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第六章
短时记忆
本章基本内容
第一节
短时记忆的概念
第二节
短时记忆的容量
第三节
短时记忆的信息代码
第四节
短时记忆的信息提取
第五节
短时记忆中的遗忘
第一节：短时记忆的概念

短时记忆的概念

瞬时记忆：信息保持1秒
短时记忆：信息保持15～30秒
长时记忆：信息保持很长


第一节：短时记忆的概念


一、短时记忆与工作记忆
Baddeley和Hitch提出短时贮存这一概念应
该被工作记忆所替代。
包括三个组成部分：
中枢执行系统
语音回路
视空图像处理器
语音回路的作用

对语言理解的作用
原理：语音回路与人的语言理解的认知活
动有密切的关系。如果强制被试大声音重
复，如阅读句子无关的语音（the,the,the)
时，这个语音会进入语音存储系统，从而
导致发音控制加工失去作用，并影响阅读
理解成绩。
二、短时记忆存在的证据



两种记忆系统说
人物：James,1890提出。
研究范式：
自由回忆范式
两种记忆说的内容
记忆不是一个单一的东西，存在着短时记忆和长时
记忆两种不同的记忆，它们彼此独立而又互相联系，
形成一个统一的记忆系统。
 长时记忆(LTM)是一个信息库，可以长期贮存大量信
息，又称永久记忆。
 外部信息经过感觉通道进入短时记忆(STM)，STM是
信息进入长时记忆的一个容量有限的缓冲器和加工器。

两种记忆系统的模型
Waugh & Norman（1965）最早提出的模型
刺激
初级记忆
遗忘
复 述
次级记忆
自由回忆实验范式
（1）先给被试按一定顺序相继呈现若干个音节、
字词或其他项目。
（2）要求被试尽量回忆出已学习过的东西，但不
必按照原先呈现的顺序来回忆。
（3）将自由回忆的结果与原先呈现的顺序加以对
照，就可发现在原来的刺激系列中，不同位置上刺
激的记忆效果。
（4）据此作图，可得到系列位置曲线。
短时记忆存在的证据
研究者：Deese（1957）
方法：自由回忆
任务：让被试听一个由10个常用词组成的
词表，每次呈现一个词，每次1s。
要求：听完后进行自由回忆。
因变量：正确回忆率
沙 漠
数 学
灯 泡
深 刻
网 络
成 就
情 感
电 梯
日 记
天 空
结果（系列位置曲线）
传统心理学对系列位置效应的解释
（1）近因效应和首因效应
词表中间部分的字词回忆成绩较差，而起始
部分和结尾部分的字词回忆成绩较优（首因效应、
近因效应），并均高于中间部分。
（2）前摄抑制和倒摄抑制解释。
现代认知心理学的解释
将系列位置曲线反映两种记忆:
结尾反映短时记忆
起始和中间反映长时记忆
Murdock将这种理论分析在系列位置曲线图
上表示出来。
系列位置的两种记忆
验证两种记忆说对系列位置曲线的解释
根据两种记忆说所做的两种预测：
(1)若增加每个刺激的呈现时间，就会增加复
述的时间，使更多信息进入长时记忆，但不
会对短时记忆产生影响
(2)若进行延缓回忆并防止复述，将损害短时
记忆，但不会影响长时记忆。
Murdock对预测（1）的实验
被试：成人
材料：字词
呈现时间：分为1s和2s两种。
结果：
（1）呈现时间为2s的在系列起始部分和中间部分的
回忆成绩要优于呈现时间为1s的；
（2）在结尾部分两种呈现时间条件下没有什么差别。
结论：
增加刺激呈现时间有利于长时记忆，而不影响
短时记忆。
Glanzer等人对预测（2）的实验
被试：成人
方法：自由回忆方法
即时回忆：在刺激系列（词表）呈现完毕后
立即回忆；

延缓回忆：在刺激系列呈现完毕后，立即进
行心算作业30s，再回忆词表。

结果：
延缓回忆损害了刺激系列结尾部分即短时记忆，
对长时记忆没有影响。
三、记忆的模型
（一）记忆的信息加工模型
（二）记忆的加工水平模型（p164)
（三）记忆的神经网络模型(p166)
记忆的信息加工模型
人物：Atkinson & Shiffrin(1968)
刺
激
注
意
瞬时记忆
短时记忆
遗忘
消退
三个记忆系统模式图
复
述
长时记忆
记忆的加工水平模型




