短時(shí)記憶對信息的保持時(shí)間大約為一分鐘左右，是信息從感覺(jué)記憶到長(cháng)時(shí)記憶之間的一個(gè)過(guò)渡環(huán)節。短時(shí)記憶一般包括兩個(gè)成分: 一個(gè)是直接記憶，即輸入的信息沒(méi)有經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的加工。其容量相當有限，編碼方式以言語(yǔ)聽(tīng)覺(jué)形式為主，也存在視覺(jué)和語(yǔ)義的編碼;另一個(gè)是工作記憶，即輸入信息經(jīng)過(guò)再編碼，使其容量擴大。由于與長(cháng)時(shí)記憶中已經(jīng)儲存的信息發(fā)生了意義上的聯(lián)系，編碼后的信息進(jìn)人了長(cháng)時(shí)記憶，必要時(shí)還能將儲存在長(cháng)時(shí)記憶中的信息提取出來(lái)解決面臨的問(wèn)題。有人認為，工作記憶是人在當前一刻的意識狀態(tài)。
一、短時(shí)記憶的編碼
(一)編碼方式
短時(shí)記憶的編碼方式可以分為聽(tīng)覺(jué)編碼和視覺(jué)編碼。
1.聽(tīng)覺(jué)編碼
人們通過(guò)研究語(yǔ)音類(lèi)似性對回憶效果的影響，證實(shí)了語(yǔ)音聽(tīng)覺(jué)編碼方式的存在?？道?Conrad, 1964) 在研究中用視覺(jué)方式依次呈現B、C、P、T、V、F等輔音字母，要求被試嚴格按順序進(jìn)行回憶。結果發(fā)現，在視覺(jué)呈現條件下，發(fā)音相似的字母(如B和V)容易發(fā)生混淆，而形狀相似的字母之間(如E和F)很少發(fā)生混淆。
這說(shuō)明聽(tīng)覺(jué)編碼是短時(shí)記憶的一種主要編碼方式。
2.視覺(jué)編碼
短時(shí)記憶中還存在視覺(jué)形式的編碼。研究者(Posner,1969)讓被試判別兩個(gè)字母是否是同一個(gè)字母。兩個(gè)字母的呈現方式分為同時(shí)呈現和先后呈現。兩個(gè)字母的關(guān)系分兩種;一種是兩個(gè)字母的音和形都一樣(AA)， 稱(chēng)為同形關(guān)系;另一種是兩個(gè)字母的音一樣，而形不一樣(Aa), 稱(chēng)為同音關(guān)系。結果發(fā)現，當兩個(gè)字母同時(shí)呈現時(shí)，同形關(guān)系的字母反應更快;當兩個(gè)字母先后間隔一兩秒呈現時(shí)，同形關(guān)系和同音關(guān)系的反應時(shí)沒(méi)有差異。根據實(shí)驗結果,研究者認為,由于同形關(guān)系比同音關(guān)系具有形的優(yōu)勢,因此只有在依靠視覺(jué)編碼進(jìn)行的作業(yè)中才會(huì )出現這一優(yōu)勢。由此可以推斷，在短時(shí)記憶的最初階段存在視覺(jué)形式的編碼,之后才逐漸向聽(tīng)覺(jué)形式過(guò)渡。
(二)影響編碼的因素
短時(shí)記憶編碼的效果受到許多因素的影響。這些因素有以下幾個(gè)。
1.覺(jué)醒狀態(tài)
覺(jué)醒狀態(tài)即大腦皮層的興奮水平。它直接影響到記憶編碼的效果。早在1885年,艾賓浩斯通過(guò)實(shí)驗發(fā)現，被試在上午11點(diǎn)~12點(diǎn)之間的學(xué)習效率最高，下午6點(diǎn)~8點(diǎn)之間效率最低。這可能與不同的覺(jué)醒狀態(tài)有關(guān)。拉胥里(Lashley, 1912) 用咖啡堿與馬錢(qián)子堿等興奮劑提高大腦的興奮水平，促進(jìn)了動(dòng)物的學(xué)習。威克爾格(Wicklgren,1975)用酒精抑制動(dòng)物的大腦，動(dòng)物的學(xué)習情況比在正常情況下要差些。有一項研究對一天中記憶廣度的變化進(jìn)行了考察，研究者把一天分為上午8點(diǎn)、上午10:30 分、下午1點(diǎn)、下午3:30分、晚上9點(diǎn)五個(gè)時(shí)間，對30名被試進(jìn)行了數字廣度測試。結果表明，記憶廣度的高峰在上午10:30分左右，而整個(gè)下午都在下降，晚上效率最低。
