符號與非符號空間?數字反應編碼聯合效應的發展：言語能力、視空間能力和工作記憶的作用

摘 "要 "為了揭示符號和非符號空間?數字反應編碼聯合效應（spatial-numerical association of response codes， SNARC效應）各自的發展規律及二者關系， 實驗1以36名6～7歲兒童、59名7～8歲兒童、69名8～9歲兒童和31名成人為被試， 測查符號和非符號奇偶判斷任務， 發現符號SNARC效應在8～9歲兒童中才出現， 但非符號SNARC效應在6～7歲兒童中就已出現， 且跨年齡組（兒童和成人）的數據和針對兒童的追蹤數據分析顯示兩種SNARC效應在一定年齡范圍內可能并不會隨著年齡的增長而發生變化。此外， 對于同時出現符號與非符號SNARC效應的8～9歲兒童和成人來說， 符號和非符號SNARC效應相關不顯著。為進一步探討兩種SNARC效應是否有相似的認知機制， 實驗2對137名8～9歲兒童進行為期半年的追蹤， 測查其言語能力（語音意識、語音記憶和快速命名）、視空間能力（視知覺和心理旋轉）、工作記憶（言語工作記憶和視空間工作記憶）及符號和非符號SNARC效應， 結果顯示： 言語能力和言語工作記憶對符號SNARC效應預測作用顯著， 視空間能力和視空間工作記憶對非符號SNARC效應預測顯著。這表明兩種SNARC效應具有不同的認知基礎。研究結果支持了符號與非符號SNARC效應的分離假說， 并拓展了雙編碼理論。

關鍵詞 "符號SNARC效應， 非符號SNARC效應， 認知機制， 發展特點

分類號 "B842

1 "前言

數字對于人類的環境適應和生存至關重要， 如對數字的敏感程度會影響一個人的計算能力甚至決策情況等（Chen et al.， 2014）， 人類的數字編碼及其加工特點一直是研究者們關注的問題。其中， 一個重要的方面是數字與空間的聯結（顏麗珠 等， 2022）。空間?數字反應編碼聯合效應（spatial- numerical association of response codes， SNARC效應）被普遍認為是空間和數字表征之間存在緊密關聯的重要例證（Imbo et al.， 2012）。它是指個體左手側對較小的數字反應更快， 右手側對較大的數字反應更快的一種現象（Dehaene et al.， 1993）。這種現象不僅出現在符號數字領域（Nú?ez-Pe?a et al.， 2021）， 也出現在面積、音調等非符號領域（Prpic et al.， 2016; Prpic et al.， 2020）。過往很多研究者證實了數字與空間的聯結能力是數學技能發展的基石， 與個體更高級的數量加工效率及復雜的數學技能發展關聯密切（Cipora et al.， 2020; He et al.， 2021）。因此， 明晰SNARC效應的發展特點及其內在機制不僅有助于揭示數字的空間表征如何隨年齡而變化以及符號與非符號SNARC效應認知基礎的差異性， 豐富相關領域的理論， 還可以為數量加工與數學技能相關的教學實踐提供重要的參考依據。

1.1 "符號與非符號SNARC效應的發展特點

盡管符號SNARC效應普遍存在， 但其出現的年齡及發展規律尚不明確。例如， Berch等人（1999）以二至八年級美國兒童為被試， 采用奇偶判斷任務探究其符號SNARC效應的發展情況， 結果發現9歲兒童才出現符號SNARC效應， 且隨著年齡的增長， 該效應的強度會減弱。而White等人（2012）采用相同的任務， 發現英國7.5歲兒童中就出現了顯著的符號SNARC效應。隨后， Yang等人（2014）發現在中國兒童群體中， 5.8歲就已存在顯著的符號SNARC效應， 且SNARC效應的強度并不會隨年齡的增長而產生變化， 該結果中符號SNARC效應出現的年齡明顯早于其他國家的兒童。但是， 最近Wu等人（2020）在評估中國8至10歲兒童符號SNARC效應的發展情況時， 僅在9歲和10歲的兒童中發現了顯著的符號SNARC效應， 這一結果未證實我國兒童符號SNARC效應出現更早。由此可知， 不同研究者對于符號SNARC效應最早出現的年齡及其年齡變化規律所得出的結論存在分歧。

更重要的是， 前人研究多集中在符號SNARC領域， 很少有研究去系統探究非符號領域SNARC效應的發展特點， 更缺少符號和非符號SNARC效應發展特點的對比。而非符號數量加工系統通常被認為是一個基本而普遍的認知系統， 它能幫助個體在沒有語言或正式符號的情況下量化事物（Cheng amp; Kibbe， 2023）。因此， 探究非符號領域SNARC效應的發展特點有助于更全面地了解個體數字?空間聯結能力的發展。但目前僅有的少量非符號SNARC效應研究還存在相反的結果。例如， Bulf等人（2016）發現意大利嬰兒中存在顯著的非符號SNARC效應。Nuerk及其同事（2005）在德國成年人群體中也發現了顯著的非符號SNARC效應。而Prpic等人（2023）在英國大學生群體中同時探究符號與非符號SNARC效應是否存在， 結果表明符號任務中存在顯著的SNARC效應， 而非符號任務中并不存在該效應。Chan和Wong （2016）在以中國學齡前兒童為被試的研究中也沒有發現非符號SNARC效應的存在。

綜上， 在符號SNARC效應的發展特點方面， 雖然有部分研究者在幼兒階段發現了顯著的符號SNARC效應（Yang et al.， 2014; Zhou et al.， 2007）， 但大部分研究者認為符號SNARC效應通常出現在已經開始接受正式數學學習的學齡兒童群體中， 受到教育等的影響（Wood et al.， 2008）， 在8～9歲左右穩定出現（Gibson amp; Maurer， 2016; Wu et al.， 2020）。由此可推測8～9歲可能是符號SNARC效應出現的重要時期。在非符號SNARC效應的發展特點方面， 近期有研究者在嬰幼兒， 甚至動物身上就觀測到了該效應（de Hevia et al.， 2017; Gazes et al.， 2017）， 同時Ebersbach等人（2014）也認為非符號SNARC效應的存在可能獨立于正式的閱讀和數學學習， 由此可見非符號SNARC效應可能在未正式接受過教育的幼兒群體中就已經存在。

此外， 通過梳理前人關于SNARC效應發展特點的相關研究， 可以發現其所選取的被試群體往往局限于一個或少數幾個年齡組; 更鮮有研究同時系統探討兩種SNARC效應隨年齡發展變化的規律。而對這一問題的探討不僅有助于從數字空間表征的角度澄清符號和非符號加工的關系， 也有助于較為全面地了解個體數字與空間聯結能力的發展特征。

