我们提出了一种研究空间语言产出、空间记忆与物体知识之间关系的实验方案。该方法能够对物体知识、指导性语言以及物理位置等条件进行实验性操控和控制,从而分离出描述这些变量之间相互作用的认知与语言模型。
我们提出了一种研究空间语言产出、空间记忆与物体知识之间关系的实验方案。该方法能够对物体知识、指导性语言以及物理位置等条件进行实验性操控和控制,从而分离出描述这些变量之间相互作用的认知与语言模型。
记忆游戏范式是一种行为学方法,用于探究语言、空间记忆与物体知识之间的关系。通过该范式的两种不同版本,在实验操控的不同条件下,分别测试空间语言的使用以及对物体位置的记忆。这有助于我们区分并厘清关于物体知识如何影响空间语言的各种理论模型例如,空间指示词)和空间记忆,以及更广泛地理解影响指示词选择和空间记忆的因素。该方法开发的关键在于需要收集语言使用方面的数据(例如空间指示词: "这个/那个")以及在严格控制条件下具有一定程度生态效度的空间记忆数据。记忆游戏的语言版本(第3.1节)用于测试不同条件对语言使用的影响。参与者需通过口头方式指代放置在不同位置的物体例如,使用空间指示词: "这个/那个 红色圆圈")。可以实验性地操控不同参数:参与者与物体的距离、同种个体的位置,以及例如参与者在指代物体时是否拥有、认识或看到该物体。在记忆游戏的记忆版本(第3.2节)中,也可操控相同的参数。该版本用于测试不同条件对物体-位置记忆的影响。在放置物体后,参与者有10秒时间记忆物体的位置。当物体和位置线索被移除后,参与者通过口头指导实验者移动一根棍子,以指示物体原先所在的位置。记忆位置与实际位置之间的差异反映了记忆误差的方向和强度,从而可比较各个参数对记忆的影响。
语言与非语言表征之间的关系是认知科学中的一个基本课题1,2,3,4在探讨这一关系时,我们聚焦于空间认知。记忆游戏程序使我们能够实验性地控制不同参数对空间语言、空间记忆与物体知识之间关系的影响,同时保持一定程度的生态效度。以往用于诱发空间指示词或理解空间指示词的方法,涵盖从生态效度高但实验控制性低的方法例如,Enfield 的观测工作5,或马克斯·普朗克研究所野外指南中开发的诱导方法6)与那些实验控制度高但生态效度低的研究(例如采用图片与指示词一致性判断的被试内设计)7,8)。记忆游戏法的开发并非为了取代这些方法,而是作为一种补充性方法,能够在单一范式中保留上述各种方法的优势。
该方法开发的关键在于,希望在保持高实验效度的同时,确保参与者在(真实的)三维空间中自然地使用语言,且并未意识到其语言正在被测试。此处有几个重要问题需要注意。首先,视觉与动作中与个体周围近体空间(near space)和远体空间(far space)相关的脑系统已有较为清晰的图谱,其涉及身体可触及空间与不可触及空间之间的(梯度性)区分9,10,11。在以往关于距离对指示词影响的语言学研究中,这种距离区分的感知基础往往未得到充分考虑。过去一些研究通过照片操纵距离,但整个屏幕图像均位于近体空间内,从基本脑系统区分的角度来看,这种方法对距离影响指示词的检验可能并不合理。其次,若直接要求参与者产出指示词,并告知研究人员关注其所使用的指示词,则可能引入偏差,参与者会自行构建关于指示词使用的理论,从而无法自然地产生语言。因此,本研究的记忆游戏采用掩蔽情境,以在参与者未意识到所选指示词为研究重点的情况下引出其语言反应。事实上,在实验后的汇报中我们发现,参与者普遍表示并未察觉研究的真实目的。此外,当研究目的被揭示后,参与者常会描述其使用指示词的方式,而这些描述往往与其在任务中的实际行为并不一致。
记忆游戏有两种基本版本,分别用于探究语言使用(以下简称“语言版本”)和物体位置记忆(以下简称“记忆版本”),在这些版本中我们可以操控不同的参数(见第3.3节)。在探讨认知对感知的自上而下效应的研究发现的背景下12,记忆游戏旨在避免Firestone和Scholl所指出的研究陷阱,例如过于具有证实倾向的研究设计(通过测试不同模型,允许证伪)以及需求效应和反应偏差(通过使用掩蔽故事确保参与者不了解研究目的)。(参见附件中记忆游戏两个版本的指导语转录文本。)
