实验心理学课件_第四章_反应时.pdf

第一节攻青时的研究历史反应时间是心理实验中使用最早、应用最广的反应 变量之一。反应时间是指从刺激的呈现到反应的开始之间的时 距。反应并不能在给予刺激的同时就发生。刺激的呈现引起一种过程的开始，此过程在机体内 部的进行是潜伏的，直至此过程到达肌肉这一效应 器时，才产生一种外显的、对环境的效应为止。因 而，反应时间往往也被称为“反应的潜伏期”。在反应的潜伏期中包含着感觉器官、大脑加工、神 经传入传出所需的时间以及肌肉效应器反应所需的 时间，其中大脑加工所消耗的时间最多。一 j-j-第一节双点时的研究历史反应时研究的开端在天文学上的研究历 史反应时在心理学中的研究历史反应时间研究的简史1796年英国格林尼治天文台公案；Brand卜的眼耳法（1820年）、人差方程；（1850年Helmholtz运用反应时间来测定神经传导速度；1868年，Donders发明分离反应时间的实验（反应时间的相减法），分离出简单反应时、辨别反应时和选择反应时；1879年及以后，冯特及其学生对反应时间进行了系列研究。其中，Cattell揭示了选择反应时长于简单反应时的原因在反应的准备上不 同；第一节攻成时的研究历史。第一阶段（1850T969）唐德斯反应时ABC时间或减数法时期赫尔姆霍兹（德，1950年）测定蛙的运动神经传导 速度。历史上第一个反应时实验。唐德斯（荷兰）运用反应时测定心理活动所用的时 间。反应时正是引入心理学领域的实验冯特（德）及其学生们测定简单反应时第二阶段（1969）刀斯滕伯格加法加因素法第二节以盛时研究的基洋冏败。简单反应时和选择反应时。速度一准确性权衡。影响反应时的其他因素一、葡单攻点时和运苦攻感时简单反应时是指给被试呈现单一的刺激，同时要求他们只作单一 的反应所需的时间。选择反应时是根据不同的刺激物，在多种反映方式中选择符合要 求的，并执行反应所需要的时间。简单反应时间实验。在一弱光照明的室内，被试端坐在桌前，面 对一个屏幕，注视屏幕上的一个孔（通过这 个孔可以呈现灯光）。事先呈现灯光给被试 看看，让他熟悉这个刺激。桌上放一电键，指示被试当他听到预备信号时即将手指放在 电键上，当灯光一呈现就立即按下电键。屏 幕后是主试操纵仪器的地方，使用计时器来 测量刺激到反应的时间。选择反应时间实验。安排红和绿两种不同的色光刺激，有两个反 应键放在被试面前，规定其用左右手指各放 在一个键上，并用右手反应红光，用左手反 应绿光，这是选择反应测量的典型示例。显 然，在这一选择时间里包括了被试的辨别和 选择活动所花费的时间，他必须在作出反应 之前对不同刺激有所辨别，并作出不同反应 的选择。反应时间实验的要求。进行反应时间实验，除了和其他心理实验一 样，都要很严格地控制实验条件，像刺激的 强度和刺激持续的时间等等。除此之外，进 行反应时间实验研究，要讲求策略思想，应 严格遵循一定的程序和要求，方能取得预期 的效果。1.对被试反应的要求:首先从被试反应要求上看，应避免出现过早 反应或其他错误的反应。防止出现“假反应”的有效措施是在实验中 插入侦察试验(detection test),即给预备信 号之后并不呈现刺激。2.选择反应数目*选择反应的数目需要与辨别的刺激数目相等,即有几种反应就要有几种刺激。二、速港一雁确植叙衡。研究者们为了研究人类信息加工的特性，常常把反 四胜国作为揖屋一其遍的厚辑蜃心潍加工源 的复杂性和反应时间南长匿间有一种对应关系，鼬过二个嘉装刺懑的加工所需时间较长；而对一个 偷单刺激的加工时间则要短一些。鬻j舞时实验中除了反应速度之外还有反应准。研究者们注意到，被试有时会以牺牲准确率为代价 舞懿髓翳夏哪儡猥叫需懒 求或在不同的实验条件下，建立一个反应速度与反 座准破室的林型来指导他的反应。这就是反应速度 与准确窣的杖葡。二、速淳一雁确植叙衡。什么是速度一准确性权衡？