实验心理学 第3章 反应时间

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机体变量

机体适应水平 准备状态：觉醒状态、疲劳程度 练习次数：在一定范围内练习次数越多，反应越快 动机：附加动机（Johnson，1922)——惩罚和奖励
都可以提高反应速度，前者尤甚
年龄与个别差异：年龄和个体差异的交互作用 酒精和药物作用：镇静剂、兴奋剂、致幻剂
Reaction Time
赫葆源、张厚粲、陈舒永等， 1983
Reaction Time
21
lgI 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 2 3
Reaction Time
RT
（毫秒）
lgI 4 5 6 7 8 9 10
RT
（毫秒）
wk.baidu.com
402 316 281 249 218 193 161 148
139 130 124 118 112 111 110
5



Reaction Time
简单反应时和选择反应时

简单反应时间（simple reaction time）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（choice reaction time）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。 其中枢活动比较复杂。反应的 选择余地愈大，反应速度就愈缓慢。

A A B
Reaction Time
—
B
= C？
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唐得斯反应时ABC
A反应时 C反应时 C−A B反应时 C反应时 B−C 基线时间 辨别时间 选择时间
Reaction Time 34
研究范例1：Cooper＆Shepard(1973)

目的：用减数法反应时实验证明心理移转的 存在 方法：取非对称性的字母或数字（J、G、2、 5、7 等）为实验材料，根据“正”、“反”以及 不同的倾斜度，构成12 种情况。被试的任务 是不管倾斜度如何，只要判明正或反，并作 出反应。
Reaction Time
4
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（减数法）。 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。1969 年 斯顿伯格（Sternberg，1969）提出了加因素法 。
Reaction Time 16
反应时间的实际应用
应用于心理现象的研究
– 辨别、联想（强度）、注意的分配、动机的引起 （强度）、知觉的范围（距离）、定向运动（优 势）、感觉强度、心理量表（功能评定）、情绪 的差异及机制、条件反射（习惯化）、学习与词 的替代等等
应用于实际领域
– 工业生产（操作技能）、交通驾驶、体育运动、 设备设计（人机工程）和科学管理（效率）等实 际部门
Reaction Time 38
Reaction Time
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结果分析
– 被试的反应时间受字母或数字的旋转度数 影响，并且围绕180°呈倒“V”型对称分布。 在各种实验条件下都显示，旋转度数在 0°～180°范围内，反应时间依次增加； 旋转度数在180°～360° 范围内，反应时 间依次缩短。可见，旋转幅度越大，反应 时间越长。 – 按照减数法的逻辑，旋转度数为0°和 360° 时的反应时可以作为计算的基点， 超过这一基点的反应时间说明了某种心理 加工过程的存在。
反应时间实验的因变量
基本因变量：
– 反应速度（speed） – 反应准确性（accuracy）
因变量的多元化之价值？
Reaction Time
9
读图：说出屏幕上的特定数字(出现概率0.2-0.8)，考察
出现概率对反应时间的影响。
因变量1
因变量2
自变量
Reaction Time
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速度-准确性权衡（speed-accuracy trade off, SAT）

刺激的复杂程度
– 刺激选择数目；刺激相似程度

刺激呈现的方式
Reaction Time
20 SKIP
感觉道 触觉 听觉 视觉 冷觉 温觉 嗅觉 味觉 痛觉
反应时间（毫秒） 117～182 120～182 150～225 150～230 180～240 210～300 308～1082 400～1000

Reaction Time
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洪炜、梁宝勇（1986）对147名被试 的视听反应时测定结果 年龄组
青年组
20～39岁 (n＝57人)
视反应时
平均数 标准差
听反应时
平均数 标准差
195.64 220.22 246.29
29.10 29.47 48.90
140.27 160.32 182.78
27.26 31.35 45.10
Reaction Time 17
测量反应时间的仪器（略）

自由落体直尺计时器 单摆微差计时器 时间描记器 机械钟表计时器 电子计时器 特殊摄影
–如：短跑、速滑等竞赛项目计时
Reaction Time
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二、影响反应时间的因素
刺激变量

