5 反应时 实验心理学

1、第四章 反应时第一节第一节 反应时的研究历史反应时的研究历史任何心理活动都需要时间，因此，任何心理活动都需要时间，因此，反反应时是心理实验中使用最早、应用最广泛应时是心理实验中使用最早、应用最广泛的反应变量之一。的反应变量之一。一、什么是反应时一、什么是反应时反应时（反应时（ reaction time）是指从刺激的呈现）是指从刺激的呈现到明显反应到明显反应开始开始之间所需要的时间。之间所需要的时间。简称为简称为RT，也称反应时间或，也称反应时间或“反应的潜伏反应的潜伏期期”。 反应的潜伏期包含五个阶段的时间反应的潜伏期包含五个阶段的时间1 1感觉器官接受刺激，产生神经冲动；感觉器官接受刺激，

2、产生神经冲动；2 2神经冲动经外周感觉神经元传入大脑神经中神经冲动经外周感觉神经元传入大脑神经中枢系统；枢系统；3 3大脑中枢对信号进行加工和处理，发出信号；大脑中枢对信号进行加工和处理，发出信号；4 4信号从大脑中枢神经系统传出，经由外周运信号从大脑中枢神经系统传出，经由外周运动神经元传至效应器；动神经元传至效应器；5 5效应器做出反应。效应器做出反应。其中大脑加工所费的时间最多。其中大脑加工所费的时间最多。二、反应时研究简史 （一）第一阶段（一）第一阶段（1850-1969）1796年英国格林威治天文台公案引发年英国格林威治天文台公案引发人差方程人差方程（personal equation

3、）的研究）的研究天文台台长发现，助手记录星体经过望远镜中的铜天文台台长发现，助手记录星体经过望远镜中的铜线时间要比自己记录的时间慢约半秒钟线时间要比自己记录的时间慢约半秒钟贝塞尔（贝塞尔（F. W. Bessel）系统的比较了自己与另一位）系统的比较了自己与另一位天文学家观察天文学家观察7颗星体的时间，发现了系统偏差颗星体的时间，发现了系统偏差 B A = 1.233秒秒二、反应时研究简史 1850年赫尔姆霍茨（年赫尔姆霍茨（Helmholtz）成功测定蛙的运动）成功测定蛙的运动神经传导速度神经传导速度26m/s；后测定人的神经传导速度约为；后测定人的神经传导速度约为60m/s。根据神经传导速

4、度如此之快，可以得出结论，人根据神经传导速度如此之快，可以得出结论，人体大脑的反应时间比较长且变动很大。体大脑的反应时间比较长且变动很大。赫尔姆霍兹赫尔姆霍兹（Helmholtz，18211894） 德国著名的物理学家和生理学家。他曾从师于当时著名德国著名的物理学家和生理学家。他曾从师于当时著名的生理学家缪勒，在心理学的多个方面都做出很大的贡的生理学家缪勒，在心理学的多个方面都做出很大的贡献。他的主要著作有献。他的主要著作有 生理光学纲要生理光学纲要等。等。 当时人们以为，神经传导的速度与光速差不多，所以不当时人们以为，神经传导的速度与光速差不多，所以不能测量。赫尔姆霍兹冲破了这个禁区，他于能

5、测量。赫尔姆霍兹冲破了这个禁区，他于1850年第年第一次用蛙神经进行了神经传导速率的测量。他首先以电一次用蛙神经进行了神经传导速率的测量。他首先以电剌激蛙神经，然后采用自己发明的筋肉测量计测量筋肉剌激蛙神经，然后采用自己发明的筋肉测量计测量筋肉收缩与神经长度的关系。由此，他得出蛙神经的传导速收缩与神经长度的关系。由此，他得出蛙神经的传导速率约为率约为26米米/秒。后来他又用同样的方法测量了人的神秒。后来他又用同样的方法测量了人的神经的传速率，结果为经的传速率，结果为50100米米/秒。他的测量虽然不秒。他的测量虽然不太精确，但却开创了心理活动过程的测量和反应时经典太精确，但却开创了心理活动过程

6、的测量和反应时经典研究的先河。研究的先河。 二、反应时研究简史 1868年，唐德斯（年，唐德斯（Donders）对）对RT技术的贡献技术的贡献（Donders ABC of reaction time）1879年及以后，冯特及其学生对反应时间进行了系年及以后，冯特及其学生对反应时间进行了系列研究。列研究。其中，其中，Cattell揭示了选择反应时长于简单反应时的原揭示了选择反应时长于简单反应时的原因因在反应的准备上不同（接通更多的神经通在反应的准备上不同（接通更多的神经通路）。路）。 被试在做简单反映测验时，注意力完全集中于即将出现的被试在做简单反映测验时，注意力完全集中于即将出现的刺激和运动

7、的手指上，眼睛刺激和运动的手指上，眼睛大脑大脑手指之间的神经通路手指之间的神经通路早已做好准备进行反应；早已做好准备进行反应； 被试在做选择反应时时，需要有更多的神经通路来作接通被试在做选择反应时时，需要有更多的神经通路来作接通准备，被试的心理状态会比较复杂，因此导致准备，被试的心理状态会比较复杂，因此导致RT延长。延长。20世纪世纪50年代中期以后，认知心理学兴起。认知心年代中期以后，认知心理学兴起。认知心理学主张研究认知活动本身的结构和过程，并把这理学主张研究认知活动本身的结构和过程，并把这些过程看作信息加工过程。而任何过程都需要时间些过程看作信息加工过程。而任何过程都需要时间，因而可利用