人物：Craik & Lockhart(1972)
加工水平模型——记忆的单一储存模式
从瞬时记忆——短时记忆——长时记忆是加工
由浅到深的过程。
记忆实质上是信息加工的副产品。只要注意或
思考某种信息，就可以自动达到记忆的目的。
记忆的加工水平模型的实验




范式：学习单词——自由回忆单词
材料：学习时：24张单词表，词/2s；自由回忆
被试：
一组：有意学习（要回忆），自由回忆
二组：偶然学习（判断是否愉快），自由回忆
三组：找出字母E，自由回忆
四组：计算字母数，自由回忆
因变量：单词回忆百分率
记忆的加工水平模型的实验




实验结果
P164
结构分析是浅层分析
语义分析是深层分析
记忆的加工水平模型的拓展



人物：Craik & Lockhart(1973)
复述分：
维持性复述（maintenance rehearsal)
精细性复述(elaborative rehearsal)
维持性复述不能增强记忆。
维持性复述不能增强记忆的实验
实验范式：偶然记忆 （incidental memory）
 材料：一系列单词
….mother, oil, giraffe, grader, football,
table, chair, grain ….
 要求：学习一系列单词，记住某个特定字母G
开头的最后一个单词，学完后自由回忆。
 因变量：各个单词回忆正确率
 实验假设：giraffe, grader; grain 复述数

维持性复述不能增强记忆的实验

结果：复述次数与记忆成绩无影响

推论：实验中的复述是一种简单的复述。

加工水平模型的评价：

目前用于内隐记忆与外显记忆的解释。
记忆的神经网络模型




人物：Martindale,1991提出。
信息加工模型的不足：
结构和控制是分开的，控制过程是一种执行加
工器。
神经网络模型：
短时记忆分析器中被高度激活的结点的持续；
长时记忆是结点之间联系的强度。联系由弱变强
由短时记忆转化为长时记忆。
工作记忆的模型就是神经网络模型的拓展。
Working Memory model

Central executive



Phonological loop



Attentional control system with limited resources
Responsible for transferring information from short-term
memory to long-term memory
Temporary storage and processing of verbal information
Phonological store and articulatory loop
Visuo-spatial sketchpad

Temporary retention and manipulation of visuo-spatial
informaiton
Working-Memory Model
Memory
sensory
iconic
short term
echoic
long term
declarative
(explicit)
working
phonol.
loop
Central
Exec
v-s
facts
sketch
pad
phon. store
rehearsal
non-decl.
(implicit)
events
skills
habits
priming
...
class. cond.
工作记忆模型的解释

中央执行系统是工作记忆的关键成分，虽容量有限，
可参与任何认知活动。语音环和视空图像处理器从属
于中央执行系统并为特定目的服务。

每一成分均是能量有限，且相对独立于其他任一成分
而工作。

该模型能解释某些脑损伤患者表现出的选择性障碍。
工作记忆的测量方法



数字工作记忆测量
言语工作记忆测量
空间工作记忆测量
数字工作记忆测量
12+（
）=19
18- （
）=11
6+ （
）=13
8 + （ ）=12
言语工作记忆测量

八（
）玲珑

威（
）凛凛

吹（
）求疵

炎 （
）子孙
第二节
STM的容量
一、记忆的广度
二、短时记忆的容量和激活之间关系
一、短时记忆容量（记忆的广度）



记忆广度法
分散注意作业法
探测作业法
记忆广度法
提出者：Jacobs
 目的：在一次单独的呈现之后有多少项目被试
能立刻按其正确的顺序重复出来。
 材料：数字、字母、单词等
 种类：顺背广度和倒背广度




顺背广度：要求被试按呈现的顺序重复出来
倒背广度：要求被试按呈现的相反顺利重复出
来。
下面尝试一下：
科学
刺激
处理
执行
请按顺序回忆
倒背广度法
漫步
生活
现代
石子
城市
节奏
请按倒序回忆
结果计算方法


第一种：假设每种长度刺激项目包含三个系
列，则正确再现一个系列得1/3分，三个系
列全部正确再现者得1分。以得1分的最长刺
激项目的长度为基础，再加上从其它长度刺
激项目所得的分数，就是所求的记忆广度。
得1分的最长项目为6，以此为基础。长度7
通过两个，计2/3分，长度8没有通过，计为
0；长度9通过1个，计为1/3，长度10没有通
过。则6+2/3+0+1/3=7
第二种方法

