方格盘,持续1250 毫秒后消火,然后山现一个不带烈圆点的5x5方格盘,_Efj|鼠标点击曾经出现过照圆点的小方 格。这样练>-j 3次。练习完毕吊现指导语2.按空格键开始正式实验。正式实验从带3个黑 圆点的5x5方格盘开始(黑倒点的位置永远是随机的),逐渐往上递增。每个难度水平重复 3轮,每一轮中,带黑圆点的5x5方格盘呈现持续1250毫秒后。RIIp,'H现一个不带黑圆点 的5x5方格盘,在屏幕上力同时显现一行指导语:“请点击出现过黑点的小方格”.此时预留 4000毫秒的时间,被试开始用鼠标点击曾经山现过黑圆点的小方格,被试点击完上一个圆 点到点击下一个圆点之间也允许有4000毫秒的预留时间,超过4000毫秒仍不反应则终JE此 轮测试(但若被试在4000毫秒内给出反应,则按键完毕后即开始下一轮)。如果被试在某个 水平3轮中错了2轮.则终IP整个测试。视空间短时记忆成绩为被试能回忆到的最多黑圆点 数。最后记录能止确点i:}{}的最多撇I爱】点数,标记为“点记忆成绩”. 指导语l:屏幕上将出现一个方格盘,其中某些方格中带有黑点,请您尽可能记住黑点 在方格盘中的位置,黑点消火币请Hj鼠标左键点市曾经山现过黑点的小方格。按空格键开始 练习。 指导语2:一F面正式开始 2.3.5地图与方向 在白色屏幕上呈现一张街道地图,如下图,直线的方向表示某人穿过街道的线路指示。 圆点表示停Ih的灯,线条表示应该行走的线路。给被试1250ms观察地图,然后撒去地图. 最后要求被试在空白的地图上标出某人经过的圆点。任务难度由圆点的数目决定,数量从4 增加到15,反应变量为正确画出图示的地图数(0-15)。 正式实验开始前,先呈现指导语1,被试按空格键后呈现一张街道地图,如下图,直线 箭头的方向表示某人穿过街道的线路指示。蹦点表示停lt的灯.线条表示应该行走的线路。 让被试仔细观察地图1250ms,然后撤去地图,要求被试在空白的地图上点击圆点,任务难 度由4个圆点为起始点,这样练习3次。练习完毕星现指导谮2.生试频按空格健开始正式 实验。正式实验从4个随机圆点开始,逐渐往上递增。在每个难度水平,圆点变化完毕即呈

现指导语3,此时停留4000毫秒,让被试有充分时间回忆,被试点击上一个圆点到点击下 一个圆点之间允许有4000毫秒时间间隔,超过4000毫秒则终止。每个难度水平重复3次,


如果被试在某个水平3次中错了2次,则终止。每次开始时线路圆点均随机分布。视空间短 时记忆成绩为被试能达到的摄高水平。记录被试最后一轮Ⅱ二确点击的圆点数,标记为“地图与 方向任务成绩”。

口口J口口口口口 O

8二_o川O

口 O

口口口口I口口口

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口口口口口口口 O

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口 O

指导语1:屏幕中央将出现一张街道地图.直线的方向表示某人穿过街道的线路指示。 圆点表示停止的灯,线条表示人应该行走的线路。请您尽可能记住人行走的线路,并用鼠标 点击圆点出现的位置(可不必按先后顺序)。按空格键开始练习。 指导语2:下面正式开始 指导语3:请点击圆点的位置(可不必按先后顺序) 2.3.6方块变换 在白色屏幕上出现15个随机分布的白色小方块.每次有一个白色方块变黑,持续650 毫秒后另一个白色方块又变黑,此时原来变黑的方块恢复为白色,如此随机进行~F去。被试 用鼠标按先后顺序依次点击颜色变化过的方块。 正式实验开始前,先璺现指导语1.被试按空格键后*现白色小方块,其中有2个小方 块变化颜色,让被试点击颜色变化过的2个随机方块,这样缘习3次。练习完毕呈现指导语 2,主试须按空格键开始正式实验。正式实验从3个随机方块开始,逐渐往上递增。每个难 度水平重复3轮,每一轮中,方块变化完毕即呈现指导语3,此时预留4000毫秒的时间, 此外被试点击完上一个方块到点击下一个方块之间也允许有4000毫秒预留时间,超过4000 毫秒仍不反应则终止此轮测试(但若被试在4000毫秒内给山反应,则按键完毕后继续后面 的程序)。如果被试在某个水平3轮中错了2轮,则终止整个测试。每次开始时白色小方块 均随机分布。记录能正确点击的最多方块数,标记为“方块变化成绩”。 指导语1:屏幕中央将出现一组白色小方块,其中不断育方块依次变黑,请您尽可能记 住方块变黑的顺序。方块颜色变化完毕,请您按先后顺序用鼠标左键点击颜色变化过的方块。


按空格键开始练习。 指导语2:下面正式开始 指导语3:请按顺序点击方块

3实验结果与分析 所有短时记忆的重测信度范嗣为:0.63.0.86(间隔一个月测试)。克朗巴哈d系数范围 0.73--0.87,所有短时记忆任务测试的信度较高。 3.1相关分析 表7不同能力组短时记忆与学习成绩和智商的相荚矩阵

注:’:P<O.05,”:P<O.0l 由表7可以看山,在六项短时记忆任务的相关矩阵中,除词语短时记忆与点记忆和圆点 变换之间的相关不显著外,其它任务之间的相关均达到显著水平(P<o.01)。语文成绩与词 语短时记忆的相关极显著(尸<O.001).尤其是与词语记忆的相芙晟高(r=O.66),与圆点变 换之间的相关不显著(尸>0.05),与点记忆的相关显著(尸<0.05),语文成绩与词语短时记忆 的相关总体上高于与空间短时记忆的相关。数学成绩与所有短时记忆任务的相关均极其显著 (JD<o.01).数学成绩与数字短时记忆的相关最高(r=O.66)。智商与短时记忆任务的相关显 著,词语短时记忆与智商的相关高于空间短时记忆与智商的相关。总体上看,短时记忆任务 的内部一致性程度较高,备任务具有较高的信度。


3.2不同能力组短时记忆任务成绩的方差分析

表8不同能力组短时记忆任务成绩的平均分和标准差

由表8可见,六项短时记忆任务成绩存在显著的组间著异,除圆点变换的显著性水平 P<O.们外.其它各项的显著性水平均达到极显著水平P<O.00 1。进一步多重比较发现.数字 记忆任务中,控制组均显著高于学习困难纽,P<O.00l,语文困难组显著高于数学困难和双 困难组,平均差分别为1.01和1.08,P<O.00 1,而数学困难和双凼难组差异不显并,P>O

05;

字母记忆任务中.控制组显著高于学习困难组,P<O.001,语文困难组显著高于戏困难组, 平均差为0.46,P<O.05,语文困难与数学困难组差异不显并,P>O.05;词语记忆任务中,控 制组显著高于学习困难组,P<O.001.数学困难组显著高于语文困难和双困难组,平均差分 别为0.56和0.64。P<O.001,语文困难组与双困难组差异不显著,P>O.05:点记忆任纾中, 控制组显著高于数学困难和双困难组,平均差分别为1.84和2.21,P<O.001,而与语文困难 组差异不显著,P>O,05,语文困难组显著高于数学困难和烈困难组,平均差分别为1.44和

1.81,P<O.00l,数学困难和双困难组差异不显著,P>O.05:圆点变换中,控制组显著高于 数学困难和双困难组.与数学困难组的平均差为I.68,P<O.00I,与放困难组的平均若为I.17, P<O.05.控制组和语文团难组差异不显蒋.P>O.05,语文困难组显著高于数学困难组,平均 著为1.10.P<O.05,双困难组与语文困难和数学凼难组之间的筹异不显著.P>O.05:方块变 换任势中。控制组显新高于二类学习困难纽.P<O.001.语文凼难组显著高于数学困难和双 困难组,平均差分别为O.76和1.00,P<O.001,数学困难和双困难组之间的差异不显著, J》0.0.5。

由于空间短时记忆与语文成绩的相关低于词语短时记忆与语文成绩的相关,而且从总体 上看.数学成绩与短时记忆的相关高于语文成绩与短时记忆的相关,是否不同学习困难类型 的短时记忆缺陷也像工作记忆那样出现分化?语文困难可能更多与词语短时记忆缺陷有关, 数学困难组可能存在数字短时记忆和空间短时记忆的不足,双困难组可能在所有的短时记忆 成绩方面存在缺陷?为了解决这个问题,可以采用协方差分析。以学习困难类型作为自变量,


以学习成续作为因变域,通过协方差分析可以得到当词语短时记忆平¨空问短时记忆分别作为 协变最进入方差分析前厉学习困难组和控制组之间的差异程度和作用效应(112)。然后通过

对十的分析来衡量这三个协变最分别对学习困难组和控制组之间的影响程度。 3.3双困难组短时记忆的特点 以学习困难类型作为自变磺t以学习成绩总分作为因变罱.进行协方差分析.当不考虑

协变量的影响时・学习困难组和控制组之间的差异显著(而.Ⅲ)=192.70。P<O.00l,n2=O.846): 将词语短时记忆任务指标(数字记忆、字母记忆和词语记忆)作为协变最进入方差分析.结 果发现t学习困难组与控¥IJfft之间的差异仍然显著(^3.102)=54.33,P<O.001,q2=O.615):将 空间短时记忆任务指标(点记忆、圆点变换平¨方块变换)作为协变罱进入方差分析,结果发 现,学习困难纽与控制组之间的差异仍然显著(厅3,m)=96.70.P<O.001.q2=O.740):将词语 短时记忆和空间短时记忆同时作为协变拱进入方差分析,结果发现.学习困难组与控制组之 间的差异仍然显著(一3

991=42 13.P<O.001,n2=0.561)。

以上结果表明.词语短时记忆和空间短时记忆二者单独或它们之间的结合都不能完全解 释双困难组与控制组之间学习成绩的著异,但它们的作用效应照是不一样的.对词语短时记 忆和空间短时记忆二二者单独或它们之间的结合分别作为协变莓}进入方笳分析前后学习困难 组与控制组之间的作用效应人小T12进行分析可以发现,词语短时记忆可以解释27%f(O.846 --0.615)/0.846x100%=27%]的组间差异,空间短时记忆只能解释13%f(O.846--0.740) /0.846xloo%=13%】的纽间差异,词语短时记忆和空间短时记忆任务同时作为协变量可以解 释34%[(0.846—0.561)/0.846x100%=34%】的组间差异。 为了验证上述结果,进一步考察耿困难组短时记忆缺陷受哪些因素的影响。可采用层次 同归方法进行分析。这里,被解释变墩为学习成绩总分,解释变嫩为所有短时记忆作业任务。 采川向后筛选策略让SPSS白动完成解释变域的筛选,共经过3步完成回归方程的建立,晟 终模型为第3个模型,从方氍建立的过程看,依次剔除的变量是圆点变换和点记忆.这些被 剔除变茸的偏F检验的概率P值均大丁=_o.05,它们对被解释变最的线性解释没有显著贡献. 不应该保留在方程中。最终保留在方程中的变骷是数字记忆、字母记忆,词语记忆和方块变 换,其中,词语记忆对学习成绩总分的解释龄晟火。由此可以看出.对学习成绩总分解释有 贡献的变最是词语短时记忆和空间短时记忆二者共同作用的结果,但词语短时记忆的贡献大 于空间短时记忆的贡献。 从上述协方著和回归分析中可以看到,学习困难儿童的短时记忆存在不同程度的缺陷, 由前两个实验得山:J:作记忆对解释学习成绩差异有重要贡献,由于工作记忆和短时记忆都是 影响能力组差异的重要变量,那么。相对而言.二者对造成学习困难儿童的原冈的解释4f|}!度 如何?工作记忆缺Ijf;是否是由丁短时记忆的不足造成的?为了解决这个问题.可以将!学习困 难类型作为白变龄,以学习成绩总分作为冈变始,考察。I:作记忆和短时记忆任务分别作为协 变量以及二者同时作为协变量进入方差分析前后学习团难和控制组之间的差异j;!il废年¨作用


效应。 从实验2的分析中可以看到,工作记忆的三个成分同时作为协方差进入方差分析,二[作 记忆整体对学习困难和控制组差异程度的贡献为59%,词语短时记忆和空间短时记忆同时 作为协方差进入方差分析.短时记忆整体对不同能力组的贡献34%,单从这两个数据米看, 工作记忆的贡献要远远大于短时记忆的贡献。将:r作记忆任务和短时记忆任务的所有变量同 时作为协方差,分析发现,二者的总体效麻龄为64%,由此可以看出,短时记忆对.I:作记 忆整体有不可忽视的作J!|{|,这就是说,对于烈凼难儿童而言,他们与控制组的差异是由于工 作记忆和短时记忆能力的共同作用结果造成的。

双困难儿童的工作记忆缺陷可以部分的解

释为储存能力的不足造成的。 3.4语文困难儿童的短时记忆特点 以学习困难类型作为自变量,以语文成绩作为因变量,进行协方差分析,当不考虑协变

量的影响时,学习困难组和控制组之间的差异显著(%.105)=155.94,P<O.001,Ⅵ≮o.817); 将词语短时记忆任务指标(数字记忆、字母记忆和词语记忆)作为协变量进入方差分析,结

果发现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(昂,102)《5.16,P<O.001,q≮0.657):将 空间短时记忆任务指标(点记忆、圆点变换和方块变换)作为协变量进入方差分析,结果发

现。学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(%J02)=122.16,P<O,001,个=o.782):将词 语短时记忆和空间短时记忆同时作为协变量进入方著分析,结果发现,学习困难组与控制组 之间的差异仍然显著(F0,99)=64.81,P<O.001..q2=0.663)。 以上结果表明,词语短时记忆和空间短时记忆二者单独或它们之间的结合都不能完全解 释语文困难组与控制组之间学习成绩的差异,但它们的作用效应量是不一样的,对词语短时 记忆和空间短时记忆二者单独或它们之间的结合分别作为协变量进入方差分析前后学习困

难组与控制组之间的作用效应大小帝进行分析可以发现,词语短时记忆可以解释20% 【(0.817—0.657)/0.817x100%=20%】的组间差异,空间短时记忆只能解释4%【(O.817~O.782) /0.817x100%=4%1的组间差异,词语短时记忆和空间短时记忆任务同时作为协变量可以解 释19%f(O.817一O.663)/0.817x100%=19%】的组问差异。 为了验证上述结果,进一步考察语文困难组短时记忆缺陷受哪些因素的影响,可采用层

次回归方法进行分析,这里,被解释变量为语文成绩,解释变量为所有短时记忆任务。采用 向后筛选策略让SPSS自动完成解释变量的筛选,共经过5步完成同51]方程的建立,最终模 型为第5个模型。从方程建立的过程看,依次剔除的变量是圆点变换、点记忆和数字记忆, 这些剔除变量的偏F检验的概率尸值均大于O.05,它们对被解释变量的线性解释没有显著 贡献,不应该保留在方程中。最终保留在方程中的变量是词语记忆、字母记忆和方块变换, 其中,词语记忆对语文成绩的解释量晟大。由此可以看出,对语文成绩解释有贡献的变量主

要是词语短时记忆.虽然方块变换作为空间短时记忆任务的一个指标晟终保留在方程中。但 它的效应量很小。

74


以语文成绩作为因变嚣,以学习困难类型为自变量,考察语文困难儿童:[作记忆和短时 记忆的特点。从实验2的分析中可以看到,工作记忆的三个成分同时作为协方差进入方差分 析t工作记忆燕体对语文困难和控制组差异程度的贡献为44%.词语短时记忆和空间短时 记忆同时作为协方麓进入方差分析,短时记忆整体对不同能力组的贡献19%,单从这两个 数据来看,工作记忆的贡献要远远大于短时记忆的贡献。将工作记忆任务和短时记忆任务的

所有变量同时作为协方差,分析发现.二者的总体效应量为41%,由此可以看出,工作记 忆整体对能力组差异的解释程度比工作记忆与短时记忆二者的共同效应虽还要大,这就是 说。对于语文困难儿童丽言,他们与控制组的差异完全是由于工作记忆能力造成的.与短时 记忆无关。 ’

3.5数学困难儿童的短时记忆特点 以学习困难类型作为自变最,以数学成绩作为因变罱,进行协方差分析,当不考虑协变 量的影响时,学习困难组和控制组之间的著异显井(^3.m)-198.73,P<O.001.q2=O.850); 将词语短时记忆任务指标(数字记忆、字母记忆和词语记忆)作为协变量进入方差分析。结 果发现,学习困难组与控制组之间的筹异仍然显著(^3.102)=78.13,P<O.001,q2=0.697);将 空间短时记忆任务指标(点记忆、圆点变换和方块变换)作为协变量进入方差分析,结果发 现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(FO.102)=89.49,P<0.001.”2=0.725):将词语 短时记忆和空问短时记忆同时作为协变量进入方差分析。结果发现,学习困难组与控制组之 间的差异仍然显著(F(3

665 P<O 001 =0. 。 640) 112 8 =) 99 . ..

以上结果表明,词语短时记忆和空间短时记忆二者单独或它们之问的结合都不能完全解 释语文困难组与控制组之间学习成绩的差异,但它们的作用效应量存在差异,对词语短时记 忆和空间短时记忆二者单独或它们之间的结合分别作为协变最进入方差分析前后学习困难 组与控制组之间的作用效应火小T12进行分析可以发现,词语短时记忆可以解释18%【(0.850 —0.697)/0.850x100%=18%】的组间著异,空间短时记忆能解释15%【(0.850—O.725) /0.850x100%=15%1的组问筹异,词语短时记忆和空间短时记忆任务同时作为协变蹙可以解 释25%[(0.850—0.640)/0.850×100%=25%]的组间差异。 为了验证上述结果.进一步考察数学困难组短时记忆缺陷受哪些因素的影响.可采用层 次回归方法进行分析,这里.被解释变量为数学成绩,解释变量为所有短时记忆任务。采用 向后筛选策略让SPSS自动完成解释变量的筛选,共经过3步完成回归方程的建立,最终模 型为第3个模型,从方程建立的过程看,依次剔除的变量是圆点变换、点记忆,这些剔除变 量的偏F检验的概率P值均大于O.05,它们对被解释变量的线性解释没有显著贡献,不应 该保留在方程中。最终保留在方程中的变量是数字记忆、词语记忆、字母记忆和方块变换, 其中,数字记忆对数学成绩的解释塌晟大。由此可以看出,对数学成绩解释有贡献的变嚣是 词语短时记忆和空间短时记忆二者共同作用的结果,虽然空间短时记忆任务只有距离估计一 个任务指标晟终进入方程,但它的效应簧较人,对数学成绩的贡献不容忽视。


以数学成绩作为因变量,以学习困难类型为自变量,考察数学困难儿童工作记忆和短时 记忆的特点。从实验2的分析中可以看到,工作记忆的三个成分同时作为协方差进入方差分 析,工作记忆整体对数学困难和控制组差异程度的贡献为53%,词语短时记忆和空间短时 记忆同时作为协方差进入方差分析,短时记忆接体对不同能力组的贡献25%,单从这两个 数据来看,工作记忆的贡献要远远大于短时记忆的贡献。将工作记忆任务和短时记忆任务的 所有变量同时作为协方差,分析发现,二者的总体效应量增加为58%,由此可以看出,工 作记忆与短时记忆二者的相互结合共同效应量增加明显.这就是说.对于数学困难儿童而言, 他们与控制组的差异是由于:【作记忆和短时记忆能力共同造成的。

4讨论 本实验重点研究了学习困难儿童的短时记忆特点,总体上看.在所有的短时记忆任务中 学习困难组与控制组存在显著差异,控制组显著高于学习困难组,这一结果与该实验的预测 是一致的。语文成绩与词语短时记忆任务的相关总体上高于与空间短时记忆的相关。数学成 绩与所有短时记忆任务的相关均极其显著,尤其是数学成绩与数字短时记忆的相关最高,智

商与短时记忆任务的相关均显著.但词语短时记忆与智商的相关高于空间短时记忆与智商的 相关。短时记忆由词语短时记忆和空闻短时记忆构成,它们负责不同类型信息的储存,不同 能力组在词语短时记忆和空间短时记忆任务上出现分化。对双困难儿童而言t词语短时记忆 可以解释27%的组间差异,空间短n,-j-90忆却只能解释13%的组间著异,词语短时记忆和空 间短时记忆任务同时作为协变量可以解释34%的组问差异。再从回归分析最终保留在方程中

的交餐7“1c‘'“gl,词语短时记忆的三项任务全部保留在方程中:面空闻短时记忆只有寡块变换一 项任务保留在方程中,其中,词语记忆对学习成绩总分的解释掇最火。由此可以看出,对双 困难组来说,虽然词语短时记忆和空间短时记忆都存在不足.但词语短时记忆的影响大于空 间短时记忆的影响。对语文困难组而言,词语短时记忆可以解释20%的组间差异,空间短时 记忆只能解释4%的组间差异.而且词语短时记忆和空间短时记忆任务同时作为协变量只能 解释19%的组间差异,由此可以看出,语文成绩的下降几乎完全是由词语短时记忆的不足引 起的。另外,从回归分析结果看,最终保留在方程中的变量是词语记忆、字母记忆和方块变

换,其中.词语记忆对语文成绩的解释量最大。这从另一方面说明,对语文成绩解释有贡献 的变餐主要是词语短时记忆,虽然方块变换作为空间短时记忆任务的一个指标最终保留在方 程中,但它的效应量很小。对数学困难组来说,词语短时记忆可以解释18%的组间差异,空 间短时记忆能解释15%的组间差异,词语短时记忆和空问短时记忆任务同时作为协变量可以 解释25%的组间差异。再从回归分析的结果看,最终保留在方程中的变量是数字记忆、词语 记忆、字母记忆和方块变换,其中,数字记忆对数学成绩的解释蛰最大。由此可以看出,对 数学成绩解释有贡献的变量是词语短时记忆和空间短时记忆二者共同作用的结果,虽然空间 短时记忆任务只有距离估计一个任务指标最终进入方程,但它的效应盘较大,对数学成绩的

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贡献不容忽视。 虽然学习困难组在短时记忆任务方面普遍存在缺陷,但短时记忆和]_:作记忆相比,其影 响程度要小的多,:I,:作记忆对双凼难组和控制组差异程度的贡献为59%,短时记忆对不同

能力组的贡献34%,而工作记忆任务和短时记忆任务的所有变量同时作为协方差时,二者 的总体效应最仍然为64%,由此可以看出,对于双困难儿童而亩.他们与控制组的差异是

