Institute of Psychology, Chinese Academy of Sciences
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Learning from Examples and by Doing Guide to help Junior Middle School Mathematics Flipped Classroom Teaching Model
班级授课制下的教师讲授难以满足不同学业水平学生差异化学习需求,尤其在数学学科。初中生觉得数学难学,跟不上教学进度,普遍厌学,甚至辍学。翻转课堂作为一种以学生为主体、满足个性化学习的课堂教学模式越来越受到数学教学关注。然而,翻转课堂强调课前视频学习,这对教师的信息化教学素养和学生的自主学习能力都带来新挑战。自 2012 年翻转课堂被引入国内,虽然在中小学展开广泛实践探索与研究,始终未能推广,课前难以有效自主学习成实施翻转课堂的瓶颈问题。
示例演练学习,即“例中学、做中学”,让学生通过考察样例和问题求解,自行获取知识和技能的自适应学习法。该方法以“例题+问题+小结”的形式组织学习材料,采用低起点、小台阶的方式编排知识,对初学者非常友好,学生不用教师讲授,就可轻松实现高效自主学习。
本研究旨在通过基于示例演练翻转课堂、基于示例演练传统课堂与传统课堂教学成果比较,探索初中生数学难学与厌学解决方式。从积极心理学视角出发,拟选择学业成绩、学业自我效能感、厌学情况三个指标综合评估三种教学模式影响初中生数学学习。通过课堂模式干预,采用组间设计探讨基于示例演练的翻转课堂及基于示例演练的传统课堂对于初中生数学学习干预效果,结合量化分析与定性研究全面评估。
研究结果:(1)基于示例演练翻转课堂可显著提高学生的数学学业成绩。(2)基于示例演练翻转课堂可显著提高学生的学业自我效能感。(3)基于示例演练翻转课堂可以显著降低学生的厌学情绪。(4)基于示例演练传统课堂可显著提高中低水平学生成绩,降低低水平学生厌学情绪。(5)学业成绩越高,学业自我效能感越高,厌学情绪越低。 本研究表明,中低水平学生采用示例演练学习法获益更大。示例演练可用于翻转课堂前置教学,对于改善翻转课堂教学困境有重要启示意义。基于示例演练翻转课堂可改善初中生数学难学、厌学的现象。</p
The effect of children’s waste separation knowledge and awareness on behavior: Using an extended theory of planned behavior
环境质量是影响人民生活幸福感的重要因素之一。我国日益严重的环境恶化问题与飞速发展的经济和科技水平不相匹配,严重降低了人民生活质量。有效推进垃圾分类对改善环境质量至关重要,实施垃圾源头分类可以有效减少废弃物及其环境污染,促进资源循环利用和可持续发展。目前垃圾分类领域进行的学术研究大多重点聚焦成人群体,忽略了另一个至关重要的群体——儿童。
儿童是当前垃圾分类重要参与者,也是未来垃圾分类主力军和政策制定者,同时影响周围成人垃圾分类行为。儿童阶段的环境态度和行为会正向影响其成年后的环境行为。并且,儿童环境行为与成年人可能存在较大差异。因此,探究儿童垃圾分类行为影响因素具有重要理论和现实意义。对于以学习为主要任务的儿童,环境教育是培养环境价值观、塑造环境态度及行为习惯的重要途径。而环境教育应着重传递何种内容?是客观知识更重要,还是主观感知的后果意 识更重要?这个问题在环境研究领域有待进一步验证。适当的理论机制有利于探究儿童垃圾分类行为影响因素。本研究试图建立并验证计划行为拓展理论对儿童垃圾分类行为的解释效力,考察儿童和成人的垃圾分类及其影响因素差异,探究知识与意识对儿童垃圾分类的影响差异。
本研究通过两个子研究考察儿童垃圾分类行为及其影响因素。研究 1a 基于计划行为拓展理论,考察垃圾分类态度、主观规范、感知行为控制、分类知识和意识同垃圾分类意愿和行为之间的关系。邀请 379 名 9-12 岁儿童(平均年龄10.41 岁,标准差=0.90 岁)进行问卷调查,通过相关分析、独立样本 t 检验及结 构方程路径分析,验证拓展的计划行为理论对儿童垃圾分类意愿及行为的解释效力,比较知识与意识作用差异。为探究儿童垃圾分类影响因素与成人差异,以期为制定针对措施提供依据,我们邀请 339 名 18-60 岁成人(平均年龄 37.40岁,标准差=7.27 岁)完成了同样的问卷调查。结果显示儿童垃圾分类客观知识水平显著低于成年人,但其余主观报告题目变量的得分显著高于成年人。儿童垃圾分类意识与感知行为控制能够正向预测分类意愿,感知行为控制能够正向预测分类行为。拓展计划行为理论模型对儿童垃圾分类意愿及行为具有解释效力,但低于成年人,造成这种差异的可能原因之一是儿童的认知能力尚未发展成熟。