刺激的不同类型 刺激的强度
– 一般而言，当刺激强度很弱时，反应时间就长， 而当刺激增至中等或较高强度时，反应时间便缩 短了。
一、反应时间的性质
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。 反应时间是指刺激施于有机体之后到明显反应开始 所需要的时间 。 反应时间包括以下几个时段：
– 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.
研究者们注意到，被试有时会以牺牲准
确率为代价去换取反应速度，有时则会 以牺牲反应速度为代价去换取反应准确 率，亦即被试能根据不同的实验要求或 在不同的实验条件下，建立一个反应速 度与反应准确率的标准来指导他的反应。 研究者对反应速度与反应准确性之间关 系的处理就是速度-准确性权衡。 内隐的认知决策
第三章 反应时间
Reaction Time
主要内容
反应时的性质
– 概念／简史／分类／实验要求／ – 速度－准确性权衡
反应时的测量工具（自学） 影响反应时的因素 反应时用于信息加工研究的方法
– – – 减数法 加因素法 开窗实验
本章实验：简单反应时／选择反应时测定
Reaction Time 2
30
中年组
40～59岁 (n＝42人)
老年组
60岁以上 (n＝48人)
Reaction Time
酒精、药物对反应时的影响 – 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。 – 当血液中的酒精达到0.5～0.7毫克时，驾驶员不 仅选择反应时间增长，而且错误反应也增加46 ％。 – 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。
Reaction Time 14
SAT范式
通过控制被试作出反应的时间长短作为
自变量，测定在各种时间条件下的反应 准确率。进而以反应时间为横坐标，以 反应准确率为纵坐标，可得到一条速度 与准确率权衡曲线。 Wickelgren et al.（1977）

速度与准确率分离技术（略）
– 请参考：朱滢《实验心理学》p.141-145）
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研究假设：两个任务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。
Reaction Time
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Reaction Time
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五种实验条件：
– 完全没有提示：即测验前2 秒钟后呈现空白信号， 持续2秒钟； – 提示正或反：即测验前2 秒钟呈现正或反的提示信 号，持续2秒钟； – 提示倾斜度：即测验前2 秒钟用箭头提示倾斜度 数，也是持续2秒钟； – 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，共有距测验100 毫秒、400 毫秒、700毫秒和 10O0 毫秒等四种情况； – 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，都持续2 秒钟。
15
Reaction Time
参数： 准 确 率 d’
I=0.55 R=3.3 A=4.6
I：截距 R：准确率随反应时间 变化而变化的速率 A：准确率的渐进值 d’=A[ 1-e -R(T-1) ], T>I
0.5
1
2
3
4
再认提取实验的SAT曲线（Wickelgren et al.,1977）
曲线说明：反应时间和准确率之间的权衡关系在 加工早期很显著，当接近或达到A值之后，随反 应时间延长，准确率变化很小。
Reaction Time 28

动机对反应时的影响
– 约翰逊（Johnson，1922）研究发现，主试者所设计 的一些附加动机能使听觉反应加快。实验设计了三种 条件： • 激励系列是将每次反应结果告诉被试者，因而被 试者得到一种略微的奖或罚的激励；(实验组1) • 惩罚系列是当被试者的反应慢于规定时间时，其 手指就受到一次电击，而反应达到这允许时限便 不受电击； (实验组2) • 常态系列是指没有附加动机的影响。这三种条件 是循环使用的，以免产生练习效应。(控制组) 三名有训练的被试虽然都一直在尽快地作出反应，但在 不同水平的奖惩动机影响下，反应还是有明显的变化： 常态条件下最慢；激励条件下次之；惩罚条件下最快。
Reaction Time 11
研究范例: 速度-准确性权衡与实验信度
问题解决中的功能固着现象
– 邓克（1945）：盒子问题 指标：20分钟内解决问题的被试比例 – 亚当森（Adamson,1952）： 盒子问题、螺丝
锥问题和回形针问题
指标1：20分钟内解决问题的被试比例 指标2：被试成功解决问题所花的时间
6

Reaction Time
Reaction Time
7
反应时间实验的要求

对被试反应的要求： 避免出现过早反应（“抢跑”）等错误的反应 “侦察实验” 选择反应数目需要与辨别的刺激数目相等 避免对被试反应可能造成干扰的环境因素 实验仪器要稳定可靠，精确灵敏

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三、反应时间的测定方法
减数法（subtractive method）
减数法是一种用减数方法将反应时间分解成各个 成分，然后来分析信息加工过程的方法。它是由 唐得斯首先提出的，故又称唐德斯减数法。 减数法的反应时实验的逻辑是：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过程所需的时间。
26 SKIP
表 不同光适应水平的反应时间 适应水平 （呎·烛） 反应时间 （毫秒） 200 154 150 146 100 144 50 140 0 131
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觉醒状态对反应时间的影响
(Welford, 1980; Broadbent, 1971; Freeman, 1933)
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12
Adamson’s (1952)
Reaction Time
13
速度与准确性权衡实验范式
既然在反应过程中存在认知判断的影
响，则可由此提出以下问题：降低反应 速度（即延长反应时间）能在多大程度 上提高反应准确性？提高反应速度（即 缩短反应时间）会在多大程度上降低反 应准确性？有没有极限？ 为了解释这些问题，研究者发展出了速 度与准确性权衡实验范式（SAT范式）。
采自赫葆源、张厚粲、陈舒永等， 1983
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刺激选择数目 反应时间 (毫秒) 刺激选择数目 反应时间 (毫秒)
1 187 6 532
2 316 7 570
3 364 8 603
4 343 9 619
5 487 10 622
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24
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