大学生心理旋转能力的文化差异性实验研究

周鹏生，貟娟芬

（西北民族大学现代教育技术学院，甘肃兰州730030）

心理旋转能力是一种想象自我或客体旋转的空间表征转换能力,是一种评定空间智能的重要标尺[1]。 自1971年以来,Shepard和Metzler倡导的心理旋转研究在各个领域得到发展,但就目前的研究来看,大部分是探讨心理旋转的影响因素,包括探讨心理旋转能力的个体差异性的研究,主要表现在性别、年龄、智力等方面。此外,研究者还注意到了心理旋转能力的文化差异。如国内有学者对汉族、基诺族以及布朗族的儿童心理旋转能力进行了比较研究,结果发现汉族、基诺族和布朗族儿童的心理旋转能力之间存在明显的差异[2]。有人通过对中国大学生和使用拉丁语系外留学生进行了视觉识别敏度的测试,结果表明中外大学生的心理旋转能力没有明显差异[3]。还有人以蒙古族和汉族大学生为被试,考察了情绪、民族、刺激类型对心理旋转的影响,结果发现不同民族大学生对本民族文字的心理旋转时间显著短于其他民族文字[4]。

在已有研究的基础上,本研究拟改变传统实验材料,将二维和三维材料结合起来,探讨不同的民族文化对于心理旋转能力的影响。

1 方法

1.1 被试

选取某民族院校大学生60名为研究对象,其中藏族、维族和汉族在校大学生各20人,男女各占50%。

1.2 实验设计

本实验采用2(实验材料:二维和三维)×3(民族:汉族、维族、藏族)的被试间设计,其中实验材料和民族为自变量。二维材料是类似于三角形的平面图形,所用的三维材料是经典心理旋转的三维实验材料,这两种材料都是日常生活中不常见的,避免了实验受被试生活经验的影响。实验中每幅图片要呈现其正像和镜像,并且不同的图片都经过了不同程度的旋转。本次实验是反应时实验,其因变量是被试在不同实验处理中的按键反应时,单位以ms计时。用E-prime程序测定被试的反应时和正确率,记录被试完成实验的反应时,并将所有被试的反应时进行汇总分析,进而得出结论。

1.3 实验程序

打开E-prime程序,呈现指导语“您好!这个实验研究表象的心理旋转,需要您的配合。请注意,在屏幕中央会呈现一幅一幅的图片,每一幅图都是经过不同倾斜角度的处理,有正像也有镜像。您只需辨别出它是正像还是镜像。如果是正像,请按数字键4;反之则按数字键6。这样一共要做很多次,要求又快又准。”然后给被试分别呈现二维和三维图片的正像。确认被试记住材料的正像、镜像后,给被试呈现旋转了不同角度 (0°，45°，90°，135°，180°)的二维图片的正像或镜像,每种角度的图片各呈现两次,共20张,让被试判断该图片是正像还是镜像,并记录其反应时和正确率;二维实验结束后让被试休息5 min,再按上述程序呈现旋转了不同角度的三维图片的正像或镜像,让被试判断该图片是正像还是镜像,并记录其反应时和正确率。

1.4 结果整理

采用SPSS13．0统计软件对结果进行处理。

2 结果

2.1 不同民族大学生心理旋转的结果比较

由于不同民族的人受不同的文化影响,因此心理旋转的结果存在一定差别,具体结果，见表1。

从表1可见,在二维材料的心理旋转中,汉族、藏族、维族大学生的平均反应时分别约为1．9s、2．4s和2．9s,而在三维材料的心理旋转中,各民族大学生的平均时间均有所延长,平均正确率有所下降。不论是二维还是三维材料的旋转,不同民族的被试反应都不尽相同。从平均正确率来看,整体上是汉族被试的最高,维族被试次之,而藏族被试的最低。

表1 藏族、维族、汉族大学生心理旋转结果比较

LSD两两比较的结果表明,心理旋转反应时在汉族、藏族和维族被试两两之间都存在显著的差异(主要在 0．05 水平上显著)。

2.2 不同旋转角度下各民族被试的正像和镜像的反应时

对不同旋转角度下各民族被试正像和镜像反应时作图表示,见图1。

图1 不同旋转角度下各民族被试的正像(左图)和镜像(右)的反应时比较

从图1中可以发现,在正像图片的旋转中,汉族和藏族被试在90℃时所需反应时最长,而维族被试在180℃时反应时最长,并且远远高于其他角度。在对镜像图片的旋转中,藏族被试在旋转角度为135℃时反应时最长,45℃时次之:维族被试在旋转角度为135℃时最长,180时次之;汉族被试略有不同,在旋转角度为45℃时反应时最长,135℃时次之。

