实验心理学第四章反应时法

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1、任课教师 陈彩琦,实 验 心 理 学反 应 时,反应时法,计算心理操作时间的方法为心理学实验研究指出了一条很有希望的途径。 冯特（1879）,反应时新法是现代心理学三大实验技术之一。 杨治良（1985）,反应时(reaction time, RT)，也叫反应潜伏期（response latency），是指从刺激作用发生到引起机体外部反应开始动作之间的时间间隔。,一、反应时的含义,反应时的构成,反应时的构成,二、反应时研究的历史发展,Bessel,Argelander(1823), B-A=1.233秒 Helmholtz(1850), 青蛙运动神经传到速度测定，离大脑近反应时短；青蛙26米/秒

2、；人60米/秒 Donders(1868), ABC反应时 Exner(1873), 提出“反应时间”一词 Wundt, Carttel，系列研究 1969年以后，信息加工心理学，反应时新阶段，加法反应时、开窗实验,三、反应时的研究意义,反应时在心理学研究中到底有哪些应用价值呢？,1.了解简单反应时,反应时的价值,2.探究高级认知过程,唐德斯ABC反应时 Stroop效应,注意控制能力 RT冲突RT控制 自动加工能力 RT控制RT一致,其他应用简例,反应时的价值,唐德斯反应时（Donders ABC of reaction time),短时记忆的编码实验（Posner，1969-1970）,解

3、释：在间隔较小时，Aa对的RT长，反映了包含AA对没有的加工过程；这种差异可能反映了短时记忆的内部编码过程的差异。前者需从视觉编码转换为听觉编码；先视觉编码，后听觉编码。,解释：当视野中有多种刺激时，人脑会自动将注意指向先前见过的内容。,选择性注意导向实验（Downing, 2000）,赌博成瘾认知机制研究（McCusker，1997）,解释：赌博成瘾者对与赌博有关的事物名称和词汇存在明显的自动激活。,3.作为社会心理指标,反应时也可用于社会心理研究：如看到钱包到归还主人的时间可反映助人动机强度。,反应时的价值,4.作为管理心理指标,反应时也用于管理心理研究：如从接受任务到开始从事任务的时间可

4、反映员工的工作积极性，或作为办事拖延的指标。,反应时的价值,5.作为生理心理指标,反应时也可作为疲劳或酒精摄入后果的指标，如可根据酒精摄入前后反应时的变化研究脑中化学物质平衡状态的变化机制。,反应时的价值,四、反应时的影响因素,（一）刺激变量的影响 1.刺激类型的影响，人类各种感觉的反应速度由快到慢 的顺序不同；人类同一种感觉，刺激部位不同，反应时也不同。如视觉刺激离中央窝越远，反应时越长；鼻侧刺激的反应时比颞侧短。 2.刺激强度的影响，刺激越强，反应越快。如光强、空间面积、作用时间、刺激的联合与累积。 3.刺激的复杂程度的影响，如刺激数目越多、任务越难，反应时越长。 4.刺激呈现方式的影响，

5、如对向上和向下运动的刺激的判断时间不同。对运动刺激的反应快于静止刺激的反应；个别情况下，刺激终止的反应比刺激开始的反应快；刺激减弱的反应比刺激增强的反应快。,(二)机体变量的影响,1.适应水平，适应是指在刺激物的持续作用下，感受器的感受性发生的变化。各种感觉都有适应的问题。 适应对反应时有显著影响，如视觉的明适应使视觉刺激的反应时变慢，而暗适应是反应时加快。其他感觉也存在类似问题。 2.准备状态，指机体对某种行为作出准备的情况。准备时间太长或太短都会使反应时延长。如中村以1秒、1.5秒和2秒作为预备时间的三个水平，对蹲踞式起跑时间进行了研究。结果表明，当1.5秒时，运动员的起跑速度最快。 3.

6、练习次数，在一定范围内，练习次数越多，反应越快，直到一个极限而稳定下来。反应越复杂，练习效应越显著。,4.定势作用，当被试的注意力倾向与即将出现的刺激时，反应时延长；当注意力倾向于即将发出的动作时，反应时缩短。 5.额外动机，受惩罚时反应时最快，受奖赏时稍慢，正常情况下最慢。 6.年龄因素，在25岁之前，反应时随年龄的增大而变快；在25到60岁这一年龄段，反应时保持稳定；60岁以后明显变慢。 7.个别差异，不同被试之间存在差异；同一被试在不同的时间也存在差异。 8.心理不应期的影响，相继给予两个刺激，并要求对两个刺激分别产生反应的时候，若两刺激间隔短，第二个反应的时间就比较长，这种反应时间的推

7、移叫做心理不应期。,五、现代反应时新法 （一）相减法,1.含义：是一种用减数方法将反应时间分解成各个成分，然后用来分析信息加工过程的方法。 具体做法为：至少安排两种不同的的反应时作业，其中一种作业包含另一种作业所没有的某个特定的心理过程，此过程就是所要测量的心理过程；两种作业其余方面均相同，这两种反应时的差就是此加工过程所需的时间。 3.反应时相减法在认知心理学研究中的应用 在记忆信息的编码方式的研究；心理旋转时间的研究；启动效应于负启动效应的研究等；音、形、义加工时间的研究。,相减法思想在认知神经科学研究中的应用 ERP的相减,fMRI脑激活区的相减,（二）相加因素法,1.含义：认为完成一个