8、反应时间这一客观指标，来对加工过，因而可利用反应时间这一客观指标，来对加工过程进行研究，以揭示信息加工过程和信息加工的各程进行研究，以揭示信息加工过程和信息加工的各个阶段。个阶段。例如，运用反应时间相减法，安排两种作业例如，运用反应时间相减法，安排两种作业A和和B，其中，其中A包含包含B所没有的某个特定心理过程，而所没有的某个特定心理过程，而在其他方面相同，那么这两个作业的反应时间之在其他方面相同，那么这两个作业的反应时间之差就是那个特定的心理过程所需要的时间。差就是那个特定的心理过程所需要的时间。（二）第二阶段（二）第二阶段（1969）1969年，年，Sternberg在相减法的基础上发展了

9、反应在相减法的基础上发展了反应时间的相加因素法。相加因素法假定，完成一个时间的相加因素法。相加因素法假定，完成一个作业所需的时间是一系列信息加工阶段分别所需作业所需的时间是一系列信息加工阶段分别所需时间的总和。时间的总和。由于反应时间的相减法和相加因素法都不是由于反应时间的相减法和相加因素法都不是直接测得某一特定加工阶段所需的时间，而直接测得某一特定加工阶段所需的时间，而是要通过是要通过间接的比较间接的比较才能得到，并且相应的才能得到，并且相应的加工阶段也要通过严密的推理才能被发现。加工阶段也要通过严密的推理才能被发现。因此，因此，Hamilton等（等（1977）、）、Hockey等（等（1

10、981）发展了一种新的实验技术发展了一种新的实验技术“开窗开窗”实验。实验。Meyer等（等（1988）速度）速度-准确率分解技术准确率分解技术（speed-accuracy decomposition, SAD） 。第二节第二节 反应时研究的基本问题反应时研究的基本问题唐德斯为了揭示反应时任务中的一些心理唐德斯为了揭示反应时任务中的一些心理加工过程，设计了两类反应时任务加工过程，设计了两类反应时任务简简单反应时和选择反应时任务。单反应时和选择反应时任务。第二节第二节 反应时研究的基本问题反应时研究的基本问题一、简单反应时和选择反应时一、简单反应时和选择反应时（一）简单反应时（一）简单反应时

11、简单反应时（简单反应时（simple reaction time）是指给被试呈现单一的刺激，同时要求他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，这时刺激反应之间们只作单一的反应，这时刺激反应之间的时间间隔就是反应时。的时间间隔就是反应时。被试的任务很简单，他预先已知道将有什被试的任务很简单，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么样的刺激出现，并需要作出什么样的反应。应。1. 听觉简单反应时在听觉简单反应时任务中，研究者通过耳在听觉简单反应时任务中，研究者通过耳机向被试呈现声音信号，并要求被试一听机向被试呈现声音信号，并要求被试一听到信号，就尽快地按某一反应键。到信

12、号，就尽快地按某一反应键。1. 听觉简单反应时实验刚开始会很慢，经过多次练习后，建立了信实验刚开始会很慢，经过多次练习后，建立了信号和反应之间的联系，反应时会迅速减小。号和反应之间的联系，反应时会迅速减小。任何时刻被试对听觉刺激的简单任何时刻被试对听觉刺激的简单RT都不会完全都不会完全相同，会受到刺激本身和被试练习水平的影响。相同，会受到刺激本身和被试练习水平的影响。偏态分布偏态分布分布并非对称于最高点分布并非对称于最高点-130毫秒，它是偏态的，毫秒，它是偏态的，低于低于100毫秒的反应只出现一次，而高于毫秒的反应只出现一次，而高于160毫秒的毫秒的反应却不少。反应却不少。“生物墙生物墙”：

13、 100毫秒揭示了人类听觉反应的限制。毫秒揭示了人类听觉反应的限制。听觉简单反应时：感官换能、神经传导、大脑加工和听觉简单反应时：感官换能、神经传导、大脑加工和肌肉运动的时间总和。肌肉运动的时间总和。生物墙是人类能力的限制，根源于人体机能。震生物墙是人类能力的限制，根源于人体机能。震动动耳廓运动耳廓运动听小骨听小骨耳蜗中气流运动耳蜗中气流运动耳蜗纤毛摆动耳蜗纤毛摆动转化为听神经的神经冲动转化为听神经的神经冲动通过郎飞氏结传递到大脑通过郎飞氏结传递到大脑大脑信息加工大脑信息加工、对信息做出反应、对信息做出反应通过郎飞氏结传导以及突通过郎飞氏结传导以及突触传递到达肌肉组织触传递到达肌肉组织产生运动

