Linköpings Universitet Kognitionspsykologiska laborationer Vt 2010 Chunkingens påverkan på korttidsminnet - siffror eller bilder, kan man chunka båda? Josef Benjaminsson Karolina Franc Maria Hedblom Anna Hollertz Examinator: Felix Koch Handledare: Magnus Emilsson
Abstrakt Vilken påverkan har chunking på korttidsminnet? Kan man även applicera chunking på bilder? Tidigare studier inom minnesforskningen har påvisat att chunking ger en förbättrad minnesförmåga och att det är vanligast att man minns början och slutet av sekvensen, likaså visar studier att människan minns 7 ±2 enheter. För att studera fenomenet närmare och undersöka om det även går att tillämpa på bilder har ett minnesexperiment utförts på ungefär 30 försökspersoner uppdelade i två grupper. Minnesexperimentet grundades på George A. Millers chunkingexperiment med seriella siffror. Dock fanns flera skillnader i vårt experiment. Dels förkastades den påverkan långtidsminnet hade i experimentet genom att minimera associationer och dessutom begränsades antalet siffror till 40 stycken, 20 chunkade och 20 ickechunkade. Experimentets andra fas som konstruerats för att undersöka huruvida chunking var applicerbart på bilder, var uppbyggt på mer eller mindre samma sätt, men istället för siffror var det enkla bilder som skulle återges. Experimentets resultat talar för att det finns ett tydligt samband mellan chunking och förbättrad minnesförmåga vad gäller siffror. Däremot visade experimentet på ett negativt samband vad gäller bilder. Till skillnad från förväntningarna så visade resultatet att de chunkade bilderna var svårare att återge. Orsaken till detta är okänd men det är troligt att chunkingen som utfördes på bilderna inte var kognitionspsykologisk korrekt.
INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 INLEDNING...1 1.1 BAKGRUND...1 1.2 SYFTE...1 1.3 FRÅGESTÄLLNINGAR...1 1.4 DEFINITION AV BEGREPP...1 1.5 AVGRÄNSNING...1 2 TIDIGARE FORSKNINGEN...2 2.1 TEORIER OM MINNET...2 2.2 BADDELEYS ARBETSMINNESMODELL...2 2.3 MILLERS MAGISKA NUMMER...3 2.4 PRIMACY OCH RECENCY EFFEKT...3 3 METOD...3 3.1 DESIGN...3 3.2 FÖRSÖKSPERSONER...4 3.3 MATERIAL OCH APPARATUR...4 3.4 PROCEDUR...4 3.5 RELIABILITET, VALIDITET OCH REPLIKERBARHET...5 4 RESULTAT...6 4 DISKUSSION...6 REFERENSER...9 BILAGOR...10
1 Inledning 1.1 Bakgrund Minnet som är en del av människans mentala kognitiva system används för att klassificera, koda in, lagra samt plocka fram information. En stor del av dagens minnesforskning är fokuserad på att förstå hur vi tar in och lagrar information och hur vi med hjälp av denna förståelse kan förbättra vår minneskapacitet. Förmågan att gruppera information till så kallade chunks är ett välkänt fenomen inom kognitiv psykologi som introducerades av George A. Miller på 1950-talet. Forskningen kretsar kring studier av minnesmodeller, framför allt modeller som går ut på att gruppera den information som ska minnas, för att på så sätt optimera minneskapaciteten. I en mängd studier har det påvisats att chunking har en förbättrande påverkan på vår minneskapacitet. Vi är nyfikna på ifall denna typ av chunking även kan tillämpas till visuell bild och på så sätt förbättra minnet vad gäller inte bara siffror och ord, utan även bilder. 1.2 Syfte Syftet med vår studie är att undersöka vilken påverkan chunking har på vår minnesförmåga. Vi utgår från Millers klassiska experiment med seriella siffror, chunkade respektive icke-chunkade, som visar på förbättrad minnesförmåga genom gruppering av enheter, för att vidare testa ifall denna teori även kan appliceras på bilder. Försökets syfte innefattar även att avkasta sig de associationer som Millers test innefattar för att försöket ska rikta sig mer till korttidsminnet. 