大学生状态焦虑对注意网络功能的影响

2021-04-08肖艳丽张珊珊

天津职业技术师范大学学报 2021年1期

肖艳丽，杨文，张珊珊

（1.天津职业技术师范大学职业教育学院，天津 300222；2.天津职业技术师范大学世界技能大赛中国研究中心，天津 300222）

情绪与认知的互倚与整合关系已然非常明晰，近年来焦虑情绪与认知过程中注意的关系受到研究者的高度关注。在早期的相关研究中，焦虑与注意偏向关系的研究结果已经比较明确，如焦虑者的注意偏向与威胁信息密不可分，这也是生物适应使然[1-3]。同时，焦虑对认知效率也存在影响，但目前的研究结论却并不一致，如有些研究发现竞赛环境中，竞赛焦虑对操作成绩有不利的影响[4]，而有些研究发现焦虑对操作成绩没有影响[5]。马恒芬等[6]提出了加工效能理论，该理论将加工的效能和最终的表现效果（即最终操作成绩）做了区分，该理论认为，最终呈现出来的效果主要是由任务完成的质量决定，加工效能则指的是最终呈现的效果与认知加工消耗的资源之间的关系。Eysenck等[7]认为，焦虑情绪会影响认知资源的使用，使得分配到当前工作任务中的认知资源不足，最终影响操作成绩。同时，加工效能理论也提到，焦虑情绪能提高个人的动机水平，促使个人付出更多努力，投入更多资源以提高成绩。总之，加工效能理论的核心是中央执行系统，它被用来调节焦虑情绪对加工效能和最终呈现效果的影响[6，8]。

在情绪和认知的角力过程中，不同情境下，二者的力量是不同的，该领域仍然值得深入探究。注意双系统模型认为存在目标导向的注意系统和刺激驱动的注意系统[9]，如果个体执行认知类的任务，个体会集中精力将自己的注意资源更多地集中到与任务相关的方面，这种情况下，目标导向的注意系统发挥作用；在某些情况下，个体对任务以外的其他刺激更加敏感，更多的注意资源被外界信息所吸引，则说明刺激导向的注意系统发挥作用，此时无关信息干扰加工过程。文献[10-12]提出了注意网络系统的概念，他认为注意系统由警觉、定向和执行控制3 种子网络组成。警觉和定向子网络在发生作用时，更容易受外界刺激的影响，由此被认为与自下而上的刺激驱动系统类似，而执行控制子网络在发生作用时，主要是受个体自身调节为主，与自上而下的目标导向系统类似。

类似地，有研究者将焦虑情绪也进行了更为细致的划分——特质焦虑和状态焦虑。前者是一种人格特征，后者是个体在特定情境下所产生的特定情绪反应状态。相应地，关于焦虑情绪对注意系统影响的研究也随之更加细化[13-14]。现有证据表明，特质焦虑和状态焦虑均会损耗一定的注意资源，如艾丽欣等[15]和孔国晓[16]的研究发现特质焦虑对执行控制功能有影响，在一系列的研究中发现状态焦虑对注意网络功能的影响结果不一致，其研究使用噪音、电击以及限时反应等方式诱发出被试的状态焦虑，通过N-back 任务只发现了状态焦虑对警觉功能和定向功能的影响，并未发现状态焦虑对执行功能的影响。随后，艾丽欣等[17]又利用数字倒数计算任务诱发被试的状态焦虑，通过第二听觉任务调节认知负荷，发现认知负荷是竞赛状态焦虑影响排球发球表现的调节变量。总体来说，前人在特质焦虑上的研究结果比较一致，在状态焦虑上的研究结果不甚一致[18-20]。分析众研究者在状态焦虑对注意网络功能上的影响结果不一的主要原因可能是：以往在实验室诱发被试状态焦虑的研究较少，诱发方式不同，状态焦虑诱发的效果也不同。Jackson 等[21]研究发现被试在没有任何准备的情况下，就让其进行公开的演讲，诱发被试的焦虑情绪，结果发现这种方法能提高男性的状态焦虑值，却对女性被试没有影响。张予贺等[22]让女大学生参加智力测试，并告诉被试测试分数会和其他人进行比较，结果该方法成功地增加了女大学生的状态焦虑。随着研究的不断深入，研究者们在压力暴露法和情景诱发法2 种方法的基础上，不断加入其他能引起状态焦虑的因素，诱发状态焦虑的方法越来越丰富，如在很多研究中都使用电击、噪音和限时反应等来诱发状态焦虑。

