1   引言

工作记忆（working memory, WM）是Baddely & Hitch (1974)在研究短时记忆的基础上提出来的，是信息的暂时存储及其和其他更为复杂任务的联合工作。对信息进行暂时性的存储及在必要时刻能够提取是许多高级认知技能，如阅读理解、言语学习、写作、问题解决等的前提。普遍看法认为，记忆不是一个独立的信息存储系统，更多地强调记忆在人的信息加工过程中的主动性和创造性，工作记忆的研究也就应运而生。自90年代以来，工作记忆成为了认知心理学记忆研究的一个热点，对工作记忆基本理论模型和实践运用进行探讨不仅是认知心理学，也是认知神经科学中一个最活跃的研究课题之一。

注意和工作记忆都关心人类加工的局限性,但二者的侧重点不同，工作记忆侧重于信息在容量有限的系统中的即时存贮和更新。而选择性注意强调对外界的感觉信息筛选，以便对相关信息进行有效编码。Engle等针对工作记忆提出了“注意控制”模型(Engle, Cantor, & Carullo,1992)。该模型认为工作记忆的实质就是“短时记忆”加“注意控制”。个体工作记忆容量的差异实际上反映了个体加工控制能力的高低，也就是说工作记忆容量的差异只有在需要控制注意参与的操作任务才可以反映出来。工作记忆容量反映了在面临无关信息干扰时，个体有意识地激活记忆表征，将注意焦点引向并维持在这些表征上的能力。Engle等甚至提出，工作记忆容量就是执行性注意能力（Engle, Tuhlsb, Laughlin, & Conway,1999）。本文中论述的记忆模型主要是Baddely的理论模型，该理论模型是基于双重任务实验和认知神经科学的数据得来的，结构简单，理论框架可塑性强被广泛用于认知心理学、认知神经科学研究中。这里不再讨论注意控制和工作记忆的理论关系，而是侧重于工作记忆中的注意控制机制来说明对阅读理解的影响。

阅读理解是人类的高级认知活动，一个好的阅读者，在微观层面是处理文本语法内容，在宏观层面是理解文本的整体意义（Kinstch & Dijk,1978 ），阅读者首先通过分析个别单词或句子，然后通过推论来反映文章整体的准确含义。阅读能力较弱的个体相对于阅读技能更为娴熟的个体调用了更多资源进行微观层面的理解，例如：单词的识别，因此，不能创建连贯性的材料（Palmar,Maclead,Hunt,& Davidson,1985）。许多研究者采用多元分析方法去了解宏观层面如何影响阅读能力，采用探索独立性成分和共同作用因素，如：词汇、背景知识、阅读流畅性、阅读策略来预测阅读理解能力的差异。得出了背景知识、阅读策略、词汇等几个影响最强的因素，在一个标准化阅读理解测验中贡献了66%的变异（Hannon & Daneman,2001）。尽管有如此多的因素，但这些因素在不同的任务作业中影响的重要性是不同的，也就是说是领域特异性的，而作为一般认知能力，工作记忆在阅读技能中始终发挥着预测作用（Daneman & Carpenter,1980）。工作记忆对阅读理解的主要作用集中体现在两个方面：一是一段时间内信息的保持和激活，二是无关信息的抑制。

2   工作记忆的多成分模型和研究方法

2.1   工作记忆多成分模型

90年代以来，工作记忆是认知心理学研究的一个热点，各种工作记忆理论不断涌现出来。其中最早提出，也是最为著名的是Baddely提出的多成分模型。最初的工作记忆模型认为工作记忆由三部分组成，即视觉空间模板(visuo-spatial sketchpad)、语音回路(phonological or articulary loop)和中央执行系统（central executive,CE）。其中，视觉空间模板主要处理视觉空间信息，它包含两个元素：视觉元素（与颜色、形状有关）和空间元素（与空间方位有关）；语音回路负责以声音为基础的信息存储与控制，该子系统也由两部分组成，一部分是语音存储，另一部分是发音控制加工；中央执行系统是工作记忆的核心，是一个能量有限的系统，负责各子系统之间以及它们与长时记忆的联系，也负责注意资源的协调和策略的选择与计划。这一模型在过去一段时间内已经得到了广泛的承认，不仅成功地解释了来自正常人被试的数据，而且能够解释来自神经心理学的数据（Bddeley,1998）。这一理论的最新发展就是工作记忆除了以上三个成分外，补充情景缓冲器（Episodic buffer）这一概念（Baddeley,2000）。原有工作记忆理论模型不能解释在实验中被试只能记住5个左右不相关的单词，却能够记住16个左右有关联的单词。情景缓冲器被假定为一个容量有限的临时存储系统，它可以对不同来源的信息进行整合，由中央执行器控制，中央执行器可以把存储的信息以意识觉察的方式提取出来进行加工，其中的信息是跨时间和跨空间的整合。在这点上，类似于情景记忆，所不同的是，它是假定的一个临时存储，重症失忆病人情景长时记忆虽有受损，这个临时存储却保持完好。情景缓冲器概念的引入其实质是关注个体的经验和环境因素，即强调认知的情境性。

