張紅段　王玉璇　胡冬梅　李紅霞　司繼偉

（山東師范大學(xué)心理學(xué)院，濟(jì)南 250014）

場認(rèn)知風(fēng)格、中央執(zhí)行成分影響個體算術(shù)策略運用的眼動研究

張紅段王玉璇胡冬梅李紅霞司繼偉

（山東師范大學(xué)心理學(xué)院，濟(jì)南 250014）

采用選擇/無選法并結(jié)合眼動技術(shù)，探討場獨立/場依存?zhèn)€體在乘法估算策略運用上是否存在差異，以及這種差異與不同中央執(zhí)行成分（抑制、轉(zhuǎn)換和更新）之間的聯(lián)系。結(jié)果表明：（1）在最佳策略選擇條件下，場獨立型個體對各個興趣區(qū)的注視持續(xù)時間顯著長于場依存?zhèn)€體；（2）抑制和轉(zhuǎn)換能力與被試在策略運用時的眼動指標(biāo)相關(guān)較強(qiáng)。這說明場依存/場獨立認(rèn)知風(fēng)格可能在行為層面對算術(shù)策略運用不會造成顯著影響，而抑制和轉(zhuǎn)換功能對策略運用的限制作用明顯。

策略運用；認(rèn)知風(fēng)格；中央執(zhí)行成分；選擇/無選法

1　問題提出

認(rèn)知風(fēng)格是個體信息加工過程中偏愛的方式和方法，場獨立型個體以自我作為參照物，心理分化水平較高；場依存型個體以“場”作為參照物，容易受外界環(huán)境的影響［1］。研究表明，無論在對目標(biāo)刺激的選擇反應(yīng)任務(wù)中［2］，還是在算術(shù)問題提出能力上［3］，場獨立型被試表現(xiàn)優(yōu)于場依存被試；在無干擾刺激時，場獨立被試的數(shù)量估計的反應(yīng)時顯著短于場依存被試，當(dāng)干擾刺激是靶刺激的2倍時，場獨立被試的估計準(zhǔn)確性高于場依存被試［4］。策略是個體為完成某個目標(biāo)或達(dá)到更高的水平，在問題空間內(nèi)進(jìn)行的一系列操作搜索，使用策略不同，行為結(jié)果就會有所差異［5］，場依存被試的算術(shù)表現(xiàn)差于場獨立被試，是否由于場獨立被試在算術(shù)策略選擇或策略執(zhí)行時，就已經(jīng)存在優(yōu)勢了呢？賈國敬對此問題進(jìn)行了探討，在其研究中，要求被試使用上調(diào)策略和下調(diào)策略對問題進(jìn)行解答，上調(diào)策略是將兩個乘數(shù)都向上調(diào)整到最接近的整十?dāng)?shù)，然后相乘，下調(diào)策略是將兩個乘數(shù)的個位數(shù)字舍去，兩個整十?dāng)?shù)相乘［6］。結(jié)果發(fā)現(xiàn)場獨立被試在兩種策略執(zhí)行速度上明顯快于場依存被試，在根據(jù)不同的題目選擇合適的策略的能力上，場獨立被試強(qiáng)于場依存被試，這在一定程度上說明了認(rèn)知風(fēng)格可能會對估算策略運用產(chǎn)生影響，但是該領(lǐng)域的研究相對較少，本研究將進(jìn)一步去探討這個問題。

抑制是對無關(guān)信息和不適宜的優(yōu)勢反應(yīng)的壓抑和阻止的能力，轉(zhuǎn)換是在不同任務(wù)、操作之間靈活轉(zhuǎn)換的能力，刷新是對工作記憶內(nèi)容的監(jiān)控和更新的能力，它們同屬于中央執(zhí)行成分。Hodzik和Lemaire發(fā)現(xiàn)抑制和轉(zhuǎn)換能力會影響被試策略使用的數(shù)量和最佳策略的選擇［7］。陳英和和王明怡也指出，抑制能力高的兒童會更多使用提取策略，轉(zhuǎn)換能力高的兒童會根據(jù)中央執(zhí)行負(fù)荷的有無，靈活地轉(zhuǎn)變策略，刷新功能高的兒童在有中央執(zhí)行負(fù)荷時，策略執(zhí)行的正確率較高［8］。關(guān)于策略轉(zhuǎn)換代價的研究［5，9，10，11］，也說明抑制和轉(zhuǎn)換能力對策略形成的重要作用。近年來，關(guān)于認(rèn)知風(fēng)格與工作記憶能力之間關(guān)系的研究也取得相應(yīng)的進(jìn)展，研究者普遍認(rèn)為，場認(rèn)知風(fēng)格中涉及中央執(zhí)行［12］，場獨立型個體信息提取能力強(qiáng)［13］，在抑制和注意分配上優(yōu)于場依存型個體［3，14，15］?？傊陨涎芯空f明了中央執(zhí)行成分會影響個體的策略運用，場獨立和場依存?zhèn)€體在工作記憶資源的利用上有差異，那么場獨立型個體在抑制、轉(zhuǎn)換和刷新三種基本執(zhí)行功能上是否優(yōu)于場依存?zhèn)€體，認(rèn)知風(fēng)格是否通過中央執(zhí)行對策略運用發(fā)揮作用呢？本研究目的之二便是嘗試性地對上述問題作出回答。

