第四章_反应时间
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实验心理学2第4章第2节 反应时研究的基本问题
第四章 反应时第二节 反应时研究的基本问题自反应时进入心理学研究以来，对于反应时的研究在很长一段时期内主要集中于某些基本问题的解答，其中包括：反应时和所作反应种类数量的关系、反应时和反应准确性的关系，以及反应时的其他影响因素等。
一、简单反应时和选择反应时继人差方程和赫尔姆霍兹（1850）青蛙运动神经传导速度的测定之后，荷兰生理学家唐德斯第一次较为系统地研究了反应时。
他试图揭示反应时任务中的一些心理加工过程。
为此，他设计了两类反应时任务——简单反应时和选择反应时任务。
（一）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。
譬如说，短跑运动员在听到发令枪响后立即起跑，这一事件就可以作为一个简单反应时任务。
这种反应之所以称之为简单反应，是因为特定的刺激与特定的反应间的联系十分明确。
这种联系不是一种先天的条件反射，为了建立联系，被试必须进行反复的学习与训练。
在测定反应时的研究中，听觉反应时和视觉反应时的研究比较多。
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。
刚开始实验时，被试的反应也许会很慢，不过通过多次学习与训练之后，被试获得了信号与反应间的联系，反应时就会迅速减少。
如图4-4列出的是某一被试的实验结果。
可见，听觉简单反应时存在波动，任何一个时刻被试对听觉刺激的简单反应时都不会完全相同，因为它会受到各种因素的影响，比如刺激本身性质的变换和被试练习水平，图4-4中超过160毫秒的几次反应就是被试练习水平不够，所导致的反应时延长，有关反应时任务的影响因素，我们将在本节的最后一部分详细阐述。
从图4-4中还可以看出，出现次数最多的反应时大约为130毫秒左右，这便是被试最具代表性的、最为稳定的简单反应时值，也就是说，被试在正常情况下对可辨别听觉刺激最易出现的简单反应时。
第四章 反应时
（二）选择反应时 1．选择反应时的概念 选择反应时： （1）选择反应时：根据不同刺 激物， 激物，在多种反应方式中选择符 合要求的反应并执行的时间。 合要求的反应并执行的时间。 不同于简单反应时任务， 不同于简单反应时任务，被 试必须在反应之前先判断哪个按 钮是对当前刺激的正确反应。 钮是对当前刺激的正确反应。 (2)选择反应时包括了辨别和选 (2)选择反应时包括了辨别和选 择的时间。 择的时间
二、加因素法
• （一）加因素法的原理 • (1)加因素法的基本前提： 认为人的信 加因素法的基本前提： (1)加因素法的基本前提 息加工过程由一系列有先后顺序的加工 阶段组成。 阶段组成。 • (2)加因素法的反应时实验逻辑：认为 (2)加因素法的反应时实验逻辑： 加因素法的反应时实验逻辑 完成一个作业所需的时间是这一系列信 息加工阶段分别需要的时间总和，因此， 息加工阶段分别需要的时间总和，因此， 若两个因素有交互作用， 若两个因素有交互作用，则它们作用于 同一个加工阶段； 同一个加工阶段；若两个因素不存在交 互作用，即相互独立， 互作用，即相互独立，则它们作用于不觉简单反应时任务 （2）听觉简单反应时存在波动 生物墙” （3）“生物墙” ：被试反应 时存在一个无法跨越的时间界限， 时存在一个无法跨越的时间界限， 无论进行多少次的训练， 无论进行多少次的训练，这种时 间极限就像一堵无法逾越的“ 间极限就像一堵无法逾越的“生 物墙” 物墙”。 听觉简单反应时的“生物墙” 听觉简单反应时的“生物墙”大 100ms。 约为 100ms。
