规则转换中“任务选择”对“任务执行”的影响研究*

戴莺霞,郝兴昌(闽南师范大学教育科学学院,福建漳州363000)

规则转换中“任务选择”对“任务执行”的影响研究*

戴莺霞,郝兴昌
(闽南师范大学教育科学学院,福建漳州363000)

摘 要:任务线索-目的转换范式是研究任务规则转换的经典范式,典型的任务线索转换范式包括两种或多种不同的任务,依据线索进行二则一的任务进行加工执行,其中任务线索吸引了许多研究者关注的目光,本研究设置低频(25%)、中频(50%)和高频(75%)三种不同的线索重复频率来研究不同线索重复频率对规则转换的影响,引入任务选择和任务执行的概念,其中任务选择分成两种情况,任务选择与任务执行一致时和任务选择与任务执行不一致时,以此来研究规则转换中任务选择对任务执行的影响。结果发现,在任务执行过程中,奇偶任务的反应时要显著长于大小任务的反应时,随着线索重复频率越高,规则转换切换代价越大;研究二的新发现包括两个,其一是参与者在进行任务选择时具有偏好性,与选择奇偶任务相比,选择大小任务频率增多,反应时减少;其二是任务选择对任务执行的内源性影响,由自下而上控制,当任务选择与任务执行一致时规则转换的转换代价要显著小于任务选择与任务执行不一致时规则转换的转换代价。

关键词:规则转换;任务选择;任务执行

一、引 言

人们在日常学习与生活中要面对多种不同性质的任务,有时需要在不同任务之间进行选择、转换和执行。良好的任务执行能力可以让人们更好的适应和处理生活中发生的各种事情(Allport et al.,1994; Meiran,1996;Rogers& Monsell,1995)。任务转换范式由至少两个不同的任务背景组成,每一个任务都有其自己的规则,在每一个任务进行中,被试根据规则进行切换(Stoet&Snyder,2006)。

任务切换实验范式最早由Jersild在1927年提出(Jersild,1927),后来发展为Rogers和Monsell (1995)提出的交替转换范式(Lorist et al.,2000;Karayanides et al.,2003;Wylie et al.,2003;Tieges et al.,2006)和Sudevan和Taylor提出的线索切换范式(Sudevan& Taylor,1987;Brass et al.,2005;Poulsen et al.,2001;Poulsen et al.,2005;Goffaux et al.,2006)为两种最主要的研究范式。近年来,线索任务切换范式已经成为研究认知执行控制机制的工具(Sohn et al,2000)。任务选择是指在多任务中选择其中一种任务,任务执行是指在任务规则基础上达到问题解决的状态(Strobach et al.,2012)。

国内外并没有研究或者著作专门研究过任务选择对任务执行的影响,但是对于相关概念则有一系列研究,有研究者曾探索了自主任务中转换代价的关系,发现由于选择会导致任务成绩受到干扰(Kiesel et al.,2010),还有人专门探索了多重任务(超过2种任务)与双重任务(两种任务)的区别(Ruthruff,2008)。本实验即要从这方面出发探讨其在规则转换中的影响。实验设计任务选择与任务执行一致,任务选择与任务执行不一致两种情况,引入线索重复频率的概念,“线索重复频率”,“任务选择”“规则转换的转换代价”将一起成为研究的焦点,分析线索重复频率对规则转换的影响是否具有一致性,分析任务选择过程中参与者是否具有偏好性,分析任务选择对任务执行的影响是自上而下控制还是自下而上控制。

二、研究方法

(一)被试

一共有27名非心理学专业的大学生被试参与了本次试验,其中男生15名,女生12名。处理实验结果时因为有四名同学在任务选择时采用了“全或无”的形式,使得结果被剔除,剩余23名被试,其中男生11名,女生12名,平均年龄22.14。右利手,视力或者矫正视力正常,无脑损伤。

(二)实验材料和实验设计

我们设计了一个非常新颖的线索-目标任务规则转换,它由两种不同的任务规则组成。在参与者面前依次呈现线索刺激和目标刺激。线索刺激是矩形方框,它有两种颜色,红色或者绿色。目标刺激由黑色阿拉伯数字组成(1~9,5除外)。每一个刺激呈现都是110号Times New Roman。