14、。产生运动。2视觉简单反应时视觉简单反应时 视觉简单反应时实验：首先要安排好呈现光视觉简单反应时实验：首先要安排好呈现光刺激的屏幕、反应键以及计时设备，然后请刺激的屏幕、反应键以及计时设备，然后请被试进入一个弱光照明的实验室，要求被试被试进入一个弱光照明的实验室，要求被试端坐在屏幕前，指示他一旦看到屏幕上出现端坐在屏幕前，指示他一旦看到屏幕上出现红光就立即按下反应键。最初测得的反应时红光就立即按下反应键。最初测得的反应时可能长达可能长达0.5秒，多次测定后很快会降至秒，多次测定后很快会降至0.20.25秒，再后可能会降至秒，再后可能会降至0.2秒以秒以下，但无论怎样练习，都不可能降至下，但无论

15、怎样练习，都不可能降至0.15秒之下。秒之下。视觉简单反应时较听觉简单反应时来得慢：视觉简单反应时较听觉简单反应时来得慢：不同振动频率的声音引起科蒂氏器官不同长不同振动频率的声音引起科蒂氏器官不同长度的纤毛摆动，换能是直接的，从而转化成度的纤毛摆动，换能是直接的，从而转化成听神经的神经冲动形式；视网膜需要花时间听神经的神经冲动形式；视网膜需要花时间来积累光量子，达到一定阈值后感光细胞才来积累光量子，达到一定阈值后感光细胞才会引起视神经细胞的兴奋。会引起视神经细胞的兴奋。听觉反应时又较触觉反应时来得慢。听觉反应时又较触觉反应时来得慢。简单反应时具有简单反应时具有通道差异性通道差异性。（二）选择反

16、应时选择反应时（选择反应时（choice reaction time）就是根据就是根据不同不同的刺激物，而在多种反应方式的刺激物，而在多种反应方式中选择符合要求的，并执行反应所需要的时中选择符合要求的，并执行反应所需要的时间。间。与简单反应时不同的是，选择反应时任务中与简单反应时不同的是，选择反应时任务中的刺激与反应之间存在多样而复杂的联系，的刺激与反应之间存在多样而复杂的联系，更贴合日常生活的复杂反应。更贴合日常生活的复杂反应。Eg：司机开：司机开车时做出的反应。车时做出的反应。选择选择反应时间反应时间实验实验安排红和绿两种不同的色光刺激，有两个反应安排红和绿两种不同的色光刺激，有两个反应键

17、放在被试面前，规定其用左右手指各放在一键放在被试面前，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，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。有所辨别，并作出不同反应的选择。 结果发现二择一的选择反应时比简单反应时长结果发现二择一的选择反应时比简单反应时长约约0.07秒，这一时间便是辨别（分辨红绿）秒，这一

18、时间便是辨别（分辨红绿）和选择（左手反应和选择（左手反应/右手反应）所需要的时间。右手反应）所需要的时间。 听通道的选择反应也比简单反应慢听通道的选择反应也比简单反应慢0.07秒。秒。选择数目与选择数目与RT的关系的关系同一感觉通道的前同一感觉通道的前提下，提下，RT=lgN (默克尔默克尔, 1885)戈热（戈热（Gauge）绘绘制了目前公认的选制了目前公认的选择数目与反应时的择数目与反应时的关系曲线图关系曲线图（单一（单一通道）通道）二、速度准确性权衡二、速度准确性权衡 RT能够衡量被试加工的自动化程度、概念的激活水平能够衡量被试加工的自动化程度、概念的激活水平以及注意需求量等；以及注意需

19、求量等； RT在心理学研究中经常被作为因变量指标，包括两层在心理学研究中经常被作为因变量指标，包括两层含义：含义：反应快慢反应快慢和反应的和反应的准确性准确性。 RT实验的一个突出问题就是反应速度和反应准确性间实验的一个突出问题就是反应速度和反应准确性间的反向关系，这使得我们必须对它们之间做出权衡。的反向关系，这使得我们必须对它们之间做出权衡。 Eg：当我们急于完成某事，更可能犯错：当我们急于完成某事，更可能犯错 相反，当我们试图准确的完成工作时，速度就会变慢。相反，当我们试图准确的完成工作时，速度就会变慢。二、速度准确性权衡二、速度准确性权衡速度准确性权衡（速度准确性权衡（speed-acc

20、uracy trade off）的含义）的含义（一）速度准确性权衡的例证（一）速度准确性权衡的例证 刺激呈现的概率和反应时的关系（泰奥斯，刺激呈现的概率和反应时的关系（泰奥斯，Theios，1975）刺激呈现：视觉，每次出现一个数字刺激呈现：视觉，每次出现一个数字被试任务：只需对某一特定的数字（例如被试任务：只需对某一特定的数字（例如4）作出）作出反应，而对其他数字则不作反应。反应，而对其他数字则不作反应。实验的自变量是特定数字出现的概率（相对频数），实验的自变量是特定数字出现的概率（相对频数），概率的变化范围是概率的变化范围是0.20.8。Theios实验结果分析结果分析在不考虑错误率的情况

21、下，刺激呈现概率在不考虑错误率的情况下，刺激呈现概率基本不影响反应时：印证了简单反应时总基本不影响反应时：印证了简单反应时总是趋于一个稳定值的结论。是趋于一个稳定值的结论。任务性质与被试情况分析任务性质与被试情况分析任务相当简单任务相当简单被试是具有较高文化水平的大学生被试是具有较高文化水平的大学生错误率的变化是错误率的变化是有规律有规律的的错误率的系统变化是由于被试试图保持反错误率的系统变化是由于被试试图保持反应速度而导致的。当概率很小时，被试在应速度而导致的。当概率很小时，被试在保持速度的同时会遇到更多的保持速度的同时会遇到更多的“噪音噪音”，导致被试出现错误。导致被试出现错误。帕奇勒帕奇