1.2 "符號與非符號SNARC效應的預測因素

有關SNARC效應的解釋機制方面， 有研究者從雙編碼（Gevers et al.， 2010; Paivio， 1986）的角度探究SNARC效應的影響因素， 認為SNARC效應的發生發展既需要言語能力的參與， 也需要視空間能力的參與。其中， 言語能力是指個體在對書面或口語語言進行加工的過程中， 對語音信息進行運用的能力（Wagner amp; Torgesen， 1987）， 包含語音意識（Phonological awareness， PA）、快速自動命名（Rapid automatized naming， RAN）和語音記憶（Phonological memory， PM）三個成分（Yang amp; McBride， 2020）。語音意識是指個體覺知和操作自己語言中語音成分的能力（Krajewski amp; Schneider， 2009）?？焖僮詣用且环N能夠連續命名所熟悉的符號（例如字母、數字等）的能力（Kirby et al.， 2003）。語音記憶則涉及到基于聲音的表征， 進行的臨時存貯和加工的能力（Wagner amp; Torgesen， 1987）。極性理論支持SNARC效應中存在言語編碼， 認為SNARC效應是源于語言概念建立的聯結， 如數字的“大”與空間的“右”等相聯， 數字的“小”和空間的“左”等相聯（Gevers et al.， 2006）。有實證研究也發現語音編碼是數字空間聯結的中介機制（Dollman amp; Levine， 2016; Fischer amp; Shaki， 2016）。例如， Jonas等人（2014）選取了有無數字空間聯覺的個體對其施測符號奇偶判斷任務， 結果發現兩組人在產生SNARC效應時， 都會受到語言因素的調節。Imbo等人（2012）則證實相比于視空間編碼方式， 言語空間編碼在驅動符號SNARC效應方面更具優勢， 并提出數字空間聯結的語音編碼機制在兒童早期就已出現。此外， Yang和McBride （2020）也證實言語能力會影響個體的符號數量加工， 而符號SNARC效應屬于符號數量加工的重要方面， 由此推測言語能力與符號SNARC效應密切相關。然而， 目前少有研究關注言語能力與非符號SNARC效應的關系， 因此言語能力與兩種SNARC效應之間是否存在差異性關系仍需要進一步探究。

視空間能力是指個體表征、轉換或生成視覺對象的能力（Tosto et al.， 2014; Van Garderen， 2006）， 視知覺（Visual perception）和心理旋轉（Mental rotation）是其中兩個重要亞能力（Yang et al.， 2021）。視知覺是指個體處理視覺形式之間空間關系的能力， 不涉及變換或操作; 而心理旋轉則是指個體對空間信息進行復雜或多步驟操作的能力。心理數字線理論（Dehaene et al.， 1993）強調數字信息視覺空間編碼的重要性， 認為個體會將數字依據其量級大小進行空間編碼， 使數字從小到大對應從左到右的空間分布。但在少有的關于視空間能力與符號SNARC效應關系的研究中， 結果并不一致。Bachot等人（2005）對比了視覺空間能力缺陷兒童與普通兒童符號SNARC效應的情況， 發現符號SNARC效應僅在普通兒童中出現， 這表明視空間能力可能是符號SNARC效應產生的一個重要因素。然而， 另一些研究卻發現不管是視空間能力中的視知覺（Gibson amp; Maurer， 2016）、還是三維心理旋轉能力（Viarouge et al.， 2014）， 均與符號SNARC效應之間并不存在顯著關聯。此外， 目前尚未有研究直接探究視空間能力與非符號SNARC效應的關系， 但有較多研究探討了視空間能力和非符號數量加工之間的關系， 例如， Zhang和Lin （2015）以及Yang等人（2020）的研究結果顯示視空間能力中的視知覺可以顯著預測兒童11個月后的非符號算術技能。而非符號SNARC效應是非符號數量加工的重要方面（Ebersbach et al.， 2014）， 據此可以推測視空間能力可能對非符號SNARC效應的發展具有重要作用。

除了領域特殊性的言語能力和視空間能力， 近年來van Dijck和Fias （2011）提出工作記憶理論， 認為SNARC效應直接源于數字在工作記憶中的空間表征。具體而言， SNARC效應的產生是由于工作記憶中的數字序列的前/后位置與左/右空間形成聯結而產生的一條短時的、新的心理數字線。最近， 王強強等人（2022）的研究結果也支持了該理論， 證實數字在工作記憶的空間表征易受情境因素的干擾。此前一些實證研究也發現兒童符號SNARC效應不僅與視空間工作記憶顯著負相關（Wu et al.， 2020）， 也受言語工作記憶的影響（Herrera et al.， 2008）。而Deng等人（2017）的研究同時探究了言語工作記憶、視空間工作記憶與符號SNARC效應的關系， 結果發現相比視空間工作記憶， 符號SNARC效應與言語工作記憶關聯更緊密。此外， 雖然尚未有研究直接檢驗言語和視空間工作記憶與非符號SNARC效應的關系， 但有研究表明視空間工作記憶與非符號數量加工緊密關聯。例如， 一項以120名4歲至6歲兒童為被試的阿根廷研究發現視空間工作記憶與非符號量級加工之間存在顯著的正向相關（Formoso et al.， 2017）。因此， 視空間工作記憶可能對非符號SNARC效應的發展具有重要作用。

符號與非符號加工系統的分離假說提出， 符號系統和非符號系統相互獨立， 符號數字加工依賴精確表征， 而非符號數字加工依賴于近似表征（Sasanguie et al.， 2017）?；诖?， 本研究預期符號和非符號SNARC效應可能具有不同的認知機制。一些實證研究也驗證了該觀點， 例如， Imbo等人（2012）發現相比于視空間機制， 言語機制在驅動9歲兒童的符號SNARC效應上更具優勢。同時， 目前已有許多研究證實言語相關認知因素與符號數量加工之間關聯密切， 與非符號數量加工之間不存在相關（Yang et al.， 2020）， 視空間相關因素與非符號數量加工之間存在緊密關聯， 但與符號數量加工之間相關不顯著（Formoso et al.， 2017; Gibson amp; Maurer， 2016; Yang et al.， 2020）。而SNARC效應作為數量加工的一個重要方面， 可能也會出現與數量加工研究相似的結果。

1.3 "本研究框架

本研究首先試圖在較大的年齡范圍內探究符號與非符號SNARC效應的年齡變化規律。由于6歲左右是目前發現SNARC效應出現的最早的年齡之一（Yang et al.， 2014）， 且學齡時期是兒童數學能力發展的關鍵階段， 了解該時期兒童數字空間表征能力的發展情況尤為重要（Hoffmann et al.， 2014）， 同時以成人作為參照組來更全面地探究SNARC效應的年齡變化特點; 故研究一中選取6～7歲兒童、7～8歲兒童、8～9歲兒童以及成人為被試。隨后， 基于符號與非符號SNARC效應同時出現的關鍵年齡階段， 對其進行為期6個月的縱向追蹤， 進一步明確兩種SNARC效應的預測因素以及二者認知機制的差異。結合前述論證， 預期： （1）符號SNARC效應可能出現在學齡期8～9歲兒童群體中， 非符號SNARC效應在6～7歲兒童群體中就已經出現。（2）符號和非符號SNARC效應存在差異性預測機制， 具體來說， 符號SNARC效應可能與言語能力、言語工作記憶存在較大關聯， 非符號SNARC效應可能與視空間能力、視空間工作記憶相關聯（具體假設模型如圖1所示）。

