主讲：周楚 复旦大学心理学系 zhouchu@fudan.edu.cn 记忆与学习 主讲：周楚 复旦大学心理学系 zhouchu@fudan.edu.cn

科学记忆研究的三个阶段 近100多年来，记忆研究一直是心理学中最活跃的 领域之一。当代著名的记忆心理学家E. Tulving （1995）将科学的记忆研究划分为3个阶段： 1885～1960：开始于艾宾浩斯（H. Ebbinghaus）的研 究，词语学习（verbal learning）的漫长时期； 1960～1980：认知心理学兴起，记忆的计算机模拟十 分流行； 1980～至今：记忆研究的认知神经科学阶段

记忆研究中的变量 因变量：Remembering may be measured in numerous ways; these often involve recall or recognition. 回忆测验（Recall tests）： reproduction of material is required. 再认测验（Recognition tests）：material is presented to people and they are required to judge whether or not they have seen it previously.

回忆测验可以分为三类： 系列回忆（serial recall）：要求被试按系列的顺序回忆曾经向他们呈现过的材料 自由回忆（free recall）：被试无须回忆呈现顺序，只要回忆出呈现过的材料即可 对偶联合学习（paired-associate recall）：向被试呈现配对的项目，在回忆时，先向被试呈现配对项目中的一个，然后要求被试回忆出配对项目中的另外一个——包括检验法和预期法

对偶联合回忆的检验法

对偶联合回忆的预期法

对偶联合学习法实验中，刺激材料和配对是极其重要的变量，直接影响记忆效果 学习材料的意义性 学习词的具体性 刺激物的相似性

再认测验可以分为两类： 是/否再认测验（Yes/No recognition tests）：向被试呈现学习过的材料，并在其中混杂一些新的项目，被试根据是否学习过来作出是或否的反应 迫选再认测验（Forced-choice recognition tests）：一种多项选择测验，要求被试从多种选择中选择出一个正确的答案 Forced-choice tests are preferred to yes/no tests because correcting for guessing is less of a problem.

因变量测量指标： 回忆率/再认率：the number or proportion of items correctly recalled or recognized in different conditions or the number of errors, which amounts to the same thing. 信号检测论指标：Sometimes a derivative measure is used, such as d' from the theory of signal detection. 反应时：Recently, investigators concerned with recognition have used reaction time as a dependent measure.

内隐记忆测验与外显记忆测验： Recently, the study of implicit memory tests has intrigued cognitive psychologists. Although these tests do not require people to consciously remember the material they have studied, performance on these tasks is influenced or “primed” by previous exposure to the material. Implicit memory tests are tasks that can be performed without specific reference to the previous experiences in the laboratory

自变量 所呈现的记忆材料的性质（the nature of the material presented for memory）： It can be letters, digits, nonsense syllables, words, phrases, sentences, paragraphs, or long passages of prose; The characteristics of each of these types of material can also be varied：如词长、词频、词汇的具体/抽象性等

呈现材料与测试之间的时间间隔（The retention interval between presentation of material and test）：如遗忘的机制 呈现通道（ Modality of presentation） 学习策略（Study strategy）：个体如何编码材料 所使用的记忆测验的性质（The nature of the memory test given to people）：如回忆与再认、内隐与外显等

控制变量 记忆实验通常都是被控制得很好的。在各种条件下均有一些重要变量需要保持恒定 呈现材料的数量（the amount of material presented） 呈现的速率（ the rate of presentation） 呈现的通道（the modality of presentation） 如果材料的一些特征改变了，那么其他因素必须保持恒定：如考察词汇的具体性/抽象性

记忆实验的四面体模型（Jenkins，1979） 被测试的被试 用于学习和测试的材料 定向任务（或测试被试时的情景特征） 所用的测验类型 涉及到实验结果的普遍性！

︰ ︰ ︰ ︰ 研究举例：加工水平效应是否普遍存在？ 被试 大学生 精神分裂症患者 棋手 儿童 定向任务/情景 指导语 策略 期望 前后关系 自变量操纵方式 ︰ 测验（关键的任务） 自由回忆 线索回忆 再认 迁移 ︰ 材料 单词 图片 段落 材料的组织 ︰ 研究举例：加工水平效应是否普遍存在？