用内插法找出能够立刻正确重复出50%的刺激
系列的长度。该长度为短时记忆的广度
短时记忆的容量
一、有限容量：7±2
二、容量有限的性质
Short Term Memory
短时记忆容量7±2
Miller在1956年发表了“神奇的数字：7
加减2，我们加工信息能力的某些限制”论
文（The magical number seven,plus or
minus two: some limits on our capacity for
processing information,Psychological Review,
1956,63,81-87）。


首次提出了短时记忆容量有限的观点。
组块的含义

组块（chunk） 指将若干小单位联合成较大的
单位的信息加工。
第一，短时记忆中的信息不是以材料所含信
息量的多少（即bit）为单位，而是以组块
为单位。
 第二，短时记忆容量的有限性是就组块数而
言的，即7±2个组块。
 第三，不同组块中所包含的信息量不同的。
例如，一个字母可以是一个组块，许多字母
组成的单词也可以是一个组块。

组块的实验研究
张武田（1986）的实验



材料：中文单字词、四字词
方法：顺背广度法
并与英文材料的短时记忆容量相比较。
表1
汉字词和英文的短时记忆容量比较
认定的组
块单位
单个字为单
位
两个字为单位
单字词
双字词
四字词
7
6
5
7
12
20
3.5
6
10
英一音节词
英双音节词
双字词组
八字词组
7
7
4
3
7（音节）
14
22
26
——（英文）
7
9
22
组块的实验研究
喻柏林（1989）的实验研究
材料：汉字单词、双字词、四字成语、七字句
方法：顺背广度法
目的：不同的语言单位的STM容量
结果：STM容量随着语言单位的扩大而降低的
趋势。
拟合直线为：
YSTM容量=8.48-0.5X单位
即语言单位越大，包含的信息密度越高，
STM容量却随之减少。
短时记忆的容量和激活之间关系

人物：Esterbrook,1959年提出。

内容：
短时记忆的容量随着激活的增加而降低，这
是因为更多的激活引起了已经具有很高激活的
认知单元的增加，从而导致对其他认知单元的
更大的抑制。

P169图
第三节
STM编码
一、听觉码
二、视觉码
三、语义码
一、听觉码
短时记忆中占支配地位的代码：
听觉码（声码）
人物：Conrad，1964年首次提出。
Conrad的实验
材料：10个字母组成的一个字母序列，其中有些
字母的发音相似，如：C，V；M，N；S，F等。
呈现时间：0.75秒/字母
方法：顺背广度
条件：（1）视觉呈现刺激
（2）在白噪音背景上，听觉呈现刺激
任务：
刺激呈现完毕后要求被试立即进行顺序回忆。
结果

被试回忆出现错误最高的是发音相似的字母上

STM的信息代码是听觉编码
二、视觉码
Posner证实短时记忆存在视觉码
材料：Aa
AA
AB
ab
任务：判断两个字母是否相同
假设：
（1）没有视觉代码，则Aa与AA判断时间相同。
（2）如果有视觉代码，则Aa的时间长于AA。
结果：Aa的时间长于AA。
表明：字母的视觉代码至少存在于短时记忆
保持过程的初期，然后才出现字母的听觉代
码。
对于大量的非语言材料来说，视觉代码更
为重要，因为视觉信息转换为声音，就会丢
失一些信息。
语音转录假说



人物： Conrad等
内容：
词的认知有两个阶段，一是利用字母与音素对
应的关系，把一群字母转换为一群音素；二是
寻求与这种音素形式相匹配的心理词汇的词条
另，有研究发现另一条通路（视觉通路）：
在词的认知时，通过词形表征达到心理词汇的
词条，且视觉通路加工不语音通路快。
刘爱伦的研究（汉语与英语的不同）
材料：汉字
方法：顺背广度
条件：视觉呈现、听觉呈现
假设：
H1 如果汉字编码中，形占优势，则视觉呈
现条件下的成绩好
H0 如果汉字编码中，音占优势，则听觉呈
现条件下的成绩好
结果：
视觉呈现方式下的回忆成绩明显优于听觉呈
现方式下的成绩
汉语与英语的差异：
形合语言
意合语言
三、语义码
语义码是一种与意义有关的抽象代码。
实验表明，短时记忆中也存在语义代码。
Wichens的实验研究之一
方法：采用前摄抑制方法
目的：STM中是否存在语义代码。
程序：连续4次试验。