策略運用包括策略分布（每種策略被使用的頻率）、策略執(zhí)行（個體使用特定策略去解決問題所表現(xiàn)出來的反應(yīng)時間和準(zhǔn)確率）與策略選擇（個體選擇策略的過程）。選擇/無選法是Siegler和Lemaire發(fā)展出來的新興的策略運用的研究范式［16］，包括兩類實驗條件：選擇條件，即被試在問題解決過程中可以自由選擇自己要使用的策略；無選擇條件，被試在該條件下必須按照指導(dǎo)語用規(guī)定好的策略來解決問題。無選條件的數(shù)目和選擇條件下被試可以選擇的策略數(shù)目是相等的。根據(jù)我們所研究的估算問題，在策略適應(yīng)性的考察上，增設(shè)了最佳選擇條件，在該條件下被試要選擇一種精確的策略，該策略所得到的結(jié)果和正確答案最接近。眼動技術(shù)可以作為一種輔助工具，去分析個體在問題解決過程中所使用的策略［17］。

本研究旨在采用選擇/無選法，結(jié)合眼動技術(shù)，考察認(rèn)知風(fēng)格和中央執(zhí)行成分（抑制、轉(zhuǎn)換和刷新）對估算策略運用的潛在影響，并進(jìn)一步探究認(rèn)知風(fēng)格是否通過中央執(zhí)行對策略運用發(fā)揮作用。

2　方法

2.1被試

對從某高校隨機(jī)選取的60名大學(xué)生進(jìn)行施測，采用鑲嵌圖形測驗，選出場獨立型個體20名，場依存型個體17名，其中男生10名，女生27名，年齡18～20歲，所有被試的視力或矯正視力正常。

2.2實驗設(shè)計

眼動實驗采用2（認(rèn)知風(fēng)格：場獨立、場依存）×4（策略運用條件：自由選擇條件、最佳選擇條件、無選上調(diào)條件、無選下調(diào)條件）混合實驗設(shè)計，自變量為認(rèn)知風(fēng)格和策略運用條件。其中認(rèn)知風(fēng)格為被試間變量，策略運用條件為被試內(nèi)變量。因變量為被試問題解決的反應(yīng)時和正確率，以及對各個興趣區(qū)的注視次數(shù)和總注視時間。

2.3實驗材料與儀器

2.3.1認(rèn)知風(fēng)格測驗

采用北京師范大學(xué)孟慶茂等人［18］修訂的鑲嵌圖形測驗（GEFT），要求被試從復(fù)雜的圖形中找出指定的簡單的圖形，分3部分，每部分限時4分鐘，第一部分為測驗練習(xí)，不計入總分，第二、三部分各10道題。在計分方式上，前2道題各計0.5分，3、4題各計1分，5～10題各計1.5分，滿分24分。此測驗為團(tuán)體施測，被試得分是正態(tài)分布，選取得分在前30%的學(xué)生為場獨立型，得分在后30%的學(xué)生為場依存型（場獨立和場依存?zhèn)€體在測驗上的平均分與標(biāo)準(zhǔn)差分別為21.33±1.29，10.65±2.60，進(jìn)行獨立樣本t檢驗，兩者差異顯著，t=15.39，p＜0.001）。

2.3.2估算題目

60道兩位數(shù)整數(shù)乘法問題，30道為混合性問題（一個乘數(shù)的個位數(shù)字小于5，一個乘數(shù)的個位數(shù)字大于5，如48×53），15道為上調(diào)題目（兩個乘數(shù)的個位數(shù)字都大于5，如47×58），15道為下調(diào)題目（兩個乘數(shù)的個位數(shù)字都小于5，如41×52）。上調(diào)題目運用上調(diào)策略為最佳策略，下調(diào)題目運用下調(diào)策略為最佳策略。上調(diào)策略是把兩個乘數(shù)的十位數(shù)字向上調(diào)整1個單位，個位變成0，然后相乘，如47×58運用上調(diào)策略解答時，將47變成50，將58變成60，計算50×60=3000；下調(diào)策略是把兩個乘數(shù)的個位數(shù)字變成0，十位數(shù)不變，然后相乘，如47×58，使用下調(diào)策略時，將47變成40，將58變成50，計算40×50=2000。算術(shù)題Arial字體，180號，加粗。

2.3.3中央執(zhí)行成分測驗

采用文萍設(shè)計的數(shù)字Stroop任務(wù)材料、數(shù)字記憶刷新任務(wù)材料和數(shù)字轉(zhuǎn)換任務(wù)材料［19］，個體施測，上機(jī)測驗。