由于工作记忆和短时记忆二者共同造成的,但:Ij作记忆的贡献要大于短时记忆的贡献,工作 记忆缺陷在于储存能力的不足。再从语文困难组与控制组的比较来看。二L:作记忆对语文困难 和控制组差异程度的贡献为44%,而短时记忆对不同能力组的贡献只有19%,工作记忆和 短时记忆任务的所有变量同时作为协方差,=者的总体效应量只有41%,二者的共同影响 还没有工作记忆单方面的影响效应量大,这就是说,对于语文困难儿童而言,他们与控制组 的差异完全是由于工作记忆能力的下降造成的,也与短时记忆无关。对于数学困难儿童而言, :E作记忆对数学困难和控制组差异程度的贡献为53%,短时记忆对不同能力组的贡献25%, 单从这两个数据来看,短时记忆的影响也不容忽视,但是.T作记忆任务和短时记忆任务的 所有变最同时作为协方若分析发现.二者的总体效廊攮增加为58%.也就是说,]:作记忆 和短时记忆二者的共同作州造成了数学困难儿童成绩的’F降,但工作记忆是造成数学困难的 主要原因。

5结论 与控制组相比,不同类型学习困难儿童均存在短时记忆缺陷,学习困难儿童在所有的短 时记忆任务中的成绩均低于控制组,不同学习困难类型的短时记忆缺陷出现分化,语文困难

几乎完全是由词语短时记忆的不足引起的,数学困难组存在数字短时记忆和空间短时记忆的 不足,双困难组在所有的短时记忆成绩方面存在缺陷。学习困难儿童工作记忆缺陷反映了储 存能力的不足,本实验结论支持了:『:作记忆缺陷的储存能力假说。


第六章学习困难儿童的加工速度研究 1引言 实验三研究发现.学习困难儿童的工作记忆储存方面存在明显的不足。那么,学习困难 儿童工作记忆的加工效率是否也存在缺陷.这是本实验研究的主要目的。近年来,认知老化 的加工速度理论认为加工速度(processing speed)随年龄增跃而减慢是认知功能发生老化的 主要原因。工作记忆容量虽然可以解释许多认知功能的年龄变异,但是如果控制了加工速度 后,工作记忆的解释力就大大下降。甚至,]:作记忆容量本身的年龄相关变异也可以由加工 速度来解释。例如,Salthouse和Meinz考察了词汇il:作记忆广度、算术:J:作记忆,“度和知 觉速度(字母比较和模式比较)以及年龄的关系,结果发现.控制了知觉速度后,工作记忆中 的年龄相关变异减d,T 84.6%,说明工作记忆中的大部分年龄差异可以由知觉速度来解释。

也就是说。加工速童较之工作记忆在认知老化中起着更为基础的调节作用。加工速度是许多 认知操作得以实现的一个重要因索,在众多的认知任务中都起着非常重要的作用。而成人的 加工速度本身会随着年龄的增长而减缓,从而影响人们在认知任务中的表现。因此,加工速 度是年龄与认知能力之间的一个中介因子,许多认知任务中的年龄差异在很大程度上都是由 加工速度的改变引起的。那么.加工速度是否通过影响工作记忆而影响学习成绩・换句话说・ 学习困难儿童的加工速度是否存在缺陷?学>-3困难儿童:C作记忆缺陷的深层原因是不是由 于加工速度而引起的?这是本研究需要进一步探讨的问题。 认知加工速度(The information

speed of cognitive

processing)也称信息加]:速度(The

speed of

process适)_或心理丽:l速度【-lhespeed ofmenial p丽菇赢曲F最旱起泺予反应时

的研究。在Galton和Spearman的早期智力研究中,他们把心理速度(Mental speed)作为智 力的基础或智力的重要组成部分。此后,许多智力研究把心理速度作为衡量智力个体差异的 重要指标。人类的信息加工过程就是人脑对输入信息的获取、编码、储存和提取等一系列的 操作过程,个体在这个操作过程中都需要一定的时间,不同的个体对同一任务的操作都有快 馒的差异,这就是速度阿题。遗度不仅是衡量心理能力的重要指标,而且也是衡量个体心理 发展水平的重要变量,信息加工速度的发展变化代表着认知活动的发展变化。它实质上反映 了认知过程的内部心理机制的变化过程。加工速度具体体现在三个层次上:首先是感觉运动 速度(senmrimomrspeed),其次是知觉速度(perceptual speed),第三是认知速度(recognition speed)。显然,第一个层次是最为基础的,类似于基本的神经传导速度,反映了个体对刺激

迅速作出简单反应的能力。第二个层次则反映了个体对刺激迅速作出简单的知觉判断等反应 能力,例如:判断两个数字串是否相同。第三个层次涉及到高级的认知活动,例如:回忆、 联想等。由于这些高级认知活动的速度和成绩大多都受到经验、策略等多方面因素的影响, 所以加工速度在这一层次上的作用比较难于测量。加工速度测量通常包括基本的比较、搜索 和替换,测验得分就是在规定时间内个体正确完成的项目数量.另外,心理测量和实验研究

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者还会采取以F三种变量测凳加jr速度:(1)心理运动速度,这一股是用来测量相对简单的 任务.如在一张纸的指定位置标示或画线条,手指重复敲击等:(2)反应时,这是最常用的 速度变量,如对视觉刺激的选择反应时和手动的按键反应等:(3)心理物理速度,它通常是 以对短暂呈现的视觉或听觉刺激进行判断的准确性为指标来研究.如检测时间等。 无论选择哪种变量来评价个体的加i}:速度,都必须符合以下三个标准(Salthouse.1996): (1)任务应该相对简单,只有这样才能将成绩中的人部分个体差异归因于他完成基本认知 操作的速度差异.而不是知识或其它方面认知能力的不同;(2)速度测鼍不能仅仅表征输入 和输出过程(或感觉和运动过程),如果这样,他就反映不出认知操作的持续时间;(3)一 般而言,同时用几种测量来评价这个概念更为合理。因为这样可以强调共同的、与概念有关 的变异.而将与单一测量有关的特定变异毋小化。根据这三个标准,知觉速度成为衡量加工 速度的最合适,也是屉常用的指标。 作为认知能力发展的中介因子,加工速度通过两种不同的机制对认知能力产生影响:时 限机带1](1imited

time

mechanism)和l同步机制(simutaneit mechanism】。时限机制是指在一段给

定的时间内,当需要进行一系列的认知操作时,较快的加]:速度能保证所有的认知操作都及 时、有效地完成,而较慢的加.I:速度则不能。这是由于加:L速度较慢时,前期的认知操作就 占用了大量的时间.而使后期的认知操作受到时间的限制,难以按时或有效地完成。时限机 制主要是在有外在或其它原因产生的时间限制时起作用。尤其是在一些相对简单的认知任务 中,其它因素(如策略)的作用相对较小.时限机制的作用就更为突出。此外,在一些较为 复杂,但其完成的质量依赖于一段时间内所进行的操作数量的认知任务(例如:联想、复述)

中,时限机制也起着不可忽视的作用。由于复杂认知任务的实现是基于简单认知操作的结果. 因此,较慢的加工速度会导致相等时间内得到的简单操作结果较少,从而延缓复杂认知任务 的完成时间,或者降低复杂认知任务完成的质量。 同步机制则主要解释了加j【:速度是如何影响认知操作的质量的。当几项认知任务并行进 行时,先完成的认知任务所得到的结果,可能需要等待稍后完成的任务结束后蒋进行加工。 这时.较慢的加il速度会增加等待的时间,从而使先期得到的绡果的可_I=lj性降低,包括这些

结果的数量和质量上的损火。值得注意的是,这里所强调的是由于加工速度缓慢使操作时间 延长的作用,而不是结果在记忆储存中的干扰或消退作用。实际上,很多研究都证明记忆的 干扰和消退在各个年龄阶段中几乎保持相同的水平。因此很多认知任务中的年龄差异都是由 于不同的加工速度通过同步机制导致的,而不是记忆的干扰和消退的增加而导致的。同步机 制的作用主要反映在:C作记忆中,因为:I:作记忆被认为是由即时可用的信息组成的。用于工 作记忆任务中的测量成绩可以很好地体现出同步机制的作用。事实上,Lemmon早在1927 年就捉及了同步机制的概念.只是提法有所不同而已。他认为t智力取决予神经连接 (connection)的数量和建立连接的速度。神经连接不可能始终保持最高兴奋度.当最后建 立的连接兴奋时.最先建立的连接可能已经失去兴奋了。所以建立连接的速度直接影响到能


同时保持兴奋的连接的数量。能迅速建立连接的。就能在同一时间内使更多的连接保持兴奋. 因而具有更高的认知能力。与此相似的理论还有Travis和Hunter在1928年提出的智力定义, 他们认为。智力较高的人能在同样短暂的时间内通过更多的选择或判断来了解事物的含义和 联系。这些人能更快地激活作出判断的反应模式(reaction pattern),从而在同~时间内激活并 保持更多的反应模式同时进行操作。这些论述都直接或间接地提到了神经活动中的速度因

素,并认为这种速度因素是决定智力和认知能力的重要变量。并且他们都从神经生理基础的 角度阐述了速度在同步操作中的作用机制,与加工速度的同步机制同出一辙。 Case等人(1982)对计数广度的研究证明,不同年龄组的计数时间与计数广度存在一个

线性的经验关系,即计数广度和计数速度有关。Towse。Hitch利HuRon(2001)对阅读广度 和运算广度与加工速度之间的关系进行了研究。他们按Case笛人的方法。比较每项任务中 每张卡片的加j[时间与广度的函数关系,发现相对于加]:速度的增长,运算厂‘皮比阅读广度 增长更大.而阅读广度和运算J。‘度间的关系较为分散。若用加:I:速度(每秒加工的卡片数) 与广度的函数关系进行分析,则阅读广度和运算广度较接近。总之,研究结果发现,阅读广

度和运算广度分别与阅读和运算速度存在线性相关。另外,在Kail和Hall(2001)的研究中, 他们使用Wood

cock

Johnson认知能力测验—视觉匹配(Visual Matching)和勾销(Cross Out)

任务,来评定儿童的加工速度,实验结果也表明,加工速度与:I:作记忆有关。也就是说,较 快的加工与复杂广度任务中较准确的信息保持有关。对此结果的一种解释是,加工速度的增 长导致更有效的控制加工。 ,

基于上述研究i本研究预测:(1)学习困难儿童的加工速度与控制组存在差异,不同学

羽类型在不同加1二速度I任务上存在差异,数学困难和双困难组可能在数字、字母、符号以及 空间任务的比较上存在缺陷,而语文困难组在空间任务上与控制纺没有差异;(2)学习困难 儿童的工作记忆缺陷可能是由于加工速度缺陷造成的。

2研究方法 2.1被试的选取 被试的选取同第三章实验一。 2.2实验设计 本实验采用4x6混合实验设计,其中4是组间变量,为三类学习困难组和控制组,6项 加工速度作业任务。

2.3实验材料与程序 所有六项加工速度任务均为纸笔测试,主试与被试~对一进行。所有任务在正式测试前 均有3次练习,练习的内容与正式测试的内容相似但不相同,当被试彻底明白后才开始正式 实验。


2.3.1数字抄写 肚曲这10个数字随机排列在一个10x10的矩阵中。要求被试按顺序既快又准确地抄写 一系列随机排列的数字,记录被试在30秒内正确抄写的数字个数.所有被试完成A、B两 套数字抄写。 2.3.2字母抄写 a—z这26个字母随机排列在一个10x10的矩阵中。要求被试按顺序既快又准确地抄写 一系列随机排列的字母,记录被试在30秒内正确抄写的字母个数,所有被试完成A、B两 套字母抄写。 2.3.3字母比较 30对随机字母串成对排列,疑度分别为3、6、9个字母(各有lO对)。要求被试比较 一系列配对的随机字母串是否相同,记录被试在30秒内的正确判断数,所有被试完成A、 B两套字母串比较。 2.3.4图形比较

30对随机图形串成对排列,长度分别为3、6、9个图形(各有10对)。要求被试比较 一系列随机图形串是否相同,记录被试在30秒内的正确判断数.所有被试完成A、B两套 随机图形串比较。 2.3.5线条图形比较

30对线条图形成对排列,线条图形由简单到复杂.要求被试尽可能既快又准确地判断 两个正方形中的线条图形是否相同.记录被试在30秒内的正确判断数.所有被试完成A、 B两套随机线条图形比较。 2.3.6圆点位置比较 30对圆点位置图形成对排列,黑点位置在正方形中的16个圆点中随机排列,黑点数由 4到8个组成,要求被试尽可能既快义准确地判断两个正方形中的黑点位置是否相同,记录 被试在30秒内的正确判断数,所有被试完成A、B两套随机圆点位置比较。

3实验结果与分析 所有加,l:速度任务的复本信度范同在0.72--0.91之间.测试信度较高。 由F表可知,所有加:L速度任务之间的相关均达到极显著的水平(P(o.001),数字抄写

与字母抄写和字母比较与符号比较之间的相关最高(r=0.78)。语文成绩和数学成绩与加工 速度任务之间的相关均达到极显著的水平(P<0.001),从总体上看,数学成绩与加工速度的 相关高于语文成绩与加:r:速度的相关.而且,数学成绩与加工速度各任务之间的相关范围从 0.46到0.56,相关非常接近。智商与加工速度各任务的相关虽然均达到极显著水平 (P(O.001),但总体上低于学习成绩与加工速度任务之间的相关。


3.I相关分析

表9不同能力组加]:速度与学习成绩和智商的相关矩阵

以不同能力组类型和性别作为自变量,以加j[速度任务成绩为因变量,以智商为协变量 (排除智商差异的影响)进行多元方差分析,建立固定效应的饱和模型.结果发现,不同能 力组的加工速度成绩存在极显著差异(,<0.001),不同性别的加工速度成绩差异不显著,不 同能力组类型和性别对加工速度成绩没有产生交互作用。进一步多重比较发现,在数字抄写 任务中,控制纽均显著高于三类学习困难组.P<O.001,双困难组又显著低于语文困难和数 学困难组.平均差分别为6.38和5.95,P<O.们,语文困难和数学困难组差异不显著,P>O.05: 字母抄写任务中,控制组均显著高于三类学习困难组,P<O.00 1.语文困难组显著高于双困 滩组,平均差为5.00。P<O.05,语文困难和数学困难组差异不显著;字母串比较任务中,控


制组均显著高于学习困难组.P<0.01,双困难组叉显著低于语文困难和数学困难组。平均差 分别为3.50和2.68,P<0.001.语文困难和数学困难组差异不显著.户>O.05;符号比较任务 中.控制纽均显辫高于三类学习困难纽.P<0.01.双困难纽又显著低于语文困难和数学困难 组,平均差分别为3.08和1.71,显著性水平分别为P<0.001和P<0.Ol,语文困难组显著高 于数学困难组.平均差为1.37.P<0.05:线条图形比较任务中,控制组均显著高于学习团难 组.P<0 001.语文困难组显著高于双困难组.平均差为2.15,语文困难组和数学困难组差

异不显若・P>O.05・数学困难组和敬困难组差异亦不显并。pO.05l圆点位置比较任务中。 控制组均显糟高于三类学习凼难组,P<0.001,语文困jf皿组显糟高于数学幽她和双幽jl也纽. 平均著分别为3.24和2.15t显著性分别为P<0.001和P<0.01,数学困难组和双困难组差异 不显著,P>0.05。 多元方著分析还表明.模型对观测变姑数据的拟合优度(调整的R2)分别为,数字抄 写0,31,字母抄写0.27,字母串比较0.37.符号比较0.36,线条图形比较0.32,圆点位置

比较0.39可以看山该模型对数据的拟合优度很不理想,加工速度的六个指标拟合优度都不 到40%。从另一方面说,虽然加:l速度在控制组和学习困难组存在显著差异,但它们可能 只是造成学习困难的部分原因。 认知老化的加.I:速度理论认为,加J:速度随年龄增跃而减慢是认知功能发生老化的主要 原因。。L:作记忆容量虽然可以解释许多认知功能的年龄变异,但是如果控制了mf-'E速度后, il:作记忆的解释力就大大’F降。甚至,:J:作记忆容堵本身的年龄相关变异也可以由加工速度 来解夥}。加]:速度较之一I:作记忆在认知老化中起着更为基础的调:竹作用,加:I:速度是年龄与 认知能力之间的一个中介因子,许多认知任务中的年龄差异往很大程度上都是由加工速度的 改变引起的。本实验也发现.学习困难儿重的加工述度与控制组相比存在显著差异,学习困 难组显著低于控制组。从前四个实验得出的结论是,:I:作记忆缺陷是造成学习困难的根本原 因。由于前人研究已经发现,加:l:速度比]:作记忆在认知老化中的作用更火,那么,加工速 度和:[:作记忆相比对学习困难儿童的影响是否也如在认知老化中的作用那样火?二者在学 习困难原因的解释程度上备是怎样?:E作记忆是否通过加工速度这个中介变量而影响学习

成绩,换句话说,学习困难儿童工作记忆缺陷的深层原因是不是由于加工速度而引起的?为 了解决这些问题.可以采用前述实验中的协方差分析的方法,考察加工速度和工作记忆分别 作为协变量进入方差分析前后学习困难组和控制组之间的差异程度和作用效应,通过对作用 效应量的分析来衡最;of.32速度和丁作记忆对学习困难组和控制组之间差异程度的影响。 3.3双困难儿童工作记忆和加工速度的特点 以学习困难类型作为自变量,以学习成绩总分作为因变量,进行协方差分析是,始终将 智商作为协变量,以排除智商的影响,当不考虑协变量的影响时.学习困难组和控制组之间

的差异显著(厅¨05)--192.70,P<0.ool,n2-----0.846);将加工速度任务指标(数字抄写、字母 抄写、字母比较、符号比较、线条比较和圆点位置比较)作为协变量进入方差分析.结果发


现,学>-j困难组与控制组之间的著异仍然显蔫(%.99)-82.40,P<O.001.Ⅵ2=0.714).那么, 加工速度任务对学习困难和控制编著异的效应域为16%f(0.846--0.714I/0 846x100%= 16%】.也就是说,加jf:速度任务变埘能够解释舣凼难纽与控制组若异的16%。前述研究已 经得出』:作记忆能够解释双困难纽与控制组差异的59%。将:I.:作记忆变鼍和加工速度变量 同时作为协方麓进入方差分析,结果发现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著 (^3,88产14.35,P<O.001,q2=0.3281,工作记忆和加工速度变量的共同作用效应最为61% 【(O.846一O.328I/0.846x100%=61%],比工作记忆单独的作用效应量增加了2%的解释量, 但相对于工作记忆对双困难与控制组之间差异的贡献餐来看要小得多.也就是说。双困难组 与控制组的差异不是由于加:[速度缺陷造成的。 3.4语文困难儿童的工作记忆和加工速度特点 以学习困难类型作为自变量,以语文成绩作为因变量,进行协方差分析,当不考虑协变 量的影响时,学习困难组和控制组之间的差异显著(F(3,105)=155.94,P<O.001,n2=O.817): 将加工速度任务指标(数字抄写、字母抄写、字母比较,符号比较,线条比较和圆点位置比 较)作为协变埘进入方筹分析,结果发现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著

(nm)=85.77,P<O.001,nkO.722).那么,加:I:速度任务对学>--j困难和控制组差异的效应 量为12%【(0.817一O.722)/0.817x100%=12%】,也就是说,加工速度任务变量单独能够解 释语文困难组与控制组著异的12%。前述研究已经得出:【:作记忆能够解释语文困难组与控制 组差异的44%。将工作记忆变量和加:C速度变晕同时作为协方羞进入方差分析.结果发现, 学习困难组与控制组之间的募异仍然显著(^3.881=22.57,P<0.001,n2=O.435),工作记忆和

茄三f=速度安茧t,Jwth共同作用效应量为鲍%【fo’817--一0。:135)/0.8蝮000%=47%】,比:[作记忆 单独的作用效应量增加了3%的解释最,但相对于:【作记忆对语文困难与控制组之间差异的 贡献量来看要小得多,也就是说,语文困难组与控制组的差异不是由于加工速度缺陷造成的。 3.5数学困难儿童的工作记忆和加工速度特点 以学习凼难类型作为白变甜,以数学成绩作为冈变避,进行协方差分析,当不考虑协变 量的影响时.学习困难组和控制组之间的著异显并(厅3J051=198.73,P<0.001,112=0.8501:

将加工速度任务指标(数字抄写、字母抄写、字母比较、符号比较、线条比较和圆点位置比 较1作为协变量进入方差分析,结果发现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著 (/7(3

.,

.001,帝=o.