由于反应速度与反应准确性之间存在着反向的关系，因此被试需要根据不同的实验要求或在不同的实验条 件下，建立一个权衡反应速度与反应准确性的标准来 指导其反应。速度准确性权衡与实验信度在进行反应时实验时，必须同时考虑速度和准确性两 个因素，当只选择其中一个作为因变量指标时，应对 另一个指标有所交待，说明其可以忽略不计的原因。反应时间的因变量反应时实验中有二个基本因变量(或依变项)(dependentvariable),即速度(speed)和准确性(accuracy)。反应时间实验中的一个突出问题就是权衡反应速度 和反应准确性的相互关系。人们都有这样的常识，当一个人很快去完成某件事 时，他会比慢慢地做某件事犯更多的错误。反之，如果某人很正确地做某件事时，速度上就会变慢。心理学家称这种关系为速度-准确性权衡。1:帕彻拉(Pachella,1974)的实验结果表 明，为了使错误率降低到2%,反应时将 增加100毫秒。:这说明根据速度-准确性权衡，为了减少 错误率，反应时间就会延长。三、毒响攻成时的其他国索刺激变量门刺激强度门刺激的复杂程度。机体变量门适应水平力动机门个体差异(-)反应时间受刺激变量影响。在刺激变量中，对反应时间影响比较大 的因素有：刺激的不同类型、强度、复 杂程度及刺激呈现的方式等。1,因刺激的不同类型而异。不同类型的刺激通过特定的通道作用于 各个感官，它们的反应时间是不同的。同一感觉道里，刺激的部位不同，反应 时间也有差异。表36不同感觉道的反应时间（被试为有训练的成人）(果ML 3M%()1BB9)2,因刺激的强度不同而异对不同强度的1000赫兹纯音的反应时间f采自赫葆海、张厚粲、陈舒永等,1983)IglRT 亳秒 IglRT（亳秒）0402413S0.231651300.428161240.624971180.821881121193911121611011031483,因刺激的复杂程度而异。(1)刺激选择数目越多，愈复杂；。(2)刺激相似程度越低，则愈复杂。显然，刺激越复杂，反应时间必然越长。(U!）因刺激呈现方式不同而异:我国心理学家（张铁忠和沙建英，1987 对双眼视野不同位置的视觉运动反应时 间进行了测定，获得了表3/0的实验结果。表：）10六种距离、人傅方向的裸党运动反应时间单位：毫秒；信号寓视信号 附向力中心的 更离*上右上石右下下左下左上YS5.T3B82C.77832.69840.73849.72717.25833.91790.71842.68816.0641.04lU.Ub Hit.HZ叱*YUI.34U14.UTbH*UU,ryu.turg.34U14.t5Yruu.业，L T320.10 B827.73862.90819.23810.31711.54791.06798.56848.45808.8243.0430.15 11832.47892.r836.20831.8970i.28839.88804.91861.82825.835。1240.21 B837.87900.28879.18819.57785.57808.54819.77909.62845.0642.6950.ZB B90S.19941.32874 96832.Z4T92.688T1.OT909.94693.23ST，6943.90T63C.98875.63840.31826.30735.T1822.84816.54861.75s32 3144.3233.3214 6t41.8731.6B48.0834.76卡信号寓双眼视野中心的距离以角度表示（来自张帙忠沙建其.1987 J上右右右下左左左 上 下 下 上图3-10不同方向视觉运动反应时间（采自张铁忠、沙建英1987（二）反应时间受机体变量影响。影响反应时间的主要刺激变量如上所述,但外在原因需通过内在条件而起作用，和其他心理现象一样，反应时间也是以 机体的内部状态为中介而对外界刺激作 出反应的。.。