实验分为练习和正式实验两个部分,练习部分主要是为了熟悉实验规则,正式实验一共有576个trial,每96个trial休息一次,主要是为了防止被试疲劳。实验过程包括任务选择和任务执行两个部分,首先参与者需要一个二选一的任务中进行选择和执行(图1,上:规则结构:首先进行任务选择,红色矩形框代表奇偶任务,绿色矩形框代表大小任务,接着进行任务执行,红色矩形框代表奇偶任务,对于接下来的目标刺激进行奇偶判断;绿色矩形框代表大小任务,对于接下来的目标刺激进行大小判断。下:任务选择和任务执行示例。)。通过线索刺激的知觉特征来指示规则,如果线索刺激是红色矩形框,则代表对于接下来的数字按照奇偶性判断(奇数按”F”键,偶数按“J”键),如果呈现的线索刺激是绿色矩形框,则代表对于接下来的数字按照大小判断(小于5的数按“F”键,大于5的数按“J”键)。线索特征随着trial进行伪随机变化,例如线索顺序可以为AAABAABBABBB,12个为一组进行伪随机变化,但是由于线索刺激并没有明确告知被试顺序,因此,对于参与者来说,规则的转换或者重复是无法预期的。对于每一个trial来说,相对于前一个规则要么是重复要么是转换(除了每一个block的第一个trial)。

图1:任务选择和任务执行规则结构和示例图

实验结束后,向参与者提出两个问题:(1)你觉得“任务选择”对你完成任务有影响吗? A完全没有;B一点影响;C影响很大。(2)当“任务选择”与“任务执行”不一致时,对你完成任务有影响吗?A完全没有; B一点影响;C影响很大。

(三)实验程序

在每一个trial开始之前,都会在屏幕中央呈现一个红色的注视点“+”500ms,接着呈现一个500ms--800ms的随机空屏。任务选择是同时呈现两种线索,直到参与者做出选择,选择奇偶任务按“F”键,选择大小任务按“J”键,线索刺激呈现1000ms即消失,紧接着是目标刺激,目标刺激会一直呈现直到参与者做出反应。

对于奇偶判断,参与者用左手按“F”键对奇数做出反应,用右手按“J”键对偶数做出反应。对于大小判断,参与者用左手按“F”键对小于5的数做出反应,用右手按“J”键对大于5的数做出反应。

三、研究结果

本实验采用3(线索重复频率:75%,50%,25%)*2(任务:奇偶任务,大小任务)*一致性(任务选择与任务执行一致,任务选择与任务执行不一致)重复测量方差分析,数据在SPSS17.0中进行统计分析。

关于任务选择的偏好统计见表1:

表1　任务选择偏好

从表1可以看出,参与者更倾向于选择大小任务而不是奇偶任务,相比于奇偶任务,选择大小任务所需时间更少,选择频率更多。

关于实验结果(反应时和准确率)的描述统计呈现见表2:

表2　反应时和准确率的描述统计

关于反应时(RT)和准确率(ACC)的重复测量方差分析统计如下表3和表4。从表3可以看出,频率,任务,一致性主效应均显著,随着线索频率重复次数增加,需要的反应时也增加,奇偶任务相对于大小任务需要更多的时间,任务选择与任务执行一致时所需要的时间少于任务选择与任务执行不一致时的反应时。从表4可以看出,频率边缘显著,频率与一致性交互作用显著。

表3　反应时重复测量方差分析统计表

表4　准确率重复测量方差分析统计表

关于问题回答的统计见表5:

表5　问题回答统计表

从表5可以看出,参与者均不认为任务选择对任务执行“影响很大”,当“任务选择”与“任务执行”不一致时也不认为“影响很大”,实际统计结果则显示任务选择对任务执行的完成有很大影响,当任务选择与任务执行不一致时的统计结果和任务选择与任务执行一致时的统计结果差异显著。

四、讨 论

首先是任务选择的偏好性,由统计结果可以看出参与者在大小任务和奇偶任务之间的选择有一定的偏好性,即使在实验指导语中主试强调被试在任务选择过程中尽量平衡,但是选择大小任务的频率仍然要显著多于奇偶任务的选择频率,这可能与人们的日常经验有关。本实验选取的被试均为中国籍大学生,从年龄很小的时候就开始接受“大”和“小”的概念,区分“大”和“小”的区别,但是对于“奇偶”则只在专门的数学课堂上出现,因此在任务选择的上更加偏好于选择生活中接触多的,熟悉的概念。还有可能与数字本身效应也有联系,1990年,Dehaene提出SVARC效应,即空间数字编码联合反应,这种效应认为左手对于小数的数字反应敏感,右手对于大数的反应敏感(Dehaene,1990)。因此左手和右手都更擅长做出大小反应。

