兒童早期工作記憶發(fā)展研究

程陽春

摘要：工作記憶在許多認(rèn)知過程中發(fā)揮著重要作用，并且在認(rèn)知因素的發(fā)展中是一個(gè)關(guān)鍵的影響因素。工作記憶的測(cè)量對(duì)于預(yù)測(cè)兒童潛力和表現(xiàn)有普適意義。本文通過厘清工作記憶的概念、兒童工作記憶的發(fā)展脈絡(luò)、工作記憶研究本身具有的意義，努力為日后的研究提供理論借鑒。

關(guān)鍵詞：兒童早期 工作記憶 發(fā)展研究

一、工作記憶的概念界定

所謂工作記憶，就是一個(gè)將信息的存儲(chǔ)與操作結(jié)合起來的多成分的系統(tǒng)，也是構(gòu)成各種認(rèn)知過程，如感覺、注意、記憶、元認(rèn)知等的更深層次的認(rèn)知機(jī)制。

（一）工作記憶涵義的演變

工作記憶一詞，最先由Miller，Galanter，and Pribram在其經(jīng)典之作《計(jì)劃與行為結(jié)構(gòu)》提出，之后該詞被用于模型計(jì)算方法和動(dòng)物學(xué)習(xí)行為的研究之中，后者要求作為研究對(duì)象的動(dòng)作在同一天中的不同的試驗(yàn)中保持信息。在認(rèn)知心理學(xué)領(lǐng)域，這一詞意指涉及信息的短暫保持與操作的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)。

其中，Atkinson和Shiffrin將工作記憶指作一個(gè)單一的存儲(chǔ)器。之后的學(xué)者在此基礎(chǔ)上，提出工作記憶是一個(gè)集信息的存儲(chǔ)和操作為一體的系統(tǒng)。這些研究者通過使用一系列的對(duì)以上兩個(gè)方面提出要求的任務(wù)研究工作記憶的這兩個(gè)功能，并通過研究中體現(xiàn)的個(gè)體差異研究工作記憶在一系列復(fù)雜的認(rèn)知任務(wù)中的作用。

而Baddeley和Hiteh則認(rèn)為工作記憶是一個(gè)多成分的系統(tǒng)。這種模型所述的工作記憶與基于個(gè)體差異研究的工作記憶并沒有決然割裂開來。但這一模型強(qiáng)調(diào)的是工作記憶的各個(gè)成分，并將工作記憶與神經(jīng)心理學(xué)緊密聯(lián)系起來，它也成了研究工作記憶中運(yùn)用最普遍的模型。

（二）Baddelev的工作記憶模型

Baddeley認(rèn)為，工作記憶是一個(gè)存儲(chǔ)和處理信息的系統(tǒng)，它由以下三個(gè)成分組成：語音環(huán)路，負(fù)責(zé)保持和操作以語音為基礎(chǔ)的信息：視空間模板，負(fù)責(zé)保持和操作以視覺和空間信息為基礎(chǔ)的信息：以及中央執(zhí)行功能，一個(gè)負(fù)責(zé)協(xié)助以上兩個(gè)子系統(tǒng)的注意控制系統(tǒng)。在后來的改進(jìn)中，Baddelev在三個(gè)成分之外引入了情景緩沖器這一成分，以整合工作記憶與長(zhǎng)時(shí)記憶。

其中，語音環(huán)路可能是工作記憶各成分中最簡(jiǎn)單同時(shí)最被廣泛研究的一個(gè)成分。它假設(shè)的是存在一個(gè)語音存儲(chǔ)器，在這個(gè)存儲(chǔ)器中，除非這些記錄被一個(gè)能夠通過默讀練習(xí)喚醒記憶記錄的發(fā)音控制過程激活，記憶的記錄將在兩秒之后消退。在通過默讀來命名看到的刺激物并因此將之登記在語音存儲(chǔ)器中，也會(huì)這樣。

視空間模板包括兩個(gè)方面：視覺的和空間的，前者處理物體的表面特征，后者關(guān)注的是位置和方向。

中央執(zhí)行功能在工作記憶中是最復(fù)雜的成分。它不僅僅用于協(xié)調(diào)兩個(gè)子成分，還有其他功能，包括注意控制、轉(zhuǎn)制和提取計(jì)劃等。另外，研究者通過驗(yàn)證性因素分析發(fā)現(xiàn)中央執(zhí)行功能可以分成至少三個(gè)部分：抑制、刷新和轉(zhuǎn)換。

