注意分散與記憶加工的關系：一項元分析 *

肖晶晶 陳登水 張錦坤

(福建師范大學心理學院，福州 350117)

1 引言

智能設備的普及導致學習過程更容易受到無關因素的影響(如社交或短視頻軟件的信息推送)而分散注意力。注意分散指對當前應注意的對象和活動缺少充分指向和集中的狀態，與“專注”相對，表現為個體不能在某個活動或對象上保持長久注意(林崇德 等, 2003)。一般認為學習或工作時的注意分散會對任務的完成度及效率產生負面影響(Glass & Kang, 2019; Hubbard & Federmeier,2021)。

注意分散對編碼和提取階段的影響具有不對稱性。由于編碼和提取階段對認知資源的需求不同，同時，多任務處理所占用的認知資源對信息儲存至長時記憶的數量具有直接的影響(Forsberg et al.,2021)，因此注意分散的呈現階段對記憶加工的影響不同。當注意分散呈現在編碼階段時，認知資源的切分減少了對目標信息的加工處理，降低了新信息與自我認知結構的知識整合，破壞了對句子整體連貫性的理解(Hubbard & Federmeier, 2021)，形成信息的表層分析，從而損害編碼連貫性和完整性，導致提取時對目標的完整回憶。而注意分散在提取階段時，只有當記憶任務與另一任務競爭特定的表征系統時才會對記憶產生干擾(Fernandes &Moscovitch, 2000)。因此編碼階段對記憶加工的影響高于提取階段(Greene et al., 2021)。也有研究者認為注意分散是通過減少剩余可用的注意資源來影響主要任務的表現，而這種減少限制了執行過程中必要資源分配的策略問題(Naveh-Benjamin et al.,2014)，從而影響任務完成效率。

注意分散在某些條件下也會產生非負面影響。與控制情景相比，生存情景相關的信息所產生的編碼記憶增強，這種效應被稱為記憶中的生存處理效應(Yang et al., 2021)。研究發現注意分散條件下對目標的回憶量減少了，但注意分散下的生存處理效應與在完全注意組保持相同(Stillman et al.,2014)。Mulligan和Spataro(2015)發現注意分散的編碼早期階段(400 ms)比無分散的記憶率更高。研究者認為注意分散的目標探測會誘發注意資源的短暫提升，因此注意分散在早期編碼階段存在優勢。Nieznański(2013)發現在排除先驗知識的前提下，當記憶項目屬性無相關時，注意分散組與注意集中組的記憶程度相同。結合注意資源有限理論，干擾任務占用一部分記憶加工資源，從而減少記憶項目編碼時間，而認知努力的調動有利于學習者在學習過程中的學習投入，促進學習內容的保持。研究結果發現，與注意集中組相比，注意分散組的記憶程度無顯著差異，推測注意分散組在有限的時間和注意資源的情況下，需要投入更多的認知努力以達到與注意集中組相當的記憶成績。詞對記憶研究發現注意分散不僅不會降低提取練習效果，實際上還增加了提取練習效應(Buchin &Mulligan, 2019)。Mulligan等人(2022)發現注意分散對未提取詞對的回憶量顯著高于注意集中組，消除了提取誘發遺忘現象；注意分散條件下提取組成績顯著高于重學組，提高了提取練習效應，從而促進了記憶加工。

盡管大部分研究顯示了注意分散的劣勢，但近幾年研究也發現注意分散對記憶加工產生的影響并非全然負面，應從多維度多視角進行考察。文獻回顧發現關于兩者關系的國內外研究存在一定局限性，大多數研究僅通過分析某個影響因素判斷二者關系，未系統全面地分析二者關系的可能潛在的其他因素，難以有全面的了解。注意分散如何影響記憶加工的作用機制及邊界條件也尚未被完全揭示。因此本研究通過元分析對2000—2021年間有關注意分散與記憶加工關系的實證研究進行系統分析和檢驗，有利于更準確地把握注意分散與記憶加工的總體相關性及可能的調節因素，為注意分散的深入研究和合理引導提供更多的證據支持。

以往研究大多基于單一視角分析二者關系(Hubbard &Federmeier, 2021; Yeung & Fernandes,2021)，未從多視角考慮多因素作用。基于文獻梳理，本研究認為不同實驗設置下，注意分散影響記憶加工的穩定性受到學習材料、任務形式、注意分散階段等因素的調節。