其次是线索重复对规则转换的影响,随着线索重复频率越高,规则转换的转换代价越大,并且根据统计结果来看主效应显著。主要可能有三种,第一种认为是认知资源有限性,参与者在任务执行过程中认知资源有限,每一次任务执行都需要耗费一定的认知资源,在认知资源更多的情况下,更容易发生从一个任务到另一个任务的转换。在低频线索重复中,转换发生在第二位置,在高频线索重复中,转换发生在第四位置,因而高频线索重复中认知资源较少,进行规则转换需要更长的反应时间。完成每一个任务都需要消耗一定的认知资源;第二种认为是与执行功能习惯性有关,参与者在任务执行过程中由于对同一任务的重复执行而产生习惯化,即优势反应,相比于低频线索重复,参与者在高频线索重复中对同一任务多次执行更容易产生优势反应,因而转换到另一任务中时转换代价延长;第三种认为是“返回抑制的影响”。认知控制加工过程中在执行任务时总是注意当前任务,抑制前一任务,当线索重复频率为低频(25%)时,从一个任务转换到另一个任务时只需抑制前面一个任务,但是当线索重复频率为高频(75%)时,从一个任务转换到另一个任务时需要抑制前面三个任务,因次随着线索重复频率的增加,规则转换的转换代价增加。

最后是任务选择与任务执行一致性与否对规则转换的影响,从统计结果可以看出,与任务选择和任务执行一致相比,任务选择与任务执行不一致时规则转换的转换代价越大。有趣的是,所有的参与者在最后回答问题时,都否认了“任务选择对完成任务影响很大”以及“当任务选择与任务执行不一致时,对完成任务影响很大”。其中可能是因为认知控制加工的影响。前文中提到,认知控制加工可以分为自下而上控制加工和自上而下控制加工。任务选择对任务执行的影响在任务执行过程中参与者并没有感受到,可能是因为这种加工效应为自下而上的内源性反应。

五、结 论

在任务选择对任务执行的影响中,我们可以发现参与者对任务本身的选择具有一定的偏好性,这可能与日常生活的经验有关,而且随着线索重复频率越高,规则转换的转换代价越大,任务选择对任务执行的影响存在参与者却几乎感觉不到,可认为是一种内源性影响,受自下而上加工控制。

参考文献:

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On the Impact of“Task Selection”to“Task Execution”in Rule Shifting

DAI Ying-xia,HAO Xing-chang
(School of Educational Science,Minnan Normal University,Zhangzhou 363000,China,)

Abstract:Cue task Cue task-switching paradigm was a typical paradigm to study rule shifting.In a typical task switching study,two or more tasks,which will each have their own rules,are assigned to the subjects,who have to alternate flexibly between the tasks,in which the cues was attracted many researchers’attention.In this study,we set three different situations infrequency(25%),intermediate frequency(50%)and frequency(75%),introducing task selection and execution two concepts including two cases,one the task selection with the execution being consistent but other inconsistent,in order to study the impact of the rules on the conversion task selection task execution task selection and task execution.The result show that,[1]during the process of the task execution,the reaction time of parity task was longer than the magnitude task,and the cue repetition frequency was higher,the task rule shifting switching cost was larger;[2]to task selection,the subject had preferences,compared with the reaction time of parity task and the frequency of parity task,the reaction time of magnitude task was longer and the frequency of magnitude task was higher;[3]the other one was that the effect of task selection on the task execution was endogenous effect,and was bottom-up controlled.Compared with the case of task selection was consistent and the task execution,the rule shifting switching cost of the case of task selection was inconsistent and the task execution was larger.

Key words:rule shifting;task selection;task execution

通讯作者:郝兴昌,教授,博士,研究方向为内隐认知与内隐记忆。

作者简介:戴莺霞,硕士研究生,从事认知神经方向研究。

*收稿日期:2015- 01- 20

中图分类号:B841

文献标识码:A

文章编号:1009- 1734(2015)06- 0077- 06