触棒迷宫学习曲线实验
触棒迷宫学习曲线
摘要:该实验使用触棒迷宫作为学习材料，以学习中的错误次数（走到盲端的次数）和学习所用时间作为学习效果的指标，考察个人的错误次数学习曲线和时间学习曲线，以揭示动作学习的过程和认知地图的形成。结果表明：不论对于个人还是集体学习曲线，错误次数随着学习的进行而不断下降，走每遍所用时间开始时也下降，但是下降到一定程度时趋于稳定，同时在被试头脑中会形成关于此触棒迷宫的认知地图。
关键词:学习曲线 时间/错误学习曲线 触棒迷宫 认知地图 1. 导言
学习曲线是用图解表示学习进程的方法，它能够形象地反映学习的进程，一般都是用学习的阶段或学习的遍数作横坐标，用学习达到的效果作纵坐标绘制而成的。表示学习效果的指标有多种，如每遍学习中正确或错误反应的次数，单位时间内完成的工作量，每遍学习所用的时间等等。
学习曲线的形状与采用的学习效果的指标有关，也与被试对所学内容熟悉的快慢、过去经验对新学东西的影响，以及被试的能力有关。如果学习的效果以每遍学习中正确反应的次数，单位时间内完成的工作量做指标，曲线就是上升的；如果以每遍学习中错误的次数或每遍学习所用的时间做指标，曲线就是下降的。下降曲线分为时间曲线和错误曲线两种。错误曲线可下降到0，时间曲线下降的最低限度取决于学习的性质和被试的特点。上升曲线也有不同的类型，如先快后慢的负加速曲线，先慢后快的正加速曲线，以及先是正加速，后是负加速的S 形曲线等。 个人学习曲线用以了解个人某项学习活动的进程。而要绘制学习某项材料的有代表性的学习曲线，就需要较多的被试在相同的条件下学习同一内容，然后综合各个被试的结果，绘制出集体曲线。
迷宫学习是研究动作学习的常用方法。迷宫是学习在空间中定向的一种实验仪器。迷宫中的路线包括通路、转折、支路和盲巷。从起点到终点通常只有一条路，要求被蒙上眼罩的被试以最快速度和最少错误到达终点。学会的标准可以定为连续两遍不发生错误(即没有进一次盲巷) 。学习效果以每遍内错误(走入盲巷) 的次数，或走一遍所用的时间为指标。迷宫学习主要依靠的是触觉和动觉记忆，其进程受到被试对此类学习的经验的影响，比如盲人由于心理补偿作用，动觉和触觉比常人敏感，所以他们的迷宫学习成绩要优于正常人[2]。
关于学习迷宫的内部机制，Tolman 于1948年，在研究大鼠走迷宫的实验中最先提出了“认知地图”的概念，他认为“在大鼠的脑中建立了某种类似于环境地图的东西”，使得它们重组获得的空间信息以建立关于环境的认知表征。认知地图也
称心象地图，是表征环境信息的心象形式。认知地图是认知过程的认知产品，由于其带有思维的因素，因而是不可直接观察到的；但因为它以可观察的方式来表现自己，所以它可被间接的显示出来。因此，认知地图指的是人们通过多种手段获得空间信息后，在大脑中形成的关于认知环境(空间) 的“抽象替代物”。
认知地图是空间信息在人脑中的反应，因而，获取空间信息的手段不同，所建的认知地图也有差异。认知地图的产生主要来源于人的视觉，它还可以从触觉中(如盲人用触角地图来感知外部环境) 、从资料的阅读中或从个人的亲身经历中建立起环境的认知地图。但是，阅读地图肯定是获取认知地图，实现空间认知的最有效的手段。
认知地图并不能代替真正的地图，它可能由于记忆、理解的差错产生很不稳定的印象，这时由认知地图的特性决定的。认知地图的特性归纳起来有以下几点：1) 不完整性：指认知地图内容分布和空间的不完整。由于目的不同，对同一地域，可能产生内容不同的认知地图。同一个地物，当它在人的行为中有用时就会表示，没用时就不表示。2) 变形性：由于受人的生理、心理和感受能力的限制，认知地图的变形是不可避免的。如对距离的估计和方向的判断，就存在误差。另外还有一种认知偏向方面的变形，就是人有一种将自己所熟悉和喜爱的地区的面积扩大的倾向。3) 差异性：这是由于个体本身的相关因素决定的，如年龄、性别、所处的社会阶层、受教育程度和种族，还有在某地居住的时间和位置等外部特征。这些因素的不同都可能产生不同的认知地图。4) 可操作性：认知地图能够承担操作任务，如利用认知地图可以在头脑中指引一个人走向某一目的地。5) 可塑性：认知地图易于“破碎”，即从记忆中衰退、分解。另外，随着人们对某一地区空间知识的了解的增长，可以随时修改头脑中关于该地图的认知地图。
本实验考察被试学习触棒迷宫的学习进程，采用每遍学习中的错误次数和每遍学习所花时间作为学习效果的指标，通过绘制个人的学习曲线，揭示动作学习的进程。根据前人的研究结果和有关理论，本实验提出以下假设：
1. 随着学习遍数的增加，每遍的错误次数在不断减少，个人的错误学习曲线是下降的。
2. 随着学习遍数的增加，每遍所用的时间在不断减少，个人的时间学习曲线也是下降的。
3. 被试头脑中会形成关于此触棒迷宫的认知地图。 2. 方法 2.1 被试
潍坊学院应用心理学本科生1名，女，年龄22岁，从未做过本实验及类似实
验，也没看过或用手摸过本实验所用的迷宫。 2.2 仪器和材料
触棒迷宫、计数器、秒表、遮眼罩。 2.3 实验设计
本实验考察被试学习触棒迷宫的遍数和每遍所花费的时间，以绘制个人的学习曲线，揭示动作学习的过程。被试学会的标准是连续两遍不发生错误，即两遍中没有任何一次进入盲巷。学习的效果用每遍内错误（走入盲巷）的次数和每遍所用的时间为指标，并记录学会迷宫总共用的学习遍数。
本实验需要控制的因素包括：被试对触棒迷宫和类似实验没有先前经验，被试用利手抓住小棒，在实验前和实验过程中不能看迷宫，也不能用手碰到迷宫。 2.4 实验程序
1. 主试连接好迷宫、小棒及计数器的电路。
2．被试戴好眼罩，用利手抓握小棒，主试握住被试的手把小棒下端放到迷宫的入口处。当被试准备好后，主试喊“开始”并按下计时器，被试拿着小棒垂直地在迷宫的槽中走动。
