触棒迷宫学习曲线实验Word文档下载推荐.docx
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因此，认知地图指的是人们通过多种手段获得空间信息后，在大脑中形成的关于认知环境（空间）的“抽象替代物”。
认知地图是空间信息在人脑中的反应，因而，获取空间信息的手段不同，所建的认知地图也有差异。
认知地图的产生主要来源于人的视觉，它还可以从触觉中（如盲人用触角地图来感知外部环境）、从资料的阅读中或从个人的亲身经历中建立起环境的认知地图。
但是，阅读地图肯定是获取认知地图，实现空间认知的最有效的手段。
认知地图并不能代替真正的地图，它可能由于记忆、理解的差错产生很不稳定的印象，这时由认知地图的特性决定的。
认知地图的特性归纳起来有以下几点：
1）不完整性：
指认知地图内容分布和空间的不完整。
由于目的不同，对同一地域，可能产生内容不同的认知地图。
同一个地物，当它在人的行为中有用时就会表示，没用时就不表示。
2）变形性：
由于受人的生理、心理和感受能力的限制，认知地图的变形是不可避免的。
如对距离的估计和方向的判断，就存在误差。
另外还有一种认知偏向方面的变形，就是人有一种将自己所熟悉和喜爱的地区的面积扩大的倾向。
3）差异性：
这是由于个体本身的相关因素决定的，如年龄、性别、所处的社会阶层、受教育程度和种族，还有在某地居住的时间和位置等外部特征。
这些因素的不同都可能产生不同的认知地图。
4）可操作性：
认知地图能够承担操作任务，如利用认知地图可以在头脑中指引一个人走向某一目的地。
5）可塑性：
认知地图易于“破碎”，即从记忆中衰退、分解。
另外，随着人们对某一地区空间知识的了解的增长，可以随时修改头脑中关于该地图的认知地图。
[4]
研究表明，海马趾是大脑中对“高级”功能，如学习和记忆起关键作用的区域，同时它也参与对认知地图的加工。
MatthiasRiepe在2000年发现，男性比女性的方向感更强。
实验表明，男性女性分别使用大脑的不同部位来确定方向，右侧海马趾是男女在确定方向时共同使用的部位，不同的是，男性还同时使用了左侧海马趾，而女性同时使用的则是右侧大脑额叶皮层。
女性通过大脑皮层来获得事物的表象并据此来确定方位，而男性则通过海马趾来确定事物的几何位置，就像他们的脑子里总有一幅地图一样。
女性在导向方面主要依赖景观，而男性则趋于利用几何学原理进行判断。
[5]
本实验考察被试学习触棒迷宫的学习进程，采用每遍学习中的错误次数和每遍学习所花时间作为学习效果的指标，通过绘制个人和集体学习曲线，揭示动作学习的进程，并考察学习进程的性别差异。
根据前人的研究结果和有关理论，本实验提出以下假设：
1.随着学习遍数的增加，每遍的错误次数在不断减少，个人和集体的错误学习曲线是下降的。
2.随着学习遍数的增加，每遍所用的时间在不断减少，个人和集体的时间学习曲线也是下降的。
3.男性的学习进程要快于女性。
在以错误次数作为指标时，男性每阶段的错误次数小于女性，在以所用时间作为指标时，男性每阶段所用的时间要小于女性。
4.被试头脑中会形成关于此触棒迷宫的认知地图。
2.方法
2.1被试
北京大学心理系本科生20名，其中男9人，女11人，年龄19-22岁，均从未做过本实验及类似实验，也没看过或用手摸过本实验所用的迷宫。
2.2仪器和材料
本实验使用木制触棒迷宫（见图1），迷宫中的盲巷事先装有金属块标记（图1中标有数字的即金属块放置的地方），连接在电路中，当与小棒的金属头接触时，会接通电路，使迷宫发出响声，记为一次错误，并且使计数器加一。
本实验的计数器与迷宫电路连通，按下“1”、“+”后，当小棒碰到盲巷的金属块时（除第一次），会自动加1。
另外，本实验使用带金属头的小棒，小棒有电线与迷宫连接，精确到s的计时器以及眼罩。
图1：
触棒迷宫俯瞰图和线路图
2.3实验设计
本实验考察被试学习触棒迷宫的遍数和每遍所花费的时间，以绘制个人和集体学习曲线，揭示动作学习的过程，同时考察学习触棒迷宫的性别差异。
被试学会的标准是连续两遍不发生错误，即两遍中没有任何一次进入盲巷。
学习的效果用每遍内错误（走入盲巷）的次数和每遍所用的时间为指标，并记录学会迷宫总共用的学习遍数。
在绘制个人曲线时，选取一名被试的结果，考察他每遍学习的学习效果，但在绘制集体曲线时，为了如实反映全体被试的学习进程，本实验采用S.B.Vincent的方法，把每名被试的学习进程分成相等的10个阶段，把同一阶段所有被试的学习效果平均，用以画集体曲线。
本实验需要控制的因素包括：