,那么.加:【速度任务对学习困难和控制组差异的效应

-0581457. 850x100%=1I%】,也就是说,加工速度任务变量能够单独解 量为,9】】9)%--1[01(016.P<O.0-754)/0

释数学困难组与控制组差异的ll%。前述研究已经得出二f:作记忆能够解释数学困难组与控制 组差异的53%。将_1:作记忆变量和加:f速度变援同时作为协方差进入方差分析,结果发现, 学>-2困难组与控制组之间的差异仍然显著(厅3舯)_18.8I,P<O.00I,q2=0.391),:【作记忆和 加工速度变量的共同作丹_|效廊量为54%【(0.850--0.391)/0.850x100%=54%],比工作记忆 单独的作用效应量增加了1%的解释母,相对r:l:作记忆对数学困难与控制组之间差异的贡


献量来看要小得多,也就是说,数学困难组与控制组的差异不是由于加]:速度缺陷造成的。

4讨论 本研究全面考察了学习凼难儿童加:[速度的特点.各加工速度任务之间以及它们与学习 成绩和智商的相关都达到了极显著的水平,从总体上看,数学成绩与加工速度各任务的相关

高于语文成绩与☆I-r:速度的相关,智商与加工速度各任务的相关均达到极显著水平。不同能 力组的加J!速度成绩存在极显著差异.学习困难组均显蕲低于控制组.不同性别的加]:速度 成绩差异不显著,不同能力组和性别对加T速度成绩没有产生交互作用。不同学习困难类裂 之间也存在显著差异.总体上,语文困难组和数学困难组显并高于取困难组.而语文凼难组 和数学困难组之间的差异不显著。从模型对观测变衬数据的拟合优度(调整的R2)来看, 加工速度任务的六个指标拟合优度都没有达到40%。因此,虽然=cJD_E速度在控制组和学习 困难组存在显著差异,但它们可能只是造成学习困难的部分原因。 mIil-速度虽然在认知老化中起着非常重要的作_}I;|,但本研究通过考察工作记忆和自il-'E速 度对不同能力组的影响时却发现,相对于工作记忆而言,加工速度对学习困难儿童的影响要 小得多。通过协方差分析发现,加工速度任务对双困难和控制组差异的效应量仅为16%, 而:[作记忆却能够解释双困难组与控制组差异的59%,就从这两个效应量来看:[作记忆的 贡献远远高于加:【i速度,工作记忆和加:I:速度变量的共同作用效应量为61%.比工作记忆 单独的作刚效应量只增加了很小的解释掇。加:I:速度任务变量能够解释语文困难组与控制组 差异的12%._-I:作记忆能够解释语文困难组与控制组筹异的44%,工作记忆和加工速度变 量的共同作_【;}j效应越为47%,比f:作记忆单独的作用效应鸯增加了很少的解释量。

加工速

度任务变量能够解秆数学困难组与控制组差异的1 l%,而:l:作记忆却能够解释数学困难组与 控制组差异的53%,工作记忆年¨加.L速度变量的共同作_l=}J效应量为54%,比工作记忆单独 的作用效应最相差无儿。由此可以看出,加工速度对学习成绩的影响并不像在认知老化中的 作用那么火,而工作记忆才是造成!学习困难的真正原因。该结果与刘昌(2004)有关数学学 习困难儿童认知=cJn:J:机制研究的结论是一致的。

5结论 学习困难儿童的加工速度与控制组存在显著差异.学习困难组显著低于控制组,加工速 度是影响学习成绩和智商的一个重要变量,相对于语文成绩而言,加工速度与数学成绩的关 系更为密切,不同性别的=cJll3:速度成绩差异不显著,不同能力组和性别对加jf速度成绩没有 产生交互作刚。语文困难和数学困难组之间的筹异不显菥,他们显著高于双困难组。学习困 难儿童的工作记忆缺陷不是由加:I:速度的差异造成的,而是储存能力的不足。本实验结论没 有支持工作记忆缺陷的自i1_-i:效率假说。


第七章学习困难儿童的长时记忆提取研究 I引言 :I:作记忆作为人类记忆系统的一个重要组成部分,与艮时记忆提取之间存在着不可分割 的密切联系,Anderson(1996)认为jf:作记忆就是长时陈述性记忆中位于激活闽限以上的那部 分信息,而个体:C作记忆容量上的差异体现出的就是艮时记忆提取中的激活限度的著异,如 果真是如此.学习困难儿童二I::作记忆容量的缺陷应该表现在从长时记忆提取的不足。

当长时记忆提取面临干扰时,不仅存在对目标信息的激活机制,也存在对非目标信息的 主动抑制机制,并且在某些记忆提取任务中,提取过程是控制性的、需要注意资源的参与, 并且常常受策略性成分的调节。这些控制性和抗干扰的提取过程恰与工作记忆中的中央执行 功能成分在脑内定位相符.因而为工作记忆和跃时记忆信息提取研究之间架起了一鹰桥梁。 从方法上看。研究分散注意对提取过程影响的双任务方法也是研究工作记忆中中央执行功能 成分的一种有效工具,近年来.在:r作记忆与记忆提取之间芙系的研究中许多研究者采j=Ij|分 散注意的双任务方法,并把被试分为高低:L作记忆容鬣组通过比较两者的记忆提取作业来探 讨中央执行功能.具体的实验任务一般都选H=|能够引发干扰或能够激发提取过程的前额叶成 分的记忆测验任务,如言语流畅性任务。 Conway等人于1994年首次对:l:作记忆容越和K时记忆的提取之间的关系进行研究,他 们把被试分为高:I:作记忆容最组和低]:作记忆容龄组,要求两组被试识记若干词表,测验时 出现一个探测刺激,要求被试判断探测刺激是否是某个记忆集中识记过的项目。他们在实验

中设置了这样一种条件。B口在两不记忆集中含有同一个项葡鲡瓦分别在案台Rw.2署lIHKR.-4一 中)这样字母R就和两个集合之间建立了多个联系。所以,在提取中就产生了高水平的竞争, 结果发现,在干扰条件下低工作记忆容量被试的再认时间比无干扰条件下显著增加,而高工 作记忆容鬣被试没有受到影响。这一结果表明,低1:作记忆窖鼙被试比高:r作记忆容鹫被试 更易受到干扰.而高工作记忆容量被试则可能抑Slit靶字母与暂时无荚线索之间的干扰性联 系,因此.高低jf作记忆容坩被试在注意资源上的个体差异导致了抑制或压抑无关信息能力 上的差异,只有当任务导致某种程度的冲突或干扰时.■作记忆的个体差异对于记忆信息的 提取才是重要的。 Rosen承lEngle(1997)进一步系统地探讨了:l:作记忆容量的个体差异在记忆提取中的作 埘。研究中他们同样将被试分为高:f:作记忆容量霸l低工作记忆容量组,采用类别流畅性任务。 同时.使用双任鳋来分散完成类别流畅性任务时的注意,类别流畅性任务要求被试在一段较 睦的时间内报告山他们所能想到的某一类别的所有样例,已有研究证明,这种任鳋是一种需 要前额"f.策略性成分参与的记忆提取任务。由于该任务的回忆时间较长.因此,容易产生侵 入错误。所谓侵入错误是指在一段较长的回忆阶段内形成的,把先前回忆过的项目误当新的 项目而导致的重复提取类别样例的现象。由此可见,在类别流畅性任务中,在刚开始的短时


间内,被试通常回忆典型样例,但时间间隔一长,那些代表性较低样例需要策略性搜索,井 阻lE对已回忆过的样例再次提取。实验结果表明,在无注意分散条件_F,商]i作记忆容量被 试的作业成绩明显优于低:f:作记忆容量被试.而在分散注意条件下高低1:作记忆容量组被试 的作业成绩十分相似。由此可以推断,注意分敬只减少了高工作 ̄己忆容量被试的类别流畅性, 而低工作记忆容最拔试的流畅性则不受注意分散的影响,对这~结果的解释是,在无注意分

散的情况下高]:作记忆容量被试使用控制性加工,所以分散注意对他们的作业有很大的影 响,而低工作记忆容量被试则不使用控制性加工,而依赖于相对自动的加工,印类别样例之 间的自动扩散激活。所以,他们的流畅性不受注意分散的影响。 在上述实验的基础上,Rosen乖lEngle(t997)又进一步提出,是不是低工作记忆容量被试 在类别流畅性任务中完全不使州控制性加I:?为了检验这种推断是否u三确.他们在实验中让 被试人声报告所想到的任何样例,而不管它1门是否被同忆过。皇;li果发现,高I:作记忆容最被 试的提取与正常情况下没有区别。也就是说,高iC作记忆容量被试不会再提取已回忆过的样 例。与此相反,低J:作记忆容最被试虽然其输出的信息艇火幅度增加,但几乎所有增加的输 出都是已报告过的项目内容。这一结果说明,在正常情况下。低』:作记忆容量被试把他们的 资源J=}_|于言语输出,因此.他们不能压制先前已提取过的反应或不能产生线索以通达新样例: 而高]i作记忆容量被试从根本上就阻Ir了内部侵入错误进入意识,并且他们根本无需对言语 输出分配资源。 根据以上实验结论,Rosen}llEngle(1997)提出了~个记忆提取的成分模型。该模型认为, 在类别流畅性任务中有4个成分:(1)来自提取线索的自动扩散激活;(2)对输出的自我监控以 防止重复和错误:(3)压制先前提取过的反应:(4)产生线索以通达新的样例。在这个模型中, 第一个成分很少需要注意的参与,而其余的二个成分都需要注意资源的参与,当指导语要求 不能重复时,高低f:作记忆容苗被试都麓完成前两个成分(自动扩敬激活和进行自我监控), 高工作记忆容堵被试除了自我监控以避免错误之外.还有足够的工作记忆容量一方面压制竞 争性反应,另一方面还能产生线索以通达新样咧,而低一1:作记忆容量被试则没有充足的工作 记忆容域分配给其他两个需要控制性注意的提取成分,他们只能相对自动地通达类别样例, 因此,当没有任务负载时,高:L作记忆容墩被试的提取是一种主动搜索的过程,而低工作记 忆容鸯放试的提取则是联系&的和戗,出∞。随后,Rosen}LIEogle(1998)在实验中让高低:F作 记忆容量的被试分别在干扰条什下先学习词表1:A—B,

然后学习词表2:A--C,最后

再重新学习词表3:A—B。结果发现.高工作记忆容量被试在这种干扰条件下对词表3的反 应时显著变欧,这说明他们在学习词表2的时候压制了词表1,而低.【作记忆容量被试则没有 体现出这种反应上的变慢。这一结果说明.只有高T作记忆容餐被试在试图学习新的有联系 的信息时对干扰信息进ITT有效抑制。Kane和EngIe(2000)使川烈任务范式在能引发前摄干 扰(proactive interference)的任务中.探讨了T作记忆容餐上的个体差异是如何与前激活干扰 相联系的。结果发现,在无注意分散的条件r,低jI.:作记忆容量被试比高J.作记忆容量被试


有更大的前摄干扰;而在分散注意条件下两组被试显示出相等的前摄干扰现象,即只有对于 高:[作记忆容量被试在分散注意的条件下,才使前摄干扰增加,而低工作记忆容量被试所体 现出的前摄干扰对负载变化不敏感。这表明只有高工作记忆容量被试在提取阶段使用控制性 注意来有效的抵制前摄干扰。总之,上述这些研究的一致结论是,工作记忆容量与长时记忆 提取中的控制性成分及需要资源的抑制机制有着十分密切的联系。 对于中央执行系统是否具有储存功能还存在争议,但执行系统影响信息从长时记忆的激 活这种观点几乎得到了认可。事实上,儿个容量模型(Anderson 1996;Cantor&Engle.1993) 都坚持工作记忆是长时记忆激活的部分等。也就是说,工作记忆容量与长时记忆中信息激活 的总量是相等的(Conway&Engle.1994)。Baddeley和Logie(1999)研究还发现,执行系统 不但协调言语和视空间系统分配资源.而且它还可以激活长时记忆中的信息,工作记忆的主 要任务是提取与当前任务有关的储存在长时记忆中的信息,对新异刺激进行操作与合并,作 出新的解释,以及对新异信息的发现或问题解决,他们更进一步指出:“我们随后放弃了执 行系统自身具有储存信息的假设,当要求储存的总量超负荷时,执行系统可以通过长时记忆 和其它系统来完成”。回归分析发现,言语和视空间工作记忆任务从长时记忆中携带了共有 的信息。 既然工作记忆与信息从长时记忆的提取存在密切的关系,学习困难儿童j1:作记忆存在缺 陷应该表现在长时记忆信息的提取上,也就是说,学习凼难儿童可能存在眨时记忆信息提取 的缺陷。基于这种考虑,实验5重点考察学习困难儿童与控制组从K时记忆提取信息的异同, 本实验预测:(1)学习困难儿童与控制组在跃时记忆信息的提取方面存在显著差异,控制组 可能显著高于学习困难组;(2)不同类型学习困难儿童的缺陷可能存在差异.语文困难组与 言语信息的提取关系更为密切,可能在词语流畅性任务中存在不足,数学困难组在加法运算 任务上存在缺陷,而双困难组可能在两方面都存在缺陷。

2研究方法 2.1披试的选取 被试的选取同第二章实验一。 2.2实验设计 本实验采JI;}j 4x2混合实验设计,其中4是组间变量.为三类学习困难纽和控制组,2为

从长时记忆提取信息的两种作业任务。 2.3实验材料与程序 本研究包括两项作业任务,全部采用纸笔测试.主试与被试一对一进行。 2.3.1词语流畅性 这是一个简单词语反应测验,要求被试尽可能既快又准确地写出属于以下四种类别的 词-2个字、3个字和4个宇组成的词语均可,而且越多越好。


正式实验前,先给被试4个例子作为练习,例如: 鲜花:菊花、月季(请继续) 家具:二15桌、农柜(请继续) 以“天”字为开头的词:天空、天花板(请继续) 以“进”字为开头的词:进行、进化(请继续)

在正式测验中,可以不按顺序写,先写自己最熟悉的词语,不要在某一类题目上思考太 长的时间,要尽可能多写,如果写错了。也不要管它.要尽可能把自己想到的都写出来。记 录被试在90秒钟内正确写出属于4类词语的个数.作为被试在该任务的成绩。 2.3.2加法运算 这是一项简单的加法运算测验,要求被试在空格内填上正确的数字。 正式实验前,先给被试3个例子作为练习,例如:

3+8=5+一=一

9+4=2+一=一

7+5=4+一=~

正式测试时,共有15道这样的题目,要求被试尽可能既准确又快地写出答案,如果有 的答案无法确定,不要在这道题上思考太长的时间,可以快速写山自己认为最可能正确的答 案。记录被试正确完成该测试的时间平¨正确率。

3结果与分析 两项任务测试的复本信度(间隔一个月测试)分别是:词语流畅性为O.82,加法运算正 确率为0.88,加法运算反应时为0.9I,所有任务总体的克朗巴哈Ct系数为0.85,该测验的信 度较高。 3.1相关分析 表11不同能力组记忆提取任井与!学习成绩和智商的相关矩阵

”:P<O.OI

由表1 l可见.各记忆提取任务之间的相关均达到极显著水平(Jp<0.OI).各记忆提取任 务与学习成绩和智商的相关都达到了极显著的水平,词语流畅性任务与语文成绩的相关最高 (r=O.65),其次是数学成绩与加法运算正确率的相关(r=O.62),各记忆提取任务与智商 89


的相关均达到极显著水平(P<O.01)。这从一方面说明该研究所设计的任务具有较高的信度。 3.2不同能力组记忆提取成绩差异分析 表12不同能力组记忆提取的平均分和标准差

由表12可知,上述方差分析中.以智商作为协变量(排除智商差异的影响),两项记忆 提取任务的三项指标的组间效应都达到了极显著的水平(JP<O.001)..进一步多重比较发现, 词语流畅性任务中.控制组显著高于三类学习困难组.P<0.001,双困难组又显著低于语文 困难和数学困难组,平均差分别为5.12和5.23,P<0.001.语文困难和数学困难组差异不显 著P>0.05:加法运算正确率中,控制组显著高于双困难和数学困难组,平均差分别为21.32, P<0.001.7.57,P<0.0I,控制组和语文困难组差异不显著,P>0.05,双困难组显著低于语文 困难和数学困难组,平均差分别为19.74和13.75,P<0.00I,语文困难组义显著高于数学困 难纽,P<0.05;就加法运算反庶时米看,控制组显著高于二类学习斟难纽,与数学困难和坝 困难组的显著性水平达到P<0.001。与语文幽难组的显并性水平为P<0.01,烈困难组显著低 于语文困难和数学困难组。平均差分别为58.35和40.88.P<0.001,语文困难组又显著高于

薮骊薤纽,平讶掰彳节47,P葡面曩一多元万差夯祈_=iici覆明,模型对观测变委数据前拟音 优度(调糍的R2)分别为,词语流畅性0.44。加法运算正确率0.43,加法运算反应时o.46, 可以看到该模型对数据的拟合优度并不十分理想,记忆提取的三个指标拟合优度都不到 50%。从另一方面说,长时记忆信息提取缺陷只是造成学习凼难的部分原因.他们除受长时 记忆信息提取的影响外,还受到其它因素的影响。 3.3双困难儿童的工作记忆和长时记忆信息提取的特点 从前述研究中得出的重要结论是,工作记忆和长时记忆信息的提取存在密切的关系,从 学习困难儿童的j:作记忆和短时记忆特点的比较中已经发现,一f:作记忆缺陷是造成学习困难 的主要原因。而短时记忆的缺陷只能部分的解释学习凼难与控制组的差异,本实验义发现, 学习困难儿童在长时记忆的提取上存在明显不足.那么是不是由于学习困难儿童从长时记忆 提取信息的困难造成了j【作记忆的缺陷?换句话说,学习困难儿童的工作记忆缺陷是否是由 于不能正常激活储存在长时记忆的信息而造成的?如果长时记忆信息的提取对工作记忆真 有影响,其影响程度又如何?为了解决这个问题,可采用协方差分析的方法,以学习困难类 型作为自变量.以学习成绩总分、语文成绩和数学成绩分别作为因变量,通过协方差分析可 以得到当]:作记忆和长时记忆任务分别作为协变量进入方差分析前后学习豳难组和控制组

90


之间的差异程度和作用效应(q2),然后通过对n2的分析米衡坩这两个协变茸分别对不同学 习困难组和控制组之间的影响稗度。 以学>-3困难类型作为白变埘,以学习成绩总分作为因变域,进行协方差分析,智商始终 作为协变嚣.以排除智商的影响,以下分析不再赘述。当不考虑协变罱的影响时.学习困难

组和控制组之间的差异显著(n.Ⅲ1_192.70,尸<0.001。1"12=O.846):将K时记忆信息提取任 务指标(词语流畅性、加法运算)作为协变援进入方差分析,结果发现.学习困难组与控制

组之间的差异仍然显著(昂,i02)=69.62,P<O.001,q2=O.672),那么,长时记忆信息提取任务 对学习困难和控制组差异的效应量为21%【(0.846--0.672)/(3.846x100%=21%],也就是说, 长时记忆信息提取任务变量能够解释双困难组与控制组差异的2l%。前述研究已经得出工作 记忆能够解释双困难组与控制组差异的59%。将:li作记忆变嫩和长时记忆提取变量同时作

为协方差进入方差分析,结果发现,半习困难组与控制组之间的差异仍然显并(厅3,91尸14.15, P<O.001

r12=o.318),T作记忆私K时记忆信息提取变嫩的共同作用效应最为63%【(O.846

--0.318)/0.846x100%=63%】,由丁一I:作记忆单独的作_l_}j效应赏为59%,比原来增加了4 %的解释培,但相对丁:i:作记忆对烈凼难与控制纽之间筹异的贡献避来看要小得多,也就是 说。双困难组与控制组的工作记忆成绩差异不完全烂由于长时记忆信息提取缺陷造成的。 3.4语文困难儿童工作记忆和长时记忆信息提取的特点 以学习困难类型作为白变撼,以语文成绩作为因变量,进行协方差分析.当不考虑协变

量的影响时,学习困难组和控制组之间的差异显著(n.m)=155.94,P<O.00l,r12=0.8I 7): 将瞬时记忆信息提取任务指标(词语流畅性、加法运算)作为协变骨进入方著分析,结果发

现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(曩3.102)-78.75,P<O.001.卞=o.698)。那么。 长时记忆信息提取任务对学习困难和控制组差异的效应量为15%f(0.817—0.698) /0.817xloo%=15%】,也就是说,长时记忆信息提取任务变量能够解释语文困难组与控制组 差异的15%。前述研究已经得山.I:作记忆能够解释语文困难组与控制组著异的44%。将:I: 作记忆变鼙和I丈时记忆提取变封同时作为协方筹进入方筹分析.结果发现,学习凼难组与控 制组之间的差异仍然显并(FO,91)=23.53,P<O.001.T12=0.437),:i:作记忆和K=时记忆信息提 取变嫩的共同作刚效应赋为47%[(0.817--0.437)/0.817x100%=47%]。由?r:L作记忆单独 的作用效应量为44%,因此,比原来增加了3%的解释罱,但相对于二【:作记忆对双困难与控 制组之间差异的贡献鬣来看要小得多,也就是说,语文困难组与控制组的:l作记忆成绩差异 不完全是由于f<=时记忆信息提取缺陷造成的。 3.5数学困难儿童工作记忆和长时记忆信息提取的特点 以学习困难类型作为自变最,以数学成绩作为因变赞.进行协方差分析,当不考虑协变 量的影响时,学习困难组汞I控制组之间的差异显著(一3.Ⅲ尸198.73。P<O.001,n2=O.850)} 将长时记忆信息提取任务指标(词语流畅性、加法运算)作为协变量进入方差分析.结果发

现,学习困难组与控制组之间的著异仍然显著(Fo:02)=105.16,P<O.001,巾=o.756),那么,


陈时记忆信息提取任务对学习困难和控制组差异的效应鬣为26%【(0.850一O.629) /0.850x100%=26%]。也就是说.K时记忆信息提取任务变蜮能够解释数学困难纽与控制组 差异的26%。前述研究已经得出:[作记忆能够解释数学困难组与控制组差异的53%。将工 作记忆变量和长时记忆提取变量同时作为协方差进入方差分析,结果发现,学习困难组与控 83信忆 P<O 303 制组之间的差异仍然显著(R3)_20,, 19,提息 记时 .001,干=o. 跃和忆记作[: ,)

取变量的共同作用效应盘为65%[(O.850--0.303)/0.850x100%=65%J,由于j[:作记忆单独 的作用效应量为53%.因此,长时记忆信息提取变蛰的加入使』:作记忆的解释量增加了12 %,因此.长时记忆信息的提取对数学困难组与控制组的著异起到了不可忽视的作用。

4讨论 本研究全面考察了学习困难儿童的艮时记忆信息提取的特点,各记忆提取任务之间以及 它们与学习成绩和智商的相关都达到了极显著的水平,语文成绩与词语流畅性任务的相关最 高.达到了0.65,数学成绩与加法运算正确率的相关也达到了O.62的水平,这从一个侧面

反应出不同学习成绩与特定的记忆提取任务有关,语文成绩更多的依赖于被试是否有效的从 长时记忆提取词语信息有关。而数学成绩不但与被试是否有效的从长时记忆提取数字信息有 关.而且与词语流畅性有关。 通过方差分析和多重比较进一步发现,所有记忆提取任务变量的纽问效应都达到了极显 著的水平(.P<o.001),控制组均显著高于三类学习困难组,语文困难手"数学困难组义显著高 于双困难组。这些结论和本实验的预测是~致的,即学习凼雉儿童在长时记忆信息提取方面

~存在呀夏冉勺缺帑亍而且,不同英垂丽学习茵瘫兀童存在不同英爱韵记忆罐敢缺隋.话文困难… 儿童在词语流畅性任务上存在更严重的缺陷,数学困难和)f)(J;l;|难儿童不但在加法运算任务上 存在不足,而且词语流畅性任并也存在明显的缺陷。该结论也支持了Rosen利Engle(1997) 有关工作记忆容量的个体差异在记忆提取中作用的研究结果,高一[作记忆容越组比低工作记 忆容量组在记忆提取中处于有利的地位。 由于工作记忆和信息从长时记忆的提取存在密切的关系,那么是不是就象Anderson (1996)所说的工作记忆是长时记忆激活的部分以及Conway和Engle(1994)认为的那样: 工作记忆的容量与长时记忆中信息激活的总量是相等的。如果真是那样的话,长时记忆信息 的提取和二J:作记忆对学习困难儿童的影响程度应该是相同的。为了检验这种结论是否正确, 采埘协方筹分析分别对双困难组、语文困难组和数学困难组进行了比较,首先,对双困难组 与控制组进行比较,K时记忆信息提取任务对学习凼难和控制组差异的效应越只有21%,也 就是说,跃时记忆信息提取任务变量能够解释以困难组与控制组差异的2i%。而工作记忆却 能够解释双困难纽与控制组差异的59%,j[作记忆和K时记忆信息提取变量的共同作用效 应量为63%,比]二作记忆单独的作_I_}{效应量只增加了4%的解释量,相对于:C作记忆来说,

长时记忆信息提取对双困难与控制组之间差异的贡献最要小得多;其次,对语文困难组与控


制组进行比较,长时记忆信息提取任务对语文困难和控制组差异的效应量只有15%,也就是 说,长时记忆信息提取任务变量能够解释语文团难组与控制组差异的15%。而:I:作记忆能够 解释语文困难组与控制组差异的44%。将:J二作记忆变量和睦时记忆提取变最同时作为协方 差进入方差分析,:Ij作记忆和K时记忆信息提取变擐的共同作J_I=|效应龄为47%.比:r作记忆 单独的作刚效应量只增加了3%的解释拦,冈此,相对于:I。:作记忆来说,长时记忆信息提取