记忆与学习的传统研究 学习的早期研究 记忆的早期研究 巴甫洛夫的经典条件反射研究 斯金纳的操作性条件反射研究 艾宾浩斯和节省法研究：避免已有知识经验 巴特莱特和再现实验：关注已有知识经验

Bartlett的研究发现：已有图式的作用 趋向于习惯性表征的变形 系列再现中记忆的变化存在以下几种趋势： 精心组织（elaboration）：添加无关特征，夸大细节 简单化（simplification）：将奇特、不熟悉而不易形容的特征精心组织为可认知的形式 命名（naming）：言语符号能影响图形的再现 细节的保存（preservation of detail）：将那些从整体图像中分离出来的细节保持不变

我国心理学家对记忆内容变化和遗忘的研究 曹日昌（1964）

记忆的类型 记忆的多存储模型/信息加工模型 内隐记忆与外显记忆 前瞻记忆与回溯记忆 错误记忆与真实记忆 元记忆与客体记忆 感觉记忆、短时记忆、长时记忆 内隐记忆与外显记忆 前瞻记忆与回溯记忆 错误记忆与真实记忆 元记忆与客体记忆

内隐记忆和外显记忆 个体差异对内隐记忆和外显记忆的影响不同： 内隐记忆的通道依赖性： 内隐记忆和外显记忆的加工特点不同 内隐记忆不受个体差异影响？ 内隐记忆的通道依赖性： 通道变化可减弱启动效应？ 内隐记忆和外显记忆的加工特点不同 外显记忆：概念驱动过程——有意识的，需要注意资源 内隐记忆：材料驱动过程——无意识的，无需注意资源 编码时的加工形式对二者的影响发生分离？——加工水平对外显记忆影响小，知觉特征改变对内隐记忆影响大 内隐记忆保持时间长，抗干扰能力强

前瞻记忆和回溯记忆 前瞻记忆：对于未来要执行的行为的记忆，即对于某种意向的记忆，反映了将来的情况 回溯记忆：对于过去所发生事件的记忆 二者在内部过程上是否存在不同？？

前瞻记忆的分类 基于时间（time-based）的前瞻记忆： 基于事件（event-based）的前瞻记忆： 需要人们在一个特定的时间或在一段时间过后去执行一个行动 由于缺乏明显或特定的外部线索，被试必须记得去监控和自我发动前瞻记忆行动方能成功地完成此类任务 基于事件（event-based）的前瞻记忆： 需要人们在一些特定外部事件发生时去执行一个行动 只要特定的靶事件在进行中活动中发生，就需要对该延迟意向进行回忆 由于存在一定的外部线索提示，这种前瞻记忆很少需要全程监控机制和自我发动的提取机制 基于活动（activity-based）的前瞻记忆： 强调个体所从事的活动，指人们在完成当前的进行中活动之后或之前去执行前瞻记忆任务

An event-based PMP task Planning Phase Later in the day Arrive at home Test Phase Illustrates the phases, and serves to highlight the similarities with RetM Highlight the ongoing task: driving, talking to another person, in our experiment, the ongoing task is making simple reactions or making lexical decisions, or reading a story, etc. Underscore distinction between Bringing a plan back into conscious awareness (the ProM component) and remembering the contents of the plan (the RetM component) Questions to be asked: what planning phase activities will promote successful recollection of plans, what retention phase activities will promote successful recollection, and what retrieval phase activities (or cue type manipulations) will promote successful performance Operational distinction between ProM & RetM: Focus on how cues are used for each task The Cue Retention Interval Ongoing Processing

前瞻记忆任务的三个特点： 前瞻记忆实验研究的基本范式： 在意向形成到执行中间有一个延时 常常缺乏一个外显的要求提醒执行 为执行意向需要打断当前的任务 前瞻记忆实验研究的基本范式： （1）为防止前瞻记忆任务在脑中不断排演、回想，在编码和提取之间引入一个延时干扰任务； （2）当需要执行前瞻记忆任务时，不提供外显的提示； （3）保证被试正全神贯注于一个另外的任务（称为进行中任务），执行前瞻记忆任务需要打断这个正在执行的任务

