四章反应时间

四章反应时间第1页/共50页第四章反应时间

反应时技术的运用使得对大脑的研究

——从黑箱到灰箱第2页/共50页第四章反应时间我们承认他是个好人。我们不得不承认他不是个坏人。不同难度的句子，阅读时间的不同，代表在头脑中加工的时间不同。第3页/共50页第四章反应时间本章概略一、反应时间的概述二、反应时间的测定方法★三、影响反应时间的因素☆四、测量反应时间的仪器和注意事项☆第4页/共50页一、反应时的概述输在起跑线，输在反应？第5页/共50页一、反应时的概述反应时间（reactiontime,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。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。第6页/共50页一、反应时的概述（一）反应时间的概念不是指执行反应的时间，而是指刺激施于有机体之后到明显反应开始所需要的时间。第7页/共50页一、反应时的概述按实验心理学传统的理解，反应时间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距，它包含以下几个时段：第一时段，刺激使感受器产生了兴奋，其冲动传递到感觉神经元的时间；第二时段，神经冲动经感觉神经传至大脑皮质的感觉中枢和运动中枢，从那里经运动神经到效应器官的时间；第三时段，效应器官接受冲动后开始效应活动的时间，以上三个时段的总和即是反应时间。第8页/共50页一、反应时的概述（二）反应时在心理学中的研究历史天文学家贝塞尔提出了人差方程式：

B-A=1.233秒。反映的是两个观察者之间的个体差异。

1850年生理学家赫尔姆霍兹（Helmholtz）运用反应时间来测定神经的传导速度。

赫姆霍兹是实验心理学的奠基人之一。他成功地测定了蛙的运动神经的传导速度（约为26米/秒）。其后，他又测定了人的神经的传导速度约为60米/秒。这与后来穆乃奇（Munnich，1915）测定的每秒66～69米颇为接近。根据神经传导的大致速度，他认为神经传导所占据的时间是很短的，而整个反应时间却比较长且变动很大。第9页/共50页一、反应时的概述1850年－1969年称为唐德斯反应时ABC时期。其方法学核心为减数法。★1969年斯滕伯格提出加因素法之后至今为反应时研究的新时期。★1879年，Wundt及其学生以反应时间为指标进行一系列实验研究。20世纪50年代中期之后，认知心理学兴起。第10页/共50页一、反应时的概述荷兰生理学家唐德斯第一次企图研究心理因素如何影响一切简单的与复杂的反应。他的作法就是把上述心理过程交织在刺激和反应中间，从而考察其结果，并比较简单与复杂的反应。在简单反应的实验中，实验者先告知被试者将有什么样的刺激出现，比如一种颜色光或一种声音，要他觉察到哪种光或哪种声音出现时，就用一个手指按一个反应键。在辨别反应实验中，他们用两种不同的刺激，如两种不同颜色的光或两个高低不同的乐音，要求被试者只反应其中之一种，而对另一种不反应；还有一种方法是使被试者对于甲乙两种刺激，准备两种不同的反应，比如看见甲刺激（红光）时用右手反应，看见乙刺激（非红光）时用左手反应。总而言之，他创造了选择反应时间的实验，发现这种反应时间比简单反应时间约长100毫秒。唐德斯认为一个复杂反应只是在一个简单的反应上加一些别的动作，这些动作所需时间可用反应的全部时间减去简单反应所需时间来求得。这个时间差就是上述心理过程所需要的时间。第11页/共50页一、反应时的概述（三）反应时实验速度与准确性权衡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（speed－accuracytradeoff）。这是反应时实验中因变量上一个十分重要的问题。第12页/共50页一、反应时的概述第13页/共50页一、反应时的概述第14页/共50页一、反应时的概述在进行反应时间实验时，应考虑速度和准确性两个指标，当然，有时可以同时选择二个指标，有时可以选择其中一个指标。但是在只选择其中一个指标时，应对另一个指标有所交代，说明其可以忽略不计的原因。这是反应时实验中的一种重要技术。第15页/共50页二、反应时间的测定一种有效测量反应时的仪器包括三个部分：刺激呈现装置、反应装置和计时装置。简单反应时简单反应时间（simplereactiontime）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。如以对光简单反应时间的测量为例，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。第16页/共50页二、反应时间的测定选择反应时间（choicereactiontime）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。如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。一般说来，选择反应时间总比简单反应要长，就是由于选择性反应的中枢活动比较复杂，需要进行一定的思维活动，作出选择，执行正确的反应动作。生活中的动作大多属于这一类反应。最初级的选择反应只是在两种可能性中选择一种反应，对于视觉刺激物的反应时间就在0.25秒以上。反应的选择余地愈大，反应速度就愈缓慢。第17页/共50页二、反应时间的测定第18页/共50页二、反应时间的测定速度－准确性权衡反应时实验有两个因变量：速度和准确性。当一个人急于做某件事时，他会比慢慢地做某件事犯更多的错误，反之，如果很正确地做某件事时，他在速度上就会变慢，这种关系称为速度－准确性权衡。第19页/共50页二、反应时间的测定反应时间测定的方法反应时新法就是用反应时间分析信息加工过程的方法。主要有三种形式：减数法——由唐德斯奠定基础，又称为唐德斯反应时ABC或唐德斯三成分说。