1.3 Frågeställningar Hur påverkas människans korttidsminneskapacitet av chunking? Kan chunking även tillämpas till bilder? 1.4 Definition av begrepp Begreppet chunking är en process med vilken vi kan förbättra vår förmåga att minnas information i vårt korttidsminne. Genom chunking grupperar man information till meningsfulla enheter och förbättrar minnet av information. (Sternberg, 2009). 1.5 Avgränsning I vår undersökning har vi valt att avgränsa oss från den inverkan som association och inlärningseffekter kan ha på återgivning av siffror respektive bilder. Bredden på dessa problemområden kräver att vi begränsar oss till vissa aspekter av minnet för att
studien ska kunna utföras inom tidsramen. Försöket är upplagt för att minimera association och inlärningsprocess. Detta utesluter dock inte att denna typ av minnesförmåga inte är av betydelse, men för att göra vår studie hanterbar fokuserar vi enbart på korttidsminnet och chunking. 2 Tidigare forskning 2.1 Teorier om minnet När man talar om det mänskliga minnet brukar man dela in detta i tre större system. Denna indelning är dock endast teoretisk och även om de olika minnetyperna skiljer sig åt så påverkar de varandra. Man talar om långtidsminnet, korttidsminnet samt det sensoriska minnet (Baddeley, 1983). I långtidsminnet lagras information under mycket långa tidsperioder som individen utan större ansträngning kan plocka fram (Baddeley, 1983). Korttidsminnet behandlar information som individen behöver för att kunna hantera den rådande situationen, exempelvis komma ihåg en serie med siffror. Människans korttidsminne har en begränsad kapacitet på ungefär 30 sekunder. Informationen finns i korttidsminnet under tiden då den är relevant, men försvinner strax efter (Sternberg 2009). Det sensoriska minnet är en del av varseblivningsprocessen. Vi lagrar minnen genom att impulser tas upp genom syn, hörsel, känsel och lukt. Det sensoriska minnet tar emot all slags information och lagras endast under en mycket kort tidsperiod. Främst lagras information automatisk i form av bilder och ljud. Det sensoriska minnet skickar vidare en del av informationen till arbetsminnet, som en del teoretiker kallar korttidsminnet, för fortsatt bearbetning (Baddeley, 1986). 2.2 Baddeleys arbetsminnesmodell Alan Baddeley (1986) gav ett nytt förslag på en minnesmodell där han skilde korttidsminnet från arbetsminnet. Han delade upp minnet i tre komponenter: arbetsminnet, korttidsminnet och långtidsminnet. Han menade att arbetsminnet är den del av minnet som bearbetar sådan information som händer just i stunden. Baddeley delade ytterligare upp arbetsminnet i tre delar, en central exekutiv funktion, en visospatial scetchpad samt en fonologisk loop. Den centrala exekutiva funktionen väljer ut vad av innehållet i informationen som skall ägnas mer uppmärksamhet. Denna funktion har den fonologiska loopen och den visospatiala scetchpaden som sina slavsystem. Den fonologiska loopen håller kvar ljudbärande information för bearbetning och den visospatiala funktionen är specialiserad på visuell och spatial
inkodning och håller kvar visuell information under en kort tid. I arbetsminnet bearbetas nya intryck tillsammans med gammal information från långtidsminnet för att skapa nya minnen i långtidsminnet. Övning och användandet av redan existerande information i långtidsminnet kan leda till ytterligare förbättringar av förmågan att använda chunking (Ericsson, Chase, & Faloon, 1980). 