工作記憶與壓力下“Choking”現(xiàn)象的關(guān)系

陳瑾+吳雯

摘要：壓力下“Choking”是指在壓力條件下，一種習(xí)慣的運動執(zhí)行過程發(fā)生衰變的現(xiàn)象，大型運動競賽中常出現(xiàn)此類現(xiàn)象。隨著研究的深入，研究者們將其運用到各類實驗當(dāng)中，并與工作記憶相聯(lián)系。本實驗采用模運算和圖形推理測驗探討工作記憶和壓力下“Choking”的關(guān)系。結(jié)果顯示：高工作記憶組在高壓力情境下模運算正確率顯著低于低壓力情境下的模運算正確率；高工作記憶組在高壓力情境下的推理測驗的正確率低于在低壓力情境下的正確率，甚至落入低工作記憶組的水平之下。

關(guān)鍵詞：工作記憶；“Choking”現(xiàn)象；模運算；推理測驗

一、引言

工作記憶（working memory）的概念最初由Baddeley和Hitch于1974年在分析短時記憶的基礎(chǔ)上提出，是一種對信息進(jìn)行暫時加工和貯存的容量有限的記憶系統(tǒng)［1］。Baddeley等人最先提出了工作記憶的三成分模型，即將工作記憶分為三部分：視空圖像處理器、語音環(huán)和中央執(zhí)行系統(tǒng)［2］。視空圖像處理器用于操縱視覺圖像和空間信息；語音環(huán)負(fù)責(zé)儲存和控制語音信息，對接收母語和第二語言詞匯起到重要作用；中央執(zhí)行系統(tǒng)類似于注意的控制系統(tǒng)，作為工作記憶模型的核心，用于協(xié)調(diào)和分離子系統(tǒng)，對于如下棋等技能和阿爾茨海默氏病的影響尤為顯著。隨著研究的深入，原有工作記憶的模型中又加入了情景緩沖器這一新的子系統(tǒng)，為視空圖像處理器、語音環(huán)與長時記憶間的交流提供平臺［3］。工作記憶的能力通常是由工作記憶容量來反映。工作記憶容量也叫工作記憶廣度，指要求被試同時進(jìn)行作業(yè)時，能回憶的最大項目數(shù)［4］。研究多采用雙任務(wù)范式來開展實驗，一些研究表明視覺工作記憶的容量大概是3~4個項目，并且已證明工作記憶的容量存在個體差異。研究還顯示語言理解、問題解決、數(shù)學(xué)運算、推理等多種高級認(rèn)知活動都受到工作記憶的影響，工作記憶是這些活動不可或缺的基本認(rèn)知能力［5］。

體育賽場上常出現(xiàn)“反勝為敗”的現(xiàn)象，在關(guān)鍵時刻沒能發(fā)揮出應(yīng)有的水平，與獎牌擦肩而過；在重大考試中一些名列前茅的考生卻發(fā)揮失常……心理學(xué)上稱之為壓力下“Choking”，即在壓力條件下，一種習(xí)慣的運動執(zhí)行過程發(fā)生衰變的現(xiàn)象。通常指在高壓力下，個體或團(tuán)體的技能未達(dá)到期望水平，這種壓力包括教練或教師及同伴的過低評價、失去獎賞和雇傭機(jī)會、勒令退學(xué)等［6］。此現(xiàn)象與“比賽失常”不同，“比賽失?！笨梢允侨魏卫碛梢鸬某煽兿陆担鴫毫ο隆癈hoking”則需滿足兩個條件：一是“Choking”要發(fā)生在已經(jīng)習(xí)得的任務(wù)執(zhí)行上；二是個體為獲得期待的結(jié)果付出了努力。它也有別于數(shù)學(xué)焦慮，高數(shù)學(xué)焦慮的個體認(rèn)為他們沒有能力完成任務(wù)，而在壓力下“Choking”中并不強調(diào)這一點［7］。起初，研究者們將其研究焦點局限于運動領(lǐng)域，后來，研究范圍有所擴(kuò)展，比如Rosenthal和Crisp［8］研究發(fā)現(xiàn)刻板印象會給個體作業(yè)成績帶來一定壓力，當(dāng)把刻板印象作為一種壓力源時，也會出現(xiàn)壓力下“Choking”。