影响反应时间的机体变量为数众多，主 要有：机体适应水平、准备状态、练习 次数、动机、年龄因素和个别差异、酒 精和药物作国宴_1,适应水平适应（adaptation 在此处意指在刺激物的持续作用 下，感受器发生的变化。感受器的适应水平对反应 时间有着明显的影响。霍弗兰 Hovland,1936 的实验中，当双眼对不同的 照明适应后，测量了对254公尺烛光的反应时间。刺 激是一直径为20毫米（0.8时）照明为250支烛光的 白色圆块，观察距离为30厘米（12口寸），五名被试 者的平均成绩（每人每种条件各测试100次）列于表31 1 O表3-11不同麦适鹿水平的反座时间适应水平（配烛）200150100500 1反应时间（毫秒）15414B144140131C 采自 Hovland J 1936)这个材料表明，感受器适应水平的变化对反应时间 的影响。2.准备状态。准备状态(readiness)是指机体对于某种 行为作出的准备情况。被试者在主试者发出“预备”口令到刺 激呈现这段预备时间内的准备状态也是 影响反应时间的因素之一。在这时距内，被试者处于积极准备状态，力求尽快对 对激作出反应。如果预备时间太短，被 试者可能来不及准备；如果太长，被试 者的准备状态又可能出现衰退而延误反 应。_:许多研究说明，尽管存在个体差异，但 最有利的预备时间大约是1.5秒。中村在 研究蹲踞式起跑时，把从预备口令到鸣 枪的时间间隔分别定为1、1,5和2秒三种,结果发现间隔时间为1,5秒时，运动员从 听鸣枪到手离地的反应时间最短3,练习次数:在心理实验中,练习(exercise)是一个 控制变量，即一个潜在的自变量。练习 与反应时间的关系相当密切。在一定范 围内，练习次数越多(上百次)，反应 会越快，反应时间减少的趋势是逼近一 个极限而稳定下来。4.动机。动机(motive)是由于人的某种需要所引 起的有意识或无意识的行为指向。反应时间实验中被试者易受某种额外动 机的影响。约翰逊(Johnson,1922)的实验发现主 试者所设计的一些附加动机能使听觉反 应加快。5.年龄因素和个体差异:一般认为，自发育阶段至25岁前(青少 年阶段)，反应时间随年龄增长而减少,起初减得快，以后较慢。戈茨达克(Gottsdamker,1968)在对一组 年龄为1893岁的成人被试者的研究中 注意到，随着年龄的增长，感觉-运动反 应时间逐渐延长。此外，还有人发现在25岁以后到60岁的 一段时间内，反应时间的增长极为缓慢,但60岁以后反应酎:间开始有了较大增加。:个体差异(或个别差异)指不同个体之 间在品质和属性上存在的任何差别。:菲萨尔(Fessard,1926)曾对1000名男性 成人被试者作听觉简单反应时间的测定，结果发现反应时间的均数分配大致上呈 常态。但是老年组的变异系数较显著地 高于青年和中年组，说明老年组在感觉-运动反应速度方面存在着较大的个别差 异。6.酒精及药物的作用酒精在脑神经系统达到一定浓度时，中枢神经系统 逐渐迟钝，对周围情况变化的反应速度大大下降。如果是酗酒，其反应时间将延长23倍，甚至更长，往往紧急情况已到眼前，还未发现或采取任何措施 便已肇事。9例如车速每小时40公里，未饮酒的驾驶员对道路复杂情况 作出反应只需0.6秒，而饮酒后的驾驶员却要1.8秒。这样，汽车在反应时间内所行驶的距离就从0.6秒的7公尺增加到 1.8秒的21公尺，所需的安全距离增加了 14公尺，即从27公尺增加到41公尺。|I毋目前，刺激中枢神经的心理杀伤性药剂，大致分三 类，即镇静剂、兴奋剂和致幻剂。镇静剂虽能消除 情绪紧张、焦躁、恐惧感，但会使驾驶员肌肉活动 能力下降，并出现睡意，以致反应迟钝。兴奋剂对 中枢神经系统的作用与镇静剂作用相反，它可以消 除疲劳，驱逐睡意，改善思维活动力，提高反应速 度，但会使各类职业人员思想麻痹，过高估计自己 的能力。