注意分散任務中，不同的學習材料(如詞對和圖片)對記憶存在不同的影響，即圖片比詞對記憶的正確率更高。由于圖像記憶的記憶容量大且常采用再認形式考察，因此圖片回憶存在一定的偶然性。Miller(1956)發現短時記憶中詞的記憶容量為7±2個組塊，詞對記憶需要構建詞與詞的聯結，測試時進行自由回憶或根據線索詞回憶目標詞，考察方式嚴謹，被試需對詞有準確的把握。因此本研究認為圖片與詞對記憶存在記憶內容及測試方式的差異，圖片材料的回憶率將優于詞對。

注意分散范式在雙任務下進行，根據學習材料呈現通道分為雙視覺通道和視聽覺通道。當兩個目標任務呈現均以視覺方式呈現，使用了相同的視覺注意資源；當兩個任務分別為視覺和聽覺任務時，分別占用視覺和聽覺注意資源。共同激活模型認為在某個特定加工階段，不同感覺通道刺激整合后的信號強度比單獨通道的信號更強(Blurton et al., 2014)。一項元分析也發現視聽雙通道的形式比單通道的視覺呈現更有利于學習者對學習材料的掌握(王福興 等, 2016)。因此認為任務呈現通道是注意分散與記憶加工之間的調節變量。

編碼階段時個體需要根據對學習材料建立聯想或線索建構形成有意義的材料網絡，提高提取成功率；若此時存在干擾則容易導致構建的記憶痕跡較淺，提取時容易丟失目標。在提取時進行干擾可能會產生兩種情況，一種情況是由于編碼時形成了穩固的記憶痕跡，提取不受或較少受注意分散的干擾，另一種情況可能是提取的干擾影響學習者根據線索回憶搜索目標的過程，導致目標的丟失。值得注意的是，注意分散范式下，學習者僅有一次機會接觸到學習材料，編碼階段能否形成強記憶痕跡因材料難度而異，因此注意分散呈現階段對記憶的影響還需進一步探討。

本研究的記憶類型特指外顯和內隱記憶。以往研究發現某些干擾因素的存在對外顯記憶的影響顯著，而對內隱的啟動效應沒有影響(Graf &Schacter, 1987)，如記憶負荷量。Jacoby和Dallas(1981)在學習階段與測驗階段設置不同的材料呈現方式，學習階段以聽覺方式呈現材料，測驗階段以視覺方式呈現，結果發現內隱記憶成績顯著降低，而外顯記憶則沒有影響。注意分散范式中最顯著的特點即干擾因素的存在，因此本研究推測注意分散傾向對外顯記憶產生影響。

2 研究方法

2.1 文獻檢索

本研究檢索了中英文數據庫。針對注意分散研究中的標題、摘要、關鍵詞等確定檢索關鍵詞。文獻檢索時間為2000年1月至2021年7月。英文文獻搜索數據庫包括APA PsycNet、Web Of Science、Science Direct、PubMed、ERIC，檢索詞為“divided attention”分別與“learn*”“memory”聯合搜索。中文文獻搜索數據庫為中國知網-中國期刊全文數據庫、百度學術，檢索詞為“注意分散”“分心”分別與“學習”“記憶”聯合搜索。

2.2 文獻納入標準

按照以下標準選取納入元分析的文章：(1)注意分散相關的實證研究；(2)研究中的注意分散以雙任務為準，諸如注意轉移、選擇注意等均不納入；(3)研究應對比注意分散和注意集中條件；(4)研究對象應為人類，老鼠等動物研究均不納入；(5)研究應提供諸如樣本量、平均數、標準差等；(6)實驗結果為學習或記憶任務相關的成績。文獻納入流程如圖1所示。對納入的文獻使用Cochrane偏倚風險評估工具(Cochrane ROB tool)進行文獻質量評估，結果表明納入的研究文獻質量均符合要求。所獲得滿足元分析標準的45篇文獻中，有14篇含再認成績(被試1816人)，10篇含線索回憶成績(被試1642人)，26篇研究含自由回憶成績(被試3802人)。最終生成了17個再認成績、12個線索回憶成績和29個自由回憶成績的獨立效應量。

圖1 文獻檢索、納入及排除流程

2.3 文獻編碼

文獻編碼分為：基本信息(作者、時間、樣本量)、注意分散階段、雙任務呈現通道、學習材料類型、記憶類型、結果變量。按結果變量分成3種效應量編碼。為盡量保證編碼的有效性，分別由本文兩位作者單獨編碼后進行對比，發現二者編碼結果并無明顯差異。