2 "實驗1： 符號與非符號SNARC效應的發展特點

實驗1采用符號和非符號奇偶判斷任務， 探討符號和非符號SNARC效應的發展特點及關系。

2.1 "實驗方法

2.1.1 "被試

設定中等效應量， 在0.05顯著性水平下達到80%統計檢驗力， 使用G-power軟件計算每組樣本量應 ≥ 24人， 故招募山東省煙臺市龍湖小學36名6～7歲兒童（男生19名， 平均年齡6.42 ± 0.47歲）、59名7～8歲兒童（男生30名， 平均年齡7.56 ± 0.42）、69名8～9歲兒童（男生32名， 平均年齡8.40 ± 0.38歲）和煙臺大學31名成人（男生15名， 平均年齡21.76 ± 1.46歲）為被試。所有被試均為右利手， 視力或矯正視力正常， 無色弱色盲， 同時智力正常， 不存在學習障礙， 且均報告未參加過此類實。實驗開始前， 所有兒童被試的家長和成人被試均簽署了知情同意書。整個項目已通過北京林業大學人文社會科學學院心理學系倫理審查委員會的審批（批準號： BJFUPSY-2023-005）， 相關研究程序和內容符合倫理規范。

2.1.2 "實驗設計

參照Hoffmann等（2014）人的研究方法， 進行4 （年齡組： 6～7歲、7～8歲、8～9歲、成人） × 4 （量級： 非常小、小、大、非常大） × 2 （任務類型： 符號奇偶判斷任務、非符號奇偶判斷任務）的混合實驗設計。其中年齡為被試間變量， 量級和任務類型為被試內變量， 以右手平均反應時減左手平均反應時之差（dRTs）為因變量。

2.1.3 "實驗材料

本研究中采用符號與非符號奇偶判斷任務來測查被試的符號與非符號SNARC效應（Nuerk et al.， 2005; Yang et al.， 2014）。兩個任務均要求被試判斷目標刺激（阿拉伯數字或點陣數量）是奇數還是偶數， 隨后記錄被試左手和右手按鍵的反應時。

符號奇偶判斷任務： 任務刺激材料包括個位數的阿拉伯數字“1”至“9” （不包含數字“5”） （Dehaene et al.， 1993; Hoffmann et al.， 2014）。每次呈現的目標數字的字體為Arial， 字號為48。

非符號奇偶判斷任務： 該任務刺激包括1到9的點陣圖案， 但不包含“5點的圖案” （Nuerk et al.， 2005）， 為了避免點陣的累加面積影響個體的數量判斷， 本研究保持不同的點陣中點的累積面積不變。具體而言， 從“1點圖案”到“9點圖案”中（不包含5點圖案）的每個點的直徑為： 42.19像素， 29.81像素， 24.31像素， 21.07像素， 17.22像素， 15.95像素， 14.91像素， 14.08像素。點陣圖案的大小為110×110像素。

2.1.4 "實驗程序

實驗任務中所有的視覺刺激均采用E-Prime 1.1呈現。為了確保被試理解奇偶的概念， 實驗者在正式實驗前向被試解釋任務要求。在漢語中有兩套術語表示奇數和偶數。對于6～7歲和7～8歲兒童， 實驗者使用口語術語， 即單數和雙數分別表示奇數和偶數， 這也是教授幼兒奇偶知識常用的方法（Yang et al.， 2014）。對于其他年齡組， 則使用奇數和偶數的表述。完成兩項任務的用時大約30分鐘。

符號與非符號奇偶判斷任務的練習階段， 要求被試判斷出10以下的奇數和偶數， 共有8個試次，每個被試在練習階段的正確率要到至少達到85%后方可進入正式實驗。在正式實驗中， 參與者依然被要求判斷呈現的阿拉伯數字或點陣圖案是奇數還是偶數。每個參與者需完成兩個區組（在區組1中， 規則要求被試按“A”表示奇數， 按“L”表示偶數; 在區組2中， 規則要求的反應按鍵與區組1相反）。在300 ms的注視點后， 8個視覺刺激（符號奇偶判斷任務呈現阿拉伯數字1、2、3、4、6、7、8、9; 非

符號判斷任務呈現點陣圖案 "， "， "， "， "， "， "， "）隨機呈現一個。在每個區組中，

8個視覺刺激各重復出現4次， 共有32個試次。每個試次中刺激在屏幕上呈現的持續時間是直到被試按下反應鍵或5000 ms。隨后在1000 ms的空屏后呈現下一試次。被試間隨機平衡了這兩個區組的出現順序。被試在兩個區組之間休息2分鐘。每個參與者均需完成符號和非符號奇偶判斷任務， 任務施測順序在被試間進行平衡。最后記錄被試在兩個任務下左手和右手按鍵的反應時作為結果指標。具體實驗流程如圖2所示。

2.1.5 "數據處理

采用SPSS 26.0對實驗結果的數據進行錄入與統計分析。刪除被試錯誤試次的數據、反應時（RT）短于200 ms的數據， 以及個體反應時高于或低于組平均反應時2.5個標準差的異常值（van Galen amp; Reitsma， 2008）。實驗1刪除的異常值所占比例： 6～7歲兒童為7.60%、7～8歲兒童為4.83%、8～9歲兒童為4.16%、成人為3.03%。此外， 被試的平均錯誤率和平均反應時（RT）之間不存在顯著相關（符號奇偶判斷任務： r = 0.08， p = 0.26; 非符號奇偶判斷任務： r = 0.07， p = 0.35）， 可見被試在完成兩種SNARC效應任務時沒有明顯的速度?準確性權衡。

此外， 本研究中采用兩種常見方法來分析和檢驗SNARC效應： （1）方差分析法： 參照van Galen和Reitsma （2008）的數據處理方法。第一步， 將個體在符號或非符號奇偶判斷任務中對每個數字進行右手反應的平均反應時減去左手反應的平均反應時來計算個體的雙手平均反應時之差（dRTs）， 若右手比左手反應快， dRTs為負值， 反之則為正值。第二步， 依據Hoffmann等人（2014）和Tzelgov等人（1992）的做法， 為避免數字的奇偶屬性對左右手偏側化反應可能造成的誤差， 本研究將數量鄰近但奇偶屬性不同的數字進行了整合， 將8個數字（1、2、3、4、6、7、8、9）分為4個量級： 非常?。?， 2）， ?。?， 4）， 大（6， 7）和非常大（8， 9）， 每個量級的dRTs的值為是鄰近兩個數字的dRTs的平均值。最后， 以dRTs為因變量， 將量級和任務類型作為被試內因素， 將年齡組作為被試間因素， 進行重復測量方差分析。對于每一任務類型和年齡階段， 如果量級主效應顯著， 則表示出現顯著的SNARC效應（Wu et al.， 2020）。

（2）回歸斜率法： 參照Fias和Fischer （2005）的方法， 以量級（非常小、小、大、非常大）為自變量， 各量級上的平均dRTs為因變量， 進行回歸， 得到其回歸斜率（Slope） （Yang et al.， 2014）。隨后采用單樣本t檢驗來檢驗特定年齡組的平均斜率（Slope）與零的差異（Pan et al.， 2019）。若回歸斜率（Slope）為負且與0有顯著差異則表明出現了SNARC效應（Fias et al.， 1996）。

2.2 "實驗結果

2.2.1 "各年齡組在兩類SNARC效應任務中的描述統計

4個年齡組被試在不同任務類型中右手與左手平均反應時的情況如表1所示， 此外， 通過描述性分析還發現被試在符號奇偶判斷任務中， 從6～7歲兒童至成人4個年齡群體的平均錯誤率分別為14.21%、14.40%、13.36%和4.69%; 在非符號奇偶判斷任務中， 從6～7歲兒童至成人4個年齡群體的平均錯誤率分別為： 13.69%、14.52%、12.14%和3.31%。

