表象的心理旋转

心里旋转实验报告

摘要：本实验为了验证库帕和谢帕德的实验，即心理旋转实验。被试为贵州师范大学2013级应用心理学的2名学生，按照减数法原理以反应时作为认知加工的指标验证心里旋转的存在，了解心理旋转的内在规律。实验中测试卡片12张，每张卡片上有正或反的R一个，其中字母的倾斜角度有6种。本实验采用的实验设计为多因素重复实验设计。实验结果证明在每个人的头脑里，都存在心理旋转过程；当样本为正常状态时，即旋转的角度为0度或360度，不论正反，判断所需的时间都较少；当样本从0度开始不断增大旋转角度反应时随之增加，到180度时反应时最长；随着样本的旋转度数的进一步增大，反应时反而逐渐减少。

关键词：心理旋转 减数法 旋转角度 反应时

1引言

表象是大脑对客观事物的直观表征。上世纪七十年代，关于表象的研究迅速发展，其中表象的心理旋转就是表象研究的一个重要方面。库帕(Cooper)和谢帕德(Shepard)用减法反应时实验证明了“心理旋转”的存在。他们对非对称性字母或数字为实验材料，根据“正”、“反”以及不同的倾斜度，构成了12种情况。由于“R”字在垂直或水平方向均是不对称的，所以正反也是不相同的。所以以R字母所做的实验结果发现，当样本为垂直的正位时,即旋转的角度为0°或360°，不管是正常的或镜像的，判定所需时间较少，而当样本作了不同角度的旋转，反应时随之增加，当样本旋转了180°时，反应时为最长，随着样本的旋转度数的进一步增大，反应时反而逐渐减少.以180°为界，曲线的两侧时对称的。这说明样本偏离正位度数越大，所需的心理旋转越多，时间也就越长，人们在进行表象加工时可能存在一种心理旋转范式。

Shepard等关于心理旋转的研究着眼于表象的表征和加工，它有力地支持将表象看作一种独立的心理表征的观点。但命题表征说认为它同样可以解释心理旋转的实验结果。

本实验将使用不同角度及正反位的字母R，另被试对其做出正反的判断，按照减数法原理以反应时作为认知加工的指标，针对学习减法反应时程序，验证验证表象心理旋转的存在。

Cooper的表象旋转试验

1、实验目的：

研究不同性别的被试对不同角度正反字母“R”的心理旋转反应时，证实表象心理旋转的存在。

2、研究假设：

表象是大脑对客观事物的直观表征，具有可操作性。由于表象是知觉的类似物，人们可以在头脑中对表象进行操作，就像通过外部动作操作客观事物一样。如果这种表象心理旋转存在，被试判断不同角度的字母“R”是正是反的反应时间将随角度变化。当字母垂直时（0度），反应时最短；随旋转角度增加，反应时将增加；当字母水平（180度）时，反应时最长。

3、实验设计与实施

一、被试选择：

以视力或矫正后视力正常的大学生为被试；

二、实验材料（仪器）：

不同角度正反R的图片；

三、变量及控制：

三因素混合设计

1、自变量：

1）性别：两个水平，男、女，是被试间变量；

2）字母方向：两个水平，正R、反R（即镜像），是被试内变量；

3）字母旋转角度：6个水平，0度、60度、120度、180度、240度、300度，是被试内变量；

2、因变量：

被试判断字母正反的反应时间。

3、控制变量：

被试视力——恒定法控制，选择视力或矫正视力在正常值范围内的被试；

被试疲劳——消除法控制，实验过程中适当安排休息，避免因视觉疲劳导致反应时延长；

环境照明——恒定法控制，保持实验环境照度恒定；

顺序误差——随机法控制，不同旋转角度的图片随机呈现，控制呈现顺序造成的误差；

四、实验程序：

被试按照性别分成两组，组内每名被试都接受全部的实验处理--正反R，各6种角度；

表象的心理旋转

英文名称：ROTATE

简介：

表象是类似于知觉的信息表征。七十年代以来，关于表象的研究迅速发展，其中重要的一项是表象旋转的研究。

Cooper等人1973年用不同倾斜角度的正的和反的（即镜像）字母来研究表象的旋转。实验要求被试在看到呈现的字母后，不管其具体方位和倾斜角度如何，尽快判断该字符是正的还是反的，并按键作出反应。如果反应错误，该次实验在以后还会重复，直至反应正确。

