表象的心理旋转

实验报告

(实验心理学实验)

实验名称表象的心理旋转姓名

学号

院系

专业应用心理学

表象的心理旋转

摘要实验研究了正R和反R的心理旋转随旋转角度变化的规律，及正R和反R的反应时的差异和反应时的性别差异。被试为华东师范大学本科生20名。实验给被试呈现旋转角度分别为0°、60°、120°、180°、240°、300°的正R和反R字母，当刺激出现时，要求被试判断刺激为正R还是反R。结果显示：刺激偏离正位的度数越大，用时越多。

关键词表象心理旋转反应时

1 引言

表象（Mental Image）是大脑对客观事物的直观表征，是真实物体的类似物，是真实物体的抽象化再现。美国心理学家巴格斯基认为，人将视觉和语言信息转化为表象储存在记忆中，表现是信息编码的基本形式。人可以对表象进行操作，这种操作类似于对具体事物的操作。二十世纪70年代以来，关于表象的研究迅速发展，其中心理旋转就是表象研究的一个重要方面。心理旋转（Mental Rotation）指单凭心理运作，而不靠实际操作，将所知觉的对象予以旋转，从而获得正确知觉经验的心理历程。心理旋转是一种想象自我或客体旋转的空间表征动力转换能力，也是一种评定空间智能的重要标尺。

对心理旋转的研究始于20世纪70年代初，Cooper和Shepard用减数法反应时实验证明了心理旋转的存在。得到了字母倾斜程度越大，反应时越长的结论。后来的一系列研究都验证了这一假设。

有研究发现，不同年龄段被试的心理旋转能力存在明显差异，无论是对图形方位匹配判断的准确性还是完成判断任务的速度，中青年组被试的成绩均明显优于其他两组被试。这说明心理旋转能力可能与神经过程的灵活性有关。有研究者比较了青年和中年精神分裂症患者的心理旋转信息加工，发现青年和中年精神分裂症患者心理旋转的信息加工机制均受损，也说明心理旋转与神经过程有关。个体心理旋转能力与智力有非常显著的正相关。

而关于心理旋转的性别差异，不同的研究却得出了不同的结果。大多数实验结果是男性的表现要好于女性，男性在执行空间认知任务时的表现往往好于女性，在心理旋转任务中，这种现象更为普遍。有人认为任务过程中男性和女性分别采用了整体旋转和局部旋转的策略是主要原因。有些实验却发现从反应时间以及心理旋转速度等角度对性别差异进行了研究，结果发现：反应时间和心理旋转速度都没有显著的性别差异。

总之，Cooper的结论已经得到普遍的认同。本实验在重复验证Cooper的结论的基础上，进一步比较心理旋转反应时的性别差异。

实验假设：表象的心理旋转正R和反R反应时没有差异，反应时也没有明显的性别差异。

2 方法

2.1 被试

华东师范大学心理与认知科学学院应用心理学系大二本科生20名，其中女生15名，男生5名，身体均健康。

2.2 仪器与材料

2.2.1 仪器：计算机及PsyTech心理实验系统。

2.2.2 材料：不同角度的正R和反R图片，共有0°、60°、120°、180°、240、300°正反共12种不同角度和方向的R

2.3 实验方法

2.3.1 登陆并打开PsyTech心理实验软件主界面，选中实验列表中的“表象的心理旋转”。单击呈现实验简介。点击“进入实验”到“操作向导”的窗口。点击“开始实验”进入指导语界面。

2.3.2 指导语是：这是一个表象心理旋转的实验。下面屏幕要呈现的是一系列不同角度的字母正R和反R（镜像），请你使用1号反应盒对呈现的R作出反应。如果认为是正R按“+”，认为是反R则按“-”，反应越快越好。

2.3.3 正式实验开始后屏幕随机呈现不同角度的正向和反向R，被试对呈现的R作出正向还是反向的判断。程序将自动记录反应时和错误次数。

2.3.4 实验结束，保存数据。

2.4 数据处理与分析

3 结果

3.1 基本实验结果

3.1.1 各个角度正R和反R所有被试反应时的平均数如表一所示：

表1

正反R 0°60°120°180°240°300°

正R 557.55 582.85 741.75 912.00 717.95 613.85 反R 634.8 647.35 753.65 1016.95 799.70 696.70 3.1.2 各个角度正R和反R所有被试反应时的正确百分比如表二所示：

表二

正反R 0°60°120°180°240°300°

正R 97.90 98.33 95.40 78.84 92.43 97.90 反R 99.58 99.23 95.40 92.11 96.10 96.81

3.2 正反角度与反应时之间的关系曲线：

3.3 性别对于心理旋转的影响

3.3.1 男女被试正确反应时如表三所示：

表三

正反R 正R 反R

男657.8 171.90 124.05

女743.2 138.95 152.31

3.3.2 以性别为分类变量，将正R、反R的平均反应时，和总平均反应时分为男性组和女性组，进行单因素方差分析。共计三次检验，结果如表四。

表四

F 显著性

正R和反R 1.607 0.221

正R 0.810 0.380

反R 1.542 0.230

结果显示不管是正R、反R还是正反R上，都不存在显著差异。

4 讨论

4.1 实验误差分析

实验结果并没有完全验证实验假设，分析原因，可能有：（1）样本不具有代表性，由于实验被试都是班上心理学专业的学生，未能做到随机化，其代性不高。（2）实验被试人数较少引起的误差。（3）男女人数的严重不均引起的误差，五个男生完全没有代表性。（4）实验过程中，因为实验过程枯燥而使被试走神带来的反应时延长而导致的误差。

4.2 关于性别差异

虽然普遍认为在空间能力上男女存在差异，所以男生的心理旋转能力应该优于女生，但本实验得到的结果是男生与女生不存在显著差异。除了本实验男生被试较少的原因外，这可能也与实验所用的是简单的二维图像有关，难度较小的二维旋转任务中的性别差异没有那么明显。

4.3 提出疑问

心理旋转的连续性建立在减数法的基础之上。而大多数的研究都得出了心理旋转具有性别差异。根据减数法的原理，我们可以把心理旋转反应时分为心理旋转时间+简单反应时。可以测得被试的简单反应时，经过统计处理，就可以知道心理旋转反应时的性别差异是由于不同性别的被试在简单反应时上的差异引起，还是由于男性所需要的用于心理旋转的时间更少所引起。

5 结论