2.組塊
短時(shí)記憶的突出特點(diǎn)是其容量的有限性。正常成年人的短時(shí)記憶容量在5~9之間波動(dòng),平均為7。米勒(Miller, 1956) 發(fā)表了《神奇的數字7+2:我們信息加工能力的限制》一文，明確提出了短時(shí)記憶的容量為7+2。后來(lái)人們利用數字、單詞、字母、無(wú)意義音節等各種實(shí)驗材料得到的結果都和米勒的結果一致。
短時(shí)記憶的容量7+2,是以單元來(lái)計算的。一個(gè)單元可以是一個(gè)數字、字母、音節，也可以是一個(gè)單詞、短語(yǔ)或句子。單元的大小隨個(gè)人的經(jīng)驗組織而有所不同。在編碼過(guò)程中，將幾種水平的代碼歸并成一個(gè)高水平的、單一代碼的編碼過(guò)程叫組塊(chunking)。以這種方式形成的信息單位叫做塊(chunk)。 因此，可以利用已有的知識經(jīng)驗，通過(guò)擴大每個(gè)組塊的信息容量來(lái)達到增加短時(shí)記憶容量的目的。例如，數字1,9, 1, 9，5，4，凡熟悉中國現代史的人都能夠形成一個(gè)塊191954, 知道這是爆發(fā)“五四運動(dòng)”的年代，不熟悉中國歷史的人則不能夠形成單.一的信息塊,而將其編碼成一串無(wú)意義的數字。
蔡斯和西蒙(Chase&Simon,1973)對象棋大師、一級祺手和業(yè)余新手的棋局記憶能力進(jìn)行了研究，結果發(fā)現，對一個(gè)隨機設置的棋局，大師、一級棋手和業(yè)余新手的回憶正確率沒(méi)有差別;而對一個(gè)真實(shí)的棋局，大師的記憶準確性為64%，一級棋手為34%，業(yè)余新手只有18%。研究者認為，之所以產(chǎn)生這種差別是因為在真實(shí)的棋局中，高水平的大師和棋手可以利用豐富的經(jīng)驗發(fā)現和建立棋子之間的關(guān)系，形成組塊，而在隨機擺放的棋局中，大師的經(jīng)驗就很難發(fā)揮作用了。由此可見(jiàn)，個(gè)體的知識經(jīng)驗對組塊有著(zhù)很大的影響。
組塊可以提高記憶的容量和效率。默多克(Murdock, 1961) 的實(shí)驗證實(shí)了這種作用。他用聽(tīng)覺(jué)方式先向被試分別呈現三組不同的材料:第一組是由3個(gè)輔音構成的二字母組合如PTK，第二組是由3個(gè)字母組成的單詞如HAT (帽子),第三組是.3個(gè)單詞如EAR (耳朵)一MAN (男人)一BED (床), 然后讓他們進(jìn)行回憶。實(shí)驗結果表明，三字母組合與3個(gè)單詞的回憶成績(jì)差不多。也就是說(shuō)，回憶3字母單詞比回憶不相關(guān)的3字母組合的成績(jì)要好得多。這說(shuō)明一個(gè)單詞是一個(gè)熟悉的單位一塊。
通過(guò)組塊被試能大大地提高對一系列字母的記憶數量。
3.加工深度
認知加工深度也是影響短時(shí)記憶編碼的因素。在一項研究中，主試讓兩組被試分別對一個(gè)詞表進(jìn)行特定字母檢索和語(yǔ)義評定作業(yè)，實(shí)驗前告訴每組中的一半被試在作業(yè)結束后要有一個(gè)回憶測驗(提示組)，對另一半被試則不告訴還有回憶測驗(未提示組)。