对双困难与控制组之间差异的贡献嫩要小得多:最后,数学困难组与控制组的比较.长时记 忆信息提取任务对学习困难和控制组蔫异的效廊嫩只有26%,而。I.:作记忆能够解释数学团 难组与控制组著异的53%。将‘『:作记忆变最和K时记忆提取变量同时作为协方筹进入方差 分析,结果发现,:I_=作记忆和艮时记忆信息提取变堵的共同作用效应量增加为65%,这就是 说,K时记忆信息提取变量的:JnA.对数学困难组与控制纽的差异所起的作用很火。综合以上 这些研究结果,:I:作记忆和长时记忆信息提取二者对造成学习困难的原因所起的作用是不同 的,:I:作记忆的贡献要远近火丁K时记忆信息提取所起的作用.不同困难类型也山现了分化. K时记忆信息的提取对数学困难儿童的影响比对语文困难和双困难儿童的影响更火。应该说 明的是,本研究是在自然状态条什F,没有考虑注意资源影响得山的结论.在被试注意资源 受限的情况F,不同能力组’I:作记忆和K=时记忆信息提取情况如何,将在以后的实验中逐步 深入研究。 还应该看到,学习凼难儿童欧时记忆信息提取确实存在缺陷,这种缺陷正象Baddeley和 Logic(1999)的研究,执行系统不但协调言语和视空间系统分配资源,而且它还可以激活长 时记忆中的信息,执行系统虽然不具有储存信息的功能.当要求储存的总龄超负荷时。执行 系统可以通过K时记忆和其它系统米完成,由此可以想到,妖时记忆信息提取可能是I:作记 忆能力的一个重要部分.学习I封难儿童长时记忆信息提取的不足可能与中央执行功能有关。

5结论 学习凼难儿童与控制组在K时记忆信息的提取方面存在显著差异,控制组显著高丁‘学习 困难组.不同类型学习困难儿童的缺陷存在筹异,语文凼难组与胄i;;}信息的提取芙系更为密 切,尤其在词语流畅性任务中存在不足,数!学凼难和般I;l!|难l!冗不仅在加法运算任务上存在明 显缺陷,在词语流畅性任务中也存在明显的不足。K=时记忆信息提取对不同学习困难儿童的 :Ij作记忆缺陷的解释程度不同,数学凼难与语文困难和双困难儿童相比存在更为严重的信息 提取能力不足。


第八章学习困难儿童工作记忆与抑制机制的关系研究 1引言 从前五个实验得出的结论是:相对于短时记忆、K时记忆信息的提取和加工速度来说t 工作记忆是造成学习困难儿童的根本原因,而短时记忆、睦时记忆信息提取和加工速度都不 足以完全解释学习困难与控制组之间的个体差异。短时记忆、长时记忆信息提取和加工速度 只能部分的解释学习困难儿童的工作记忆缺陷。近年来,有人试图用抑制机制缺陷(Inhibitory Mechanism Deficits)对学习困难儿童的工作记忆缺陷作出解释。抑制机制(Inhibitory

Mechanism)对j[:作记忆有效操作的重要性表现在:首先,它阻止无关信息进入工作记忆井 对已进入二I:作记忆的无关信息进行快速抑制;其次,使个体对先前加.I:过的但与当前记忆任 务己无关的信息进行抑制,从而把‘li作记忆的内容限制往与当前任务目标相关的范嗣内:最 后,使个体把注意维持在与当前任务目标相芙的信息上,以确保当前任务处于注意的中心。 20世纪80年代中期以来,关于选择性注意的研究,已从关注所选信息(目标)的研究转 向关注非选信息(分心物)的研究。Tipper等人(1985)首先采用负启动技术研究分心物的加工 特点.并提山在目标选择期间,分心物也同时受到加工。这种加二『:表现为分心物的内部表征 受到抑制,亦即当启动显示中的分心物作为随后的探测显示中的目标时,被试对其反应时间 延长。这种现象称为负启动效应。这种效应是由于此目标在先前的启动显示中曾充当过被忽 略的(受抑制的)分心物而造成的。因此,这种效应也称为分心物抑制效应。随后,研究者们 已在不同的实验材料(如字母、图片、数字、Stroop色词等)和不同作业(如识别、计数、定位

和归类{:5I)上郡观票到亍负启动藏麻i丽鱿■负启动效癍亍I;为一种实验技术在选抒性注意的一 研究中得到J“泛应用。许多研究表明,特定人群组往往表现山分心物抑制能力(即负启动效 应)较小。如老年人的负启动小于成年人;精神分裂患者的负启动效应小于正常人:在学生 被试中认知失败阀卷得分高者的负启动效应小于得分低者。为此Neill和Valdes(1995)在综 台此类研究时指出。负启动效应显示着与一种更酱遍的认知功能有关。 Hasher和Zacks(1988)等通过大量的负启动实验发现,老年人的负启动效应量明显比成

年人小,分一C信息抑制加1:的效率随年老化而F降。据此,Hasher等人提出了基于年龄发 展的抑制衰退理论。认为抑制机制的衰退是导致整体认知老化的主要原因。随着个体的增K, 抑制加:i二能力逐渐衰退,一些无关信息更容易进入:C作记忆中,使其效率降低,容量减少, 从而导致接个认知过程的衰退。 目前,关于工作记忆与选择性注意(抑制)的关系存在两种理论观点,第一种理论是互 动的观点。选择性注意与]:作记忆之间的互动芙系在很多研究中都得到证实,金志成和陈彩 琦从分心物入手探讨注意选择与:『:作记忆关系的研究说明:往恒定分心物干扰下,注意选择 的分心物习惯化机制能够保护。1:作记忆的编码、存储不受分心物干扰;而在非恒定分心物干 扰’F,注意选择则可以通过分心物抑制机制保护jL:作记忆的编码、存储以及加工过程。

94


Downing研究发现,不仅是注意对进入工作记忆的内容进行过滤.同时工作记忆中存留的内 容对注意的选择过程也有导向作用。对于:[:作记忆对注意选择的引导作用.研究者们提供了 3种不同层次的解释:一是:l:作记忆的内容实际上是激活了蚝时记忆中该刺激的袁征,使这

些表征在注意资源的竞争中取胜;二是jl:作记忆中保留的内容使大脑皮层保持兴奋性,因而 在注意选抒过程中具有优贽t互是.J:作记忆内容的激活作}H便神经细胞在刺激消失之后仍保

持选择性.因此对目标刺激的反虑更敏感。 神经定位研究结果也证实了选择性注意与】:作记忆的互动关系.Focken窨5;人采用fMRI 技术结合行为实验研究对]:作记忆和选择性注意的关系进行探讨。行为实验结果显示,当同 时进行注意选择任务(面孔一名字匹配判断).以及与该选择任务无关的:f作记忆任务(数 字记忆)时.高:[:作记忆负载条件导致被试在注意选择任务中的成绩下降.工作记忆的载荷 在注意选择过程中对于干扰刺激的抑制有显著影响,当iE作记忆任务与选择注意任务相关 时,较大的记忆载荷有利于抑制无关刺激的干扰。fMRI的结果表明:脑后部皮层活动和抑 制干扰刺激有关,前额叶皮层的活动和:i:作记忆负载有关.这两处的皮层活动有明显的交互 作用。此结果也支持TShallice的观点:额叶在注意选择过程中扮演着重要的角色。其它一 些神经生理方面的研究也提供了类似的证据。PET研究发现,前额rtl‘、运动前区、后顶nl‘ 和枕州‘皮质参与了‘I:作记忆任务。ERP研究则指山了顶叶平|J前额叶的活动与视空间jL作记 忆有关。SSPT(Steady—state

Probe

Topography)研究也发现.顶叶和前额叶参与了视空间二f:

作记忆的活动。前额叶和顶叶皮质在控制性注意活动中起着重要的作用。 第二种理论为同功同构观点,该理论认为选择性注意与工作记忆的关系不仅仅是互动, 而是一种更为深层的同功同构的关系。Engle等认为,工作记忆作为一般流体智力的一个重 要成分,就是控制性注意的一种体现。他通过结构方程模型考察工作记忆、短时记忆和一般 流体智力之间的关系时发现,工作记忆与短时记忆的差异主要体现在中央执行功能和策略使 用上,而这两方面都涉及到对注意资源的分配和控制。此外,他们还发现,相对于工作记忆 容量较小的个体,工作记忆容最较大者的抑制效率也较高。因此他们认为。工作记忆能力的 差异实际上反映了控制性注意的著异。随后,Kane等人则以视觉搜索为实验范式,在两种 实验条件(无附加任务和有附加任务)r,对一I:作记忆容量大和工作记忆容量小的两类被试 进行了比较,证实两类被试的t作记忆差异的确是由注意控制能力的差异导致的。工作记忆 容量大的被试能够较好地进行注意分配,而.1:作记忆容量小的个体则不能有效的进行注意控 制。该理论的支持者进一步认为,■:作记忆的存储成分和操作成分之间的相互作用是由注意 控制能力作为中介的。注意所选择的元素(注意焦点)即当前正在被加工的元素。Conwan 提出了一个包含两种不同特性记忆成分的模型来说明注意的选择作用。其中包括长时记忆中

被激活的表征和被注意选择的表征,前者是不受资源限制影响的,而注意焦点中的表征受到 资源有限性影响,即只有有限数量的表征能够进入注意中心。 分心抑制与:f作记忆的关系问题,是当前认知心理学界关注的热点问题之一。在分心抑

95


制研究中,通常用:r作记忆容量来考察抑制机制的发展差异与个体差异。Hasher和zacl(s 认为,抑制机制可以把工作"h2qL的内容限定予与任务有关的信息.抑制效率降低就会使更多 无关信息进入:r作记忆。从而干扰对目标信息的加]:。对年轻人而言,较高的分心抑制能力 能有效地阻止无关信息进入工作记忆;而对老年人而言,衰退了的抑制能力难以阻【I更多的 无关信息进入到工作记忆.从而影响其认知操作的成绩。Hamishfeger和Bjorklund通过研究 发现,抑制效率降低会导致无关信息进入并保持在工作记忆中,从而侵占有限的工作记忆空 间。Conway和Engle通过研究发现,工作记忆容量不同的被试抑制分心信息的能力也会不 同,低工作记忆容量的人不能有效压抑分心信息的激活,从而更易受到干扰。最近,Rosen 和Engle等人又以成对联想任务对此进行了研究.结果表明个体的二l_=作记忆容量与其抑制能 力有关。 Hasher和她的同事在火龄实验研究的基础上得山了有芙分心抑制与-I:作记忆的关系随 年龄发展的抑制控制假说。该假说认为,跟年龄相关的认知能力与个体的注意过程中控制分 心干扰能力直接相关.高认知能力是由于个体具有较高的控制无荚信息的抑制机制,而低认 知能力是由于个体具有相对较弱的控制无关信息的能力,这些认知能力集中表现在iC作记忆 的广度、阅读能力等多个方面。这一假说进一步认为,二l::作记忆随年龄不断。I"1洚-的趋势是由 于抑制能力随年龄不断下降导致的,而不是由于记忆容量本身的下降而导致。 有鉴于工作记忆成绩与抑制机制的密切关系,一些研究特殊人群的学者也提出了有关抑 制机制功能类似的假设.他们认为弱化的抑制机制至少是部分人群出现认知功能损害的原 因,如老年人、精神分裂人群和阅读困难患者等。这些研究者运J=f;I负启动任务来测量特殊人 群的注意加工,将负启动的抑制缺陷与更为全面的行为结果联系起米。研究结果印证了前面

的预预驻在某些人群中f颤闻。读碌丽儿重、老年灭相精神分裂j丙人)负硌动确有藏少。

…一

正是基于这种观点.Hasher等人(2000)对于阅读困难与止常儿童在:r:作记忆任务比较中

出现的成绩差异,提出了一种不同于工作记忆容量人小的观点—抑制能力假说。该假说认为, 阅读困难儿童的J:作记忆缺陷不是由于他们的.I:作记忆容烈更小,而可能是因为注意的抑制 控制不足。抑制机制调节]:作记忆的内容是通过三种方式进行的:特定通达、删除和I限制功 能。相应地.如果这些功能出现了问题,那么在后面的]:作记忆任务中的回忆将出现错误。 这一理论对:[作记忆缺陷的解释程度到底如何,有待于通过实验加以验证,这也是本实验的 研究目的所在。 抑制研究的经典范式是Stmop实验,Stroop任务最早是由美国心理学家Stroop于1935 年通过实验而锶名的。在实验中.要求被试者对不一致的(绿色的“红”)、一致的(红色的“红”) 和中性的(红色的“XXX”)颜色词做出颜色判断,会发现判断不一致刺激的颜色要比判断一 致或中性刺激的颜色需要的时间氏,或者错误率高。这种不一致与中性条件的羞异被称为冲 突效应(interference),这就是著名的Stroop效应:而一致条件比中性条什需要的反应时要 少.或错误率低.则被称为易化效应(facilitation)。总之,词义信息对颜色加:r:所产生的干扰


现象被统称为Stroop效应;相反,颜色信息对词义加:[所产生的相对较弱的干扰现象被称 为反转的Stroop效应(Tevel"se

Stroop effect)。

上述研究是基于阅读困难儿童为研究对象的.那么其它类型的学习困难儿童是否也存在 像阅读困难儿童这样的抑制缺陷?他们的:I:作记忆缺陷是否是由于抑制机制的不足而引起 的?基于以上研究,本实验以语文困难、数学困难和双困难儿童为研究对象.全面考察学习

困难儿童的抑制机制以及:r作记忆与抑制机制的关系。本实验预测:不同类型的学习困难儿 壹可能均存在抑制机制缺陷,但不同类刑学习困难儿童的抑制缺陷程度可能不同:抑制能力 不足是造成学习困难儿童工作记忆缺陷的原因。

2研究方法 2.1被试的选取 被试的选取同第三章实验一。 2.2实验设计 本实验采用4x3x2混合实验设计,其中第一个4是组间变擞.为三类学习凼难组和控 制组.3种stroop作业任务,每个作业任务都有两种难度水平。 2.3实验材料与程序 四种stroop作业任务全部为计算机测试.士试与铍试一对一进行。计算机自动记录各项 作业的止确率和反应时。 白色屏幕上分别呈现符号“・”和单字“红”、“绿”,它们分别被涂上红色和绿色.具体分3 种情况:(I)中性的:“・”符号分别涂上红色和绿色:(2)一致的:“红”字涂上红颜色,“绿” 字涂上绿颜色:(3)不一致的:“红”字涂上绿颜色,“绿”字涂上红颜色。这样.共组成6种 刺激。刺激材料选川红色和绿色,“红”和“绿”字为仿永体GB23 12、租体黑体字,72号:“.” 符号为72号,如图示:・红绿 正式实验时被试要完成以下3项任务: 首先呈现任务I的指导语,让被试练习4次(红色的“・”和绿色的“・”备2次),被试看 见红色的“・”按“一”键,看见绿色的“・”按“一”键。练习完毕,显现指导语2。按空格键后逐 一随机是现不同颜色的“・”符号,其中红色的“・”和绿色的“・”各10次。最后给山被试完成该 任务的正确率和平均正确反应时间,记录为“圆点颜色判断任务的正确率和平均止确反应时 间”。反虑时间为从刺激开始山现到按键的时间段。 上述任务璺现完毕后,接着呈现任务2的指导语(进行单字判断).被试先练习8次(其 中红颜色的“红”字、绿颜色的“红”字、绿颜色的“绿”字和红颜色的“绿”字各出现2次).练习 完毕后呈现指导语2。按空格键后逐一随机呈现一个中文颜色字“红”或“绿”,其中红颜色的 “红”字、绿颜色的“红”字、绿颜色的“绿”字和红颜色的“绿”字各10次,要求被试先判断单字, 不管字是什么颜色,只要出现“红”字,就按红色的键,出现“绿”字,就按绿色的键。最后给


出被试完成该任务的正确率和平均正确反应时间,记录为“单字判断任务的正确率和平均正 确反应时间”。 任务2完毕后,接着呈现任务3的指导语(进行颜色判断),被试先练习8次(其中红 颜色的“红”字、绿颜色的“红”字、绿颜色的“绿”字和红颜色的“绿”字各出现2次),接着呈现 指导语2。按空格键后逐一随机呈现不同颜色的单字,其中红颜色的“红”字、绿颜色的“红” 字、绿颜色的“绿”字和红颜色的“绿”字各10次,要求被试判断颜色,不管出现什么字,只 要字是红色的,就按红色的键.只要字是绿色的.就按绿色的键。最后给出被试完成该任务 的正确率和平均正确反应时间.记录为“单字颜色判断任务的正确率和平均正确反应时间”。 以上所有刺激每次星现的时间均为200毫秒,呈现完毕消失并预留出4000毫秒的等待 时间,超山4000毫秒仍不反应则视为错误.继续呈现下一个刺激,但若被试在4000毫秒内

给出反应,则按键完毕后即璺现-卜一个刺激,不必等到时间满4000毫秒。 第1次呈现刺激

呈现完毕

按键

I. |1

第2次呈现刺激

200ms。 ~ .

此时间段为需要记录的反应时间

任务I指导语:

屏幕上将山现符号“・”,该符号有红绿2种颜色,只要出现“・”符号,

一=一就接红鱼笪照!出现绿色的“.,’符号,就按绿色照筵!:靖堡窒鱼壁耍塑坌塑! 指导语2:练习完毕.按空格键正式开始。 任务2指导语:屏幕上将出现用红色或绿色写的“红”字(红、2t)和“绿”(绿、绿)两

个字.请进行字义判断。即不管字是什么颜色.只要出现“红”字,就按红色的键:山现“绿” 字,就按绿色的键。请按空格键开始练习。 指导语2:练习完毕,按空格键1E式开始。 任务3指导语:屏幕上将出现舶红色或绿色写的“红”字(红、红)和“绿”(绿、绿)两

个字,请进行颜色判断。即不管是出现“红”字还是和“绿”字,只要字是红色的,就按红色的 键,是绿色的,就按绿色的键。请按空格键开始练习 指导语2:练习完毕,按空格键正式开始。

3结果与分析 计算每个被试在各种条件’F的正确率和平均反应时,作为他们的操作成绩,井作进一步 的统计分析。在正式统计处理之前.对于正确率低于60%,反应时大于900ms的原始数据 全部删除,本实验中共删除3位反应时火丁.900ms被试的数据。


3.1以正确率为指标的统计结果 3.1.1各能力组正确率的方差分析 表13各能力组正确率的平均数和标准差 网点判断任务

单字字义判断任务 一致条件

SD

SD

单字颜色判断任务

不一致条什 M

SD

一致条件 M

SD

不一致条件 M

SD

以不同能力组类型和性别作为观察变量,以stroop任务IE确率成绩为控制变量,进行多 元方差分析,在上述进行的方差分析中,智商始终作为协变量,以排除不同能力组智商差异 造成的影响,建立冈定效应的饱平¨模型,结果发现,不同能力组的stroop成绩存在极显著差 异(P<O.001),不同性别的stroop成绩除单字字义判断颜色与字义不一致时的正确率差异显 著,厅I.101)=4.44,P<0.05外.其余各项成绩均不显著,不同能力组和性别对stroop成绩没有 产生交互作J【}j。由于不同能力组类型存在显著差异,需进一步多重比较,在圆点颜色判断任 务中,控制组平均正确率显并高丁学习凼难组.但筹异狂度不同.墩困难组与控制组差异最 大,平均筹为9.48,P<0 001.其次是数学困难组与控制组的平均筹为7.39,P<0.001.语文 凼难组与控制组的著异最小6

02,P<0

01,语文困难组显并高于双困难组,平均差为3.46,

P<0.05,语文困难组与数学困难组差异不显著,数学困难组与双困难组差异亦不显著:单字 字义判断颜色与字义一致任务中,控制组均显并高丁学习困难组,但差异程度不同,双困难 组与控制组著异最人,平均著为9.64,P<0.00l,其次是数学困难组与控制组的平均差为8.18, P<0.001,语文困难组与控制组的差异最小.平均差为4.84,P<0.Ol,语文困难组显著高于 取困难组,平均差为4.8l,P<0.05。语文凼难组与数学困难组差异不显著,数学困难组与双 困难组差异亦不显著:单字字义判断颜色与字义不一致任务中,控制组显著高于数学困难和 双困难组,平均差分别为11.07和15.69,P<0.001,控制组与语文困难组差异不显著,双困 难组显著低于语文困难和数学困难组,平均著分别为11.15,P<0.001.和4.62,P<0.05,语 文困难组显并商于数学困难组,平均著为6.54,P<0.05:单字颜色判断字义与颜色一致任务 中,控制组均显著高于学习困难组,其中戏困难组与控制组差异最大,平均著为9.23, P<0.00l,其次是数学困难组与控制组的平均蔫为7.16,P<0.001.语文困难组与控制组的差 异最小,平均著为5.38,P<0.01,三类学习凼难组之间的筹异不显著:单字颜色判断字义与 颜色不一致任务中,控制组均显著高于学习困难组.双困难组与控制组差异最大,平均差为 13.42,P<0.00l,其次是数学困难组与控制组的平均差为10.28,P<0.001,语文困难组与控


制组的差异最小,平均差为8.61,P<O.OI,三类学习困难组之间差异不显著。 3.2以反应时为指标的统计结果

查!!至旦堂垄望堡釜!!竺!£垦壁堕盐兰塑鳖型堡堡茎 单字字义判断

圆点判断

一致条件

单字颜色判断

不一致条件

一致条件

不一致条件

SD

SD

SD

SD

SD

语文困难405.2

91.2

479.7

101.1

552.6

137.4

450.0

133.6

492.5

175.9

数学困难

396.5

77.3

462.0

73.29

530.8

123.2

434.2

112.2

533.9

173.1

双困难434.3

138.1

476.9

118.16

560.0

122.3

482.6

130.7

592.8

130.2

342.2

57.8

388.3

57.50

417.8

67.2

391.1

58.3

406.9

63.9

控制组

以不同能力组类型和性别作为观察变量,以stroop任务反麻时成绩为控制变量,进行多 元方差分析.在上述进行的方差分析中,智商始终作为协变昔,以排除不同能力组智商差异 造成的影响,建.CBl定效应的饱和模型,结果发现.不同能力组的stroop反应时成绩存在极 显著主效应,P<O.001,不同性别在恻点判断和单字字义判断任并上的反应时存在显著的主 效应,显著性分别为P<O.001和P<O.05,不同能力组类型和性别在各项任务的反应时成绩 交互作_I;{j不显著。由于不同能力组类型存在显著差异,需进一步多重比较,圆点颜色判断任 务中,控制组均显著高于学习困难组,双困难组与控制组差异最大,平均差为92.02,P<O.001,