在记忆游戏的语言版本(第3.1节)中,用于测试空间语言产出,我们以记忆任务作为掩蔽情境,从而在参与者未意识到其指示词使用正被测量的情况下引出指示词的使用。参与者被告知,他们正在参与一项研究语言对物体位置记忆影响的实验(该实验对外宣称是一项记忆实验)。参与者坐在一张长桌旁,桌面前方不同距离处标有若干用颜色编码的位置。在每次试验开始时,由实验者或参与者(施事者可作为实验中受控的潜在参数)将一个物体(例如,蓝色心形、黑色十字)放置于其中一个位置上。在不同试验之间,物体与参与者的距离会发生变化,同时其他可能感兴趣的参数也会变化,例如所属权(参与者是否拥有该物体)、可见性、熟悉度、施事者(谁放置了物体)以及同种个体的位置。物体放置完毕后,参与者需指向该物体(但不得触碰),并说出其名称。参与者被要求使用三个词:指示词、颜色、物体名称(例如,英语版本为:“这个/那个红色圆形”)。

图1. 说话者(参与者)与听者(实验者)的桌面试验布局及位置示意图。改编自 Coventry 等人。1 请点击此处以查看此图的放大版本。

图2参与者朗读指令卡片,然后记忆物体的位置,最后指导实验者移动指示棒,并将其与物体边缘原先所在的位置对齐14. 请点击此处以查看此图的放大版本。
在记忆游戏的第二版(第3.2节)中,我们测试物体位置的记忆。在物体放置完成后,参与者需观察物体及其位置10秒钟。10秒结束后,移除物体和位置标记,参与者需口头指导一根指示棒的移动(见图3,指示棒被置于不同距离处,可能比实际位置更近或更远),使其最终位置与参与者记忆中物体近端边缘的精确位置一致。操作指示棒的实验者站在帘子后方,以避免产生“聪明的汉斯效应”(即防止参与者从实验者的面部表情或肢体语言中获取准确性线索)。回忆位置与实际物体位置之间的差异,反映了各实验条件下影响的方向和强度(见图4)。
在采用这些方法的多组实验中,我们发现空间语言与空间记忆之间存在密切关系例如,参见 表1]. 距离与物体知识的多个参数(例如,所有权、可见性、熟悉度)已被发现会影响指示词的使用(这个/那个13例如,如果某个物体超出可触及范围,人们更倾向于说 那 与……相比 这1,13;如果所放置的物品属于参与者本人,则更可能使用 这 与物体属于他人时相比。此外,记忆任务版本的结果与语言产出版本的结果相一致。在参与者更倾向于使用某一物体进行指称的情境中 那 与……相比 这, 参与者在记忆版本中错误地回忆物体距离更远13这种效应还延伸至指导语言对空间记忆的影响:若物体放置时伴随有词语 那 而不是 这 (例如,如果参与者读出物体放置的指令:“放置 那 参与者在记忆版本中错误地回忆该物体位于更远的位置14。更具体地说,物体知识对空间语言和记忆的影响(例如,放置得更远的物体使用指示词进行描述 那 而不是 此 与空间语言对空间记忆的影响相似(物体摆放位置与 那 被错误地记忆为比实际放置位置更远 这这表明空间认知与语言之间存在密切关系。
理论上,这些方法已被用于区分若干可能模型,这些模型对空间语言如何影响空间记忆作出了不同的预测。例如,预期模型13认为,空间记忆是预期位置与实际位置的结合。举例而言,如果某个物体属于自己,则会预期该物体比属于他人的物体更近(因为通常靠近自己的物体多为自己所有)。预期模型基于先前的研究结果1,13,且后续研究中的实验证据普遍支持该模型而非其他模型14。
本文所述所有方法均已获得东英吉利大学心理学系伦理委员会的批准。
1. 准备
2. 实验步骤
注意:视频中展示的实验装置细节与文稿中的描述略有不同。例如,位置——指示棒看起来有些偏离中心(尤其是翻转后),实验者相对于 受试者的位置,以及光照条件(导致产生阴影)均出于摄像需要进行了调整。在实际测试过程中应避免这些调整,以防引入干扰性的视觉线索。在重复实验时,请以论文中的细节为准。
3. 变体
4. 使用多水平模型(MLM)进行分析