2.2.2 "各年齡組被試的符號與非符號SNARC效應的方差分析

為探究符號與非符號SNARC效應的年齡發展特點， 以左右手平均反應時之差（dRTs）為因變量， 進行4 （年齡組： 6～7歲兒童、7～8歲兒童、8～9歲兒童、成人） × 2 （任務類型： 符號奇偶判斷任務， 非符號奇偶判斷任務） × 4 （量級： 非常小、小、大和非常大）方差分析， 結果顯示， 任務類型的主效應顯著， F（1， 114） = 11.09， p = 0.001， η2 = 0.09。進一步事后檢驗發現非符號奇偶判斷任務的dRTs顯著小于符號奇偶判斷任務（d = ?61.31， p = 0.001）。同時， 年齡的主效應不顯著， F（3， 114） = 0.40， p = 0.75， 這表明不同的年齡群體在奇偶判斷任務中右手平均反應時與左手平均反應時之間的差值不存在顯著差異。量級的主效應顯著， F（3， 112） = 17.69， p lt; 0.001， η2 = 0.30。具體而言， 在“非常小” （MdRTs = 104.76）和“小” （MdRTs = 49.75）兩個量級中， 個體右手平均反應時與左手平均反應時之間的差值為正， 在“大” （MdRTs = ?61.76）和“非常大” （MdRTs = ?77.12）兩個量級中， 個體右手平均反應時與左手平均反應時之間的差值為負， 這意味著個體的行為表現符合SNARC效應的趨勢（即對于較小的數字， 個體左手側反應更快， 對于較大的數字， 個體的右手側反應更快）。

同時， 量級、年齡組和任務類型三者之間的交互作用顯著， F（9， 342） = 2.02， p = 0.04， η2 = 0.05。為了進一步明晰不同任務類型下SNARC效應的發展情況， 簡單效應分析表明：

對于符號奇偶判斷任務， 年齡組和量級之間交互作用顯著， F（9， 342） = 2.12， p = 0.02， η2 = 0.06。隨后對年齡與量級的二重交互作用進行簡單效應分析， 結果顯示8～9歲兒童的量級主效應顯著， F（3， 47） = 9.52， p lt; 0.001， η2 = 0.16。具體來說， 8～9歲兒童在“非常小” （MdRTs = 116.30）和“小” （MdRTs = 82.25）兩個量級中， 右手平均反應時與左手平均反應時之間的差值為正， 在“大” （MdRTs = ?79.81）和“非常大” （MdRTs = ?60.91）兩個量級中， 右手平均反應時與左手平均反應時之間的差值為負， 這說明8～9歲兒童的行為表現符合符號SNARC效應的差異模式， 即對于較小的數字， 個體左手側反應更快， 對于較大的數字， 個體的右手側反應更快。成人的量級主效應顯著， F（3， 25） = 39.57， p lt; 0.001， η2 = 0. 59。具體來說， 成人在“非常小” （MdRTs = 99.16）和“小” （MdRTs = 37.15）兩個量級中， 右手平均反應時與左手平均反應時之間的差值為正， 在“大” （MdRTs = ?62.31）和“非常大” （MdRTs = ?103.11）兩個量級中， 右手平均反應時與左手平均反應時之間的差值為負， 這說明成人的行為表現同樣符合符號SNARC效應的差異模式。但6～7歲兒童[F（3， 33） = 0.34， p = 0.80]以及7～8歲兒童[F（3， 32） = 0.60， p = 0.62]中未出現顯著的量級主效應， 這表明6～7歲兒童和7～8歲兒童未出現顯著的符號SNARC效應。同時， 為了進一步探究已出現兩種SNARC效應的年齡群體中該效應的強度是否存在年齡差異， 本研究以8～9歲兒童和成人為被試， 以年齡和量級為自變量， 以dRTs為因變量， 進行重復測量方差分析， 結果顯示， 除量級的主效應顯著[F（3， 74） = 15.52， p lt; 0.001， η2 = 0.39]外， 年齡組的主效應[F（1， 76） = 1.10， p = 0.30]以及年齡與量級的交互作用[F（3， 74） = 0.49， p = 0.69]均不顯著， 這表明在出現符號SNARC效應的年齡組之間該效應的大小不存在年齡差異。

對于非符號奇偶判斷任務， 年齡的主效應[F（3， 114） = 0.51， p = 0.87]以及年齡與量級的交互作用均不顯著[F（9， 342） = 0.68， p = 0.77]; 僅有量級的主效應顯著， F（3， 114） = 21.14， p lt; 0.001， η2 = 0.15。具體而言， 在“非常小” （MdRTs = 122.54）和“小” （MdRTs = 60.84.75）兩個量級中， 個體右手平均反應時與左手平均反應時之間的差值為正， 在“大” （MdRTs = ?98.68）和“非常大” （MdRTs = ?173.35）兩個量級中， 個體右手平均反應時與左手平均反應時之間的差值為負， 這意味著個體的行為表現符合非符號SNARC效應的差異模式， 這些結果表明所有年齡組均存在顯著的非符號SNARC效應。

2.2.3 "各年齡組被試的符號與非符號SNARC效應發展的回歸分析檢驗

為進一步探究和驗證SNARC效應的發展規律， 本研究參照Fias和Fischer （2005）的方法， 進行量級對其平均dRTs的回歸分析， 以獲得每位被試的Slope。如表2， 結果表明， 在符號奇偶判斷任務中， 8～9歲兒童[t（62） = ?4.53， p lt; 0.001]和成人[t（30） = ?9.86， p lt; 0.001]的slope顯著小于0， 6～7歲[t（35） = 1.06， p = 0.30]和7～8歲[t（51） = 0.87， p = 0.39]兒童的slope與0無顯著差異， 表明符號SNARC效應出現在8～9歲兒童和成人群體中， 6～7歲和7～8歲兒童尚未出現符號SNARC效應（見圖3）。

在非符號奇偶判斷任務中， 所有年齡組的t值均顯著， 且所有年齡組被試的平均Slope均顯著小于0， 這表明所有年齡組都出現了顯著的非符號SNARC效應（見圖4）。

同時， 為了證實方差分析方法中所得出的符號與非符號SNARC效應在一定范圍內不存在年齡差異這一結果， 本研究將同時出現符號和非符號SNARC效應的8～9歲兒童和成人群體中每位被試的Slope與其年齡進行了相關分析。結果表明無論是符號SNARC效應（r = 0.10， p = 0.15）還是非符號SNARC效應（r = 0.04， p = 0.71）， 被試的Slope與年齡之間的相關性均不顯著。

此外， 由上可知， 符號與非符號SNARC效應出現的年齡階段不同， 非符號SNARC效應先于符號SNARC效應出現， 為探討二者之間是否存在關聯， 如非符號SNARC效應是否能為符號SNARC效應的出現起到促進作用。本研究以同時存在兩種SNARC效應的8～9歲兒童和成人為被試群體， 對其在符號和非符號奇偶判斷任務下所得到的Slope指標進行了相關分析。結果顯示， 無論是8～9歲兒童（r = 0.13， p = 0.33）， 還是成人（r = ?0.03， p = 0.86）群體， 符號Slope和非符號Slope均不存在顯著相關， 這表明符號與非符號SNARC效應之間可能相互獨立。

