復合漢字刺激心理旋轉加工中的整體優先效應

包廣華等

摘要：以復合漢字為材料，通過兩個實驗探討在心理旋轉加工中是否存在整體/局部優先效應。實驗一檢驗視知覺中的整體優先效應，實驗二考察心理旋轉加工中是否存在整體優先效應。結果表明：延長刺激呈現時間直至被試做出反應，在正鏡像判斷的純視覺任務中不存在視覺整體優先效應；在心理旋轉任務中，大漢字 （整體） 旋轉條件反應時與小漢字 （局部） 旋轉反應時差異不顯著。這些結果說明復合漢字刺激心理旋轉加工中不存在整體優先效應。

關鍵詞：心理旋轉；整體優先效應；復合漢字刺激

分類號：B8421

引言

人類在大部分視知覺任務中存在物體的整體信息優先于其局部信息被加工的現象，即整體優先效應。Navon （1977） 最先采用復合刺激 （即由小字母組成的大字母） 發現了這一效應。在研究中，圖形中的大字母代表整體性質，小字母代表局部性質。結果發現：被試辨別大字母的反應時比辨別小字母的反應時短；辨別小字母的反應時受大字母的影響，當大字母與小字母一致時較短，不一致時較長；而辨別大字母的反應時幾乎不受小字母的影響。復合刺激成為了人們研究視知覺整體/局部加工優勢的良好材料。

已有研究表明，在視知覺任務中觀察到的許多現象，在視覺表象任務中也能看到，典型的例子如心理旋轉效應 （Cooper & Shepard， 1973； Shepard & Metzler， 1971）。視知覺任務中存在明顯的整體優先效應，那么在心理旋轉過程中也應該存在明顯的整體優先效應。邱香、傅小蘭、隋丹妮、李健和唐一源 （2009） 采用復合字母材料，結合心理旋轉任務范式，發現在心理旋轉過程中也存在類似視知覺的整體優先效應。和拼音文字相比，漢字的字形具有整體性，而且字形本身不表音，字形識別過程是由字的視覺刺激開始經一系列加工獲得字的完整的視覺印象的信息加工過程 （譚力海， 彭聃齡， 1991）。杜平和張素文 （1999） 的研究表明：在漢字識別中整體優先效應并不明顯，在漢字識別中整體與局部可能是并行處理的。

漢字由于其自身的特點而有別于字母，如果用復合漢字代替復合字母作為材料進行心理旋轉實驗，是否還存在復合刺激心理旋轉加工中的整體優先效應？本研究擬參考邱香等人的研究范式，采用兩個實驗，對復合漢字刺激心理旋轉中的整體優先效應進行探討。實驗一屏蔽或清除視覺整體優先效應，實驗二再結合旋轉的復合漢字，揭示心理旋轉加工中是否存在整體優先效應。

2實驗一

探討復合漢字刺激的心理旋轉中的整體/局部加工優勢問題，首先要保證在知覺階段，整體特征和局部特征得到了同等程度的編碼，否則會混淆實驗結果，不能區分實驗結果是否由于心理旋轉的加工引起。因此，為排除視知覺整體優先效應對心理旋轉任務的干擾，設計實驗一：采用復合漢字作為刺激，延長靶刺激呈現時間，考察正鏡像判斷的視覺任務中是否存在視覺整體優先效應。

2.1研究方法

2.1.1被試

實驗選取廣西師范大學32名在讀本科生志愿者作為本研究的被試，其中男16名，女16名，平均年齡為22.1歲 （19～25歲），視力或矯正視力正常，無弱視、斜視等視力問題，均為右利手，未參加過類似實驗，實驗后給予一定報酬。

2.1.2實驗設計

采用2 （任務類型：大漢字辨別任務和小漢字辨別任務）×2（刺激類型：大小漢字一致和大小漢字不一致） 被試內實驗設計，任務類型和刺激類型兩個自變量均為被試內因素，因變量為被試的反應時和正確率。

2.1.3刺激材料

實驗材料用幾何畫板5.0軟件編制，由排成7×7陣列的小漢字陣列組成大漢字，圖片大小為430cm×430 cm，材料示例見下頁圖1 。參考以往研究的實驗材料 （Robertson & Palmer， 1983） 以及邱香等 （2009） 的實驗方法，每種復合刺激中大小漢字的組合都有四種情況：大小漢字都是正像，只有大漢字是正像，只有小漢字是正像，以及大小漢字都不是正像。在大小漢字一致的條件下，大小漢字同為正像或鏡像；在不一致的條件下，大漢字正像小漢字鏡像，或大漢字鏡像小漢字正像。注視點“+”和所有的刺激都呈現在屏幕中央。大漢字的大小為6.0cm×70cm，小漢字的大小為0.6cm×0.7cm。在練習實驗中用的漢字是“下”，在正式實驗中用的漢字是“上”。

