实验验证:系列位置效应

实验验证:系列位置效应

耿芊

(北京体育大学应用心理, 北京 100084)

摘 要: 本实验采用2ⅹ2ⅹ20混合设计，采用44名大学生被试，以中国汉字为学习项目，考察1s和2s两种刺激呈现时间，立即自由回忆和延迟自由回忆两种回忆方式以及20个系列位置对被试正确记忆百分比的影响，以考察组合而成的4种实验条件对系列位置效应的影响。研究结果发现：系列位置对回忆成绩有显著影响，4种实验条件下都产生了系列位置曲线；刺激呈现时间延长显著提高了首位部分和渐近部分的回忆成绩，但不影响近因部分；回忆方式会影响近因部分，在立即自由回忆中出现了明显的近因效应，而在延迟自由回忆中，近因效应消失，但回忆方式不影响首位部分和渐近部分。

关键词: 系列位置效应; 短时/长时记忆; 前摄/倒摄干扰; 区辨理论; 绝对/联想记忆

1. 导言

系列位置效应是指在用自由回忆法进行实验时，被试对字表中的头几个字回忆得很好（首位效应），字表中部的项目再现得不好，最后几个项目回忆得很好（近因效应）。系列位置效应最早由Nipher (1878)报告，而且，系列位置效应可能是实验室研究的第一种记忆现象。系列位置效应可以在不同方法的实验中，不同种系、不同年龄，实验室或日常生活中观察到 (吴艳红 & 朱滢, 自由回忆和线索回忆中的系列位置效应, 1997)。

本世纪60年代，系列位置效应引起了心理学工作者的极大兴趣和理论关注，并成为当时心理学教科书的主要内容。Atkinson和Shiffrin (1968)从信息加工的观点提出形态模型(the modal model)解释系列位置效应,认为对系列前面几个项目复述次数较多,这些项目转化到长时记忆中,因此回忆的准确性较高,出现首位效应；系列中间的项目,在还没有得到充分的复述时,就被后面的项目替换掉,因此这些项目无法从短时记忆转化到长时记忆；系列最后几个项目虽然也没有得到充分的复述,而且没有转化到长时记忆中,但是这些项目仍然保留在短时记忆中,因此对最后几个项目的回忆较好,形成近因效应。因而系列位置效应成为两种记忆过程理论的强有力的支持证据，并且在当时也得到了大量实验，例如负近因实验的支持。

也有研究者采用前摄干扰和倒摄干扰的理论来解释系列位置效应。前摄干扰是指前面学习的项目对后面学习的项目的保持产生的干扰。而倒摄干扰是指后来学习的项目对前面学过的项目的保持产生干扰。从前摄干扰、倒摄干扰的观点来解释，首位部分和近因部分都分别只受到倒摄和前摄干扰，而渐近部分同时受到倒摄和前摄干扰，因此回忆效果在三者之中最差。

在最近的系列位置效应的研究中，心理学家越来越重视提取过程在回忆中所起的作用，并且已经取得了两方面的重要进展。第一，以Neath和Crowder为代表的研究者成功地把区辨理论应用到系列位置效应的研究中。他们认为，项目记忆痕迹之间的辨别率部分的决定该项目被提取的可能性。因此可以把近因效应看作是系列项目不同位置之间辨别率不同的结果。根据记忆痕迹随时间呈指数衰退的性质，系列位置曲线近因部分项目之间的辨别率最高，因此易于提取。Crowder对区辨理论作了如下形象地说明：当你从一系列等距排列的电线杆（类似于等距排列的记忆项目）的最后一点向前看时，最后一个电线杆与倒数第二个电线杆之间的辨别率最高，越往前，电线杆之间的辨别率越小 (吴艳红 & 朱滢, 项目的距呈现过程中的系列位置效应, 1998)。第二，Tulving认为对某一事物的记忆不外乎是两个来源信息的产物。首先, 是依赖痕迹；其次,是依赖线索。刘英茂认为以上两者分别对应于绝对记忆和联想记忆 (吴艳红, 毛丽华, & 朱滢, 系列包含的项目数、项目之间的间隔时间与系列位置效应, 2001)。主要依赖痕迹的记忆称为为绝对记忆，假设给被试呈现一系列n个项目，每个项目呈现时，相应的感受器利用传到大脑的神经纤维而产生激活作用，项目全部呈现后将产生一系列的激活作用，即所谓的痕迹，或记忆表征。而主要依赖线索的记忆称为联想记忆。绝对记忆是一种随时间变化的过程，记忆痕迹是项目物理特性的函数，并从刺激呈现开始，按时间间隔的增加而呈指数形式衰退。由此我们可以看出，绝对记忆的观点与“电线杆”理论是一致的。