當(dāng)然，除了Baddeley的模型外，也存在其他工作記憶的模型，例如，Cowan就將工作記憶系統(tǒng)視作長(zhǎng)時(shí)記憶的激活部分、注意力的集中，以及一系列中短時(shí)間內(nèi)保存信息的感覺緩沖器。在這一意義上，他將被動(dòng)地保存信息的存儲(chǔ)系統(tǒng)與主動(dòng)地在完成加工信息的要求的過程中操作信息的系統(tǒng)分開來。前者與Baddeley的模型的兩個(gè)子系統(tǒng)（語音環(huán)路和視空間模板）對(duì)應(yīng)起來了，而后起與中央執(zhí)行功能的作用是對(duì)應(yīng)的。為了簡(jiǎn)便，筆者不對(duì)工作系統(tǒng)的本質(zhì)進(jìn)行探討，即工作記憶是否獨(dú)立于長(zhǎng)時(shí)記憶，還是激活長(zhǎng)時(shí)記憶的一個(gè)部分。筆者所指的語音回路只測(cè)量所需要的語音材料的被動(dòng)的存儲(chǔ)，視空間模板只測(cè)量所需要的視覺空間材料，而中央執(zhí)行功能則通過同時(shí)需要對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)和加工的系統(tǒng)任務(wù)進(jìn)行測(cè)量（例如，以相反的順序說出聽到的數(shù)字）。

（三）臨近概念區(qū)分

1.工作記憶與IQ

已有大量研究證明工作記憶與流體智力（Gf）共用神經(jīng)層，如前額葉和頂葉皮層。流體智力是一個(gè)幫助我們解決問題、適應(yīng)環(huán)境變化及展現(xiàn)思維的靈活性的復(fù)雜認(rèn)知技能。它與晶體智力（Cf）一起構(gòu)成一般的智力，其中流體智力通過使用與問題解決、模式匹配和推理相關(guān)的任務(wù)進(jìn)行測(cè)量。而晶體智力通過使用與文字能力、語言發(fā)展和學(xué)業(yè)成績(jī)相關(guān)的任務(wù)進(jìn)行測(cè)量。

有一部分的研究者認(rèn)為工作記憶與智力關(guān)系密切，以至于可以將它們視為類似能力。大量的研究證明，盡管工作記憶在測(cè)量工具上與智力有相同的地方，但它代表的是不同的能力。在對(duì)大量文獻(xiàn)進(jìn)行原分析的基礎(chǔ)上，Ackerman，Beier和Boyle指出，工作記憶與流體智力平均有20%的變量是相同的。這說明這工作記憶與流體智力并不是同義的，而且工作記憶所代表的認(rèn)知技能與IQ所代表的大有不同。同時(shí)，這可以解釋工作記憶的訓(xùn)練為什么可以提高智商。

2.7工作記憶與短時(shí)記憶

與短時(shí)記憶相比，工作記憶是一個(gè)更加復(fù)雜和動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，它不僅包括了存儲(chǔ)功能，還包括了執(zhí)行功能，如注意、抑制和轉(zhuǎn)換等。另外，有些研究者認(rèn)為短時(shí)記憶是工作記憶的存儲(chǔ)部分。在多成分模型中，語言和視覺一空間記憶對(duì)應(yīng)的是語音環(huán)路和視空間模板?？梢?，在短時(shí)記憶的基礎(chǔ)上提出來的工作記憶，與短時(shí)記憶有繼承與發(fā)展的關(guān)系。工作記憶的語音環(huán)路和視空間模板都有涉及短時(shí)記憶的部分，即關(guān)于信息的存儲(chǔ)的部分，而工作記憶在短時(shí)記憶之外，承載著加工或操作信息的任務(wù)。

二、兒童工作記憶的發(fā)展

（一）工作記憶的萌發(fā)

Reznick，J.S.等人設(shè)計(jì)了一實(shí)驗(yàn)，研究26名4.5至6.5個(gè)月大的嬰兒的工作記憶的萌發(fā)。實(shí)驗(yàn)工具是一塊大的板子，板子中間有一個(gè)窺視孔，兩邊挖了兩個(gè)大的“窗戶”，窗戶上面貼有“窗簾”（如下圖）。在實(shí)驗(yàn)開始的時(shí)候，實(shí)驗(yàn)者把窗簾拉開，將自己的臉放在其中一扇窗戶里，吸引嬰兒的注意。當(dāng)確定嬰兒注意到她之后，實(shí)驗(yàn)者重新蓋上窗簾，然后在板子的上方很明顯地?cái)[手，并通過窺視孔確定嬰兒有注意到她的擺手行為。然后將實(shí)驗(yàn)計(jì)劃重復(fù)試驗(yàn)，只是改變實(shí)驗(yàn)者的臉出現(xiàn)的窗戶位置。研究者對(duì)嬰兒重新蓋上窗簾的兩三秒鐘的第一次凝視的方位（左邊窗戶、右邊窗戶還是其他地方——手?jǐn)[動(dòng)的地方，等等）進(jìn)行編碼。研究發(fā)現(xiàn)，嬰兒在5.5個(gè)月之后的表現(xiàn)更好，且表現(xiàn)隨著年齡的增長(zhǎng)更好。這些發(fā)現(xiàn)表明，對(duì)于大多數(shù)嬰兒來說，工作記憶的萌發(fā)是在6個(gè)月的中旬。