3. 被试在迷宫中行走时，有时会遇到障碍，这可能是拐弯的路，这时只需左转或右转就行了，而当拐弯也走不通时，就是盲巷。当被试碰到迷宫中的金属块(走到盲巷时) ，迷宫会发出响声提醒被试，同时计数器会自动加1以记录被试的错误次数。当被试的小棒到达迷宫终点时，主试喊“停”，同时记录被试走一遍迷宫所花费的时间和错误次数。
4. 当被试能够连续两次没有任何错误走完迷宫时，实验结束。 3. 结果
3.1个人学习曲线
记录被试学会迷宫所用的遍数，以及走每遍所用的时间及每遍的错误次数。为考察个人触棒迷宫学习曲线，将被试每遍学习所花费的时间和错误次数列于表1中：
表1：被试学会触棒迷宫每遍的错误次数和所花时间(s)
学习遍数[1**********]
[***********]910
错误次数[1**********]683
所花时间所花时间
所花时
间[***********][***********][***********][***********]195
错误次数[1**********]683错误次数[1**********]683
[***********][***********]91091010
错误次数[1**********]683
错误次数[1**********]683
错误次数[1**********]683
所花时间所花时间所花时间
[***********][***********][***********][***********]195错误次数[1**********]683错误次数[***********][***********]195错误次数[***********][***********]195错误次数[1**********]683错误次数[***********][***********][***********]1021039195
错误次数[1**********]683所花时间
[***********]1039195
错误次数[1**********]683
[***********][***********][***********][1**********]3
[***********][***********][1**********]195
所花时间 所花时间 所花时间
所花时间所花时间
所花时间
所花时间[***********]1039195所花时间[***********]1039195
所花时间[***********]1039195所花时间[***********]1039195
所花时间[***********]1039195所花时间[***********]1039195
所花时间[***********]1039195所花时间[***********]1039195所花时间[***********]1039195
所花时间[***********]1039195
所花时间[***********]1039195
所花时间[***********]1039195
[***********]1039195
[***********][***********][***********][***********][***********][***********]5
学习遍数[***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********]2020
错误次数5854233313
所
花时间[***********]5053
[***********][***********][***********][***********][***********][***********]53
错误次数5854233313
错误次数5854233313错误次数[***********][1**********]053错误次数5854233313错误次数[***********][***********][***********][***********][***********]97605053
错误次数5854233313错误次数5854233313
所花时间所花时间
错误次数5854233313
错误次数5854233313
所花时间所花时间
错误次数5854233313
所花时间所花时间
所花时间 所花时间
所花时间所花时间
错误次数5854233313所花时间
[***********]5053错误次数5854233313
[***********][***********][***********]3
所花时间[***********]5053
所花时间[***********]5053所花时间[***********]5053所花时间[***********]5053
所花时间[***********]5053所花时间[***********]5053所花时间[***********]5053
所花时间[***********]5053所花时间[***********]5053所花时间[***********]5053
所花时间[***********]5053
所花时间[***********]5053
所花时间[***********]5053
[***********][***********][***********][***********][***********][***********]05353
学习遍数[***********][***********][***********]2930
错误次数0231101254
所
花时间[***********]85
[***********][***********]4985
错误次数0231101254错误次数0231101254
所花时间所花时间
[***********][***********][***********][***********]
错误次数0231101254
错误次数0231101254
所花时间所花时间