22、勒 （Pachella，1974）在实验中发）在实验中发现，在刺激呈现概率为现，在刺激呈现概率为0.2的条件下，要降的条件下，要降低低2%的错误率，反应时必须增加的错误率，反应时必须增加100毫毫秒。秒。二、速度准确性权衡二、速度准确性权衡奈特和坎特威茨（奈特和坎特威茨（Knight和和Kantowitz，1974）的实验）的实验自变量：两个间隔很短的刺激自变量：两个间隔很短的刺激因变量：反应时和反应错误率因变量：反应时和反应错误率结果：刺激间隔和错误率间存在某种关系，结果：刺激间隔和错误率间存在某种关系，刺激间隔越短，错误率就越高刺激间隔越短，错误率就越高根据速度准确性权衡的原则，在短刺根据

23、速度准确性权衡的原则，在短刺激间隔情况下，要保持与长刺激间隔相激间隔情况下，要保持与长刺激间隔相同的错误率，反应时就一定会加长。同的错误率，反应时就一定会加长。（二）速度准确性权衡与实验信度（二）速度准确性权衡与实验信度（二）速度准确性权衡与实验信度（二）速度准确性权衡与实验信度实验采用被试间设计。实验采用被试间设计。东克尔在每个实验仅安排了东克尔在每个实验仅安排了7个被试。在个被试。在每种条件下被试解决问题的人数结果：控每种条件下被试解决问题的人数结果：控制条件下，制条件下，7位被试都解决了问题；但仅位被试都解决了问题；但仅43的被试的被试(7个中的个中的3个个)在功能固着的在功能固着的条件

24、下解决了问题。在中性条件下，只有条件下解决了问题。在中性条件下，只有一个被试一个被试(占占14)解决了问题。解决了问题。结论：结论：功能固着影响了问题解决功能固着影响了问题解决。真的如此吗？真的如此吗？亚当森将时间变量纳入该实验对东克尔的亚当森将时间变量纳入该实验对东克尔的实验信度进行了检验。实验信度进行了检验。实验结果 当亚当森使用解决问题的被试百分比作为因变量时，只在当亚当森使用解决问题的被试百分比作为因变量时，只在盒子问题上验证了功能固着效应。多达盒子问题上验证了功能固着效应。多达8686的控制组被试的控制组被试和和4141的功能固着组被试解决了盒子问题。的功能固着组被试解决了盒子问题。

25、 然而，由于另外两种情况中存在然而，由于另外两种情况中存在天花板效应天花板效应，其结果不可，其结果不可能解释原先实验的结论。即，两种条件下（控制能解释原先实验的结论。即，两种条件下（控制 V.S. V.S. 功功能固着）几乎所有被试都解决了问题，实验结果没有差异，能固着）几乎所有被试都解决了问题，实验结果没有差异，每种条件下两个问题的解决率接近每种条件下两个问题的解决率接近100100。但是根据前面。但是根据前面因变量的讨论，我们没有根据认为在这些情形下两种条件因变量的讨论，我们没有根据认为在这些情形下两种条件间无差别。因此在一定程度上可以说，该实验的结论是，间无差别。因此在一定程度上可以说，

26、该实验的结论是，因变量反应不灵敏以至于我们无法识别两种条件下的任何因变量反应不灵敏以至于我们无法识别两种条件下的任何可能差别。可能差别。 原因分析：反应时间过长，导致被试足以避免固着的影响；原因分析：反应时间过长，导致被试足以避免固着的影响； 因此，需要从反应时间的角度来检验固着的大小效应。因此，需要从反应时间的角度来检验固着的大小效应。实验结果20分钟的时间限制对被试来说，过于简单，足分钟的时间限制对被试来说，过于简单，足以让功能固着组被试跳出思维定势从而解决问题，以让功能固着组被试跳出思维定势从而解决问题，准确率的天花板效应似乎不可避免。准确率的天花板效应似乎不可避免。 提出一个假设：在被

27、试遵循提高准确率时，反应提出一个假设：在被试遵循提高准确率时，反应时会不会随着功能固着效应的增大而提高？时会不会随着功能固着效应的增大而提高？第二个因变量指标第二个因变量指标反应时验证了该假设。反应时验证了该假设。尽管几乎所有被试都能解决问题，但两种条件下尽管几乎所有被试都能解决问题，但两种条件下的反应时有很大差别，不管是在解决螺丝锥问题的反应时有很大差别，不管是在解决螺丝锥问题时，还是在解决回形针问题时，被试在控制条件时，还是在解决回形针问题时，被试在控制条件下解决问题要比在功能固着条件下解决问题快得下解决问题要比在功能固着条件下解决问题快得多。多。 亚当森这一结论明显提高了整个研究的信度，

