高频汉字短时记忆编码方式的实验研究

傅 蓉,董振培,邓紫璇

(1.五邑大学 政法学院, 广东 江门 529020；2.江西中医药大学 人文学院, 江西 南昌 330004)

自信息加工心理学兴起以来，短时记忆的编码方式逐渐成为记忆领域的研究热点。1964年，Conrad探索了英文短时记忆的主要编码方式。实验假设短时记忆中存在形音两种编码方式，音码占主导地位。实验分别比较了被试对两组语音相似及形状相似的字母的记忆准确率，结果发现记忆形状相似字母的准确率显著高于语音相似字母的准确率。这说明形状相似的字母在记忆时较少混淆，语音相似的字母则容易混淆。研究证明了在短时记忆中，音码是更主要的编码方式。[1]1966年，Baddeley探索了义码与音码在短时记忆中的地位，结果表明音码是比义码更主要的编码。[2]1969年，Posner的减法反应研究发现，记忆的最初阶段(瞬时记忆)以形码为主，之后逐渐向音码过渡。[3]总的看来，学者们在音码是短时记忆的主要编码方式上达成了一致。

这一结论遭到非英语系国家的学者质疑。研究者认为英文是表音文字，所以音码在短时记忆占主要地位，如果换成其他文字，情况可能会有不同。[4]1986年，莫雷探索了汉字在短时记忆中的主要编码方式。他选取了三组汉字进行记忆干扰实验，分别是高频复杂汉字(有利于意义编码)、低频简单汉字(有利于形码)、低频复杂汉字(有利于音码)。结果发现无论在何种情况下，形状噪音的干扰都大于意义噪音及声音噪音，由此得出结论：形码是汉字的主要编码。[5]刘爱伦等人的前摄抑制释放程序实验也得到了类似的结论。[6]但也有研究发现，汉字的短时记忆编码方式受到多种因素的影响，并不恒定。一项聋人与正常人短时记忆容量及编码比较研究表明：编码方式受汉字使用频率与字形复杂程度影响。正常人对高频字的处理以音码为主，义码次之，形码最弱；对低频简单字，则以形码、义码为主，音码最弱。[7]此后，袁文纲、陈宝国等多项研究表明汉字的使用频率、复杂程度也会影响编码方式。[8-10]孟四清采用前摄抑制释放法对不同年级的小学生进行识记实验发现，汉字编码方式会随被试知识量的增加而变化：小学低年级的学生以形码为主，五年级以后则以音码为主。[11]随着脑成像技术的引入，国内外许多学者尝试使用该技术直接探查处理汉字时的活跃脑域以明确汉字的编码方式。彭聃龄等人考查了汉字音、义加工的脑功能定位。研究发现，在语义任务中大脑的语音区也被激活，而在语音任务中，并不一定伴随着语义区的激活。说明了语音在语义通达中的重要作用。[12-13]

以上研究结论更倾向于认为音码是汉字的主要编码方式，这与莫雷等人无论何种条件下形码都是主要编码方式的研究结论存在差异。造成这种差异的原因可能是实验条件不同所致，莫雷的实验只通过熟悉程度与字形复杂程度的结合假设了三种编码方式，并在每种编码方式中设计了三种噪音干扰。如果参考莫雷的实验，并加入汉字使用频率、字形复杂程度与被试知识量等实验条件进一步研究，就可能更加明确汉字的编码方式。

“根据信号检测理论，当信号与噪音的强度差异一定时，被试的辨别能力不同，则d’的值也不同，d’的值表示被试的辨别能力的高低。反之，当被试的辨别能力是定值时，信号与噪音的差异不同，则d’的值也不同。此时，通过d’的值的比较便可以推断出信号与噪音的差异程度。同时，根据信号检测理论的基本原理，噪音与信号越接近，其产生的干扰就越大。”[5]本研究根据信号检测论进行设计，以高频简单汉字以及高频复杂汉字为实验材料，以形状噪音和声音噪音为干扰项，探索这两种汉字的编码方式，目的是了解：(1)高频汉字的主要编码方式是形码还是音码？(2)高频简单汉字与高频复杂汉字的主要编码方式是否相同？

一、方 法

实验采用2×2两因素被试内设计。自变量1为“噪音干扰”，有两个水平，分别是视觉形式干扰和听觉形式干扰。实验将与标准刺激形近的匹配汉字定义为视觉噪音，如标准刺激为“斥”，则匹配汉字为“反”；将与标准刺激音近的匹配汉字定义为听觉噪音，如标准刺激为“纠”，则匹配汉字为“究”。自变量2为“字形复杂程度”，有两个水平，分别是简单字形、复杂字形。实验将笔划为8划以上的汉字定义为简单字形，将8划以下的汉字定义为复杂字形。因变量为再认成绩。实验将再认成绩定义为被试的再认得分、击中率及虚报率。

