实验心理学之反应时间.doc

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1、第三章 反应时间第一节 反应时间的性质一、反应时间的概念 反应时间（reaction time, RT）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。二、反应时间的研究简史 对反应时间的研究最早始于天文学。 “人差

2、方程”不同观测者所得数据的差异。 1850年生理学家Helmholtz运用反应时间来测定神经的传导速度。 1868年，荷兰生理学家Donders发明了分离反应时间的实验。 1879年，Wundt及其学生以反应时间为指标进行了一系列得实验研究。 20世纪50年代中期之后，认知心理学兴起。三、反应时的种类简单反应时与复杂反应时 简单反应时间是给予被试者以单一的刺激，要求他作同样的反应。被试的任务很简单，他预先已知道将有什么样的刺激出现并需要作出什么样的反应。 选择反应时间是根据不同的刺激物，在各种可能性中选择一种符合要求的反应。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

3、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、绿、蓝三种不同的色光刺激，有三个反应键放在被试面前，规定其用右手的食指、中指和无名指各放在一个键上，并用右手的食指反应红光，中指反应绿光，无名指反应蓝光。这是选择反应测量的典型示例。四、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

4、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。1885年，默克尔 RT=N 20世纪50年代，戈热绘制了目前公认的选择数目与反应时的关系曲线图。五、反应时间的实际应用（一）相关研究（二）应用研究 1、应用于心理现象领域：彭瑞祥的研究。2、应用于实际领域汽车驾驶员饮酒对反应时的影响：本次试验87名驾

5、驶员饮酒后简单反应时和判断反应时均较饮酒前减慢,差异有非常显著意义(P0.01)。由于判断错误或协调能力降低做出的错误反应比饮酒前增加了70.4%,有的是判断错误,有的是视觉-运动不协调,判断正确而反应错误,如判断左脚而实际是右脚做出反应或手脚一起反应。聋哑儿童视觉反应时对比研究：大量研究表明,反应时与人的智商明显相关。人们普遍认为听觉缺失可能造成视觉功能的发展。并且从测试结果可以看出,聋哑儿童视觉简单反应时和视觉复杂反应时中的各项测试指标均慢于正常儿童,且2组间有显著性差异(P0101)。国外优秀男子百米起跑反应时与成绩的研究：反应时和男子100米成绩有着中度相关,反应时短,会促进100米成

6、绩的提高;在水平接近的高水平选手中,反应时对成绩的差异没有显著性，但是100米成绩在10秒以内时,反应时是决定比赛胜负的主要因素之一;在100米成绩差距较大时,反应时对成绩的影响不明显。 反应时快的运动员不一定100米成绩好,因为100米专项速度是由专项反应速度、专项动作速度、专项位移速度三方面所决定的“专项反应速度快只是取得100米专项速度快慢的重要因素但不是唯一因素。第二节 测量反应时间的仪器和方法一、刺激与反应健二、自由落体直尺计时器三、单摆微差计时器 单摆振动定律四、时间描计器 记纹鼓五、机械钟表计时器 希普计时器和邓拉普计时器。六、电子计时器七、特殊摄影八、计算机的应用第三节 影响反

7、应时间的因素一、 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。（一）因刺激的不同类型而异（二）因刺激的强度不同而异（三）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。 谢波得和梅策勒（Shepard & Metzler，1973） 要求：报告两个图形是否相同 条件：（1）两维旋转：图形相同，角度不同（上下）（2）三维旋转：图形不同，角度不同（上下，左右）（3）图形相似，实际不同结果：反应时随着心理旋转角度的增大而增大，刺激复杂程度影响反应时。（

8、四）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3-10的实验结果。二、反应时间受机体变量影响（一）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吋）照明为250 支烛光的白色圆块，观察距离为 30厘米（12吋），五名被试者的平均成绩（每人每种条件各测试100次）列于表311。这个材料表明，感受器适

9、应水平的变化对反应时间的影响 。（二）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。在这时距内，被试者处于积极准备状态，力求尽快对刺激作出反应。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。（三）练习次数 在心

10、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。（四）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。（五）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 18

11、93 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 岁以后反应时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。 （六）酒精与药物的作用 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

12、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。 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。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

13、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。 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。第四节 用反应时间分析信息加工的方法一、减数法 Donders受天文学家关于人差方程研究和Helmholtz测定神经传导速度研究的影响，于1868年在其“关于心理过程的速度”一文中，把心理时间的测定引入心理学，并提出反应时间的相减法。Donders首先测定3种不同的反应时间： A-反应时间：S1R1 B-反应时间：S1R1 S2R2 C-反应时间：S1R1 S2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

14、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。 减法反应时间的实验当时受到内省心理学家的攻击。 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。减法法则的典型实验： 1、心理旋转实验 Cooper & Shepard 1973年所做的一个实验。 他们以非对称性的字母或数字为实验材料，根据正反以及不同的倾斜度，构成12中情况。五种具体的实验条件：（1）完全没有提示（2）提示正反（3）提示倾斜度（4）分别提示正反和倾斜度（5）同

15、时提示正反和倾斜度 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。结果:字母倾斜程度越大，反应时越长从0到60心理旋转所需时间=RT 60 -RT 0从 60到120心理旋转所需时间=RT 120 -RT602、句子图形匹配实验 Clark Chase，1972所作。 方法：给被试看一个句子，紧接着再看一幅图画，如：要求被试尽快地判定，此句子是否真实地说明了图画，作出是或否的反应，记录反应时。 星形在十字之上， 实验条件：变量1介词（之上、之下） 变量2主语（星形、十字） 变量3陈述方式（肯定、否定）实验假设：当句子出现在图画之前时，这种句子和图画匹配任务的完成要经过几个加工阶段：实验假设： 第一个阶段是将句子转换为其深层结构，而且对“之下”的加