所有被试对触棒迷宫和类似实验没有先前经验，被试用利手抓住小棒，在实验前和实验过程中不能看迷宫，也不能用手碰到迷宫。
2.4实验程序
1.主试连接好迷宫、小棒及计数器的电路，在计数器上按“1”和“+”键，使计数器准备好从1开始计数。
2．被试戴好眼罩，用利手抓握小棒，主试握住被试的手把小棒下端放到迷宫的入口处。
当被试准备好后，主试喊“开始”并按下计时器，被试拿着小棒垂直地在迷宫的槽中走动。
3.被试在迷宫中行走时，有时会遇到障碍，这可能是拐弯的路，这时只需左转或右转就行了，而当拐弯也走不通时，就是盲巷。
当被试碰到迷宫中的金属块（走到盲巷时），迷宫会发出响声提醒被试，同时除第一次走到盲巷外，计数器会自动加1以记录被试的错误次数。
当被试的小棒到达迷宫终点时，主试喊“停”，同时记录被试走一遍迷宫所花费的时间和错误次数。
4.当被试能够连续两次没有任何错误走完迷宫时，实验结束。
5.被试学会走此迷宫后，先撤掉迷宫，然后让被试摘下眼罩，画出他头脑中形成的此迷宫的线路图，再加上盲巷的位置（被试可能画不出来，但必须让他根据记忆画出一张迷宫路线图）。
3.结果
3.1个人学习曲线
记录每名被试学会迷宫所用的遍数，以及走每遍所用的时间及每遍的错误次数。
为考察个人触棒迷宫学习曲线，选取一名被试为代表，将她每遍学习所花费的时间和错误次数列于表1中：
表1：
某被试学会触棒迷宫每遍的错误次数和所花时间（s）
学习遍数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
错误次数
17
11
23
12
所花时间
366
94
157
84
140
72
102
103
91
95
13
14
15
16
18
19
20
111
77
62
97
60
50
53
21
22
24
25
26
27
28
29
30
46
40
48
47
59
45
67
49
85
31
32
33
34
35
36
37
38
39
52
79
根据表1的数据，以该被试学习的遍数为横坐标，每遍的错误次数为纵坐标，画出该被试的个人错误次数学习曲线，见图1：
由图1可以看出，该被试走触棒迷宫的错误次数随着学习遍数的增加而大致呈减少趋势，但其中也有一些反复，错误次数并不是呈单调递减的。
根据表1的数据，以该被试学习的遍数为横坐标，每遍所花的时间为纵坐标，画出该被试的个人时间学习曲线，见图2：
由图2可以看出，该被试走每遍所用时间随着学习遍数的增加而大体呈减少的趋势，但是时间并不是一直减少的，而是出现了一个极限，对该名被试来说，在学习进行到第二十次时，走每遍的时间下降到50s左右，以后的时间都在50s上下波动，没有太大的偏离。
3.2集体学习曲线
为考察集体学习曲线，将每名被试的学习进程分为10个阶段，按照S.B.Vincent的方法计算每名被试每阶段的学习错误次数和所花费的时间，并且将全体被试每阶段的学习效果进行平均。
全体被试每阶段平均错误次数和标准差列于表2中：
表2：
全体被试每阶段学习的平均错误次数和标准差
阶段
错误次数平均数
51.50
34.99
26.51
17.63
14.02
11.14
6.66
8.41
4.56
1.28
标准差
42.00
25.21
25.69
18.33
15.79
10.70
6.41
9.74
4.61
2.04
根据表2的数据，以学习阶段为横坐标，全体被试的平均错误次数为纵坐标，画出集体错误次数学习曲线，见图3：
本实验并非因素性实验，但是在统计结果的过程中，我们人为的将实验进程划分为10个阶段，因此我们将学习阶段作为组内因素，使用重复测量方差分析来考察错误次数随学习阶段的变化。
错误次数随着学习阶段的进行而显著的减少，F（2.716,51.602）=21.553，p<
.001。
使用Bonferroni方法进行事后检验，事后检验表如下：
表3：
每学习阶段错误次数两两事后检验表
M.D.=16.5
M.D.=25.0
M.D.=33.9
M.D.=7.9
M.D.=40.4
M.D.=44.9
M.D.=43.1
M.D.=47.0
M.D.=50.2
p=1.000
p>
.1
p<
.05
.01
.005
M.D.=8.48
M.D.=17.4
M.D.=21.0
M.D.=23.8
M.D.=28.3
M.D.=26.6
M.D.=30.4
M.D.=33.7
.001
M.D.=8.9
M.D.=12.5
M.D.=15.3
M.D.=19.8
M.D.=18.1
M.D.=21.9
M.D.=25.2
M.D.=3.6
M.D.=6.5
M.D.=11.0
M.D.=9.2
M.D.=13.1