2.3 "討論

實驗1結果發現符號SNARC效應通常在8～9歲的兒童群體中開始出現， 但非符號SNARC效應在6～7歲兒童甚至之前的年齡階段中就已經出現， 兩種SNARC效應出現的年齡階段不同， 這些發現與前人研究的相關結果一致（Berch et al.， 1999; van Galen amp; Reitsma， 2008; Wu et al.， 2020）。由此可見符號SNARC效應可能受到文化教育等的影響（Wood et al.， 2008）， 而非符號SNARC效應可能獨立于正式的數學學習與教學（Ebersbach et al.， 2014）。同時， 研究結果顯示符號與非符號SNARC效應的強度在一定年齡范圍內可能均不會隨著年齡的發展而變化， 由此可知， 個體數字與空間聯結的能力可能在早期發展階段就已經形成， 并在一定年齡范圍內保持相對穩定。

此外， 實驗1中還發現符號與非符號SNARC效應之間不存在顯著關聯， 這些結果初步探究了符號與非符號SNARC效應之間的分離關系。在實驗二將從認知機制的角度進一步驗證符號與非符號SNARC效應之間的分離關系。

3 "實驗2： 言語能力、視空間能力和工作記憶對符號、非符號SNARC效應的預測性作用

選取實驗1發現的同時出現符號與非符號SNARC效應的關鍵年齡段： 8～9歲兒童為被試群體， 采用追蹤設計探究符號和非符號SNARC效應的差異性預測因素。

3.1 "實驗方法

3.1.1 "被試

以山東省煙臺市龍湖小學和峰山小學137名8～9歲兒童為被試， 進行為期半年的追蹤。首次施測時間（T1）為2021年7月， 其中男生70人， 女生67人， 平均年齡為8.43 ± 0.75歲。第二次施測時間（T2）為2022年1月。其中所有兒童均為右利手， 視力或矯正視力正常， 并且智力正常， 不存在學習障礙。被試均報告未參加過此類實驗， 且與實驗1并非同一組被試。

3.1.2 "實驗設計

采用縱向設計， 對8～9歲兒童進行前后兩次間隔時間為6個月的追蹤測查。

以T1階段的言語能力（快速命名、語音記憶和語音意識）、視空間能力（視知覺和心理旋轉）、言語工作記憶和視空間工作記憶為預測變量， T2階段的符號SNARC效應與非符號SNARC效應為結果變量， 同時將被試在T1階段的符號與非符號SNARC效應作為控制變量， 構建路徑分析模型。

3.1.3 "實驗工具

（1） 漢字押韻任務： 用于評估個體的語音意識（Zhang et al.， 2016）， 實驗流程如圖5所示。任務限時3分鐘終止， 共包含120次試次， 每個試次中刺激呈現時間是直到被試按下反應鍵或1500 ms， 隨后緊接著呈現下一個試次。在這個任務中， 兩個漢字同時出現在屏幕上。被試需要回答這兩個字符是否押韻， 用“Q”鍵表示是， 用“P”鍵表示否。此外， 在該任務中為了控制被試的猜測效應， 利用Guilford校準分S作為兒童的最終成績（Zhang et al.， 2016）， 校正公式為： S = R?W/（N?1）， 其中R表示正確反應的題目數量， W表示錯誤反應的題目數量， N表示題目的選項數量。原始分數經矯正后的得分范圍為?120至120。該任務的Cronbach’s α信度系數為0.95。

（2） 數字快速自動命名任務： 用于測查個體的快速自動命名能力（Yang et al.， 2019）， 實驗材料如圖6所示。該任務為一對一施測。在該任務中， 被試會看到8個由5個不同的單位數數字組成的陣列， 其順序是隨機的。這項任務要求被試以最快的速度說出這些數字。同一任務進行了兩次， 被試兩次命名這些數字的平均時間作為其快速自動命名任務的最終成績。Cronbach’s α系數為0.92。此外， 平均命名時間為反向計分指標， 即個體對給定數字進行命名的時間越短， 快速自動命名能力越強。

（3） 順序背數任務： 用于測查個體的語音記憶（Baddeley， 2003）， 任務示例如圖7所示。以語音形式隨機呈現10以內的數字。在每個試次中， 被試會首先聽到提示音， 接著會以語音形式隨機呈現10以內的數字， 每個數字播報1 s。數字播報之后會進入5 s的等待界面， 隨后進入回憶界面， 要求被試在答題框中按順序輸入自己聽到的數字。正式實驗中， 數字個數的初始水平是兩個。被試連續兩次正確反應， 播放的數字個數增加一個。當被試連續兩次反應錯誤， 實驗任務結束。最終以被試連續兩次回答正確的最大數字量n作為個體的最終成績。

（4） 視覺空間關系任務： 用于測量個體的視知覺能力（Zhang et al.， 2016）， 是視知覺能力測驗修訂版（Gardner， 1996）的分測驗。實驗流程如圖8所示， 整個實驗過程限時在3分鐘以內， 共有150個試次， 每個試次在1200 ms以內。在每個試次中， 包含4張沒有具體的含義黑白線條圖（屏幕左邊顯示1張圖片， 右邊顯示另外3張圖片）， 圖片呈現時間為400 ms， 任務要求被試快速判斷左邊的圖片是否包含在右邊的3張圖片中， “Q”鍵表示是， “P”鍵表示否。此外， 在該任務中同樣采用Guilford校準分數S作為兒童的最終表現（Zhou et al.， 2020）， 校正公式為： S = R?W/（N?1）， 其中R表示正確反應的題目數量， W表示錯誤反應的題目數量， N表示題目的選項數量。矯正后的得分范圍為?150至150。該任務的Cronbach’s α系數為0.91。

（5） 三維心理旋轉任務： 用以測查個體的心理旋轉能力（Shepard amp; Metzler， 1971）， 實驗流程如圖9所示。整個實驗過程在3分鐘以內， 共包含180個試次。在每個試次中， 屏幕中會同時呈現3張三維的圖像， 上方中央有一張， 下方有兩張（用于被試進行選擇）， 被試反應或1000 ms以后， 圖片消失。任務要求被試在心理上將屏幕上方中央的圖像旋轉一定角度后， 在屏幕下方的兩張圖片中選擇出與上方圖像旋轉后位置相匹配的圖像， 按“Q”鍵表示左邊的圖片， “P”鍵表示右邊的圖片。旋轉的角度為15°， 30°， ... 345°， 間隔為15°。采用Guilford校準分數S作為兒童的最終表現（Zhou et al.， 2020）， 校正公式為： S = R?W/（N?1）， 其中R表示正確反應的題目數量， W表示錯誤反應的題目數量， N表示題目的選項數量。這項任務的Cronbach’s α系數為0.90。

（6） 倒序背數任務： 用以測查個體的言語工作記憶（Passolunghi amp; Costa， 2016）， 任務示例如圖10所示。在每個試次中， 被試會首先聽到提示音， 接著會以語音形式隨機呈現10以內的數字， 每個數字播報1 s。數字播報之后會進入5 s的等待界面， 隨后進入回憶界面， 要求被試在答題框中按倒序輸入自己聽到的數字。正式實驗中， 數字個數的初始水平是兩個。被試連續兩次正確反應， 播放的數字個數增加一個， 當被試連續兩次反應錯誤， 實驗任務結束。最終以被試連續兩次回答正確的最大數字量n作為個體言語工作記憶的成績。

