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《吉林大学》 2019年
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符号数量系统与近似数量系统之间的双向映射机制

尹月阳  
【摘要】:虽然符号数量系统(Symbolic Number System,SNS)与近似数量系统(Approximate Number System,ANS)在发展轨迹、符号形式、表征方式等方面都存在差异,但是多方面的证据表明:二者存在功能性的联结。而这种功能性联结最直观的体现是,二者之间的双向映射过程(ANS→SNS、SNS→ANS)。关于两种映射过程是否对称,以往研究还存在争议。其中,双向映射假设认为,两种映射过程在本质上是一致的,都需要进行对数表征与线性表征的转换,二者的差异仅体现在方向上(see Crollen,Castronovo,Seron,2011;CrollenSerson,2012)。而Odic,Le Corre和Halberda(2015)认为:两种映射过程在加工过程上存在差异,即二者是非对称的。在ANS到SNS的映射过程中,关键是取样和筛选过程。而在SNS到ANS的映射过程中,个体需要将当前对数曲线的激活与标准激活进行对比,该过程类似于ANS的表征过程。产生上述分歧,我们认为有两方面的原因。一方面,以往研究忽视了数量的产生过程,默认映射过程与ANS表征过程类似,都以累加的方式产生数量。然而,数量加工领域的抽象模块理论认为,数量表征与数量产生是相对独立的过程。脑损伤患者的相关研究也验证了这种观点,因而需要重新考察双向映射的数量产生方式。另一方面,两种映射过程之间可能既有共性也有差异。从不同的发展轨迹和对个体的不同意义出发,我们提出ANS→SNS是数量抽象化的过程,而SNS→ANS是符号数量获取意义的过程。根据两种映射过程对个体的不同意义,以及现有的研究结论(ANS→SNS比SNS→ANS的映射过程更加准确),我们认为二者的差异主要体现在两种数量系统的联结强度上。而对于二者的共性,由于双向映射假设与Odic等均认为ANS的比较能力与映射能力的有关。同时,二者都与数学加工有关,且ANS的比较能力与数学加工之间的关系受到映射能力的调节作用(Wong,Hob,Tang,2017)。这暗示着ANS的比较能力可能是两种映射过程的共同机制。再者,根据感觉交互系统理论,感觉线索对数量评估具有重要的作用(Gebuis,Cohen,Gevers,2016)。与之相似,本研究也发现,无论外显映射还是内隐映射,感觉线索对两种映射过程都有影响。据此,我们认为ANS的敏锐度(ANS比较能力的指标)和对感觉线索的利用可能是二者的共同机制。本文通过三个研究考察两种映射过程的内在机制。其中,预实验采用了一种新的实验范式,考察SNS→ANS数量产生的方式,并验证该实验范式的有效性。研究一通过3个实验(ANS→SNS、SNS→ANS、ANS→ANS),在避免数量产生方式的影响下,考察外显条件下两种映射过程的特点。研究二包括4个实验,主要考察在不同的内隐条件下,两种映射过程在联结强度上的差异。研究三包括两个实验,分别考察ANS敏锐度与对感觉线索的利用是否是两种映射过程的共同机制。本研究从映射过程的本质出发,对于理解两种映射的形成过程、发展轨迹以及加工特点具有重要的帮助。对未来关于映射过程的研究也有重要的指引作用,可以解决各种理论关于两种映射过程是否对称的冲突。预实验分为两种实验条件:允许数数条件与限制数数条件。实验中要求被试根据阿拉伯数字,在包含若干圆点的点阵图片中框出对应数量的圆点。其中,在允许数数条件下,要求被试准确地框出对应数量的圆点。而在限制数数条件下,要求被试根据直觉,在8秒内完成任务。需要指出的是,本实验没有控制数量产生的方式。预实验发现:1、在SNS→ANS的映射过程中,数量以平行的方式产生,主要表现为:在限制数数的条件下,随着客观数量的增大,被试的反应时间保持不变。2、新的范式能够有效地控制被试的数数行为,且能够有效地测量映射过程的基本特点,主要表现为:个体的反映模式遵循韦伯定律,且主观评估数量是客观数量的幂函数。以上结果说明,该范式能够有效地测量SNS→ANS的映射特点。研究一包括3个实验。其中,数量知觉实验(ANS→SNS),要求被试根据点阵图片中圆点的数量,用键盘输入相应数量的阿拉伯数字。数量产生实验(SNS→ANS)的任务与预实验相同。非符号数量复制实验(ANS→ANS)要求被试根据点阵图片中圆点的数量,在包含若干圆点的点阵图片中框出对应数量的圆点。该实验的目的是验证转码的作用。研究一发现:1、两种映射过程都符合数量评估的基本特点,且数量都以平行的方式产生。2、两种映射过程在反应时和正确率上都存在显著的差异,主要表现为:ANS→SNS比SNS→ANS的映射过程更加迅速且更加准确。3、两种映射过程也存在共同之处,主要表现为:二者存在显著的负相关关系,即个体在ANS→SNS的映射过程中越高估,则其在SNS→ANS的映射过程中越低估。4、感觉线索对两种映射过程都有显著的影响。研究二包括4个实验。4个实验均采用序列启动范式,实验中先后呈现点阵图片和阿拉伯数字。其中,实验4a、4b的任务是要求被试将探测刺激与40进行比较。而实验5a、5b的任务是要求被试对探测刺激的颜色进行反应。为了考察感觉线索对映射过程的影响,实验4a和4b、5a和5b分别使用两种实验材料(松散型、紧凑型)。该研究把启动效应的大小作为联结强度的指标。启动效应越大说明两种数量系统的联结越强。研究二发现:当对探测刺激的数值反应时,启动效应受距离效应与个体差异的影响。而当对探测刺激的颜色进行反应时,ANS→SNS出现了启动效应,而SNS→ANS没有出现启动效应。也就是说,相比于SNS→ANS,在ANS→SNS的映射过程中ANS与SNS之间有更强的联结。研究三包括2个实验。两个实验均要求被试进行点阵比较任务、ANS→SNS映射任务和SNS→ANS映射任务。在点阵比较任务中,要求被试判断先后呈现的两张点阵图片,哪张包含更多的圆点。两种映射任务与研究一相同,分别测量个体在两种映射上的能力。实验6使用点阵比较范式用来测量被试ANS的敏锐度。而实验7使用点阵比较任务用来测量被试利用感觉线索的能力。两个实验的材料有所不同。研究三发现:1、ANS的敏锐度与SNS→ANS具有显著的正相关关系,而与ANS→SNS没有显著的相关关系。2、总覆盖面积的一致效应与SNS→ANS的估值之间具有显著的正相关关系,与ANS→SNS的SD之间具有显著的负相关关系。以上结果说明,对总覆盖面积的利用是两种映射过程的共同机制。综上所述,本研究在排除了数量产生方式的影响后,发现两种映射过程既有共性也有差异。二者的共性主要表现在对感觉线索的利用上,而差异主要表现在两种数量系统的联结强度上。综合本研究和以往研究的结果,我们认为:ANS→SNS是数量抽象化的过程,其基础是两种数量系统的功能性联结,而SNS→ANS是非符号数量数值信息的提取过程,其基础是对感觉线索的利用。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:O1-0

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