數(shù)字Stroop任務(wù)：包含基線任務(wù)和沖突任務(wù)，基線任務(wù)：屏幕中央呈現(xiàn)不同個數(shù)的字符串“X”，被試要根據(jù)“X”的個數(shù)，按鍵盤上相應(yīng)的數(shù)字鍵，如刺激為“XX”被試按鍵2；沖突任務(wù)：刺激由1、2、3、4組成的長度不同的數(shù)字串（例，11、3333、44等），數(shù)字串的個數(shù)與數(shù)字串中的數(shù)字不匹配，被試要根據(jù)數(shù)字串中數(shù)字的個數(shù)，按鍵盤上相應(yīng)的數(shù)字鍵，如呈現(xiàn)“1111”時，被試按鍵“4”。先進(jìn)行基線任務(wù)，再進(jìn)行沖突任務(wù)，每個任務(wù)開始前都有12個試次的練習(xí)，正式實驗有24個試次。測驗成績?yōu)闆_突任務(wù)和基線任務(wù)的平均反應(yīng)時之差。

數(shù)字轉(zhuǎn)換任務(wù)：包含3組，A組中只要求被試對數(shù)字進(jìn)行大小判斷，如果呈現(xiàn)的數(shù)字大于5，就按“D”鍵，小于5就按“X”鍵。B組，單雙判斷，如果呈現(xiàn)的數(shù)字為單數(shù)，就按“D”鍵，如果是雙數(shù)就按“S”鍵。C組大小/單—雙判斷，呈現(xiàn)的數(shù)字如果是紅色的，則進(jìn)行大小判斷，如果呈現(xiàn)的數(shù)字是藍(lán)色的，則進(jìn)行單雙判斷。要求被試既快又準(zhǔn)地做出反應(yīng)，在A組和B組中，有6個練習(xí)試次和12個正式實驗試次，在C組中，有12個練習(xí)試次和24個正式實驗試次，轉(zhuǎn)換次數(shù)為12次，實驗順序為A-B-C。測驗成績?yōu)镃組的平均反應(yīng)時與AB兩組總的平均反應(yīng)時相減。

數(shù)字記憶刷新任務(wù)：在計算機(jī)屏幕中央以2300ms（數(shù)字呈現(xiàn)1500ms，空屏800ms）一個數(shù)字的速度，呈現(xiàn)一系列的數(shù)字串，要求被試復(fù)述最后三個數(shù)字，數(shù)字串的長度是隨機(jī)的（4個數(shù)字、5個數(shù)字和6個數(shù)字），主試做好記錄，如3-9-4-7-8，被試應(yīng)報告3-39-394-947-478，當(dāng)屏幕上出現(xiàn)“next array”時，進(jìn)入下一個數(shù)列。練習(xí)3次，正式實驗中有9個試次。測試得分為被試正確報告的序列數(shù)，回答錯誤或漏報不得分。

2.3.4實驗儀器

EyeLink 1000眼動儀。

2.4實驗程序

研究分為兩部分——算術(shù)估計策略運用的眼動實驗和中央執(zhí)行成分上機(jī)測驗。

眼動實驗程序采用加拿大SR Research公司開發(fā)的Experiment Builder 1.6.1軟件編寫，并且在EyeLink 1000眼動追蹤應(yīng)用系統(tǒng)中生成可執(zhí)行的程序以呈現(xiàn)實驗材料，記錄正確率、反應(yīng)時以及眼動指標(biāo)。實驗包含四種策略運用條件，c1自由選擇條件：被試自由選擇用上調(diào)或下調(diào)去解決乘法問題，c2最佳選擇條件：被試從上調(diào)和下調(diào)策略中選擇一種最佳策略去解決問題，最佳策略所得的結(jié)果和精算結(jié)果更接近，c3無選上調(diào)條件：被試必須使用規(guī)定的上調(diào)策略解決所有問題，c4無選下調(diào)條件：被試必須使用規(guī)定的下調(diào)策略解決乘法問題。為消除被試的選擇偏好，實驗時按照c1-c2-c3-c4的順序進(jìn)行，被試每完成一種條件，休息5分鐘。60個試次在每種條件下都出現(xiàn)一次，順序隨機(jī)，共需要完成240個試次。由于眼動儀無法實現(xiàn)多位數(shù)字反應(yīng)內(nèi)容的記錄，實驗中被試手動輸入答案的同時需要口頭報告結(jié)果，主試記錄報告的內(nèi)容，個體施測，每個被試完成實驗約1個小時左右。具體實驗流程如圖1所示：（1）呈現(xiàn)指導(dǎo)語，被試?yán)斫夂蟀存I消失；（2）進(jìn)行眼睛的矯正；（3）屏幕中央出現(xiàn)校準(zhǔn)點，被試注視后，主試按空格鍵消失；（4）屏幕中央呈現(xiàn)“＊”750ms；（5）刺激出現(xiàn)，被試?yán)面I盤輸入估算結(jié)果，同時大聲的報告出來；（6）空屏750ms，進(jìn)入下一個試次。刺激每出現(xiàn)一次，都要進(jìn)行漂移校準(zhǔn)。

