两类线索相容性的比较研究，本文主要内容关键词为：相容性论文,两类论文,线索论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
分类号 B842
1 前言
刺激－反应相容性是描述刺激－反应关系对信息加工影响的一个基本概念，当有的刺激－反应匹配关系所获得的反应结果比其他匹配关系所获得的反应结果较好时，前者的刺激与反应间的关系就被称为具有相容性[1]。具有相容性特点的刺激－反应匹配关系必然能带来好的反应结果，因此，相容性原则一直是人机系统设计的重要原则，而对相容性产生机制的研究是认知心理学研究的热点问题之一，它有助于揭示人类信息加工过程的奥秘。
在阐述相容性机制的众多理论中，维度重合模型（Dimension Ove-rlap Model，简称Do模型）获得了广泛的支持[2]，它用维度重合的观点解释了相容性的产生机制。该理论认为，如果刺激和反应来自相同的集合（或称为它们之间有维度重合）且一致，那么刺激的出现将自动激活与之对应的反应，减少产生任务反应的加工过程，所以导致较短的反应时和较低的错误率，即出现了刺激－反应的相容性，DO模型强调相同集合且一致是相容性产生的根源，极大地拓宽了相容性的研究领域[3]。相同集合可存在于刺激与反应之间（刺激－反应相容性），也存在于不同的刺激维度之间，如Stroop效应，甚至线索与刺激之间[4]或线索与反应之间[5]。
在前置线索的实验模式中，当线索与刺激或反应来自相同的集合时（线索、刺激或反应都是数字或颜色），出现了线索－刺激或线索－反应的相容性效应（与刺激或反应一致的线索促进反应的加工，产生较短的反应时）。此外，研究还发现了这两类相容性效应受到线索与刺激呈现的时间间距（stimulus-onset asymptotic，简称SOA）和线索有效概率的影响，表现为：相容性强度随SOA的延长呈先增强而后减弱的倒"U"形变化，高的线索有效概率将产生较强的相容性效应。以上研究分别证实了线索－刺激(C-S)相容性和线索－反应(C-R)相容性的存在，并考察了它们的特性。本研究将同时考察这两类线索相容性，比较它们相互冲突时的强弱关系和特征。
2 实验方法
2.1 任务和变量
在前置线索的实验中，在刺激之前先呈现一个线索，实验任务是要求被试对颜色刺激进行口头数字命名，例如把红色刺激命名为"1"。在考察线索－刺激相容性时，线索是与刺激相重合的颜色；而在考察线索－反应相容性时，线索是与数字反应来自同一集合的数字。本实验中刺激和反应都是颜色，要求被试对颜色刺激进行不一致的颜色命名反应，例如把红色刺激命名为“绿”。
实验中考察的自变量包括：(1)线索与刺激、线索与反应的关系，包括了四种水平，对应于表1和图1中的A、B、C、D四种条件；(2)SOA，包括了三个水平，分别是50ms、200ms、600ms；(3)线索的有效概率，这个变量只出现在线索与刺激、反应有维度重合的条件下，是指在一个测试阶段中，线索与刺激或线索与反应一致的测试次数所占的比例。本实验根据线索有效性把实验任务分为两个系列，其中一个系列中线索的有效性是指线索与刺激一致的概率，分别是0.2、0.5、0.8三个水平；另一个系列中线索的有效性是指线索与反应一致的概率，也包含了三个水平，这个变量作为被试内变量，进行实验考察。
表1 实验中线索与刺激、反应的关系
注：NO-DO代表No Dimension Overlap;
C-S CON/C-R IN代表Cue-Stimulus Consistent/Cue-Response In-
consistent;
C-S IN/C-R CON代表Cue-Stimulus Inconsistent/Cue-Response
Consistent;
C-S/C-R IN代表Cue-Stimulus & Cue-Response Inconsistemt.