2.2   工作记忆的研究方法

工作记忆从不同的理论角度出发，其研究方法是千差万别的，在这里简要介绍两种在认知心理学研究中被广泛使用的方法。双重任务法（Dual task methodology）和相关分析法（Correlational analysis）。

2.2.1   双重任务法

双重任务法是在多成分模型的理论建构中使用最多的方法。是指同时进行两种任务，一种是推理任务，另一种是干扰工作记忆各个成分的任务，称为次级任务（Sencondary task）.被试组进行推理任务和次级任务，对照组只进行推理任务。通过两组成绩的对比，确认什么样的工作记忆的次级热热闹无参加了推理。双重任务的原理是两个任务竞争同一有限的资源。例如对语音回路的干扰使推理的正确率下降，反应时延长，我们就可以确定语音回路参与了推理过程。干扰中央执行系统的活动是要求被试随机产生字母或数字，或者利用声音吸引被试的注意并作出相应的行动，干扰语音回到采用的方法是要求被试不断地发音，或者按照一定的顺序数数，对视觉空间初步加工系统干扰任务是持续的空间活动，比如要求被试不看键盘，按一定顺序盲打，对次级任务要求一定的速率和正确率，并且与推理任务同时进行。

2.2.2   相关分析法

Daneman & Carpenter (1980)注重加工过程中的记忆的功能，提出了需要存储和加工过同时进行的测验任务，这就是阅读广度测验（Reading span test）,简称RST.而后演变出计数广度、计算广度、空间广度等实验方法。相关分析法是指对实验数据作为工作记忆的记忆容量指标进行相关分析和回归分析，以此比较高分组和低分组之间的差异的一种方法。但是广度差也可能受其他因素的影响，比如个别差异，年龄因素和其他不相关的一些差异等，这就需要用潜在变量分析法（Latent variable ananlyse），用这种方法消除掉与需要证实的理论没有直接关联的因子。

3   工作记忆与阅读理解的关系

Larigauderi等(1998)采用抑制发音的实验范式，让被试探测句子中的错误。结果表明，抑制发音不影响对拼写错误的侦查，但是会干扰对语义或语法错误和正字法错误的侦查。因为语义或语法错误以及正字法错误的侦查在在理解上下文的基础上完成的，该结果表明，语音回路对阅读理解有重要影响。

有研究表明，短时空间记忆对阅读理解产生作用，但是没有词汇阅读和语言变量那样密切（Deborah & Benong,2005）,该结果支持了Glass(1985)的研究，如果把理解定义为是否能正确判断句子的真实性，则视空间编码对于理解是必要的，可以帮助读者形成视觉空间表象，但是如果把理解定义为语言是否具有含义，则视空间模板对于理解是不重要的。

中央执行系统在语言意义的加工过程中起更大的作用。Daneman等(1992)设计了著名的阅读广度测验来考察工作记忆容量的个体差异，为了检验这种测量方法的结果是否能够真正反映被试的阅读理解能力，随后对每个被试进行了阅读理解测验，并以每个被试的学业成就测验中的文字操作能力为参考，结果表明，阅读广度测验与理解测验及学业成就测验得分之间有较高的相关性。对语言材料的加工和理解，依赖于工作记忆能够提供的认知资源，这些资源与工作记忆模型中的中央执行系统系统相对应。Collette等（2002）采用神经呈像的方法来进一步考察中央执行系统，探讨了与中央执行系统相联系的脑机制，并且将中央执行系统所包含的功能分解为更新（updating）、抑制（inhibition）、转换过程（shifting process）和双任务协调（dual-task coordination）。其中抑制机制在阅读理解中也发挥了重要的作用，读者只有具备了有效的抑制机制，才能在阅读过程中有选择地对信息进行加工，正确理解材料的内容。Just(1992)提出了一个关于理解过程的容量有限的计算机模型来解释阅读理解和工作记忆的关系。该模型认为，系统的一切活动，包括加工和存储都是在一个能量有限的激活源的支持下进行的，如果某个表征单元的激活量超过阈限值，则进入工作记忆中。如果所需要的激活总量超过了系统所能提供的激活资源，则用来维持上下文的激活就会减少。该模型可以较好地解释个体表现出的工作记忆能力差异。