實(shí)際上，在作業(yè)結束后，都要求兩組被試進(jìn)行回憶測驗。結果發(fā)現，在特定字母檢索作業(yè)組中，提示組要比未提示組有更好的回憶成績(jì)，而在語(yǔ)義評定作業(yè)組中則沒(méi)有差異。
造成這一結果的原因是:語(yǔ)義評定組對字詞的加工深度比較大，因此提示組和未提示組的被試都有很好的成績(jì);而特定字母檢索組在加工水平上比較低，因此只顯示出提示組的優(yōu)勢。
二、短時(shí)記憶信息的存儲和遺忘
(一)復述
復述(rehearsal) 是短時(shí)記憶信息存儲的有效方法。它可以防止短時(shí)記憶中的信息受到無(wú)關(guān)刺激的干擾而發(fā)生遺忘。復述又分為兩種:一種是機械復述或保持性復述(maintenance rehearsal)， 將短時(shí)記憶中的信息不斷地簡(jiǎn)單重復;另一種是精細復述(elaborative rehearsal), 將短時(shí)記憶中的信息進(jìn)行分析，使之與已有的經(jīng)驗建立起聯(lián)系。
克瑞科和沃金斯(Craik&Wathins,1973)的研究表明，只有機械復述并不能加強記憶。研究者讓被試聽(tīng)若千個(gè)單詞，并要求被試記住其中最后一個(gè)以某個(gè)特定字母(如字母K)開(kāi)頭的單詞。在單詞系列中，有幾個(gè)以K開(kāi)頭的單詞，但實(shí)驗只要求被試記住最后個(gè)以K字母開(kāi)頭的單詞，因此當被試聽(tīng)到下一個(gè)以K開(kāi)頭的單詞時(shí)，就可以放棄前面的那個(gè)以K字母開(kāi)頭的單詞了，由于在這些以K開(kāi)頭的單詞之間所間隔的其他單詞數不等，因此每個(gè)以K字母開(kāi)頭的單詞得到的復述機會(huì )是不等的。實(shí)驗結束后，研究者出其不意地要求被試回憶所有以K字母開(kāi)頭的單詞，結果發(fā)現，這些以K字母開(kāi)頭的單詞的回憶成績(jì)并沒(méi)有差異，說(shuō)明簡(jiǎn)單的機械復述并不能導致好的記憶效果。
蔡斯等人(Chase & Erisson, 1981)曾報逍了一個(gè)叫B.F.的個(gè)案，他叮以凹憶80個(gè)數字。進(jìn)一步的研究發(fā)現，B.F.原來(lái)是一名長(cháng)跑運動(dòng)員，因此他將那些隨機數字組成為各種長(cháng)跑距離所需要的時(shí)間。例如，他把“3, 4, 9, 2, 5, 6，1，4，9, 3，5”記作“3 分49秒2一跑一英里， 56分14秒一跑10英里，9分35秒一慢跑2英里”，這樣他通過(guò)和長(cháng)時(shí)記憶建立聯(lián)系的方法,將無(wú)意義隨機數字轉化成了有意義的便于記憶的組塊。由此說(shuō)明，精細復述是短時(shí)記憶保持的重要條件。
(二)短時(shí)記憶的遺忘進(jìn)程
短時(shí)記憶的容量有限，存儲的時(shí)間也很短暫。在沒(méi)有復述的情況下，短時(shí)記憶可以保持信息約15秒~ 30秒。皮特森等人(Peterson et al,1959)在實(shí)驗中，要求被試記住以聽(tīng)覺(jué)形式呈現的3個(gè)字母，為了阻止被試進(jìn)行復述，在呈現字母之后馬上讓被試對一個(gè)數字進(jìn)行連減3的計算，直到主試發(fā)出信號再回憶剛才呈現的3個(gè)字母。結果發(fā)現，被試回憶的正確率是從字母呈現到開(kāi)始回憶之間的時(shí)間間隔的遞減函數，當時(shí)間間隔為3秒時(shí)，被試的回憶正確率達到80%;當時(shí)間間隔延長(cháng)到6秒時(shí)，正確率迅速下降到55%;而延長(cháng)到18秒時(shí)，正確率就只有10%了。這個(gè)實(shí)驗說(shuō)明，短時(shí)記憶信息存儲的時(shí)間很短，如得不到復述，將會(huì )迅速遺忘。