[***********][***********][***********][***********]45674985错误次数[***********][1**********]5错误次数[***********][1**********]5错误次数[***********][1**********]5错误次数[***********][1**********]5
错误次数0231101254错误次数0231101254
[***********][***********][***********]4
错误次数0231101254
错误次数0231101254
所花时间所花时间
所花时间 所花时间
所花时间
所花时间
所花时间[***********]85所花时间[***********]85
所花时间[***********]85所花时间[***********]85所花时间[***********]85
所花时间[***********]85所花时间[***********]85所花时间[***********]85
所花时间[***********]85所花时间[***********]85所花时间[***********]85
所花时间[***********]85
所花时间[***********]85
所花时间[***********]85
[***********][***********][***********]
[***********][***********][***********]85
学习遍数[***********]
[***********][***********][***********][***********][1**********]9
3839
错误次数127501100
所花时
间[***********][***********][***********][***********][***********][***********]错误次数[***********]347474550错误次数[***********]347474550
错误次数[1**********]错误次数127501100
错误次数127501100错误次数127501100
所花时间所花时间
错误次数127501100
错误次数127501100
所花时间所花时间
错误次数127501100
所花时间所花时间
所花时间
所花时间[***********]所花时间[***********]
错误次数127501100所花时间[***********] 错误次数127501100所花时间[***********]
[***********][1**********]0
所花时间[***********]所花时间[***********]所花时间[***********]所花时间[***********]
[**************]
所花时间[***********]所花时间[***********]所花时间[***********]
所花时间[***********]所花时间[***********]
所花时间[***********]
所花时间[***********]
[***********][***********][***********][***********][***********]
根据表1的数据，以该被试学习的遍数为横坐标，每遍的错误次数为纵坐标，画出该被试的个人错误次数学习曲线，见图1： EMBED Excel.Chart.8 \s 呈单调递减的。
根据表1的数据，以该被试学习的遍数为横坐标，每遍所花的时间为纵坐标，画出该被试的个人时间学习曲线，见图2： EMBED Excel.Chart.8 \s
由图2可以看出，该被试走每遍所用时间随着学习遍数的增加而大体呈减少的趋势，但是时间并不是一直减少的，而是出现了一个极限，对该名被试来说，在学习进行到第二十次时，走每遍的时间下降到50s 左右，以后的时间都在50s 上下波动，没有太大的偏离。 4. 讨论
4.1 错误次数学习曲线
由图1的个人错误次数学习曲线可以看出，随着学习的进行，错误次数的大体
由图1可以看出，该被试走触棒迷宫的错误次
数随着学习遍数的增加而大致呈减少趋势，但其中也有一些反复，错误次数并不是
趋势是减少的。这个结果证实了假设1。
观察图1的个人学习曲线，虽然错误次数的总趋势是下降的，但是我们仍然可以看到其间有一些反复，有时被试的错误次数又多于上几次，之后又出现下降。在本文中我们所分析的被试共进行了39次学习，才达到了学会的标准，学习时间较长，因此我们不难理解被试在学习过程中因情绪的波动等引起的学习效果的波动，同时，该被试在学习的前几遍时，由于可以听到金属小棒碰到盲端的声音，因此可以逐渐建立认知地图，在下面的学习中避开盲巷，因此开始时错误次数不断下降。但是被试并不是一开始就碰到了所有盲巷，她在后面的学习中有时会碰到新的盲巷，因此错误次数又有所反弹，这时就需要被试不断完善其认知地图。而其他学习遍数较少的被试也许没有经历这种波动，这也从一个侧面反映出了学习曲线的个体差异。 4.2 时间学习曲线
从图2中可以看出，走完迷宫每次所花费的时间随着学习的进行在不断减少，这个结果支持假设2。
与个人错误次数学习曲线类似，个人时间学习曲线也由于上述原因有一些波动，但是与错误次数学习曲线不同的是，被试每次所花的时间并不是一直减少的，而是减少到一定程度就大致停留在那个水平上，对本文所分析的单个被试来说，当学习进行到第20次时，每遍走迷宫的时间就大致停留在50s 左右。 5. 参考文献
[1]杨博民．心理实验纲要．北京大学出版社.
[2]孟旭．正常人和盲人触棒迷宫学习对比实验研究．中国特殊教育． [3]王彦、苏彦捷．迷宫与动物行为研究．心理学动态． [4]朱滢. 实验心理学 北京大学出版社