为弥补自我报告量表的局限性,研究 1b 借鉴公地悲剧及钓鱼游戏等社会环境领域研究中常用的资源困境游戏,原创设计了农场垃圾分类游戏这一实验室实验工具,测量儿童垃圾分类行为,探究其与知识及意识的关系,并与成人比较差异。被试与研究 1a 相同。结果显示,儿童垃圾分类游戏结果与向相关性边缘显著。结果表明,与垃圾分类知识相比,意识对儿童分类行为的 影响更加稳健。成年人无显著差异。儿童垃圾分类行为游戏结果与意识显著正相关,与垃圾分类知识的正向相关性边缘显著。结果表明,与垃圾分类知识相比,意识对儿童分类行为的影响更加稳健。
为进一步探究知识与意识对儿童垃圾分类意愿及行为的因果作用,研究 2 选取 131 名被试(平均年龄 10.87 岁,标准差=0.68 岁)分成意识组、知识组及控制组进行分组课程干预。意识组及知识组两个实验组采用自然之友公益组织的垃圾分类课程,分别操纵儿童垃圾分类意识和知识两个变量,然后对所有被试的垃圾分类意愿、行为及游戏进行后测。重复测量方差分析结果显示,意识组被试垃圾分类意愿、行为及游戏垃圾分类结果均显著提高。知识组被试垃圾分类行为显著提高。控制组被试的垃圾分类意愿、行为及游戏垃圾分类结果变化均不显著。结果同样显示,垃圾分类意识与知识都对儿童垃圾分类起到促进作用,但是意识的作用更加显著和稳健。
本研究加深了人们对儿童垃圾分类行为影响因素及其与成人差异的理解。研究结果有助于监管部门制定针对性政策,通过提升儿童的感知行为控制和垃圾分类意识促进其分类行为。同时通过设计资源困境游戏创新垃圾分类行为测量方式,可以为后续研究提供借鉴。政策制定者、环境组织、教育机构应提升儿童对环境恶化后果的意识和认识,提升儿童对促进群体垃圾分类行为的影响力;同时要注重垃圾分类知识的传播,以使儿童能够正确实施垃圾分类行为。本研究对政策制定和环保课程的设计与实施具有理论参考价值及实践指导意义。</p
The effect of problematic Internet use on learning burnout in middle school students: the mediating role of self-esteem and the moderating role of parental supervision
随着社会经济和信息技术的快速发展,青少年不可避免地通过电脑、手机、平板电脑等媒介接触网络。网络的使用可以帮助青少年获得更多的信息和资源,同时也存在网络成瘾、游戏成瘾等风险。青少年时期正是初高中时期,也是学业压力较大,学习较为紧张的时期,同时也处于成长的叛逆期,这一时期更容易出现问题性网络使用,并由此引发学习倦怠问题。而从内部影响因素来看,个体自尊水平,以及外部因素的父母监管,都不同程度地影响问题性网络使用与学习倦怠的关系。因此,本研究将聚焦问题性网络使用与中学生学习倦怠的关系,探索自尊和父母监管在两者间的作用机制。
本研究包括两个研究:研究一采用问卷调查法,使用青少年病理性网络使用量表、学习倦怠量表、自尊量表和父母监管问卷,针对 614 名中学生进行测试,从理论层面探讨了问题性网络使用对中学生学习倦怠的影响机制,分析了自尊的中介作用及父母监管的调节作用。为了进一步验证研究一父母监管的调节作用,研究二在研究一的基础上,设计了相应的父母监管干预课程,选取实验组和对照组,并对干预前后中学生的问题性网络使用、学习倦怠、自尊和父母监管情况进行数据分析。结果发现:
(1)年级上,学习倦怠、问题性网络使用和父母监管的差异,在统计学上不显著。自尊在年级存在显著差异,初一最高、高三最低。性别上,学习倦怠、自尊和父母监管没有显著差异,问题性网络使用的性别差异显著,男生问题性网 络使用比女生更多。学习倦怠、问题性网络使用、自尊和父母监管之间关系是:问题性网络使用和学习倦怠是正相关关系,父母监管和自尊是正相关关系,其余两两负相关。
(2)自尊在问题性网络使用和学习倦怠的关系中存在中介效应:问题性网络使用越多,自尊水平越低,学习倦怠水平越高,反之亦然。父母监管在问题性网络使用与学习倦怠的关系中存在调节作用:随着父母监管的增强,问题性网络 使用对学习倦怠的负面影响得到了有效缓解。
(3)对父母的进行两个多月的线上课程干预后,由重复测量方差分析结果显示,实验组中学生的父母监管水平显著提升、学习倦怠水平显著下降、自尊水 平有显著提升、问题性网络使用显著降低,而对照组数据无明显变化。这个结果表明,培训有效的提高了父母的合理监管能力和监管水平,进而降低了中学生的学习倦怠水平。