(三)短時(shí)記憶的遺忘——干擾還是消退
短時(shí)記憶的信息在得不到復述的情況下會(huì )很快遺忘。那么是什么原因導致了遺忘呢?一種觀(guān)點(diǎn)認為短時(shí)記憶的遺忘是由于信息痕跡的自然消退，另種觀(guān)點(diǎn)則認為遺忘是由于短時(shí)記憶中的信息受到其他無(wú)關(guān)信息的干擾。由于加人于擾信息需要時(shí)間，因此分離這兩個(gè)因素的作用是非常困難的。沃和諾爾曼(Waugh & Norman, 1965) 利用一個(gè)設計巧妙的實(shí)驗解決了這個(gè)問(wèn)題。他們讓被試聽(tīng)由若干個(gè)數字組成的數字序列，在數字序列呈現完畢后，伴隨著(zhù)一個(gè)聲音信號將呈現一個(gè)探測數字，這個(gè)探測數字曾經(jīng)在前面出現過(guò)一次。被試的任務(wù)就是回憶在探測數字后邊是什么數字。從回憶數字到探測數字之間是間隔數字，呈現這些間隔數字所需要的時(shí)間為間隔時(shí)間。在實(shí)驗中, Waugh等人采用了兩種速度來(lái)呈現數字:一種是快速的，為每秒4個(gè); 一種是慢速的，為每秒1個(gè)。這樣，就可以在間隔數字不變的情況下改變間隔時(shí)間，從而使時(shí)間和干擾信息這兩種因素分離開(kāi)來(lái)。結果發(fā)現，在快、慢兩種呈現速度下，被試的回憶正確率都隨間隔數字的增加而減少，并且不受間隔時(shí)間的影響。這一結果支持了干擾說(shuō)，說(shuō)明短時(shí)記憶的遺忘主要是由干擾信息引起的。
三、短時(shí)記憶的信息提取
短時(shí)記憶的信息容量不大，因此看起來(lái)對短時(shí)記憶的信息提取是比較容易和簡(jiǎn)單的。但是，斯騰伯格(Stermuberg， 1969) 的研究表明情況要復雜得多。
斯騰伯格在實(shí)驗中給被試呈現1個(gè)到6個(gè)不等的數字系列，如5，2，9，4, 6,之后馬上再呈現一個(gè)探測數字，要求被試判斷探測數字剛才是否出現過(guò)，并作出肯定或否定的反應。例如，探測數字是9，就要作肯定反應，如果是8就要作否定反應。被試的反應時(shí)間是重要的衡量指標。
斯騰伯格認為,短時(shí)記憶中被試對項目的檢索有三種可能的方式:
(1)平行掃描(parallel processing scanning)是同時(shí)對短時(shí)記憶中保存的所有項目進(jìn).行檢索。如果是這樣，無(wú)論短時(shí)記憶中保存的項目有多少，檢索的時(shí)間都應該是一樣的。
(2)自動(dòng)停止系列掃描(serial self一 terminating scanning)是對項目逐個(gè)進(jìn)行的檢索，一旦找到目標項目就停止查找。如果是這樣，那么短時(shí)記憶中保存的項目越多，反應時(shí)間就會(huì )越長(cháng)。另外，由于找到目標項的搜索(肯定判斷)不需要再對剩余項目進(jìn)行檢索，因此其反應時(shí)間要比找不到目標項目的搜索(否定判斷)反應時(shí)短。
(3)完全系列掃描(serial exhaustive scanning) 是對全部項目進(jìn)行完全的檢索，然后再作出判斷。在這種提取方式下，反應時(shí)間仍將是項目長(cháng)度的函數，但由于肯定判斷和否定判斷都要對全部項目進(jìn)行搜索，因此它們應該具有同樣的反應時(shí)間。
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