心与花任务反应速度和正确率的交互作用可以预测儿童成就外文翻译资料

心与花任务反应速度和正确率的交互作用可以预测儿童成就

原文作者 Marie Camerota and Michael T. Willoughby，北卡三角科技园RTI国际公司；Clancy B. Blair，纽约大学

概要：本文考察了一个在学龄儿童广泛年龄范围内使用的心理测量任务，心与花任务的准确率和反应时能否联合起来用作儿童执行功能（EF）的指标。虽然以前的研究经常使用正确率或反应时作为执行功能的独立指标，但一个未解决的问题是，这两个指标能否联合起来以加强我们对执行功能的评估。为了回答这一问题，我们从参加家庭生活项目的一年级儿童那里收集了他们的执行功能数据。我们分别构建了模型考察正确率和反应时对儿童认知行为和学业成绩的独立作用和联合作用。研究结果表明，在小学低年级儿童中，正确率和反应时在预测儿童成就方面存在交互作用，对于正确性较高的儿童来说，反应时是体现执行功能的一个更有参考价值的指标。在控制交互作用的情况下，正确率的主效应仍然是显著的。该结果能够迁移到不同的任务组块（混合组块、纯花朵组块）和不同的儿童成就（学业成绩和认知行为）。本研究中正确率和反应时之间存在交互作用的结果有助于越来越多的文献试图共同考虑正确率和反应时作为基本能力的指标，这对如何构建和解释执行功能分数具有重要意义。

公共意义声明

本研究发现，执行功能 (EF) 任务中的正确率和反应时都可以为儿童认知能力提高有用信息。 此外，对于正确率较高的儿童来说，反应时可能是反映执行功能的更具信息性的指标。

关键词：执行功能，正确率，反应时，实验评分

正文：

近年来，人们对构建执行功能 (EF) 的科学兴趣日益浓厚。 EF 是一组包含有计划的、目标导向的行为的高阶认知能力（Blair amp; Ursache，2011）的多元结构，在儿童中，EF 被认为由三个相关但可分离的能力组成：工作记忆、抑制控制和认知灵活性（Miyake 等，2000）。跨心理学学科的研究人员对测量 EF 很感兴趣，因为它可以预测各种结果，包括入学准备情况（例如，Blair amp; Razza，2007）、精神病理学风险（参见 Snyder、Miyake 和 Hankin , 2015)、职业功能（例如，Miller、Nevado-Montenegro 和 Hinshaw，2012 年）和生活质量（例如，Davis、Marra、Najafzadeh 和 Liu-Ambrose，2010 年）。换句话说，EF 似乎是人类在生命的各个阶段蓬勃发展所必需的。尽管如此，测量EF 在整个生命周期中发展的纵向研究却十分稀少。

其中一个原因是缺乏可以在不同年龄段使用的衡量实验数据的标准。即使经过调整，为儿童开发的实验对成人来说太容易，而为成人开发的实验对儿童来说又太难。第二个限制是，即使在相对较少的可用于广泛年龄范围的实验中，对于不同年龄组的最佳表现措施也存在分歧。例如，尽管对年幼的儿童来说，有亘古表现的正确率来衡量的先例（Diamond, Barnett, Thomas, amp; Munro, 2007），但反应时间（RT）更经常用于年长儿童和成人（Diamond amp; Kirkham, 2005）。然而，关于何时从准确度转换到反应时作为表现的指标，几乎没有相关研究。更为复杂的是，刺激的呈现速度会向下调整，以使一项特定的实验对年龄较大的儿童和成人来说更加困难（Davidson, Amso, Anderson, amp; Diamond, 2006）。这种变化意味着，即便有理论可能，也很难对某项实验的表现进行跨期建模。

心与花（HF）实验是在幼儿期、中期和青春期使用的实验的一个例子。HF实验是由Davidson及其同事（2006年）最初开发的Dots实验的改编，要求参与者在看到心脏刺激时对一条规则做出反应（按屏幕同一侧的键），在看到花朵刺激时对另一条规则做出反应（按屏幕另一侧的键）。该实验由三个区块组成，其中包括一致的（只有心）、不一致的（只有花）或混合的（心和花）试验。由于心形区块中没有固有的执行要求，它经常被用作对照区块，用来比较花形和混合区块的表现。通常，花块上的表现被用作抑制性控制的指标（Wright amp; Diamond, 2014），因为它需要抑制一个潜在的反应（即按下空间上一致的键）。混合区块的表现被用作认知灵活性的指标，因为它要求在两个规则之间灵活选择，这取决于刺激物的情况。尽管这项实验更有意地调动对抑制控制和认知灵活性的运用，但其他人认为，由于需要在实验的不同区块中牢记两条规则，工作记忆在所有试验中都有内在的参与（Diamond，2013）。