本研究通过问卷法探索了问题性网络使用和学习倦怠之间的关系,深入分析了自尊和父母监管在其中的影响机制,并在此基础上针对父母进行了培训课程的干预措施,从而验证了研究一的部分结论,通过父母监管方式的调整,达到缓解中学生学习倦怠水平的目的。研究结果对在实际教学应用中具有一定的启示和很好的实践应用意义。</p
The Mechanism of Elementary Students' Short Video Usage on Academic Performance: the Mediating Effect of Attention and the Moderating Effects of Parental Interventions
最新统计数据显示,我国未成年短视频用户规模已超过 1 亿,其中小学生群体作为数字原住民,其短视频使用率更是居高不下。这一趋势引发了社会各界的广泛关注,教育工作者和家长开始担忧过度使用短视频对小学生产生不利影响。尽管现有研究已初步揭示了媒体使用对儿童认知及行为发展的潜在影响,但多数研究仍聚焦于电视、手机等媒介上,对短视频这一娱乐形式的深入探讨尚显不足。因此,本研究旨在填补这一研究不足,深入探究小学生短视频使用、注意力及其与学业表现之间的内在关系机制,并从家长干预角度探讨解决问题的可能方案。
研究通过两个任务系统分析小学生短视频使用对注意力和学业表现的影响,并探索不同家长干预措施的有效性。研究一聚焦于短视频使用、注意力和学业表现三者间关系,采用结构方程模型分析明确短视频使用如何直接及通过注意力间接影响学业表现。研究二在研究一所揭示的作用机制基础上,进一步结合家长问卷调查数据探讨家长干预的调节作用,验证出有调节的中介模型,从而识别出最有效的家长干预方式。
研究一采用分层整群抽样法,从深圳市区与郊区各选一所小学,共 1201 名小学生参与。通过视频讲解获得学生、家长及教师知情同意后,分三阶段收集数据:首先,利用问卷星平台发放《小学生短视频使用情况问卷》;其次,在校内集中对孩子进行注意力测试,由研究者提供详细操作指引视频,各班班主任辅助完成;最后,收集上述样本的学科素养水平测验成绩。经数据清洗处理,最终获取 1052 个有效样本。研究二的研究对象与施测程序与研究一相同,唯一不同的是加入了家长干预措施的数据,家长干预措施分别从干预时长、干预内容、限制电子产品的拥有数量、家长自身短视频使用时长这五个纬度进行研究。
研究结果发现:
(1)小学生短视频使用能负向影响其注意力和学业表现。
(2)注意力在小学生短视频使用及其学业表现之间起到显著的部分中介作用。换言之,小学生短视频使用能够通过对注意力的负向影响,进一步对学业表现产生负向影响。
(3)家长干预小学生的短视频使用时长,能够缓解小学生短视频使用给其注意力、学业表现带来的负面效应;家长在短视频 App 上设置青少年模式,能够缓解小学生短视频使用给注意力带来的负面效应。同时,家长自身使用短视频时长越长,越会加剧小学生短视频使用对注意力的负面效应。
研究结果表明,注意力集中是良好学业表现的基础。注意力在短视频使用和学业表现之间起到部分中介作用,短视频使用通过削弱注意力进一步影响学业表现,致使成绩下滑。同时,当前小学生家长普遍对小学生短视频使用采取了一定干预措施,但方式、强度上均存在个体差异,其中,较为有效的家长干预措施有:家长干预小学生短视频使用时长、家长设置青少年模式、家长控制自身短视频使用时长。其中,家长对小学生短视频使用时长进行干预能调节短视频使用与注意力、学业表现之间的关系,而家长设置青少年模式、家长自身使用短视频时长仅能调节小学生短视频使用和注意力的关系。
综上所述,本研究通过细化小学生短视频使用、注意力与学业表现的关联,拓展了短视频对认知及心理发展的影响研究,同时探讨了家长干预措施在其中可以起到的作用,为家庭媒介教育提供了参考建议。研究为探究数字媒介在小学教中的作用奠定基础,并期待为家长、教育者及政策制定者有效管理儿童媒介使 用提供洞察。</p
Research on Flight Safety Performance Measurement and Influence Mechanism Based on Multi-level Model and QAR data