（7） 正序打地鼠任務： 用以測查的個體的視空間工作記憶（Karbach et al.， 2015）。任務示例如圖11所示。該實驗任務主要由記憶和回憶兩個部分組成， 每個試次開始后， 電腦屏幕中會先顯示5×5的灰色正方形方塊， 在這些方塊中會隨機依次出現一定數量的老鼠， 任務要求被試記住每個老鼠出現的位置， 在5 s后， 電腦屏幕中會僅顯示5×5的灰色正方形方塊， 任務要求被試在這些方塊中按順序回憶之前老鼠出現的位置并用鼠標依次點擊。正式實驗階段中， 一開始出現的老鼠個數為2， 任務難度會根據被試表現不斷調整， 當被試連續兩個試次點擊正確時， 老鼠的個數增加一個。但如果被試連續兩次錯誤反應， 則實驗結束。最終以被試連續兩次回答正確的最大的老鼠數量n作為被試視空間工作記憶的成績。

（8） 符號奇偶判斷任務與非符號奇偶判斷任務： 同實驗1。

3.1.4 "實驗程序

在本研究中， 正序打地鼠任務、倒序背數任務、順序背數任務、符號與非符號奇偶判斷判斷任務采用E-Prime 1.1進行3～5人團體施測; 視覺空間關系分測驗、三維心理旋轉任務和字符押韻任務利用多維心理網絡平臺（http：//www.dweipsy.com/lattice/）進行3～5人的團體施測; 數字快速自動命名任務使用紙筆的一對一施測。

每位被試在T1階段均需完成正序打地鼠任務、倒序背數任務、視覺空間關系分測驗、三維心理旋轉任務、字符押韻任務、數字快速自動命名任務、順序背數任務、符號與非符號奇偶判斷判斷任務這9項任務。所有被試可以在1小時內完成所有任務。為避免順序誤差， 每組被試需完成的任務順序不同; 此外， 在每次任務結束后開始下一任務前， 被試中間會休息5分鐘以避免疲勞效應; 在T2階段被試需完成符號與非符號奇偶判斷判斷任務， 所有被試在30分鐘內可以完成這兩項任務， 任務順序同樣隨機以避免順序誤差。

3.1.5 "數據處理

采用SPSS 26.0進行數據錄入、描述性統計分析等， 刪除被試錯誤試次的數據、反應時（RT）短于200 ms的數據， 以及個體反應時高于或低于組平均反應時2.5個標準差的異常值（van Galen amp; Reitsma， 2008）。并在剔除異常值后， 使用EM方法對缺失值進行插補（Wu et al.， 2020）。隨后以言語工作記憶、視空間工作記憶、視空間能力（視知覺和心理旋轉）和言語能力（快速命名、語音記憶和語音意識）為預測變量， T2階段的符號與非符號Slope為結果變量， 同時控制T1階段的符號與非符號SNARC效應， 采用Mplus 8.3進行路徑分析。

3.2 "實驗結果

3.2.1 "T1階段各變量與T2階段符號、非符號SNARC效應的描述性統計及相關分析

各變量的描述性統計及相關如表3所示。此外， 為了探究T1和T2階段的SNARC效應是否有所變化， 本研究還對T1與T2階段SNARC效應的強度進行了前后測的分析。結果顯示， 無論是符號SNARC效應[t（136） = 0.58， p = 0.57]還是非符號SNARC效應[t（136） = 0.79， p = 0.43]， 在T1與T2階段的前后測中均不存在顯著的強度差異， 這驗證了實驗1中的結果， 即SNARC效應在一定年齡范圍內可能不會隨著年齡的增長而發生變化。

3.2.2 "T1言語能力、視空間能力和工作記憶對T2兒童符號與非符號SNARC效應的預測作用

以T1階段的言語能力、視空間能力、言語工作記憶和視空間工作記憶為預測變量， T2階段的符號SNARC效應與非符號SNARC效應為結果變量， 同時控制T1階段被試的符號SNARC效應與非符號SNARC效應， 進行路徑分析。結果表明， 該模型擬合指數良好（如圖12， χ2（79） = 1.61， p = 0.054， CFI = 0.94， TLI = 0.90， RMSEA = 0.07， SRMR = 0.05。其中， T1階段的言語能力（β = ?0.81， SE = 0.19， p lt; 0.001）可以顯著負向預測T2階段的符號Slope， 這意味著T1的言語能力正向預測T2的符號SNARC效應; T1階段的視空間能力（β = ?0.63， SE = 0.10， p lt; 0.001）顯著負向預測個體T2階段的非符號Slope， 這意味著T1的視空間能力能夠正向預測T2的非符號SNARC效應; T1階段的言語工作記憶（β = 0.45， SE = 0.09， p lt; 0.001）顯著正向預測T2階段的符號slope， 這意味著T1的言語工作記憶負向預測T2的符號SNARC效應; T1階段的視空間工作記憶（β = 0.29， SE = 0.10， p = 0.002）顯著正向預測個體T2階段的非符號Slope， 這意味著T1的視空間工作記憶負向預測T2的非符號SNARC效應， 模型可以分別解釋個體符號SNARC效應62%的變異和非符號SNARC效應55%的變異。

3.3 "討論

實驗2結果發現T1階段的言語工作記憶可以負向預測T2階段符號SNARC效應; T1階段的言語能力可以正向預測T2階段符號SNARC效應; T1階段的視空間工作記憶可以負向預測T2階段非符號SNARC效應; T1階段的視空間能力可以正向預測T2階段非符號SNARC效應。該結果與Yang等人（2020）的研究結論相似， 即言語因素與符號數量加工之間存在緊密聯系， 視空間因素與符號數量加工之間密切相關。這些發現進一步證實了符號SNARC 效應和非符號 SNARC 效應可能具有不同的認知機制， 是相互獨立的。并且， 從實驗2的結果中也可以推測出： 基于奇偶判斷任務所測量出的符號SNARC效應可能依賴于數字信息的言語空間編碼， 而非符號SNARC效應則可能依賴于數字信息的視空間編碼。

4 "總討論

本研究通過采用奇偶判斷任務探討了6～9歲兒童和成人群體中符號與非符號SNARC效應的發展特點及二者之間的關系。隨后， 基于實驗1的結果， 對同時出現兩種SNARC效應的關鍵年齡階段（8～9歲）進行為期6個月的追蹤測查， 深入探究了符號和非符號SNARC效應的影響因素， 并明晰了二者內在機制的差異性。

4.1 "符號和非符號SNARC效應的發展特點及關系

本研究發現6～7歲兒童中就已經出現了非符號SNARC效應， 但8～9歲兒童中才出現符號SNARC效應。這與大多數前人的研究結果一致（Berch et al.， 1999; van Galen amp; Reitsma， 2008; Wu et al.， 2020）。不過與Yang等人（2014）和Zhou等人（2007）在6歲左右的兒童中就已發現符號SNARC效應的結論不同。可能有兩方面原因： 一方面， 可能是由于實驗所選取的樣本群體不同。具體來說， Yang等人（2014）選擇的被試群體來自北京， 該地區教育水平相對較高， 所以這些兒童在家庭或幼兒園中可能受到過更多的早期數學訓練（Xu et al.， 2013）。而本研究中所選取的被試來自我國山東的一個地級市， 與教育水平較高地區的兒童相比， 他們的早期數學訓練和經驗可能有所欠缺。而在早期數學學習中， 符號SNARC效應出現的年齡可能會受到教育差異的影響（Toomarian amp; Hubbard， 2018）。另一方面， Yang等人（2014）和Zhou等人（2007）的研究較早， 其研究結果具有時間限制， 在目前教育環境中可能不適用。例如， 近年來， 我國政府推行“雙減”政策， 要求幼兒園不得開設小學知識課程， 因此幼兒很可能沒有接觸到正規的小學數學方面的內容， 從而導致他們在符號奇偶判斷任務中表現不佳。