~其次是语文困难纽与控{};;组的平均差为巧:i01 r粤四.O!:,一数学圉难组与揎割组差异虽小:!坠 均差为50.93.P<O.05,学>-j困难组之间的差异不显著;单字字义判断颜色与字义一致任务 中,控制组均显著低于学习困难组.其中.双困难组与控制组的差异最大。平均差为88.67, P<O.001,其次是语文困难纽,平均差为79.1 7,P<O.Ol,数学困难纽与控制组的差异最小, 平均差为71.18.P<O.叭,学习困难组之间的差异不显著.相对而言。数学困难组的反应时 最短:单字字义判断颜色与字义不一致任务中,控制组均显著低于学习凼难组.其中,双困 难与控制组差异最大,平均差为142.29,P<O 001,其次是语文凼难组,与控制组的平均差 为121.21,P<O.001.数学困难组与控制组的差异最小,平均差为104.82,P<0.0l,学习困 难组之间的差异不显著,相对而言,数学困难组的反应时最短:单字颜色判断字义与颜色一 致任务中.控制组均显著低于学习困难组,其中,双困难组与控制组的差异最人,平均差为 91.43.P<0.001,语文困难和数学困难组与控制组的差异非常接近,P<O.05,学习幽难纽之 间的差异不显著,相对而言,双困难组反应时最长;单字颜色判断字义与颜色不一致任务中, 控制组均显著低于学习困难组,其中,双困难与控制组差异最大,平均差为185.81,P<O.001, 其次是数学困难组,与控制组的平均差为146.07.P<O.001,语文困难组与控制组的差异最 小,平均差为126.54,P<O.001,学习困难组之间的反戍时差异不显著,相对而言,语文困

00


难组反应时最短。 采用配对样本T检验,分别对stroop各项任务单独进行分析.结果发现:(1)在一致 条件下的单字字义判断和单字颜色判断任务的正确率都高于圆点颜色判断任务的正确率,,

‘108)}!月“_¥=3.81,P<0.001,,t108)m∞lmiEllm=4.42,P<O.001.但在不一致条件下的单字字 义判断和单字颜色判断任务的正确率都低于恻点颜色判断任务的正确率。t(108)}z月*£_¥= 6.10,P<0.001,,t108)_e月*《_¥=3.78,P<0.001-无论在何种条件下,圆点颜色判断任务的 反应时都显著低于单字字义判断和单字颜色判断任务的反应时.P<0.001,出现明显的易化 效应;(2)无论是单字字义判断或单字颜色判断,被试在不一致条件下的反应时均显著高于 一致条件下的反应时,,l108、・}《月_Kn目==7 24,P<0.001,t。108,自△MKR¨=9.08,P<0.001:(3) 无论是单字字义判断或单字颜色判断,被试在不一致条件。r的正确率均显著低于一致条件下 的正确率,f‘108)・}i椭《_¥=10.IO,P<0.001。,‘I∞,n也Hm.E__=7.86.P<0.001。上述结果表明, 在stroop任务中都出现了明显的干扰效应。其中,学习困难组受到的干扰比控制组大。按 Lorch和Horfl(1986)所使州的计算方法,可算山不同能力组受干扰所占比例.单字字义判定 任务条件。F,语文学>-3困难组受干扰的比例为27%『(552.28--405.23)/552.28]x1000/一----27%; 数学困难组受干扰的比例为25%[(530.79--396.55)/530.79]x100%=25%:双困难组受干扰的 比例为23%[(560.04—434.31)/560.04]x100%=23%:而控制组受干扰的比例为18%[017.75— 342.29)/417 75]x100%=18%,因而可知单字字义判断任务条件‘F学习困难组比控制组更易受

Stroop色字的干扰:在单字颜色判断任务中,语文学习困难组受干扰的比例为18%[(492.46 —405.23)/492.46]x100%=18%:数学困难组受干扰的比例为26%[(533.97— 396.55)/533 97]x100%=26%;

坝凼难组受干扰的比例为27%[(592.77—

434.31)/592.77]x 100%=27%:

而控制组受干扰的比例为

16%[(406.96—

342.29)/406.96]x100%=16%.因此,单字颜色判断任务条件r学习困难组比控制组更易受 Stroop色字的干扰。总之,学习困难纽在抑制无关信息的干扰上比控制组弱。语文困难儿童 在单字字义判定任务条件下的干扰量明显火于在单字颜色判断任务中的干扰量.双困难儿童 则恰恰相反,数学困难儿童在两种条件下的干扰量著异不明显。 本实验结果说明,学习困难儿童的抑制机制存在明显的缺陷,前人研究已经发现,工作 记忆和抑制机制存在密切的关系,由此可以想到,学习困难儿童的工作记忆缺陷是否是由于 抑制机制的不足而引起的?工作记忆与抑制机制对造成学习困难原因的解释程度或贡献各 是怎样?二者对不同能力组的效应量是否相同?为解决这些问题.可以进行以下分析。 3.3双困难儿童的工作记忆和抑制机制特点 以学习困难类型作为白变餐,以学习成绩总分作为冈变量.在下列进行协方差分析中, 智商始终作为协变母,以排除不同能力组智商著异造成的影响。当只考虑智商作为协变最的

影响时,学>-j困难组和控制组之间的差异显著(如.m)--192.70,P<0.001,q2=0.846):将抑 制机制任务指标(不考虑中性条件圆点判定任务的影响,以下同。)的单字字义判断一致和


不一致条件的反应时和正确率、单字颜色判断一致和不一致时的反应时和正确率作为协变量 进入方差分析,结果发现.学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(只3,94)=64.40,P<O.001,

十=o.673).那么.抑制任务对学习困难和控制纽差异的效应量为21%[(o.846--0.673) /0.846x100%=21%1,也就是说,抑制任务变擞能够解释双凼难组与控制纽差异的21%。前 述研究已经得山:C作记忆能够解释域困难纽与控制组著异的59%。将:1:作记忆变量和抑制 变量同时作为协方差进入方著分析.结果发现,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著 63%846 46 P<O .001. , 112 =0.3 11),工作记忆和抑制变培的共同作用效应嚣为 (^3)一12., 3 8 .O(【

--0.311)/0.846x100%=63%],比工作记忆单独的作用效应量增加了4%的解释量,由此可 以看出,抑制机制确实对工作记忆产生了影响.但相对于工作记忆对双困难与控制组之间差 异的贡献量来看,抑制机制的效应量要小得多,双困难组与控制组的差异可能是:[作记忆和

抑制机制不足的共同缺陷造成的,也可能是由于抑制机制的不足造成了]:作记忆部分成绩的 下降。 3.4语文困难儿童的工作记忆和抑制机制的特点 以学习困难类型作为自变域,以语文成绩分数作为因变量,在下列进行协方著分析中, 智商始终作为协变量,以排除不同能力组智商差异造成的影响,当只考虑智商作为协变量的 影响时,学>-3困难组和控制组之间的差异显著(一3,10sffl55.94,P<O,001,rlz=0.817):将抑 制机制任务指标(单字字义判断一致和不一致条件的反应时和正确率、单字颜色判断一致和 不一致时的反应时和王E确率)作为协变量进入方差分析.结果发现,学习困难组与控制组之 间的差异仍然显著(,b,94}=87.42,P<O.00】,q2=O.736),那么,抑制任务对学习困难和控制

箍差异韵3“9t16-'7.量为:o%【(o.S

17--0.7360∞.8ln!oo%曼lo%】,且就是说,塑自蜓筵墨§星能

够解释语文困难组与控制组差异的10%。前述研究已经得出工作记忆能够解释语文困难组与 控制组差异的44%。将工作记忆变量和抑制变量同时作为协方差进入方差分析,结果发现,

学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(几.㈣=23.27,P<O.001,qkO.457),工作记忆和 抑制变量的共同作用效应量为44%[(0.817--0.457)/0.817x100%--44%].与工作记忆单独 的作用效应量相同,也就是说,抑制机制单独虽然可以解释10%的组间差异,但是,它与 工作记忆结台没有增加任何解释量,换句话说,语文困难儿童的根本缺陷在于:C作记忆而不 是抑制机制。 3.5数学困难儿童的工作记忆和抑制机制的特点 以学习困难类型作为自变量,以数学成绩分数作为因变量,在下列进行协方著分析中, 智商始终作为协变餐,以排除不同能力组智商差异造成的影响.当只考虑智商作为协变量的

影响时,学>-j困难组和控制组之间的差异显著(Ff3J05)=198.73,P<O.OOl。卞=o.850):将抑 制机制任务指标(单字字义判断一致和不一致条件的反应时和正确率、单字颜色判断一致和 不一致时的反应时和正确率)作为协变量进入方差分析,结粟发现,学习困难组与控制组之 间的差异仍然显著(FO,9,t)=72

4I,P<O.00l,十=o.698),那么,抑制任务对学习困难和控制


组差异的效应最为18%【(0.850—o.698)/0.850x100%=1 8%】.也就是说,抑制任务变缝能 够解释数学困难组与控制组18%的组间差异。前述研究已经得出工作记忆能够解释数学困难 组与控制组差异的53%。将21:作记忆变罱和抑制变量同时作为协方差进入方差分析,结果 发现,学>-3困难组与控制组之间的差异仍然显著(^3∞)=15.97,P<O.00l,n2=0.366),:C作 记忆和抑制变始的共同作用效应量为57%[(0.850—0.366)/0.850x100%=57%1,比:C作记 忆单独的作用效应量增加了4%的解释最.由此可以看山,抑制机制确实对工作记忆产生了 影响,但相对于:L作记忆对于数学困难与控制组之间差异的贡献量来看。抑制机制的效应量 要小得多.数学困难组与控制组的差异可能是:I:作记忆和抑制机制不足的共同缺陷造成的, 也可能是由于抑制机制的不足造成了工作记忆部分成绩的下降.

4讨论 本研究以经典的Stroop实验范式全面考察了学习困难儿童的抑制机制,在以正确率为 指标的分析中发现,不同能力组的stroop成绩存在极显著差异(JD<0.001),不同性别的stroop 成绩除单字字义判断颜色与字义不一致时的止确率著异显著外,其余各项成绩均不显著.不 同能力组和性别之间的stroop成绩交互作川不显并。总体上看,控制组平均正确率显著高于 学习困难组,不同类型学习困难组之间的差异程度不同,双凼难组与控制组差异最大。语文 困难组和控制组在多项指标上虽然存在显著差异,但与双困难和数学困难组相比,语文困难 组与控制纽的平均差最小:在以反应时为指标的分析中发现,学习困难组与控制组存在显著 差异,学习困难组在各项stroop任务中的反应时均显著高于控制组.而学习困难组之间的差 异不显著,这从一个侧面说明,不同学习凼难组均存在抑制缺陷。另外,通过配对样本T 检验还发现:在一致条件下的单字字义判断和单字颜色判断任务的正确率都高丁.中性的圆点 颜色判断任务的正确率,山现了明显的易化效应;但在不一致条件+F的单字字义判断和单宇 颜色判断任务的正确率都低于中性的圆点颜色判断任务的正确率.无论在何种条纠:下,圆点 颜色判断任务的反应时都显著低于单字字义判断和单字颜色判断任务的反应时.表现山明显 的stroop干扰效应:无论是单字字义判断或单字颜色判断,被试在不一致条件下的反应时均 显著高于一致条件下的反应时;无论是单字字义判断或单字颜色判断,被试在不一致条件’F 的正确率均显著低于一致条件下的正确率。在stroop任务中不同能力组都出现了明显的干扰 效应,但不同能力组之间受干扰的效应量不同,总体上,学习困难组受到的干扰比控制组大。 对于不同学习困难组而言,不同任务所受到的干扰效应量也不同,单字字义判定任务条件下, 语文学习困难组受干扰的比例最火(27%),而单字颜色判断任务中,语文学习困难组受干 扰的比例最小(18%),双困难组受干扰的比例最大(27%),而且,单字颜色判断任务条件 比单字字义判断任务条件F学习凼难组比控制组更易受Stroop色字的干扰,学习困难组在 抑制无关信息的干扰上比控制组弱。 通过对不同学习困难儿童。L作记忆和抑制机制的比较中发现,对双困难组而言,抑制任

03


务变量能够解释双困难组与控制组差异的21%,而工作记忆能够解释双困难组与控制组差 异的59%._-E作记忆和抑制变量二者结合在一起能够解释63%的组间差异,二者的共同作 用量比:亡作记忆单独的作用效应量增加了4%的解释量,由此可见,双困难组与控制组的差

异可能是工作记忆和抑制机制不足的共同缺陷造成的,也可能是由于抑制机制的不足造成了 工作记忆部分成绩的下降.但相对于:l:作记忆对双困难与控制组之间差异的贡献量来看,抑 制机制的效应挝要小;对于语文困难纲而言,抑制任务变埘能够解释语文困难组与控制组差 异的10%。]:作记忆却能够解释语文凼难组与控制组著异的44%,工作记忆和抑制变量二 者结合在一起的共同作用效应量仍然为44%,也就是说,对语文困难组来说.抑制任务与 工作记忆结合并没有增加任何解释量,由此可见,语文困难儿童的根本缺陷在于工作记忆而 不是抑制机制的不足:对于数学困难儿童而言,抑制任务变量能够解释数学困难组与控制组 18%的组间差异。而工作记忆却能够解释数学困难组与控制组差异的53%,:【作记忆和抑 制变量结合在一起的共同作用效应量为57%,比:【=作记忆单独的作用效应量增加了4%的解

释餐,抑制机制确实对工作记忆产生了一定的影响,但相对于:l:作记忆对于数学困难与控制 组之间差异的贡献量来看.抑制机制的效应量要小。由此可见,虽然学习困难儿童酱遍存在 抑制机制缺陷,但不同类型学习困难儿童的抑制机制所起的作用是不同的,抑制机制对语文 困难儿童的影响最小,而数学困难组与控制组的缺陷可能是f:作记忆和抑制机制不足的兆同 作用造成的,也可能是由于抑制机制的不足造成了jI:作记忆部分成绩的F降t尽而影响学>--j 成绩,造成不同程度的学习凼难。

5结论 不同能力纽在一致条件+F,均山现了明显的易化效应,在不一致条什’F.都表现山明显 的stroop干扰效应.但干扰效应量不同,学习困难组显著高丁控制组;与控制组相比,学习 困难儿童均存在抑制机制的缺陷。不同困难组抑制缺陷程度不同,数学困难和双困难组的抑 制能力缺陷大于语文困难组;数学困难和双困难组的].:作记忆缺焰的部分原因是由于抑制能 力不足造成的.而语文困难的工作记忆缺陷与抑制能力无关:语文困难儿童在单字字义判定 任务条件下的干扰量明显大于在单字颜色判断任务中的干扰量,双困难儿童则恰恰相反,数 学困难儿童在两种条件下的干扰鹫差异不明显。该研究结论在某种程度上支持了:l:作记忆缺 陷的抑制假说.


第九章总体分析与讨论 1总体分析

本研究通过紧密lIj}系的六个实验,采用层层深入、步步递进的分析方法全面考察了学习 困难儿童的工作记忆特点,前两个实验分别考察了学习困难儿童的言语工作记忆容量、视空 间工作记忆容螬和中央执行功能的特点,实验三致实验六分别考察了与工作记忆密切相关的 学习困难儿窘的短时记忆、妖时记忆倌息的提取、加:C迪度和抑制机制的特点以及它们与]_= 作记忆的关系,总体上看,学习困难儿童和控制组相比,在这些方面均存在不同程度的缺陷,

不同类型学习I;i4难JL童存在的缺陷程度不同。而且,不同类型学习困难儿童的缺陷出现了朋 显的分化,通过对实验数据的统计分析,得到了一些有启发意义的结论,各任务单独对不同 学习困难儿童的贡献率见r表。

●_ ■ 。 。●。-_ _ _ _ _ _ - _- _- ●-■● _ _-●_ -●_ _ _ I●_ _ _- - _ _ -_ ●_ ●_ _ _ _ _-●-_ _ _ _ -一 表15备任务单独对不同学习困难组的影响 般凼难

谱文凼难

数学困难

由上表可以清楚地看出,。I:作记忆整体(言语i:作记忆、视空间]:作记忆和中央执行功 能)对造成学习困难原冈的解释程度最人,而在jI:作记忆的三个成分中,言语:f作记忆对不 同学习困难儿童的贡献最人.也就是说,言语:l:作记忆缺陷可能是造成学习困难的主要原因, 视空间工作记忆对不同学习困难儿童的影响出现了分化,对数学困难和双困难组影响较大, 而对语文困难儿童儿乎没有影响。其次是短时记忆的影响在19%到34%之间,仅次于言语 工作记忆的贡献,学习困难儿童在长时记忆信息的提取、加工速度和抑制机制三项任务上都 存在明显的不足,它们单独的贡献率在10%到21%之间不等。综合前面的分析.现在已经

知道单独的短时记忆、长时记忆的提取、加]:速度和抑制机制均不能完全解释学习困难与控 制组之间的能力差异,和工作记忆相比它们单独所起的作用都比较小,那么,是否存在这种 可能,即它们之间的相互组合或两两之间的相互作用,从而导致不同的学习困难?为进一步 全面考察不同学习困难组1:作记忆缺陷受哪些因素的影响,可进一步采用协方差分析和多层 次回归分析的方法。


1.1双困难儿壹的工作记忆能力缺陷的认知机制分析 以学习困难类型作为自变量,以学习成绩总分作为因变量,智商始终作为协变量,以排 除智商差异的影响,分别进行以下协方差分析:将短时记忆和长时记忆信息的提取同时作为 协变量进入方差分析,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(F(3,96f=24.80,P<0.00 1,q2 =O.437),按照前面的计算公式,短时记忆和艮时记忆信息的提取同时作为协变量可以解释 48%的组间差异:将短时记忆和加一l:速度任好指标同时作为协变量进入方著分析,学习困难 组与控制组之间的差异仍然显著(只3 31_29., 9,度速工加84 和忆记时P<0 短.)194001 .o=千, 同时作为协变量可以解释42%的纽间差异;将短时记忆和抑制机制任务指标同时作为协变量 进入方差分析.学习困难组与控制组之间的著异仍然显著(F(3.98)-30.91,P<0.00l,q2=O 513), 短时记忆和抑制机制同时作为协变量可以解释40%的组问差异;将短时记忆、长时记忆信息 的提取和加工速度三者同时作为协变量进入方差分析,学习困难组与控制组之间的差异仍然 显著(只3.∞】-21.60,P<0.001,112=0.419),短时记忆、长时记忆信息的提取年l叻口j[速度三者 同时作为协变量可以解释51%的组间差异;将短时记忆、K时记忆信息的提取和抑制机NY- 者同时作为协变量进入方差分析,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(只3鄙)=17.02,

P<0.001,帝=0.375),短时记忆、长时记忆信息的提取、抑制机制三者同时作为协变量可以 解释56%的组间差异;将长时记忆和加:[速度任务指标同时作为协变量进入方著分析,学习 困难组与控制组之间的差异仍然显蔫(^3,96)=52.26,P<0.001,n2=0.620).长时记忆和加:I: 速度同时作为协变量可以解释27%的组间差异;将K时记忆和抑制机制任务指标同时作为协

变量进入方差分析,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(F(3川=30.95,P<0.001,u2 =吼5∞工长时记忆和抑制机制同时作为协变茸可以解释40%的组间差异;将加:l:速度和抑 —一一

制机制任务指标同时作为协变墩进入方差分析,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著

(n188)-41.37,P<0.001,卞=o.585).加:I:速度平¨抑制机制同时作为协变掇可以解释3l%的 组间差异:将长时记忆、加1:速度和抑制机制三者同时作为协变量进入方差分析,学习困难

组与控制组之间的差异仍然显著(凡朋)=26.09,P<0.00 1,q¨.0.479),跃时记忆、加工速度 和抑制机制三者同时作为协变量可以解释44%的组间差异:将短时记忆、长时记忆信息的提 取、加工速度和抑制机制四者同时作为协变量进入方差分析,学习困难组与控制组之间的差

异仍然显著(而.79】=14.96,P<0.001,qk0.362),短时记忆、长时记忆信息的提取、加工速 度和抑制机制四者同时作为协变{;}可以解释57%的组间差异;将ir:作记忆、短时记忆、长时 记忆信息的提取、加工速度利抑制机制五者同时作为协变量进入方差分析.学习凼难组与控

制组之间的差异仍然显著(只3邡、_7.69,fl<0.001,卞=o.253),J:作记忆、短时记忆、长时记 忆信息的提取、加工速度和抑制机制同时作为协变量可以解释70%的组间差异;由此可见, 短时记忆、长时记忆信恳的提取、加:[:速度和抑制机制四者结合在一起的作用量(57%)和 工作记忆单独的作用量(59%)非常接近,它们和工作记忆结合在一起使解释量增加到70 %,这从一个方面说明,双困难儿童的工作记忆缺陷的深层原因可能在于较差短时记忆、长


时记忆信息的提取、加:I:速度和抑制机制四者相互作用的结果。 通过上述协方差分析可以发现,对于造成学习困难儿童影响因素的变量目前尚不十分清 析,为了进一步探明造成双困难儿童的深层原因.以一F采用多层次同归分析作进一步深入研 究。

这里,被解释变螭为学习成绩总分。解释变揖为言语:L:作记忆、视空间:[作记忆、中

央执行功能、短时记忆、长时记忆信息的提取、加:I:速度和抑制机制的所有作业任务,多元 逐步回归分析的项目入选标准a=0.05.剔除标准口=0.1。解释变量筛选策略先采用强制进 入策略(Enter),并做多重共线性检测,结果发现,相关系数R为0.939调摧的判定系数R2

为0.826,因此,拟合优废很高,被解释变量可以被模型解释的部分较多,来能被解粕《的部 分较少。F检验统计量的观测值为15.61,P<0.001,因此.各回归系数不同时为0.被解释 变量与解释变量全体的线性关系显著.可建立线性模型。进一步考察各个变量的显著性水平 发现,部分变量的回归系数显著性的t检验的概率P>0.05,它们与被解释变量的线性关系是 不显著的,不应该保留在方稗中,由于该模型中保留了一些不应保留的变量.因此,目前该 模型是不可用的,应重新建模。采用向后筛选策略让SPSS白动完成解释变最的筛选,共经 过27步完成同!J1方程的建立.最终模删为第27个模型,展终保留在方程中的变量是阅读广

度、运算词语广度、字母旋转、数字记忆、词语反廊、加法运算正确率、单字字义判断字义 与颜色不~致是的lE确率以及单字颜色判断字义和颜色不一致时的反应时:

表16影响学习总成绩冈素的同归分析

注:R=0.93,R2=o.87 最终的同扪方稗是:学习成绩总分=--70.467+5.39阅读广度+4.48运算词语广度+ 5.7】字母旋转+5.06数字记忆+113词语反应+0.78加法运算正确率+O.52单字字义判断字 义和颜色不一致时的正确率一4.62x102单字颜色判断字义和颜色不一致时的反应时。 由回归方程可以看山,整个模型能够解释学习总成绩的87%,拟合度很好,该方程较 好的解释了影响学习成绩的变异。学习成绩总分与言语工作记忆、空间工作记忆,短时记忆、 长时记忆信息的提取和抑制机制有荧.这些方面的共同缺陷最终影响学习成绩,造成了学习

07


困难落后,而加工速度任务被排除在方程之外,即加:1I:速度成绩不能解释学习成绩的差异・

从回归方程还可以看出,言语1二作记忆的三项指标中的阅读广度和运算词语广饺进入了最终 模型,而且阅读广度的解释量晟大,这进一步说明言语1作记忆对双困难影响的重要性。该 结论支持了一般加工假说。 1.2语文困难儿童的工作记忆能力缺陷的认知机制分析 以学习困难类型作为自变量。以语文成绩分数作为因变量.智商始终作为协变量,以排 除智商差异的影响.分别进行以下协方差分析:将短时记忆和长时记忆信息的提取作业任务

同时作为协变量进入方差分析,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(凡,9s)=71.60, P<O.001.巾=o.687).那么.短时记忆和长时记忆信息的提取同时作为协变茸可以解释16% 的组间惹异;将短耐记忆和hia?F.速度任务指标同时作为协变最进入方差分析.学习困难组与

控制组之间的差异仍然显著(F(3

.001,卞=o.