飞行安全是民航业永恒的主题,也是民航业向前发展的根本保障。飞行安全绩效是衡量每次飞行安全性的基本出发点,但是目前在飞行安全绩效的评估上仍然缺乏常态化的量化评估方法,在其预测上缺乏同时考察多因素祸合作用的建模方法。快速存取记录仪(Quick Access Recorder, QAR)提供的海量数据,和近年来日趋成熟的多水平建模方法或能为解决这些问题提供重要支撑。本论文由三个研究部分组成:一、结合文献和专家经验,从QAR提供的非小概率事件的连续数据中提取能够表征飞行员安全绩效的关键指标;二、使用多水平建模研究多种环境因素对于飞行安全绩效的影响,三、使用多水平理论建模研究飞行员绩效的纵向发展变化轨迹和影响因素。
研究一基于文献与专家访谈提取飞行安全绩效指标,旨在构建飞行安全绩效指标体系,识别关键绩效指标。通过文献调研,提取了飞行各阶段总计98个指标。进一步通过专家访谈,整理共有117项飞行安全绩效指标。通过14位资深飞行专家打分,获得各个指标的重要性得分,确认关键绩效指标。分析结果表明,在非小概率事件的连续指标中,接地俯仰角、着陆距离、最大垂直载荷、航向偏离与滑跑距离是最重要的五项指标。因此,此五项指标作为后续研究的关键绩效指标深入分析。
研究二探索环境因素对飞行安全绩效的影响。研究2a首先通过对6名飞行专家进行访谈确认了对飞行安全绩效产生实际影响的环境因素以及影响过程,从而确定了值得进一步探索的环境因素包含风速、温度、眩光、机场条件等。随后,研究2b基于某机场2023年7月2276架次波音737航班的QAR数据(不对应到具体飞行员)分析,发现眩光确实对关键绩效指标比如着陆距离有影响趋势,即当迎着阳光飞行时,或阳光非常强时,着陆距离与航向偏离有变大趋势。基于此影响趋势,进一步探讨了眩光的量化方法,用于在更大规模的数据中进行分析。研究2c基于40个机场,2023年3月、6月、9月、12月包含四个节气日的四个月份的晴天,共约3 .2万架次波音737航班的数据进行分析。结果发现:随着温度升高,眩光程度增加,侧风风速增加,各类绩效指标出现不同程度的恶化。此外,还发现眩光的存在,会加大温度与顺风风速对着陆距离与接地俯仰角的负面影响程度。该研究结果为量化不同环境因素对飞行绩效的影响提供了支持,为精细化地防范环境因素对飞行的不利影响提供了理论依据。
研究三在控制上述环境因素的基础上,进一步考察了飞行员的个体差异和变化模式。该研究使用了某航空公司2017年3月至2023年12月共212名飞行员,共约12万架次的波音737航班数据进行分析,由于该批次数据可以对应到飞行员个体,所以可以分析飞行员绩效随时间和职级改变而发生的变化模式。应用多水平理论模型分析发现:飞行员绩效的发展随着时间呈现非线性的二次曲线发展趋势。飞行员着陆距离、滑跑距离与接地俯仰角均随着飞行时间的增长而缩短,即飞行员绩效随着时间增长不断提升。
总而言之,论文研究提取了五项关键飞行安全绩效指标,基于QAR数据与多水平理论分析获得了不同环境因素综合作用对飞行安全绩效的影响,同时发现飞行员绩效随时间的发展变化呈二次曲线变化的规律。本文研究创新点是:首次集中从飞行员人为因素出发基于QAR参数构建关键飞行安全绩效指标体系;首次研究眩光对飞行绩效的影响,且用客观真实数据定量分析;用QAR海量数据定量分析了多个环境因素对飞行绩效的祸合作用机制,具有预测效果;首次将多水平理论应用于航空QAR数据分析中,将飞行员个体分析纳入基于QAR数据的飞行绩效分析;首次基于QAR数据研究了飞行员绩效随时间的动态发展轨迹。
本论文的研究可为航空业飞行安全的监控实施奠定理论基础与实践参考,对未来不同环境因素的风险应对措施提供依据,以及飞行员的学习培训技能提升提供参考,从而促进民航安全保障,以及飞行员绩效的提升。</p
The Influence and Intervention Research of Childhood Trauma on Social Adaptation of Vocational College Students
在我国,高职生作为应用型技能人才的后备军,其在校人数规模在整个高等教育中占据着近半壁江山。因毕业即步入社会,故社会适应能力尤为重要,不但关系到个体身心健康和职业发展,而且对国家推动新质生产力发展政策实施意义重大。
研究显示,当前高职生群体心理健康水平普遍不高,社会适应不良现象凸显,所以关注高职生群体社会适应情况及影响因素,及时给予心理支持尤为必要。严重的童年期创伤经历会导致个体大脑发育不良、认知、情绪、行为等功能异常,影响人格发展,是导致个体社会适应不良的危险因素之一,值得重视。心理资本作为一种个体内在的积极心理资源,可培养和开发,提高个体心理资本水平对提升个体幸福感、减轻抑郁、焦虑、提升竞争力、促进心理健康作用显著,心理资本干预理论也是一种被证实有效的干预工具。
