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实验三人体感知特性实验

人主要是通过视觉和听觉感知外界信息，通过测试人对声、光、图形等反应时间来验证人的感知特性及其影响因素。

从刺激呈现到反应开始之间的时间间隔叫做反应时，是指刺激和反应的时间间距，是人体完整的反应过程所需的时间。反应时分为3类，即简单反应时、选择反应时和辨别反应时。如果呈现的刺激只有一个，要求被试者做出的反应也只有一个，并且二者都固定不变，这种条件下测得的反应时叫做简单反应时；如果呈现的刺激不止一个，对每个刺激都要求被试者做一个不同的反应，但哪一次出现哪个刺激被试者事先并不知道，该条件下测得的反应时称为选择反应时；如果呈现的刺激不止一个，但要求被试者只对其中一个刺激作一个固定的反应，而对其他刺激则不反应，此条件下测得的反应时称为辨别反应时。

通过对声、光的简单反应时间测定并比较不同刺激条件下的反应时间差异，来验证人体感知特性的部分影响因素。

实验三-1 视、听觉刺激反应时测试

一、实验目的

该实验主要用于人对各种刺激的反应时间的研究。通过测试人的视觉通道受光刺激的反应快慢，测定听觉通道受声音刺激的反应快慢，以及人对声音及光刺激作出反应的准确性，研究影响人的反应时与准确性的因素。在安全人机工程学中，反应时间参数可用于人机系统的设计，合理设计人机界面，缩短反应时间，提高效率，避免失误。也可以用于汽车驾驶员、运动员等心理培训。

掌握各种反应时的测试方法，进一步认识反应时及各种反应时之间的差异；理解各种刺激量性质对反应时的影响。

二、实验原理

感觉器官从刺激呈现开始感受，经神经系统传输、加工和处理，传给肌肉而作用于外界，这些过程都需要时间，其总和就是反应时间，简称“反应时”。

当被试做简单反应测验时，其注意力完全集中于那个将出现的刺激和那个将动作的手指，当刺激来到时，眼睛-大脑-手指之间的神经通路早已准备好了，反应时间就快。

当被试做辨别和选择反应实验时，需要有更多神经通路接通的准备，这时被试辨别、选择时间增加，同时其心理状态比较复杂，会产生焦虑、怀疑等复杂的心理状态，所以反应时间就会延长。辨别、选择所需时间与刺激量的性质有关，通过使用视觉反应测试仪改变刺激量性质，测定人的视觉反应时从而获得影响反应时的因素，为人机信息交互界面设计提供依据。

辨别和选择时间受以下刺激量性质有关：

刺激变量的接收通道：听觉、视觉；

刺激变量的物理性质：大小、形状、颜色、刺激概率、强度等；

刺激的复杂程度：简单图形还是复杂图形、是单一刺激还是复合刺激、信息量、“刺激队”异同等；

刺激信号呈现的位置：视野的中心还是边缘、听觉的附近等。

同时辨别和选择时间与被试者个体因素有关，如个体感觉器官的适应水平、准备状态、练习程度、动机因素、个体差异等。

三、实验装置与测试仪器

1．实验装置一：BD-II-501型声光反应测定仪

①最小反应时间：0.01秒；最大反应时间：99.99秒；最大累计反应时间：显示99次，计算655.35秒；最大反应次数：显示99，计算255次；最大存储实验数据：声16次，光16次；

②具有实验数据平均及打印输出功能；

③最大平均反应时间：9.99秒；

④配用耳机型号为：立体声耳机(EL-1)；

⑤配有声、光手反应键各1个；

本仪器的功能指示由前后两个板组成（如图2-6所示）。前面板为主控制面板，后面板为被试观察面板。

图2-6 BD-II-501型声光反应测定仪

2．实验装置二：BD-II-511型视觉反应时测仪。

BD-II-511型反应测试仪外形图如图2-7：

（a）主试面板（b）被试面板

图2-7 BD-II-511型反应测试仪

本仪器给出的刺激量性质分五大类共十七组反应时实验，可通过按键及指示灯选择任一组实验：

①刺激概率对视觉反应时的影响；

②数奇偶不同排列的刺激特征对反应时的影响；

③数差大小排列的刺激特征对反应时的影响；

④信息量对反应时的影响；

⑤“刺激对”异同及时间间隔对反应时的影响。

改变刺激量性质测量视觉的选择反应时、辨别反应时、简单反应时，以及检测被试者的判断速度和准确性。

本仪器采用单片机控制，设有主试与被试两个面板，分别见图2-7中（a ）和(b)。 主试面板（图2-8）由八个数码管显示器及功能控制键组成，可通过按键及指示灯选择一组实验。通过按键可任意设定每组实验的次数（10～255），实验过程中显示器随时显示每次实验的反应时间。每组实验完后，显示器自动显示每组的平均反应时间、错误次数，并可通过打印机打印出实验结果。（打印机为选配件）

概率

大小信息量 时距 复位 打印 自检 选次 ＋

启动

1234

数奇偶 组 别

型视觉反应时测试仪

标志

反应时

次数

图

2-8 BD-II-511型主试面板示意图

被试面板（参见图2-7（b ））由7×15个红、黄、绿三色光点阵组成的显示屏，它可翻转折叠，便于仪器的保管及运输。

仪器的右侧板上有可选配的微型打印机接口，可打印输出实验结果，侧板还装有被试回答用的微动开关接口，可接被试左、右回答手键。

四、实验内容一：声光反应时测试

本实验测试人在不同声、光条件下的反应时间和正确性。 1．准备

① 使用实验装置BD-II-501型声光反应测定仪。

② 主试将两个反应键分别插入后面板上的“声”和“光”插座之中，令被试左右手各持一个按键，并记住左右手所持键的控制对象。

③ 若使用耳机，主试将耳机插头插入仪器的“耳机”插座之中，令被试戴上耳机，主试将前面板的左侧开关拨至“耳机”端；若不用耳机，可以不插，主试将前面板的左侧开关拨至“喇叭”端。

④ 若选用打印机，主试将打印机联线接到仪器前面板“打印”接口上。 ⑤ 主试打开电源开关，提示被试准备实验。 2．人工呈现声光信号

① 若主试按下前面板“声”键并松开，经过2秒钟预备后，仪器发出强有力的短促的声音。同时计时器开始计时，反应次数显示加“1”。当被试听到声响之后。选择“声”反应键的手作出反应，即按下“声”反应键，记时停止走时，此时前面板上显示出该次的时间。若按下“光”反应键，反应错误，计时器继续走时，同时发出错误警告声，可听到一个较弱的长音，被试听到警告声，说明自己反应有错，立即改为按下“声”反应键，此时记时器停