• （二）速度－准确性权衡与实验信度 速度－ • (1)反应时任务的速度－准确性权衡 反应时任务的速度－ (1)反应时任务的速度 的探讨有助于我们有效提高心理实验 的信度。 的信度。 • 如：亚当森对功能固着现象的研究 • (2)反应时实验必须考虑两个因变量： (2)反应时实验必须考虑两个因变量 反应时实验必须考虑两个因变量： 速度和准确性， 速度和准确性，单一考虑任何一种指 标都会极大损害实验信度。 标都会极大损害实验信度。当只选择 一个因变量指标时， 一个因变量指标时，应对为何不使用 另一个的原因有所交代。 另一个的原因有所交代。
简体版-反应时间
个刺激，一个反应，其反应时为简单反应时，又 称基线反应时； 第二类反应为B反应，有多个刺激，需进行多个反 应，其反应时包括简单反应时、辨别反应时和选 择反应时； 第三类反应为C反应，有多个刺激，只需做一种反 应，其反应时包括简单反应时和辨别反应时。基 于此，可得出如下算式：辨别反应时=C-A； 选择 反应时=B-C。
（keywords：视觉或听觉通道；语词刺激；自由联想 或控制联想）
1.言语（联想）反应时测试
①材料与呈现：实验前准备好词单，设计好语词呈现的 方法和顺序（要根据实验条件而定），可主试读（放录 音机）、光电速示仪、电脑显示器或耳机呈现。
②被试的反应操作与计时：按要求完成联想反应，记录 反应时间
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。
3.对减数法的评价
认知心理学常用减数法反应时实验提供的 数据来推论其背后的信息加工过程
弱点：要求试验者对实验任务引起的刺激 与反应之间一系列心理过程要有比较精确 的预测，并且要求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。 这在一定程度上限制了减数法实验的使用。
减数法（subtractive method） 加因素法（additive factors method） 开窗实验（open window experiment）
（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。
唐德斯反应时（Donders ABC of reaction time)
（keywords：视觉或听觉通道；语词刺激；自由联想 或控制联想）
1.言语（联想）反应时测试
①材料与呈现：实验前准备好词单，设计好语词呈现的 方法和顺序（要根据实验条件而定），可主试读（放录 音机）、光电速示仪、电脑显示器或耳机呈现。
②被试的反应操作与计时：按要求完成联想反应，记录 反应时间
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。
3.对减数法的评价
认知心理学常用减数法反应时实验提供的 数据来推论其背后的信息加工过程
弱点：要求试验者对实验任务引起的刺激 与反应之间一系列心理过程要有比较精确 的预测，并且要求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。 这在一定程度上限制了减数法实验的使用。
减数法（subtractive method） 加因素法（additive factors method） 开窗实验（open window experiment）
（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。
唐德斯反应时（Donders ABC of reaction time)
第四章 反应时间
2017/3/16
第八章
7
心理学之父冯特（1832－1920）
意识到唐德斯指出了实验心理学的一条重要途径， 即心理活动的时间测定工作，随后带领自己的学生 对简单反应时和选择反应时进行了一系列的测量。 在冯特早期的学生中，卡特尔（Cattell）和屈尔 佩（Kulpe）对反应时有重要贡献。
反应时间的过程分析
反射弧：由感受器、 传入神经、神经中 枢、传出神经和效 应器构成。
反应时间包含3个时段：
1、刺激使感受器兴奋，其冲动传递到神经中枢的 时间； 2、神经中枢对信息加工处理的时间； 3、神经冲动从中枢传递到效应器，效应器接受冲 动后开始效应活动的时间。 其中大脑加工所消耗的时间最多。