本文以高职生为研究对象,以提高高职生的心理资本和社会适应能力为研究方向,针对童年期创伤、核心自我评价、心理资本、社会适应四个研究变量,通过两个研究,对四个变量之间的内在关系、作用机制及实施心理资本干预的积极作用进行了探讨。
研究一:采用量化研究方法,对高职生童年期创伤、核心自我评价、心理资本以及社会适应的现状及关系进行研究,采用问卷法对河北某高职院校学生进行调查,回收有效问卷 311 份,并运用统计软件 SPSS27.0 及 PROCESSv4.0 对数据进行共同方法偏差检验、人口统计学差异分析、相关性分析及链式中介效应分析等。结果显示:高职生童年期创伤较为普遍,阳性检出率近六成,在不同家庭结构上存在显著差异,重组家庭学生创伤水平最高;童年期创伤负向显著预测核心自我评价、心理资本以及社会适应水平,变量间两两显著相关;核心自我评价、心理资本在童年期创伤与社会适应之间不但分别起单独中介作用,还起到链式中 介作用。
研究二:基于研究一结果,采用干预实验法,通过心理资本干预理论结合冥想练习的线下团体干预,对高职生心理资本的干预效果及对社会适应影响进行研 究。从研究一群体中招募 46 人作为研究对象,随机分为干预组 24 人和对照组22 人,为干预组提供每周 2 次共 8 次线下团体辅导,对照组不做任何干预。干预结束后进行了 2 次纵向效果追踪,分别在干预结束 3 天、180 天收集两组被试几个变量后测得分,运用 SPSS 27.0 软件进行数据分析,追踪了解团体辅导干预效果。结果显示:干预后 3 天后测,干预组心理资本及各维度、社会适应子维度学习适应时间与组别交互作用显著,前后测得分无差异,对照组心理资本水平显著下降。心理资本与社会适应、核心自我评价前后测差值两两显著正相关;干预后 180 天后测,与对照组相比,干预组心理资本总维度及自我效能、韧性2个 子维度、核心自我评价时间与组别交互作用显著,社会适应子维度学习适应、满意度、择业适应交互作用呈边缘显著,水平呈上升趋势,童年期创伤、心理资本、社会适应、核心自我评价前后测差值两两显著相关;对照组心理资本水平显著下降。
综上,本研究得出如下结论:
(1)来自不同家庭结构的高职生在童年期创伤、心理资本及社会适应水平上存在显著不同。核心家庭学生创伤水平最低,心理资本及社会适应水平最高;重组家庭学生童年期创伤水平最高,心理资本及社会适应水平最低。
(2)高职生童年期创伤经历对个体社会适能力有显著的负面影响,核心自我评价、心理资本不但可抵消童年期创伤对社会适应的负面影响,还能帮助个体实现创伤后成长,共同促进社会适应能力的提升。
(3)针对高职生心理资本进行干预,可提升个体心理资本水平,干预效果可抑制心理资本水平的下降,对社会适应水平有促进增长趋势,尤其是对学习适应子维度干预效果显著。另外,心理资本干预可促进核心自我评价水平提升,提 升效果略有滞后性,且能保持,符合人格特质特征。</p
The association between adolescent internalizing symptoms and time use: Based on latent profile analysis
内化症状是影响青少年身心健康发展的风险因素。青少年内化症状以抑郁和焦虑症状为主,这两种症状经常共同发生,并呈多种表现模式。以往研究采用个体为中心方法考察抑郁和焦虑症状的共同发生模式,将症状表现相近的青少年归入同一类别。但是,研究结果存在两种趋势且尚未达成共识。一种发现抑郁和焦虑症状在不同类别中只有严重程度的不同,如症状严重组、症状轻微组。另一种发现不仅有严重程度的不同,还有性质上的差异,如抑郁症状主导组,焦虑症状主导组。根据三维模型(Tripartite model),抑郁和焦虑症状既存 在共同因素,也存在特殊因素。上述不一致可能由于大多数研究没有考虑青少年抑郁和焦虑症状的共同和特殊因素。本研究基于 Tripartite 模型和多种路径模型(Multiple pathways model),通过双因素模型将抑郁和焦虑症状分解为共同和特殊因素,采用潜在剖面分析方法,探索青少年抑郁和焦虑症状的共同发生模式,为跨诊断和针对性预防及干预提供支持。研究进一步考察青少年内化症状类别和时间使用的关系,以期通过合理的时间分配,提高青少年心理健康。