致幻剂会使人有时产生幻觉。i如伤风感冒服用过量解热镇痛剂，会使人的注意力、精力、反应能力下降。第三节攻成时新法双成时新任在认知心理学的研究中，通过反应时的测量可以II断“黑箱”中的信息加工过程。为了区别 古老的反应时方法，把这种用反应时间分析信息 加工过程的方法概括为反应时新法O 门减数法一唐德斯 加因素法一斯腾伯格1一、成裁法（一）横熬饮的原理。减数法是一种用减法方法将反应时分解成各 个部分，然后来分析信息加工过程的方法。实验逻辑：如果一种作业包含另一种作业所 没有的某个特定的心理过程，且除此之外二 者在其他方面均相同，那么这两种反应时的 差即为此心理过程所需的时间。三类攻瘙又称简单反应时，是 复杂反应的成分或基 本因素，基线时间三类双点又称选择反应，包括基线操作、刺激辨认、反应 选择一三类女感又称辨别反应，包括基线操作、刺激辨认 I刺激反应X&C改成时的关系C反应时间B反应时间基线时间 辨别时间 选择时间BC减教法原理反应时间的相减法最初是被用来测定某一心 理过程所需的时间的。但是，反过来看，也可以从两种反应时的差 数来判定某个心理过程的存在。认知心理学正是这样来应用反应时间相减法 的。或裁洪的原理软减数法的反应时实验的逻辑：安排两种作业，其中一个作业包含另一个作业所没有 的处理（加工阶段），并在其他方面均形同，然后从 这两个反应时值间差判定此加工阶段。力证明心理旋转存在的实验Posner证明短时记忆视觉编码的实验()减救法的成用 证明，0理钱辂腐衣的实龄心理旋转指单凭心理运作(不靠实际操作)，将所 知觉的对象予以旋转，从而获得正确知觉经验的心 理历程。(即当一个知觉对象不是以符合知觉经验的角度呈现 时，人们可能是通过内部心理过程把这个对象旋转 到符合知觉经验的角度加以辨认。座机榭波德,1973实除材料：力非对称性的字母或数字（J、G、R、2、5、7等）根据正反以及不同的倾斜度，构成12种情况力任务：不管倾斜度如何，只要判明R字母是正的 还是反的，并作出反应。正的 00 60 120 180 2100 300反的 00 60 120 180 210 300图4-15正、反12种刺激字母 注：图中数字表示刺激在顺时针方向倾斜的度数。(采自 Cooper&Shepard 1973)五种实验条件:条 件：无进一步的信息仅提示“正”或“反”仅提示倾斜度分别提示正、反和倾斜度同时提示正、反和领斜度进一步的信息：测验:O o 图4-16 正120刺激一例(采自 Cooper&Shepard.1973)辂果：生写假斜福港越大，&瘙时越农图4T7刺激倾斜度对反应时间的影响生：垂直轴上的数值为“正的”和“反的”两种反应时间的平均值。自 CgoDer公 Shepard,1973)jT m J J-Jf Q（二）或教法的成用证豳短时祀忆视觉端稿的实龄给被试并排呈现两个字母，这两个字母可以同时 给被试看，或者中间插进短暂的时间间隔，然后要 被试指出这一对字母是否相同并按键作出反应，记 下反应时。门所用字母对有两种：/读音和书写方法都一样，（AA）N读音相同而写法不同（Aa）时间间隔为05秒、1秒或2秒证明短时都忆视觉编妈的卖般0 0.5 I 0 0.5 i字母间隔时间/s图4-18反应时间是字母间隔的函数(采自 Posner et al.,1970)证明短时都忆视觉编妈的实验o o o o O5 0 5 0 55 5 4 4 3反应时间(毫秒)图1反应时是字母间隔时间的函数。命名匹配一字形和命名都匹配1.当两个字母同时呈现给被试时，Aa对的 反应时大于AA对。I2AA对的同时呈现的反应时小于继时呈现 的反应时，继时呈现的反应时与Aa对趋 同，而Aa对的反应时受同时或继时呈现 的影响很小。)(侬好的实诲-辂卷应用减法反应时间的方法，证明了某些短 时记忆的信息加工，可有视觉和听觉编码 两个连续阶段。