第五章 反应时 实验心理学课件

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1、第五章 反应时 第一节 反应时概述 第二节 反应时研究的基本问题 第三节 反应时新法 第四节 反应时研究的新进展第一节 反应时概述 一、反应时的概念 反应时是从刺激的呈现到反应的开始之 间的时距，也被称为“反应的潜伏期”，不是 指反应的延续时间。 第一时段 刺激使感受器产生兴奋，神经冲动传递 到感觉神经元的时间； 第二时段 神经冲动沿传入神经传至神经中枢（感 觉和运动中枢），然后从那里经传出神经 到达效应器的时间； 第三时段 效应器接受冲动开始效应活动的时间 反应时是一种反应变量，它可以作为内 部心理过程复杂程度的指标。内部心理过 程越复杂，反应时间就越长。反应时研究 在心理学研究中占有重要地

2、位。 二、反应时研究的历史 1、1796年，格林威治天文台的“公案”与 贝塞尔的“人差方程式”BA=1.233s （B为Bessel的反应时，A为另一天文学家的 反应时） 2、1850年，赫尔姆霍兹及其同事巧妙地 测定神经传导的速度； 3、1868年, 生理学家唐德斯关于A、B、 C三种反应时间的测定；（相减法） 4、1879年，冯特及其学生将反应时间作 为心理学课题来研究； 5、1969年，Sternberg提出了反应的相 加法（加数法、加因素法），开始了反应 时研究的新阶段。 三、反应时测量的发展 （一）刺激呈现与反应装置 （二）计时装置 1、简单机械计时器 2、复杂机械计时器 3、电子计

3、时器补 充 计算机控制实验中可能存在的问题 使用计算机进行反应时间的实验 ， 会受到来自于计算机本身配置及运行状态 的影响，比如计算机 CPU 的速度、内存 的大小、显示器的速度和大小、键盘响应 速度等影响,所以在精确的信息加工实验 研究中要对上述参数有清楚了解,并保证 对不同被试和在不同实验条件下的均衡。 四、实验中注意的问题 1、对被试反应的要求 不能出现提前反应。 防止提前反应的方法： 加入“侦查刺激”； 变化预备信号和刺激呈现的时间间隔 2、对反应数目的要求 反应的数目要与刺激的数目一样，即有 几种刺激，就要有几种反应 3、对反应时装置的要求第二节 反应时研究的基本问题 一、简单反应时

4、和选择反应时 （一）简单反应时 给被试单一刺激，同时要求他们做出 单一的反应，这时刺激和反应之间的时间 间隔就是反应时。 1、听觉简单反应时 2、视觉简单反应时 （二）选择反应时 1、选择反应时的概念 有两种或以上的刺激，每种刺激都有 相应的反应方式 2、选择反应时的研究唐德斯的研究 （1）简单反应时 A反应时：SR （2）选择反应时 B反应时：S1R1 S2R2 （3）辨别反应时 C反应时：S1R S2选择数目与反应时的关系研究 默克尔（Merkel,1885）提出 RT = lgN （RT为反应时，N为辨别刺激的数目） 戈热(Gauge)绘制了公认的“选择数目与 反应时的关系曲线图”二、速

5、度与准确性权衡 研究者为了研究人类信息加工特性，常把反应时作为 指标。其考虑的逻辑是：心理加工过程的复杂性和反应时 的长短有一种对应关系，即对复杂刺激的加工所需时间较 长；而对简单刺激的加工时间则要短一些。 反应时实验中除反应速度外还有反应准确率问题。 被试有时会以牺牲准确率为代价换取反应速度，有时 则会以牺牲反应速度为代价换取反应准确率，即被试能根 据不同的实验要求或在不同的实验条件下，建立一个反应 速度与反应准确率的标准来指导他的反应。这就是反应速 度与准确率的权衡（speed-accuracy trade-off） （一）速度与准确性权衡的例证 Theios关于刺激呈现概率与反应时关系的