Cooper的实验表明：旋转180°时，反应时最长（无论正反），而0°和360°时，反应时最短。说明样本偏离正位的度数越大，所需的心理旋转越多，用时也就越多。

方法与程序：

用字母R来重复Cooper的表象旋转实验。有不同方位的正和反的R字母共12种，随机呈现给被试，每种呈现6次，共72次实验。

主试指导被试认真阅读指示语，说明反应方式：绿键为正，红键为反。强调要在尽量正确的前提下，尽快反应。

结果与讨论：

将被试的结果按在不同的R条件下的表现列成表格，表明了被试的反应时和正确反应次数。

结果图中是以旋转角度为横坐标，反应时为纵坐标的折线图来展示不同的R字母的反应时情况。

详细结果的第一列是R的倾斜角度,共6种；第二列是R的正反；第三列是被试的判断；第四列是反应时(毫秒)。

交叉参考：想象和表象

参考文献：

王甦等著 认知心理学 北京大学出版社 202-225页

表象心理旋转实验报告 心理旋转实验报告1 心理旋转实验报告 摘要该实验采用不同方向和角度的R字符，研究了4名大学生在不同的方向和旋转角度下判断字符正像或镜像的反应时,结果表明(1)心理旋转是存在的,且基本支持Cooper和Shepard研究的结果, (2) 不同被试完成任务时采用了不同的策略,有些被试在反应的时候极可能不是完全的心理旋转。 关键词：心理旋转 表象 命题表征 1 引言 Cooper和Shepard (1973)用不同倾斜角度的正的和反的字母、数码，对心理旋转作了进一步研究。以R字母所做的实验结果发现，当样本为垂直的正位时,即旋转的角度为0°或360°，不管是正常的或镜像的，判定所需时间较少，而当样本作了不同角度的旋转，反应时随之增加，当样本旋转了180°时，反应时为最长，随着样本的旋转度数的进一步增大，反应时反而逐渐减少.以180°为界，曲线的两侧时对称的。 Shepard等关于心理旋转的研究着眼于表象的表征和加工，它有力地支持将表象看作一种独立的心理表征的观点。但命题表征说认为它同样可以解释心理旋转的实验结果。 本研究旨在验证Cooper和Shepard实验。 2 实验 2.1 被试 被试为应用心理专业的本科生4人。 2.2 材料和仪器 2.2.1 JGean Sig Squares df Square F . Betann，1895）最先把用来短时呈现视觉刺激的仪器叫做速示器。心理学的创始人冯特曾指出，一个良好的速示器应具备许多条件，其中最主要的是： （1）时间很短，能避免眼动；（2）呈现前被试应能明确刺激呈现的位置，并能控制呈现前的照明条件；（3）全部刺激物应尽可能全部同时呈现，以满足许多心理学研究所要求的高精度高速呈现视觉刺激的需要。该仪器用途较广，可通过高速呈现来测定图形、汉字、英文字、数字、广告的辨认阈限；测定注意范围；还可用于学习和记忆等多种实验。但是，使用速示器进行的实验具有一个弱点，即由于有视觉后象的存在，常常无法判定被试到底是对刺激反应，还是对后象（记忆痕迹）反应 篇二：表象的心理旋转实验报告 题目：表象的心理旋转 摘要：实验用不同倾斜角度的正反（即镜像）字母来研究表象的旋转。测量被试 对字母R在4种不同变换角度（90度 ，180度，270度 ，360度）时的反应时。结果发现：当刺激偏离正位的度数越大，反应所需时间越多；在每个人的头脑里，都有事物的映像，都存在心理旋转过程。 关键词：实验心理学 心理旋转 倾斜角度 旋转速度 1 前言 Cooper和Shepard等人在1973年用不同倾斜角度的正反（镜像）字母来研究表象的旋转。实验表明：旋转180 ，反应时最长（无论正反）。而0 和360 时，反应时最短。说明刺激偏离正位的度数越大，所需要的心理旋转越多，用时就越多。 心理旋转实验证明了表象是物体抽象的类似物的再现。在没有刺激呈现的情况下物体是以观念的形式存在于头脑中的，具有直观性。大脑对表象的加工操作类似于对真实物体进行知觉时的信息加工。 本实验尝试重复Cooper的表象旋转实验，测试被试表象旋转所用的反应时。初步验证如果发现对于不同倾斜角度的字母R，被试的反应时确有差异，而且这种差异和两任务间角度差呈现正比关系，那么可证明心理旋转的确存在。 