2.3 不同因素对心理旋转能力的影响

对民族和实验材料进行方差分析结果，见表2。

表2 民族和材料对心理旋转的交互作用

从表3可以发现,民族和材料对心理旋转的反应时都有较显著的影响,其中民族因素的影响要大于实验材料维度的影响,而民族和维度的交互效应却并不显著(p=0．172＞0．05)。

2.4 不同性别大学生心理旋转结果比较

对不同性别大学生心理旋转进行比较结果，见表3。

表3 不同性别大学生心理旋转的结果分析

从表3可知,各民族男性被试的反应时均小于同民族的女性被试。经独立样本t检验发现,同一民族不同性别之间存在显著差异(p<0.01),这与前人研究的结果基本一致[5].

3 讨论

3.1 不同民族大学生心理旋转能力差异原因

以往的研究对心理旋转能力的研究多集中在机制和操作策略等方面,而对于心理旋转能力是否会受到民族文化背景影响的研究并不多。本研究发现,总体来说,二维材料的心理旋转要比三维材料容易一些。按照参考框架假说[6],个体在完成心理旋转任务时,在头脑中旋转的可能并不是当前刺激的表象,而是他们头脑中已有的主观参考框架。相对于三维图像,大学生对二维图像可能不需旋转到直立,而是将已有参考框架旋转到当前刺激的位置,因而显得相对容易。不同民族的被试在心理旋转上存在显著差异,仅就反应时来说,维族被试反应时最长,而汉族被试反应时最短。产生这种结果的原因可能是由于不同民族的社会文化、生活环境及人生经验等不同造成的。文化的差异性包含认知结构的民族性,各民族独特的生活方式造就了其认知结构的不同,形成了独特的认知方式,同时也表现在表象的心理旋转方面,因而形成了这种差异。

当然也不能排除被试的语言理解能力的影响,本实验的指导语是汉语,主试和被试间的交流都是用汉语进行,这可能使得藏族和维族的某些被试在理解上存在一定的困难,不能充分地理解实验,进而导致了差异的存在。

3.2 性别对不同民族大学生心理旋转能力的影响

不同民族的被试中,男女被试的反应时存在显著差异性,表现为男性反应时比女性快。存在这种差异的原因可能是社会文化背景对于男性和女性赋予不同的社会角色职能,给他们提供了不同的社会活动空间,使男性的空间认知能力要强于女性,同时因为心理旋转能力的可塑性,使得男女生在心理旋转能力上存在差异性。这和大部分学者的行为研究结果是一致的[5]。认知神经心理学家也为心理旋转的两性差异提供了神经科学上的支持[7][8]。他们的研究表明,两性在心理旋转过程中的右脑半球皮层活动存在显著性差异,主要在于右脑半球心理旋转能力功能定位化程度上的不同。

4 结论

在本实验条件下,可以得出如下结论:(1)从总体来看,不同民族大学生的心理旋转能力存在显著的差异性;(2)不同维度实验图像的旋转反应时存在差异性,但并不显著;(3)大学生心理旋转能力存在着显著的性别差异。

[1]王鹏,游旭群,刘永芳，等.心理旋转研究的新进展[J].心理科学,2005,28(5):1164-1166.

[2]林忠贤,张增慧,丁锦红,等.汉族,基诺族及布朗族7～9岁儿童心理旋转能力的比较研究[J].心理学探新,2002(2):23-26.

[3]常伦荣,王祥君,艾木拉古丽·阿不拉.黄种人与白种人学生视觉识别敏度差异的比较[J].华中师范大学学报:自然科学版,2006，40(4):563-566.

[4]高强.情绪对大学生心理旋转的影响研究[D].呼和浩特:内蒙古师范大学,2010.

[5]于庆宝,鹿麒麟,唐一源.心理旋转中的性别差异[J].心理科学进展,2008,16(5):687-691.

[6]王鹏,黄艳华．心理旋转研究概述[J].宁波大学学报:教育科学版,2006，28(5):20-22.

[7]Peters M.Sex differences and the factor of time in solving Vandenberg and Kuse mental rotation problems[J].Brain and Cognition,2005,57(2):176-84.

[8]Kaufman S B.Sex differences in mental rotation and spatial visualization ability:Can they be accounted for by differences in working memory capacity[J]Intelligence,2007,35(3):211-223．