6、研究 奈特和坎特威茨的研究 （二）速度准确性权衡与实验信度 三、影响反应时的因素 （一）刺激变量 1、刺激强度 2、刺激的 复杂程度 3、刺激的时间特性和空间特性 （1）刺激的时间 当刺激的物理强度不变时，增加刺激作用于感 官的时间，也可以造成刺激的累积效应，即时间累 积效应，刺激引起的心理强度也随之增加，反应时 缩短。 光刺激的久暂与反应时间的关系光刺激的持续时间续时间 （ms ）3 6 12 24 48反应时间应时间 （ms）191189187184184 （2）刺激的面积 刺激强度不变，刺激的时间也不变，仅增加刺 激的面积，由于感受器神经兴奋的空间积累的组 偶用，也会增加刺激的心理强度，

7、从而影响反应 时。 方形视觉刺激的面积与反应时间的关系方形视觉视觉 刺激边边 长长36122448反应时间应时间195188184 182 179 4、刺激的感觉器官 不同的感觉器官，反应时间也不同 同一感觉器官受到不同的刺激物，其反 应时间也不同，甚至同一刺激作用于同一 感觉器官的不同部位，其反应时也不同。 当利用复合刺激同时作用于不同的感觉道时 ，其反应时间也不同 （二）机体变量 1、适应水平 2、额外动机 3、被试的准备状态 4、被试年龄 25岁前，反应时间逐渐变快；成人阶段 ，反应时间变化很少，60岁后，反应时开 始缓慢下来。 5、练习 一般地，练习越多，反应时越短，其 变化是逐渐的，

8、最后达到反应时不可再减 少的最小限度。 6、个体差异总结 影响反应时的因素 1、刺激变量：刺激强度、刺激的复杂程 度、刺激的空间和时间特性、刺激的感觉 器官 2、机体变量：适应水平、额外动机、准 备状态、年龄、练习、个体差异第三节 反应时新法 一、减数法 （一）减数法的原理 1、A、B、C反应时 2、满足条件 （1）实验者对刺激和反应之间的一系列 心理过程有精确的认识 （2）相减的两种反应时作业中有严格的 相同或匹配部分。 （二）减数法的应用 1、证明心理旋转存在的实验 2、证明短时记忆视觉编码的实验 3、句子图形匹配实验心理旋转实验 心理旋转指单凭心理运作（不靠实际操作）， 将所知觉之对象予

9、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。 那么怎么证明心理旋转是否存在呢？ 70年代初，库柏（Cooper）和谢波德（1973） 用减数法反应时实验证明了心理旋转的存在。 假设有两个任务，它们之间除了被知觉 对象需要心理旋转的角度不同外，别无差 异，那么两者的反应时之差应当就是心理 旋转完成两者间角度差所需的时间。 进一步推论：如果发现以上任务的反应 时确有差异，而且这种差异和两任务间角 度差呈现正比关系，就可以证明心理旋转 的确存在。注：图中210应为240短时记忆

10、视觉编码实验 字母对：AA、Aa 不同间隔时间（0s、0.5s、1s、2s） 被试的反应是认为AA或Aa相同就按键 ，记录其反应时。 结果描述 （1）两个字母同时呈现时，AA对的反应 时小于Aa对； （2）随着字母呈现时间间隔的增加，AA 对的反应时急剧增加，但Aa对的反应时没 有多大变化。并且AA对和Aa对的反应时 差也逐渐缩小，当时间间隔达到2秒时， 这个差别就很小了，即两条曲线趋于靠拢 。 研究者按照减数法反应时的逻辑对实验 结果作了解释： （1）当两个字母同时呈现给被试时，Aa 对的反应时大于AA对。根据减数法的逻辑 ，这个反应时之差反映了对Aa对的加工过 程中包含了对AA对的加工所没