加因素法——由斯滕伯格于1969年提出。

开窗实验——是一种能比较直接地测量每个加工阶段的时间和比较明显看出这些加工阶段的研究方法。第20页/共50页二、反应时间的测定—减法反应时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。第21页/共50页二、反应时间的测定—减法反应时其实验逻辑：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它方面均相同，那么这两种反应时的差就是为此心理过程所需要的时间。第22页/共50页二、反应时间的测定—减法反应时实验

A反应——简单反应，呈现一个光刺激，被试立即按键作出反应。A反应时称为基线时间。

B反应——选择反应，有两个或两个以上的刺激和相对应的反应数。在B反应中，除了基线操作外，还有刺激辨认和反应选择的心理操作。

C反应——辨别反应，具有两个或两个以上的刺激，但只对一种刺激要求作出反应。在C反应中，只包含基线操作和刺激辨别的心理操作，不包含反应选择。第23页/共50页二、反应时间的测定—减法反应时A反应B反应，C反应第24页/共50页二、反应时间的测定—减法反应时Donders首先测定3种不同的反应时间：A-反应时间：S1→R1B-反应时间：S1→R1S2→R2C-反应时间：S1→R1S2第25页/共50页二、反应时间的测定—减法反应时B反应时间B-C第26页/共50页二、反应时间的测定—减法反应时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。第27页/共50页二、反应时间的测定—减法反应时Posner的实验Posner等曾设计过一个实验，运用反应时相减法来证实，短时记忆的信息除听觉编码之外，是否还存在视觉编码的问题。他们在实验中安排了两种材料：一种是形同音同的两个字母如AA；另一种是形状不同但读音相同的两个字母如Aa。并安排了两种呈现方式：一种是同时呈现；另一种是继时呈现，时间间隔为0.5s、1s和2s。要求被试判定所呈现的两个字母是否相同并按键反应，记录反应时间。在这两种情况下，正确反应都是“相同”。第28页/共50页二、反应时间的测定—减法反应时Posner的实验——结果第29页/共50页二、反应时间的测定—减法反应时Posner的实验——结论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。第30页/共50页二、反应时间的测定—加法反应时实验逻辑：

前提是人的信息加工过程是系列进行的而不是平行发生的，即是有一系列有先后顺序的加工阶段组成。其假设为如果两个因素有交互作用，那么它们是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，那么它们则作用于不同的加工阶段。加因素法的应用短时记忆的信息提取

第31页/共50页二、反应时间的测定—加法反应时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，换句话说，这两个因素之间存在着交互作用，那么，我们可以认为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，即两个因素的作用过程具有一种随机独立性；换句话说，它们的作用具有可加性，那么，我们就可以判断这两个因素各自作用于不同的加工阶段。这样，通过对单一变量或多变量的操作，就可以从完成作业的时间变化来确定信息加工过程的各个阶段。第32页/共50页二、反应时间的测定—加法反应时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）探针刺激的质量（清晰和不清晰）反应的类型（肯定的或否定的）反应类型的相对频率第33页/共50页二、反应时间的测定—加法反应时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探针刺激的性质识记项目的数量反应类型反应类型的相对频率图2短时记忆信息提取的阶段及其影响因素第34页/共50页第35页/共50页二、反应时间的测定—开窗实验加法和减法反应时间技术难以直接得到某个特定加工阶段所需要的时间，而需要间接地通过比较才能得到，并且加工阶段的存在也要通过严密的推理才能被确认。第36页/共50页二、反应时间的测定—开窗实验一个复杂的加工过程往往由若干个具体的加工阶段组成；如果能够直接地测量每个加工阶段所需要的时间，那我们就可以得到整个过程所需要的时间。第37页/共50页二、反应时间的测定—开窗实验第38页/共50页二、反应时间的测定—开窗实验看第一个字母出声转换看第二个字母将转换结果储存被试按键转换开始转换结束被试再按键编码阶段转换阶段储存阶段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个阶段汉密尔顿和霍克基的字母转换实验第39页/共50页图字母转换作业过程示意图第40页/共50页三、影响反应时间的因素

外部因素：刺激因素，环境因素机体因素:反应时依赖于机体的适应状态实验仪器:第41页/共50页三、影响反应时间的因素1.外部因素：刺激因素反应时间依赖于刺激的强度：随刺激强度的增加而缩短，但减少量越来越小，强度再增加，反应时间也不会短于110毫秒。

反应时间依赖于刺激的时间特性和空间特征：（1）．当物理刺激强度本身不变，而增加作用于感官的时间，造成时间的累积作用，这样便会增加刺激的心理强度。（2）．如果物理刺激强度不变，刺激时间一定，增加视觉刺激的面积时，由于感受器神经兴奋的空间积累作用，也会增加刺激的心理强度刺激的呈现方式，复杂性，结构等第42页/共50页三、影响反应时间的因素1.外部因素：环境因素实验室的背景光和噪音第43页/共50页三、影响反应时间的因素2.机体因素反应时间依赖于受刺激的感觉器官（1）．不同感官的反应时间不同，（2）．同一感觉通道接受的刺激不同，（3）．刺激相同感觉通道的不同部位，反应时间也有差异；（4）．刺激复合感觉器官，会影响反应速度。第44页/共