70 P<O 1-69., s9.时 同度 速工加和忆记时短688 ,)

作为协变量可以解释16%的组间差异:将短时记忆和抑制机制任务指标同时作为协变量进入

方差分析,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(R3,90}=84.91,P<O.001,干=o.739), 短时记忆和抑制机制同时作为协变量可以解释10%的组间差异;将短时记忆、长时记忆信息 的提取和加E速度三者同时作为协变量进入方差分析,学习困难组与控制组之间的差异仍然

显著(%.”)-59.01,P<0.00l。卞=o.658),短时记忆、长时记忆信息的提取和加工速度三者 同时作为协变量可以解释20%的组问差异;将短时记忆、长时记忆信息的提取和抑制机制三 者同时作为协变量进入方差分析,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(Fo,s0=50,89, P<0.00】,712=O.653),短时记忆、长时记忆信息的提取、抑制机制三者同时作为协变量可以

解释20%的纽闫差异:将长财迥坯和加一r=遮擅堡务揖橱圊盟佑为协变量堂入方差分析,学习 困难组与控制组之间的差异仍然显著(一3 速度同时作为协变量可以解释

.,

.OOl,q2=O.

,&时记忆和加工 务指标同时作为协

变量进入方差分析,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(只3.91尸60.99,P<O.001,q2 =0.668),长时记忆和抑制机制同时作为协变量可以解释18%的组间差异;将加工速度和抑 制机制任务指标同时作为协变鬣进入方差分析,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著

(F(3.18严63.20,P<0.001,卞=o.683),加:[速度和抑制机制同时作为协变量可以解释17%的 组间差异;将长时记忆、加工速度和抑制机制三者同时作为协变量进入方差分析,学习困难

组与控制组之间的差异仍然显著(而.85】-52.1

1,P<0.001.r12=0.648),长时记忆、加工速度

和抑制机制三者同时作为协变量可以解释21%的组间差异:将短时记忆、跃时记忆信息的提 取、加:[速度和抑制机制四者同时作为协变量进入方著分析.学习困难组与控制组之间的差 异仍然显著(FO

.,

,帝=o.

),短时记忆、长时记忆信息的提取、加工速

度和抑制机制四者.79)同=3时8作30为P协<O变00挝1可以解释59328%的纽间差异;将i[作记忆、短时记忆、长时 记忆信息的提取、加il:速度和抑制机制五者同时作为协变域进入方差分析,学习困难组与控 制组之间的差异仍然显著(Ft3,6s)--19.69,P<0.001。q2=O.465),:I:作记忆、短时记忆、长时


记忆信息的提取、加:I:速度雨I抑制机制同时作为协变量可以解释44%的组问差异;由此可见, 语文困难组不像双困难组.二L作记忆、短时记忆、&时记忆信息的提取、加工速度和抑制机 制五者结合在一起的作用最只有44%,和工作记忆单独作j};i最(44%)完全一样,也就是 说,它们和工作记忆结合在一起没有增加任何解释墩.因此.语文困难儿童的工作记忆缺陷 的深层原因不是由较差的短时记忆、跃时记忆信息的提取、加jI!速度和抑制机制四者相互作 用的结果,与特定的言语+l:作记忆有笑。 通过上述协方麓分析可以发现,对于造成语文困难儿童影响因素的变量目前尚不十分消 析t为了进一步探明造成语文凼难儿童的深层原因.以r采用多层次回归分析作进一步深入 研究。这里,被解释变最为语文成绩分数,解释变量为言语:I:作记忆、视空间:【作记忆、中

央执行功能、短时记忆、饮时记忆信息的提取、加工速度和抑制机制的所有作业任务,多元 逐步回归分析的项目入选标准a=0.05,剔除标准p=0.1。解释变域筛选策略先采用强制进 入策略(Enter),井做多重兆线性检测.结果发现,相关系数R为0.890。调籀的判定系数 R2为O.793,因此,拟合优度较高,被解释变量可以被模型解释的部分较多,朱能被解释的 部分较少。F检验统计是的观测值为7.99,P<0.001,因此,备同归系数不同时为0,被解释 变量与解释变量全体的线性关系显著,可建立线性模型。进一步考察各个变域的显著性水平 发现,部分变鹫的同归系数显著性的,检验的概率P>0.05,它们与被解释变量的线性关系是 不显著的,不应该保留在方程中,由于该模型中保留了一些不应保留的变爨,因此,目前该 模型是不可用的,应重新建模。采心向后筛选策略让SPSS自动完成艉释变量的筛选.共经 过27步完成回归方程的建立,最终模型为第27个模型,最终保留在方程中的变最是阅读广 度、运算词语J’。度、词语反应、加法运算正确率、单字颜色判断字义和颜色不一致时的反应 时、汉诺塔反应总时间和字母与数字连线反应时。

表17影响语文成绩因素的回归分析 变量

入选项目

SEB

Beta

Sig

言语工作记忆

阅读广度

9.27

O.99

O.56

9.36

0.000

中央执行功能

汉诺塔总反应时

2.35E

O.000

0.17

3.06

0.003

字母数字连线反臆时

-0.10

0.05

.0.14

.2.08

0.040

词语反应

O.72

0.22

O.23

3.27

O.001

加法运算止确率

0.33

0.09

0.22

3.66

0.000

氏时记忆

-_ ●_- _ _ ●_- ●一_●_ ●_ _- _ ●_ - ●_-一_ -_ _-一- _ _ _ ●_ l- _一 抑制机制

单字颜色不一致反随时

一2.34E

0.01

Consmnt

2.26

10.07

--0.12

--2.21

0.030

注:R=0.88.R2:o.74

最终的回归方程是:语文成绩=2.26-1-9.27阅读J“度+2.35x105汉诺塔总反应时一

0.10×103字母数字连线反应时+0.72词语反应+O.33加法运算正确率一2.34x102单字颜色判


断字义和颜色不一致时的反应时 由回归方程可以看出,整个模型能够解释数学成绩的74%,拟合度较好,该方程较好 的解释了影响语文成绩的变最因素。语文成绩与言语工作记忆、中央执行功能、长时记忆信 息的提取和抑制机制有关,阅读广皮的解释量最大,其次是欧时记忆信息提取任务的词语反 应,这些结果说明。语文困难与特定的:I.:作记忆缺陷有关。在最终的模型中,加:[速度和空 间工作记忆任务被排除在方程之:外,即加工速度和空间工作记忆成绩不能解释造成语文成绩 的差异,该结论支持了特殊加工假说。 1.3数学困难儿童的工作记忆能力缺陷的认知机制分析 以学习困难类型作为自变量,以数学成绩分数作为因变量,智商始终作为协变量.以排 除智商差异的影响,分别进行以下协方差分析:将短时记忆和长时记忆信息的提取同时作为

协变量进入方差分析,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著(F(3,96】=47.45,P<O.001,卞 =0.597),那么,短时记忆和长时记忆信息的提取同时作为协变鼙可以解释30%的组间差异: 将短时记忆和加工速度任务指标同时作为协变量进入方差分析.学习困难组与控制组之间的 差异仍然显著(只3

f=53.,

),短时记忆和加:[速度同时作为协变量可

,”2=0.

任务指标同时作为协变量进入方差分析,学

以解释

习困难组与控制组之间的差异仍然显著(F(3,88)-41.09,P<O.001,n2=O.583),短时记忆和抑 制机制同时作为协变量可以解释32%的组间羞异;将短时记忆、睦时记忆信息的提取和加工 速度三者同时作为协变量进入方差分析,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著 (日3

.,

作为协,w变)=4量3可71以P解<O释001

.q2=O.

),短时记忆、蚝时记忆信息的提取和加工速度三者同时 异;将短时记忆、长时记忆信息的提取和抑制机制三者同

时伟丙协变量进入方差分析,学剪函砸蕴与控制组之间的菪异仍然显著(F(3’85)=35.15, P<O.001,n2=0.554),短时记忆、长时记忆信息的提取、抑制机制三者同时作为协变量可以 解释35%的组间差异;将长时记忆和加j J:速度任务指标同时作为协变颦进入方差分析,学习

困难组与控制组之间的差异仍然显-糟(,b,9e)=74.35,P<O.00l。卞=o.699),长时记忆和加工 速度同时作为协变量可以解释18%的组间差异:将长时记忆和抑制机制任务指标同时作为协 变避进入方差分析,学习豳雉组与控制组之间的著异仍然显著(F(3、_56., =0.

24% 0 ),长时记忆和抑制机制同时作为协变量可以解释 5610度0速O<工P加3将2;异19差,间组 的

。q2

和抑

制机制任务指标同时作为协变量进入方差分析,学习困难组与控制组之间的差异仍然显著 (只3.1B)-51.57,P<O.001.q2=0.637).加j[速度和抑制机制同时作为协变量可以解释25%的 组间差异;将长时记忆、加1:速度和抑制机制三者同时作为协变量进入方差分析,学习困难

组与控制组之间的差异仍然显著(只3.85)_43.11,P<0.00l,qkO.603).长时记忆、加工速度 和抑制机制三者同时作为协变量可以解释29%的组间差异:将短时记忆、长时记忆信息的提 取、加工速度和抑制机制四者同时作为协变量进入方差分析.学习凼难组与控制组之间的差 异仍然显著(F(339)=32.08,P<O.00l,”2=0.549),短时记忆、K:时记忆信息的提取、加工速


度和抑制机制四者同时作为协变每可以解释36%的组间著异:将工作记忆、短时记忆、挺时 记忆信息的提取、加工速度平¨抑制机制五者同时作为协变罱进入方差分析,学习困难组与控 制组之间的差异仍然显著(^3.6s)=10.20,P<0.001.n2=0.310),]:作记忆、短时记忆、欧时 记忆信息的提取、加工速度和抑制机制同时作为协变量可以解释64%的组间差异.比工作记 忆单独作用量(53%)增加了1 1%的解释量,数学困难儿童的工作记忆缺陷的深层原因可 能与较差短时记忆、长时记忆信息的提取、加:C速度和抑制机制四者相互作用的结果有关。 通过上述协方著分析可以发现,对于造成数学困难儿童影响冈索的变黹目前尚不十分清 析,为了进一步探明造成数学凼难儿童的深层原冈,以’F采州多层次回归分析作进一步深入 研究。这里,被解释变跫为数学成绩分数,解释变簧为言语.【作记忆、视空间:[作记忆、中 央执行功能、短时记忆、长时记忆信息的提取、加:I:=速度和抑制机制的所有作业任务,多元 逐步同归分析的项目入选标准a=0.05,剔除标准B=o.1。解释变最筛选策略先采用强制进 入策略(Enter).并做多重共线性检测,结果发现.相关系数R为0.935.调籀的判定系数 R2为O.814,因此,拟合优度很高,被解释变母可以被模拟解释的部分较多,未能被解释的 部分较少。F检验统计量的观测值为14.55,P<0.001,因此.各回归系数不同时为0,被解 释变量与解释变量全体的线性关系显著.可建立线性模型。进一步考察各个变量的显著性水 平发现,部分变量的回归系数显著性的t检验的概率P>0.05,它们与被解释变量的线性关系 是不显著的,不应该保留在方程中,由于该模型中保留了一些不应保留的变蹙,因此,目前

该模型是不可用的.应重新建模。采川向后筛选策略让SPSS自动完成解释变罱的筛选,共 经过28步完成回归方科的建立.最终模型为第28个模玳,最终保留在方程中的变母是计算 广度、距离估计、字母旋转、加法运算止确率、数字记忆、单字字义判断字义和颜色不一致 时的正确率和单字颜色判断字义和颜色不一致时的反应时。

袭18影响数学成绩因素的回归分析

注:R=0.92,R2=o.85

根据上述回归分析结果,可以对影响数学成绩的因索建立回归方程。晟终的回归方程是: 数学成绩=--46.452+3.93计算广度+3.85字母旋转+2.89距离估计+2.82数字记忆+0.45


加法运算正确率一2.34x 102单字颜色判断字义和颜色不一致时的反应时+0.26单字字义判 断字义和颜色不~致时的正确率 由回归方程可以看出,整个模型能够解释数学成绩的85%,拟合度很好.该方程较好 的解释了影响数学学习困难的变量。数学学习困难与言语:l:作记忆、空间工作记忆、短时记 忆、长时记忆信息的提取和抑制机制有关.计算广度的解释量最大.其次是蚝时记忆信息提 取任务的加法运算正确率和字母旋转,这些结果说明,数学困难既与齄体工作记忆缺陷有关 也与K时记忆提取的数字信息的不足有关,同时,短时记忆中数字记忆利普遍的抑制机制也 是影响数学困难的重要变越。在最终的模型中,加]:速度任务被排除在方程之外,即加工速 度成绩不能解释造成数学成绩的差异。

2总体讨论 2.1学习困难儿童的工作记忆特点 2.1.1学习困难儿童的言语工作记忆容量特点

在Baddeley的模型中。言语:I:作记忆是专门储存和加J:言语信息。本研究支持了有关 工作记忆缺陷是学习困难儿童的基本问题的结论,随着困难类型以及加工要求的不同,他们 表现出特定部分的缺陷或整体上的不足(对注意进行控制的加jI:能力不足)。而且,这些控 体和部分的工作记忆缺陷能够相互独立地影响语文和数学学业领域的成绩,实验结果表明, 在语文和数学领域,学习困难者的整体的工作记忆能力比同龄的正常儿童小。这种能力不足

不完全特定于他们的学些困难(如阅读和数学)类型。总体上看.学习困难儿童(语文困难、 数学困难和双困难)均存在言语工作记忆缺陷。言语工作记忆是工作记忆的~部分.专门负 责储存和加工基于言语的信息,它服务于复杂的认知活动,如阅读理解、写作、问题解决等。 然而.学习困难儿童的这种简单子系统的缺陷并不是唯一的:I二作记忆缺陷,实验发现,在对 加工提出不同要求的情境中.学习凼难儿重与控制组相比,表现出短时记忆、长时记忆信息

提取和注意控制过程的不足。由于阅读问题与其他认知问题如数学问题解决等有很紧密的联 系。因此.语文困难儿童可能在使_I:}j共同资源的其它学业领域上也存在缺陷,正如Siege和 Ryan所说:“很难发现有阅读困难而无数学学习问题的儿童,特别是当涉及到加法时,因为 加法需要在任务中阅读数字和符号”。 本研究中言语工作记忆由阅读广度、计算广度和运算词语J“度三项任务构成。不同任务

反映了不同的工作记忆操作,计算广度更多的与数字材料有关.阅读广度更多的与言语材料 有关。而运算词语广度既与数字材料有关也与言语材料有关,它们与学习成绩的相关也出现 了分化,数学分数与计算广度的相关最高,语文分数和阅读广度的相关最高。与控制组相比, 不同类型学习困难儿童均存在言语工作记忆缺陷,语文困难儿童的缺陷主要在于阅读广度, 而数学困难儿童的言语工作记忆缺陷则更多的与计算广应有关,般困难儿童在阅读广’度和计


算广度两方面均存在不足。 本实验结论支持了Mcnamara和Wong(2003)的研究结果,他们采用学业和日常生活 两种工作记忆任务,结果发现.阅读困难儿童言语:I:作记忆存在困难。在研究的早期.研究 者主要考察阅读困难儿童在单词水平上的言语工作记忆表现。当时的许多研究发现,言语工 作记忆缺陷是阅读困难儿童在单词(word)学习上存在困难的内在原因,即阅读困难儿童的

单词再认成绩差与其对言语二I::作记忆的使用、操作和发音控制存在缺陷有关。如Gathercole 和Baddeley(1989)的研究发现t阅读困难儿童比熟练阅读儿童在对不熟悉和无意义词的发 音上存在困难,表明其发音控制机能存在缺陷。20世纪90年代后期以来,研究者对存在言 语工作记忆缺陷的阅读困难儿童在语句和语篇作业任务中的表现给予出了极火的研究热情. 这些研究成果揭示,言语:I:作记忆缺陷可以部分地解释语文困难儿童在阅读理解和写作等学 业领域任务中的不良表现。如,Laing和Kamhi(2002)的研究表明,语文困难儿童言语工 作记忆缺陷可部分地解释其在故枣的同忆、理解和解释性推理(explanatory inferences)上的 困难。 本研究的言语:L:作记忆虽然没有涉及发音速度的语音回路任务,从Swanson和Ashbaker (2001)的研究中也可以得到一些启示,他们的研究发现:尽管阅读困难者的工作记忆、词 语短时记忆、发音速度都不如熟练阅读者,但词语短时记忆和工作记忆的差别与发音速度无 关,当剔除发音速度后进行分析,与阅读有关的:[作记忆和短时记忆的差别仍存在,表明阅 读困难被试的缺陷是整体的jl:作记忆能力不足:另外。工作记忆任务和词语短时记忆任务包 含了独立于发音速度外的词认知和阅读理解变最。这些结果与Daneman等人的研究结果相 一致。Danernan等认为,词语短时记忆和:1.作记忆任务本质上是不同的。尽管语音编码可 能对短时记忆的同忆很重要,但它不是『:作记忆任务的一个重要因索。 2.2.2学习困难儿童的视空间工作记忆容量特点 视空间模扳负责加:l:雨I贮存视觉材料或可编码为表象的词语材料.信息既可以直接进入 视觉空间模板,也可以间接地进入视觉空间模扳。视空间模板支持操纵空间信息。他的功能 包括:执行空间任务、始终追踪空间变化的信息、操纵空间方向、指导空间运动,如果儿童 的视空间模板存在缺陷.那么他们在阅读和理解地图或者从模板中拷贝项目时将会发生困 难。有趣的是,从学习困难儿童的行为方面观察到许多数学学习困难儿童存在书写不规范以 及偏行问题,这些暗示,数学困难儿童可能存在空间协调问题。 本研究的一个重要发现就是视空间:r作记忆与数学成绩的相关远远高于与语文成绩的 相关:数学困难组和双困难组的空问.I:作记忆任务上的成绩不存在显著差异,语文困难绢和 控制组的视空间工作记忆成绩显著高于数学困难和取困难组。在随后的方差分析中也显示, 视空间:L=作记忆对数学成绩有重要影响,语文困难儿童不存在空间.1:作记忆缺陷.而数学困 难和双困难儿童存在明显的空间:I:作记忆不足。本研究否定了Swanson(1996)早期研究结 论:即阅读困难儿童的视空间短时记忆是正常的,视空间工作记忆不如正常儿童的结论。同


时,该研究结果为Shute(1991)所提出的:“言语和空间的j[作记忆作业反映着~种认知因

素,它比加工速度、一般的知识威技能能更好的预测学习成绩”的论述提供了一种佐证・本 研究同时也支持了McLean及Hitch(1999)的研究结论:即相对于年龄匹配的控制组,算 术困难儿童在语音]二作记忆上表现正常,但却在空间:f作记忆上存在损害。同时,本研究结 论与张明和隋洁(2002)关于分散注意条件一F学优生与学困生视空间jf:作记忆的比较研究的 结论是一致的。 至于数学困难儿童为什么存在空间工作记忆缺陷?不同的研究者提出了不同的观点, Swanson和Sachse(2001)研究发现.儿童在4岁时语音环已经发展完好,但8、9岁以下 儿童的短时记忆仍主要依靠视觉图像的信息。Siegel和Ryan(1989)以Daneman和 Carpenter(1980)的句子广皮和Case,Kurland和Goldberg(19821的计数广度以及地图与方向 (空间工作记忆)作为工作记忆能力的指标,结果发现:数学学习困难儿童存在选择性的工 作记忆缺陷,即伴有阅读问题的数学学习困难儿童,其听觉广度和计数广度均较低,而不伴

有阅读问题的数学学习困难儿童的计数广度正常,但听觉广度较低,同时存在空间工作记忆 的缺陷。据此,Siegel和P,yan认为,个体存在一个特殊的算术工作记忆系统(arithmetical working memory

system)。这似乎表明,语音加:l二受损可以解释数学学习困难儿童计数广度

较低的现象:伴有阅读问题的数学学习困难儿童计数速度过慢是导致其计数广度较低的原

因,证明其言语工作记忆的予系统——发音控制存在缺陷。而不伴有阅读问题的数学学习困 难儿童则在言语工作记忆的另一个子系统——语音存贮上,存在一定的困难。以上研究结果 的启示意义在于.在对数学学习困难儿童的:[作记忆进行研究时。为了使研究工作的深化和

一一细致他,—嘉必要对数学学习鲤难的ⅦE类型进行细化分类研究。

在对于数学困难儿童的蜓期研究中,Geary(1991)发现,存在三种潜在的数学学习困 难类型,第一种类型属于从长时工作记忆中陈述和提取数学知识方面有困难.他们常常出现 提取错误,而且反应时较长。这种缺陷常常与阅读困难伴随发生,反映了儿童在从长时语义 记忆中陈述和提取信息(单词和数学事实)时,存在更为普遍的问题;

第二种类型属于程

序困难.他们不会使用有效的策略解决问题,在解决问题时有许多程序错误。这些缺陷可能 与儿童在程序概念的理解上发展迟缓有关;第三种类型属于视空间信息加工困难,这种困难 可能对数学学习的多方面造成影响,存在这类障碍的儿童在对齐数位、确定运算符号、空间

信息和数字转换等数字视觉信息的组织上存在困难。数学学习困难的这些基本特征,表明不 同类型障碍存在不同的认知缺陷。本研究虽然没有对数学困难儿童进行这样的分类研究,同

样发现数学困难儿童存在普遍的空间工作记忆缺陷。数学学习困难的各种亚类型与阅读困难 存在不同的对应关系,据此推测,数学学习困难的各种亚类型在空间工作记忆任务上可能会 有不同的分化。