28、亚当森这一结论明显提高了整个研究的信度，使得功能固着效应在三个任务中都得到了验使得功能固着效应在三个任务中都得到了验证。证。三、影响反应时的其他因素三、影响反应时的其他因素大体上，其他影响反应时的因素可以分成大体上，其他影响反应时的因素可以分成刺激变量刺激变量和和机体变量机体变量两大类别。两大类别。（一）刺激变量（一）刺激变量 在刺激变量中，对反应时影响比较大的因素有：在刺激变量中，对反应时影响比较大的因素有：刺刺激的不同类型、强度、复杂程度及刺激呈现的方式激的不同类型、强度、复杂程度及刺激呈现的方式等等。 反应时会受刺激强度的影响，当刺激强度很弱时，反应时会受刺激强度的影响，当刺激强度很弱时

29、，反应时就会延长；而当刺激增至中等或较高强度时，反应时就会延长；而当刺激增至中等或较高强度时，反应时就缩短了。然而反应时的缩短受到有机体结反应时就缩短了。然而反应时的缩短受到有机体结构的限制，无法突破某一极限。构的限制，无法突破某一极限。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，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。的部位不同，反应时间也有差异。 2.因刺激的强度不同而异对不同强度的对不同强度的1000赫兹纯音的反应时间赫兹纯音的反应时间 3.因刺

30、激的复杂程度而异 （1）刺激选择数目越多，愈复杂，）刺激选择数目越多，愈复杂，RT越大；越大；（2）刺激相似程度不同则）刺激相似程度不同则RT不同；不同；显然，刺激越复杂，反应时间必然越长。显然，刺激越复杂，反应时间必然越长。 请观察以下三组图案，右边的图案可以请观察以下三组图案，右边的图案可以通过对左边图案的旋转获得吗？通过对左边图案的旋转获得吗？请尽快找出左右两幅图片的请尽快找出左右两幅图片的6处不同处不同12只古罗马时期的花瓶，其中只古罗马时期的花瓶，其中9只是赝品，你只是赝品，你能指出图案完全相同的能指出图案完全相同的3只真品来吗？只真品来吗？ 4.因刺激呈现方式不同而异我国心理学家（

31、张铁忠和沙建英，我国心理学家（张铁忠和沙建英，1987年）年）对双眼视野不同位置的视觉运动反应时间进对双眼视野不同位置的视觉运动反应时间进行了测定，获得了如下实验结果。行了测定，获得了如下实验结果。（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，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内部状态为中介而对外界刺激作出反应的。的。影响反应时间的机体变量为数众多，主要影响反应时间的机体变量为数众多，主要有：机

32、体适应水平、准备状态、练习次数、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、酒精和药物动机、年龄因素和个别差异、酒精和药物作用等。作用等。1.适应水平适应（适应（adaptation）在此处意指在刺激物的）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。的适应水平对反应时间有着明显的影响。 霍弗兰（霍弗兰（Hovland，1936）的实验中，当双）的实验中，当双眼对不同的照明适应后，测量被试对眼对不同的照明适应后，测量被试对254米米远的烛光的反应时间。刺激是一直径为远的烛光的反应时间。刺激是一

33、直径为 20 毫米（毫米（0.8吋）照明为吋）照明为250支烛光的白色圆块，支烛光的白色圆块，观察距离为观察距离为 30厘米（厘米（12吋），五名被试者吋），五名被试者的平均成绩（每人每种条件各测试的平均成绩（每人每种条件各测试100次）次）见下表。见下表。补充知识：与心理学关系密切的单色光补充知识：与心理学关系密切的单色光单位单位1.光强度（光强度（luminous intensity）是）是光源在单位立体角内辐射的光通量，以光源在单位立体角内辐射的光通量，以I 表示，单位为坎德拉（表示，单位为坎德拉（candela，简称，简称cd）。）。1 坎德拉表示在单位立体角内辐坎德拉表示在单位立体角

34、内辐射出射出1 流明的光通量。流明的光通量。2.光通量（光通量（luminous flus）是由光源）是由光源向各个方向射出的光功率，也即每一单向各个方向射出的光功率，也即每一单位时间射出的光能量，以位时间射出的光能量，以表示，单位表示，单位为流明（为流明（lumen，简称，简称lm）。）。3.光照度（光照度（illuminance）是从光源照）是从光源照射到单位面积上的光通量，以射到单位面积上的光通量，以E 表示，表示，照度的单位为勒克斯（照度的单位为勒克斯（Lux，简称，简称lx）。）。补充知识：与心理学关系密切的单色光补充知识：与心理学关系密切的单色光单位单位补充知识：与心理学关系密切的

35、单补充知识：与心理学关系密切的单色光单位色光单位 4.反射系数：人们观看物体时，总是要借助于反射光，反射系数：人们观看物体时，总是要借助于反射光，所以要经常用到所以要经常用到“反射系数反射系数”的概念。反射系数的概念。反射系数（reflectance factor）是某物体表面的流明数与）是某物体表面的流明数与入射到此表面的流明数之比，以入射到此表面的流明数之比，以R表示。表示。 5.光亮度（光亮度（luminance）是指一个表面的明亮程度，）是指一个表面的明亮程度，以以L 表示，即从一个表面反射出来的光通量。不同物表示，即从一个表面反射出来的光通量。不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数。