实验时，被试随机分组学习刺激－反应的匹配关系，然后进行练习，在连续三遍全部正确反应之后，进入测试阶段。根据线索与刺激、反应有无维度重合和线索有效概率的不同，整个测试分为4个阶段，分别是线索与刺激和线索与反应均无维度重合、高有效概率、中有效概率和低有效概率，其中无维度重合阶段包括81次测试，其他三个阶段各包括180次测试，这三个测试阶段又根据线索有效的情况，分为两个系列，即线索与刺激一致为有效的一个系列，和线索与反应一致为有效的另一个系列。每名被试需完成621次测试，实验时间约1小时。
每次测试时，屏幕先呈现一个注视点并伴随一个短音警告，50ms后消失，提示被试集中注意，200-300ms后呈现线索，50ms后消失，在一定时间间隔(0ms,150ms,550ms)后，才出现刺激，要求被试进行命名反应，刺激将呈现1500ms，其间当被试作出反应后刺激消失，每次测试间隔2秒。记录被试口头反应的结果和反应时。实验过程示意见图1。
图1 实验过程
2.2仪器和被试
18名中国农业大学学生参加了本实验，12名男生，6名女生，年龄18-22岁，所有被试视力或矫正视力正常，色觉正常。
实验过程由Pentium MMX166微机控制完成，包括被试信息登记、指导语呈现、刺激呈现、记录反应时和错误率等。信息显示于14英寸彩色显示器，屏幕背景色为灰色。实验在正常照明的房间里进行，所有刺激（半径为1.5cm的颜色六边形）、线索（半径为0.5cm的无颜色轮廓图形或颜色图形）或注视点均呈现于屏幕正中。被试距离显示屏50cm，通过音键记录被试的反应时。
3 实验结果
所有反应的平均错误率为2.9%，对各条件下平均错误率的分析没有任何统计上的差异。因此，只对所有正确反应的反应时进行统计分析，首先删除占总体5%的异常反应时（大于1211ms和小于465ms），对其余数据进行分析。
由于实验是不完全的混合设计，先对线索与刺激、线索与反应的维度重合效应进行ANOVA检验，以验证线索相容性效应的存在和两类线索相容性的强弱；再对两类线索维度关系与SOA对反应时的影响进行重复测量的MANOVA检验；然后分别对两个系列中线索维度关系与线索有效概率对反应时的影响进行重复测量的MANOVA检验。
3.1 线索－刺激、线索－反应维度重合的效应
本实验中线索与刺激、反应的维度关系共有4种条件，它们对反应时的影响见图2，检验表明差异显著，F(3,15)=12.19,p＜0.01。结果证实了线索与刺激的维度关系决定了反应时的差异，表现为：当线索与刺激之间维度重合且一致时，反应时最短；而线索与刺激维度重合不一致时，反应时最长，这就是C-S相容性。
本实验中C-S相容性效应(37ms)小于以往研究[4]中C-S相容性效应(96ms)，这说明本实验获得的C-S相容性有一定损耗。将本实验与以往研究[4]相比较可以发现，本实验中线索与刺激的维度关系和线索与反应的维度关系是相反的，当线索与刺激维度重合一致时，线索与反应却是维度重合不一致；而当线索与刺激维度重合不一致时，线索与反应却是维度重合一致，这说明线索－反应的维度关系对反应时也发生了影响，因为它的影响与线索－刺激的效应相反，所以部分抵消了线索－刺激的相容性效应，表现为线索－刺激相容性效应的减弱，同时由于线索－刺激的维度重合效应强于线索－反应的维度重合效应，因此，本实验只表现出线索与刺激的相容性。
图2 不同线索与刺激、反应维度关系对反应时的影响
3.2 SOA对两类线索相容性效应的影响
分别对两类线索维度关系和SOA对反应时的影响进行检验，发现了C-S维度关系和SOA表现出显著的交互作用，F(4,14)=5.96,p＜0.01。在本实验中C-S维度重合条件下，一致与不一致两种条件下反应时的差值，被称为C-S相容性效应(△RT)；C-R维度重合虽然未表现出线索－反应的相容性效应，但仍然存在线索－反应维度重合一致和不一致两种条件下反应时的差值，也称之为C-R相容性效应(△RT′)。表2表明了两种线索维度关系及SOA对RT的影响，以及不同SOA水平下△RT和△RT′。从图3可以看出，SOA较短时，△RT较小，中等SOA时，△RT最大；而△RT′随着SOA的延长是逐渐增加的。
表2 不同SOA水平、C-S、C-R维度重合条件下的反应时(ms)
C-S/
C-S CON/
C-S IN/
SOA
△RT
△RT′
C-R IN
C-R IN
C-R CON
M±SD
M±SD
M±SD
50ms
18
6845±67
833±81
851±99
200ms
51
19848±54
816±80
867±87
600ms
50
38824±80
812±99
862±69
图3 不同SOA水平下的两类线索相容性效应
3.3 线索有效性对两类线索相容性效应的影响