实际研究中，研究者往往并不太清楚任务中所包含 的认知过程。)内省法对减数法提出批评。当一个训练有素的内省者进行Donders反应时，他们 注意到C反应的感受不像是一个A反应加上 其他的什么东西，B反应也不像是C反应加上别的什 么，而是觉得三种反应均不相同。二、加因素法。斯腾伯格1969|不是对减数法的否定，而是减数法的发展和延伸。|。嘴梃：信息加工是一个系列的过程(一)加因米族的原理。实龄覆晴；)如果两个因素的效应是相互制约的，即一个因素的效应可以改 变另一个因素的效应，那么这两个因素只作用于同一个信息加？工阶段；而如果两个因素的效应是分别独立的，即可以相加，那么这两个因素是各自作用于不同的加工阶段的。如果两个因 素不存在交互作用，即相互独立，那么它们则作用于不同的加 工阶段。)证实不同加工阶段的存在，以及辨认它们各自的前后顺序。图4-19独立因索相加效应的图解加因素法的盛用斯腾伯格，短时记忆的信息提取软识记项目：16个数字测试项目：一个数字请被试判定其是否为刚才识记过的，同时开 始计时，要求被试按键作出是否反应，计时 也随即停止。（）加因素法的成用。短时祀忆的信息梃取Sternberg在进行一系列的实验研究的基础上，确定 了对短时记忆信息提取过程有独立作用的四个因素：识记项目的数量（记忆集大小）力探针刺激的质量（清晰和不清晰）力反应的类型（肯定的或否定的）反应类型的相对频率提取过程中具哧 独竟作用的四小7、制跋项目的质量图4-20清晰度和项目数对反应时的影响（采自 Sternberg,1969 2、鹤祀顶 目的熬羹SE/M用区4图4-21项目数对反应时的影响（采自 Sternbergs 1969 600品攻瘙类型Y反应 N反应反应种类图4-22反应种类和项目数对反应 时的影响4、每个攻瘙 的相对频率400500500 0.25 0.50 0.75频率图4-23频率和反应种类对反应时 的影响（采自 Sternberg*1969 测试项目 识记项目 反应的质量 的数量 类型反应类型I 相对频率识记 项目 编码反应 组织反应时图4-24加因素法反应时实验：短时记忆信息提取（采自 Sternberg,1969()加因索族的惑用探针刺激 识记项口 反应的性质 的数量 类型反应类型的 相对频率识记项目 的编码探针刺激 的编码顺序 比较决策反应 组织-反应时间图2短时记忆信息提取的阶段及其影响因素加因素法实验所侧重的不是区分出每个阶段 的加工时间，而是证实不同加工阶段的存 在，以及辨认它们各自的前后顺序。1、有循环论证的倾向2、对实验逻辑有质疑（幺）开窗宴龄减数法和加因素法反应时实验都难以直接得到 某个特定的加工阶段所需的时间，并且还要通 过严密的推理才能被确认。如果能够比较直接 地测量每个加工阶段的时间，而且也能比较明 显地看出这些加工阶段，那就好象打开窗户一 览无遗了。()开窗实龄什么是开窗实验？是反应时实验的一种新形式，能够比较直接地测量每 个加工阶段的时间，而且也能比较明显地看出这些加 工阶段。如同打开窗户一样，对里面的过程一览无遗开窗实验最大特点直接性开窗实验的经典实验字母转换实验1M来京颁和霍克基与母挎换实龄。刺激：1、2、3、4个英文字母，并在后面标上一个 数字。,。被试的正确回答应该是经转换后的英文字母。四个转换结果要一起说出来，如“E A G B+3”转 换为“H D J E”。字母由被试自行控制，一个一个继时呈现淡来尔班和霍克基生母移换实龄转换 转换开始 结束I看第一 II个孕母I转换阶段将转换结 果储存被试再按键I看第二I I个孽母I编码阶段储存阶段被制按键第一个字母加工的反应时间图3“开窗”实验：字母转换作业的3个阶段。可能在后一个阶段出现对前一个阶段的复查。