研究者從工作記憶的角度出發(fā)，對壓力下“Choking”進(jìn)行了探討。Beilock和Carr［9］選用模運算材料，研究在數(shù)學(xué)問題解決中高、低兩組工作記憶者的壓力下“Choking”現(xiàn)象差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)低工作記憶的個體不受壓力的影響，高工作記憶的個體成績卻顯著下降，隨著壓力的增長反而慢慢落入低工作記憶者的水平之下。Gimmig，Huget和Caverni［6］使用瑞文標(biāo)準(zhǔn)推理測驗作為實驗材料對此進(jìn)行了驗證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在低壓力情境下，高工作記憶的個體比低工作記憶的個體成績要好，而在高壓力情境下卻觀察不到這個結(jié)果，并且高工作記憶的個體成績明顯下降，而低工作記憶的個體成績有所上升。

探討壓力下“Choking”現(xiàn)象，對于現(xiàn)實社會中高壓力情境測試，如高考、研究生入學(xué)考試、公務(wù)員考試等失利的解釋以及今后預(yù)防此現(xiàn)象的產(chǎn)生具有重大意義。為了進(jìn)一步探討工作記憶和壓力下“Choking”現(xiàn)象的關(guān)系，現(xiàn)采用模運算和圖形推理測驗來研究高、低工作記憶者在高、低壓力情境下完成任務(wù)的情況，以檢驗高工作記憶個體是否在高壓力情境下較在低壓力情境下成績顯著下降，即高工作記憶個體容易產(chǎn)生壓力下“Choking”，而低工作記憶個體卻無此現(xiàn)象產(chǎn)生或現(xiàn)象不明顯。

二、方法

（一）預(yù)實驗

1.被試

隨機(jī)選取某大學(xué)一年級學(xué)生84名，其中男生20人，女生64人。所有被試的視力正?；虺C正視力正常，無色盲，無語言障礙。

2.實驗過程

有大、小兩種三角形，每種三角形各有紅、黃、藍(lán)、綠四種顏色。以每秒一個的速度隨機(jī)分別呈現(xiàn)四個三角形，要求被試在三角形出現(xiàn)時報告三角形的大小，一系列呈現(xiàn)完畢后按順序報告三角形的顏色，接著進(jìn)行下個系列（如圖1所示）。實驗前先有一組練習(xí)，之后共有9個系列。對被試報告全過程進(jìn)行錄音，記錄被試的正確回憶個數(shù)。

圖1..一個Trial流程圖

（二）正式實驗

1.被試

選取預(yù)備實驗中正確回憶個數(shù)為5個及以上的被試劃入高工作記憶組，共30人，正確回憶個數(shù)為3個及以下的被試劃入低工作記憶組，共32人。

2.實驗材料（見附錄1）

模運算測試一：用E-prime2.0進(jìn)行編程，分為簡單題目【一位數(shù)無需借位，如：8≡4（mod 2）】和復(fù)雜題目【兩位數(shù)需借位，如：63≡19（mod 3） 】兩種，各11道題；題目意思是“≡”左邊的數(shù)減右邊的數(shù)再除以括號中的數(shù)；為平衡設(shè)計，各類題目中有一半商為整數(shù)，一半為非整數(shù)；測試前有4道練習(xí)題，其中2道簡單題，2道復(fù)雜題；題目均隨機(jī)呈現(xiàn)。