为了考察各种不同条件下的系列位置效应以及前人所提出的各种解释理论，本实验以中国汉字作为学习项目，设计了两种刺激呈现时间，1s和2s，两种回忆方式，立即自由回忆与延迟自由回忆，两两组合成4种实验条件，并设置了20个系列位置，以考察不同刺激时间、回忆方式和系列位置对被试正确回忆百分

比的影响以及三者的交互作用。根据前人的研究结果，本实验拟验证以下假设：

1. 在4种实验条件下都会出现系列位置曲线。

2. 刺激呈现时间影响首位部分和渐近部分，当刺激呈现时间增长时，首位部分和渐近部分的回忆成绩会提高，但不影响近因部分。

3. 回忆方式会影响近因部分，在立即自由回忆中会出现近因效应，但在延迟自由回忆中，近因效应消失，但回忆方式不影响首位和渐近部分。

2. 方法

2.1 被试

某大学本科生44人，视力或矫正视力正常，将被试随机分为4组，每组11人，分别参加4种实验条件的实验（1s立即回忆， 1s延迟回忆， 2s立即回忆，2s延迟回忆）。

2.2 仪器和材料

装有PSYKEY软件的计算机。

实验中使用相互之间没有意义联系的100个汉字，从低频到高频都有，将这100个汉字按照笔划从少到多分成5组，每组20个。

2.3 实验设计

本实验主要考察在中国汉字作为学习项目的条件下，刺激呈现时间、自由回忆的方式以及汉字在呈现系列中的位置对中国被试自由回忆效果的影响及其交互作用。本实验采用2ⅹ2ⅹ20混合设计，组间自变量有两个，一是刺激呈现时间，包括呈现1s与呈现2s两个水平，另一个是自由回忆的方式，包括立即自由回忆与延迟自由回忆两个水平。这样就组成4种实验条件：呈现1s立即自由回忆，呈现2s立即自由回忆，呈现1s延迟自由回忆，呈现2s延迟自由回忆。在延迟自由回忆中，为了干扰被试的记忆，让被试完成一会连续倒减3的运算，并大声报告出来。组内自变量为汉字在呈现系列中的位置，共有20个水平。每个被试需要在一种实验条件下完成全部5组汉字的记忆测验。在所有实验条件下，被试的任务都是尽量多地回忆刚才呈现的汉字，并在计算机中输入，但可以不按汉字呈现的顺序。本实验的因变量为每组被试在5组汉字的记忆测验中对每个位置的汉字的正确回忆个数的平均值，并换算为百分比进行统计。本实验的控制变量包括在每个被试在实验过程中的屏幕亮度、回忆时间和环境等。

为了消除汉字的词频效应或识记的难易程度在被试自由回忆中对系列位置效应的混淆，本实验通过计算机分别将5组汉字中每组内的汉字呈现顺序随机化，以确保每个汉字出现在系列的不同位置。由于受到被试人数的限制，本实验不可能做到使每个汉字在每个位置上都出现，但研究者认为采用这种随机化的方法可以达到消除汉字本身的意义对系列位置效应的混淆的目的。

2.4 实验程序

1.被试做好准备开始实验后，屏幕上首先依次呈现第一组汉字，呈现顺序由计算机随机选择，每个汉字的呈现时间按照被试所属的组别分别为1s或2s。

2.对于1s和2s立即回忆组的被试，汉字呈现完毕后立即进行自由回忆测验。同时屏幕上出现20个方格，被试在方格中输入他们回忆出的汉字。

3.对于1s和2s延迟回忆组的被试，汉字呈现完毕后，要求被试对所呈现数字作连续倒减3的运算，18s结束后，再进行自由回忆测验，实验步骤与步骤2相同。

4.被试确认方格中所输入的汉字无误后，进入下一组实验，实验一共进行5组，每组的实验步骤均与步骤2、3相同。

3. 结果

根据各组被试在系列的20个位置上5组汉字的正确回忆个数的平均值计算各组被试在20个位置上正确回忆的平均百分比，根据此计算结果，采用2ⅹ2ⅹ20重复测量方差分析，考察项目呈现时间(1s和2s)、回忆方式(立即回忆和延迟回忆)、项目在系列中的位置(20个位置)对正确回忆百分比的影响及三者之间的交互作用。结果发现：