2.3 Millers magiska nummer Studier som har gjorts kring minneskapacitet av vårt korttidsminne visar att chunking har en förbättrad effekt på vår förmåga att minnas information. Idén om att vår kapacitet att behandla information är begränsad, var revolutionerande då George Miller 1956 publicerade artikeln The Magical Number Seven, Plus or Minus Two: Some Limits on Our Capacity for processing Information. I denna artikel menade Miller att sju (± två) var det magiska nummer som karakteriserade det mänskliga medvetandets kapacitet. Med hjälp av empiriskt material kunde han visa att en individs förmåga att behandla och minnas informationsenheter som saknar inre samband, till exempel en serie siffror, försämras avsevärt redan efter sju enheter. Han behandlade även chunking i sin forskning och testade gruppering av informaton för lättare lagring. Millers artikel inspirerade många psykologer att vidare forska kring detta nya forskningsområde. 2.4 Primacy och recency effekt I studier där försökspersoner har fått återge listor som visats för dem, har man tydligt sett att man är mer benägen att återge rätt svar i början och slutet av en lista. Detta på grund av retroactive och proactive interference. Retroactive interference uppstår när individen glömmer tidigare information för att den störs av den nya informationen som finns i korttidsminnet. Proactive interference uppkommer när den nya informationen glöms bort då den liknar informationen som fanns i korttidsminnet sedan tidigare. Detta resulterar i att man har svårt att komma ihåg informationen som var i mitten av en lista. (Sternberg, 2009) 3 Metod 3.1 Design I den här undersökningen ska vi studera hypotesen om grupperad information i så kallad chunkning underlättar minnesförmågan. Huruvida siffrorna respektive bilderna
är chunkade eller inte räknas som experimentets oberoende variabel. Antalet korrekt återgivna stimuli räknas som experimentets beroende variabel. 3.2 Försökspersoner Testet utfördes vid två separata tillfällen med två skilda försöksgrupper. Den första gruppen valdes med hjälp av bekvämlighetsurval genom att en universitetslärare förfrågades om experimentet fick utföras i samband med en av dennes föreläsningar. Gruppen som experiment sedan utfördes på bestod av 22 personer, varav tre kvinnor och resterande män. Medelåldern låg på strax under 26 år. Gruppen bestod av svenska och internationella studenter vid Linköpings universitet. Det andra experimentet utfördes på ett damfotbollslag och dess tränare som även det valts ut genom bekvämlighetsurval. Den gruppen bestod av 6 försökspersoner där två var män och resterande var kvinnor, med en medelålder på 26 år. 3.3 Material och apparatur Till experimentet användes en laptop med en powerpointpresentation. Bildspelet som visades var uppdelat i fyra separata bildspelsslides som hängde samman med vita pausbilder samt två slides med presentationstext och avslutningstext. Se bilagor för utformning på bildspelet. 3.4 Procedur Försökspersonerna fick först en kort introduktion till experimentets utförande och grundläggande instruktioner om hur experimentet skulle utföras, samt att deras svar skulle komma att behandlas utifrån forskningsetiska principer, det vill säga att försökspersonerna garanteras anonymitet i studien och att de när som helst kunde avbryta deltagandet i experimentet om de så önskade. Sedan startades bildspelet och försökspersonerna ombads att memorera det som presenterades via projektorn. Efter tjugo sekunder byttes minnesbilden mot en vit pausbild och obegränsat med tid gavs åt försökspersonerna att anteckna det som de mindes på de förtryckta formulär som delats ut vid introduktionen. När försökspersonerna hade skrivit klart visades nästa test. De första två testen bestod av siffertest där den första försöksgruppen fick se siffrorna utan chunking, vilket innebar tjugo stycken slumpmässigt utvalda siffror i en lång rad. Efter det testet visades testet med chunkade siffror, likaså tjugo slumpade siffror men uppdelade fyra och fyra i chunks.