模運算測試二：形式同上，題目難度相近；測試前有2道練習(xí)題，其中1道簡單題，1道復(fù)雜題。

推理測驗：從瑞文標(biāo)準(zhǔn)推理測驗中選取單數(shù)圖片30張，運用E-prime2.0編程；測試有5道練習(xí)；題目均按照從易到難的順序依次呈現(xiàn)。

3.實驗器材

華碩筆記本電腦兩臺，屏幕大小均為14.1英寸。

4.實驗設(shè)計

模運算實驗采用2×2×2的混合設(shè)計，自變量為工作記憶（分為高、低兩組）、壓力情境（分為高、低兩種）、模運算種類（分為簡單、復(fù)雜兩種），因變量為模運算正確率和反應(yīng)時。

推理實驗采用2×2的被試間設(shè)計，自變量為工作記憶（分高、低兩組）和壓力情境（分高、低兩種），因變量為推理測驗正確率和反應(yīng)時。

因為被試在做實驗中不可能絕對沒有壓力，主試或環(huán)境等因素也有可能對被試造成一定的壓力，所以這里用高、低來表示壓力程度。

5.實驗過程

任務(wù)一：在正常的實驗環(huán)境下，分別讓高、低工作記憶個體進(jìn)行模運算一的測試，若商為整數(shù)，則按D鍵；若商為非整數(shù)，則按C鍵；判斷完畢，按任意鍵開始下一題；要求默算，單手操作，又快又準(zhǔn)地進(jìn)行作答。

任務(wù)二：在正常的實驗環(huán)境下，隨機(jī)抽取高工作記憶者15人和低工作記憶者16人進(jìn)行推理測驗，填補大圖中的缺失部分，從而使整個圖案合理完整，用鍵盤輸入該圖案對應(yīng)序號；之后，按Enter鍵開始下一題；要求又快又準(zhǔn)地作答，左手選擇序號，右手按Enter鍵。

實驗結(jié)束后，統(tǒng)計被試正確率和反應(yīng)時。

一星期后再次進(jìn)行實驗。實驗前告知被試由于其上次成績優(yōu)異，希望再次配合實驗。

任務(wù)三：運用模運算二進(jìn)行實驗；隨機(jī)搭配，兩人一組競賽，告知贏的人將獲得獎勵，輸?shù)娜藢⑹艿綉土P；每位被試身后都有一名主試進(jìn)行全程監(jiān)督；其他過程同任務(wù)一。

任務(wù)四：選取未參加任務(wù)二的被試進(jìn)行實驗，兩人一組競賽，告知贏的人將獲得獎勵，輸?shù)娜藢⑹艿綉土P；每位被試身后都有一名主試進(jìn)行全程監(jiān)督；其他過程同任務(wù)二。

實驗結(jié)束后，向被試詢問實驗感受，解釋實驗?zāi)康?，要求其保密，并贈送小禮品。

為防止被試的流失，任務(wù)一、二可同一次進(jìn)行，任務(wù)三、四同一次進(jìn)行。為防止順序誤差，同一次參加兩項任務(wù)的實驗者一半先進(jìn)行模運算，一半先進(jìn)行推理測驗。

6.實驗處理

用SPSS16.0對實驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。模運算實驗結(jié)果采用混合設(shè)計的重復(fù)測量方差分析；推理測驗實驗結(jié)果采用被試間二因素方差分析。

三、結(jié)果

（一）模運算結(jié)果

如表2所示，壓力情境的主效應(yīng)顯著，結(jié)合表1可以看出，低壓力情境下被試的模運算正確率優(yōu)于高壓力情境下的正確率。壓力情境和工作記憶組別的交互作用呈邊緣顯著，圖2顯示低工作記憶組在低壓力情境下的模運算正確率低于高工作記憶組，而在高壓力情境下卻顯著高于高工作記憶組。模運算主效應(yīng)顯著，簡單模運算正確率高于復(fù)雜模運算，且如圖3所示，高壓力情境下的復(fù)雜模運算正確率的下降幅度明顯比簡單模運算大。高低工作記憶組和模運算種類的交互作用不顯著；工作記憶組組別、模運算種類和壓力情境三者間的交互作用不顯著。

