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第五章 分析三：RULEX 實驗
分析三為本研究唯一進行之實驗，主要的目的在於透過 Nosofsky 等人(1994) 實驗的類別結構設計，企圖擴大潛在剖面分析的應用範圍，在分析一與分析二中，
研究所使用的潛在剖面分析是針對「規則可解釋的類別結構」而使用，包括線性 與非線性的分類規則。但在 Nosofsky 等人(1994)實驗所使用的類別結構無法找出 完整的規則。他們所使用的刺激材料是由多向度的二元刺激所形成之圖片，目的 是在於使受試者透過觀察圖片特徵的改變去學習分類的規則。Nosofsky 等人提出 RULEX 模型說明分類學習，認為當人們面臨較複雜的情境時，為了去學習分類，
並不太會使用相似性的判斷，而是會自行先使用一簡單的規則進行分類，如若這 一簡單的規則無法適用於全部的分類，且只有少部分例外時，人們會將例外背下 來，而非改變成另外一條規則，所以本實驗稱為 RULEX( Rule-Plus-Exception)實 驗。
RULEX 實驗的刺激材料是使用 Medin 與 Schaffer(1978)所使用的刺激結構，
在文獻中，Nosofsky 等人試圖以 RULEX 模型去解釋多向度二元變項的分類，並 與 Medin 與 Schaffer(1978)所提出的 Context Model 做比較，在 Context Model 中認 為人分類是以刺激與記憶中類別範例的相似性作為標準，以相似性最高的類別標 籤做為刺激所屬類別，但 Nosofsky 、Palmeri 與 McKinley(1994)的 RULEX 模型則 認為人在學習類別時是先以規則為標準，並將不符合規則的刺激（即，特例）記 下以方便分類。結果發現，Nosofsky 等人(1994)的 RULEX 實驗似乎更貼切於後 者。
除了上述所說擴大潛在剖面分析的應用範圍外，另外一個目的在於使用 RULEX 實驗的刺激材料可以預期有幾種可能的分類策略，而後觀察潛在類別變 項分類後的結果，確認是否有這些組別以及未預期組別的存在。RULEX 實驗企 圖使受試者對於刺激材料，即火箭船圖片進行二元的分類，刺激圖片為四個皆為
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二元的變項所組成的火箭船， 四個刺激向度分別為火箭船的尾翼、火箭船的機 翼、火箭船的機鼻以及火箭船噴射孔的部分。在訓練階段，已知有三種方法可以 學會，一種為使用火箭船的機鼻，可以快速的分類為 A 類或 B 類的火箭船，但 無論是哪一種形狀的火箭船機鼻，都各有一種例外的圖片存在，受試者必須把這 兩張例外的圖片記下來才會達到百分之百正確率；一種為使用火箭船的尾翼，也 可以快速的分類為 A 類或 B 類的火箭船，但無論是哪一種形狀的火箭船尾翼，
同上一種規則，都各有一種例外的圖片存在，受試者必須把這兩張例外的圖片記 下來才會達到百分之百正確率；最後一種為使用相似性判斷原則將兩類火箭船進 行分類，受試者會在訓練階段學會以自己記憶中 A、B 類別最標準的範例，而後 根據看到的刺激圖片去比對與 A、B 類別火箭船哪一種比較相似，再來進行分類 的選擇，值得注意的是 Nosofsky 等人(1994)所提出的 RULEX 模型並不能預期並 解釋這類別的存在，但他們所收集到的觀察資料確有顯示這類人的特徵存在。
上述所說 RULEX 模型無法預期且解釋的類別，可以從圖十九中得知，圖十 九的上圖為 Nosofsky 等人(1994)實驗中，受試者在測驗階段，面對七張新的刺激 圖片選擇不同類別所形成的組態機率（故不同的組態皆由七個選擇類別所組成，
如「AAAAAAA」即受試者在第一張圖片到第七張圖片皆選擇 A 類別），為該實 驗所收集到的真實資料，其中「ABABBAB」這個項次，為當受試者使用相似性 判斷做為分類依據時，在七張圖片的反應組態。相較於圖十九的下圖為 Nosofsky 等人(1994)使用 RULEX 模型預測受試者在新七張新的刺激圖片上，選擇分類的 不同組態機率。可以發現在「ABABBAB」這個項次的機率並不一致，且差異頗 大，故我們可以得知 Nosofsky 等人(1994)所提出的 RULEX 模型並不能預期並解 釋使用相似性判斷做為分類依據的這類別存在。
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方法
受試者
參與本實驗的受試者為從 18 歲到 35 歲的正常成年人共 103 名，在每次實驗 結束後將給予車馬費補助。
實驗設備
所有受試者接在一個安靜、光線充足的實驗小房間內進行實驗。所有實驗控 制以及數據收集皆是在個人電腦上執行，並以 19 吋液晶螢幕及 1024x768 的解析 度呈現實驗刺激。
實驗材料
使用 Nosofsky 等人(1994)進行 RULEX 實驗所使用刺激結構，為四個向度的 刺激，但每個向度都只有二元的可能性，即刺激是以類別的方式出現，但在刺激 材料方面，並未使用 Nosofsky 等人所運用之四個向度的刺激所組成的火箭船圖案，