更新:请在 doi: https://osf.io/wnj2v/ 查阅本出版物中替代第4节的更新分析的更多信息
截至目前的10项实验结果呈现出一致的模式。指示性使用的表达受到多种参数的影响——距离、施事者、所属关系、熟悉度、可见性以及同种个体的位置——无论这些参数是否在语言中被明确编码1,13,14 (见表1)。
结果1表明,空间指示词与周围空间和外周空间区域相关15。这些离散的空间区域具有可塑性,可通过使用工具和负重进行扩展或收缩1,16。
考文垂 等13 实验表明,指示性使用与物体位置记忆相关,即当参与者倾向于偏好 那 结束 这 在特定条件下(语言版本),参与者在相似条件下记忆更远距离的物体(记忆版本)(见表2)。这些语言效应与距离效应(物体放置得越远,记忆误差越大)以及参与者对距离的普遍高估并存。Gudde 的研究结果 等14 表明与之放置的物体 那 在说明中被误记为比放置的物体更远 这 (所有格的使用也发现了相同的模式—— 我的/你的红圈等。
结果支持期望模型13 该理论认为,物体位置的记忆是物体实际位置与预期位置的结合。物体位置的预期可由物体的一般性知识引发。例如,关于所有权)或用于指代该对象的语言(例如,空间指示词)。预期模型与预测编码理论相一致17,18. 其他模型的预测结果已通过数据进行了验证(例如,一致性模型,注意衰减模型),但这些各自模型的预测与数据不符(参见 Gudde 等14 用于讨论。
第二个推论更具语言学性质。Coventry et al.13 检验了某些语言中明确编码但英语中没有的参数。研究发现,这些参数仍会影响英语使用者对指示词的使用以及对物体位置的记忆。这一事实可能表明,指示系统依赖于一组普遍存在的参数,而这些参数可能存在于语言之外(因为空间记忆也受到同一组参数的影响)。然而,迄今为止,记忆任务仅在少数几种语言中得到检验。在对更多语言进行测试之前,断言其普遍性为时尚早。因此,需要在更广泛的语言范围内开展进一步的实验研究。

图3. 指示棒13。

图 4。从左到右的实验流程:首先,参与者观察位置杆上的各个位置点。经过10秒的记忆编码后,移除位置标记,向参与者呈现一根指示杆。当参与者口头指导指示杆的放置位置时,实验人员使用卷尺记录其实际回忆的位置,该过程对参与者不可见。请点击此处查看该图的放大版本。

图 5。6 个物体的示例。请点击此处查看本图的放大版本。
| 实验 | 条件 | 区域 1 | 区域 2 | 区域 3 | ||||
| (25 - 75 cm) | (100 - 150 cm) | 175 - 225 cm) | ||||||
| 均值 | 标准误 | 均值 | 标准误 | 均值 | 标准误 | |||
| 所有权 | 参与者放置 | 参与者的硬币 | 68.00 | 6.52 | 48.00 | 6.69 | 18.67 | 5.80 |
| 实验者的硬币 | 62.67 | 8.01 | 28.00 | 6.85 | 13.33 | 5.77 | ||
| 实验者放置 | 参与者的硬币 | 64.00 | 7.68 | 29.33 | 6.75 | 17.33 | 5.81 | |
| 实验者的硬币 | 56.00 | 7.87 | 24.00 | 5.62 | 9.33 | 4.52 | ||
| 可见性 | 金属(遮挡) | 41.18 | 7.84 | 15.69 | 7.07 | 3.92 | 2.68 | |
| 玻璃(可见但不可触) | 50.98 | 8.14 | 27.45 | 9.58 | 5.88 | 4.27 | ||
| 无覆盖(可见且可触) | 60.78 | 7.69 | 21.57 | 6.35 | 9.80 | 4.75 | ||
| 熟悉度 | 熟悉形状 | 50.76 | 6.53 | 39.39 | 6.06 | 31.82 | 5.90 | |
| 不熟悉形状 | 33.33 | 6.39 | 28.03 | 5.94 | 33.33 | 6.30 |
表1. 三个地区不同条件下“此”反应的百分比(Coventry et al.13)