2.4 元分析過程

本研究選用Hedges’sg計算效應量。當注意分散的測試成績低于注意集中時，效應量方向為負。考慮到材料類型、注意分散階段等實驗條件的影響，采用隨機效應模型。此外選擇Q檢驗和I2檢驗識別異質性，事后異質性檢驗(heterogeneity test)用于驗證模型合理性。

發表偏倚指的是在發表的研究中，與理應被納入的研究相比，實際納入的研究存在系統性誤差(Borenstein et al., 2009)。因為結果顯著的研究更容易被發表，從而影響元分析的真實性(Franco et al.,2014)。研究采用失安全系數、Egger線性回歸檢驗以及剪補法評價發表偏倚。

數據采用CMA 2.0(Comprehensive Meta-Analysis 2.0)進行分析。

3 結果

3.1 主效應檢驗

主效應檢驗結果顯示在再認、線索回憶和自由回憶成績上，注意分散的平均效應量分別為-0.52、-0.50和-0.87(見表1)；95%CI的上、下限均小于0，表明該效應量非偶然因素引起；p值小于0.001，表明在注意集中情況下的再認、線索和自由回憶成績顯著高于注意分散。

表1 注意分散的主效應檢驗

3.2 異質性檢驗

異質性檢驗結果發現Q檢驗均顯著，表明存在異質性(見表2)。再認、線索和自由回憶成績，I2值分別為80.57、77.21和84.53。根據Higgins等人(2003)提出的異質性的分類標準，本研究的三種結果變量的真實效應量的差異比重屬于高等以上的異質性，這表明異質性程度相當高。因此，采用隨機效應模型是合理的。

表2 效應量異質性檢驗

3.3 調節效應檢驗

調節效應檢驗結果表明，再認的所有變量的調節作用均不顯著(ps＞0.05)(見表3)。線索回憶上(見表4)，材料類型顯著受注意分散的調節，QB(1)=4.59，p＜0.05，文本材料(g=-0.54)顯著低于圖片材料(g=-0.13)；記憶任務類型上，外顯記憶(g=-0.65)顯著低于內隱記憶(g=-0.16)，QB(1)=6.80，p＜0.05；其他變量的調節作用均不顯著(ps＞0.05)。在自由回憶上(見表5)，注意分散階段呈現顯著的調節作用，QB(2)=10.16，p＜0.01，編碼的影響(g=-0.98)顯著低于提取(g=-0.42)；記憶任務類型顯著調節表現為外顯記憶(g=-0.89)顯著低于內隱記憶(g=-0.23)，QB(1)=11.23，p＜0.01；其他變量的調節作用均不顯著 (ps＞0.05)。

表3 注意分散對再認成績的調節效應檢驗

表4 注意分散對線索回憶成績的調節效應檢驗

表5 注意分散對自由回憶成績的調節效應檢驗

3.4 發表偏倚檢驗

失安全系數結果表明，再認、線索和自由回憶成績分別為454、212和4484(見表6)，表明至少需要兩百多篇文獻才能使顯著性消失，因此不存在顯著的發表偏倚；Egger檢驗的結果表明，再認和自由回憶成績上，該指標的值分別為-0.94、-0.62，接近0，且95% CI均包含0，p值大于0.05，表明再認和自由回憶成績存在發表偏倚的可能性較小；線索回憶成績的值為-2.39，不接近0，但95%CI包含0，p值也大于0.05，表明存在發表偏倚的可能性較小。進一步采用剪補法，效應量仍顯著。綜上，本研究不存在較大的發表偏倚。

表6 發表偏差檢驗

4 討論

本研究通過元分析重點探討記憶加工中的注意分散，同時考察了注意分散的邊界條件。結果發現，注意分散對記憶加工確實存在損害作用，但注意分散效果一定程度上受注意分散階段、材料和記憶類型的調節。

4.1 注意分散的穩健性

主效應結果表明，注意分散對于再認、線索和自由回憶都產生了顯著的負面影響。與注意集中條件相比，注意分散需要學習者策略性地分配注意資源同時加工兩種信息，但短時間內難以達到最優策略，進而影響信息的精細加工，因此成績低于注意集中條件。本研究從元分析的角度進一步證實注意分散負面影響的穩健性。