36、光的强度可用体对光有不同的反射系数或吸收系数。光的强度可用照在平面上的光的总量来度量，这叫入射光（照在平面上的光的总量来度量，这叫入射光（inci-dentlight）或照度（）或照度（illuminance）。若用从平）。若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度，这种光称为面反射到眼球中的光量来度量光的强度，这种光称为反射光（反射光（reflection light）或亮度）或亮度（brightness）。例如，一般白纸大约吸收入射光）。例如，一般白纸大约吸收入射光量的量的20，反射光量为，反射光量为80；黑纸只反射入射光量；黑纸只反射入射光量的的3。所以，白纸和黑纸在亮度上差异很大。所以

37、，白纸和黑纸在亮度上差异很大。2.2.准备状态准备状态 准备状态（准备状态（readiness）是指机体对于某种行）是指机体对于某种行为作出的准备情况。为作出的准备情况。 被试者在主试者发出被试者在主试者发出“预备预备”口令到刺激呈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，力求尽快对刺激作出反应。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如果太长，

38、被试者的准备状态又可能出现衰退而延误反应。退而延误反应。 许多研究说明，尽管存在个体差异，但最许多研究说明，尽管存在个体差异，但最有利的预备时间大约是有利的预备时间大约是1.5秒。中村在研究秒。中村在研究“蹲踞式蹲踞式”起跑时，把从预备口令到鸣枪起跑时，把从预备口令到鸣枪的时间间隔分别定为的时间间隔分别定为1、1.5和和 2 秒三种，秒三种，结果发现间隔时间为结果发现间隔时间为1.5秒时，运动员从听秒时，运动员从听鸣枪到手离地的反应时间最短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（在心理实验中，练习（exercise）是一个控）是一个控制变量，即一个潜在的自变量。练习与反

39、应制变量，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。间减少的趋势是逼近一个极限而稳定下来。 4.动 机 动机（动机（motivation）是由于人的某种需要所）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。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反应时间实验中被试者易受某种额外动机的影响。影响。约翰逊（约翰逊（Johnson，1922）的实验发现主试）的实验发现主试者所设计的一些附加

40、动机能使听觉反应加快。者所设计的一些附加动机能使听觉反应加快。三个实验条件：激励、惩罚、常态；三个实验条件：激励、惩罚、常态；结果发现：常态最慢、激励其次、惩罚最快结果发现：常态最慢、激励其次、惩罚最快5.年龄因素和个体差异 一般认为，自发育阶段至一般认为，自发育阶段至25岁前（青少年阶岁前（青少年阶段），反应时间随年龄增长而减少，起初减得段），反应时间随年龄增长而减少，起初减得快，以后较慢。快，以后较慢。戈茨达克（戈茨达克（Gottsdamker，1968）在对一组年龄）在对一组年龄为为 1893 岁成人被试者的研究中注意到，随岁成人被试者的研究中注意到，随着年龄的增长，感觉着年龄的增长，感

41、觉-运动反应时间逐渐延长。运动反应时间逐渐延长。此外，还有人发现在此外，还有人发现在25岁以后到岁以后到 60 岁的一段岁的一段时间内，反应时间的增长极为缓慢，但时间内，反应时间的增长极为缓慢，但60 岁岁以后反应时间开始有了较大增加。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。品质和属性上存在的任何差别。费萨尔（费萨尔（Fessard，1926）曾对）曾对1000名男性成名男性成人被试者作听觉简单反应时间的测定，结果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。进发现反应时

42、间的均数分配大致上呈常态。进一步测量各个年龄组被试反应时的离散程度一步测量各个年龄组被试反应时的离散程度或集中趋势，发现：老年组被试的方差显著或集中趋势，发现：老年组被试的方差显著地高于青年组和中年组，说明老年组在感觉地高于青年组和中年组，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。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，其反应时间将延长降。如果是酗酒，其反应时间将延长2 23

43、3倍，甚倍，甚至更长，往往紧急情况已到眼前，还未发现或采至更长，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。取任何措施便已肇事。 例如车速每小时例如车速每小时4040公里，未饮酒的驾驶员对道路复杂情公里，未饮酒的驾驶员对道路复杂情况作出反应只需况作出反应只需0.60.6秒，而饮酒后的驾驶员却要秒，而饮酒后的驾驶员却要1.81.8秒。秒。这样，汽车在反应时间内所行驶的距离就从这样，汽车在反应时间内所行驶的距离就从0.60.6秒的秒的7 7公公尺增加到尺增加到1.81.8秒的秒的2121公尺，所需的安全距离增加了公尺，所需的安全距离增加了1414公公尺，即从尺，即从2727公尺增加到公尺

44、增加到4141公尺。公尺。 汽车在高速公路上以汽车在高速公路上以120km/h120km/h行驶，驾驶员反应慢了行驶，驾驶员反应慢了1s1s，汽车向前多开了多少汽车向前多开了多少m m？目前，刺激中枢神经的心理杀伤性药剂，大致分目前，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。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，兴奋剂对中枢神经系统的作用与镇静剂

45、作用相反，它可以消除疲劳，驱逐睡意，改善思维活动力，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，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过高估计自己的能力。致幻剂会使人有时产生幻觉。觉。 如伤风感冒服用过量解热镇痛剂，会使人的注意力、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。精力、反应能力下降。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