8、作业所需的时间是一系列信息加工阶段分别需要的时间的总和，如果发现可以影响完成作业所需时间的一些因素，那么单独地或成对地应用这些因素进行实验，判断这些因素是否与特定的信息加工阶段相联系。该法的关键不在于区分每个加工阶段的时间，而是辨认加工的顺序并证实不同阶段的存在。 2.相加因素法的逻辑：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；如果两个因素的效应是分别独立的，即可以相加，那么这两个因素各自作用于不同的加工阶段。,3. 相加法在认知心理研究中的应用：斯腾伯格有关短时记忆提取过程的研究。先发现影响因素，然后推断信息加工阶段，

9、再验证信息加工过程阶段。,(三)开窗实验,1.含义：是一种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的新型反应时技术。由于利用这种方法可以象打开窗户一样直接观察到认知加工过程的阶段，所以叫做“开窗”实验。 2. 在认知心理学研究中的应用 最典型的研究范例为Hamilton（1977）和Hockey (1981) 的字母转换实验。 实验任务：给被试呈现1-4个英文字母并在字母后面加上一个数字n，要求被试说出英文字母表中，每个字母之后的第n个位置的字母。如，呈现“H+2”时，要求被试说出“J”；当呈现“ACFH+4”时，要求被试说出“EGJL”。,实验过程：以KENC

10、+4为例，四个字母相继呈现，由被试自己按键控制，第一次按键后出现K，开始记时；接着被试按要求进行出声转换，要求说出LMNO；然后再按键看第二个字母。如此循环直到被试最后报告出“OIRG”，停止记时。这样记录的是总体的转换时间。为了进一步区分各个加工阶段的时间，可以对实验过程各阶段的具体时间进行记录。如从字母出现，到开始出声的时间就是编码阶段所花的时间；从出声开始到出声结束，是转换阶段所花的时间；从出声结束到下一个字母呈现之间的时间，就是存储阶段所消耗的时间。 。,字母转换实验的反应时测量流程图,实验结果：个体在完成字母转换任务过程中包含三个加工阶段：编码阶段、转换阶段和储存阶段。各阶段的反映时

11、间均可直接得到测量。,六、RT速度与准确率权衡技术,锡奥斯（Theios,1975）开展了刺激呈现概率与反应时关系的研究。 实验任务：说出呈现在屏幕上的某个数字。自变量为数字出现的概率，变化范围为02、0.3直到0.8，共有7个水平。因变量为反应时。 结果发现：在不同的呈现概率下，被试的反应时差异不显著。如图 实验结论：反应时与刺激出现概率无关。,一个简单而发人深省的研究：,帕切拉（Pachella）对上述研究进行了验证，只是增加了一个因变量，即错误率。 结果发现：尽管被试的反应时差异不显著，但是不同呈现概率条件下的错误率差异显著。而当被试试图提高错误率时，反应时变长。如，为使错误率降低到2%

12、，0.2概率的条件下的反应时增加100毫秒。研究证明：锡奥斯的研究结论是错误的。,SAT现象：是指在反应时实验中，被试能根据不同的实验要求或在不同的实验条件下，建立一个权衡反应速度与反应准确率的标准来指导其反应。如，有时牺牲准确率换取反应速度，而有时牺牲反应速度换取准确率。 只有把反应时与正确率两种因变量结合起来考虑，反应时才具有真正的心理学研究价值。,（一）速度与准确率权衡现象 （speed-accuracy trade off, SAT）,基本方法：通过控制被试作出反应的时间长短作为实验自变量，测定在各种时间条件下的反应准确率，然后以反应时间为横坐标，准确率为纵坐标，可得到一条速度与准确率

13、权衡曲线，最后根据曲线的三种参数可以明确反应时与准确率的具体关系，为选择恰当的权衡标准提供依据。 三个参数为：I表示截距，R表示准确率随反应时变化的速率，A表示准确率的渐进值，即无限延长时间条件下的最高准确率。P140，实验心理学（朱滢，2000）。,（二）速度与准确率权衡范式（SAT范式）,SAT的最佳权衡标准：就是准确率刚刚达到渐进值时的反应时间。这时的反应时是最有心理学研究意义的。 实际研究中通常采取的措施：（1）控制实验的错误率，当错误率太大时（5%），删除有关数据；并删除大于或小于平均数3个标准差的数据；（2）分析二者的变化趋势，如果RT与正确率成反比例，则存在SAT；如果相同难度下

14、错误率恒定，则不存在；（3）同时采用这两个因变量，分别做分析。,七、反应时分布分析,是一种用于弥补单纯以反应时平均数作为分析指标的不足而日益受到重视的新型反应时分析法 。 实验自变量可能虽未引起反应时平均数的变化，但实际上改变了反应时的分布。 基本思路是先确定能拟合被试在特定条件下反应时数据特征的数学函数，然后以最佳拟合函数的参数值作为反应时数据分析的指标。 ex-Gaussian分布的参数估计：代表分布中正态成分的平均值；代表与正态成分有关的标准差；反映指数成分的平均值和标准差。,如果某种实验条件使反应时的平均数增加，那么通过ex-Gaussian分析可以知道这种增加是由反应时分布的转移引起的（发生变化），还是由分布的尾部增加引起的（发生变化）,