表象是客观事物作用与大脑，并在大脑中形成的主观影像。它来源于感觉和知觉的过程，同时又是感觉和直觉的延伸，是从对客观世界的直接感知过渡到抽象思维过程的中间环节，也是从感知觉过渡到思维的桥梁。心理旋转是表象理论的重要组成部分，表象是一种独立的心理过程，与感知觉的心理过程、情绪情感过程和生理过程有关系。本研究旨在验证Shepard关于心理旋转存在的事实和探讨角度旋转对反应时的影响以及参与者对不同性别及不同实验材料反应时的差异，并采用BP神经网络进行表象心理旋转实验仿真。本研究分为两部分：第一部分是表象心理旋转实验理论概述与设计，首先对表象心理旋转实验进行相关理论的概述，然后进行表象心理旋转实验设计，以字母“R”和立体图片作为实验的刺激,进行两个心理旋转实验设计与测试，并对实验数据整理分析，证明了表象心理旋转现象的存在，也证实了Shepard及其同事的实验结果，即样本偏离正位的度数越大，所需的心理旋转越多时间也就越长、男性在心理旋转任务中所用的反应时比女性少以及反应时与实验材料的难易程度有关。第二部分是对字母R表象心理旋转实验计算机仿真，采用BP神经网络技术，首先是对BP神经网络技术相关理论的概述，然后选用Matlab数学软件作为设计平台，读取旋转不同角度的字母R图像，并对图像进行二值化处理以及特征提取，将提取的特征进行编码作为神经网络的输入进行BP神经网络训练，然后根据网络的输出得到识别结果，最后将识别后的反映时间做对比分析，得出结论，即计算机可以仿真出心理旋转过程，然而计算机是一种数值计算或符号操纵的过程，与表象心理旋转实验的类比过程不同，所以计算机来识别不同旋转角度图像的反应时都是一样的。