對反應(yīng)時的重復(fù)測量方差分析顯示，模運算種類的主效應(yīng)顯著，且簡單模運算反應(yīng)時低于復(fù)雜模運算反應(yīng)時，其余均不顯著。因此，結(jié)果并不是由正確率與反應(yīng)時的權(quán)衡所引起的。

（二）推理運算結(jié)果

表3.推理測驗正確率的描述統(tǒng)計分析

推理測驗正確率

N

M

SD

低壓力情境下低工作記憶組

16

0.646

0.204

低壓力情境下高工作記憶組

15

0.793

0.087

高壓力情境下低工作記憶組

16

0.730

0.149

高壓力情境下高工作記憶組

15

0.707

0.088

表4.推理測驗正確率的方差分析

Source

SS

df

MS

F

p

高低工作記憶組

0.060

1

0.058

2.964

0.900

壓力情境

2.033

1

2.033

0.001

0.975

高工作記憶組*壓力情境

0.113

1

0.113

5.606

0.021

圖4.高低壓力情境下高低工作記憶組推理正確率

如表4所示，高低工作記憶組和壓力情境交互作用顯著。低工作記憶組在高壓情境下的推理測試正確率高于在低壓情境下的；而高工作記憶組在高壓情境下的推理測試正確率卻低于在低壓情境下的，甚至低于低工作記憶組的成績。

方差分析顯示，反應(yīng)時的差異不顯著，因此，結(jié)果并不是由正確率與反應(yīng)時的權(quán)衡所引起的。

四、分析與討論

方差分析結(jié)果顯示，高壓力情境下，被試的模運算成績有所下降，這是因為壓力情境給被試造成了一定程度的緊張或焦慮，轉(zhuǎn)移了被試有限的注意資源，影響了被試的實驗進(jìn)行。對于競爭、獎懲方式或主試的監(jiān)督是否對被試造成壓力，實驗結(jié)束后被試的回答是肯定的。在低壓力情境下，高工作記憶組模運算成績優(yōu)于低工作記憶組，但在高壓力情境下，高工作記憶組的模運算成績顯著下降，甚至低于低工作記憶組的模運算成績，這說明高工作記憶組發(fā)生了壓力下“Choking”現(xiàn)象，進(jìn)一步驗證了Beilock和Carr以及Gimmig等人的實驗結(jié)果。推理測驗結(jié)果也顯示，高工作記憶組出現(xiàn)了壓力下“Choking”現(xiàn)象，但壓力情境的主效應(yīng)不顯著。低工作記憶者在高壓力情境下，推理測驗成績反而升高。模運算和推理測驗本身要受工作記憶影響，占用工作記憶的資源。在高壓力情境下，指導(dǎo)語“您之前的實驗成績非常優(yōu)秀”使被試對之后的實驗有了較高期望，并且競爭環(huán)境和懲罰令被試對作業(yè)任務(wù)產(chǎn)生擔(dān)憂，他們通常會增加額外的努力來控制任務(wù)操作，這些都占用了個體的一部分工作記憶資源，而個體的工作記憶資源有限，此時工作記憶控制與當(dāng)前實驗相關(guān)的信息并抑制與實驗無關(guān)的信息的能力受到干擾，作業(yè)成績自然下降。然而，在低壓力情境下，個體的工作記憶資源全部用于實驗任務(wù)的執(zhí)行操作，實驗成績不受影響。對于工作記憶高的個體而言，對當(dāng)前任務(wù)的控制和抑制無關(guān)任務(wù)的能力要優(yōu)于工作記憶低的個體，這是高工作記憶者在低壓力情境下成績較好的原因。不難看出，壓力對低工作記憶個體的影響較高工作記憶個體小，低工作記憶個體較少依賴工作記憶資源，因此當(dāng)壓力占用了部分工作記憶資源時，低工作記憶者不容易發(fā)生壓力下“Choking”或者現(xiàn)象不明顯。同樣，用雙加工理論也能很好地解釋此現(xiàn)象。雙加工理論分離了兩種加工——聯(lián)想加工和基于規(guī)則的加工［10］。聯(lián)想加工也即自動化的加工，對工作記憶資源需求較少；基于規(guī)則的加工也即控制加工。壓力的作用相當(dāng)于產(chǎn)生一個雙任務(wù)情境，一是控制當(dāng)前任務(wù)的執(zhí)行，二是對任務(wù)的擔(dān)憂。因此，當(dāng)增加一個第二任務(wù)時，工作記憶高的個體受到影響，而工作記憶低的個體不受或少受影響。

