心理旋转是指想象自己或客体旋转的空间表征转换能力,是衡量个体空间智能的重要标尺之一,是当前空间认知领域中备受关注的重要课题。心理旋转方向的研究对理解人类空间认知方面不仅具有重要的理论意义,而且具有重要的应用价值。心理旋转方向具有代表性的研究由Shepard及其同事采用立方体组合的三维图形提出,这一研究所应用的方法和取得的成果对后来的表象研究产生了巨大的影响,被空间认知领域称之为经典性研究。研究指出,心理旋转是一种与客体的物理旋转相类似的过程。客体旋转在现实的空间进行,而心理旋转则是视觉表象在认知神经系统中进行的转换,Shepard等将这称之为“二级同构”。本研究认为虽然不同的刺激类型同样进行心理旋转,但旋转的内部机制存在着差异,同时不同刺激类型的心理旋转也共享有限的神经资源。以此为出发点,本研究采用手动旋转的方法系统地考察不同客体(立方体组合、手)心理旋转的差异。这对深入探讨心理旋转的认知特点,有效提高个体空间智能具有重要的理论和应用价值。研究进行了一系列的行为实验,以了解手动旋转是否对不同客体的心理旋转产生系统影响。要求被试在对一个自制装置的轮子进行不同手动旋转方式(与心理旋转方向一致、不一致或者无手动旋转)的同时,对不同客体(手、立方体组合)进行心理旋转。研究共设计了四个实验,第一个实验采用被试内设计考察不同方式的手动旋转是否对不同客体的心理旋转产生影响。此后的第二到第四个实验系统地探讨了心理旋转方向、手动旋转速度和不同手的手动旋转三个因素是否对手动旋转与心理旋转之间的关系产生影响：第二个实验采用混合设计,探讨不同方向的心理旋转是否产生特定的影响；实验三研究不同旋转速度下手动旋转对心理旋转的影响,为被试内设计;第四个实验考察不同的手是否对实验结果产生影响,为被试内设计。综合实验结果以及有关讨论,本研究主要得出以下结论：1.立方体组合图片与手的图片均存在心理旋转的角度效应：反应时随着心理旋转角度的增大而增大。2.手动旋转会对心理旋转产生影响,这种影响根据刺激物的不同(立方体组合或者手)而有所差别：立方体的心理旋转中,方向不一致的反应时显著高于无手动旋转。手为刺激物时，手动旋转方向不一致与一致、无手动旋转之间存在显著差异。在不同刺激类型的背景下,不一致的手动旋转方向普遍影响了心理旋转的效率,对手刺激的影响较大。3.不同的心理旋转方向不会对手动旋转和心理旋转之间的关系产生影响。4.不同的手动旋转速度不会对手动旋转和心理旋转之间的关系产生影响。5.不同的手(左手或者右手)会对手动旋转和心理旋转之间的关系带来影响,表现为：在手动旋转、刺激类型和手的交互作用中,右手手动旋转对以手为刺激物的心理旋转的影响更强。