(一)被试

被试是来自某大学社会工作系大三本科生及中文系研一学生，共22人。被试均能熟练使用普通话进行日常交流，双眼(矫正)视力正常，自愿参加实验。

(二)实验材料及仪器

为排除由实验材料带来的变异，实验从莫雷1986发表的汉字短时记忆编码方式实验研究所用的汉字库中选取实验材料。请15位社会工作系大一学生就熟悉度对字库中的汉字按等级逐一打分(0完全不熟悉——5非常熟悉)后计算各字的均分设定为该字的最终熟悉度。匹配两个自变量的不同水平选取了6组共84个熟悉度在3以上的汉字，最终熟悉度均值为4.3。6组中2组为练习组，不参加统计，余下4组分别是：A组字形简单的形近字匹配组；B组字形简单的音近(同)字匹配组；C组字形复杂的形近字匹配组；D组字形复杂的音近(同)字匹配组。每组共7对汉字，随机抽取每对汉字中的一个组成标准刺激，另一个则为干扰刺激。具体分配如表1所示。

表1 实验材料分配表

实验使用POWERPOINT2010编制了自动播放程序，该程序按照实验设计的流程顺序呈现各类刺激，并在呈现刺激前1秒播放提示音。实验时使用投影仪在被试正前方2米位置自动播放编制好的实验程序。

(三)实验程序与方法

实验分为准备、练习和测验三个阶段。在准备阶段，主试给每一位被试派发一张记录表，并通过投影展示指导语向被试说明实验程序中的要求和任务。为了让被试理解实验要求和任务，保证正式实验有序进行，要求被试先进行两组练习以熟悉实验流程。练习流程与正式实验流程一致。练习结束后，正式开始实验。在此阶段被试需要对4组刺激共56个字进行判断。每组标准刺激(7个)同时出现，呈现时间为3秒，间隔2秒后开始逐个呈现探测刺激(即标准刺激加干扰刺激，共14个)，呈现时间为1秒，间隔1秒。每实验单元结束后休息1分钟。被试在每实验单元中各答14道题目，回答正确(击中和正确拒斥)加1分，回答错误(漏报和虚报)不加分，满分为14分。

(四)数据分析

采用SPSS22.0软件输入并管理数据。对再认分数以及击中率、虚报率进行描述统计并在组间进行配对样本T检验。

二、结果与分析

(一)再认成绩的统计分析

对各实验单元的再认成绩(d’)进行描述统计并在组间进行配对样本T检验，得到表2。为了更清楚看到不同实验单元的再认成绩差异，绘制再认成绩比较条形图1、图2。表2显示视觉干扰组的再认成绩显著高于听觉干扰组。表2、图1显示，无论是在简单字形还是在复杂字形情境下，视觉干扰组的再认成绩都显著高于听觉干扰组。也就是说无论字型简单与否，听觉噪音对被试再认产生的干扰作用都远远大于视觉干扰。表2、图2显示，在形状干扰的情况下，简单字形汉字的再认成绩与复杂字形汉字的再认成绩一致，而在声音干扰的情况下，复杂字形汉字的再认成绩略好于简单字形汉字，但差异并不显著。

表2 各组再认成绩(d’)的基本情况及均值比较 (N=22)

注：tX、Y表示X、Y两组间的t检验。

*表示p<0.05；**表示p<0.01；***表示p<0.001

图1 不同实验材料在不同噪音条件下的再认成绩比较

图2 不同噪音条件下不同材料的再认成绩比较

(二)击中率及虚报率统计分析

对各组击中率及虚报率进行描述统计，再对组间进行配对样本T检验，得到表3。

表3 各组击中率及虚报率的基本情况及均值比较(N=22)

注：同上表

表3显示，在简单字形条件下，视觉噪音干扰组的击中率显著高于听觉干扰组，虚报率显著低于听觉干扰组；在复杂字形条件下，视觉噪音干扰组的击中率略高于听觉干扰组，但差异并不显著，虚报率显著低于听觉干扰组。在视觉干扰的情况下，简单字形与复杂字形组的击中率与虚报率均无显著差异，在听觉干扰的情况下也是如此。

三、讨 论

(一)高频汉字的主要编码方式

本实验基于信号检测论探索了高频汉字的主要编码形式。按照信号检测论原理，噪音与信号越接近对信号的干扰越大，信号识别就越困难。实验设计了视觉与听觉两种噪音。数据分析显示，视觉噪音组的整体再认成绩显著好于听觉噪音组，且无论字型简单与否均是如此。这表明，听觉噪音对被试的再认产生了更大的干扰。听觉噪音干扰更大的另一证据是击中率与虚报率。信号检测实验中，击中率是判断噪音干扰作用的一项重要指标。高击中率说明噪音干扰作用不足，被试在被干扰情况下依然能够做出准确判断，低击中率则说明噪音干扰作用充分，被试由于干扰在更多情况下做出了错误的判断。在本实验中，简单汉字情况下，视觉噪音组的击中率显著高于听觉噪音组；在复杂汉字情况下，视觉噪音组的击中率略高于听觉噪音组，但差异不显著。更充分的证据是虚报率。实验中，无论简单汉字还是复杂汉字，听觉噪音组的虚报率都远高于视觉噪音组。出现这种情况的原因可能在于当个体使用不同编码方式提取短时记忆中的汉字时，会采取不同的再认策略。有研究显示音码提取时，个体使用完全搜索策略；形码提取时，使用自动停止搜索策略。[14]在实验中，因为被试主要采用音码，所以呈现探测刺激并要求其再认时，被试会将探测刺激与短时记忆中七个标准刺激全部比对，而探测刺激或与标准刺激完全一致，或与其极为相似，所以在全部比对的情况下，被试更容易做出肯定判断，即虚报。综合以上三类数据分析结果，本次实验中听觉噪音相较视觉噪音，明显对个体产生了更大干扰，即被试在处理高频汉字时，以音码为主要编码方式。