（二）工作記憶的發(fā)展

在嬰兒期工作記憶萌發(fā)之后，幼兒的工作記憶不斷得到發(fā)展和形成。Allowav等人通過6個(gè)短時(shí)記憶任務(wù)——數(shù)字回憶任務(wù)（digit recall task）、文字回憶任務(wù)（word recall）、無意義文字回憶任務(wù)（nonword recalltask）、矩陣任務(wù)（dotmatrixtask）、迷宮任務(wù)（mazesmemo～）和積木回憶任務(wù)（block recalltask）；3個(gè)語音環(huán)路工作記憶任務(wù)——聽寫任務(wù)（1istcning recall task），數(shù)形狀回憶任務(wù)（counting recalltask）和數(shù)字倒數(shù)任務(wù)（back—wards digit recall task）：和3個(gè)視空間模板工作記憶任務(wù)——找出不同的形狀任務(wù)（odd-one-out task），x先生任務(wù)（Mr，Xtask）和空間廣度任務(wù)（spatial spantask），對(duì)709名4至12歲的小學(xué)生進(jìn)行了工作記憶方面的測(cè)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，到4歲的時(shí)候，所有兒童的工作記憶的成分都已經(jīng)到位。

（三）工作記憶在不同年齡階段幼兒學(xué)習(xí)中的作用

雖然工作記憶在兒童4歲時(shí)已經(jīng)完全形成了，但它在不同年齡階段的兒童的學(xué)習(xí)中發(fā)揮的作用也有微妙的變化。Allowav在考察5歲和9歲在工作記憶方面存在困難的兒童時(shí)發(fā)現(xiàn)，大年齡組的兒童在標(biāo)準(zhǔn)的語文和數(shù)學(xué)測(cè)試中表現(xiàn)得更加糟糕。而且這種存在困難的工作記憶能力似乎是隨著發(fā)展不斷累積的，并隨著兒童年齡的增長(zhǎng)產(chǎn)生更困難。也可能是因?yàn)檩^小在兒童更可能在教室里獲得成人額外的幫助。而當(dāng)他們慢慢長(zhǎng)大時(shí)，他們需要更自主地學(xué)習(xí)，且教師講授的內(nèi)容更復(fù)雜，更需要工作記憶的作用，這是工作記憶對(duì)正式學(xué)業(yè)成就有影響的一個(gè)重要方面。

三、工作記憶研究的意義

（一）測(cè)量的普適性

工作記憶的測(cè)量是一個(gè)關(guān)于兒童潛力和表現(xiàn)一個(gè)兒童兒童能力的相對(duì)純粹的測(cè)量。而10受兒童的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素影響，如母親的教育水平、照料者對(duì)教育的態(tài)度及文化差異。也就是說，在以上方面處境不利的兒童在IO測(cè)試中也會(huì)處于不利的境地。

另外，研究者在說英語的人群中發(fā)現(xiàn)的工作記憶的發(fā)展軌跡，在不同的語言群體和經(jīng)濟(jì)背景中也是相同的。當(dāng)研究者用同一套工作記憶的測(cè)量工具（AWMA）的不同翻譯版本對(duì)說荷蘭語、土耳其語的、意大利語的、葡萄牙語的和西班牙語的兒童進(jìn)行測(cè)試時(shí)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，工作記憶在兩個(gè)關(guān)鍵發(fā)展時(shí)期（5至7歲和8歲10歲）的發(fā)展軌跡在不同的語言和經(jīng)濟(jì)地位群體中非常類似。這個(gè)文化普適性的模式發(fā)現(xiàn)，工作記憶代表一個(gè)不大受環(huán)境因素影響的流體認(rèn)知技能，與特別存在跨文化和經(jīng)濟(jì)差異的IO分?jǐn)?shù)大為不同。

（二）作為認(rèn)知機(jī)制的作用

工作記憶在許多認(rèn)知過程中發(fā)揮著重要作用，并且在認(rèn)知因素的發(fā)展中是一個(gè)關(guān)鍵的影響因素。另外，工作記憶有利于人們解決學(xué)習(xí)更深層的認(rèn)知機(jī)制。大多數(shù)人的學(xué)習(xí)都與一個(gè)或多個(gè)認(rèn)知加工過程緊密相關(guān)，比如感知覺、注意力、記憶力或元認(rèn)知能力。但是，這些認(rèn)知過程更為深層的認(rèn)知機(jī)制是什么，卻鮮有人知道。為了更進(jìn)一步了解學(xué)習(xí)或?qū)W習(xí)困難的本質(zhì)，找出這些機(jī)制非常重要，于是工作記憶作為其中的一種機(jī)制，與學(xué)習(xí)之間存在何種聯(lián)結(jié)，就成了備受研究者關(guān)注的領(lǐng)域。