2.1.3学习困难儿童的中央执行功能特点 本研究发现,中央执行功能各任务与学习成绩和智商均存在显著相关。总体上看,语文


成绩与中央执行功能各项任务相芙低丁数学成绩与中央执行功能各任务的相关.这说明数学 困难儿童比语文困难儿童更依赖于中央执行功能。尽管不同学习困难类型的儿童中央执行功 能的缺陷程度不同,但学习凼难儿童惜遍存在中央执行功能缺陷。通过二I.:作记忆的三个成分 对学习困难儿童的影响的比较中可以看山.中央执行功能对学习成绩的影响是普遍而霍要 的,但它的影响没有超过言语:【作记忆的重要性。

那么.中央执行功能是怎样影响学生的学习成绩的?换句话说。学习困难儿童的中央执 行功能缺陷是如何制约他们的学习的7中央执行性系统(central

executive

system)主要负责

工作记忆中的控制性加工,其主要功能有:工作记忆中各子系统功能的协调、对编码和提取

策略的控制、操纵注意管理系统和从跃时记忆中提取信息。本研究主要涉及的三项中央执行 功能任务是:汉诺塔主要反映了中央执行器的计划功能,数字划消反映了中央执行器的转换 功能.数字与字母连线反映了中央执行器的协调与注意分配功能.与控制组相比,学习困难 儿童在这些任务中的成绩均存在明显的不足,学习困难儿童的计划、转换、协调和注意分配 能力存在不足,表现出普遍的中央执行功能缺陷。 对阅读困难的早期研究发现,在高加工要求条件下,阅读困难儿童的回忆成绩低于正常 儿童,而在低加工要求条件F,阅读困难儿童的回忆成绩甚至要好于正常儿童的成绩,但这 种差异并未达到显著性差异。即,一般而言,阅读困难儿童在高加工要求条件下存在分配注 意资源的缺陷。但这种注意资源分配缺陷的内在过程究竟如何,只能通过对阅读困难儿童在 这些活动中的实时加工活动进行考察来实现。表明阅读困难和数学困难儿童均存在注意资源 监控缺陷,即存在执行性功能缺陷。而且,学习困难的程度越深,中央执行功能的受损程度 就越火,本研究也支持了上述研究结论。 研究已经发现,当加:I:要求最小时,完成初级和次级任务的成绩都晟佳。然而,对多种 任务施加高要求时,加工的协调(例,修改和重新选择优先考虑的加:l二行为)活动必须由中 央执行器来完成。这些协调如某些部分包括加工的优先策略,对某种特征的选择性注意和某 种信息的抑制。随着需要加:I:的信息的增加,对心理资源需求的个别差异会越来越大。心理 资源有限时,任务的成绩会人幅度‘F降。这些限制是由I丁K时记忆中储存的信息不足(通常 是指数据限制、缺少先前的知识)、注意能力(认知空间火小或可分配到任务上的控制性注 意)不足。从实验报告中得山的结论是,二J:作记忆(中央执行是其中一部分)的个别差异是 直接与智力一般或更高的个体的学业成绩(如阅读理解)有关的。因此.智力正常的儿童或 成人在中央执行方面有困难(或效率不同).这些困难不是仅限于那些智力低下者(例,智 力落后者)。在早期研究中,Swanson(1984)研究发现,与学业正常的同龄人相比。学习 困难者对注意资源的心理分配能力容易受到限制,阅读困难者在较难的任务上存在分配注意 资源的困难。Swanson(1993)的研究发现了一种明显的记忆负荷效应。结果显示。在3个数 字串的记忆负荷的词语和视空分类的情境中,阅读困难者的成绩与实际年龄匹配组的成绩不 存在显著著异,只有在协调任务变得困难时,组间差异才会出现。更重要的是,在高负荷的


情境_卜的结果表明,阅读困难者对词语和非词语分类时数字串的回忆成绩比实际年龄匹配 (和阅读水平匹配的控制组)的正常组差。因为与实际年龄匹配的熟练阅读者相比,阅读困 难者的回忆成绩不是仅限于特定的储存系统(如语词储存),人们可以推论,是加工而不是 语言的特定系统导致了这种结果。本研究和Swanson的研究:学习困难儿童普遍存在中央 执行功能缺陷的结论是一致的。 总之.学习困难儿童的工作记忆存在更新和转换信息的困难。对于学习困难者的这些监 控问题是否反映了特定的心理资源问题还是反映了任务转换的问题,尚不清楚。不过,这些 监控问题是基本相关的。能力共川模式认为,]:作记忆成绩的所有方面都受能力的跟制。这 些限制可能只限于单独的一般资源或多种资源,可能有服务于不同任务的单独或多个资源 库。在每一阶段,儿童在执行储存和加工同时进行的任务之间分配资源。任务转换模式认为, 在反应中存在“瓶颈”,学习困难与学习正常者的资源限制是相同的。但学习困难者在不同的 加工要求下存在分配注意的策略性困难(difficulty strategically)。由于中央执行功能具有多 样性,可以肯定地认为,学习困难儿童的中央执行功能是一种普遍存在的缺陷。 :C作记忆影响学生的学习成绩,这意味着工作记忆容量低的儿童在学习过程中处于不利 地位。任何学习任务都会对工作记忆产生一定的负荷,需要消耗工作记忆的资源,相同的学 习任务所产生的认知负荷对不同个体的影响不同。对:l::作记忆容最大的个体来说,由于没有 超山其工作记忆能力所能承受的限度.有足够的资源对学习任务进行加:h因而会取得良好 的学习效果:对于工作记忆容量小的个体来说,由丁.学习任务所产生的认知负荷超山了其工 作记忆能力所能承受的限度,导致资源不足,不能对学习任务进行有效的加.t.从而对学习 产生不剽影螭;

..

2.2学习困难儿童工作记忆缺陷的认知机制 2.2.1学习困难儿童工作记忆与短时记忆的关系 短时记忆反映了信息的储存能力.本研究发现。词语短时记忆与语文成绩的相关显著高 于与空间短时记忆的相关。数学成绩与所有短时记忆任务的相关均极其显著,尤其是数学成 绩与数字短时记忆的相关最高。智商与短时记忆任务的相关显著,词语短时记忆与智商的相 关高于空间短时记忆与智商的相关。数学成绩与短时记忆的相关高于语文成绩与短时记忆的 相关。 与语文困难儿童的工作记忆山现分化的特点相似。语文幽难儿童的词语短时记忆和空间 短时记忆显著低于控制组儿童,通过协方差分析发现,语文困难儿童与控制组的差异几乎可 以全部刚词语短时记忆来解释,而空间短时记忆的贡献很小,即语文困难儿童的短时记忆缺 陷在于词语短时记忆。语文困难儿童的工作记忆缺陷在于言语工作记忆。而与空间短时记忆 和空间工作记忆无关。通过回归发现。语文困难儿童的工作记忆儿乎可以完全由词语短时记 忆的缺陷来解释,词语短时记忆全部进入回归方程,而空间短时记忆只有方块变换保留在方 程中,而且解释量很小。与语文困难不同,通过方差分析发现,数学困难与控制组在词语短


时记忆和空间短时记忆均存在显著差异,协方差分析发现,这种差异是由词语短时记忆和空 间短时记忆两方面的差异造成的,而且它们的贡献蜒大小相当。这一结果与前述分析的数学 困难儿童的J:作记忆缺陷分析是对麻的.数学凼难儿童存在育语jI:作记忆和空间jr:作记忆缺 陷。通过:I.:作记忆和短时记忆的协方差分析发现,.‘l:作记忆的贡献赋远远高丁短时记忆的贯 献量。对双困难儿童来说,双凼难儿童在各项短时记忆的成绩均显著低于控制组,协方差分 析发现,词语短时记忆的贡献大于空间工作记忆的贡献,通过回归分析发现,对学习成绩总 分解释有贡献的变避是词语短时记忆和空间短时记忆二者共同作用的结果。但词语短时记忆 的贡献大于空间短时记忆的贡献。通过:C作记忆和短时记忆的比较中发现,工作记忆对双困 难儿童的影响大于短时记忆的影响。 总之,通过该实验数据可以得山的结论是:不同类型学习困难儿童均存在工作记忆和短 时记忆缺陷,二者是独立的影响学习困难儿童的变最。语文困难儿童的缺陷在于词语短时记 忆而不是空间短时记忆,数学团难利双困难儿童在所有的任务中成绩都著,表现出词语短时 记忆和空间短时记忆两方面缺陷。 本研究支持了Cantor,Engle¥11Hamilton(1991)。Cornoldi和Vecchi(2000)。Vecchi. Monticelli。和Comoldi(1995)的学习困难儿童存在i J:作记忆和短时记忆缺陷的研究结论. 该结论部分的支持TSwanson(1994)的研究结果,即学习困难的原因是工作记忆缺陷而不是 短时记忆,:I:作记忆和短时记忆是独立的,而且它们负载的因素不同,短时记忆依赖于被动 的储存系统,对保存的材料在回忆时不作任何修改。 基于两种记忆系统有同样加一I:过程的实验证据,心理学家致力于寻找是否存在共同的因 素影响空间短时记忆和言语短时记忆的发展。Kail认为加:I:速度的发展不仅是言语短时记忆 的发展原因,也是视觉空间短时记忆的发展原因。他提山一般认知加工速度是通过影响“视 觉复述”而影响视觉空间短时记忆发展的观点。Chuah和Maybery对6—12岁儿童的言语和空 间广度、发音速度和敲击速度(tapping rate)、言语和空间搜索任务成绩作了变异分离的多元 回归分析,结果也证明了无论对于言语记忆还是空间记忆,加jI:速度都是影响其发展的主要 因素,这些假设有待于通过实验加以验证。 2.2.2学习困难儿童的工作记忆与长时记忆信息提取的关系 本实验数据显示,学习成绩和智商与各艮时记忆提取任务的相关都达到了极显著的水 平。语文成绩与词语流畅性任务的相关最高,其次是数学成绩与加法运算正确率的相关。这 从一个侧面说明长时记忆信息的提取是影响学习成绩的一个重要变量,而且智商的高低也与 长时记忆信息提取存在密切的相关。不同类型学习困难儿童与控制组相比均存在显著差异, 学习困难儿童的长时记忆信息提取成绩明显低于控制组。 为了证实工作记忆和信息从K时记忆的提取之间的关系,验证Anderson(1996)所说的

工作记忆是长时记忆激活的部分以及conway和Engle(1994)认为的那样:工作记忆的容 量与长时记忆中信息激活的总量是相等的结论。采耳;}协方差分析分别对双困难组、语文困难


组和数学困难组进行比较,对双困难组与控制组进行比较发现,相对于工作记忆来说,长时 记忆信息提取对双困难与控制组之间差异的贡献量耍小得多;对语文困难组与控制组进行比 较发现,相对于工作记忆来说.长时记忆信息提取对双困难与控制组之间差异的贡献量也比 较小;对数学困难组与控制组的比较发现,不论是长时记忆信息提取任务单独对学习困难和 控制组差异的效应量还是工作记忆和陡时记忆信息提取变量的共同作用效应蹙都比较大,而 且:l:作记忆和长时记忆信息提取结合在~起的解释量增加较大。这就是说,长时记忆信息提 取变量对不同能力组的影响是不同的,数学困难儿童更多的依赖于长时记忆信息的提取。也 就是说,长时记忆信息提取确实对造成学习成绩起作用,但这种作用并不像Anderson(1996)、 Conway和Engle(1994)的研究结论那样大。虽然本研究没有考虑注意资源的影响.也就 是说,在被试注意资源受限的情况下,:l:作记忆和睦时记忆信息提取是否相同,结合实验六 的研究结果,将跃时记忆的信息提取乖I抑制机制结合在一起二者所起的作用也没有]:作记忆 的作用大。 通过本实验数据所显示的结果,有充分的理由相信学习困难儿童长时记忆信息提取确实 存在缺陷,这种缺陷正象Baddeley和Logie(1999)的研究,执行系统不但协调言语和视空 间系统分配资源,而且它还可以檄活艮时记忆中的信息,执行系统虽然不具有储存信息的功 能,当要求储存的总量超负荷时,执行系统可以通过长时记忆和其它系统来完成,长时记忆 信息提取是工作记忆能力的一个重要部分,学习困难儿童长时记忆信息提取的不足与中央执 行功能有关。 学习困难尤其是数学困难儿童的长时记忆信息提取存在缺陷,这种缺陷直接影响问题解

决,图为.阀题解决需要相蓑的蜘蛆储存:但是但担群头脑史在在的觋盛知识并不能保证它. 能得到有效的应用,这些知识能否被激活取决于知识结构的储存方式,Lawson和Chinnapan (1994)对学习困难儿童的问胚解决进行了研究。他们采用考试后让学生自由回忆和提示回忆 的方法,发现优等生能唤起大鬣的相关知识并能够有效地利J{J这些知识,而学习困难儿童不 仅唤起的知识量少而且也不能有效的加以利刚。儿童不能够有效的回忆已有的知识这种状 态,称为“唤起失败”(accessfailure)。“唤起失败”影响学习成绩的两个方面.一是唤起问题, 存在这类问题的学生不能激活相关知识,即学生不能适时激活知识结构中与问题解决相关的 知识.唤起相关知识失败被认为是导致学习困难的普遍原因:二是学生唤起了相关知识,却

不能有效的应用它。例如,学生有时能回忆出解题所需要的公式、定理,却不能正确的应用 于解题中,这说明学习困难学生的知识是零散的,其知识结构是无序的。

知识唤起失败导致问题解决失败,或是因为知识组织不良,或是因为在解决问题中对唤 起的知识没有反审意识,或是因为缺少有效的搜索策略。知识网络的纽织与搜索策略是相互 作用的。组织不良的知识结构限制了学生搜索与问题相关知识,而对问题解决过程的无效反 审或管理也可以导致不能激活重要知识或不能有效使用已激活的知识。学习困难儿童的知识 结构联系质量不高。这是因为相关知识问题没有建立联系,或是某种联系建立的不够完善。


这种知识结构可能是一种低强度或低联系程度的结构。没有联系的知识不能被有效的激活从 而造成学习成绩不良。 2.2.3学习困难儿童的工作记忆与加工速度的关系 本实验数据显示,语文成绩和数学成绩与加!f:速度任务之间的相关极为显著,而且,数 学成绩与加工速度的相关高于语文成绩与加j1:速度的相关.数学成绩与加工速度各任务之间 的相芙非常接近。智商与加:I:速度各任务的相关也达到极显著水平。方差分析发现.不同能 力组的加工速度成绩存在极显著差异.不同性别的加:li速度成绩差异不显著。不同能力组类 型和性别对加二f:速度成绩没有产生交互作_l;lj。多重比较发现,学习困难儿童的加工速度显著 低于控制组。总体上看。语文困难与数学困难组之间的差异不显著,语文困难和数学困难组 又显著高于双困难组。 认知老化的加工速度理论已经证实,加工速度随年龄增长而减慢是认知功能发生老化的

主要原因。1:作记忆容量虽然可以解释许多认知功能的年龄变异.但是如果控Ittt加工速度 后,:I!作记忆的解释力就火火下降。甚至,jl:作记忆容量本身的年龄相关变异也可以由加工 速度来解释。加工速度较之:I:作记忆在认知老化中起着更为基础的调节作用,加工速度是年 龄与认知能力之间的一个中介因子,许多认知任务中的年龄差异在很火程度上都是由加工速 度的改变引起的。本实验通过考察:f:作记忆和加工速度对不同能力组的影响时却发现.相对 于工作记忆而言。加11速度对学习凼难儿童的影响要小得多。因此,认知老化的加工速度理 论不适合于对学习困难原因的解释。 就目前来看。相对_丁认知老化的加一J:速度研究而言.单独研究学习困难儿童的加工速度 的文献很少。Bull(1999)等对7岁儿童的短时记忆、加工速度、排序能力以及从挺时记忆 中提取信息的能力进行了测量,结果发现,在控制了阅读能力后,算术能力最好的预测变量 是加工速度,而短时记忆的影响却不再明显。然而,本实验没有支持他们的研究结论。同时, 由于他们的实验中没有工作记忆变摄,加工速度与:I:作记忆对学习成绩的影响尚不清楚。本 实验结论乖I刘吕(2004)有芙数学学习困难儿童认知加工机制研究的结论是一致的。就像前 面的分析那样,加工速度单独虽然对学习成绩的影响相对于:I_=作记忆比较小,但加工速度与 短时记忆、民时记忆信息提取、抑制机制它们之间的两两结合或相互作用就会对学习成绩产 生较大的影响。

本实验数据可以得山的岢定结论:学习困难儿童确实存在加:【速度缺陷,但加工速度对 学习成绩的影响并不像在认知老化中的作J【Ij那么火,而工作记忆才是造成学习困难的真正原

因。与控制组相比,尽管在实验3和实验5中学习困难儿童的短时记忆和加:E速度都存在不 足,但是,加工速度在最后的回归分析中没有进入回归模型,而词语记忆和数字记忆分别作 为短时记忆变量在预测语文成绩和数学成绩及学习成绩总分时进入了回归方程,由此可见, 学习困难儿童的工作记忆差异在于储存方面的不足。而不是加工效率的缺陷引起的。本实验

结果也与金志成、隋洁(1999)的研究结论即学习困难儿童的工作记忆容量缺陷主要由储存


能力造成的,而与加工效率无关是一致的。

2.2.4学习困难儿童的工作记忆与抑制机制的关系 本实验数据表明。在stroop任务中都出现了明显的干扰效应。其中.学习困难组受到的 干扰比控制纽大。而且.不同类型学习困难儿童在不同任务上受干扰程度存在差异,单字字 义判定任务条件下,语文学习困难组受干扰的比例比数学困难和双困难组大:在单字颜色判 断任务中,语文学习困难组受干扰的比例却叉小于数学困难和双困难组的儿童,由此可见, 随着Stroop干扰任务的不同,不同学>-j困难儿童受干扰的程度出现了分化,但总体上看, 不论何种条件下学习困难组比控制组更易受Stroop色字的干扰,说明学>-j困难组在抑制无

关信息的干扰上比控制组弱,学习困难儿童的抑制机制存在明显的缺陷。 鉴于工作记忆和抑制机制存在密切的关系.本研究进一步探讨了学>-3困难儿童的工作记 忆缺陷和抑制机制的关系.研究发现,抑制机制单独对数学凼难和般困难儿童的解释量较大t 而对语文困难儿童的解释量比较小,换句话说,抑制机制对数学困难和双困难儿童的影响较 语文困难儿童大。通过协方差分析还发现.:l作记忆和抑制机制相结合对数学困难和双困难 儿童的解释量产生了显著的影响。而对语文困难儿童来说工作记忆利抑制机制的结合没有在 原来的基础上增加任何解释量,说明语文困难儿童虽然抑制机制存在不足,但抑制机制缺陷

不是造成学习成绩差的原因。由此可见。虽然学习困难儿童普遍存在抑制机制缺陷,但不同 类型学习困难儿童的抑制机制所起的作用是不同的,抑制机制对语文困难儿童的影响最小, 而对于数学困难与双困难儿童的影响较大。这说明造成数学困难和双困难儿童的原因可能是 工作记忆和抑制机制不足的共同缺陷造成的,也可能是由于抑制机制的不足造成了工作记忆 舒井成绩f;寺’F降。

一--

本实验结论支持了以下几个研究,学习困难儿童在于不能有效的抑制无关信息的干扰, 这些研究证实数学问题解决与抑制加:r:缺陷有芙.他们不但执行]:作记忆任务的分数低,而 且常范有更多的侵入错误,问题解决成绩是与减少非靶刺激乖l无荚刺激的干扰有关(Beni, Pazzaglia,&Comoldi.1988;Oernsbacher,1993;Gemsbacher&Faust,1991;Chiappe,Hasher,&

Siegel。2000)。Passolunghi,Comoldi,和DeLiberto(1999)发现数学困难者在工作记忆任务耍 求抑制无关信息的干扰上有困难,数学困难者的缺陷在于不能控制和忽视无关信息,或不能 长时间的保持有关信息。该结果也支持了(Bjorklund&Harnishfeger,1990;Chiappe,Hasher,& Siegel,2000;De Beni et a1.。1998;Gemsbache r’1993;Hamm&Hasher,1991;Passolunghi

&Comoldi.2000;Passolunghi

et

a1.,1999)T作记忆容量与抑制机制相关是一致的观点。

近年来许多研究表明,认知活动不仅依赖于激活有关信息的能力。也依赖于抑制无关信 息的能力。抑制可被定义为一种基本的认知压抑,它阻止与任务无关的信息迸人工作记忆,

或把无关信息从工作记忆中排除出去。抑制有两种基本作J_f;I方式.一是已激活的无关信息被 弱化或去激活,即在干扰被激活以后起作用,可称为抑制的后作州;二二是阻lF无关信息激活 或使其澈活变得幽难,即在干扰被激活之前起作川.提高其激活溯限,可称为抑制的前作用。


总之t抑制能力既能保护工作记忆的编码、储存,也能保护:L:作记忆的加:Ij.免受或减少外 界不断变化的分心物干扰。 关于抑制机制在认知活动中的作用以及抑制机制对学习影响的有关研究已经取得了许 多进展,Rosen等(1997)在探讨工作记忆在提取中作用的研究中指出,工作记忆对提取的重 要作用并不表现在对自动激活信息的搜寻这类简单的认知操作上,而是表现在抑制无关信 息,控制搜寻策略等这类需要心理努力的(注意的)认知操作上。Awh等(1998)在探讨空间wM 的研究中指出,抑制机制延欧了.I:作记忆中特殊空间表征的激活。 关于抑制机制在语言理解中的作刚.目前是心理语言学界的一个热点问题。Kinst的建 构整合模型(construction—Integration Model,简称CI Mod.eI)和Gemsbacher的结构建造框架 (Structure Build Framework,简称5EF)都涉及到抑制机制在语言理解过程中的作用。他们把

抑制机制看成是语言理解能力个体差异的主要原因,研究发现,理解能力的个体差异在于抑 制机制的效率,理解力低的个体不仅在加:[上不善于压抑无关信息.而且其加工的产物即心 理表征包含了更多的无关信息。这种压抑可以被看作是抑制机制的后作用过程。用以验证这 一解释的实验中所用的语言材料大多自身内在含有一定干扰信息(如歧义词)。研究还发现, 抑制机制效率的降低是阅读理解能力随年老化而下降的一个重要原因。这方面的研究主要以 篇章或段落为材料,发现老人更难以抑制外在语言干扰信息,特别是有意义的或与所读段落 语义关系密切的干扰材料:更难以抑制先前生成的但与当前任务无关的信息。 近年来,国内一些学者也开始对语言理解能力与抑制机制的关系进行探讨,研究得出了 类似的结论。杨丽霞等人曾考察语言理解能力高、低不同的两组人学生.在汉语词汇加工过 程中抑制外在语言干扰信息的效率的差异.结果发现理解能力低的人抑制干扰的效率也低, 自控速可以帮助低理解能力者通过降低加:I:速度而提高抑制效率。