圖1　眼動實驗操作流程

中央執(zhí)行成分測驗中，數(shù)字Stroop任務(wù)測驗和數(shù)字轉(zhuǎn)換測驗使用E-Prime程序編寫，自動記錄被試的反應(yīng)時，數(shù)字刷新任務(wù)使用C程序編寫，被試報告結(jié)果，主試記錄。

一半被試先完成眼動實驗，再完成中央執(zhí)行成分測驗，另一半被試順序相反。中央執(zhí)行各成分測驗的順序是隨機(jī)的。

2.5數(shù)據(jù)處理

采用SPSS16.0對所獲的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理。

3　結(jié)果分析

3.1場認(rèn)知風(fēng)格影響策略運用行為結(jié)果分析

在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析之前，將反應(yīng)時間超過正負(fù)3個標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)據(jù)剔除。

3.1.1策略分布

策略分布指個體對每種策略的使用頻率或次數(shù)，在自由選擇條件（c1）中，場依存和場獨立被試更傾向于使用下調(diào)策略來解決問題，下調(diào)策略的平均使用比率分別為74.1%和65.58%，而在最佳選擇條件（c2）中，下調(diào)策略的使用比率有下降趨勢，場依存和場獨立被試下調(diào)策略的使用比率分別為47.24% 和49.06%。分別在c1和c2兩種條件下對不同認(rèn)知風(fēng)格個體的下調(diào)策略使用比率進(jìn)行獨立樣本t檢驗，結(jié)果表明，不同認(rèn)知風(fēng)格被試在兩種策略選擇條件下對下調(diào)策略的使用比率上均無顯著差異（t（35）=1.58，p=0.12；t（35）=-0.48，p=0.63）。

3.1.2策略執(zhí)行

策略執(zhí)行指被試在執(zhí)行某策略時，問題解決的速度和準(zhǔn)確性。c3無選上調(diào)的反應(yīng)時和正確率反映被試上調(diào)策略的執(zhí)行情況，c4無選下調(diào)的反應(yīng)時和正確率反映被試下調(diào)策略的執(zhí)行情況（見表1）。分別考察c3和c4條件下，不同認(rèn)知風(fēng)格個體的策略執(zhí)行反應(yīng)時和正確率是否存在差異，獨立樣本t檢驗結(jié)果顯示，不同認(rèn)知風(fēng)格的被試無論在反應(yīng)時（t（35）=-0.25，p=0.81；t（35）=0.13，p=0.90），還是在正確率上（t（35）=1.13，p=0.27；t（35）=0.12，p=0.90），都沒有顯著差異。

表1　不同風(fēng)格被試策略執(zhí)行情況

3.1.3策略選擇的適應(yīng)性

在估算問題解決中，如果被試選擇了一種策略，而且用這種策略得到的結(jié)果和精確結(jié)果最接近，被試的策略選擇是適應(yīng)的。例如47×58，使用上調(diào)策略得到的答案和精確答案最接近，被試選擇上調(diào)策略就是適應(yīng)的。在這里，c1（自由選擇）和c2（最佳選擇）條件都涉及策略選擇，本研究把在這兩種條件下，被試對最佳策略選擇的正確率作為衡量策略適應(yīng)性的指標(biāo)。在c1條件下場依存被試策略選擇的平均正確率為57.01%，場獨立被試策略選擇的平均正確率為61.94%，在c2條件下，場依存和場獨立被試策略選擇的平均正確率分別為74.26%和78.56%，分別在c1和c2條件下進(jìn)行獨立樣本t檢驗。結(jié)果顯示，不同認(rèn)知風(fēng)格的被試在兩種策略選擇條件下的正確率都沒有顯著差異（t（35）=-1.41，p=0.17；t（35）=-1.21，p=0.23）。

3.2場認(rèn)知風(fēng)格影響策略運用的眼動結(jié)果分析

先使用Data View 1.8.1數(shù)據(jù)處理軟件劃分興趣區(qū)。根據(jù)需要，將刺激材料劃分5個興趣區(qū)（參見圖2），5個興趣區(qū)的大小、形狀是完全相同的。興趣區(qū)1代表乘數(shù)一的十位數(shù)字，興趣區(qū)2代表乘數(shù)一的個位數(shù)字，興趣區(qū)3代表乘數(shù)二的十位數(shù)字，興趣區(qū)4代表乘數(shù)二的個位數(shù)字，興趣區(qū)5不是本研究所關(guān)注的對象。注視次數(shù)是區(qū)域重要程度的標(biāo)志，注視時間反映了提取信息的難易程度［20］。根據(jù)需要，本研究主要分析被試對各個興趣區(qū)的注視次數(shù)和總注視時間兩個眼動指標(biāo)，刪除被試反應(yīng)錯誤，且反應(yīng)時間超過正負(fù)3個標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)據(jù)，描述統(tǒng)計量結(jié)果如表2。