本研究以状态焦虑为自变量，以注意网络功能的3 个子功能为因变量，研究大学生状态焦虑对3 个子功能的影响。通过研究，一方面可以改进诱发大学生状态焦虑的方法，为研究提供方法上的借鉴；另一方面可以了解大学生的状态焦虑对注意的哪方面功能有影响，为以后的研究提供新的依据，丰富注意网络功能的研究。

1 预实验——焦虑情绪诱发实验

1.1 研究目的和假设

通过限时的数字计算任务激发被试的状态焦虑。研究假设：①状态焦虑组诱发后焦虑总分和诱发前有显著差异；②状态焦虑组和控制组焦虑后测总分显著差异。

1.2 研究方法

1.2.1 被试

本研究随机选取30 名被试，其中男生7 人，女生23 人，平均年龄 21.17 岁±1.724 岁，将被试随机分为状态焦虑组和控制组，每组15 人。所有被试视力或者矫正视力正常，无听力障碍，无躯体疾病以及精神疾病。

1.2.2 实验材料

采用SPIELBERGER 等编制的状态-特质焦虑量表中的状态焦虑分量表（STAI-Form Y-I，S-AI）[23]测量被试的状态焦虑程度。该量表共20 道题，采用李克特4 级计分，“1”表示完全没有“，4”表示非常明显。本研究中，该量表的同质性系数为0.812，得分越高，说明状态焦虑水平越高。

自编的数字运算小测验：本研究中状态焦虑组大学生的状态焦虑通过数字运算的方式诱发。内容是两位数与两位数的加减法、两位数与三位数的加减法和三位数与三位数的加减法。指导语如下“：接下来的实验任务是一个与智力有关的任务，完成每道题后会给你反馈，在实验中将会记录你的测试反应（如准确度、速度等），要求你计算出正确答案。计算完后按Enter键提交，需要修改按Backspace 键，每道题目的限定时间为20 s，在最后5 s 倒计时会有声音提醒。若在限定的时间内不能完成，则自动跳到下一题，明白指导语之后请按Q 键进行答题。”倒计时的声音为急促的闹钟声，以使被试产生紧张感。

1.2.3 实验设计

该实验为单因素组间设计，自变量为被试类型（状态焦虑组、正常组），因变量为状态焦虑的得分。

1.3 实验程序

首先被试填写基本信息，之后按照指导语的提示完成《状态焦虑问卷》；随后请被试完成数字运算测验，测验完成后对被试进行《状态焦虑问卷》的后测，完成后对被试做简单的访谈并表示感谢。

1.4 实验结果与分析

状态焦虑组的平均数差异检验如表1 所示。对状态焦虑组的前后测得分进行配对样本t 检验，结果显示，焦虑后测得分显著高于焦虑前测得分（t(14)=2.551，p ＜ 0.05）。

表1 状态焦虑组的平均数差异检验

从表1 可以看出，焦虑前测平均得分为38.20，焦虑后测平均得分为44.80，经过配对样本t 检验发现，t(14)=2.551，p ＜0.05，焦虑前后测得分存在显著差异，焦虑后测得分显著高于焦虑前测得分。

对焦虑后测得分进行独立样本t 检验，结果显示，状态焦虑组的得分显著高于控制组的得分（t(28)=2.394，p ＜0.05），焦虑后测得分在分组上的平均数差异检验如表2 所示。

表2 焦虑后测得分在分组上的平均数差异检验

从表2 可以看出，状态焦虑组焦虑后测平均得分为44.80，控制组焦虑后测平均得分为35.40，经独立样本 t 检验后发现，t(28)=2.394，p ＜ 0.05，状态焦虑组焦虑后测得分显著高于控制组焦虑后测得分。

试验完成后，与被试进行简短访谈，状态焦虑组被试均体验到了紧张的情绪。结果表明，通过数字测验可以成功诱发状态焦虑。

2 状态焦虑对注意网络功能的影响

2.1 研究目的和假设

探讨状态焦虑组和控制组在注意网络的3 个子功能即定向功能、警觉功能和执行控制功能上的差异。研究假设：①状态焦虑组和控制组在注意网络功能上存在差异；②状态焦虑组的执行控制功能与控制组的无明显差异；③状态焦虑组的警觉功能高于控制组；④状态焦虑组的定向功能高于控制组。