前瞻记忆与回溯记忆的关系 对回溯记忆的依赖： 与回溯记忆的相互独立： 成功的前瞻记忆＝记住发生了什么事情＋记住要在将来某特定时间执行某行为或对特定目标事件作出反应 神经生理学证据：遗忘症患者GAS（Alderman & Burgess，1993） 与回溯记忆的相互独立： 单向实验性分离：可以找到某种只影响前瞻记忆而不影响回溯记忆的变量，但却找不到另一种只影响回溯记忆而不影响前瞻记忆的变量 实验证据： 3名额叶受损病人，前瞻记忆受损并不影响回溯记忆（Shallice & Burgess，1993）

错误记忆和真实记忆 错误记忆：错误地声明一个以前未经历过的事件曾经发生 真实记忆：正确地报告出曾经经历过的事件 错误记忆与真实记忆的关系： 实验程序的相似性 理论解释的共通性 神经生理过程的一致性 共同的影响因素

元记忆能力：个体对自身记忆状态的评估能力和以这种评估为依据的对记忆行为的调节和控制能力 元记忆和客体记忆 客体记忆：对信息的编码、储存和提取等加工过程 元记忆：对自己记忆活动进行的了解和控制 元记忆知识 元记忆监测 元记忆控制 元记忆能力：个体对自身记忆状态的评估能力和以这种评估为依据的对记忆行为的调节和控制能力

元记忆的理论假设（Nelson & Narens，1990） 人类认知过程分为两个水平： 元水平（→元记忆） 客体水平（→客体记忆） 记忆的信息加工存在两种关系和作用： 监测（monitoring） 控制（control）

控制： 元水平调节客体水平，从而改变客体水平的加工状态或使客体自身加工过程发生一定变化 体现为五种功能形式：确定学习的目标和计划 确定学习时间的分配 选定信息加工模型 选择加工策略 发动、继续或中止记忆或 提取过程

监测： 元水平从客体水平获得信息，并根据该信息形成对客体记忆的各种类型的主观判断或评价 回溯式监测：对回忆或再认答案作出正确与否的自信心判断 JOC（judgment of confidence） 前瞻式监测：对即将执行的记忆任务的难度作出预见性判断 EOJ（ease of learning judgment） JOL（judgment of learning） FOK（feeling of knowing）

元记忆与客体记忆的关系

记忆的信息加工模型

感觉记忆 记忆形成的第一个阶段，进入各种感觉器官的大量信息，首先被登记在感觉记忆 信息保持时间极其短暂，0.5-3秒后自动消退 Sperling（1960）采用部分报告法发现

Partial-report technique (Sperling, 1960) visual presentatation （10-1000ms） Cued tone response A D J K High-pitched tone W M F I Q Y R S Q,Y,R,S Medium-pitched Low-pitched tone Early study Apparatus: tachistoscope Technique: Whole-report technique Results: 4-5 items Question: participants reported that they could maintain more items than they could report

Compare partial-report with whole-report (source: Sperling)

The relationship between time delay and items recalled (source: Sperling) 80% 75% 55%

Sperling（1960）的结果发现： 被试能够正确报告出任何一个指定行字母的平均数是3.04个，由此推算，在被试脑中保持的总的字母数量应该是3.04×3（行）=9.12个。这个数字与用全部报告法得出的4-5个字母的结论有很大差别。 而且，刺激终止后，声音信号出现的时间间隔越长，回忆的成绩越差。

Three-eared listening task （Darwin etc., 1972） Left ear Double ears Right ear B 5 2 T P U S M 4 听觉的部分报告法 Three-eared listening task （Darwin etc., 1972）

55% 4.2个 Results (Darwin etc, 1972)

Properties of Sensory Memory Modality specific Relatively large capacities, but quite short stored time Most of it has to do with physical aspects of the stimuli rather than with meaningful ones——relatively unprocessed icon与echo有所区别

短时记忆 对信息的保持时间在十几秒至一分钟左右的记忆，它是信息从感觉记忆通往长时记忆的一个中间环节或过渡阶段。 信息存贮容量有限：7±2个组块（Miller, 1956） 组块：将若干小单位联合而成熟悉的、较大的信息加工的单元 eg: M T V F B I C I A N B A depends on knowledge