4   执行性注意控制

注意控制主要是对信息的选择，抑制，协调，转换，Engle通过结构方程模型提出工作记忆是注意控制加上短时存储。这是从资源角度对多成分工作记忆模型中的中央执行系统功能的概括和简化。中央执行系统是解释个体差异的核心，然而在不同的任务中，高工作记忆的个体并不一定能比低工作记忆的个体更好地完成任务，还要考虑到个体经验背景等因素。但是如果对任务干扰，高工作记忆个体便能表现出更好的抗干扰能力。这种对抗干扰能力就是执行性控制注意（executive attention control），这种能力使注意指向目标，并排除无关刺激的干扰，从而任务的效率更高。因此，Engle等(1992)认为执行性注意控制的能力是个体工作记忆差异的本质所在。

来自脑机能研究的实验证据也表明了工作记忆的个体差异与注意控制有关。前额叶背外侧区域（dorsolateral prefrontal cortex:DLFPC）和额叶扣带前回（anterior cingulated cortex:ACC）在D’Esposito et al.（1995）进行的双任务实验（语义类别的判定任务和空间旋转任务）中被观测到活动增强，作为控制实验，分别对两个单任务进行实验，没有观测到活动的增强，即使增加单任务的难度也没有对这两个区域活动有影响，因此，被认为是注意控制的作用。

5   执行性注意与阅读理解的关系

工作记忆容量是衡量工作记忆个体差异的另一个重要指标，RST虽然在记忆任务中使用，但其成绩与阅读理解呈高相关。早在Daneman & Carpenter (1980)的实验中就已表明，RST测验成绩与一般言语理解能力的VAST（Verbal Scholastic Aptitude Test）有显著相关。Daneman & Merike (2002)总结，RST的得分可以预测阅读理解能力。根据工作记忆容量理论（Daneman & Carpenter,1980）可利用的加工和存储的认知资源量是有限的，所以要求用于加工和存储的资源之间达到平衡。如果个体的言语加工能力好，那么用于加工的耗费的资源就少，可用于存储的资源就多。RST的成绩是完成加工任务后所剩余能够存储资源数量的反映。简单广度任务只要求被试完成一定量的记忆任务，主要关注被试存储信息的功能，如，数字记忆。被试的复述能力、组块化能力都是导致个体的差异的影响因素。而复杂广度任务大多采取双任务范式，即有干扰任务在分散个体的注意，占据任务所需认知资源，强调加工和存储的并行能力。阅读理解是一种高级的认知活动，不仅是信息存储，还包括推理、问题解决等高级活动，阅读能力强的个体通过执行性注意的功能抑制无关信息干扰，花费少量资源用于加工，而把更多资源用于关键信息的存储上（蔡丹，李其维，邓赐平，2010）。国内有眼动研究表明，阅读障碍的儿童在行为变量上，阅读量相同时，在阅读过程中眼动模式混乱，阅读过程中同视-串行等眼动轨迹增多，平均注视时间长，缺乏计划性、策略性和组织性，注意较为分散（李秀红，静进，邹小兵，等，2007）。国内学者（杨海波，白学军，2010）采用视觉搜索任务范式，以五年级学生学优生和学困生为被试探讨了不同工作记忆内容对不同学业水平学生自上而下注意控制的影响，结果发现：学优生与学困生的自上而下注意控制能力存在显著差异，学优生的反应时显著低于学困生。

6   小结与展望

自工作记忆概念首先被提出到现在的近三十年时间里，国内外的学者从理论建构到实践应用进行了大量的研究，总体表现出了课题的精细化、方法的多元化的趋势。心理学为人类社会需要服务，而记忆作为一种最早能够用实验方法研究的高级心理活动，伴随认知心理学的兴起，成为该学科最丰富、最具代表性的内容。工作记忆是就工作记忆成分来说，研究的最多的是语音环和视空间模板，中央执行系统的研究主要是在概念界定、功能和神经机制上，而情景缓冲器由于其特殊性质，更大程度上要依赖于多学科类型的研究。

语言的加工和理解依赖于工作记忆系统所能提供的认知资源，涉及到信息的加工和存储过程，国内外已有大量的研究证实了工作记忆对阅读理解的影响。研究工作记忆如何影响阅读理解能力，有助于揭示人类心理活动的普遍规律，从而通过有针对性的工作记忆训练，减小个体间的差异，在教育心理学、学习心理学、语言学、特殊儿童的教育等领域有中重要的实践意义。

尽管目前工作记忆和阅读理解的研究取得了一定的进展，但是由于研究方法和实验程序的不同，同一研究得出的结果不一定相同，甚至是矛盾的。这说明，当前的研究还有许多值得去做的工作，还没有能够正确揭示内在规律。未来的研究方向除了研究个体差异，探讨如何影响阅读能力之外，还可以从年龄发展的角度，研究二者的发展性的变化规律，以及特殊群体，如脑损伤或记忆缺陷个体的工作记忆和阅读理解特点。在研究方法上，也需要更多借鉴ERP、FMRI等认知神经科学的研究方法，加深对其认识。