本研究包括两个研究。研究一旨在考察青少年内化症状类别是否存在性质上的差异。采用分层抽样方法,调查 41890 名青少年的抑郁和焦虑症状(平均年龄 14.49,50.70%女生)。第一,使用验证性因素分析方法确定抑郁和焦虑症状的因素结构;第二,使用双因素模型分解抑郁和焦虑症状的共同和特殊因素,所得因素分数作为潜在剖面分析的指标变量;第三,使用潜在剖面分析识别不同类别;第四,使用卡方检验和 Bonferroni 事后检验考察各青少年内化症状类别的人群分布在社会人口学变量上是否存在显著差异。研究一发现,青少 年内化症状存在 5 个类别,分别是良好心理健康组(47.4%)、全类型内化症状组(23.0%)、情绪低落组(3.3%)、抑郁情绪主导组(8.3%)、焦虑和躯体症状主导组(18.0%)。各组在社会人口学变量上存在显著差异。
研究二在研究一基础上,采用回归混合模型,分析青少年内化症状类别和时间使用的关系。研究二发现,体育活动时间长的青少年更可能归于良好心理健康组;屏幕使用时间长的青少年更可能归于非良好心理健康组;作业时间长,上学睡眠时间短的青少年更可能归于全类型内化症状组、抑郁情绪主导组、焦虑和躯体症状主导组;作业时间短,周末睡眠时间长的青少年更可能归于情绪低落组;周末睡眠时间短的青少年更可能归于焦虑和躯体症状主导组; 上学睡眠时长和周末睡眠时长可能对青少年内化症状类别归属的影响不同。
综上所述,本研究发现青少年内化症状可以分为性质不同的类别,支持跨诊断和针对性的预防和干预;不同类别的人群分布在社会人口学变量上有显著差异,特定群体更易被内化问题困扰,应该关注这些群体;时间使用与青少年内化症状类别显著相关,合理的时间分配可能改善青少年心理健康。</p
Cross-modal subliminal affective priming effect and its neural mechanisms
情绪信息对个体生存和社交具有重要意义。在日常社交情景中,我们往往会接收到来自不同感觉通道的情绪信息,并将它们整合形成统一的情绪知觉。已有大量研究采用阈下情绪启动范式探讨了情绪与意识的关系,发现无意识水平的情绪信息可以被大脑加工,并对个体随后的认知评价和行为倾向产生影响。但已有研究仅考察了阈下视觉情绪启动刺激对同通道视觉目标刺激的影响,目前仍不清楚阈下视觉情绪启动刺激对跨通道的听觉目标刺激能否产生影响。因此,本研究采用面部表情作为启动刺激,中性和情绪语音作为目标刺激,系统考察了跨通道阈下情绪启动效应的认知特点及其神经机制。
研究一包含 6 个行为实验,旨在考察跨通道阈下情绪启动效应的认知特点。实验 1 采用连续闪烁抑制范式,通过立体镜阈下呈现恐惧、高兴表情和面部结构打乱图片作为启动刺激,要求被试完成中性语音的情绪识别任务。结果显示,阈下恐惧表情启动下,被试将中性语音的情绪判断为更消极。实验 2 采 用头戴式显示器阈下呈现两类表情,并将面部结构打乱图片替换为中性表情, 验证了实验 1 的结果,即阈下恐惧表情使个体对中性语音的情绪判断更消极。实验 3 将实验 2 中的面部表情倒置呈现,发现阈下倒置面部表情没有影响个体 对中性语音的情绪判断,排除了三种面部表情之间低水平特征的差异对实验效 应的影响。实验 4 将实验 3 中的中性语音替换恐惧或高兴语音,结果显示,阈下恐惧表情提高了个体对恐惧语音的识别准确性。以上结果表明,阈下情绪启动效应能够在跨通道刺激之间产生,且该效应受到面部表情和语音情绪类型的影响,具有负性情绪特异性。
研究一进一步考察了阈上恐惧、高兴和中性表情启动下,个体对中性语音(实验 5)和情绪语音(实验 6)的识别,结果显示,阈上恐惧表情使被试对中性语音判断更消极,高兴表情使被试对中性语音判断更积极;阈上高兴表情降低了被试对恐惧语音的识别准确性,恐惧表情降低了被试对高兴语音的识别准确性,高兴表情提高了被试对高兴语音的识别准确性。表明面部表情可以诱发 跨通道阈上情绪启动效应。对跨通道阈下和阈上情绪启动效应进行比较,结果显示,当目标刺激为中性语音时,阈下和阈上恐惧表情启动均能诱发跨通道的情绪启动效应,并且两种启动方式下效应大小相当,而高兴表情只在阈上启动时诱发了跨通道情绪启动效应;无论当目标刺激为恐惧语音还是高兴语音时,阈上高兴表情都更有可能诱发跨通道的情绪启动效应。以上结果表明,跨通道阈下和阈上情绪启动效应在恐惧和高兴情绪之间存在分离现象,即恐惧情绪更有可能产生跨通道阈下情绪启动效应,而高兴情绪更有可能产生跨通道阈上情绪启动效应。