a) 系列位置的主效应显著，F(19,800)=11.079,p

比有显著的影响。

b) 刺激呈现时间的主效应显著，F(1,40)=13.075,p

延长时，被试正确回忆百分比提高。

c) 回忆方式(立即自由回忆与延迟自由回忆)的主效应显著，F(1,40)=7.652,p

以看出，立即自由回忆时，出现近因效应，而延迟自由回忆时，近因效应消失。

d) 系列位置和刺激呈现时间对被试正确回忆百分比的影响的交互作用不显著，

F(19,800)=1.848,p>.01，双尾。

由于系列位置的主效应显著，我们将系列位置曲线划分为首位部分，渐近部分和近因部分，以具体考察系列位置效应以及各因素之间的交互作用。通过观察图1和图2，在本实验中，系列位置效应的首位部分大致为1-4个位置，渐近线部分大致为5-16个位置，近因部分大致为17-20个位置。分别对被试在各种实验条件下的首位部分、渐近线部分和近因部分的正确回忆百分比求平均数，结果见表1：

表1：各组被试在系列位置曲线首位部分、渐近线和近因部分

正确回忆百分比的平均数（%）

系列位置 首位部分(1-4) 渐近线部分(5-16) 近因部分(17-20)

1s立即回忆组 31.82 21.06 42.73

1s延迟回忆组 52.27 20.45 30.91

2s立即回忆组 34.09 27.58 37.73

2s延迟回忆组 44.55 24.85 24.55

在相同呈现时间的条件下（以1秒为例），立即回忆组被试和延迟回忆组被试的系列位置曲线见图1：可以看到，在延迟回忆条件下，近因效应明显减弱，首位效应不受影响。

图1立即回忆与延迟回忆的系列位置曲线

以立即自由回忆为例，探讨在相同的回忆方式的条件下，不同的刺激呈现时间对系列位置效应的影响。在立即自由回忆方式下，刺激呈现时间为1s和2s的被试的系列位置曲线见图2：

图2相同回忆方式条件下系列位置曲线

可以看到，在相同回忆方式的条件下，呈现时间长明显加强首位效应，对近因效应基本无影响。

4. 讨论

4.1系列位置曲线

本实验主要考察在以中国汉字为学习项目的条件下，刺激呈现时间、回忆方式、系列位置对被试正确回忆百分比的影响，主要考察在不同实验条件下的系列位置效应。从对自变量三个因素的2ⅹ2ⅹ20重复测量方差分析中，可以看到系列位置的主效应显著，对于不同位置上的汉字，被试的正确回忆百分比有显著的差异。通过观察图1和图2，我们将系列位置曲线划分为3个部分，首位部分(位置1-4)，渐近线部分(位置5-16)和近因部分(位置17-20)。以1s立即自由回忆和1s延迟自由回忆组被试的系列位置曲线为例，我们考察了系列位置曲线3个部分正确回忆百分比的差异，发现在立即自由回忆条件下，被试在首位部分和近因部分的回忆成绩显著好于渐近线部分，表现出了典型的系列位置效应；而在延迟自由回忆条件下，出现了首位效应，但近因效应消失了，这些结果都符合实验预期和前人的研究结果。

正如在导言中所提到的，我们可以用长时记忆、短时记忆两种不同记忆系统的划分来解释系列位置效应，也可以通过前摄记忆、倒摄记忆的理论来解释，还可以从提取的角度，根据痕迹依赖记忆(绝对记忆)和线索依赖记忆(联想记忆)的划分来解释系列位置效应，但是，仅从我们得到系列位置曲线这一结果来说，我们依然不能判断诸理论的优劣，以选择一个唯一的解释。

4.2 回忆方式对系列位置效应的影响

根据2ⅹ2ⅹ20重复测量方差分析的结果，回忆方式的主效应显著，即立即自由回忆和延迟自由回忆会对被试的回忆成绩产生不同的影响。观察图1，考察在刺激呈现时间为1s时回忆方式对回忆成绩的影响，我们发现在相同呈现时间条件下，立即自由回忆和延迟自由回忆不影响首位部分，但显著影响近因部分，在立即自由回忆时，出现了明显的近因效应，但在延迟自由回忆时，近因效应消失了。

根据长短时记忆理论，由于在延迟时间中出现的分心任务，导致被试无法对系列的最后几个项目进行复述而使它们转到长时记忆中去，同时短时记忆的保持时间很短，以至于系列的最后几个项目由于分心任务的干扰而无法保持在短时记忆中，使得在延迟回忆中，近因效应消失。同时，由于系列的前几个项目在呈现的过程中已经通过复述转到了长时记忆中，因此回忆方式不影响近因效应。

