儿童早期工作记忆发展研究

程阳春

摘要：工作记忆在许多认知过程中发挥着重要作用，并且在认知因素的发展中是一个关键的影响因素。工作记忆的测量对于预测儿童潜力和表现有普适意义。本文通过厘清工作记忆的概念、儿童工作记忆的发展脉络、工作记忆研究本身具有的意义，努力为日后的研究提供理论借鉴。

关键词：儿童早期 工作记忆 发展研究

一、工作记忆的概念界定

所谓工作记忆，就是一个将信息的存储与操作结合起来的多成分的系统，也是构成各种认知过程，如感觉、注意、记忆、元认知等的更深层次的认知机制。

（一）工作记忆涵义的演变

工作记忆一词，最先由Miller，Galanter，and Pribram在其经典之作《计划与行为结构》提出，之后该词被用于模型计算方法和动物学习行为的研究之中，后者要求作为研究对象的动作在同一天中的不同的试验中保持信息。在认知心理学领域，这一词意指涉及信息的短暂保持与操作的一个或多个系统。

其中，Atkinson和Shiffrin将工作记忆指作一个单一的存储器。之后的学者在此基础上，提出工作记忆是一个集信息的存储和操作为一体的系统。这些研究者通过使用一系列的对以上两个方面提出要求的任务研究工作记忆的这两个功能，并通过研究中体现的个体差异研究工作记忆在一系列复杂的认知任务中的作用。

而Baddeley和Hiteh则认为工作记忆是一个多成分的系统。这种模型所述的工作记忆与基于个体差异研究的工作记忆并没有决然割裂开来。但这一模型强调的是工作记忆的各个成分，并将工作记忆与神经心理学紧密联系起来，它也成了研究工作记忆中运用最普遍的模型。

（二）Baddelev的工作记忆模型

Baddeley认为，工作记忆是一个存储和处理信息的系统，它由以下三个成分组成：语音环路，负责保持和操作以语音为基础的信息：视空间模板，负责保持和操作以视觉和空间信息为基础的信息：以及中央执行功能，一个负责协助以上两个子系统的注意控制系统。在后来的改进中，Baddelev在三个成分之外引入了情景缓冲器这一成分，以整合工作记忆与长时记忆。

其中，语音环路可能是工作记忆各成分中最简单同时最被广泛研究的一个成分。它假设的是存在一个语音存储器，在这个存储器中，除非这些记录被一个能够通过默读练习唤醒记忆记录的发音控制过程激活，记忆的记录将在两秒之后消退。在通过默读来命名看到的刺激物并因此将之登记在语音存储器中，也会这样。

视空间模板包括两个方面：视觉的和空间的，前者处理物体的表面特征，后者关注的是位置和方向。

中央执行功能在工作记忆中是最复杂的成分。它不仅仅用于协调两个子成分，还有其他功能，包括注意控制、转制和提取计划等。另外，研究者通过验证性因素分析发现中央执行功能可以分成至少三个部分：抑制、刷新和转换。

当然，除了Baddeley的模型外，也存在其他工作记忆的模型，例如，Cowan就将工作记忆系统视作长时记忆的激活部分、注意力的集中，以及一系列中短时间内保存信息的感觉缓冲器。在这一意义上，他将被动地保存信息的存储系统与主动地在完成加工信息的要求的过程中操作信息的系统分开来。前者与Baddeley的模型的两个子系统（语音环路和视空间模板）对应起来了，而后起与中央执行功能的作用是对应的。为了简便，笔者不对工作系统的本质进行探讨，即工作记忆是否独立于长时记忆，还是激活长时记忆的一个部分。笔者所指的语音回路只测量所需要的语音材料的被动的存储，视空间模板只测量所需要的视觉空间材料，而中央执行功能则通过同时需要对信息进行存储和加工的系统任务进行测量（例如，以相反的顺序说出听到的数字）。

（三）临近概念区分

1.工作记忆与IQ

已有大量研究证明工作记忆与流体智力（Gf）共用神经层，如前额叶和顶叶皮层。流体智力是一个帮助我们解决问题、适应环境变化及展现思维的灵活性的复杂认知技能。它与晶体智力（Cf）一起构成一般的智力，其中流体智力通过使用与问题解决、模式匹配和推理相关的任务进行测量。而晶体智力通过使用与文字能力、语言发展和学业成绩相关的任务进行测量。

有一部分的研究者认为工作记忆与智力关系密切，以至于可以将它们视为类似能力。大量的研究证明，尽管工作记忆在测量工具上与智力有相同的地方，但它代表的是不同的能力。在对大量文献进行原分析的基础上，Ackerman，Beier和Boyle指出，工作记忆与流体智力平均有20%的变量是相同的。这说明这工作记忆与流体智力并不是同义的，而且工作记忆所代表的认知技能与IQ所代表的大有不同。同时，这可以解释工作记忆的训练为什么可以提高智商。