短时记忆的编码方式 听觉编码：Auditory code (Conrad, 1964) 视觉编码：Visual code (Posner, 1969) 语义编码：Semantic code (Wicken, 1970,1972) 语义编码：一种与意义有关的抽象编码 Wicken：前摄抑制设计实验。由连续四次trial组成。前三次中实验组与控制组的处理一样，即向被试呈现3个字母（每次呈现的3个字母不同），然后让被试用20s时间完成一个计算作业，防止被试复述。20s后再回忆这3个字母。在第四次trial中，给控制组仍呈现这3个字母，而实验组呈现3个数字，其余程序同前。 结果：从trial1到3，两组成绩均逐渐下降，表现出前摄抑制的强烈作用。第四次trial中，控制组成绩仍继续下降，但实验组成绩急剧上升，Wichen称之为“自前摄抑制释放”。 说明：短时记忆可表征范畴意义，存在某种语义编码。

听觉呈现的字母在短时记忆中形成的混淆矩阵 stimulus response 实验中 听觉呈现的字母在短时记忆中形成的混淆矩阵 Conrad (1964): C,V; M,N; S,F

视觉呈现的字母在短时记忆中形成的混淆矩阵 混淆主要发生在发音相近的字母之间（无论听觉还是视觉呈现字母） 视觉呈现的字母在短时记忆中形成的混淆矩阵

短时记忆的提取（Sternberg,1966,1969） Parallel search Serial search Self-terminating search Exhaustive search 结果发现：短时记忆信息提取时的系列扫描是从头至尾的方式进行的

Length of counting time 短时记忆的保持 保持时间：20秒（without rehearsal） Brown (1958) & Peterson etc. (1959) BKG 357 -3 3s Length of counting time Recall performance 80% 18s 7% 6s 55% 短时记忆中信息若不及时进行复述，则消失得很快

短时记忆的遗忘：痕迹消退or干扰？ Memory trace decays interference The encoded mental representation of the to-be-remembered information in STM that is not reheared decays or breaks apart within about 20s. interference New information can displace previous information and makes the former hard to retrieve.

数字探测任务 Probe digit task (Waugh & Norman, 1965) Experiment: 16-digit number: 3917465218736528* The last digit in the number——probe digit Conditions: 1s / 4s（两种数字呈现速度） Results: correct recall rates reduced followed the increasing number of interfered items Conclusions: interference, not decay, accounts for forgetting in STM 呈现一系列数字让被试识记。最后一个数字呈现时伴有一个高频纯音，该数字称为探测数字。 从应报告数字后面一个数字到最后一个数字之间的间隔数字就是起干扰作用的数字；呈现这些间隔数字所需要的时间为时间间隔。 实验中自变量：间隔数字、间隔时间。 根据痕迹消退说：记忆的保持量随间隔时间的延长而减少；根据干扰说：记忆的保持量随间隔数字的增加而减少。 操纵：快速呈现下，每秒4个数字；慢速呈现下，每秒1个数字 可以做到在间隔数字保持不变的情况下，改变间隔时间：如间隔数字为4，快速呈现下为1秒，慢速呈现下为4秒； 也可在间隔时间保持不变的情况下，改变间隔数字：如间隔时间都为4秒，快速呈现下间隔数字为16，慢速呈现下间隔数字为4。

工作记忆（Baddeley，1974） WM consists of a limited-capacity “workspace” that can be divided between storage and control processing. 描述短时记忆对当前信息进行暂时性的存储和加工功能

Baddeley & Hitch (1974)：假定工作记忆有三个基本要素：语音环路、视觉空间模板和中央执行系统 Central executive Phonological loop Visuospatial sketch pad

Central executive : to direct the flow of information and choose which information will be operated on when and how.（控制子系统，无存储功能） limited capacity Function more as an attentional system: resources allocation visuospatial sketch pad: to maintain visual material through visualization.（复述意向和空间，存储） Phonological loop : to carry out subvocal rehearsal to maintain verbal material.（默读复述，存储） Short-term phonological buffer + subvocal rehearsal loop

长时记忆 相对于感觉记忆和短时记忆而言，一般指信息储存时间在一分钟以上，最长可以保持终生的记忆。 长时记忆不是单一的，而是分为不同的类型或系统。 长时记忆信息的内部表征与组织是该领域研究的重点。