HF实验已被证明适合于4岁至成年，尽管如前所述，需要向下调整刺激呈现时间以保持实验对年龄较大的儿童和成人的挑战性（Davidson等人，2006）。具体来说，建议6岁及以下儿童的刺激呈现时间为2500毫秒，而建议年龄较大的儿童和成人为750毫秒。HF实验已被证明在正确率和反应时方面与年龄有关的变化（Davidson等人，2006年），区分典型和非典型发育儿童的鉴别效力（Edgin等人，2010年），以及对各种类型的教育和体育活动干预项目的敏感性（Diamond等人，2007年；Lakes等人，2013年；Schonert-Reichl等人，2015年）。

尽管这项实验有许多优点，但使用这项实验和其他类似实验的一个困难是，有多种方式可以分析实验的结果。一些研究集中于三个实验区块（如心形、花形和混合形）中的每一个测试的结果。其他研究则考察所有一致（即心形）和不一致（即花形）试验的数据，而不考虑实验区块。除了这些不同的试验分组方式外，还有至少三种不同的实验数据：正确率、反应时（即平均反应时，以毫秒为单位）和反应时差异得分（例如，混合试验的平均反应时-心形试验的平均反应时，不一致试验的平均反应时-一致试验的平均反应时）。因此，有五种方法来分组试验和三种实验数据，有许多选择来总结心与花实验的实验结果。在缺乏关于选择适合发展的措施的明确指导的情况下，研究似乎任意选择准确度、反应时和/或反应时差异得分的一些子集。

一些研究只报告了与正确率有关的结果。例如，Diamond及其同事（2007年）发现，与参加基于识字的课程的同伴相比，被随机分配到EF训练课程（心灵工具）的学龄前儿童在HF实验的不协调（如花）部分表现出更高的正确率。由于儿童年龄小，没有评估反应时差异。另一方面，一些针对年龄较大的儿童的研究报告了仅与反应时有关的发现。一项研究发现，小学年龄段儿童较高的焦虑水平与较差的EF能力有关，这与混合试验中较大的反应时差异得分有关（Ursache amp; Raver, 2014）。作者报告说，反应时差分被用于所有的分析，因为样本的平均准确率很高（M=85%），而且很少有变化（SD=16）。最后，也有一些研究同时报告了正确率和反应时的结果。例如，Davidson及其同事（2006年）观察到，在4-13岁的儿童中，儿童在不一致的试验（如花）中比在一致的试验（如心）中速度更慢，准确度更低，这可能是因为不一致的试验对抑制的要求更高。他们还注意到，随着抑制控制能力的提高，这两类试验的反应时和正确率的差异随着年龄的增长而减少。

显然，不同的研究在使用和报告的数据上存在差异，即使是使用相同的实验。这些差异使我们很难比较不同研究的结果。实际上，在不同年龄段的儿童中使用不同的数据（即低龄儿童的正确率，高龄儿童的反应时或反应时差异），也使其难以模拟EF能力的跨期变化。在为数不多的同时考察正确率和反应时的研究中，这些数据往往被单独作为预测因素或结果进行分析（例如，Davidson等人，2006；Lakes等人，2013；Wright amp; Diamond，2014）。还有一个问题是，正确率和RT是否能以一种方式联系在一起，产生关于儿童EF能力的额外信息。这个问题在幼儿的情况下特别有趣，因为对他们来说，正确率似乎是首选参考数据。HF研究的正确率和反应时是否可以共同作为幼儿EF能力的指标，是目前调查的主要动机。

使用其他实验的研究试图将正确率和反应时整合为单一的分数。例如，NIH工具箱包括两个EF实验，维度变化卡片分类（DCCS）和侧翼实验。出于创建实验分数的愿望，他们提出了一种双矢量的评分方法，以捕捉从3岁到成年的个体表现的有意义的变化（Zelazo等人，2013）。具体来说，个体收到的准确度和反应时的分数是分开的，这是从他们的原始形式转化而来的，因此他们都是以0到5的尺度测量的。对于准确率高的参与者（即80%的准确率或更高），反应时得分被加到准确率得分上，产生一个可能的分数，范围从0到10。对于准确率没有达到80%或更高的人，他们的分数完全由他们的准确率决定，范围是0到5。更复杂的、基于模型的方法也被用来整合正确率和RT（Magnus, Willoughby, Blair, amp; Kuhn, 2017; Molenaar, Tuerlinckx, amp; van der Maas, 2015）。这些方法使用因子分析和项目反应理论来估计正确率和反应时对认知能力的共同贡献。尽管这些模型具有足够的通用性，可以为广大受众所用，但实际上，它们超出了大多数实质性研究者的分析范围。