2.7工作记忆与短时记忆

与短时记忆相比，工作记忆是一个更加复杂和动态的系统，它不仅包括了存储功能，还包括了执行功能，如注意、抑制和转换等。另外，有些研究者认为短时记忆是工作记忆的存储部分。在多成分模型中，语言和视觉一空间记忆对应的是语音环路和视空间模板。可见，在短时记忆的基础上提出来的工作记忆，与短时记忆有继承与发展的关系。工作记忆的语音环路和视空间模板都有涉及短时记忆的部分，即关于信息的存储的部分，而工作记忆在短时记忆之外，承载着加工或操作信息的任务。

二、儿童工作记忆的发展

（一）工作记忆的萌发

Reznick，J.S.等人设计了一实验，研究26名4.5至6.5个月大的婴儿的工作记忆的萌发。实验工具是一块大的板子，板子中间有一个窥视孔，两边挖了两个大的“窗户”，窗户上面贴有“窗帘”（如下图）。在实验开始的时候，实验者把窗帘拉开，将自己的脸放在其中一扇窗户里，吸引婴儿的注意。当确定婴儿注意到她之后，实验者重新盖上窗帘，然后在板子的上方很明显地摆手，并通过窥视孔确定婴儿有注意到她的摆手行为。然后将实验计划重复试验，只是改变实验者的脸出现的窗户位置。研究者对婴儿重新盖上窗帘的两三秒钟的第一次凝视的方位（左边窗户、右边窗户还是其他地方——手摆动的地方，等等）进行编码。研究发现，婴儿在5.5个月之后的表现更好，且表现随着年龄的增长更好。这些发现表明，对于大多数婴儿来说，工作记忆的萌发是在6个月的中旬。

（二）工作记忆的发展

在婴儿期工作记忆萌发之后，幼儿的工作记忆不断得到发展和形成。Allowav等人通过6个短时记忆任务——数字回忆任务（digit recall task）、文字回忆任务（word recall）、无意义文字回忆任务（nonword recalltask）、矩阵任务（dotmatrixtask）、迷宫任务（mazesmemo～）和积木回忆任务（block recalltask）；3个语音环路工作记忆任务——听写任务（1istcning recall task），数形状回忆任务（counting recalltask）和数字倒数任务（back—wards digit recall task）：和3个视空间模板工作记忆任务——找出不同的形状任务（odd-one-out task），x先生任务（Mr，Xtask）和空间广度任务（spatial spantask），对709名4至12岁的小学生进行了工作记忆方面的测查。结果发现，到4岁的时候，所有儿童的工作记忆的成分都已经到位。

（三）工作记忆在不同年龄阶段幼儿学习中的作用

虽然工作记忆在儿童4岁时已经完全形成了，但它在不同年龄阶段的儿童的学习中发挥的作用也有微妙的变化。Allowav在考察5岁和9岁在工作记忆方面存在困难的儿童时发现，大年龄组的儿童在标准的语文和数学测试中表现得更加糟糕。而且这种存在困难的工作记忆能力似乎是随着发展不断累积的，并随着儿童年龄的增长产生更困难。也可能是因为较小在儿童更可能在教室里获得成人额外的帮助。而当他们慢慢长大时，他们需要更自主地学习，且教师讲授的内容更复杂，更需要工作记忆的作用，这是工作记忆对正式学业成就有影响的一个重要方面。

三、工作记忆研究的意义

（一）测量的普适性

工作记忆的测量是一个关于儿童潜力和表现一个儿童儿童能力的相对纯粹的测量。而10受儿童的社会经济因素影响，如母亲的教育水平、照料者对教育的态度及文化差异。也就是说，在以上方面处境不利的儿童在IO测试中也会处于不利的境地。

另外，研究者在说英语的人群中发现的工作记忆的发展轨迹，在不同的语言群体和经济背景中也是相同的。当研究者用同一套工作记忆的测量工具（AWMA）的不同翻译版本对说荷兰语、土耳其语的、意大利语的、葡萄牙语的和西班牙语的儿童进行测试时。结果发现，工作记忆在两个关键发展时期（5至7岁和8岁10岁）的发展轨迹在不同的语言和经济地位群体中非常类似。这个文化普适性的模式发现，工作记忆代表一个不大受环境因素影响的流体认知技能，与特别存在跨文化和经济差异的IO分数大为不同。

（二）作为认知机制的作用

工作记忆在许多认知过程中发挥着重要作用，并且在认知因素的发展中是一个关键的影响因素。另外，工作记忆有利于人们解决学习更深层的认知机制。大多数人的学习都与一个或多个认知加工过程紧密相关，比如感知觉、注意力、记忆力或元认知能力。但是，这些认知过程更为深层的认知机制是什么，却鲜有人知道。为了更进一步了解学习或学习困难的本质，找出这些机制非常重要，于是工作记忆作为其中的一种机制，与学习之间存在何种联结，就成了备受研究者关注的领域。