11、有的过程； 反过来说，AA对包含的加工过程少于Aa对 。Aa对和AA对的反应时之差反映了内部编 码过程的差别。 （2）如何解释二者反应时差逐渐减少的现象？ AA对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。这说明，随着时间的延长，AA对的加工过程与Aa对趋于一致。 根据这个结果可以推测，短时记忆时，先发生的是视觉编码，它保持一个短暂的瞬间后，才发生听觉编码。这 样，即使是AA对，随着两个字母插入时间间隔的逐渐增大 ，视觉编码的效应逐渐消失，听觉编码的作用逐渐增强， 其反应时也逐渐增大，从而缩小了与Aa对反应时的差异。 二、

12、加因素法（加数法） （一）基本原理 斯腾伯格认为，人的信息加工过程是系列进 行的而不是平行发生的。人的信息加工过程是 由一系列有先后顺序的加工阶段组成的。 因此，在加数法反应时间的实验中，研究者 通常认定，完成一个作业所需的时间是这一系 列信息加工阶段分别需要的时间总和。实验逻辑：如果两个因素的效应是相互制约的，那么 这两个因素只作用于同一个信息加工阶段；如 果两个因素效应分别独立，即可以相加，那么 这两个因素各自作用于不同的加工阶段。也就是说，加数法假设：如果两个因素有交 互作用，则它们作用于同一个加工阶段；如果 两个因素不存在交互作用，即相互独立，则作 用于不同的加工阶段。 （二）加因素法

13、实验举例 斯滕伯格的短时记忆信息提取实验 先给被试看16个数字（识记项目） ，然后看一个数字（测试项目）并同时开 始计时，要求被试判定此测试数字是否是 刚才识记过的，按键作出是或否的反应， 计时也随即停止。这样就可以确定被试能 否提取以及所需要的时间（反应时间）。 通过一系列的实验，斯顿伯格从反应时 的变化上确定了对提取过程有独立作用的 四个因素，即测试项目的质量（探针刺激 的质量）、识记项目的数量（记忆集的大 小）、反应类型（肯定的或否定的）、反 应类型的相对频率。 短时记忆信息提取 实例分析步骤： 第一步： 改变测试刺激（探 针刺激）的质量，发 现对一个残缺、模糊 的刺激编码比对一个 完整

14、、清晰的刺激花 的时间更长，且该因 素对不同大小记忆表 的影响相似。 第二步 改变记忆表中 项目的数量，得 出记忆表大小与 反应时间之间的 线性关系 第三步 分别计算Y与N反 应，发现对不同大 小的记忆表，都是 N反应时长于Y反应 时 第四步 改变某一种类反 应（Y或N）的出现 频率，发现对两类 反应产生同样的影 响，提高任一类反 应的出现频率，都 会使这类反应的组 织更为容易，从而 使反应时下降。 （三）开窗实验 开窗实验能够比较直接地测量每个加 工阶段的时间，并且能比较明显地看出这 些加工阶段，就好像打开窗户一样，一览 无余，故称之为“开窗实验”，是反应时 实验的一种新形式。 优点在于能够

15、比较直接地测量每个加 工阶段的时间以及这些加工阶段是什么。字母转换实验 呈现14个英文字母并在字母后标上一 个数字，如“F+3”、“KENC4”等， 呈现“F3”时，要求被试说出英文字 母表中F后面第三个位置的字母即“I”。 呈现“KENC4”时，要求被试说出的正 确回答是“OIRG”。但这四个转换结果要 一起说出来，凡刺激字母在一个以上时， 都应如此，只作出一次反应。 第四节 反应时研究的新进展 一、序列反应时（serial reaction time） 20世纪80年代末到90年代初，内隐学习研究 中出现了新的研究范式-序列学习范式，用以 研究人们对序列规则的无意识获得。序列反应时 （serial reaction time ，SRT）任务正是序列 学习范式中的经典任务之一, 它以反应时作为反 应