2.2 研究方法

2.2.1 实验被试

选取天津某大学在校生76 人，随机分成控制组（不做焦虑情绪干预）和状态焦虑组（通过数字运算测验来诱发状态焦虑），所有被试年龄在18～24 岁，无听力障碍，无躯体疾病以及精神障碍。实验过程中，有4名被试操作不当，另有6 名被试注意网络测验的错误率达到5%以上，不符合实验要求，2 名被试数学计算能力过强，状态焦虑没有诱发成功，故剔除这12 个无效数据。

2.2.2 实验材料

《状态焦虑》问卷和数字运算实验同焦虑情绪诱发实验材料。

采用注意网络测试（attention network test，ANT）评估被试注意网络的警觉、定向和执行控制网络的功能效率，通过不同实验条件下的反应时进行分析[24]。ANT测试共280 个试次，其中练习24 次。练习时会给被试反馈，反馈包括反应时间正确与否以及正确率，正式实验时没有反馈，整个实验需要20 min。正式实验分为4 个组块，每个组块64 个试次，前2 个组块结束后，被试可以休息。

2.2.3 实验设计

本研究是2（被试类型：状态焦虑组、控制组）×4（线索提示类型：无线索提示、双线索提示、中心线索提示、空间线索提示）×2（靶刺激类型：一致、不一致）多因素的混合实验设计，其中被试类型是被试间因素，线索提示类型和靶刺激类型是被试内因素，因变量是注意网络功能的3 个子功能，包括警觉、定向、执行控制功能，3 个功能的效率根据被试在相应的提示类型或靶刺激类型下的反应时来计算。根据FAN 提出的注意网络计算原理，注意警觉网络效率=RT 无线索条件-RT 双线索条件；注意定向网络效率=RT 中心线索条件-RT 空间线索条件；注意执行控制网络效率=RT 方向不一致的靶刺激条件-RT 方向一致的靶刺激条件[17，19]。

2.3 实验程序

首先被试填写基本信息，之后按照指导语的提示完成《状态焦虑问卷》；随后请被试完成数字运算测验，紧接着进行注意网络测验；最后对被试进行《状态焦虑问卷》的后测。

注意网络测验的流程如下[19]：

（1）屏幕中央出现一个注视点“+”，呈现时长在500～1 600 ms 之间随机变化。

（2）显示屏中央位置有时会出现一个100 ms 的星型提示符“*”，作为接下来靶刺激可能出现在屏幕位置的提示线索。提示线索有4 种情况，分别为无线索（no cue，不呈现星型符号）、中心线索（center cue，星型符号呈现在注视点的位置）、双线索（double cue，星型符号同时呈现在注视点上下方）、空间线索（spatial cue，星型符号只呈现在注视点的上方或者下方）。

（3）提示信号消失，屏幕中央仅出现黑色注视点“+”，时间为 400 ms。

（4）靶刺激箭头将在注视点的上方或者下方出现，出现的位置和提示线索相对应，同时靶刺激两侧会出现干扰刺激。干扰刺激箭头的方向有2 种情况：与靶刺激箭头方向一致以及与靶刺激箭头方向相反。被试需要在1 700 ms 内又快又准地进行反应，否则自动跳转到下一个刺激。

（5）呈现一个100 ms 的空屏后直接进入下个循环阶段。实验流程如图1 所示，包括线索提示条件、靶刺激的类型。

图1 实验流程图

2.4 实验结果及分析

2.4.1 状态焦虑诱发

状态焦虑组的平均数差异检验如表3 所示。对状态焦虑组的状态焦虑前后测平均得分进行配对样本t检验，结果显示，状态焦虑后测平均得分显著高于状态焦虑前测平均得分（t(31)=-3.611，p＜0.01），状态焦虑诱发成功。

表3 状态焦虑组的平均数差异检验

状态焦虑后测得分在分组上的平均数差异检验如表4 所示。以被试类型（状态焦虑组、控制组）为组间自变量，状态焦虑后测得分为因变量，进行独立样本t 检验。结果显示，状态焦虑组焦虑后测得分显著高于控制组焦虑后测得分（t(62)=2.302，p ＜ 0.05），分组有效。