2.1.4儀器和程序

實驗程序用E-prime2.0編寫，被試均在電腦上完成任務， 每個被試單獨進行實驗。左手食指和右手食指分別放在小鍵盤的“F”“J”鍵上，眼睛與屏幕齊平，視距為60cm左右。實驗開始時在屏幕中央會出現注視點300ms，隨后出現靶刺激。在大漢字 （或小漢字） 判斷任務中，要求被試判斷復合漢字中的大漢字 （或小漢字） 是正像還是鏡像，如是正像就按“F”鍵，鏡像就按“J”鍵。被試反應后立即進入下一個試次。所有的被試都要完成兩種任務，一半被試先完成小漢字判斷任務，另一半被試先完成大漢字判斷任務，以平衡任務順序對實驗的影響。每種任務下有8個練習試次，64個正式實驗試次；兩種任務共有144個試次。被試練習時必須正確率達到85%才能進入正式實驗，否則返回繼續練習，以此初步確定被試能理解實驗要求。采用SPSS18.0對數據進行統計分析。

2.2實驗結果

實驗的平均反應時和正確率見表1。判斷小漢字的反應時與正確率的相關系數r =-0.22，p>0.05；大漢字為r =-0.179，p>0.05；在兩種任務下均不存在顯著相關，說明并沒有出現速度—準確率權衡現象。

對反應時進行方差分析發現：任務類型的主效應不顯著 （F（1，31） =0.25，p >0.05，η2 =0.01）；刺激類型的主效應顯著 （F（1，31） =6.80，p <0.05，η2 =0.18），大小字母一致時的反應時顯著短于大小字母不一致的反應時；任務類型和刺激類型之間的交互作用不顯著 （F（1，31） =3.55，p>0.05，η2 =0.10）。

2.3小結

在實驗一中，以復合漢字作為實驗材料，將靶刺激短暫呈現改成一直呈現至被試做出反應的形式，任務為判斷大/小漢字是正像還是鏡像。結果發現：判斷大漢字和判斷小漢字的反應時無顯著差異；刺激類型（即大小漢字一致性）的主效應顯著，但刺激類型與任務類型的交互作用都不顯著，說明大小漢字一致與否對大漢字和小漢字判斷任務的影響是沒有顯著差異的。因此，實驗一通過延長靶刺激的呈現時間到被試做出反應，發現在正鏡像判斷的純視覺任務中不存在視覺整體優先效應。

3實驗二

實驗二探討用復合漢字作為刺激時心理旋轉加工中是否也存在整體優先效應。在實驗一的正鏡像判斷任務中，復合刺激中的大漢字和小漢字都是正立的，并無心理旋轉過程；實驗二則是將實驗一的復合刺激中的大漢字和小漢字分別旋轉一定角度，被試需要通過心理旋轉完成正鏡像判斷任務。

3.1研究方法

3.1.1被試

實驗選取廣西師范大學32名在讀本科生志愿者作為本研究的被試，其中男15名，女17名。剔除無法完成實驗的被試以及極端數據，正式分析被試為24名，男女各半，年齡在18～22歲之間，平均年齡20.4歲，視力或矯正視力正常，無弱視、斜視等視力問題，以前未參加過類似實驗，實驗結束后給予一定報酬。3.2.2實驗設計

采用4 （旋轉角度：0度，60度，120度，180度）×2（旋轉任務：大漢字旋轉，小漢字旋轉）×2（旋轉角度一致性：大小漢字旋轉角度一致，大小漢字旋轉角度不一致）的被試內實驗設計。要求被試判斷復合漢字中的大漢字或者小漢字是正像還是鏡像。因變量以被試的反應時為主，同時輔以正確率。

3.2.3實驗材料

基于實驗一中的刺激材料，將復合漢字中的大漢字和 （或） 小漢字分別旋轉0度、60度、120度和180度，如圖1。

3.2.4儀器和程序

實驗儀器同實驗一。每個被試單獨施測，實驗前向被試介紹刺激材料復合漢字、旋轉后的復合漢字及復合漢字的正鏡像。實驗開始在屏幕中心出現一個注視點“+”，注視點呈現時間為500ms，然后靶刺激出現在屏幕中央，直到被試做出反應才會消失。被試的任務是判斷復合漢字中大漢字/小漢字的正鏡像。每個被試必須完成兩種判斷任務，即旋轉大漢字的正鏡像判斷和旋轉小漢字的正鏡像判斷。兩種任務的先后順序在被試間平衡。每種旋轉任務下有16個練習試次和256個正式試次。被試練習時必須正確率達到85%才能進入正式實驗，否則返回繼續練習。任務結束后被試還須接受一份問卷調查，以檢驗其是否按照指導語完成實驗，以及是否是通過心理旋轉執行判斷任務。