經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，簡單模運算正確率要高于復(fù)雜模運算，復(fù)雜模運算反應(yīng)時長于簡單模運算，復(fù)雜模運算的雙位數(shù)借位過程增加了題目難度，也就延長了反應(yīng)時間，卻沒有使復(fù)雜模運算的正確率有所提升。復(fù)雜模運算更多受到壓力情境的影響，在高壓力情境下成績顯著下降；與之相反，簡單模運算在高壓力情境下模運算成績下降趨勢很小。簡單模運算都是非常熟悉的個位數(shù)運算，更多采用自動化加工，較少需要控制，也就需要較少的工作記憶資源參與，使壓力享有更多的工作記憶資源，因而實驗成績受影響程度低?？墒?，復(fù)雜模運算卻要消耗較多的工作記憶資源以更好地控制實驗的進(jìn)行。上述結(jié)果與前人的研究一致，有所區(qū)別的是：在模運算過程中，低工作記憶者也發(fā)生了壓力下“Choking”現(xiàn)象，但效果不明顯；工作記憶和模運算種類以及壓力情境三者間的交互作用不顯著。這可能是由于被試量偏小，工作記憶題目的數(shù)量不足，使工作記憶組別間的差異縮小；或者，簡單模運算雖較多運用自動化加工，但對于一些被試來說，模運算仍是新異的刺激，他們起初仍舊需要較多的工作記憶資源來參與；再者，壓力情境影響的持續(xù)效應(yīng)減弱，隨著實驗的進(jìn)行，被試更多注意實驗任務(wù)本身，對外在壓力感受削弱。希望今后的研究可以盡量避免如上所述的問題，使實驗過程更加完善，實驗結(jié)果更加精確。

從工作記憶個體差異的篩選實驗報告中發(fā)現(xiàn)，一些被試能清楚記憶顏色的種類，但順序有所顛倒，或者容易將臨近顏色回憶成一類，這些現(xiàn)象可能涉及到錯誤記憶，有待作進(jìn)一步論證。

目前有關(guān)壓力下“Choking”的研究大都采用行為實驗的方式，很少涉及現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)技術(shù)，而借助于這些技術(shù)，有助于更精確地理解工作記憶和壓力下“Choking”的關(guān)系。因而，將來的另一個研究方向可能是應(yīng)用FMRI等神經(jīng)成像技術(shù)對壓力下“Choking”的大腦活動進(jìn)行研究，以探討這種現(xiàn)象的腦機(jī)制，從而更深入地理解這個問題。研究至此，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，希望未來的研究焦點可以轉(zhuǎn)向如何對壓力下“Choking”實施干擾或控制，使更多“反勝為敗”的悲劇不再上演，以便更有效地應(yīng)對高壓力測試情境。

五、結(jié)論

（一）高工作記憶組在高壓情境下模運算正確率顯著低于低壓情境下的模運算正確率，甚至比低工作記憶者的成績更低；復(fù)雜模運算正確率較簡單模運算正確率來說，更多受壓力情境的影響，且在高壓力情境下，復(fù)雜模運算成績與簡單模運算成績相比顯著下降。