研究二包含 3 个 ERP 实验,进一步考察跨通道阈下情绪启动效应的神经机 制,并将其与跨通道阈上情绪启动效应比较。其中,实验7考察了阈下和阈上三种表情启动下,个体对中性语音信息加工的时间进程;实验 8 和实验 9 则分别考察了阈下和阈上三种面部表情启动下,个体对情绪语音信息加工的时间进程。结果显示,阈下恐惧和高兴面部表情比中性表情引起中性语音加工时更小的听觉P2与更大的 N3 和 LLN 的波幅变化,表明阈下两类表情能够提高个体早期对中性语音的注意投入和语音中情绪信息的关注与提取,并在晚期阶段影响个体对中性语音情绪意义的评估;阈下恐惧和中性表情比高兴表情引起恐惧语音加工时更大的 N1 和 LLN,阈下恐惧表情比阈下高兴和中性表情引起恐惧语音加工时更小的 P2 波幅,表明阈下恐惧和中性表情提高了恐惧语音的情绪凸显性,增强了个体对恐惧语音的注意,阈下恐惧表情影响恐惧语音的情绪意义分析,而阈下高兴表情在个体早期加工恐惧语音时产生了更大的通道间信息冲突;阈下恐惧和高兴表情均未对高兴情绪语音信息加工的时间进程产生影响。此外,比较跨通道阈上和阈下情绪启动效应的神经机制,结果表明,在中性语音信息加工的早期阶段(P2),阈下面部表情的影响大于阈上,而在中性语音信息加工的晚期阶段(N3和 LLN),阈上面部表情的影响大于阈下。
本研究系统考察了跨通道阈下情绪启动效应及其神经机制,发现阈下面部表情可以影响个体对中性和情绪语音的识别。本研究将视觉通道内的阈下情绪启动效应扩展至跨通道。另外,跨通道阈下和阈上情绪启动效应的比较中发现,二者在恐惧和高兴情绪之间存在分离现象,反映出两种效应可能依赖不同的发生机制。本研究发现不仅为情绪信息可以被无意识加工提供了新证据,也增进我们对阈下视觉情绪信息对人脑跨通道信息加工影响的认识,有助于揭示视觉无意识加工在跨通道情绪信息交互中的作用。</p
Spatiotemporal dynamics of neural representation of facial expression processing in human brain
人们能够以自动、实时的方式识别面部表情,这种毫不费力的方式容易使人们忽视大脑中复杂的神经计算过程。尽管已有较多的研究考察了大脑对面部表情加工的神经机制,但是受限于大脑成像技术和数据分析方法,目前对面部表情加工神经表征的认识还存在不足。本研究借助脑磁图和磁共振技术,利用多变量模式分类、表征相似性分析、卷积神经网络算法,探讨大脑对面部表情中神经表征的时空动态特征。
研究一考察了视觉通路对面部表情加工的时间特征。实验记录被试被动观看面部表情、物体、人脸图片的脑磁图数据,以及磁共振结构像。通过脑磁图数据和磁共振结构像计算大脑解剖学区域的源估计,再根据置换检验判断对人脸激活显著大于物体的源点,从而确定了腹侧、背侧、枕顶视觉通路的面孔选择区对面部表情的神经表征。这些区域包括外侧枕叶、梭状回、后侧颞上沟,顶下回皮层的面孔选择区,分别记作 LO-faces、FG-faces、pSTS-faces、IP-faces。利用时间尺度的多变量解码技术,在每个面孔选择区分类面部表情。结果显示在刺激呈现 后的 120 至 170 ms 之内,四个区域均开始分类面部表情。相似性分析的结果显示,在约 200-400 ms,四个区域的神经表征均和被试对面部表情刺激的行为反应相关。另外,自助检验分析的结果显示在左半球,LO-faces 和 IP-faces 的激活早于 FG-faces 和 pSTS-faces,而在右半球这些区域均不存在显著的先后激活关系。以上分析结果表明腹侧、背侧、枕顶视觉通路能够快速地分类面部表情;并且在左半球枕顶通路的激活早于腹侧和背侧通路,在右半球则不存在显著的先后关系。
研究二考察了大脑对面部表情加工中神经活动的时空过程。实验记录被试被动观看面部表情图片的磁共振数据,再对磁共振数据和研究一中实验记录的观看面部表情的脑磁图数据进行相似性分析。结果显示,在大约 100 ms,脑磁图数据和枕顶叶皮层的功能磁共振数据显著相关,而在大约 150-200 ms,脑磁图数据和枕顶叶皮层、颞叶皮层等更高级的皮层区域显著相关。另外,根据脑磁图数据在大脑解剖学区域的源估计,在每个时间点和每个脑区对面部表情进行多变量解码分析。结果显示在约 100 ms,枕顶叶皮层的分类准确率大于基线水平,包括外侧 枕叶、楔叶、舌回、距状旁回、顶上回、顶下回、楔前叶等;而在大约 150-200 ms,枕叶、顶叶、颞叶皮层等大部分更靠前的区域准确率均大于基线水平。以上分析结果表明,大脑对面部表情加工中神经活动存在阶段化时空过程,即从枕顶叶区域(约 100 ms)向更高级的区域扩散。