46、。除此之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，方思想，应严格遵循一定的程序和要求，方能取得预期的效果。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。早反应或其他错误的反应。防止出现防止出现“假反应假反应”的有效措施是在实验的有效措施是在实验中插入侦察试验（中插入侦察试验（detection test），即给预），即给预备信号之后并不呈现刺激。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

47、辨别的刺激数目相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。等，即有几种反应就要有几种刺激。3.3.防止防止“抢码抢码”或滞后或滞后在选择反应时间的测验中则不必插入在选择反应时间的测验中则不必插入“侦侦察试验察试验”，因为被试倘若出现，因为被试倘若出现“抢码抢码”的的话，他的错误率会提高。话，他的错误率会提高。 第三节第三节 反应时新法反应时新法反应时新法主要有三种形式：减数法反应时新法主要有三种形式：减数法（subtractive method）、加因素法）、加因素法（additive factors method）和开窗）和开窗实验（实验（open window e

48、xperiment）将将“黑箱黑箱”变为变为“灰箱灰箱”，推断内部的心，推断内部的心理过程理过程一、减数法一、减数法（一）减数法的原理（一）减数法的原理 减数法（减数法（subtractive method）又称唐德斯）又称唐德斯反应时反应时 ABC（Donders ABC of reaction time）或唐德斯三成分说，是一种用减法方法）或唐德斯三成分说，是一种用减法方法将反应时分解成各个成分，然后来分析信息加工将反应时分解成各个成分，然后来分析信息加工过程的方法。过程的方法。逻辑：如果一种作业包含另一种作业所没有的某逻辑：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，且除此过程

49、之外二者在其他个特定的心理过程，且除此过程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。过程所需的时间。 A反应（A-reaction）又称简单反应（又称简单反应（simple reaction）。）。只有一个刺激和一个反应。只有一个刺激和一个反应。例如：对于呈现的一个红光刺激，被试立例如：对于呈现的一个红光刺激，被试立即按即按“R”键作出反应。键作出反应。A反应是最简单的反应，也是复杂反应的反应是最简单的反应，也是复杂反应的成分或基本因素。成分或基本因素。A反应时也称为基线时间（反应时也称为基线时间（baseline tim

50、e）。）。B反应（B-reaction）又称选择反应（又称选择反应（choice reaction）。它是）。它是复杂反应中的一种，在这类反应中，有二个或复杂反应中的一种，在这类反应中，有二个或二个以上的刺激和相应于刺激的反应数。每一二个以上的刺激和相应于刺激的反应数。每一个刺激都有它相应的反应。个刺激都有它相应的反应。例如：在一个实验中，对红光信号灯左手按例如：在一个实验中，对红光信号灯左手按R键，对绿光信号灯右手按键，对绿光信号灯右手按G键，键，在这样的选择反应中，不仅要区别信号，而且在这样的选择反应中，不仅要区别信号，而且还要选择反应。因而在还要选择反应。因而在B反应中除了基线操作反应中

51、除了基线操作外还包括了外还包括了刺激辨认刺激辨认和和反应选择反应选择的心理操作。的心理操作。C反应（Creaction） 又称辨别反应（又称辨别反应（identification reaction），是另），是另一种形式的复杂反应。一种形式的复杂反应。 例如：可能呈现红光和绿光，仅要求被试对红光左手按例如：可能呈现红光和绿光，仅要求被试对红光左手按R键反应。键反应。 C反应和反应和B反应相同点：具有两个或两个以上的刺激。反应相同点：具有两个或两个以上的刺激。 C反应和反应和B反应不同点：反应不同点：C反应中只有一个刺激是要求反应中只有一个刺激是要求有反应的，而其余刺激是不要求作出反应的，即不要

52、求有反应的，而其余刺激是不要求作出反应的，即不要求做任何事。做任何事。B反应既有刺激的辨别，还有反应的选择。反应既有刺激的辨别，还有反应的选择。而而C反应仅有刺激的辨别，但没有反应的选择。反应仅有刺激的辨别，但没有反应的选择。 C反应是在基线操作中加入了刺激辨别的过程，但不包反应是在基线操作中加入了刺激辨别的过程，但不包含反应的选择（选择左手反应还是右手反应）。含反应的选择（选择左手反应还是右手反应）。 Donders减数法图解减数法图解（二）减数法的应用（二）减数法的应用短时记忆视觉编码的实验（波斯纳，短时记忆视觉编码的实验（波斯纳，Posner，1970）过程：给被试并排呈现两个字母，这两

53、个字母可过程：给被试并排呈现两个字母，这两个字母可以同时给被试者看，或者中间插进短暂的时间间以同时给被试者看，或者中间插进短暂的时间间隔，然后要被试者指出这一对字母隔，然后要被试者指出这一对字母是否是否“相同相同”并按键作出反应，记下反应时。所用的字母对有并按键作出反应，记下反应时。所用的字母对有两种：一种是两个字母的读音和书写方法都一样，两种：一种是两个字母的读音和书写方法都一样，即为同一字母（即为同一字母（AA）；另一种是两个字母的读）；另一种是两个字母的读音相同而写法不同（音相同而写法不同（Aa）。在这两种情况下，）。在这两种情况下，正确的反应均为正确的反应均为“相同相同”。在两个字母相