试验1：给实验组和控制组的被试呈现同样的3个
字母，然后进行分心作业（减3）20秒，以防止复
述。之后被试努力回忆那三个字母。

试验2、试验3：同试验1

试验4：控制组仍呈现3个字母，实验组呈现却是3
个数字。
实验结果
结果：前3个试验都表现出前摄抑制，即短时记
忆成绩下降。在第4次试验中，控制组的成绩仍受
前摄抑制的作用而继续下降，而实验组的成绩却急
剧上升。

短时记忆存在着某种语义编码。使得若前后识记
材料有意义联系时（字母-字母），表现出前摄抑
制的作用，而在前后识记材料失去意义联系时（字
母-数字），则出现前摄抑制的解除。

Wichens的实验研究之二




P174
实验材料：水果名称
实验程序：同研究一
实验结果：同研究一
第四节 STM信息的提取
本节的主要内容
一、 Sternberg的系列搜索

Sternberg的经典研究

Sternberg经典实验的验证

对Sternberg模型的批评
二、马丁代尔的平行搜索

STM信息的提取
将短时记忆中的项目回忆出来，或者当
该项目再度呈现时能够再认，都是短时记
忆的信息提取。
（一）Sternberg的经典研究


Sternberg（1966，1969）最早研究了短时
记忆信息提取问题。被称为著名的“短时
记忆信息提取实验”。
这个实验解决了两个重要问题，即短时记
忆信息提取是系列扫描的，并且是从头至
尾扫描的。
一、Sternberg的经典研究

实验目的：
短时记忆的信息提取过程是系列扫描
系列扫描：
平行扫描：
（一） Sternberg的经典研究


实验范式
探测法 (Probe method)
探测范式的程序：
（1）学习项目
（2）探测项目
实验设想：探测呈现-比较阶段-反应阶段
学习项目的多少影响反应时
（一） Sternberg的经典研究
实验方法：
被试：大学生
材料：
学习项目：记忆集（1-6个数字）
（数字均是0-9）
探测项目：一个数字

（一） Sternberg的经典研究



实验程序：
学习阶段：给被试视觉呈现一列数字（识记项
目），如5、8、7、3一个个相继呈现，记识项目
的数量1—6.每个数字呈现时间为1.2s，全部数字
呈现完毕.
探测阶段：呈现一个数字（测试项目）并同时开
始计时。要被试判定该测试数字是否是刚才识记
过的，作出“是”、“否”反应，按键后计时也
随之停止。
实验指导语：


这个实验研究短时记忆信息的提取。随着一个较
长的提示音，在屏幕中央会出现一个原形窗口。
随后在这个窗口会连续呈现几个数字，你要注意
记住它们。之后，你会听到一个稍短的提示音，
随之又出现一个数字，你要辨别这个数字是否是
刚才记过的，并按键反应。如果是没有记过的，
按‘（红色键）；如果你觉得是记过的，按（绿
色键）。
请注意要分辨的又快又准。这样一共要做很多次，
请你尽量都能做的对。明白这段话的意思后，请
按回车键开始实验。
实验程序
5
8
3
7
测试
4
0
6
7
举例结束

从测试项目呈现到被试反应之间的时间即为被
试做出反应的时间（RT）。
平行扫描与系列扫描

Sternberg认为，从STM中提取信息来实现再
认，需要将测试项目与当前记忆集中的项目
进行比较，判定是否与之匹配。他提出两种
假设。
（一） Sternberg的经典研究

实验假设：
（1）短时记忆信息提取是系列扫描。
（2）短时记忆信息提取是平行扫描。
假设一
系列扫描（Serial
Scanning)：如果测试项目
与记忆集中诸项目一个个地相继进行比较，那
么被试的RT将随着识记项目增多或记忆集增大
而增加。
假设一
假设二

平行扫描：如果测试项目与记忆集中全部项目
同时进行比较，那么被试的RT不会随识记项目
的数量或记忆集的大小而发生变化。
假设二
Sternberg的实验结果
（一） Sternberg的经典研究

实验结论：
（1）STM的信息提取是逐个进行比较的，
即进行系列扫描。

实验进一步推论：
这种系列扫描是从头至尾的？
还是自动停止的？
系列扫描的方式


从头至尾的系列扫描：对记忆集中的全部项目
按顺序检查一遍，然后才判定测试项目是否与
记忆集中一个项目相匹配。
自动停止的系列扫描：记忆集中检查出所要的
项目后即停止比较。
预测
（1）两种扫描在“否”反应中的RT相同，在“是”
反应中不同；
（2）从头至尾扫描中，两种反应的RT相近，斜率
相同；自我停止扫描中，RT“是” = 1/2RT”否”
两种系列扫描模型
Sternberg的实验结果
结果及解释
结果：RT“是” = RT”否”
 STM的信息提取以从头至尾的系列扫描进行。