注意分散對記憶的損害作用可結合加工時間或資源減少假說、精細編碼理論來解釋。根據加工時間或資源減少假說，注意分散導致的記憶表現下降是因為學習者在雙任務中減少對記憶任務中的時間和注意資源，從而能夠處理并執行二級任務。但Craik等人(1996)認為加工時間的減少只能解釋注意分散損害記憶的部分原因，Naveh-Benjamin等人(2000)的研究也認為注意分散造成的記憶成績低與編碼時所用在記憶任務中的時間部分相關。編碼時間或注意資源對于材料的記憶的準確性和正確率在一定程度上有促進作用，但僅用這一點來解釋不夠有說服力。精細編碼理論認為雙任務中學習者沒有充足的注意資源對記憶任務進行深層精細的編碼。由于注意資源較少時，對信息編碼僅能停留在表層編碼，無法通過精細編碼使信息進入長時記憶中，從而導致注意分散條件下記憶表現較差。Wong等人(2021)發現干擾任務對注意資源的消耗破壞了有效編碼策略從而損害記憶。Naveh-Benjamin等人發現二級任務數量與所需注意力資源成正比，因此目標信息的注意資源減少導致記憶表現不佳，結果支持了精細編碼理論的觀點。

4.2 注意分散影響學習的調節作用

調節效應檢驗的結果主要體現在材料類型、注意分散呈現階段及記憶類型的調節作用，部分驗證了調節效應的研究假設。

材料類型在線索回憶成績上對注意分散起到了調節作用，文本材料(g=-0.54)比圖片材料(g=-0.13)的損害作用更大，注意分散對于基于語義編碼的文字材料的負面影響大于基于表象編碼的圖片材料的影響，即圖片優勢效應，圖片可通過語言編碼進入圖像通路，在識記圖片時不僅會觀察到視覺特征，而且還會自發地用語言表達出來，通過語言編碼和視覺編碼的雙重編碼促進了圖片的編碼強度。而文字材料僅使用語義編碼方式，與雙重編碼相比，其編碼形式單一。因此在注意分散范式下圖片的優勢效應依然存在。

注意分散呈現階段也是重要調節因素之一。注意分散在編碼階段(g=-0.98)的自由回憶成績顯著低于提取階段(g=-0.42)，這與以往部分研究結果一致(Clark-Foos & Marsh, 2008; Weeks & Hasher,2017)。Craik等人(1996)證實了編碼和提取之間存在不對稱的關系，編碼階段比提取階段的注意分散在二級任務中表現出更長的反應時，且由再認、線索回憶，到自由回憶，二級任務的反應時逐漸延長。在腦神經研究中也發現編碼與提取的不對稱性，Anderson等人(2000)發現編碼的注意分散減少回憶率，同時左前額葉腦活動也減少了，但沒有觀察到提取的注意分散對腦活動的影響，說明編碼的注意分散比提取更容易受到干擾的阻斷。

記憶任務的類型是影響注意分散負面影響的另一重要因素。研究證明編碼時的干擾對直接的測試表現有明顯削弱，但對內隱的啟動效應影響不大甚至不影響，即注意分散對于外顯記憶的影響大于內隱記憶，內隱記憶對干擾有較強的排他性(Clarys et al., 2000)。孟迎芳和郭春彥(2007)發現編碼的注意分散對內隱測驗中啟動效應的阻礙較小，但對提取的啟動效應產生了破環作用。由于提取的注意分散來自對一般認知資源的競爭，因此任何產生認知資源的競爭都可能減弱提取的啟動效應 (林無忌 等, 2017)。

此外，在本研究中沒有發現任務呈現通道對注意分散影響的調節作用。有一種解釋是當雙任務與以視覺方式呈現時會占用相同的視覺注意資源，因此雙任務下視覺注意資源呈現競爭狀態從而相互干擾(Fougnie & Marois, 2006)；雖然任務呈現雙通道的聽覺任務并不占用視覺注意資源，但二者共享中央注意資源，因此此時雙任務也會相互干擾(Tombu & Seiffert, 2008)。無論雙任務屬于不同通道還是相同通道，兩個任務都會競爭注意資源，從而導致記憶成績較差，因此可能在這兩種情況的對比下，任務呈現通道對注意分散影響的調節作用并不存在顯著差異。

5 結論

本研究采用元分析的方法對雙任務模式下注意分散對記憶加工的影響進行探究，結果發現：(1)注意分散對記憶成績確實產生了損害作用，表現為較差的再認、線索和自由回憶成績；(2)注意分散在一定程度上受注意分散的呈現階段、學習材料及記憶類型等因素的調節。根據以上結果，本研究分析了注意分散影響記憶加工的主要及調節因素，為進一步了解注意分散的影響提供證據。