Efter siffertestet introducerades experimentets andra fas som innebar att det istället för siffror skulle vara bilder som memoreras. För den första försöksgruppen, universitetetsklassen, visades först en översiktsbild som visade tjugo stycken bilder jämt fördelade över sliden, följt av ett test med tjugo bilder som chunkats två och två in i ramar. Den andra försöksgruppen, damfotbollslaget, fick samma introduktion men fick se bilderna i omvänd ordning, de chunkade siffrorna först följt av de icke-chunkade siffrorna. Likaså med bildtesten där de chunkade bilderna visades före de bilder som inte grupperats. Efter det sista deltestet avslutats, insamlas försökspersonernas ifyllda formulär och de som deltagit bjöds på kakor. Resultaten rättades och sammanställdes i ett exceldokument. Rättningen för siffertesten gjordes enligt följande: För varje siffra som återgivits på rätt position i sifferföljen tilldelades ett poäng. För bildtesten så tilldelades poäng utifrån antal rätt återgivna bilder oberoende av ordningsföljd. Både svenska och engelska svar godkändes likaså uppenbara felstavningar och synonymer. 3.5 Reliabilitet, validitet och replikerbarhet Studiens reliabilitet anses vara förhållandevis hög eftersom studiens stabilitet och internbedömarreliablitet är hög. Det första på grund av att även om studien genomförs vid ett annat tillfälle kommer troligen ett likvärdigt resultat påvisas och det andra för att rättningen av resultaten diskuterats av gruppen och haft tydliga riktlinjer. Trots att experimenten har utförts både i universitetsmiljö och ute i fält har försöket låg ekologisk validitet då det är ovanligt att människor uppmanas att under kort tid minnas långa siffersekvenser respektive bildsekvenser. Däremot leder föregående resonemang till följande problematik. Eftersom vi inte gjort ett representativt urval utan valt försökspersonerna utifrån ett bekvämlighetsurval försvåras generaliserbarheten betydligt, då största delen av våra försökspersoner utgörs av studenter vid Linköpings universitet och är förhållandevis nära i ålder. Detta talar för att den externa validiteten är svag, men tack vare experimentets enkla uppgift är det troligt att försökspersonernas homogenitet spelar liten roll, och att experimentets externa validitet trots homogeniteten kan ses som förhållandevis hög. Detta eftersom resultaten troligen återkommer även vid andra försöksgrupper.
För att göra vår studie möjlig att replikera för andra forskare har vi så noggrant som möjligt försökt beskriva studiens tillvägagångssätt. Vi bifogar därför de formulär och bilagor vi använt i experimentet, allt för att öka studiens replikerbarhet. 4 Resultat Figur 1. Antal korrekt återgivna siffror respektive bilder då man testar chunking vs. Icke-chunking. T-test utfördes först på resultaten på chunkade respektive icke-chunkade siffror. Detta test följdes av ytterligare ett t-test som ställde chunkade bilder respektive ickechunkade bilder mot varandra. Båda testen resulterade i ett signifikant resultat där det första testet resulterade i t(27) = 3,0677, p < 0.05, och det andra t-testet med bilder resulterade i följande resultat, t(27) = 2,5483, p < 0.05. 5 Diskussion I grunden utgick vi från Millers minnestest av siffror. För att hålla oss till studiens avgränsning om korttidsminnet, skiljer sig vårt test från Millers genom att vi använde slumpmässiga siffror och inte sifferkombinationer som kan associeras till något specifikt ur långtidsminnet, t.ex. kända årtal. Det finns dock en möjlighet att försökspersonerna kan ha en personlig relation till de siffer- och bildkombinationer som visas. Detta kan leda till en association som egentligen inte var menad och därmed påverka svaren på ett sätt vi inte tänkt.