第十章结论与展望 l总结论 本研究以初中二年级语文困难、数学困难和砹困难为研究对象。通过精心设计的六个实 验全面考察了学习困难儿童工作记忆以及与:L:作记忆密切联系的短时记忆、跃时记忆信息的 提取、加工速度和抑制机制的特点,得到了一些有意义的结论。 1l从总体上看。与学习正常儿童相比,学习困难儿童的】:作记忆、短时记忆、加工速度、 长时记忆信息的提取和抑制机制均存在明显的不足,在这些因素中,工作记忆对造成学习困 难原因的解释量最大。在工作记忆的三个成分中,言语工作记忆对学习困难儿童的影响显著 大于空间工作记忆和中央执行功能。不同言语工作记忆任务对学习困难儿童的影响存在差 异,语文困难的缺陷主要表现在阅读J‘‘度上,数学困难则在计算广度任务中存在严重的不足, 而双困难儿童在言语工作记忆的所有任务上均存在缺陷。视空间工作记忆对不同学习困难儿 童的影响出现了分化。对数学困难和双困难组影响较火,而语文困难儿童的空间:f作记忆是 完好的。三类学习困难儿童均存在中央执行功能的缺陷。因此,学习困难儿童既存在一般的 工作记忆缺陷也存在特殊的.I::作记忆能力不足。 1.2学习困难儿童的工作记忆缺陷是由于短时记忆、长时记忆信息提取和抑制机制的不足或 它们之间的相互结合造成的。语文困难的言语]:作记忆缺陷儿乎可以完全由词语短时记忆的 不足来解释,而与空间短时记忆无关.数学困难和双困难则表现出词语和空间两方面储存能 力的不足;长时记忆信息提取对不同能力组的影响不同.数学困难儿童存在明显的数字提取

能力缺陷,语文困难在诃语流畅侄住务中能力不趸,双困难儿重在长时记忆信息提取的两个~ 方面均存在缺陷;学习困难儿童普遍存在抑制机制缺陷,不同困难组的缺陷程度不同,抑制 机制对数学困难与双困难儿童的影响大于对语文困难儿童的影响。 I.3虽然单独的短时记忆、长时记忆信息的提取和抑制机制均不能完全解释学习困难造成的 原因,但它们的相互结合就会产生较大的影响,由于这些因素与jr作记忆存在密不可分的联 系,因此.学习困难儿童:】二作记忆缺陷造成的原因在于较著的短时记忆、妖时记忆信息提取 和抑制机制以及它们之间的相互作用。 1.4工作记忆负责信息的暂时储存和加:【:,在最终的回归分析中加工速度的所有变量被剔 除。学习困难儿童工作记忆的缺陷在于储存能力的不足,而不是加工效率缺陷引起的。 1.5工作记忆影响学生的学习成绩.学习困难儿童的工作记忆普遍存在缺陷,这种缺陷在于 储存能力的不足.由于储存能力的缺陷.不能有效激活储存在长时记忆中的相关信息.导致

长时记忆信息提取的失败,从而使信息加工出现瓶颈,同时,学习困难儿童普遍存在抑制机 制缺陷.不能有效的抑制无关信息的干扰,在认知负荷较大的任务中不能有效的进行资源分 配,由此导致学习成绩下降。虽然不同能力组的智力成就测验分数存在差异.在所有的分析 中剔除了智力的影响.因此,在测试任务上的成绩著异不是由于智力的差异造成的。学习困


难儿童:J:作记忆缺陷是整体的il:作记忆系统和特定的认知加工相互作用的结果。

2对未来研究的展望 2.1关于学习困难儿童工作记忆缺陷的性质问题 虽然本实验和前人研究一致发现,学习困难儿童存在工作记忆整体和某些子系统的缺

陷.但这种缺陷究竟是一种表现为量的差异的发展滞后.还是表现为一种质的不同的发展缺 陷,目前尚不清楚,而且该领域的研究者之间存在巨人的理论分野:支持发展缺陷模型的研 究者认为,学习困难儿童有其神经心理结构基础,首先,学习困难被试的加iI:缺陷与正常儿

童被试存在稳定的差异,其次,这种缺陷将在跨任务的情境中表现出来:而支持发展滞后模 型的研究者则认为:学习困难被试的加:L缺陷是可以改变的,在某些条件下,学习困难被试 的加工水平可接近正常儿童。对此,研究者主要采取两条技术路线来维护各自的理论主张: 发展滞后模型认为:学习困难儿童的:I:作记忆缺陷是暂时的发展滞后.即与正常儿童相比. 其发展速度较慢,但最终的发展水平与正常儿童无异,那么,通过对学习困难儿童的工作记 忆进行干预,促使其加速发展,应该是可以消除这种差异的:发展缺陷模型认为.学习困难 儿童的:C作记忆是一种发展性障碍,干预的效果不会太大。Swanson等(1996)对此作了深 入的研究。他们采用提示的方式,试l圣l帮助阅读困难儿童回忆出基线条件下遗忘的信息。结 果发现,在提示的帮助下.阅读困难儿童的:r作记忆水平得到了极火的提高,但与同龄的非 学习困难儿童相比,其言语和空间。I:作记忆还是存在显著性筹异。这一结果暗示,阅读困难 儿童的~I:作记忆缺陷既非发展滞后也非发展缺陷,而是处于二二者之间.因为这种缺陷虽然可 以改善(达到显著性水平).但无论如何,阅读困难儿童的’r:作记忆发展水平总是与正常儿 童的发展水平存在显著性差异。 与Swanson等(1996)的研究结论不同,Sigel和Ryan(1989)对7到13岁学习困难 儿童的:f:作记忆发展的初步研究发现,阅读困难儿童、不伴有阅读问题的数学学习困难儿童 和注意障碍(Attention

Deficit

Disorder)儿童随年龄的增K,其:C作记忆能力也表现出上升

的趋势.但阅读困难儿童的句子广度在各年龄段之间的发展变化并不显著,证明其工作记忆 发展速度比较缓慢。Siegel(1994)对6到49岁的阅读困难被试做了一个大型的毕生发展研究, 结果发现.正常被试的工作记忆在6到19岁间逐步上升.此后逐步下降。对阅读困难被试 的分析却发现,虽然其工作记忆随年龄的增长也呈逐步上升的趋势,但在绝大多数年龄段上 均与正常被试存在显著性差异。这些研究结果一致表明.阅读困难人群的】:作记忆的发展速 度比正常人群的要慢,发展水平也更低.支持1:作记忆的发展缺陷模刑,上述研究都是基于 阅读困难儿童而言的。Geary等人(2001)对数学学习凼难的短期追踪研究发现,数学学习 困难儿童的工作记忆在10个月中来表现出明显的发展趋势,这与正常儿童是存在着显著性 差异的.说明数学学习困难儿童的j[作记忆缺陷不能用简单的“发展滞后”来解释,而应该把 它看作是一种发展缺陷。该结论与前面提到的Sigel和gyan(1989)的研究结论存在差异。


由此可见,关于学习困难儿童的工作记忆缺陷的性质,当前的研究结论存在很大的争论, ilii不8t.消学习困难儿童]j作记忆缺陷的性质就无法进行有效的干预研究。因此,今后研究婴 采取横向研究与纵向研究相缩台的万式,探明学习困难儿童?l:作记忆缺陷的性质・ 2.2关于学习困难儿童的分类问题 本研究将学习困难儿童划分为语文凼难、数学|拟难年¨舣凼难三种类型进行对比研究,这 种划分的主要依据是根据国内国外前人的研究,按J!{{学习bi4难JL童在语文和数学考试成绩的 得分高低米分组的,本研究发现,通过不同类型学习困难儿童在同一作业中完成任务的成绩. 有利于比较不同类型学习困难儿童:r作记忆缺陷的特点。但是.这种划分学习困难类型的方 法还是比较笼统的,今后研究耍进行细化,语文困难和数学幽雉都存在不同的亚型。这些不 同甄型学习困难儿童的工作记忆缺陷应该不同。 2.3工作记忆研究方法的改进问题 在]:作记忆与学习困难之间关系的早期研究中,研究者就开始关注“遗忘”这个重要因素 对于学习困难的影响。在Towse,Hitch和Hutton(2001)的研究中,他们将“遗忘”这个动 力学因素单独抽取出来,系统地研究了它在测量儿童‘r作记忆容鬣中的作J_};|。研究发现,当 刺激的保留间隔时间延长时,6~1l岁的儿童在计数』h度、运算r度以及阅读广度等一系列 任务中都山现了二[:作记忆成绩F降的趋势。研究者认为,尽管伴随着间隔时间的延K而增加 的遗忘并不是影响1:作记忆r度测鲑中的唯一影响冈素,但它却具有重要而普遍的意义。沿 着这种研究思路,研究者继续考察了任务内的时间间隔对丁儿童■I作记忆广度及其学业成就

的影响情况。通过持续一年的追踪研究发现,当任务内的时间间隔延K时,阅读厂馊和运算 …产度都降低了,并且这两种产度都哥跌解释阅读分数与笄术分数率相当一部分变异;同肄. 从一年后学生学业成就的情况来看,所测得的阅读广度与运算广度这两种广度结合起来的分 数是能够对其进行预测的唯一一项显著性指标。从这个角度看,二I:作记忆与儿童学业成就的 发展有着密切的关系。 在这种对于工作记忆的动态过程进行细致考察研究取向的影响F,Cowan等人(2003) 进~步提出.可以对儿童j【作记忆的加jI:进行反应时分析,探讨同忆反应间隔在。I:作记忆广 度任务中的作剧。在对8~11岁儿童分别进行阅读J“度、听力J“度、数数J“度、数字』“皮的 任务测验中发现,这些]j作记忆任务中的反应间隔可以独立丁I:作记忆广度本身,直接预测 儿童的学业技能和学业成就。这一结果暗示,J.:作记忆中的反应问隔也许是比:E作记忆容量 更为基础的认知因素。这也许是今后:r作记忆研究的一个新趋向。 1.4将行为研究与神经心理科学研究相结合是今后研究的一个新的发展方向 最近,PET和IMRI神经心理学研究表明,言语:[作记忆和视空:I:作记忆的储存和复述 部分有着独立的神经回路。言语:l:作记忆的活动主要定位丁左iF球,视空]:作记忆的活动主 要定位于右半球。另一方面,中央执行功能主要与前额皮层有关。Baddeley和Logie认为, 左侧顶叶与言语J:作记忆任务有关,而右背外侧顶叶可能与视空。r作记忆的活动有关。他们


还认为多数的中央执行功能与额叶有关,尽管脑的其它区域也参与许多与中央执行器有关的 任务。神经心理学的证据表明,学习困难儿童与这些结构有关,尤其是额叶区、左侧顶at‘与 通过胼胝体对两半球的信息传送和协调等部位有关。可以肯定的认为,学习困难儿童的工作 记忆的不同部分的生物学相关正随着技术的进步而逐渐被证实。 除神经影像技术的研究外,事件相关电位(Event.related potentials,ERPs)以其高时间 分辨率的优势,引起了研究者运用它来对个体的认知过程进行实时研究。从头皮记录的ERP 提供了与加工任务相联系的感知和信息加工等神经活动的重要信息。基于这种先进技术的发 展,ERP方法也用于探测学习困难儿童的脑机制。早期工作主要集中在有关学习困难的简 单听觉和视觉的影响。目前,用ERP方法探测学习困难己扩展到注意、语义和语言加工。 通过学习困难儿童的ERP研究,确定是否存在特定的大脑异常以及影响学习困难儿童的言 语信息加工的特异性。因此,将行为研究与神经心里科学研究相结合是今后学习困难研究的 一个新的发展方向。


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后记 时光荏苒,随着博士论文的完成,南京师范大学的学习将告一段落,望着即将告别的母 校,感慨万千.三年来的学习生活既充满了挑战和坎坷,更有无限的回味和眷恋。

我的这篇论文是在导师刘昌教授的悉心指导下完成的。本文从题目的选定、文献的查阅、 测评工具的设计、结果的统计处理、行文结构,每一环节导师都付出了滴滴心血,他学识广 博,思维敏捷,治学严谨,待人宽厚,导师的学识和人格对我产生了深刻的影响,并激励我 在今后的人生道路上继续前行。 在论文的开题、审阅以及三年的学习生活中,叶浩生教授、余嘉元教授、郭本禹教授、 杨韶剐教授给了我精r^的指导和帮助.在论文数据处理过程中,邓铸副教授给了我梦情的指 导和关怀,老师们的博大精深和独到见解,使我深受启发。我从他们身上学到的不仅是丰富 的科学知识,严谨的治学作风,更重要的是如何做人,使我受益终生。 感谢南京师范大学文学院的王力}尊士、江苏省教育学院的王明宾,他们热情为我联系实 验学校,同时,感谢南京十八中和十三中的领导和老师们,正是他们的大力支持和帮助,我

的整个实验才得以顺利进行;感谢我的师妹党彩萍同学在阍题讨论和合作研究期间给予的帮 助和启发;感谢南京师范大学认知神经科学实验室的全体成员给我多方面的帮助,在此一并 表示致谢。 我还要感谢在我学习及论文撰写过程中给我极大支持的河南大学教科院的领导和老师 们。非常感谢我的爱人和家人.他们为了我的学习都付出了无以言表的心血和关爱,没有他 们的支持,我难以顺利完成自己的学习任务。 我深知,本课题还有许多方面值得研究,目前,我的研究还只是初步的,甚至是肤浅的。 我将继续努力,真诚的希望能够继续得到大家的支持和帮助,把有关问题的研究继续深入下 去。

王恩国 2006.3于南师大随园


学习困难儿童的工作记忆研究 作者: 学位授予单位:

王恩国 南京师范大学

相似文献(10条) 1.期刊论文 赵鑫.张光楠.周仁来.ZHAO Xin.ZHANG Guangnan.ZHOU Renlai 我国学习困难儿童工作记忆研究的文献计 量分析 -中国特殊教育2009,""(8) 本文对我国关于学习困难儿童工作记忆研究的23篇论文进行了文献计量分析.研究论文总体数量较少,研究的关注群体主要集中于学习困难的中小学生 ,研究方法以实验为多,研究思路以学习困难儿童与非学习困难儿童比较为主,中央执行功能、空间工作记忆和言语工作记忆成为考察差异的三个维度.存在的 主要问题是:对于学习困难儿童诊断模糊;工作记忆测量工具不统一,缺乏有效的测量工具;研究全部为描述性研究,缺乏干预研究;神经心理学取向研究缺乏.

2.期刊论文 王雁.张承芬.刘永芳.Wang Yan.Zhang Chengfen.Liu Yongfang 学习困难儿童在工作记忆任务中抑制机 制的研究 -心理科学2006,29(3) 本研究的目的旨在探讨在WM任务中,LD儿童是否存在抑制机制缺陷.实验程序采用重复启动范式,设计"预期"和"目标"两种启动条件,随后通过间接测量的 方式(内隐记忆测验)分别测得LD儿童和NLD儿童对预期词和目标词的启动量.结果表明,LD儿童对预期词的启动分数与目标词没有显著差异,NLD儿童对目标词 的启动分数显著高于对预期词的启动分数.我们得出结论:在工作记忆任务中,LD儿童存在抑制机制缺陷.

3.期刊论文 王恩国.Liu chang.赵国祥.Wang Enguo.Liu chang.Zhao Guoxiang 数学学习困难儿童的加工速度与工作 记忆 -心理科学2008,31(4) 以数学学习困难儿童为研究对象,系统考察了数学学习困难儿童与控制组的加工速度和工作记忆,比较了工作记忆和加工速度对数学学习困难影响的相对 贡献.结果发现,与控制组相比,数学学习困难儿童在工作记忆和加工速度方面均存在明显的不足,但加工速度不能解释不同能力组之间的差异,数学学习困难 儿童的缺陷在于工作记忆能力的下降.工作记忆缺陷在于数字工作记忆、视空间工作记忆和中央执行功能的整体不足,中央执行功能对数学学习困难儿童影响 的解释量最大.

4.期刊论文 宛燕.陶德清.廖声立.WAN Yan.TAO Deqing.LIAO Shengli 小学数学学习困难儿童的工作记忆广度研究 中国特殊教育2007,""(7) 对数学学习困难儿童的工作记忆广度进行研究,结果发现数学学习困难儿童在言语和视觉空间工作记忆广度上都显著低于正常儿童,但这种不足主要是一 种发展的延迟.对有无伴随阅读困难的数学学习困难儿童进行比较,发现二者的言语和视觉空间工作记忆广度都没有表现出显著差异.

5.学位论文 王雁 对学习困难儿童在工作记忆任务中抑制机制的研究 2000 在中国,有关真正含义上的学习困难(Learning Disabilities,LD)的研究始于八十年代末,LD研究还是一个新兴领域.该研究旨在从认知过程的一个重要 环节--工作记忆(Working Memory,WM)入手,探讨LD儿童在此方面的一些认知加工机制,弥补国内在此方面的研究不足.该研究设计了两个试验.实验一采用自 己编制的阅读广度测验测量LD儿童的WM容量,探讨他们是否存在WM缺陷,验证国外研究者的结论.实验二采用重复启动范式,探讨LD儿童在MW任务中是否存在抑 制机制缺陷,对造成LD儿童WM缺陷的原因进一步做出解释.该研究得出结论:1.学习困难儿童存在工作记忆缺陷.2.在工作记忆任务中,学习困难儿童存在抑制 机制缺陷.3.抑制机制缺陷是造成学习困难儿童WM缺陷的重要原因.

6.期刊论文 王恩国.刘昌.WANG En-guo.LIU Chang 语文学习困难儿童的工作记忆与加工速度 -心理发展与教育 2008,24(1) 加工速度和工作记忆反应了不同的认知加工过程,在认知发展研究中,加工速度和工作记忆所起的作用仍存在较大的分歧.采用多因素混合实验设计,在严 格控制条件下,比较了语文学习困难和控制组儿童的工作记忆和加工速度.结果发现,与控制组相比,语文学习困难儿童在工作记忆和加工速度方面均存在明显 的不足,但加工速度不能解释不同能力组之间的差异,语文学习困难儿童的缺陷在于工作记忆能力的下降.工作记忆的缺陷在于言语工作记忆和中央执行功能 的不足,与视空间工作记忆能力无关.语文学习困难既存在一般的工作记忆缺陷(中央执行功能)也存在特定的工作记忆(言语工作记忆)能力的不足.

7.期刊论文 王恩国.沈德立.吕勇.Wang Enguo.Sen Deli.Lv Yong 语文学习困难儿童的短时记忆、工作记忆和加工速 度 -心理科学2008,31(1) 短时记忆、工作记忆和加工速度反映了不同的认知加工.采用多因素混合实验设计,在严格控制条件下,比较了语文学习困难和控制组儿童的工作记忆、 短时记忆和加工速度的差异.结果发现,与控制组相比,语文学习困难儿童在工作记忆、短时记忆和加工速度方面均存在明显的不足,但短时记忆和加工速度不 能解释不同能力组之间的差异,语文学习困难儿童的缺陷在于工作记忆能力的下降.工作记忆的缺陷在于言语工作记忆的不足,与视空间工作记忆能力无关,语 文学习困难与特定的工作记忆(言语工作记忆)能力的不足有关.工作记忆缺陷的原因在于存储能力的不足,而不是加工效率的缺陷造成的.

8.学位论文 张晓光 小学四年级数学学习困难与优秀学生的工作记忆比较研究 2009 随着素质教育改革的不断深入,优化和提高学生素质成为构建高质量高水平的教育的一个重要内涵。然而,在学校中,学习困难学生作为一个特殊群体 仍大量存在,严重地影响着教育的发展和教学质量的提高。 为帮助学习困难儿童摆脱学业成绩不良的困境,促进教育的发展,提高教育的质量,本文采用2×2×2的混合多因素实验设计和配对设计样本差异检验 对小学数学学习困难学生与数学学习优秀学生的工作记忆进行比较研究。其中材料类型为被试内因素(数字材料和空间材料),回忆和再认的条件为被试内因 素(无策略提示和有策略提示),学生类型为被试间因素(数学学习困难学生和数学学习优秀学生),因变量为工作记忆容量。在工作记忆的回忆容量实验和再 认容量实验中,学生类型和材料类型分别两两配对,进行差异检验。 实验结果表明,小学数学学习困难学生的工作记忆回忆容量和再认容量与数学学习优秀学生相比存在显著性差异,数学学习困难学生的工作记忆回忆容 量和再认容量都显著低于学习优秀学生,在有策略提示的前提下数学学习困难学生和数学学习优秀学生的回忆容量和再认容量都有所提高,但是数学学习困 难学生和数学学习优秀学生的回忆容量和再认容量仍然存在显著性差异。在数字材料类型中,数学学习优秀学生在无策略提示的条件下,其再认容量显著高 于回忆容量,经过策略的提示后,其再认容量与回忆容量虽然有所不同,但不存在显著差异;数学学习困难学生的再认容量与回忆容量,无论是无策略提示 还是有策略提示,都不存在显著的差异。在空间材料类型中,数学学习困难学生和数学学习优秀学生,无论是无策略提示还是有策略提示,其再认容量和回 忆容量都不存在显著差异。 在实验结束后,对被试都进行了访谈,访谈内容包括被试对有策略提示的实验条件下,是否发现了其中的具体策略,是否恰当的运用了发现的策略,同 时也访谈了被试在学校和家中对数学的学习情况,以及其父母的工作情况。通过以上访谈,综合了解导致数学学习困难学生学业成绩不良的个体内部因素和 外部环境因素。

9.期刊论文 周世杰.张拉艳 学习困难儿童的工作记忆研究 -中国临床心理学杂志2004,12(3) 工作记忆是一种对信息同时进行储存和加工的容量有限的暂时记忆系统.工作记忆被认为是人类认知活动的核心,近年来已成为儿童学习困难研究中的焦 点问题.工作记忆能力与儿童的学业成绩密切相关.不同学习困难亚型的工作记忆缺陷表现出若干不同特点.本文简要回顾近年来国外学习困难儿童工作记忆 研究的主要结果,并对当前研究中的若干争论和分歧进行了讨论.

10.期刊论文 许晓华.王超.徐艳丽.XU Xiao-hua.WANG Chao.XU Yan-li 数学学习困难儿童的工作记忆特点研究述评 -科技信息2010,""(1)


工作记忆是一种对信息进行暂时加工和贮存的能量有限的记忆系统,它由三个子系统组成:语音回路、视空间模板和中央执行系统.数学学习困难儿童的 语音回路、视空间模板和中央执行系统都存在明显缺陷.工作记忆的缺陷导致数学学习困难的原因有待于进一步探索.

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_Y981471.aspx 授权使用:北京服装学院(bjfzxy),授权号:1c81433e-6d60-437e-91eb-9de10189a697 下载时间:2010年8月29日


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