M.D.=16.3
.5
.1
M.D.=2.9
M.D.=7.4
M.D.=5.6
M.D.=9.5
M.D.=12.7
M.D.=4.5
M.D.=2.7
M.D.=6.6
M.D.=9.9
M.D.=-1.8
M.D.=2.1
M.D.=5.4
M.D.=3.9
M.D.=7.1
M.D.=3.3
全体被试每阶段学习所花费时间的平均数和标准差见表4：
表4：
全体被试每阶段学习所花时间的平均数和标准差（s）
所花时间的平均数（s）
731.2
422.9
340.5
263.3
221.9
205.2
167.0
193.9
159.7
143.1
475.4
268.2
253.7
188.5
137.6
126.1
85.1
137.3
103.0
97.7
根据表3的数据，以学习阶段为横坐标，全体被试每阶段学习所花时间的平均数为纵坐标，画出集体时间学习曲线，见图4：
对全体被试不同学习阶段走迷宫所用的时间进行重复测量方差分析，结果表明：
走迷宫所用的时间随着学习阶段的进行而显著下降，F（2.570,48.829）=23.566,p<
每学习阶段走迷宫所用时间两两事后检验表
M.D.=308.3
M.D.=390.8
M.D.=467.9
M.D.=509.3
M.D.=526.0
M.D.=564.2
M.D.=538.4
M.D.=571.5
M.D.=588.1
M.D.=82.5
M.D.=159.6
M.D.=201.0
M.D.=217.7
M.D.=255.9
M.D.=230.1
M.D.=263.2
M.D.=270.8
M.D.=77.2
M.D.=118.5
M.D.=135.2
M.D.=173.5
M.D.=147.6
M.D.=180.8
M.D.=197.3
M.D.=41.4
M.D.=58.1
M.D.=96.3
M.D.=70.4
M.D.=103.6
M.D.=120.1
M.D.=16.7
M.D.=54.9
M.D.=29.1
M.D.=62.2
M.D.=78.8
M.D.=38.2
M.D.=12.4
M.D.=45.5
M.D.=62.1
M.D.=-25.9
M.D.=7.3
M.D.=33.2
M.D.=49.7
3.3学习曲线的性别差异
为考察触棒迷宫学习的性别差异，将被试按性别分为两组，男女被试每阶段的错误次数的平均数和标准差列于表5中：
表5：
男女被试每阶段学习的平均错误次数和标准差
平均错误次数（男）
29.00
26.89
22.86
10.61
7.19
5.19
8.61
2.90
0.50
标准差（男）
24.08
20.65
29.74
7.95
11.54
9.05
5.06
11.29
4.03
0.89
平均错误次数（女）
69.94
41.61
29.49
23.36
16.74
14.37
7.86
8.25
5.92
1.92
标准差（女）
45.36
27.56
22.90
22.52
18.68
11.24
7.36
8.85
4.78
2.50
根据表5的数据，以学习阶段为横坐标，男女被试每阶段的平均错误次数为纵坐标，分别画出男女被试的集体错误次数学习曲线，见图5：
为考察性别和学习阶段对错误次数的影响以及两者的交互作用，对男女被试每学习阶段错误次数进行重复测量方差分析，结果表明：
性别的主效应不显著，男性被试每阶段的错误次数（M=12.4,SD=9.6）与女性被试（M=21.9,SD=19.7）没有显著差异，t（18）=2.615,p>
.1。
学习阶段的主效应显著，错误次数随着学习阶段的进行而显著下降，F（3.353,60.350）=22.549,p<
采用Bonferroni方法进行事后检验，事后检验表如下：
表6：
男女被试每阶段错误次数两两事后检验表
M.D.=15.2
M.D.=20.3
M.D.=32.5
M.D.=35.8
M.D.=38.7
M.D.=42.5
M.D.=41.0
M.D.=45.1
M.D.=48.3
M.D.=8.1
M.D.=17.3
M.D.=20.5
M.D.=23.5
M.D.=27.7
M.D.=25.8
M.D.=29.8
M.D.=33.0
M.D.=15.4
M.D.=19.6
M.D.=17.7
M.D.=21.8
M.D.=6.2
M.D.=10.5
M.D.=8.6
M.D.=12.6
M.D.=15.8
M.D.=7.2
M.D.=5.3
M.D.=9.3
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