其次， 本研究發現符號與非符號SNARC效應所出現的年齡階段不同， 非符號SNARC效應在幼兒群體中就已出現， 這與之前大多數研究結果一致（Aulet amp; Lourenco， 2018; Di Giorgio et al.， 2019）。目前學術界也普遍認為， 在接受正式教育之前， 兒童可能會先發展出一個負責非符號數字加工的近似系統（Cheng amp; Kibbe， 2023）， 并且兒童的非符號數字加工能力與空間加工能力相互影響（Deng et al.， 2018; Lourenco amp; Longo， 2010）。同時， Patro和Haman （2012）以及Ebersbach等人（2014）也認為非符號SNARC效應的存在可能獨立于正式的閱讀和數學學習。而符號SNARC效應需要個體具備加工符號數字的能力， 這意味著符號SNARC效應會受到文化教育等的影響（Wood et al.， 2008）， 其可能在接受正式教育的學齡兒童群體中才會出現。另外， 由于本研究采用的是奇偶判斷任務， 出現SNARC效應意味著被試對符號或非符號刺激的數量進行了自動化加工（Deng et al.， 2018）， 本研究中非符號SNARC效應出現更早的這一結果， 也與以往符號和非符號數量自動化加工發展特點比較的研究結果一致。例如， 以往研究表明5歲兒童僅表現出非符號數量自動化加工， 而未表現出符號數量自動化加工（Gebuis et al.， 2009）， 且8歲的兒童才能進行符號數量自動化加工 （Girelli et al.， 2000）。

值得注意的是， 本研究發現8～9歲兒童和成人之間符號或非符號SNARC效應的強度均不存在年齡差異， 即兩種SNARC效應在一定年齡范圍內不會隨著年齡的增長而發生變化。該發現與Yang等人（2014）的研究結果一致。但與Wood等人（2008）的研究結論不同， 他們發現SNARC效應的大小會隨著年齡的增長而增大。造成這種結果差異的原因之一可能是本研究與Wood等人（2008）在研究中所選取被試群體的年齡階段不同。Wood等人（2008）的元分析樣本多為中年人或老年人群體， 并且來自40歲以上群體的數據點對其結果中SNARC效應強度出現顯著年齡差異的貢獻較大， 但本研究主要關注兒童和大學生。其次， 兒童和成人的SNARC效應強度缺乏年齡差異的原因也可能是受到了練習與抑制的雙重過程的影響（Knoch et al.， 2004; Yang et al.， 2014）。具體而言， 一方面， 長期的練習可能會增強SNARC效應的強度， 因為練習會加強數字與空間之間的關聯， 從而使兩種SNARC效應的強度隨著年齡的增長而增加。而另一方面， 抑制能力同樣隨著年齡的增長而增長（Wright et al.， 2003）， 但這種能力的增長則極可能會削弱符號和非符號SNARC效應的強度（Gevers et al.， 2005; Wu et al.， 2020）。這意味著練習和抑制兩個過程可能會相互抵消， 從而使得符號和非符號SNARC效應的強度沒有出現年齡變化。

此外， 本研究還發現符號和非符號SNARC效應之間并不存在顯著關聯， 這說明二者可能相互獨立， 支持了非符號系統和符號系統相互獨立的分離假說， 即符號數字加工依賴精確表征， 而非符號數字加工依賴于近似表征（Sasanguie et al.， 2017）。第二， 兩種SNARC效應之間不存在相關也可能是由于二者具有不同的認知機制， 例如， 在符號和非符號數字加工的過程中， 激活的腦部區域不同， 符號數字加工過程中會激活角回和緣上回， 而非符號數字加工過程中會激活枕中回、腦島和額上回（Peters et al.， 2016）。

4.2 "言語能力、視空間能力和工作記憶對符號SNARC及非符號SNARC效應的差異性預測作用

本研究發現， T1階段（6個月前）的言語能力和視空間能力分別顯著預測T2階段（6個月后）的符號和非符號SNARC效應。這與以往研究發現符號與非符號數量加工的差異性認知機制一致（Yang et al.， 2020; Zhang amp; Lin， 2015）， 即言語能力與符號數量加工之間聯系緊密， 而視空間能力則與非符號數量加工之間密切相關。具體到數字空間聯合編碼領域， 言語能力顯著正向預測符號SNARC效應， 其原因可能是在符號奇偶判斷任務中個體需要對符號數字進行語義加工， 而非直接對其數量或空間信息進行加工（Yang et al.， 2014）。在這種情況中， 正如Proctor和Cho （2006）所提出的觀點， 個體對符號數字和空間的加工可能會采取兩極的語義編碼形式， 如對數字進行“小”或“大”的語義編碼， 對空間進行“左”或“右”的語義編碼， 當數字中對應“小”的一極與空間表征中對應“左”的一極產生了重疊或當數字中對應“大”的一極與空間表征中對應“右”的一極產生了重疊時， 就可能會導致符號SNARC效應的產生。并且， 以往研究也已證實言語能力（包含語音意識、快速自動命名、語音記憶）在個體加工符號數字中的作用。例如， 快速自動命名通常被認為是對存儲在長期記憶中的信息訪問率， 有助于識別符號數字（Yang amp; McBride， 2020）， 且符號數字加工能力和快速自動命名能力都依賴于對符號形式（數字）和語音形式（數字詞發音）之間任意關聯的學習和檢索; 而語音意識作為言語能力的重要成分， 需要經過一定階段的學習與發展來獲得對語言符號的掌握， 這與符號數字的學習加工過程類似， 二者可能都需要以共同的一般符號能力作為基礎（Escobar et al.， 2021）; 同時有研究者發現語音記憶有助于獲得口語數字編碼的語音結構， 并且符號算術需要語音記憶來臨時存儲語音信息， 以便進行問題解決（No?l et al.， 2003）。由此可見， 符號SNARC效應作為符號數量加工的重要方面， 與言語能力之間關聯緊密， 并且言語能力對其可能存在促進作用。

視空間能力與非符號SNARC效應關系密切的原因可能是在非符號奇偶判斷任務中， 點呈現在空間的不同位置， 而視空間能力可以有效幫助個體利用視空間信息和相關資源來更好、更快地記憶點陣的數量。隨著兒童年齡的增長， 視空間能力較高的個體可能會采用一些視覺策略來解決非符號問題， 如通過直觀地估計點陣數量， 快速確認點的多少（Yang et al.， 2020）， 進而該數量的相對大小會更迅速地自動激活其表征對應的心理空間位置。其中， 視空間能力中的視知覺能幫助個體有效利用視空間資源， 快速識別非符號點陣數量的空間關系（Yang et al.， 2020）， 而心理旋轉涉及圖像的空間存儲和心理表征， 有助于數量的空間表征（Yang amp; Yu， 2021）， 由此可見二者有助于個體在大腦中快速識別點陣的狀態并激活非符號數量的空間表征， 促使非符號SNARC效應的產生。

