刘克辉，闫晓俊，赵一姝，敬小非，邹碧海

(重庆科技学院安全工程学院，重庆 401331)

0 引言

短时记忆也称“工作记忆”，是指信息在头脑中保持2分钟以内的记忆。短时记忆的信息容量可用组块作为单位来测量。美国心理学家米勒发表一篇论文《神奇的数7加减2:我们加工信息能力的某些限制》［1］，米勒认为短时记忆的信息容量为7±2个组块，这个数量是相对恒定的，这就是短时记忆的组块理论［2］［3］［4］。米勒的组块理论得到许多研究的支持”.陈俊等认为影响短时记忆广度的因素很多。不同性质的材料短时记忆容量也不同。以汉字、图形、数字、位置等四种性质特征的材料的实验表明，数字类短时记忆容量最大，其次是图形类，再次是汉字类，位置类的短时记忆容量最少［5］。大学生数字短时记忆广度在8～10之间［6］。喻柏林则认为刺激的不同呈现方法会影响被试对不同材料注意力的分配［7］。信息进入短时记忆时，它的强度最大，易被我们所意识，但得不到复述时，其强度会随时间推移而衰减，很快导致遗忘。

短时记忆在现代化工业和军事通讯工程中有着重要的作用。仪表刻度盘上印刻的数字、字母、汉字和一些专用的符号，统称为字符。由于刻度的功能通过字符加以完备，字符的形状、大小和立位又直接影响着识读效率，因此字符的设计应力求清晰地显示信息，给人以深刻的印象［8］。例如，在自动化控制系统中，人们需要按仪表显示的数据进行操作和控制，因此，必须暂时记住仪表显示的数据。操作之后，数据没有保持的必要，则被迅速遗忘，这就是短时记忆在人机系统中的运用。

短时记忆的容量又称为记忆广度，指彼此无关事物短暂呈现后能记住的最大数量。笔者通过JGW－B心理实验台速示器单元测量160名大学生对数字和字母的记忆广度，应用SPSS软件对数据进行处理与分析，重点分析记忆广度与短时呈现的关系、不同材料、性别对记忆广度的影响，本文主要针对数字和字母的记忆广度进行研究分析，为视觉显示器仪表刻度盘的数字、字母设计提供理论依据，对提高识读效率的重要性具有一定参考意义。

1 实验方案

1.1 测试对象

重庆科技学院在校大学生160名(男90，女70)，18～22岁，所有被试均视力或矫正视力正常，身体健康。

1.2 仪器及材料

1)JGW－B心理实验台速示器单元，背景卡片一张，记录用纸两套。

2)写有3－13位数字的卡片3组，每组11张，共33张。

3)写有3－13个英文字母的卡片3组，每组11张，共33张。

1.3 测试步骤

1)主试接通速示器电源，将开关选择“ON”，调节A、B视场，使两个视场明度基本一致。“工作方式选择”A选“定时”、B选“定时”、选A－B顺序方式。“定时选择”A为1秒，B为5秒。然后B视场输入背景卡片1张。

2)被试坐在速示器观察窗前，面部贴紧观察窗，指导语:“我将呈现一组数字，要求你努力记住，当其消失后，立即将它默写下来。”主试在A视场逐个呈现3位数字卡片，每个卡片呈现1秒钟。要求被试在每个卡片呈现后5秒钟之内将刚看到的3个数字全部默写出来。

3)用上法将4－13位数字组依次进行实验，直至数字序列连续3次不能通过为止。

4)用上述程序测定英文字母的短时记忆广度。

5)更换被试重复上面的实验。

2 数据处理与分析

2.1 绘制散点图［10］

利用实验数据，取5次不同呈现时间的记忆广度的平均值，绘制短时记忆广度与呈现时间关系的散点图，见图1。

图1 数字的短时记忆广度值

2.2 观察数据的分布

从图1可见，呈现时间与短时记忆有明显的线性回归趋势，也没有发现强影响点，可以继续后面的分析。

2.3 拟合回归直线

运用SPSS，进行记忆广度数据拟合，得到如下回归方程:

数字:

英文字母:

其中，y为记忆广度，单位为个;x为呈现时间，单位为毫秒。

根据上述回归方程，绘制数字与英文字母记忆广度函数。见图2、图3。

图2 数字记忆广度函数

图3 英文字母记忆广度函数

2.4 残差分析

限于篇幅，以数字类型记忆材料为例进行回归方程(1)的残差分析。

2.4.1 残差是否独立

考察应变量y取值是否相互独立。采用Durbin－watson残差序列相关性检验进行分析。

表1 Anovab

以时间变化观测值为横轴，残差为纵轴的散点图，可以用于观察残差是否有随应变量增大而改变的趋势，也就是诊断应变量的独立性。由图2.4可见，残差的绝对值都不大于2，未发现有极端值。

2.4.2 残差是否为正态分布

这实际上是考察应变量y取值是否符合正态分布。采用残差列表及一些相关指标来分析，其直观方法是图示法，见表2及图2.5。

表2 常数项和系数检验结果

在线性回归中，我们需要关注非标准化系数和标 准系数。结果表明，常数项和变量均有统计学意义。

图4 残差的正态P－P图

图5 残差直方图

综上所述，得到的回归方程在统计学意义上是有效的模型。

3 实验结果与分析

3.1 个体差异

在日常生活中，人们经常会记忆一些数字序列，最为常见的是电话号码。有的人只需他人口头叙述一次便能复述出来，而有的人却不具备这种能力［9］。

通过对 161 位同学在 400 ms、800 ms、1000 ms、1400 ms、1800 ms的呈现时间下，分别进行数字、字母的记忆广度测试，并对其实验数据进行分析，分析结果见图6。

由图6可以看出，记忆广度存在个体差异性。

3.2 性别差异

通过对90位男生，70女生的记忆广度进行数据分析，发现性别对短时记忆广度无明显差异，见图7、图8所示。

3.3 记忆材料差异

分别对不同位数的数字和字母刺激之间的记忆广度进行分析，发现数字记忆广度高于字母记忆广度。由图9可知。

图6 记忆广度数据记录

图7 呈现时长400 ms男性数字与英文字母短时记忆广度

图8 呈现时长400 ms时女性数字与英文字母短时记忆广度

图9 英文、数字记忆广度趋势对比图

4 结论与建议

4.1 结论

1)通过对数据进行散点图绘制，观察记忆广度随呈现时间的变化趋势，确定可以进行线性回归分析。

2)回归模型拟合完毕后，通过残差分析结果考察模型可靠性。

3)进一步分析记忆广度的影响因素，发现记忆广度存在个体差异。

4)数字的记忆广度要比英文短时记忆广度高。

5)记忆广度无性别显著性差异。

4.2 建议

在进行视觉显示器仪表刻度盘的数字、字母设计时，应充分利用数字记忆广度高的特点，加大数字的运用。增强识读效率。

对于短时记忆的实验，外界对被试有极大的影响，所以主试和其他实验人员必须保持安静，被试才能把注意力集中在实验上，否则实验结果的客观性存在问题。

［1］ Miner G.A，The Magical Number Seven Plus or MinusTwo:Some Limits on Our Capacity for Processing Information［M］.Psychological Review，63，81 －87，1956.

［2］ Simon H A.How Big is a Chunk［M］.Science 183.482 －488，1974.

［3］ 喻柏林，荆共诚.司马贺.汉语语词的短时记忆广度［J］.心理学报.1985，(4):361 －36.

［4］ 张武田，彭瑞祥，司马贺.汉语字词的短时记忆容量啪［J］.心理学报.1986，(2):133 －139.

［5］ 陈辉.短时记忆容量的年龄特点和材料特点［J］.天津师大学报1988，(4):25－30.

［6］ 陈俊，邵海鹏.驾驶人对交通标志视认的短时记忆衰减模型研究［J］.西华大学学报(自然科学版)，2010，(6):32 －37，42.

［7］ 喻柏林.中英文语言材料的短时记忆容量［J］.心理科学通讯，1990，(6):32 －37.

［8］ 欧阳文昭，廖可兵.安全人机工程学［M］.北京:煤炭工业出版社，2002:165.

［9］ 段再复.数字短时记忆广度、词语类型对关联性错误记忆的影响［J］.沈阳师范大学学报，2011，35(6):164－166.

［10］ 薛薇.基于SPSS的数据分析［M］.北京:中国人民大学出版社，2011:204－211.