3.3實驗結果

被試在不同條件下的反應時和正確率見表2。小漢字旋轉任務下的反應時和正確率的相關系數r =-0.21，p>0.05，說明不存在速度—準確率權衡現象；大漢字旋轉任務下的反應時和正確率的相關系數r =-0.15，p>0.05，表明實驗不存在速度—準確率權衡現象。

對反應時進行方差分析發現：（1） 旋轉任務的主效應不顯著 （F（1，23） =1.39，p>0.05， η2 =0.06）；（2） 旋轉角度的主效應極其顯著 （F（3，69） =5.79，p<0.001，η2 =0.20），對四種角度的兩兩比較均表明，字母旋轉的角度越大，反應時就越長，其中旋轉180度和120度條件下的反應時顯著長于旋轉60度和0度的條件 （p<0.05）； （3） 旋轉角度一致性的主效應顯著 （F（1，23） =5.60，p<0.05，η2 =0.20），大小漢字旋轉角度一致的條件下反應時顯著短于不一致的條件下的反應時；（4） 旋轉角度和旋轉任務的交互作用顯著 （F（3，69） =13.11， p<0.05， η2 =0.36），簡單效應檢驗發現，在旋轉120度和旋轉180時，大小旋轉任務間的差異達到顯著水平 （p<0.05），但在旋轉0度和60度時，沒有顯著差異，其他交互作用均不顯著 （p>0.1）。

3.4小結

實驗二使用復合漢字作為刺激材料考察心理旋轉中是否存在整體優先效應。在實驗一的基礎上，將復合漢字材料和心理旋轉任務范式結合起來，在排除視知覺整體優先效應之后的心理旋轉任務中，得到大漢字 （整體） 旋轉任務與小漢字 （局部） 旋轉任務的反應時差異不顯著的結果，表明心理旋轉中不存在整體優先效應。旋轉任務與旋轉角度一致性的交互作用不顯著，表明大小漢字旋轉角度是否一致對大漢字和小漢字旋轉的加工均無影響。在旋轉角度120度和180度時與旋轉0度和60度時相比，復合漢字的判斷存在差異，表明復合漢字的心理旋轉加工速率可能隨旋轉角度的不同而有所變化。

4討論

邱香等 （2009） 采用復合字母作為實驗材料進行研究得出心理旋轉加工中具有整體優先效應，而在我們的研究中，借鑒邱香等人的實驗模式，對復合漢字進行研究，結果發現，以復合漢字作為實驗材料時心理旋轉加工中的整體優先效應不顯著。這與采用復合字母所做的心理旋轉加工中的整體優先效應不同，表明不同的材料在心理旋轉的加工中存在不同的影響。

心理旋轉任務區分出了功能獨立的信息處理階段，各階段是按順序進行的，不同的刺激材料對心理旋轉的加工有不同的影響 （祁樂瑛， 2009），如圖2。圖2心理旋轉信息處理各個階段漢字和字母本身都是有形的，可以看作圖形、表象，但是漢字的特點與字母的特點不同，與拼音文字相比，漢字的字形具有整體性、語音的單一性和語義的特定性，相對于部件知覺而言，漢字這三性都具有相對獨立的整體知覺性質，即它們都可以分別表征整體漢字，都具有相對獨立的整體知覺性質 （譚力海， 彭聃齡， 1991）。加上漢字作為我們的母語，且本研究中選用的漢字“上”字是一個高頻字，其熟悉程度也與字母不同。而單個字母 （除了a） 是無意義的圖形，在對知覺編碼加工中不會受到除了圖形以外的信息影響，因此復合漢字和復合字母在心理旋轉加工上是不同的，本研究的結果支持祁樂瑛的結論。

結合心理旋轉信息處理的各個階段，推測漢字特性對速率的干擾可能發生在“相同性判斷階段”，這一階段與記憶表象有關，漢字的特性導致其記憶提取過程可能會受到一定的干擾。漢字特性對于旋轉的延緩則可能發生在“知覺編碼階段”或者“辨認描述圖形和辨認圖形的方位階段”。漢字的語義和整體性的特性致使其知覺加工及辨認描述等方面與字母均有不同，漢字的加工更為復雜，與字母相比需要更多的時間，這可能是導致本研究與邱香等人的研究所不同的地方。