除了視空間能力和言語能力外， 本研究還發現一般性的工作記憶能力也能顯著預測兒童之后SNARC效應的發展， 這擴展了雙編碼理論（Paivio， 1986）。具體來說， 言語工作記憶能力弱的任務參與者表現出更強的符號SNARC效應， 視空間工作記憶能力弱的參與者表現出更強的非符號SNARC效應?？梢姺朣NARC效應可能與言語空間編碼相關聯， 正如Deng等人（2017）和Gevers等人（2010）發現符號奇偶判斷任務下， SNARC效應可能主要受到言語編碼的影響。非符號SNARC效應則可能更多地涉及空間加工成分， 而非符號SNARC效應可能主要與視覺空間編碼密切關聯。關于工作記憶能力較低的任務參與者SNARC效應更強的解釋可能是： 個體在任務執行期間產生SNARC效應， 其引入工作記憶中的序列位置來解釋數字空間聯結現象， 即SNARC效應的產生可能是由于工作記憶中的數字序列的前/后位置與左/右空間形成聯結而產生的一條短時的、新的心理數字線。工作記憶能力較強的兒童處理沖突任務規則的能力更強， 例如與SNARC效應的方向相反的任務規則（按左鍵表示大數， 按右鍵表示小數）， 個體也能靈活應對。這與Wu等人（2020）的研究結果一致。工作記憶的容量較大時， 個體自身能夠加工的信息量就會增加， 進而可能會受到無關信息干擾， 從而使得SNARC效應較弱。

綜上， 言語能力、視空間能力、言語工作記憶和視空間工作記憶對符號和非符號SNARC效應的差異性預測結果為符號與非符號數量加工的分離假說再次提供了實證支撐， 表明兩種SNARC效應可能是相互獨立的。

4.3 "研究局限

本研究首次在較大的年齡范圍內同時探究了符號與非符號SNARC效應的發展規律， 并用追蹤研究探明了兩者的差異性預測因素。突破了橫斷研究中無法確定因果方向的制約。

但本研究也存在一定局限性。首先， 研究中只采用了奇偶判斷任務。SNARC效應具有兩種經典測量任務： 奇偶判斷任務和數量比較任務（Dehaene et al.， 1990; Dehaene et al.， 1993）。這兩類任務可能具有不同的模式， 會引發不同水平的數字量級處理， 并且完成任務過程中所需的工作記憶資源也不同（Deng et al.， 2017）， 未來研究可以同時使用這兩種任務來擴展本研究的發現。第二， 本研究中選取的最小被試群體是6～7歲， 該年齡群體已表現出明顯的非符號SNARC效應， 但目前并不清楚非符號SNARC效應是否存在于6歲之前的兒童群體中， 未來研究者可以從更小的年齡群體中去驗證非符號SNARC效應的發展特征。第三， 本研究采用的非符號奇偶判斷任務來自以往經典研究（Nuerk et al.， 2005）， 且形式相似的刺激材料的近期研究中也有使用（Cutini et al.， 2019）。不過也有研究者認為探究非符號SNARC效應時應排除感數范圍之內的非符號數量材料（Nemeh et al.， 2018）， 否則可能會引發非符號向符號轉換的心理過程。未來研究可以排除感數范圍的刺激并采用數量判斷等任務進一步探究非符號SNARC效應的年齡特點及認知機制。

5 "結論

（1） 8～9歲是符號與非符號SNARC效應同時出現的關鍵年齡階段， 非符號SNARC效應先于符號SNARC效應出現， 且兩種SNARC效應在一定年齡范圍內可能并不會隨著年齡的增長而發生變化

（2） 符號與非符號SNARC效應的認知機制存在差異， 符號SNARC效應主要與言語工作記憶、言語能力關聯密切; 非符號SNARC效應主要與視空間工作記憶、視空間關聯密切。

（3）符號SNARC效應與非符號SNARC效應相互獨立， 支持了符號與非符號加工的分離理論。

參 "考 "文 "獻

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The development of symbolic and non-symbolic SNARC effects： The roles of

phonological abilities， visuospatial abilities and working memory

JIANG Jiali1，2， QI Yue3， LEI Xiuya1， LU Lifei1， YU Xiao1

（1 Department of Psychology， School of Humanities and Social Sciences， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China）

（2 Faculty of Psychology， Tianjin Normal University， Tianjin 300387， China）

（3 Faculty of Psychology， Beijing Normal University， Beijing 100875， China）

Abstract

The spatial-numerical association of response codes （SNARC） effect is a phenomenon in which the leftward response is faster than the rightward response for smaller numbers， whereas for larger numbers， the rightward response is faster than the leftward response. Although the existence of the SNARC effect has been examined in many studies， most of these studies focused on the symbolic SNARC effect and neglected to explore the non-symbolic SNARC effect. Little is known about how symbolic and non-symbolic SNARC effects develop and whether there are differences in the cognitive mechanisms involved in these two effects. The present study aimed to simultaneously investigate the developmental characteristics and cognitive mechanisms of symbolic and non-symbolic SNARC effects to contribute to the understanding of number processing.

In Experiment 1， a large-sample cross-sectional method was used with four age groups to explore the developmental characteristics of symbolic and non-symbolic SNARC effects. Thirty-six 6- to 7-year-old children， 59 7- to 8-year-old children， 69 8- to 9-year-old children and 31 adults performed the symbolic and non-symbolic parity judgement task. Experiment 2 was based on dual coding theory and the findings from Experiment 1. In this experiment， 137 children aged 8 to 9 years， the key age at which symbolic and non-symbolic SNARC effects are observed， were selected as participants and followed longitudinally for six months to explore whether the two SNARC effects had similar cognitive mechanisms. Phonological ability， visuospatial ability， visual working memory and phonological working memory were measured at T1. At T2 （after 6 months）， the participants' symbolic and non-symbolic SNARC effects were measured. The symbolic and non-symbolic SNARC effects at T1 were controlled.

The findings of this study were as follows. （1） The non-symbolic SNARC effect emerged in 6- to 7-year-old children， while the symbolic SNARC effect emerged in 8- to 9-year-old children. Thus， the non-symbolic SNARC effect emerged earlier than the symbolic SNARC effect. （2） There were no significant age differences in the symbolic or non-symbolic SNARC effects. （3） For 8- to 9-year-old children and adults with both symbolic SNARC effects and non-symbolic SNARC effects， these two effects were not significantly correlated. （4） Phonological ability and phonological working memory at T1 significantly predicted the development of the symbolic SNARC effect at T2 but not the development of the non-symbolic SNARC effect at T2. Visuospatial ability and visual working memory at T1 significantly predicted the development of the non-symbolic SNARC effect at T2 but not the development of the symbolic SNARC effect.

In conclusion， 8 to 9 years is the critical age at which symbolic and non-symbolic SNARC effects emerge simultaneously， and there is no significant difference in the size of the SNARC effects according to age. Furthermore， phonological ability and phonological working memory contribute to the symbolic SNARC effect， whereas visuospatial ability and visual working memory contribute to the non-symbolic SNARC effect. These findings suggest a difference in the cognitive mechanisms of these two SNARC effects. These findings support the hypothesis of the separation of symbolic and non-symbolic SNARC effects and extend dual coding theory.

Keywords "symbolic SNARC effect， non-symbolic SNARC effect， cognitive mechanism， developmental characteristic