他們所使用的四個刺激向度分別為機鼻、機翼、尾翼以及噴射孔。因圖片在螢幕 上以 2D 的方式呈現，所以圖形使用更簡單的幾何圖案呈現，依然運用四個向度 的刺激所組成的火箭船圖案，四個刺激向度分別為機鼻、機翼、烤漆圖案以及噴 射孔。每個刺激向度皆是二元的變項，機鼻的部分可以分為尖頭的火箭船圖案以 及圓頭的火箭船圖案；機翼的部分可以分為直角三角形的設計以及類菱形的設計 火箭船圖案；烤漆圖案可以分為星星形狀的烤漆圖案以及圓形形狀的烤漆圖案；
噴射孔的部分可以分為直筒狀的形狀以及圓形禁止符號的形狀。從以上四個皆為 二元的刺激向度可以形成 16 張不同的圖形變化，所有的刺激圖案如附錄五所 示。
實驗被分為訓練階段與測驗階段兩部分。其中訓練階段又包含 16 個區段
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(block)，每區段皆呈現相同的 9 個刺激圖片，如附錄五第一張圖到第九張圖，其 中前五張圖為 A 類圖片，後四張圖為 B 類圖片，所以在訓練階段共出現 144 張 刺激嘗試。測驗階段包含 3 個區段，每個區段皆呈現相同的 16 張圖片，如附率 五所示，其中前 9 張圖片為訓練階段出現過的圖片，後面 6 張圖片則為完全新的 圖片，所以在訓練階段共出現 48 張刺激嘗試。
實驗程序
首先，受試者在看完實驗同意書且簽名同意後，會被要求閱讀指導語，待沒 有任何問題後即開始進行實驗，指導語如附錄四所示，告知受試者在訓練階段達 到百分之百正確率是很有可能的，所以請盡量以此為目標去學習分類，且每一張 圖片在不同區段的答案皆是相同的，並不會因為不同區段而改變，並不需要因此 而重新學習。整個實驗從開始到結束約進行 15 分鐘左右。
實驗共分為兩個階段：訓練階段與測驗階段。訓練階段包含 16 個區段，相 同的 9 張圖片以隨機順序呈現，共呈現 144 次實驗嘗試。如圖十八所示，在刺激 呈現前會先有一個十字記號的凝視點出現，500 毫秒(ms)後才會出現刺激。每次 刺激呈現後，受試者必須判斷該刺激屬於類別 A 或類別 B，並按壓相對應的按鍵 (如若受試者認為該圖片是 A 類火箭船則需按下 S 鍵，若受試者認為該圖片是 B 類火箭船則需按下；鍵。)。等受試者做出反應，螢幕會立即給予正確或錯誤的 回饋告知受試者答對與否，回饋呈現 1000 毫秒(ms)後便會進入下一個嘗試。在測 驗階段中，包含 3 個區段，相同的 16 張圖片會以隨機順序呈現，其中 9 張圖片 為訓練階段出現過的圖片，後 7 張圖片為全新的刺激圖片，所以在測驗階段會出 現共 48 次實驗嘗試。在實驗程序上與訓練階段不同的是，受試者在作答後，螢 幕不會給予任何回饋便會進入下一個嘗試直到該區段結束，該區段結束後受試者 可以選擇休息一下或繼續進行下一個區段的嘗試直到實驗結束。在實驗過程中，
以個人電腦記錄受試者的作答反應(response)以及反應時間(reaction time)。
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圖十八、RULEX 實驗之實驗程序。訓練階段中先出現十字凝視點，500 毫 秒後出現刺激，待受試者反應後會呈現 1000 毫秒的回饋，之後便會進入下 一個嘗試。測驗階段除無回饋訊息畫面外，其他程序和訓練階段相同。
結果
首先，在訓練階段當中，若受試者在最後三個區段的正確率未達到 60%，則 判定為受試者並未學習到一個足夠好的分類規則或並未學習到如何去分辨 A 類 或 B 類之間的差異，該名受試者的資料將予以刪除。在本實驗中，通過標準的 受試者共有 102(99.03%)人，認定為學習成效良好的受試者；未通過標準的受試 者共有 1(0.97%)人，被認定為學習成效不佳的受試者。所以本實驗最後使用的分 析資料為 102 個通過的受試者。
圖十九上方的 Observed Data 圖為 Nosofsky 等人(1994)在實驗中測驗階段所收 得到的觀察資料，受試者對於 7 張在訓練階段未見過的圖片進行分類的組態，下 方 RULEX 圖為他們使用 RULEX 規則在測驗階段所預測出來的資料分配。試圖 去比較圖十九的兩張圖片，可以發現，RULEX 模型雖然可以預測出基本的兩種
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分類組別，即都使用單一向度為規則進行分類的兩個組別，分別為火箭船圖案中 的機鼻部分與火箭船圖案中的尾翼部分，受試者都使用簡單的規則並記下例外的 特徵，但 RULEX 模型卻無法預測使用相似性判斷規則進行分類的組別，即無法 解釋「ABABBAB」該項次組別的存在。
圖十九、Nosofsky 、Palmeri 與 McKinley (1994)轉換刺激的真實資料分布與 模型預測分布示意圖。上方 Observed Data 圖為 Nosofsky 等人 (1994)在 RULEX 實驗中測驗階段對於 7 張新圖片所收得到的真實資料結構分配，下 方 RULEX 圖為他們使用 RULEX 規則在測驗階段所預測出來的資料分配。
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圖二十為為本實驗在測驗階段 7 張新的刺激圖片被受試者分類的資料分配 結構，與圖十八的 Observed Data 圖進行比較，發現本實驗的受試者與 Nosofsky 、
圖二十為為本實驗在測驗階段 7 張新的刺激圖片被受試者分類的資料分配 結構，與圖十八的 Observed Data 圖進行比較，發現本實驗的受試者與 Nosofsky 、