（二）低工作記憶組在高壓情境下的推理測試正確率高于在低壓情境下的；而高工作記憶組在高壓情境下的推理測試正確率卻低于在低壓情境下的，甚至低于低工作記憶組的正確率。

注：本文系新疆自治區(qū)普通高校人文社會科學(xué)重點研究基地新疆教師教育研究中心項目“新疆少數(shù)民族雙語教師課堂教學(xué)行為有效性評價研究”（040512B01）；新疆維吾爾自治區(qū)高校科研計劃項目“聾校語文教師課堂有效教學(xué)行為的實證研究”（XJEDU2011S33）；新疆師范大學(xué)發(fā)展與教育心理學(xué)重點學(xué)科基金資助。

［1］王恩國,劉昌,趙國祥.數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)困難兒童的加工速度與工作記憶［J］.心理科學(xué),2008, 31(4): 856-860.

［2］Baddeley A. Working memory［J］.Science,1992, 255:556-559.

［3］魯忠義,杜建政,劉學(xué)華.工作記憶模型的第四個組成部分——情景緩沖器［J］.心理科學(xué),2008,31(1):239-241.

［4］段小菊,施建農(nóng),冉瑜英.8歲到成年期工作記憶廣度的發(fā)展［J］.心理科學(xué),2009,32(2):324 -326.

［5］羅良,沃建中,林崇德.人類工作記憶廣度個體差異的機(jī)制［J］.心理發(fā)展與教育,2006,1:122 -126.

［6］Gimmig D, Huguet P, Caverni J P, Cury F.Choking under pressure and working memory capacity: When performance pressure reduces fluid intelligence［J］. Psychonomic Bulletin & Review, 2006, 3:1005-1010.

［7］陳亞林,劉昌.有關(guān)工作記憶的壓力下“Choking” ［J］.心理科學(xué)進(jìn)展,2009,17(4):691-698.

［8］Rosenthal H E S, Crisp R J.Choking under pressure: When an additional positive stereotype affects performance for domain identified male mathematics students［J］. European Journal of Psychology of Education, 2007, 22(3):317–326.

［9］Beilock S L, Carr T H.When high-powered people fail: Working memory and “choking under pressure” in math［J］. Psychological Science, 2005, 16:101–105.

［10］Barrett L F, Tugade M M, Engle R W.Individual differences in working memory capacity and dual-process theories of the mind［J］. Psychological Bulletin, 2004, 130:553–573.

欄目編輯 / 丁 堯.終校 / 黃才玲

附錄——實驗材料（部分）

1.簡單模運算

2.復(fù)雜模運算

3.推理測驗

表1.模運算正確率的描述統(tǒng)計分析

模運算正確率

N

M

SD

低壓力情境下

62

0.908

0.091

高壓力情境下

62

0.865

0.080

低壓力情境下低工作記憶組

32

0.897

0.097

低壓力情境下高工作記憶組

30

0.919

0.085

高壓力情境下低工作記憶組

32

0.876

0.081

高壓力情境下高工作記憶組

30

0.853

0.079

低壓力情境下簡單模運算

62

0.948

0.086

低壓力情境下復(fù)雜模運算

62

0.868

0.133

高壓力情境下簡單模運算

62

0.942

0.089

高壓力情境下復(fù)雜模運算

62

0.788

0.115

表2.模運算正確率的方差分析

Source

df

MS

F

p

壓力情境

1

0.117

14.281

0.000

壓力情境*工作記憶組組別

1

0.310

3.797

0.056

模運算種類

1

0.854

82.346

0.000

模運算種類*工作記憶組組別

1

0.019

1.845

0.179

壓力情境*模運算種類

1

0.085

13.336

0.001

壓力情境*模運算種類*工作記憶組組別

1

0.000

0.036

0.851

圖2.高低工作記憶組在高低壓力情境下模運算正確率

圖3.高低壓力情境下簡單復(fù)雜模運算正確率