2 实验方法 2.1被试 本实验的被试为应用心理系本科生1名，女，20岁 2.2实验仪器 教育科学研究院基础心理学实验室计算机及软件 2.3实验步骤 （1）开机后让被试坐下，正对于电脑屏幕； （2）实验前要注意看好实验的指导语： “这个实验研究表象的心理旋转，请注意，在屏幕中央会呈现一幅一幅的图片，每一幅图都是一个不同倾斜角度的R，有正也有反。你的任务是辨别出它是正R还是反R。如果是正，请按绿色键；反之则按红色键。这样一共要做很多次，要求又快又准。”； （3）被试完成后，保存计算机上记录的数据； 3实验结果 ＝＝＝＝＝ 结果图片 ＝＝＝＝＝ ＝＝＝＝＝ 结果分数 ＝＝＝＝＝ ---------------------------------------------------------------- 0度60度 120度 180度 240度 300度 -------------------------------------------------- -------------- 正Ｒ 反应时(ms) 346 593 436 409 642 542 正确率(％) 83.33 50.00 33.33 16.67 33.33 66.67 反Ｒ 反应时(ms) 542 507 479 459 392 464 正确率(％) 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 ---------------------------------------------------------------- ＝＝＝＝＝ 备 注 ＝＝＝＝＝ 测验耗时：138秒 [参数表] 重复次数=6 间隔时间（毫秒）=1000 ＝＝＝＝＝ 详细反应 ＝＝＝＝＝ 角度 R 判断 反应时 300 反 反848 120 反 反561 180 反 反635 60 正 反375 180 正 反525 240 反 反 566 0 正 正376 180 正 反366 120 正 反339 120 正 反376 0 正 正366 240 正 正627 240 正 反559 240 反 反345 0 正 正303 240 反 反371 300 反 反312 300 正 反252 120 反 反303 300 反 反307 60 正 反311 60 反 反443 240 正 正658 60 正 正431 0 反 反374 300 正 正572 300 正 正406 60 正 反365 0 正 正370 180 正 反440 0 反 反431 120 反 反374 0 正 正315 60 反 反464 180 反 反504 120 反 反369 60 反 反438 240 反 反302 60 反 反530 120 反 反379 300 反 反369 180 正 反310 0 反 反378 240 反 反304 180 反 反308 0 正 反312 300 正 反397 120 正 反435 300 反 反506 240 正 反314 240 反 反462 120 反 反886 300 反 反440 240 正 反303 60 反 反531 180 反 反365 180 反 反499 60 反 反635 0 反 反 1047 300 正 正621 180 正 反377 0 反 反590 300 正 正569 60 正 正 1044 180 反 反441 120 正 反369 120 正 正502 60 正 正303 120 正 正371 180 正 正409 4 讨论 关于理解字母R的正反 实验前要让被试理解正反R的意思。在实验过程中，开始时对空间图形不是很敏感，一开始并没有真正理解正反旋转是什么意思，因而做出来的结果中，虽反应时不慢，但错误率极高。后来，发现这一问题后，先理解了这些意思后，再进行反应时的测试。 5 结论 （1）当刺激偏离正位的度数越大，反应所需时间越多； （2）在每个人的头脑里，都有事物的映像，都存在心理旋转过程。 6