内隐记忆 ——人类记忆本质的全新一面

内隐记忆现象研究的兴起 遗忘症的研究 遗忘症患者的“记忆”现象 Korsakoff综合症——遗忘症 遗忘症患者“记忆”的早期证据 Warrington & Weiskrantz(1968, 1970, 1974) 遗忘症患者和正常人一起学习单词，随后测验 自由回忆和再认——遗忘症患者失败，正常被试成功 改变测验形式 词干补笔和模糊字辨认——遗忘症患者表现完全正常

启动效应的研究 启动效应：由于近期与某一刺激的接触而使对这一刺激的加工得到易化 重复启动（repetition priming）：前后呈现的刺激完全相同，即测验刺激与启动刺激完全相同 间接启动（indirect priming）：除包含重复启动外，还允许两个刺激有所差别 常用测验方法：词汇确定、词的确认、词干或词段补笔

内隐记忆的提出 内隐记忆(Implicit Memory)和外显记忆(Explicit Memory) ——Schacter & Graf, 1985 先前经验易化了当前任务操作，而该任务又不需要对先前经验的有意提取 ——Schacter, 1987 在没有有意提取情况下的记忆显现 ——McDermort, 2000

内隐记忆的实验方法：分离逻辑 分离逻辑的方法学含义 分离逻辑的含义：找到分别对应于内隐记忆和外显记忆的不同指标 两类测验： 直接测验：指导语要求有意识提取——外显记忆 间接测验：指导语不要求有意识提取——内隐记忆 实验性分离：控制单一变量而比较在两种不同任务中变量的效应……如果变量影响被试在一种任务中的操作，但不影响另一种任务的操作，或者变量对两种任务的操作的影响有不同的方向，则分离产生（Tulving，1985）

任务分离中的间接测验 词干补笔 ele____ , _ss_ssin 知觉辨认，模糊字辨认 偏好判断 罕 残化为

Jacoby的“一夜成名”实验（1983） 测验类型：再认和知觉辨认 实验条件： 无上下文条件：XXX——冷 （加工字形） 有上下文条件：热——冷 （加工字义） 产生条件： 热——？？？ （字形＋字义） 实验结果：直接测验与间接测验所得的结果刚好相反——意义变量抑制了知觉辨认成绩，促进再认成绩 结论：同一变量在两类测验中表现出不同结果，说明这两类测验彼此不同，可能是两种底层过程作用的结果，也可能是两种加工方式的差异造成的

从任务分离到加工分离程序（Process Dissociation Procedure, PDP） 加工分离程序的提出：意识和无意识的纯净分离 测验的“污染”问题： *直接测验受到无意识影响 *间接测验受到意识影响

加工分离程序的基本假设： 加工分离程序的实验步骤： 两种彼此独立的提取过程：意识性提取＋自动提取 意识性提取在包含和排除测验中的性质是一样的 自动提取在包含和排除测验中的性质也是一样的 意识性提取的操作表现为全或无；而自动提取则是有对有错的 加工分离程序的实验步骤： 包含条件：意识成分和无意识成分协同，促进作业成绩 排除条件：意识成分和无意识成分对抗，反向影响作业成绩

加工分离程序的计算： 意识性提取的贡献：R（1－A） 自动提取的贡献：A（1－R） 意识性提取和自动提取共同的贡献：RA 包含测验中判断为旧的概率： P（旧︱包含）＝R＋A（1－R） 排除测验中判断为旧的概率： P（旧︱排除） ＝A（1－R） R＝P（旧︱包含）－P（旧︱排除） A＝P（旧︱排除）/（1－R）

从实验逻辑上结束了对直接测验和间接测验分离依赖，并在一定程度上摆脱了分离逻辑所面临的意识与无意识的污染问题 *Jacoby的研究举例： 再认：变位字、听觉呈现词、视觉呈现词、新词 包含测验：变位字、听觉呈现词、视觉呈现词——旧 排除测验：听觉呈现词——旧，变位字＋视觉呈现词——新 对加工分离程序的评价： 从实验逻辑上结束了对直接测验和间接测验分离依赖，并在一定程度上摆脱了分离逻辑所面临的意识与无意识的污染问题 体现了对抗逻辑的思想，为分离自动和意识控制的记忆加工提供了有效的途径