目前的研究测试了一种更简单的方法，它可以在传统的线性回归框架中实施。我们不是先验地做出任务评分决定，划定反应时成为EF能力的信息测量的条件（即在特定的儿童年龄或超过设定的正确率水平），而是测试一系列模型，从实验上解决这个问题。使用来自一年级儿童样本的数据，我们对HF实验准确度和反应时对几个标准结果的独立和交互影响进行了建模。我们测试了正确率和反应时的主效应，以确定正确率和反应时是否独立地解释了结果的差异，这将表明这两个数据提供了关于儿童EF能力的信息。我们还测试了正确率和反应时的交互效应，以确定反应时作为EF能力指标的效用是否取决于儿童的总体正确率水平。通过这种方式，我们能够从实验上证明，在反应时被完全解读前，是否必须达到一定的正确率门槛。

为了测试这些模型，我们首先需要确定我们预期与儿童期EF能力有密切关系的标准测量。研究一直表明，在学前和小学早期的儿童中，较好的EF关系到学校生活（例如。布莱尔，2002年），亲社会行为（Bier- man，Torres，Domitrovich，Welsh，和Gest，2009年；Smith-Donald，Raver，Hayes，和Richardson，2007年），和学术成就（Brock，Rimm-Kaufman，Nathanson，和Grimm，2009年。Bull amp; Scerif, 2001; Willoughby, Kupersmidt, Voegler-Lee, amp; Bryant, 2011），有证据表明这些联系在数学上比在阅读能力上更强（Blair amp; Razza, 2007; Espy et al. , 2004). 另一方面，EF缺陷通常被报告在有不同类别行为问题的儿童中，包括注意力缺陷多动症和其他外化障碍（Pauli- Pott amp; Becker, 2011; Seacute;guin, 2004; Willcutt, Doyle, Nigg, Fara- one, amp; Pennington, 2005）。因此，我们选择了三个学业成绩量表和三个行为功能量表作为当前调查的结果测量，因为它们与EF任务表现有预期的关系。虽然这些结果对目前的调查没有实质性的意义，但它们是评估准确度和反应时作为儿童EF能力指标的独立和互动功效的重要基准。

由于没有以前的研究在小学年龄段的儿童中联合使用HF准确度和反应时分数，我们避免对这些指标如何独立和互动地与儿童的结果产生强烈的指向性假设。然而，考虑到EF文献中隐含的假设，即RT在更高的准确度水平上更具指示性（例如，Zelazo等人，2013），我们预测准确度和RT可能在预测儿童结果方面相互作用，例如RT可能对准确度水平较高的个体的儿童结果具有更强的推测作用。我们对这些模型中基于任务块（即花、混合）或结果域（即学术、行为结果）的差异没有明确的假设。

方法

参与者

家庭生活项目（FLP）是对居住在北卡罗来纳州（NC）和宾夕法尼亚州（PA）两个农村高度贫困地区的儿童和家庭的纵向研究。居住在目标县的家庭采用分层随机抽样的方法，在一年的时间里（2003年9月至2004年9月）招募了1,292个有代表性的样本。两个州的低收入家庭和北卡罗来纳州的非裔美国人家庭被超额抽样，以确保有足够的力量来测试中心研究问题。关于FLP抽样和招募程序的更多细节可在Vernon-Feagans和Cox（2013）中找到。

目前的分析包括从较大的FLP研究中抽取的儿童子样本。为了让实验分析数据更为全面，我们首先考虑任何有HF数据和一年级毕业数据的儿童（N= 1,020）。我们排除了另外60名HF数据被认为是无效的儿童（标准在下面的措施部分描述）。因此，最终的分析样本包含960名儿童（M_age =87.3个月，SD_age =3.8个月）。在这个子样本中，50%的儿童是男性，43%是非洲裔美国人，78%的家庭在招募时被认为是贫困的（贫困水平的200%）。在儿童种族、性别、研究地点（北卡罗来纳州或宾夕法尼亚州）或招募时的贫困状况方面，这个子样本与FLP的全部样本没有区别。相关机构审查委员会批准了所有数据收集活动，包括知情同意书。

所有的分析都考虑到了复杂的抽样设计和基于学校的分组数据，纳入了适当的分层权重和分组变量。

测量方法

这些分析的数据来自于一次学校访问和一次家庭访问，这些访问是在儿童进入正规学校教育的第二年进行的。对于本研究中的大多数儿童（93%）来说，他们的第二学年与一年级相对应

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