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迷宫

发布日期:2014-02-28   浏览次数

迷宫

迷宫(或迷津)(maze)是学习空间定向的一种实验仪器,迷宫学习也是研究动作学习常用的一种方法。迷宫在实验动物心理学形成及发展中的作用至关重要:从19世纪末20世纪初开始,迷宫已经成为心理学家测试动物能力时常用的仪器(啮齿类猫狗以及灵长类)。自从迷宫成为一种实验方法以来,心理学家利用它进行了大量研究,其中主要的是对动物和人类的学习和记忆过程特别是空间能力的研究。

 

仪器简介

      EP-Z713智能型迷宫是一种测试触动觉空间定向能力和空间记忆能力的智能化仪器。触动觉空间定向是指利用触觉和动觉了解事物空间方位特性,并转化为视觉再现的能力。空间记忆是指对有关事物的方位和空间特性的记忆。

       迷宫测试要求操作者在剥脱视觉条件下从起点进入迷宫,并试图走出迷宫来完成测试过程。随着练习次数的增加,深入迷宫的距离会越来越长,说明对迷宫路径的空间方位产生了记忆效果。

       本迷宫首先使用挡板遮住操作者的视线,使其仅能依赖手的触动觉来完成循迹任务。在走迷宫的过程中,要求操作者用测笔从迷宫起点进入,尽可能地沿着唯一通道以最快速度走出盲道纵横的迷宫。这就必须将触动觉的空间定向和触碰盲道的听觉反馈结合起来,形成对迷宫路径布局、通常与否的准确记忆。

       本迷宫有两项测试项目:学习曲线和空间记忆。选择第一项测试——学习曲线,该项有五轮测试,每轮测试均会记录触碰盲道的序号和所耗时间,依次可以描绘出学习曲线。选择第二项测试——空间记忆,该项只有一轮测试,循迹过程不受触碰盲道次数而终止。本迷宫具有测试程序自动运行、数据实时呈现、统计结果自动处理的智能化特征。

       智能迷宫由迷宫图案版、遮版和底盘三大部件组成。

       迷宫图案版(见图1):由触笔型结构的迷宫注塑成型,图案版镶嵌在底盘左面测试区内。迷宫路径包括通路、转折和盲道。底盘上装有可任意转动的遮版,在测试过程中,转下遮版可挡住测试者对迷宫的视线。迷宫共设有20个盲道,每个盲道按照唯一一条通路的深入位置进行序列编码,序号越大表示越深入迷宫的距离越远,离终点的位置越近。

       底盘:底盘右侧有显示屏,用于显示操作界面、指导语和测试数据等。屏幕下方有与显示屏同步播放用的微型扬声器。底盘右侧面还装有耳机插孔,插入耳机同步可予聆听。测试笔置于底盘右侧面下方,使用时按动测试笔尾端,测笔即可弹出。底盘右侧面上还分别置有电源插座和电源开关,将电源线插入电源插座即可使用。

         图1 EP-Z713智能型迷宫

      

背景介绍

19世纪末Lubbock首先在昆虫的开创性实验研究中发明迷宫方法,从那时候开始研究者发明了大量迷宫模式用于各种研究。迷宫有两大类:心理迷宫和实物迷宫。心理迷宫有听觉、视觉(纸上)的迷宫之分,实物迷宫则主要靠触觉和动觉来实现的,常用的有触棒迷宫、槽形迷宫、U型迷宫。不管那一类迷宫,都是具有相同特征,就是有一条从起点到终点的正确途径与从此分出的若干盲路。被试者的任务在于寻找与掌握这条正确的途径。用达到一定的标准所需的尝试次数、时间或错误次数作为学习的量度。一般情况下,动物和人类的实验常常以三次完全无错作为完成学习的标准。

迷宫最早是用于研究动物知觉一动作学习的仪器。1899年,斯莫尔(W. S. Small)让白鼠学习一条相当复杂的迷津通路。通过研究他认为,白鼠迷宫学习所依靠的主要是触觉和动觉记忆。

通过迷宫实验研究人类学习过程,则始于二十世纪。1912年希克思(V. C. Hicks)和卡尔把迷宫用于研究人类学习。它是研究一个人在只靠自己的动觉、触觉获得信息的情况下,如何学会在空间中定向。人类迷宫的种类很多,有用小棒在槽中走的触棒迷宫,有用手指触摸凸起的路线的手指迷宫等。

常见的人类迷宫为触棒迷宫(或铁笔迷宫)(pencil maze),是一种最简便、最常用的人类迷宫。最早是由泊金斯(NLPerkins)于1927年在手指迷宫的基础上发展起来,后经心理学家们不断改善。触棒迷宫是在排除视觉的条件下,被试用小棒从迷宫的起点沿通路移动直至终点,小棒每进入一次盲巷(一般用声音表示)就算一次错误。学习的效果以从起点到终点每走完一遍所花的时间或以所犯的错误次数表示。由于触棒迷宫学习时,要求被蒙上眼罩的被试以最快速度和最少错误到达终点,主要依靠的是触觉和动觉记忆,其进程受到被试对此类学习的经验的影响,因此有研究表明盲人由于心理补偿作用,动觉和触觉比常人敏感,所以他们的迷宫学习成绩要优于正常人。

迷宫的学习一般可分为四个阶段: 一般的方位辨认; 掌握迷宫的首段、尾段和中间的一、二部分; 扩大可掌握的部分,直至全部掌握空间图形; 形成机体对空间图形的自动化操作。练习是迷宫学习的主要手段,虽然练习是多次执行某种动作,但并不是同一动作的机械重复,而是以改善动作方式为目的的重复,在此过程中,被试需要运用空间定向能力、思维、记忆等诸多方面,因而迷宫学习与被试的智商有关,涉及被试的空间定向能力、思维、记忆诸多方面。

关于学习迷宫的内部机制,托尔曼(Tolman)于1948年,在研究大鼠走迷宫的实验中最先提出了认知地图的概念,他认为在大鼠的脑中建立了某种类似于环境地图的东西,使得它们重组获得的空间信息以建立关于环境的认知表征。

EP713型迷宫通过记录错误次数、每次实验所需时间,为绘制学习曲线提供相关数据。学习曲线是技能形成和知识习得过程中最表象的现象,能形象地反映学习的过程,因而可以通过学习曲线的绘制分析学习的过程,它是以学习的阶段或学习的遍数作横坐标,用学习达到的效果(正确、错误次数、单位时间完成的工作量、每篇学习所用时间等)为纵坐标绘制而成。学习曲线的形状和个体所采用的学习方法有关,和采用的学习效果指标有关,亦和被试者对所学内容的熟悉的快慢、过去经验对新学习内容的影响以及被试者的能力有关。时间曲线的最低限度取决于学习的性质和被试者的特性。学习曲线的几种类型有先快后慢的负加速曲线、有先慢后快的正加速曲线、也有先正加速后负加速的S型曲线等。