圖2　興趣區(qū)的劃分示意圖

表2　不同認(rèn)知風(fēng)格被試對各興趣區(qū)的注視次數(shù)和總注視時間（m s）

分別以對興趣區(qū)的總注視時間和注視次數(shù)為因變量，進(jìn)行4（策略運用條件：自由選擇條件、最佳選擇條件、無選上調(diào)、無選下調(diào)）×2（認(rèn)知風(fēng)格：場依存、場獨立）×4（區(qū)域位置：興趣區(qū)1、興趣區(qū)2、興趣區(qū)3、興趣區(qū)4）重復(fù)測量方差分析，其中認(rèn)知風(fēng)格為被試間變量，策略運用條件和興趣區(qū)位置為被試內(nèi)變量。結(jié)果顯示：1）注視次數(shù)的策略運用條件（F（1，35）=27.46，p＜0.001，ηp2=0.44）和興趣區(qū)位置（F（1，35）=51.71，p＜0.001，ηp2=0.60）的主效應(yīng)均顯著。最佳選擇條件下被試注視次數(shù)最多，自由選擇條件和無選上調(diào)無差異，但是兩者都顯著多于無選下調(diào)條件；被試對第一個乘數(shù)個位數(shù)字注視次數(shù)最多，對第二個乘數(shù)個位數(shù)字注視次數(shù)最少；2）注視次數(shù)（F（1，35）=15.15，p＜0.001，ηp2=0.30）和總注視時間（F（1，35）=9.07，p＜0.01，ηp2=0.21）的策略運用條件與興趣區(qū)位置交互作用均顯著。最長注視時間出現(xiàn)在無選上調(diào)條件（c3）第二個乘數(shù)的十位數(shù)字上，最短注視時間出現(xiàn)在無選下調(diào)條件（c4）第二個乘數(shù)的個位數(shù)字上；最大注視次數(shù)出現(xiàn)在最佳選擇條件（c2）對第一個乘數(shù)的個位數(shù)字上，最少注視次數(shù)出現(xiàn)在無選下調(diào)條件（c4）對第二個乘數(shù)的個位數(shù)字上?？疾觳煌J(rèn)知風(fēng)格個體在最佳選擇條件下對各個興趣區(qū)的注視時間之間的差異，進(jìn)行2（認(rèn)知風(fēng)格：場依存、場獨立）×4（區(qū)域位置：興趣區(qū)1、興趣區(qū)2、興趣區(qū)3、興趣區(qū)4）重復(fù)測量方差分析，結(jié)果表明認(rèn)知風(fēng)格和區(qū)域位置主效應(yīng)顯著（F（1，35）=8.75，p＜0.01，ηp2=0.20；F（1，35）=11.43，p＜0.001，ηp2=0.25），兩者交互作用不顯著（F（1，35）=0.31，p=0.58，ηp2=0.01），場獨立被試在各個數(shù)位上的注視時間都長于場依存被試。

3.3中央執(zhí)行成分相關(guān)結(jié)果

3.3.1不同認(rèn)知風(fēng)格被試的中央執(zhí)行成分測驗得分

兩種認(rèn)知風(fēng)格被試的中央執(zhí)行成分測驗得分見表3。場依存被試在數(shù)字轉(zhuǎn)換任務(wù)中的得分高于場獨立被試，在其他兩項測驗中得分比場獨立被試低，但是獨立樣本t檢驗結(jié)果表明，兩類被試在抑制、轉(zhuǎn)換和刷新三種執(zhí)行功能測驗得分上沒有顯著差異（t（35）=1.22，p=0.23；t（35）=0.61，p=0.55；t（35）=-0.12，p=0.90）。這說明不同認(rèn)知風(fēng)格被試可能在轉(zhuǎn)換、抑制和刷新能力上不存在顯著差異。

表3　不同認(rèn)知風(fēng)格被試的中央執(zhí)行成分測驗得分情況（M±SD）

3.3.2中央執(zhí)行成分測驗得分與策略運用表現(xiàn)的相關(guān)分析

對被試策略運用表現(xiàn)與在三種執(zhí)行功能測驗上的得分進(jìn)行積差相關(guān)分析，結(jié)果如表4。

表4　所有被試策略運用情況與執(zhí)行成分測驗得分相關(guān)情況

從表中可看出，被試在抑制測驗上得分與其在自由選擇條件下使用下調(diào)策略的比率呈中度負(fù)相關(guān)，在自由選擇條件下，說明了抑制能力越強(qiáng)，越容易使用下調(diào)策略。接下來分別對場依存被試和場獨立被試的策略運用情況與三種中央執(zhí)行測驗的得分進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)場依存被試各項策略運用指標(biāo)和各執(zhí)行測驗得分都不存在顯著相關(guān)，場獨立被試在最佳策略選擇條件下的反應(yīng)時和轉(zhuǎn)換測驗得分呈中等程度的正向相關(guān)（r=0.55，p＜0.05），說明對于場獨立被試，轉(zhuǎn)換能力越強(qiáng)，在最佳條件下策略選擇的反應(yīng)時間越短。