研究三考察了大脑表征面部表情信息的层级转化过程。通过利用公开表情数据库的表情图片训练具备表情识别能力的卷积网络模型 VGGFace 和 ResNet18,再将面部表情刺激在 VGGFace 和 ResNet18 卷积层的特征分别与研究一中记录的观看面部表情的脑磁图数据进行相似性分析。对于卷积特征与 LO-faces、FGfaces、pSTS-faces 以及 IP-faces 神经表征的相似性分析,结果显示在大约 200 ms时间段,相比于面部表情刺激在 VGGFace 和 ResNet18 的低层特征,LO-faces 和IP-faces 与高层特征更相关;并且在整个时间段,LO-faces、FG-faces、pSTS-faces、IP-faces 的神经表征与高层特征的相关性不低于低层特征。以上分析结果表明,外侧枕叶、梭状回、后侧颞上沟,以及顶下叶皮层表征面部表情抽象的类别信息,均不存在由低级图像信息到高级类别信息的层级过程;并且枕顶视觉通路对面部 表情存在早期、去图形化的类别级信息。
通过以上三个子研究,本研究利用脑磁图和磁共振技术,结合多变量模式分析,表征相似性分析,卷积神经网络算法,深入地探讨了大脑对面部表情加工中神经表征的时空动态特征。本研究能够丰富现有的面部表情加工理论,加深人脑对面部表情快速分类机制的理解,也为情绪面孔感知计算模型提供理论支撑。</p
Computational Modeling Studies on the Impaired Social Learning in Patients with Major Depressive Disorders and its Neural Basis
抑郁症是一种常见的精神疾病,伴有显著而持久的心理社会功能损伤,且在症状缓解后仍然持续存在。社会交互障碍作为心理社会功能的重要组成部分,在 前人研究中发现有高度异质性的表现形式,抑郁症患者在一些场景中表现出亲社会水平下降,在另一些场景中表现出过度利他。然而,现有研究对于这一异质性的解释因素理解匮乏,缺乏对于边界条件的理论化梳理以及社会场景的系统性归类;并且对于不同社会交互障碍行为表现背后的成因理解不足。由于社会学习过程天然内嵌在社会交互过程中,个体需要观察他人的行为来决定如何回应,因此从社会学习角度理解患者异常社会交互行为的成因是可行的方向。由此可引发一系列研究问题:社会交互障碍不同表现形式是否源于同一种异常社会学习机制,以及抑郁症核心的负性认知模式如何塑造异常的社会学习机制,异常社会学习过程中患者对于预期偏差的神经编码与健康对照有何差异,以及以改善负性认知为核心的认知行为疗法(Cognitive Behavior Therapy, CBT)能否通过扭转负性认知来有效缓解社会学习障碍及其背后的神经机制。
围绕这一系列逐层深入的研究问题,研究一通过元分析探究了抑郁症患者的社会交互障碍存在不同表现形式,并提出以对手占优选项是否为“非利他性”将社会互动场景分为“回应”类以及“表达”类场景,进而发现抑郁症患者在“回应”类范式中相比健康对照存在亲社会水平下降,在“表达”类范式中过度利他,且该划分方法能够解释 54%的患者与健康对照社会交互行为差异异质性。
研究二通过“开门游戏”操纵对手初始印象,让被试对于对手形成微小而归因模糊的正性/中性/负性初始印象,同时构建了个三个重复性社会互动范式,其中包括两个“回应”类范式以及一个“表达”类范式,结合计算建模、结构方程模型的方法,发现患者在不同范式中的社会交互行为异常表现形式由相同的异常社会学习机制所驱动,即对正性社会线索的学习下降但对负性社会线索的学习过度。通过提取收益和损失学习率公因子,进一步发现罹患抑郁症通过降低乐观性程度来导致收益学习率公因子降低、损失学习率公因子上升。
研究三使用“开门游戏”结合投资者角色重复信任博弈范式,通过任务态功能磁共振扫描结合计算模型的方法,采用参数分析研究预期偏差对脑功能活动的调节作用,发现前扣带回、背外侧前额叶、中央后回、小脑受预期偏差调节模式在患者及健康对照中存在差异,各类负性认知在罹患抑郁症和患者对预期偏差的异常神经编码之间起到中介作用。
研究四通过比较 12 周 CBT干预前后有效组和无效组患者症状、负性认知、投资者角色重复信任博弈范式中社会交互行为及神经活动变化的异同,发现 CBT治疗有效组患者在基线拥有更高的社会功能损伤以及社会学习障碍;与基线相比,只有有效组患者的负性认知在治疗后得到了有效扭转;左侧顶下小叶/缘上回在CBT 治疗有效和无效组患者中受预期偏差的调节改变的方向相反,且调节程度改变与抑郁症状缓解程度以及负性认知缓解程度有关。
通过四项系列研究,本研究增进了 “抑郁症的不同社会交互行为是如何形成的及其背后的神经机制”这一关键科学问题的理解,从负性认知所驱动的社会学习过程角度促进了对抑郁症社会交互障碍成因的理解,并为理解 CBT 对社会学习障碍的影响及其神经机制、发展抑郁症精准治疗策略提供了理论依据,这些研究发现对于促进抑郁症患者生活质量的提高、减轻家庭和社会负担也有临床意义。</p