54、继呈现。在两个字母相继呈现时，其间隔为时，其间隔为0.5秒、秒、1秒、或秒、或2秒等。秒等。读音和书写方法一样读音和书写方法一样A AA A读音相同而写法不同读音相同而写法不同 A aA a同时呈现同时呈现继时呈现继时呈现A AA AA Aa a解释其一，当两个字母同时呈现给被试时，其一，当两个字母同时呈现给被试时，Aa对的对的反应时大于反应时大于AA对。根据减数法的逻辑，这个反对。根据减数法的逻辑，这个反应时之差反映了对应时之差反映了对Aa对的加工中包含了对对的加工中包含了对AA对对的加工中所没有的过程；反过来说，的加工中所没有的过程；反过来说，AA对中包对中包含的加工过程要少于含的加工过程

55、要少于Aa对。对。Aa对与对与AA对的反对的反应时之差反映了内部编码过程的差别。应时之差反映了内部编码过程的差别。这是因为，前者是这是因为，前者是视觉视觉上的编码，后者须从视觉上的编码，后者须从视觉编码过渡到编码过渡到听觉听觉编码，这样就包含了更多的加工，编码，这样就包含了更多的加工，因此需要的时间也更长。因此需要的时间也更长。解释其二，其二，AA对的同时呈现和继时呈现的反应时之对的同时呈现和继时呈现的反应时之差反映的同样是信息编码的这种特点；差反映的同样是信息编码的这种特点；随着间隔时间的逐渐增大，随着间隔时间的逐渐增大，AA对的加工过程与对的加工过程与Aa对趋于一致，说明先发生了视觉编码，

56、后发对趋于一致，说明先发生了视觉编码，后发生听觉编码，并且在短时记忆时，视觉编码的效生听觉编码，并且在短时记忆时，视觉编码的效应逐渐消失，听觉编码的作用逐渐增强。应逐渐消失，听觉编码的作用逐渐增强。RT相减相减 RTAA=视觉编码时间视觉编码时间+按键反应时间按键反应时间 RTAa =视觉编码时间视觉编码时间+听觉编码时间听觉编码时间+按键反应时间按键反应时间 RTAa -RTAA =听觉编码时间听觉编码时间心理旋转实验心理旋转实验心理旋转（心理旋转（mental rotation）指单凭心理运）指单凭心理运作（不靠实际操作），将所知觉之对象予以旋转，作（不靠实际操作），将所知觉之对象予以旋转

57、，从而获得正确知觉经验的心理历程。从而获得正确知觉经验的心理历程。库伯（库伯（Cooper）和谢波德（）和谢波德（Shepard）（1973）用减数法反应时实验证明了心理旋转）用减数法反应时实验证明了心理旋转的存在。的存在。假设有两个任务，它们之间除了被知觉对象需要假设有两个任务，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。需的时间。例如，倾斜度例如，倾斜度0和倾斜度和倾斜度60两种任务两种任务中，除了倾斜角度之外其他条件均一样，中，除

58、了倾斜角度之外其他条件均一样，如果存在心理旋转过程的话，那么应该是如果存在心理旋转过程的话，那么应该是第二个任务只比第一个任务多一个从第二个任务只比第一个任务多一个从60旋转至旋转至0的心理过程。的心理过程。 RT60RT0=从从60至至0心理旋心理旋转所需时间转所需时间 RT120RT60=从从60至至120心理旋转所需时间心理旋转所需时间 实验材料实验材料实验过程实验过程任务：不管倾斜度如何，只要判明任务：不管倾斜度如何，只要判明R字母是正的字母是正的还是反的，并作出反应。还是反的，并作出反应。五种实验条件（提示信号均持续五种实验条件（提示信号均持续2s） 无提示：测验前无提示：测验前2秒

59、钟后呈现空白信号秒钟后呈现空白信号 提示正或反：测验前提示正或反：测验前2秒钟呈现正或反的提示信号秒钟呈现正或反的提示信号 提示倾斜度：测验前提示倾斜度：测验前2秒钟用箭头提示倾斜度数秒钟用箭头提示倾斜度数 分别提示正、反和倾斜度：即用两个信号分别提示正、分别提示正、反和倾斜度：即用两个信号分别提示正、反和倾斜度，而倾斜度的提示时间是可变化的，反和倾斜度，而倾斜度的提示时间是可变化的， 在测在测验前验前100ms、400ms、700ms和和10O0ms 同时提示正、反和倾斜度：即在测验前用二个信号同同时提示正、反和倾斜度：即在测验前用二个信号同时提示正、反和倾斜度时提示正、反和倾斜度心理旋转所

60、心理旋转所需要的时间需要的时间字母倾斜程度越大，反应时越长。该结字母倾斜程度越大，反应时越长。该结果强有力的证明了心理旋转过程的存在果强有力的证明了心理旋转过程的存在减数法的弱点使用这种方法要求实验者对实验任务引起的刺激使用这种方法要求实验者对实验任务引起的刺激与反应之间的一系列心理过程要有比较精确的预与反应之间的一系列心理过程要有比较精确的预测。测。使用这种方法要求两个相减的任务中共有的心理使用这种方法要求两个相减的任务中共有的心理过程要严格匹配，这一般是很难做到的。过程要严格匹配，这一般是很难做到的。 B、C是否具有绝对相同的基线时间？它与是否具有绝对相同的基线时间？它与A时间一定时间一定