本实验对两个任务系列（分别是线索与刺激一致为有效即C-S有效、线索与反应一致为有效即C-R有效）的实验结果进行检验，无显著差异。然后再分别对C-S维度关系与C-S有效概率、C-R维度关系与C-R有效概率对RT的影响进行MANOVA考验。
分析发现，C-S维度关系与C-S有效概率对RT的影响有显著的交互作用，F(2,16)=8.47,p＜0.01。表3表示了两种线索维度关系和不同线索有效性条件对RT、△RT和△RT′的影响。图4表示了△RT和△RT′受到线索有效性影响的情况。可以看出随线索有效性的增加，△RT呈上升的趋势。
表3 不同线索有效性、C-S、C-R维度重合条件下的反应时(ms)
CueC-S/
C-S CON/
C-S IN/
有效
△RT
△RT
C-R IN
C-R IN
C-R CON
概率
M±SD
M±SD
M±SD
低(0.2)
18
8
867±83
849±59
875±63
中(0.5)
29
1
865±52
836±46
866±77
高(0.8)
36
8
845±59
809±74
853±54
图4 不同线索有效性条件下的两类线索相容性效应
4 讨论
相容性作为信息加工的基本特征，其研究领域已从刺激－反应相容性扩展到了线索相容性，前人的研究一般集中于线索的空间位置与刺激或反应的一致所带来的线索空间相容性效应[6]。以维度重合理论为基础，一系列研究证实了线索语义相容性的存在[4,5]，在分别证明了线索－刺激相容性和线索－反应相容性都存在之后，本研究比较了这两种类型线索语义相容性同时存在时的强弱关系和它们的特征。
本研究中被试的任务是对颜色刺激进行不一致的颜色命名，当线索与刺激／反应有维度重合（线索也是颜色）时，线索要么与刺激一致（必然与反应不一致），要么与反应一致（必然与刺激不一致），或者与两者都不一致。本研究实验条件的设置使这两类线索维度关系同时存在却相互竞争，可以对两类线索相容性的强弱关系进行比较。实验结果表明：两类线索维度关系带来的相容性效应存在，C-R相容性部分抵消了C-S相容性，只表现出减弱的C-S相容性，即线索与刺激一致时（此时线索与反应不一致），线索能有效地促进信息加工的完成，表现为反应时较短；而当线索与刺激不一致时（尽管线索与反应是一致的），线索却干扰了信息加工的进行，导致了较长的反应时，这说明线索与刺激的维度关系对反应时的影响比线索与反应的维度关系对反应时的影响要强，证明了线索－刺激相容性强于线索－反应相容性。
这个结果是对维度重合理论解释相容性产生的自动激活假说的补充，该理论认为：当线索与刺激或反应存在维度重合时，线索的出现将自动激活相应的反应（与刺激一致的线索直接激活与刺激一致的反应，与反应一致的线索直接激活反应），自动激活产生的反应与任务要求反应的一致或不一致决定信息加工步骤的多少，影响了任务完成的反应时。本研究认为，在线索与刺激和线索与反应关系矛盾时，线索将遵从线索与刺激的结果来产生自动激活的反应，而自动激活假设本身遵循的自动性原则可以表述为强度随时间而变化，线索与刺激一致自动激活的反应在时间上应先于线索与反应一致自动激活的结果，因此，它先于后者起作用，表现为强于后者，即线索－刺激相容性强于线索－反应相容性。这与Hendrikx[7]对线索空间相容性的研究结果是一致的，他认为线索空间相容性具有两面性，包括了线索－刺激空间相容性和线索－反应空间相容性，其中线索－刺激空间相容性较强。
线索相容性的适时性是对自动激活假设的有力支持，由于自动激活的加工随时间的延长会先增强而后逐渐衰弱，因此，自动激活与任务控制加工的时间间隔决定了自动加工对任务加工的影响程度。如果两者相距过小，自动加工处于上升阶段，强度很弱，对任务加工的影响不大；如果两者的时间间隔过大，自动加工已处于衰弱阶段，对任务加工的影响也将不大，只有在中等时间间隔下，才能有较大的影响。上述假设反映在线索与刺激的呈现间隔(SOA)对线索相容性的影响上，那就是线索相容性效应随SOA的延长而先增加后减小。本实验中线索－刺激相容性就呈现了这样的趋势。
随着心理学家对心理学研究的生态效度的重视，人们发现相容性对信息加工的影响不是一成不变的。Ritske[8]就发现了任务不确定性影响了相容性的出现，Dornier[9]也研究了混合任务模式下的相容性效应。本研究也发现了线索的客观有效概率对线索相容性的影响，那就是线索的客观有效概率越高，线索－刺激相容性效应越强。以往对信息有效概率的研究表明客观线索也能吸引人的注意或改变认知的策略[10]，本研究的结果也提示了相容性作为信息加工的一个基本特征，也会受到外界环境因素的影响，对这一领域的研究将成为相容性理论的一个新的问题。
通过本研究，可以发现两类线索相容性同时存在却相互竞争时，线索－刺激的相容性比线索－反应的相容性要强，此时，线索－刺激的相容性效应表现出随线索呈现时距的变化而变化的趋势，并受到线索有效概率的影响。