内隐记忆的理论解释 多重记忆系统说：两种系统？ 迁移适当加工理论：两种加工？ 内隐记忆和外显记忆 陈述性记忆和非陈述性记忆 概念驱动过程和数据驱动过程 概念驱动过程：通过对刺激项目意义和语义信息的加工来完成。有意义的加工、精细编码——外显记忆 数据驱动过程：依赖对刺激项目表面特征和知觉特征的分析来完成。如学习与测验时的知觉过程的匹配程度，并提取过去经验中的知觉成分——内隐记忆

内隐学习：一种无意识的学习

内隐学习 内隐学习 内隐学习和内隐记忆的联系 人们在无意识中掌握复杂规则的过程 都关注学习和记忆中的无意识问题 内隐学习考察规则的获得，内隐记忆考察过去经验的无意识显现 内隐学习讲究“学习”和知识获得的无意识，内隐记忆讲究经验表现的无意识 两个领域的典型实验研究任务不同

内隐学习研究的起源 Reber（1967）：人工语法的内隐学习 记忆组：内隐学习 规则发现组：外显学习 记忆组被试对新字符串的分类成绩高于随机水平（69%），说明习得了语法规则。 且记忆组的分类操作水平远高于其外显言语报告反映的语法知识所能解释的范围，因而其学习是内隐的。

内隐学习的研究方法 人工语法范式（Reber，1967） 序列学习范式 序列反应时范式（ Serial Reaction Time ，SRT） 被试对重复刺激序列的选择反应时会逐渐下降，一旦重复序列打破，反应时会突然上升，序列恢复则反应时再次回落 被试没有办法在外显的序列生成任务中预测刺激序列规则 矩阵扫描任务 序列预测任务

复杂系统控制范式 信号检测范式 被试可以通过练习来“学会”控制复杂系统的输出，表现为操作成绩的提高 但被试认为自己在任务操作中主要靠猜测，即操纵系统的能力和言语表达发生了分离 信号检测范式

内隐学习的特征 自动性：内隐学习自动发生，无须意识努力 抽象性：内隐学习往往不依赖于刺激的表面物理形式，而能抽象出事物的本质属性 理解性：内隐学习获得的知识本质上是无意识和缄默的，但也可能部分被意识到 抗干扰性：不容易受到各种变量的影响 “三高”特征：高选择力、高潜力和高效性

内隐学习和外显学习的关系 内隐学习和外显学习的区别：相对独立性 现象学上的区分 实验操作上的区分 神经生理上的区分：激活不同脑区 内隐学习是自动的，外显学习需要意志努力 内隐学习是稳定的，外显学习是易变的 内隐学习较抽象，外显学习易受表层刺激影响 实验操作上的区分 分离逻辑假设；超越言语报告 神经生理上的区分：激活不同脑区 学习机制上的区分 加工方式、心理表征、产生信息

内隐学习和外显学习的联系：均为个体获得环境知识和规则信息的过程 外显学习对内隐学习的影响：阻碍 or 促进 内隐学习对外显学习的影响：协同效应 内隐学习和外显学习的权衡现象： 内隐和外显的贡献大小此消彼长、相互拮抗，两者之间会存在某种平衡状态 协变关系：时而相互促进，时而相互竞争 外显学习对内隐学习的阻碍：Reber（1976）只鼓励被试发现复杂规则——阻碍； 促进：Reber（1980，1994）事先演示内在语法结构并配合合法字母串说明时——促进。（发生越早越有利） 内隐学习对外显学习的影响：马修斯等（1989）发现当学习者共同运用内隐和外显两种学习方式时，其效果是最好的——协同效应

内隐学习的应用研究 语言的内隐学习 例如：语文学习、母语学习、外语学习，语感 动作技能的内隐学习 例如：书法学习 社会行为的内隐学习

内隐记忆与内隐学习研究的启示 高级心理活动（学习、记忆、思维等）中，无意识机制仍然扮演重要的角色 复杂问题解决中的无意识 运动技能形成中的无意识 过去经验对人类生活的实际影响，远远超过此前我们意识到的范围和程度 阈下启动 简单接触效应 记忆错觉 意识和无意识的关系