為了探索眼動指標(biāo)和中央執(zhí)行功能的聯(lián)系，將被試的眼動指標(biāo)與其在執(zhí)行成分測驗上的得分進(jìn)行皮爾遜積差相關(guān)分析。限于篇幅，僅呈現(xiàn)了相關(guān)顯著的一些指標(biāo)，結(jié)果見表5。從表中可知，對于被試總體來說，抑制得分與被試在兩個無選條件下對乘數(shù)二的十位數(shù)字的總注視時間均呈顯著負(fù)相關(guān)（p＜ 0.05），轉(zhuǎn)換得分與被試在最佳策略選擇條件下對乘數(shù)一的十位數(shù)字的注視次數(shù)以及對乘數(shù)一的個位數(shù)字、乘數(shù)二的十位數(shù)字的注視次數(shù)、興趣區(qū)的總注視次數(shù)都存在顯著正相關(guān)（p＜0.05；p＜0.01），刷新得分與被試在無選上調(diào)條件下對乘數(shù)二的十位數(shù)字的總注視時間呈顯著正相關(guān)（p＜0.05）。

場依存被試抑制得分與自由選擇條件下對興趣區(qū)的總注視次數(shù)，以及在最佳選擇條件下對乘數(shù)一的個位數(shù)字的注視次數(shù)呈顯著正相關(guān) （p＜0.05），轉(zhuǎn)換得分與最佳選擇條件下對興趣區(qū)的總注視次數(shù)、對乘數(shù)一的個位數(shù)字的注視次數(shù)以及對乘數(shù)一的十位數(shù)字的總注視時間呈顯著正相關(guān)（p＜0.05）；場獨立被試抑制得分與在無選下調(diào)條件下乘數(shù)二的十位數(shù)字的總注視時間呈顯著負(fù)相關(guān)（p＜0.05），轉(zhuǎn)換得分與最佳選擇條件下對興趣區(qū)的總注視次數(shù)以及對乘數(shù)二的十位數(shù)字的注視次數(shù)呈顯著正相關(guān)（p＜0.05；p＜0.01）。

表5　被試眼動指標(biāo)和中央執(zhí)行成分測驗得分之間的相關(guān)系數(shù)表

4　討論

4.1使用眼動技術(shù)去研究個體的策略運用的意義

研究發(fā)現(xiàn)，被試在最佳策略選擇條件下注視次數(shù)最多，說明在最佳選擇條件下，個體需要的認(rèn)知資源多，問題編碼和加工的時間長，這和已有的研究是相似的，當(dāng)要求被試選擇最精確策略時，個體需要付出更多的意志努力，既要對干擾信息進(jìn)行抑制，同時要激活新的信息［9］。在有選條件下對興趣區(qū)2和興趣區(qū)3的關(guān)注程度大，這和閱讀中的“最佳位置效應(yīng)”相符，個體為了節(jié)省資源，會將注視點集中在目標(biāo)詞的中央位置，使視野“最大化”，在估算研究中，被試可能并沒有將每個數(shù)字割裂開，而是將兩個加數(shù)看成一個整體，大概的估計出算術(shù)題的答案［17］；或許是由于算術(shù)材料相對比較簡單，被試對數(shù)字編碼完成之后，信息保留在頭腦中，注視點集中興趣區(qū)2和興趣區(qū)3的同時，在頭腦中進(jìn)行計算。

無選上調(diào)條件下對興趣區(qū)3的注視時間最長，這說明被試按照指導(dǎo)語的要求進(jìn)行計算，在無選條件下，個體只需要將注意力放在加數(shù)的十位數(shù)字上。對興趣區(qū)3的注釋時間長，可能是由于個體先注視加數(shù)1，然后注視加數(shù)2，同時進(jìn)行了計算。無選下調(diào)條件下個體的注視時間短、注視次數(shù)少，間接地證明了下調(diào)策略相對比較簡單，個體需要的認(rèn)知資源少。

值得注意的是，在最佳選擇條件下，場獨立被試對各個興趣區(qū)的注視時間顯著長于場依存被試，這可能與兩種風(fēng)格被試的特征有關(guān)。最佳選擇條件下，要求被試選擇一種和正確答案最接近的策略。場獨立被試為了確保策略選擇準(zhǔn)確率，即使可能已經(jīng)知道了答案，也會傾向于對每個興趣區(qū)進(jìn)行具體分析，而場依存被試可能只是對問題進(jìn)行簡單瀏覽，根據(jù)長時記憶中相關(guān)知識（策略特征），做出策略選擇。由于實驗之后未對被試進(jìn)行訪談，對于這種注視時間差異的背后原因，只能基于推測，這也是本研究的局限之一。