储存阶段有时还包括对前面字母的转换结果的提 取和整合O难以与反应组织分开四节攻定时研究的新进展JX 一d _ _ _一、序列攻成时 20世纪80年代末到90年代初出现序列学习范式，用以研究人们对序列规则的无意识获得i格利友成时的值务：以反应时为反应指标，以序列规则下的操作成绩和 随机序列下的操作成绩之差来表示内隐学习的学习量。I（一）格列攻成时的基洋福本和原理尼森和比勒姆，1987。类似选择反应时。刺激呈现序列有规律,而被试不知道,610 次为一组段组段间插入随机位置序列（一）格列攻感时的基中强格和原理。结果:反应时随固定序列的重复而下降 比较被试对固定序列和随机序列的反应时。质疑：序列规则对被试来说过于简单（二，疗列攻成时的变w1、实验材料的操纵，有效调节规则的难易 程度，防止规则外显化，增加规则被内隐习 得的可能性8缪森和斯奎尔,1993实验材料：七个色词，色词和打印颜色之 间存在一一对应的关系。被试：正常成人和健忘症患者。结果:门两组被试的表现极其相似 门当对应规则发生变化时，反应时增加 力对应规则不变时，反应时降低:此外：可以通过变化序列的统计结构来操纵 高、中、低三个结构化水平的刺激序列，结 构化水平越高则说明序列内的规律性特征越 多可以将序列反应时任务和其他任务相结合来 提高规则的难度如将序列反应时任务和人工语法相结合1I2、对卖除桂格的惆卷，i要方法是对被我的区台:威林厄姆(D.B.Willingham)等人,1989,通过面试将被试分为觉察组和无觉察组1二、向德麟想制险（社会秋拍顺域的向德研究）：格林沃尔德（Greenwald/99)。内隐联想测验：以反应时为指标，通过一种 计算化的分类任务来测验两类词（概念词与 属性词）之间的自动化联系的紧密程度，继 而对个体的内隐态度等内隐社会认知进行测量。a。基本程序：花一虫内隐联想测验。基本原理：减数法相容任务：反应时短。与被试内隐态度 一致，自动化加工不相容任务：反应时长。与被试内隐态 度不一致，意识加工（工）用除藻馥例龄的变式。1、Go/NoGo联想测验。内隐联想测验的缺陷：忽略了速度一准确性权衡原则只能考察被试对两个对象的相对态度错索克和巴那吉。保留内隐联想测验的两个关键任务，但用信号检测论中的辨别力指数作为指标，要求被 试对一些刺激作出反应而忽视另外的刺激。表4一 一 一 一-步试验次数练习/测验花一虫内隐联想测验实工左键反应对象123456720202040202040练习 练习 练习 测试 练习 练习 测试花的图像褒义词花的图像+褒义词 花的图像+褒义词 昆虫的图像 昆虫的图像+褒义词 昆虫的图像+褒义词任务一：。对花朵和褒义词的联合作出反应（Go）。对花朵和贬义词的联合不作反应（NoGo）:任务二：与一相反。正确的“Go”反应为击中；。不正确的“Go”反应为虚报；。对两个阶段的cf进行比较2、外衣精感雌曲装保务。有研究者认为被试内隐联想测验的特点在 于被试对任务的重新编码。研究者发现概念词的显著性会影响被试的 重新编码，概念词的知觉特征也会影响被 试的重新编码。为了避免重新编码对内隐联想测验效应的 污染，霍福尔(2001)设计了外在情感性 西蒙任务(extrinsic affect simon task,简称EAST)实验材料：。五个消极名词、五个积极名词、五个消极形 容词和五个积极形容词。实验条件：。一为词汇以白色呈现。此时出现的词都是形 容词，要求被试对词义作出反应，即对积极 形容词按P键（积极反应），对消极形容词按 Q键（消极反应）；二为词汇以彩色出现，此时出现的词都为名 词，要求被试对词的颜色作出反应，即一半 被试对绿色词按P键，对蓝色词按Q键，而另 一半被试对蓝色词按P键对绿色词按Q键。只记录被试对名词的反应时和错误率。结果：被试对积极名词作积极反应比对积极 名词作消极反应来的快，错误率更少；反之一样。,:然点.)能有效控制被试有意识重新编码对内隐联 想测验效应的影响。可应用于对多个态度对象的评价。