| 实验 | 条件 | 25 cm | 37.5 cm | 50 cm | 62.5 cm | 75 cm | 87.5 cm | 100 cm | 112.5 cm | 125 cm | ||
| 平均值 | 平均值 | 平均值 | 平均值 | 平均值 | 平均值 | 平均值 | 平均值 | 平均值 | ||||
| (SEM) | (SEM) | (SEM) | (SEM) | (SEM) | (SEM) | (SEM) | (SEM) | (SEM) | ||||
| 所有权 | 参与者硬币 | 0.42 | 0.36 | 0.76 | 0.69 | 1.68 | 1.50 | 1.89 | 2.48 | 3.38 | ||
| (0.54) | (0.45) | (0.58) | (0.6) | (0.49) | (0.7) | (0.69) | (0.72) | (1.15) | ||||
| 实验者硬币 | 0.35 | 0.94 | 2.83 | 2.60 | 3.03 | 3.91 | 6.74 | 5.11 | 6.14 | |||
| (0.67) | (0.48) | (0.93) | (0.88) | (0.86) | (0.97) | (2.43) | (0.95) | (1.24) | ||||
| 可见性 | 金属(遮挡) | 2.91 | 1.96 | 2.79 | 3.55 | 2.17 | 3.50 | 3.38 | 5.28 | 6.39 | ||
| (2.09) | (0.55) | (0.7) | (1.02) | (1.07) | (0.71) | (0.76) | (1.02) | (1.08) | ||||
| 玻璃(可见但不可触) | 1.37 | 1.67 | 1.03 | 0.95 | 0.43 | 1.85 | 1.97 | 0.61 | 3.45 | |||
| (0.42) | (0.82) | (1.13) | (1.07) | (0.99) | (0.76) | (0.99) | (1.17) | (1) | ||||
| 无覆盖(可见且可触) | -0.09 | -0.65 | 0.52 | -0.08 | 1.40 | 1.78 | 2.08 | 1.35 | 3.24 | |||
| (0.29) | (1.02) | (0.57) | (0.73) | (0.93) | (0.52) | (0.97) | (0.91) | (0.92) | ||||
| 熟悉度 | 熟悉形状 | 0.26 | -0.24 | -0.12 | 0.03 | 0.03 | 0.97 | 1.62 | 0.95 | 2.22 | ||
| (0.47) | (0.48) | (0.56) | (0.8) | (0.59) | (1.09) | (1.1) | (1.26) | (0.94) | ||||
| 不熟悉形状 | 2.04 | 2.42 | 2.70 | 3.26 | 5.09 | 4.88 | 4.48 | 4.59 | 5.49 | |||
| (0.44) | (0.76) | (0.69) | (0.83) | (1) | (0.87) | (0.78) | (0.67) | (0.85) | ||||
表2. 各条件下按距离划分的绝对记忆误差(cm)(Coventry et al.13)
记忆游戏已被证明是一种有效的方法,可用于探究语言、空间认知与物体知识之间的关系。所描述的实验程序可用于测试多种不同参数。在第3.3节中,我们概述了迄今为止已测试的参数——这并非涵盖所有可能参数的详尽列表。本出版物旨在为研究语言、空间认知与物体知识之间关系提供一个测试框架,但并不限制概念性重复实验的开展。若重复实验的目标有需要,程序中的任何步骤均可进行调整。