Experimentet utfördes till viss del på försökspersoner med annat modersmål än svenska eller engelska, de språk som experimentet presenterades på. Detta kan ha hämmat förmågan att namnge de föremål som förkommit i bildspelet och därmed försämrat resultatet. Möjligheten finns även att instruktionerna inte förståtts av alla försökspersoner om språket är en begränsning. Under det första experimenttillfället, då det chunkade bildtestet presenterades efter det att det icke-chunkade testet visats, noterades en del felaktigt återgivna bilder. Istället för att korrekt återge de bilder som funnits med på det chunkade bildtestet, återgav även vissa försökspersoner bilder som endast visats i det tidigare ickechunkade bildtestet. Detta kan bero på flera anledningar, antingen ligger dessa bilder kvar i minnet och när man ska anteckna de nya bilderna har man svårt att avgöra vilket test bilden tillhörde. Eller så skulle det kunna bero på att försökspersonerna, tack vare att bilden redan finns i minnet, associerar de nya bilderna med bilder som funnits i det tidigare testet. Ett tydligt exempel på det senare är hus, en bild som fanns med i det icke-chunkade testet men saknades i det chunkade testet. I det chunkade testet förekom istället bilden på en husvagn, ett begrepp nära förknippad med hus. De förekom fall där försökspersoner missat att skriva hus på det första testet, där bilden för hus fanns, men hade skrivit hus istället för husvagn i det andra testet. För att minimera att vissa bilder skulle sticka ut mer och därmed vara lättare att minnas så valdes endast spartanska bilder i svartvitt. Till stor del återgavs bilderna som fanns i testet, på enstaka bilder tolkades bilden dock om till liknande föremål, t.ex. tolkades en skissad bild av ett lejon i flera fall som en katt. Huruvida detta är på grund av en otydlig bild eller om försökspersonerna associerar lejonet till en katt när minnet brister är osäkert. I likhet med Millers minnestest kunde vi utifrån våra resultat se en tydlig förbättring av minneskapacitet vid chunking av siffror. Detta överensstämmer med vår hypotes där vi gjorde antagandet att chunking har en markant förbättring på korttidsminnet. Däremot visade vårt bildtest på motsatt effekt, det vill säga, att chunking av bilder inte har någon förbättrande effekt på korttidsminnet. Detta kan bero på flera faktorer. Dels att chunkingen inte har utförts på ett optimalt sätt, exempelvis inramningen av bilderna, där kanterna stjäl uppmärksamhet från bilderna. Men också att den ickechunkade bilden var mer överskådlig och därmed skulle kunna vara mer representativ för en chunkad bild. Det är tydligt att människans korttidsminne påverkas till det positiva med hjälp av chunking då detta framgick klart och tydligt enligt siffertesten. Däremot är det som diskuterats osäkert varför inte samma resultat erhölls i bildtesten. Kanske beror detta på att det inte är möjligt att chunka bilder eller så beror det på andra variabler som inte tagits hänsyn till i detta experiment.
Skulle man vilja bedriva vidare forskning inom frågeställningen är det lätt att replikera experiment. Dels på grund av experimentets enkelhet och dels på grund av att experimentets utförande är tydligt beskrivet och att materialet återfinns i bilagorna. Genom att utveckla experimentet och utföra vidare forskning inom området skulle det kunna leda till mer tillförlitliga resultat där man skulle kunna avgöra om chunking förbättrar minnet av bilder. Praktisk användning av chunking skulle kunna tillämpas i till exempel informationsspridning som i användarvänlighet vid utveckling av nya produkter och skyltar samt inom reklambranschen. I likhet med resultatet av Millers minnestest av siffror kunde även vi i vårt experiment se att det antal nummer som försökspersonerna kunde återge stämde överrens med Millers magiska nummer sju (± två). De tendenser vi såg i resultatet var att försökspersonerna återgav början och slutet på den seriella sifferordningen korrekt, medan siffrorna i mitten oftare glömdes bort. Detta kan kopplas till den inverkan primacy och recency effekt har på återgivning av information.
Referenser Baddeley, A. D. (1983). Minnet. Fakenham: Fakenham Press. Baddeley, A. D. (1986). Working memory. New York: Oxford University Press Ericsson, K. A., Chase, W. G., & Faloon, S. (1980). Acquisition of a memory skill. Science, 208, 1181 1182. Miller, G.A. (1956). The magical number seven, plus minus two: Some limits on our capacity for processing information. Psychological Review, 101 (No 2), 346-349. Sternberg, R. J. (2009), Cognitive psychology, 5th ed. Belmont: Wadsworth 9
Bilaga 1 Försöksgrupp 1, Universitetsklassen
Bilaga 2 Försöksgrupp 2, damfotbollslaget