根据前摄和倒摄干扰理论，在延迟回忆中，最后几个项目既受到前面项目的前摄干扰，又受到后面分心任务的倒摄干扰，而在立即回忆中，最后几个项目只受到前面项目的前摄干扰，而没有倒摄干扰，因此回忆成绩好于延迟回忆。同时对于系列前几个项目的干扰情况相同，因此回忆成绩没有显著差异。

根据痕迹/线索依赖记忆理论，对系列前几个项目的回忆是依赖线索的，因为被试有足够的时间对它们建立联系，而对系列的后几个项目是依赖痕迹的，且痕迹消失很快，随时间成指数衰退，对于延迟回忆，在延迟的时间里，痕迹很快的消退了，因此回忆成绩显著差于立即回忆。

从对以上三种理论的分析可以看出，回忆方式应该对渐近线不产生影响，无论是对系列中间几个项目的复述时间，还是干扰，或是建立联系的时间，在两种回忆方式下都没有改变，但本实验却出现了一个奇怪的结果，即在自由回忆方式的条件下，2秒组被试对系列中间几个项目的回忆成绩好于1秒组被试。这个结果无论用哪种理论都很难解释。研究者认为可能是由于本实验的实验控制不严格造成的。由于是教学实验，在实验前，所有被试都已经知道实验目的和预期的结果，知道在一般情况下，对系列中间位置的回忆成绩是最差的。因此，可能有的被试会刻意复述中间的项目以争取好的记忆成绩，而有的被试则按照一般的策略完成实验任务。由于对被试的分组是随机的，因此可能会把采取不同策略的被试分别分到不同的组，而造成在不同的回忆方式条件下，对系列中间位置的项目的回忆成绩会出现显著差别。

4.3 刺激呈现时间对系列位置效应的影响

根据2ⅹ2ⅹ20重复测量方差分析的结果，刺激呈现时间的主效应显著，说明不同的刺激呈现时间对被试的回忆成绩产生不同的影响。在立即自由回忆的条件下，对于首位部分和渐近线部分，刺激呈现时间为2s时被试的回忆成绩显著好于呈现时间为1s时，但近因部分则没有显著性差别。

根据长短时记忆理论，刺激呈现时间的延长有助于被试对系列前几个和中间项目的复述，从而提高记忆成绩，但对于系列后几个项目，由于它们储存在短时记忆中，因此不需要复述来提高记忆成绩，因而回忆成绩没有显著变化。

根据痕迹/线索依赖记忆理论，刺激呈现时间的延长有助于被试对系列前几个和中间项目进行联想，从而有助于在它们之间产生联系，因此回忆成绩更好，而对系列最后几个项目的记忆主要是依赖痕迹的，而刺激呈现时间的延长不会显著的增加最后几个项目的区辨性，因此也就不会显著提高它们的记忆成绩。 而前摄、倒摄干扰的理论似乎不能很好的解释刺激呈现时间对系列位置效应的影响。

综上所述，本实验基本上得到了符合实验预期的结果，对于不同的解释理论，前摄倒摄干扰理论似乎不能很好地解释刺激呈现时间对系列位置效应的影响；而长短时记忆系统理论虽然能够解释本实验的研究结果，但已有研究者采用连续分心实验范式和在极短时间内出现的系列位置曲线对这个理论提出了质疑；而现在比较流行的观点是从提取的角度，根据痕迹依赖/线索依赖记忆，或者叫做绝对记忆与联想记忆来解释系列位置效应，这个理论也可以解释本实验的结果，因此这个理论是目前被大家普遍接受的理论。 正如很多研究者所认为的，虽然长时短时记忆的划分存在争议，但是它仍然是我们理解记忆的重要途径，而且绝对记忆与联想记忆的划分仍然需要更多的实验证据的支持，因此目前允许多种理论并存不失为一个好的选择。在今后的研究中，我们仍然需要设计更严格和巧妙的实验，来验证产生系列位置效应的真正机制。

参考文献

吴艳红, & 朱滢. (1998). 项目的距呈现过程中的系列位置效应. 心理学报 , 30（4）, pp. 366-373. 吴艳红, & 朱滢. (1997). 自由回忆和线索回忆中的系列位置效应. 心理科学 , 20（3）, pp. 217-221.

吴艳红, 毛丽华, & 朱滢. (2001). 系列包含的项目数、项目之间的间隔时间与系列位置效应. 心理科学 , 24（4）, pp. 422-425.