摘要：本次实验主要是验证库珀和谢帕德的实验研究结果。通过减数法的研究方法将＂R＂的显像方向、＂R＂的旋转度数设计成2×6十二个水平。采用＂R＂的不同显像方向和旋转度数来研究心理旋转的不同角度对反应时的影响。结果表明：旋转180°，反应时最长（无论正反），而0°（360°）时，反应时最短。基本支持Cooper和Shepard的研究结果，不同的被试完成任务时采用了不同的策略。

关键词：心理旋转、反应时、减数法

1.引言

心理旋转是一种想象自己或客体旋转的空间表征转换能力。对于心理旋转能力及其性质的研究不仅在理解人类空间认知行为方面具有重要的理论意义，而且具有十分重要的应用价值。

首先来说心理旋转的神经机制。认知神经科学家运用功能磁共振成像术(fMRI) 、脑电技术( EEG) 和正电子发射层析照相术 (PET) 等技术研究表明顶叶、枕叶和额叶在心理旋转过程中起重要作用。近年来，在心理旋转的神经机制研究领域内一直被广为关注的是心理旋转加工的大脑机能一侧化问题(优势半球问题) ，分歧大致在右脑半球是否是心理旋转的优势半球上。

　其次，在心理旋转能力上，个体之间存在差异性。学者认为遗传因素（高空间能力基因）和家庭教育因素在心理旋转能力的个体差异性上起着很重要的作用。心理旋转的个体差异性最显著的外现于性别差异性上。Peters(2005) 提出，反应时间限度也是引起心理旋转性别差异性的重要原因。因为心理旋转能力是一种空间表征转换能力，是构成空间智能的重要组成部分，并且无论是心理旋转的性别差异，还是年龄效应都已得到了足够的证据支持。所以通过有效的训练是可以提高个体的空间能力并缩减个体空间能力差异性。

而根据心理旋转对象的不同,可以把心理旋转分为客体旋转和自我旋转。客体旋转就是旋转主体(被试) 对其外部物体的旋转。自我旋转就是旋转主体对其本身整个身体或身体某个部位的旋转。

研究心理旋转的重要变量就是反应时，通过对被试反应时的测量我们可以借鉴减数法的研究思想判定心理旋转的存在。本实验假设心理旋转的角度对反应时有影响，倾斜180°时反应时最长。而0°（360°）时，反应时最短。同时对象旋转的度数越多，心理反应的时间就越多；在刺激呈现时，人类会自动的按照认知的规律，以尽可能小的能量消耗，获得我们所需的结果。此次实验由于被试都是女生，不具有代表性，实验结果、结论等有待进一步验证。

本次实验旨在验证Cooper和Shepard的实验。

2.方法

2.1 被试：三名女大学生，平均年龄为22岁，其生理各项指标均正常。

2.2 器材：JGW-B型心理实验台速视器单元 , 计时记数器单元, 手键一个；测试卡片12张,每张上面有正向或反向的“R”一个。两种字母的倾斜角度有六种: 0°、60°、120°、180°、240°、300°。注视卡片一张。

2.3 步骤：2.3.1卡片随机排好顺序并列表,将顺序号写在卡片的背面(用铅笔写),将作出的正确反应填入表中的相应位置,此列表只是样例，详细见后：

2.3.2接上电源;将导线的一端接速视仪的“反应时检处”,另一端接计时计数器的反应时输入反应时手键接计时计数器的碑石侧“手键”插口上。

2.3.3速视仪选择“ON”灯亮表示接通。明度测试卡调节A、B视场的明度达到基本一致；在工作方式选择栏，将A选“定时”；B选“背景”。选“A—B”顺序工作方式；在时间选择栏将A定为“0200”。

2.3.4打开计时计数器电源，电源灯亮计时屏幕显示“0.000”，正确系数与错误次数均显示“0”，表示电源接通，工作方式选择为“反应时”。

2.3.5将注视点卡片输入B视场。被试坐在桌前，面部紧贴速视器观察窗，两眼注视屏幕中心的注意点，左、右两手食指分别按在手键的红、黄按钮上。

2.3.6指导语：“我宣布‘预备’口令时实验开始，请你判断屏幕上的字母是正相的‘R’还是镜像的‘R’。如果你认为是正相则用左手指按红键，同时报告‘正’，如果你认为是镜像的‘R’就用右手食指按黄键，同时报告‘R’反。要求判断和按键准确而且迅速。”

2.3.7将实验卡片按顺序依次输入A视场。主试每输入一张卡片同时发出“预备“口令1—2秒后按下速视器单元的“触发”键，计时计数器自动记录被试没次的反应时间与反应结果。

2.3.8实验结束后询问被试是否在进行心理旋转。

2.3.9按计时计数器的打印键，打印实验结果。

3 结果

计算出第一名不同角度条件的平均反应时间（ms）。并以平均反应时间为纵坐标,以对应的角度为横坐标,画曲线图。

 计算出第二名不同角度条件的平均反应时间（ms）。并以平均反应时间为纵坐标,以对应的角度为横坐标,画曲线图。

计算出第三名不同角度条件的平均反应时间（ms）。并以平均反应时间为纵坐标,以对应的角度为横坐标,画曲线图。

4.讨论

4.1 从Cooper和Shepard实验结果中旋转角度为0°时，反应时最短，旋转角度为180°时，反应时最长。此实验中被试2和被试3基本支持此观点，而被试1并无明显规律且不支持Cooper和Shepard实验结果，原因可能是：①实验过程中，周围环境比较吵，影响其注意力的集中；②被试1可能对正像和镜像＂R＂的不同角度进行过识记训练；③被试1可能采取了其他的旋转策略来反应，而并非用心理旋转。

4.2 由被试2和被试3的曲线图中可以看出整个图表180°为一个高峰，两边依此递减。说明我们在心理旋转的时候并不是按照一个次序来旋转的，在0°到180°的时候，我们倾向于逆时针转回与原（0°）时正像会镜像＂R＂比较，而在180°道360°的时候，我们倾向于顺时针转回与原（0°）时正像会镜像＂R＂比较。以尽可能简单的路径获得我们所需的结果。

4.3 本次实验由于被试单一，而且都为女生，人数又少，其验证的结果同时受到一定的质疑。 在心理旋转实验中有大量数据证明男性所用的反应时间远少于女性，男女性别差异非常显著，而此次实验单一的样本没能验证此结论。今后做类似实验应丰富样本的数量，男女都应有，而且应包含不同年龄层。

5. 结论：心理旋转是存在的，且基本支持Cooper和Shepard的实验研究结果；在刺激呈现时，不同被试采用不同策略完成任务，有些被试可能不是完全的心理旋转。

6. 参考文献：[1] 黄希庭主编，《心理学实验指导》，人民教育出版社，1987，328-330

                     [2] 杨治良主编，《实验心理学》，浙江教育出版社，104-150