刺激材料特点对心理旋转的影响研究

冉丑龙 张富昌

摘 要：本研究以双手旋转和多边形旋转任务测得反应时、正确率和每秒正确数作为评估心理旋转能力的指标，研究了刺激材料的特点对心理旋转的影响。研究发现：心理旋转的旋转角度主效应显著，旋转角度越大，反应时越长；在以手图形为刺激材料的心理旋转任务中，出现了内旋效应，从而表明不同的刺激材料以及任务使被试在心理旋转任务中可能选择不同的参照系。

关键词：心理旋转；双手旋转；多边形旋转

中图分类号：B842.5

1 问题的提出

心理旋转是个体对表象进行心理操作过程，心理旋转任务的操作的就是刺激材料的表象。所以，刺激材料的结构、性质特点以及复杂程度直接影响心理旋转。林仲贤等研究发现不同性质的材料和任务可能使旋转的对象不同，亦即引发视者或者客体旋转。但刺激材料的特点对心理旋转影响的研究还是相对较少，特别是心理旋转典型刺激材料手形和多边形的对比研究更少，而对环境相对封闭，经济文化水平相对落后的山区成人研究就更为少见。所以本研究以经济文化相对落后的秦巴山区健康成人为研究对象，探讨刺激材料的特点对心理旋转的影响。

2 研究方法与实验过程

2.1 研究对象

随机选取秦巴山区柞水试验区18～40岁的成人，受教育水平均在小学三年级以上，身体健康，智力正常（通过瑞文测验获得），视力或矫正视力正常。

2.2 研究工具

实验材料由计算机呈现，通过DMDX编制实验程序，并控制实验的进程。

2.3 研究设计

1）双手旋转任务。参照陶维东等人的实验范式相同-不同手（SD）任务的研究设计。每次呈现两只在平面上旋转不同角度的左手或右手正面图片，让被试判断所呈现的图片是否为同一只手，都是左手或都是右手，还是分别为左右手。2）多边形旋转任务。采用Shepard三维旋转经典范式，参照Dale Cohen和Michael Kubovy研究设计。每次呈现两个在平面上旋转不同角度的多边形，让被试判断所呈现的两个图形是是否相同。

2.4 数据整理

通过Excel对数据进行预处理，得到的有效数据为379个。通过SPSS17.0对数据进行统计与分析。

3 研究结果与分析

对心理旋转的刺激材料的诸如图形类别、旋转方向以及旋转角度等特点进行主效应及交互效应分析，研究刺激材料对心理旋转的影响。

3.1 双手旋转测验结果分析

双手旋转测验的组内效应检验表明：匹配情况主效应显著（F=63.544，p<0.001），通过配对比较发现，正像（相同手）反应时要比镜像（不同手）少420.29ms。旋转方向主效应显著（F=31.834，p<0.001），通过配对比较发现，内旋的反应时要比外旋的反应时少191.66ms。旋转角度主效应显著（F=92.531，p<0.001），通过配对比较发现，45°角的反应时要比90°的反应时少253.23ms，比135°的反应时少733.23ms；90°角的反应时比135°角的反应时少480.00ms。

3.2 多边形旋转测验结果分析

多边形旋转测验的组内效应检验表明：匹配情况主效应显著（F=38.599，p<0.001），通过配对比较发现，正像反应时要比镜像的反应时少259.198ms。旋转角度主效应显著（F=103.392，p<0.001），通过配对比较发现，60°的反应时比120°的反应时少373.193ms。匹配情况和旋转方向的交互作用显著（F=19.163，p<0.001）。旋转方向主效应不显著（F=0.075，p<0.784）。

4 讨论

对双手旋转的测验结果分析可知：旋转角度主效应显著（F=92.531，p<0.001），随着角度的变大，反应时在增加。双手旋转的旋转方向主效应都显著（F=31.834，p<0.001）），表现为内旋的反应时要比外旋的反应时少，这就是所谓的“内旋优势”。而对多边形旋转的测验结果分析可知：旋转角度主效应显著（F=103.392，p<0.001），随着角度的变大，反应时在增加；然而旋转方向主效应不显著（F=0.075，p<0.784）。

当以普通物体作为心理旋转的材料时，这些物体对于被试来说都是外在物体，且物体只是在中心处作旋转而不是在空间内做平移，因而观察者在环境中无需要改变自己的位置，其参照系是以物体为中心的。尽管手等材料对于被试来说也是外在物体，但被试表征后，需要与自身或另外存在的一个标准作比较。被试想像自己的手旋转到图片位置，想象自己手旋转也受到现实中人手生理机制约束，向躯体内侧旋转快于向躯体外侧旋转，所以就有“内旋优势”的出现，内旋效应也就推而证明主体旋转存在于本研究的双手旋转任务中。

5 结论

根据实验的结果分析与讨论，本研究得出以下结论：心理旋转的旋转角度主效应显著，旋转角度越大，反应时越长。在以手图形为刺激材料的心理旋转任务中，出现了内旋效应，从而表明不同的实验材料以及任务使被试在心理旋转任务中可能选择不同的参照系。

以普通物体图形作为心理旋转的材料，被试可能会采用以物体为参照系的心理旋转策略，即发生客体旋转；在以手的图形为刺激材料的心理旋转任务中，被试可能采取以自我为参照系的视者旋转策略即发生视者（主体）旋转。

参考文献：

[1] 林忠贤，张增慧，韩布新.儿童，中青年及老年人心理旋转能力的比较研究[J].心理科学，2002，25（3）：257-259.

[2] 陶维东，孙弘进，闫京江，周柳.自我和物体为参照系的心理旋转分离：内旋效应[J].心理学报，2008，40（1）：14-24.

[3] Cohen D. L.，Kubovy M.. Mental rotation，mental representation，and flat s1opes[J].Cognitive psychology，1993，25：251-382.

作者简介：冉丑龙（1976-），男，四川达县人，陕西国防工业职业技术学院大学生心理健康教育中心；张富昌（1947-），男，教授，西北大学公共管理学院，认知神经科学方向。