前人的研究表明：視知覺任務中觀察到的許多現象，在視覺表象任務中也能看到，如復合字母在視知覺識別加工及心理旋轉表象加工中都存在整體優先效（Navon， 1977； 邱香，等， 2009）。杜平和張素文 （1999） 用“上”“下”“口”組成有語義沖突的復合漢字 （如小“上”組成大“下”）、語義一致的復合漢字 （如小“上”組成大“上”） 以及語義無關的復合漢字 （小“上”組成大“口”等） 作為實驗材料，研究漢字視知覺加工的整體或局部優先效應，結果顯示，各種條件下漢字識別中整體優先效應并不顯著，漢字在語義上有固定含義，進而分析得出，在漢字識別中局部特征和整體特征是平行加工的，這與Delis，Robertson和Efron （1986） 提出的整體和局部的信息有可能是平行處理相似。在本研究中采用復合漢字來探討漢字在心理旋轉加工中的整體優先效應，發現整體優先效應不顯著，這在一定程度上支持視知覺與視覺表象相似的理論，也進一步表明漢字和字母在識別與加工過程中存在差異。

另外，實驗二通過對旋轉的四種角度兩兩比較，發現旋轉的角度越大，則反應的時間越長，旋轉加工的速率也不同。但是，目前還不能確定大漢字心理旋轉速率更快還是小漢字心理旋轉的速率更快，即整體旋轉和局部旋轉在其本身的時間進程上還可能存在速度快慢的問題 （Chen， 2005）。結合邱香等 （2009） 對復合字母心理旋轉加工中的整體優先效應提出的可能的3種假設，本研究針對復合漢字的心理旋轉加工的整體優先效應也提出相應的3個假設（見表3），未來的研究可以進一步進行探討。

本實驗探討復合漢字心理旋轉加工中是否存在整體優先效應，但仍存在一些問題。首先，整體局部特征有三種形式：全局與局部、關系與屬性和抽象與具體 （周國梅， 傅小蘭， 2005），本研究只探討全局和局部的整體優先效應，而關系與屬性、抽象與具體在心理旋轉過程是否會出現整體優先效應，有待進一步的實驗證明。其次，漢字與字母相比有其獨特性。漢字屬于表意文字，且構成復雜，可分表3復合漢字心理旋轉加工中的整體優先效應中的3種假設邱香等（2009）本研究假設1字母的整體/局部旋轉同時發生，但整體旋轉速率快于局部旋轉速率；漢字的整體 /局部旋轉同時發生，旋轉速率相同；假設2字母的整體旋轉先于局部旋轉進行，兩者在旋轉速率上相同；漢字的整體旋轉先于局部旋轉進行，但是整體旋轉速率慢于局部；假設3字母整體旋轉既先于也快于局部旋轉。漢字的局部旋轉先于整體旋轉，但是整體旋轉速率快。為獨體字與合體字、高頻字與低頻字，筆畫又具有復雜性和重復性等特點。有研究表明，筆畫重復性對漢字認知有重要影響，筆畫重復較多的漢字比筆畫重復較少的漢字識別時間短，錯誤率亦低，并且字形識別及加工受到字體特性和筆劃數的因素影響 （沈模衛， 朱祖祥， 1997）。本實驗選擇筆畫少的高頻獨體字作為刺激材料，并未涉及漢字筆畫、字頻結構特征，在實驗過程中可能會由于實驗字詞材料選取的原因和實驗設計上的問題導致實驗結果的偏差。再次，有研究顯示情緒對心理旋轉也會產生影響 （崔麗霞， 張玉靜， 肖晶， 張欽， 2013），本次研究未對被試的情緒加以控制，不知是否會對實驗結果有所影響。最后，心理旋轉較純視知覺加工更為復雜，大小漢字語義的一致性對心理旋轉信息處理過程是否會造成一定影響 （張積家， 王惠萍， 2002），有待進一步研究。在未來的研究中，研究者可從不同的角度對“整體與局部”進行定義，或者探討字頻、筆畫特征，及復合漢字中大小漢字語義一致性等因素，對本研究的重要結論進行重復探討。

4結論

本實驗采用復合漢字為刺激材料，探討心理旋轉中的整體優先效應，得到以下結論：（1） 在延長復合漢字呈現時間直至被試做出反應的條件下，判斷大漢字和判斷小漢字的反應時無顯著差異，大小漢字一致與否對大小漢字判斷任務的影響差異不顯著，在正鏡像判斷的純視覺任務中不存在視覺整體優先效應；（2） 在正鏡像判斷任務中排除了視知覺的整體優先效應存在的情況下，大漢字 （整體） 旋轉條件反應時與小漢字 （局部） 旋轉反應時差異不顯著，心理旋轉加工中不存在整體優先效應。