表4 状态焦虑后测得分在分组上的平均数差异检验

2.4.2 不同组别被试在注意网络功能上的差异检验

采用独立样本t 检验的方法对被试类型在注意网络功能上的差异进行检验，不同组别被试在注意网络功能上的差异检验如表5 所示。结果表明，警觉在被试类型上的差异显著（p ＜0.05），状态焦虑组的警觉功能显著高于控制组的警觉功能，定向功能在被试类型上的差异不显著（p ＞0.05），执行控制功能在被试类型上差异不显著（p ＞ 0.05）。

表5 不同组别被试在注意网络功能上的差异检验

3 讨论

3.1 状态焦虑诱发的有效性

本研究利用数字运算任务、倒计时的提醒以及限时反应来诱发被试的状态焦虑，诱发情境的设计对大部分被试有效。实验完成后的访谈结果表明，倒计时的提醒和限时反应在诱发焦虑情绪上起到了重要作用。但是，该方法在一定程度上也存在瑕疵，针对数学计算能力较强的被试，数字运算任务不足以诱发其状态焦虑。另外，本研究中诱发状态焦虑是否成功的指标只记录了焦虑得分，在以后的研究中可以考虑加入生理指标，这样可以更加客观地考察状态焦虑情绪的诱发效果。

3.2 状态焦虑对注意网络不同功能的影响

本研究结果表明，警觉功能在被试类型上的差异显著（p ＜0.05），状态焦虑组的警觉功能显著高于控制组的警觉功能，定向功能在状态焦虑上的差异不显著（p ＞0.05），执行控制功能在状态焦虑上差异不显著（p ＞0.05）。蒋军等[25]的研究结果显示情绪对注意的影响是通过影响人们关注的警觉网络来实现的，并且在负面情绪下警觉的作用较明显。杜静等[26-27]的研究表明，抑郁症患者在警觉和执行控制网络方面存在异常，定向网络保持正常。如前所述，Pacheco-unguetti等[13]认为警觉和定向子网络均发生作用时，类似于自下而上的刺激驱动系统，而执行控制子网络发生作用时，则类似于自上而下的目标导向系统。状态焦虑对警觉和定向功能产生干扰作用的生理机制使较高的状态焦虑会抑制右侧额叶和顶叶脑区的激活[28]。张芳[29]也发现注意的定向功能在不同的情绪状态下差异不显著，即定向功能在正性情绪、负性情绪以及中性情绪3 种情绪状态下没有差异，该研究与本研究结论一致。

根据Fan 等[24]设计的注意网络测验的原理，警觉功能的效率等于无线索提示条件下被试正确反应的平均反应时减去双线索条件下被试反应正确的平均反应时，因为在无线索提示条件下，没有出现任何暗示状态，被试的注意是较分散的，但在双线索提示条件下，靶刺激出现的位置会有星号线索提示，提示的位置虽然不是一一对应，但是和无线索提示条件相比，被试注意的范围缩小了，被试的注意力也处于相对分散的状态，被试的注意力将会集中在靶刺激出现的位置，因此反应时变短（警觉作用），证明了被试在状态焦虑下注意力更集中，在警觉效率上反应更明显。Rowe 等[30]的研究结果表明，积极情绪状态下被试的注意范围扩大，而负性情绪状态下与之相反，由此诱发被试的负性情绪会更有利于注意网络测试的完成。通过诱发被试的状态焦虑，在双提示条件下，被试会更快地知觉到靶刺激，从而按照实验要求快速准确地做出按键反应。

在本次实验中发现被试的警觉功能最敏感，定向功能和执行功能比较稳定，这与张小荣等[31]的研究结果一致，可能也是与此次实验的任务比较简单有关。在以后的实验中，可以增加实验任务难度，以考察认知负荷在其中的作用。

3.3 启示

本研究聚焦于状态焦虑情绪，考察不同状态焦虑水平的被试在注意网络功能的3 个子功能上的差异。结果发现状态焦虑对警觉功能的影响最大，而对定向功能和执行控制功能的影响次之。结合以往研究结论，可提示相关人员在学习和生活中，尤其是在一些竞赛当中，除关注人们稳定的人格特质之外，更应考虑人们的状态焦虑水平对认知加工过程的影响。焦虑值的短暂提升足以影响认知任务的加工效果，甚至会影响人们的关键决策。