本研究行為結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)場獨立和場依存?zhèn)€體在中央執(zhí)行功能上的差異，但是通過眼動結(jié)果可以看出，不同認(rèn)知風(fēng)格的個體在策略選擇和執(zhí)行時，運用的中央執(zhí)行資源是有差異的，場獨立型個體和場依存?zhèn)€體策略運用的眼動指標(biāo)與中央執(zhí)行成分之間的相關(guān)不一致，這說明眼動技術(shù)可以很好地應(yīng)用到數(shù)學(xué)運算中，為我們的研究結(jié)果提供間接證據(jù)。

4.2認(rèn)知風(fēng)格對估算策略運用的影響

本研究并未發(fā)現(xiàn)場獨立和場依存被試在策略運用上具有明顯差異，可能與研究所選取的實驗材料相對簡單有關(guān)系。如張云仙和司繼偉［21］指出場獨立被試和場依存被試在解決整數(shù)估算題目時，行為表現(xiàn)之間并無差異。Nicolaou和 Xistouri的結(jié)果也表明，對于簡單的符號表征問題，場獨立和場依存?zhèn)€體在問題提出能力上是一樣的［3］。這表明，認(rèn)知風(fēng)格對策略運用的影響可能依賴于任務(wù)特征，對于簡單常規(guī)問題，個體并不需要對其進(jìn)行細(xì)致的分析解釋和說明，根據(jù)問題的表面特征就可以得出答案，但是對于一些難度較大、需要高水平認(rèn)知加工過程的問題，如數(shù)量估計［15］、文字應(yīng)用題［22］，幾何問題［23］等，則需要個體對問題進(jìn)行分解和改組，合理分配注意力，抓住問題的關(guān)鍵成分，由于場獨立和場依存?zhèn)€體本身所具有的一些認(rèn)知特征，在問題解決過程中就會表現(xiàn)出差異。特別是以視覺圖像呈現(xiàn)的問題［3］，個體需要從圖形中提取出有用的信息，抑制無關(guān)刺激的干擾。場依存?zhèn)€體傾向于從整體上對問題進(jìn)行把握，在解決這類問題中就會出現(xiàn)困難。

4.3中央執(zhí)行成分對估算策略運用的影響

本研究顯示，抑制能力與無選條件下對興趣區(qū)的總注視時間有關(guān)，轉(zhuǎn)換能力與有選條件下對興趣區(qū)的注視次數(shù)有關(guān)，這意味著中央執(zhí)行中的轉(zhuǎn)換和抑制功能與個體的策略運用存在密切聯(lián)系。這和現(xiàn)有研究證據(jù)和理論解釋相符。如Hodzik和Lemaire發(fā)現(xiàn)［7］，抑制和轉(zhuǎn)換能力會影響策略使用的數(shù)量和最佳策略的選擇；Lemaire和Lecacheur認(rèn)為，新策略的發(fā)現(xiàn)需要對已激活策略的抑制和對新策略的注意轉(zhuǎn)換、資源的配置［5］。個體抑制能力和轉(zhuǎn)換能力越高，在策略運用中的表現(xiàn)也就越好［8］。Ardiale和 Lemaire最新研究發(fā)現(xiàn)［9］，由于認(rèn)知資源和執(zhí)行控制隨年齡增長而降低，年長被試的策略轉(zhuǎn)換代價大于年輕被試，這在一定程度上也說明了抑制和轉(zhuǎn)換能力對策略運用的重要制約作用。郭偉等人證實任務(wù)難度和任務(wù)負(fù)荷對個體刷新功能有顯著影響，本研究未發(fā)現(xiàn)刷新對估算策略運用的作用，可能與任務(wù)材料和任務(wù)情景有關(guān)系［24］，陳英和和王明怡也發(fā)現(xiàn)在重要執(zhí)行負(fù)荷的情況下，刷新才對策略運用起作用［8］。