解释：符合“认知经济”的原则。
比较过程和反应过程是分开的，且比较过程
非常迅速，反应过程需时较多，为求工作效率，
与其在每次比较之后都要作一次判断，不如在
全部比较之后作一次判定更为省时。
 解释模型（p178)
（二） Sternberg的实验的验证



Sternberg还用一些项目（颜色、单词、随机图
形、无意义音节）结果发现相似的结果。
1969年Chase等进行了有关识记和再认的感觉道
的变化对再认反应时间影响的实验；
一些研究者以不同被试研究了人脸图形、字母、
数字、音节、颜色等材料短时记忆信息提取。
（三）对Sternberg模型的批评

Carballis观点：



实验中识记项目数量太小（≤6个），容易得到被试
RT和识记项目数量的线性关系。
当应用较长的一列识记项目，可出现系列位置效应；
Morin认为，实验中刺激呈现的速度太慢。当识记项
目快速呈现并立即进行测试，出现首因效应和近因效
应。



Townsend从加工能量有限的观点出发，对
实验结果作出完全相反的解释。
他认为，测试项目与记忆集中的项目是同
时进行比较的，出现RT随识记项目的增多
而呈线性增加是由于加工能量分配不同造
成的。
Martindale的批评——神经网络观
Martindale的神经网络观







解释斯腾伯格的实验
短时记忆是认知单元的激活
学习项目呈现的多，结点被激活的少
测试项目是学习项目，收到双重激活，
激活量大就做“是”反应。
学习项目越多，辨别较高水平的激活越难。
反应时与学习项目成正比。
思考题：

sternberg的短时记忆提取实验是相加因素
法的具体的实验之一，运用相加因素法法，
描述短时记忆信息提取的阶段。
STM信息提取的模型





对测试项目的编码，假设用时e(ms)
把已编码的测试项目和记忆集中的项目依次比较，
并确定它们是否一致。假设每次比较用时C(ms)，如
果记忆集中有N个项目，则全部比较完用时CN
（ms）。
基于比较的结果是否一致，做出“有”或“无”的
决定，假设用时d（ms）。
被试的(RT=e+CN+d)，即RT=CN+(e+d).
RT是由斜率为C，截矩为（e+d）所决定的关于N的
线性函数。
相加因素法

sternberg的短时记忆提取实验，确定了4个对提取
过程有独立作用的因素以及4个独立的加工阶段：
e ms
cN ms
RT=CN+(e+d)
d ms
第五节
短时记忆的遗忘
一、消退理论
二、干扰理论
三、消退理论和干扰理论的进一步验证
四、前摄抑制和倒射抑制
一、消退理论
STM的遗忘主要受复述的影响。复述可以
减慢或阻止遗忘的进程。

STM的容量有限，保持时间也较短，如果
不进行复述，则信息在STM中一般能维持1530秒。如果得到复述，则保持时间较长。

STM信息进入LTM的途径——复述
瞬
时
记
忆
长
时
记
忆
短
时
记
忆
复述
记忆的三级加工模型
消退理论的验证性实验






人物：Peterson,1959
实验范式：自由回忆
材料：辅音字母（3个）
程序：字母呈现——分心任务——回忆
操作变量：字母呈现到回忆的间隔时间
因变量：正确回忆率
实验结果
二、干扰理论
3.
遗忘是资料不能提取—干扰的作用
三个假设：
记忆表征会在头脑永久中储存
遗忘是其他表征影响了目标表征
容量有限，多个表征相互作用，扭曲变形。

复述是防止新表征的登录


1.
2.
三、消退理论和干扰理论的进一步验证







Reitman的分心作业实验
分心作业：在噪音中分辨纯音信号，难分辨
特点：防止复述；15s后回忆防止干扰
结果：无遗忘现象
支持：干扰理论
进一步的实验，提纯无复述的被试，有遗忘，
但是遗忘程度大
结论：遗忘主要是干扰，次要是消退。
四、前摄抑制和后射抑制




Peterson的干扰理论实验的质疑
遗忘是前面字母的干扰引起的，还是干扰任务
引起的。
实验结果p186,
结论：遗忘是前面的字母干扰的。
本章总结
第一节
短时记忆的概念
第二节
短时记忆的容量
第三节
短时记忆的信息代码
第四节
短时记忆的信息提取
第五节
短时记忆中的遗忘
谢谢各位！
本章结束