该方法可轻松调整以测试其他类型的空间语言。例如,可通过语言版本引导参与者使用空间介词来描述物体位置(如 next to、in front of 等),而非指示词,从而诱发空间介词的使用。此外,也可将水平桌面替换为垂直平面,以考察垂直轴上的介词使用情况(如 over、under、above、below;关于空间介词的更广泛讨论,参见 Coventry 和 Garrod3)。
高度的实验控制与高度的生态效度相结合,综合了以往研究方法的优势。实验室环境确保了高水平的实验控制,其中特定参数可以被操纵和对比。与此同时,仍保持了生态效度。参与者通常不了解研究的真实目的,并能自然地使用语言。记忆游戏的掩蔽任务设计使得在实验后说明时,很少有参与者意识到语言能力曾被测试。在记忆游戏的语言版本(第3.1节)中,参与者会接受语言是“编码”操作的一部分。在记忆游戏的记忆版本(第3.2节)中,当编码阶段对语言进行操控时,参与者会认为语言的使用是为了增加认知负荷。
必须精确控制所用物体的放置位置,以确保在所有条件下物体都被放置在完全相同的位置。其他实验参数可根据相关研究问题进行调整。未来采用此记忆游戏的研究可着重探讨跨语言研究中空间认知、物体知识与语言之间的关系。
作者无任何利益冲突需要披露。
采用记忆游戏程序的相关研究分别由英国艺术与人文研究理事会(AHRC,资助号:112211)、经济与社会研究理事会(ESRC,资助号:RES-062-23-2752)以及欧盟第七框架研究、技术发展与示范计划(资助号:316748 和 676063)提供资助。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 选择这些材料是因为它们易于获取或制备 | |||
| 桌子 | N/a | N/a | 参见 图2 和 图4。桌子尺寸:325 cm × 120 cm(长 × 高),正常高度(可根据具体实验需求调整) |
| 定位棒 | N/a | N/a | 参见 图2 和 图4。长度:325 cm。彩色贴纸用于标识不同位置(可根据具体实验需求调整) |
| 指示棒 | N/a | N/a | 参见 图3。 |
| 物体 | N/a | N/a | 参见“物体”工作表。打印的图形插入塑料徽章中(可根据具体实验需求调整,例如使用硬币以操控所有权) |
| 徽章 | Amazon | B01CI7XZHW | 取下别针,将打印好的物体放入徽章内 |
| 窗帘 | N/a | N/a | 参见 图2 和 图4。 使用深色窗帘以遮挡来自房间/墙壁的任何空间线索,并防止“聪明的汉斯效应”(可根据具体实验需求调整) |
| 桌布 | N/a | N/a | 参见 图2 和 图4。用于遮挡桌面上的任何空间线索,需使用厚重且最好不易起皱的材质。 |
| Randot 立体视觉测试图 | Stereo Optical | n/a | http://www.stereooptical.com/shop/stereotests/randot-stereotest/ |
Use multilevel modelling (MLM) for analyses: An erratum was issued for: The (Spatial) Memory Game: Testing the Relationship Between Spatial Language, Object Knowledge, and Spatial Cognition. The Protocol was updated.
Section 4 of the Protocol was updated from:
4. Analysis
to:
4. Analysis using Multilevel Modelling (MLM)
Update: Please find more information of this updated analysis replacing Section 4 of this publication at doi: https://osf.io/wnj2v/