(二)与现有研究结论的比较

本研究的实验结果与袁文纲等人[7，11]的结果高度一致。但与鹿义士、刘爱伦等人研究存在一定差异。鹿义士等人认为汉字以视觉呈现时其编码方式主要是形码。[4，6]因为在“快速识记时，被试不可能舍弃词表本身具有的可直接采用的有利条件，而另有时间去寻找某种其他也许更有效的编码策略。”[15]本次实验的呈现方式正是视觉，却得到了不一样的结果，其原因应该是实验材料的差异。实验采用了高频汉字为材料，鹿义士等则未对实验材料的频率进行规定。多项研究显示，个体在进行汉字视觉识别时，到达心理词典之前，高频中文字词的语音特征就已经得到了自动激活。[16-17]实验后，实验人员与被试的交流也验证了这一点。22名被试均回忆：在看到标准刺激时，为促进记忆他们都边看边念。事实上，阅读时音、义间会发生积极的相互作用，语音信息被激活以辅助语义识别。[18]一项阅读障碍研究发现，语义阅读障碍的儿童如果具有完整的语音意识，仍能完成阅读任务，但语音障碍的儿童，就算还具有完整的语义意识，也无法十分准确地完成阅读。[19]在实验中，标准刺激虽以视觉呈现，但由于被试对该刺激极为熟悉，刺激的语音特征就被自动激活，所以出现了听觉噪音干扰。孟四清认为：个体初识字时，汉字对其而言像是一幅图画或一个形状，因而其编码方式以形码为主，但随着知识量的增加，汉字就变成了一种具有意义的语音符号，因而对汉字的主要编码方式会逐渐转为音码。[11]换言之，当个体识别的是意义符号而非图像符号时，形码与音码会同时出现，但以音码为主。这也就能够解释为什么在本实验中，无论是简单材料还是复杂材料，当它以视觉方式呈现，被试都主要使用音码。就是因为高频汉字对于被试而言是一种意义符号，面对这类汉字，形状特征已经没有多大意义，个体主要激活语音特征以辅助语义识别，此时，语音特征才是处理该字的重要依据，故而被试在处理高频字时会以音码为主要编码方式。

既然现有研究足以证明高频汉字的主要编码方式是音码，那为什么在莫雷的实验中有一类实验材料就是常用复杂汉字，可被试在处理时却以义码、形码为主，音码为辅呢？仔细分析就会发现其实验中汉字字义是否常用的评定依据是中学语文老师，被试是某中学高二学生，且这些学生是按短时记忆初试成绩的高中低等级随机选出的(高等级为正确率75%以上；中等为正确率真50%-75%；低等为正确率30%-50%)。那么，语文老师认定的常用汉字对于所有被试来说也一定常用吗？上文已经充分讨论并确定了使用频率对汉字编码方式的巨大影响。显然，如果被试识别的不是熟悉汉字，其编码方式可能就不以音码为主。这可能就是莫雷实验中常用复杂汉字未能以音码为主进行编码的主要原因。而在本实验中，汉字高频与否由社会工作系大一学生评定，被试则是同系大三学生及中文系研一学生。因而，对被试来说，实验中提供的高频汉字一定是熟悉字，这就完全符合音码编码要求，所以得到了以音码为主要编码方式的结论。

综合以上分析，我们认为高频汉字的编码过程可能是这样的：当高频字以视觉呈现时，由于该字字形与字音已在被试头脑中形成了极为紧密的联系，故而其形状特征与语音特征会被同时激活。又因为音码在语义识别中比形码起更重要的作用，因而能竞争到更多资源，成为主要编码方式。

四、结论及不足

本实验条件下，得到两个结论：第一、高频汉字的主要编码方式是音码；第二、字形简单与否不影响高频汉字编码方式。

汉字本身非常复杂，它是音、形、义的统一，并不只是象形，所以对汉字不加辨析，就断定它的主要编码方式稍显笼统。本研究主要探索了形码与音码在高频汉字编码中的不同地位，并得到了明确的结论，这是对汉字编码方式研究的细化。当然，本实验只是高频汉字编码的一个初步研究，还有很多问题有待解决，如研究中提到了音码因为在语义识别中极为重要，因而成为主要编码方式，那么义码呢？它起什么作用？此外使用其他实验程序如前摄抑制释放程序能否验证实验结果？这些问题在本次实验条件下都无法解答，需要进一步深入研究。