4.4認(rèn)知風(fēng)格對策略運用的影響機(jī)制——中央執(zhí)行成分在其中所起到的作用

本研究沒有發(fā)現(xiàn)場獨立和場依存被試在中央執(zhí)行成分上存在差異，和研究假設(shè)不相符。已有的研究表明，場獨立在個體抑制無關(guān)刺激的干擾，注意的合理分配上優(yōu)于場依存?zhèn)€體［3，15］，但是這些研究并沒有真正去測查場認(rèn)知風(fēng)格個體的中央執(zhí)行成分，只是根據(jù)研究結(jié)果和個體的信息加工方式進(jìn)行的推測，而且實驗結(jié)果受刺激呈現(xiàn)方式、任務(wù)的難度等各種因素的影響，究竟場獨立和場依存被試中央執(zhí)行成分上是否有差異，需要進(jìn)一步的探究。同時測查中央執(zhí)行成分的測驗是多種多樣的，在以后的研究中，可以結(jié)合多樣測驗來對結(jié)果進(jìn)行分析。盡管如此，通過相關(guān)分析，本研究發(fā)現(xiàn)，場獨立和場依存?zhèn)€體的眼動指標(biāo)和轉(zhuǎn)換、抑制能力的相關(guān)是有區(qū)別的。場獨立個體在策略選擇時，需要實施更多的轉(zhuǎn)換加工，而在策略執(zhí)行時需要抑制能力參與，但對于場依存?zhèn)€體來說，抑制和轉(zhuǎn)換能力在其策略選擇中都起作用。這說明雖然兩種風(fēng)格的被試在三種中央執(zhí)行能力上無明顯差異，但在具體運用方式上卻有區(qū)別，即不同認(rèn)知風(fēng)格個體由于在信息編碼和加工方式上存在差異，導(dǎo)致他們對中央執(zhí)行成分的利用程度是不一樣的，場依存?zhèn)€體容易受外界環(huán)境影響，在加工任務(wù)的同時需要付出額外的努力去抑制無關(guān)信息的干擾，更多的轉(zhuǎn)換能力將注意力轉(zhuǎn)移到問題的相關(guān)特征上，場獨立個體對工作記憶資源的利用率更高［13］，但是個體資源是有限的，當(dāng)問題比較簡單時（本研究中的兩位數(shù)乘法估算任務(wù)），個體對資源的消耗比較低，兩種風(fēng)格的被試都能有效地完成任務(wù)，但是當(dāng)問題難度增加時（推理問題），場依存被試會出現(xiàn)資源耗竭的情況，在行為表現(xiàn)上差于場獨立被試。另外也有可能是認(rèn)知風(fēng)格在策略運用中的作用還受其它變量的影響，如有研究已提出場獨立被試具有更成熟的元認(rèn)知技能［25，26］，認(rèn)知風(fēng)格與智力也有關(guān)聯(lián)［27］等。是否這些能力同認(rèn)知風(fēng)格變量交互影響策略運用，是未來研究值得深思的。同時我們也可以通過腦成像技術(shù)，去進(jìn)一步揭示認(rèn)知風(fēng)格對策略運用的深層機(jī)制。

本研究考察的是整個時間段被試眼動指標(biāo)上的變化，將來的研究中可重點關(guān)注策略運用的某階段被試的眼動軌跡，也可增加其它眼動指標(biāo)，如掃描幅度和瞳孔直徑［28，29］，對個體策略運用中的眼動軌跡進(jìn)行更全面的考察。我們知道執(zhí)行功能隨著年齡不斷發(fā)展變化，本研究結(jié)果基于成人被試得到，那么能否推廣到兒童或老人身上呢？此外當(dāng)前認(rèn)知風(fēng)格研究出現(xiàn)了整合趨勢，整體—分析風(fēng)格被看作是認(rèn)知風(fēng)格的一個基本維度［30］，它們對策略運用會產(chǎn)生怎樣影響呢？這些都是將來研究中可以進(jìn)一步探討的。

5　結(jié)論

本研究可得到以下結(jié)論：

1）在行為層面上，場依存/場獨立認(rèn)知風(fēng)格未對算術(shù)策略運用產(chǎn)生顯著影響，場獨立型被試和場依存型被試在算術(shù)策略運用中的表現(xiàn)無明顯區(qū)別。

2）抑制和轉(zhuǎn)換功能在算術(shù)策略運用中的作用強(qiáng)于記憶刷新功能，記憶刷新的影響相對較弱。

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29Gandini D，Lemaire P，Dufau S.Older and younge adults'strategies inapproximate quantification.Acta psychologica，2008，129（1）：175-189.

30程宏宇.認(rèn)知風(fēng)格影響課堂學(xué)習(xí)行為機(jī)制初探——基于跨文化比較研究的視角.杭州：浙江大學(xué)出版社，2012.

Central Executive Com ponents and Individual's Arithmetic Strategy Use w ith Field-Dependence/Field-Independence Cognitive Style：An Eye M ovement Study

Zhang Hongduan，Wang Yuxuan，Hu Dongmei，Li H ongxia，Si Jiwei
（School of Psychology，Shandong Normal University，Jinan250014）

In the present study，we employed the choice/no-choice method and eye movement technique to explore the effects of cognitive style and central executive components（inhibition，shifting，updating）on strategy use during arithmetic processing.Participants finished two-digit multiplication computational esti mate in the eye movement experiment.The results showed that：1）The field-independent/field-dependen individuals did not exhibit differences in the strategy distribution，strategy execution，strategy selection and strategy adaptively；2）In the best choice conditions，the fixation duration of the field-independent subjects was significantly longer than that of the field-dependent ones；3）Correlation analysis revealed tha the functions of inhibition and shifting were relative to the eye movement indexes.Therefore，cognitive style m ight n o t affect participants'arithmetic strategy use from behavioral level.The inhibition function and shifting function play ed essential roles on arithmetic strategy use.

strategy use；cognitive style；central executive component；choice/no-choice method

自然科學(xué)基金項目 （31371048）、山東省自然科學(xué)基金項目 （ZR2010CM059）和教育部人文社會科學(xué)研究項目基金（09YJAXLX014）、山東省強(qiáng)化建設(shè)重點學(xué)科“發(fā)展與教育心理學(xué)”專項經(jīng)費

司繼偉，男，博士，教授。Email：sijiwei1974@126.co m