（1）证明表象的心理旋转实验
美国心理学家巴格斯基认为，人们是 将视觉和言语材料转化为表象储存在记忆 中，表象是信息编码的最基本形式。人们 可以对表象进行操作，而这种操作类似于 对具体物体的操作。
２０世纪７０年代初，库珀(Cooper) 和谢帕德(Shepard,1973)用表象的心理旋转 实验支持了这一表象理论。 心理旋转(mental rotation)指单凭心理 运作（不靠实际操作）将所知觉对象予以旋 转，从而获得正确知觉经验的心理历程。
Posner的实验结果
550 反 应 500 时 间 （ 450 毫 秒 400 ） 350 0 0.5 1 1.5 2 时间间隔（秒） 图:反应时是字母间隔时间的函数
形不同音同 A a 形同音同 A A
实验结果
同时呈现: RTAA小于RTAa。 继时呈现: 随两个字母的间隔时间增加, A A 形同音同的字母对反应时急剧增加； A a 音同形不同字母对反应时没有变化。 两个字母呈现的间隔时间为2秒时,其差别 很小。
第八章
7
心理学之父冯特（1832－1920）
意识到唐德斯指出了实验心理学的一条重要途径， 即心理活动的时间测定工作，随后带领自己的学生 对简单反应时和选择反应时进行了一系列的测量。 在冯特早期的学生中，卡特尔（Cattell）和屈尔 佩（Kulpe）对反应时有重要贡献。
反应时间的过程分析
反射弧：由感受器、 传入神经、神经中 枢、传出神经和效 应器构成。
反应时间包含3个时段：
1、刺激使感受器兴奋，其冲动传递到神经中枢的 时间； 2、神经中枢对信息加工处理的时间； 3、神经冲动从中枢传递到效应器，效应器接受冲 动后开始效应活动的时间。 其中大脑加工所消耗的时间最多。
（1）证明表象的心理旋转实验
美国心理学家巴格斯基认为，人们是 将视觉和言语材料转化为表象储存在记忆 中，表象是信息编码的最基本形式。人们 可以对表象进行操作，而这种操作类似于 对具体物体的操作。
２０世纪７０年代初，库珀(Cooper) 和谢帕德(Shepard,1973)用表象的心理旋转 实验支持了这一表象理论。 心理旋转(mental rotation)指单凭心理 运作（不靠实际操作）将所知觉对象予以旋 转，从而获得正确知觉经验的心理历程。
Posner的实验结果
550 反 应 500 时 间 （ 450 毫 秒 400 ） 350 0 0.5 1 1.5 2 时间间隔（秒） 图:反应时是字母间隔时间的函数
形不同音同 A a 形同音同 A A
实验结果
同时呈现: RTAA小于RTAa。 继时呈现: 随两个字母的间隔时间增加, A A 形同音同的字母对反应时急剧增加； A a 音同形不同字母对反应时没有变化。 两个字母呈现的间隔时间为2秒时,其差别 很小。
实验心理学第四章——反应时
• 选择反应时随着不同刺激个数增加而增加 • RT = lg N （Merkel，1885）
• RT = lg N是否适用于不同通道？
• 波佩尔通过耳机向被试的右耳呈 15%
现声刺激，并在被试的左视野呈
现光刺激，被试使用右手当见到
光时按一个反应键，听到声时则
按另一个反应键。
10%
• 结到果0.0：4秒多。峰分布，其间距约为0.03
• 反应时包含以下几个时段：
• 外部刺激引起感受器兴奋，其冲动传递到感觉 神经元的时间；
• 神经冲动经感觉神经传至中枢，向效应器官发 出运动信号的时间；
• 效应器官接受冲动后开始效应活动的时间。
反应时的研究历史
• 起源
• 人差方程（贝塞尔，1823）
• 反映了不同个体对同一刺激做出的反应，存在快慢的 区别，即个体差异
• 波佩尔推测脑的周期性震荡，即 由特殊的神经细胞网络产生的电 5% 震荡。
• 只有震荡电流达到某一点后，已
辨别的刺激才能引起某一特定的
反应；但若即使辨别成功了，而 0 震荡电流还未达到这点，那么则
200
300
400
仍必须等待下一轮震荡周期的开
始。
速度－准确性权衡
• 反应时实验的两个基本因变量：
• 速度＋准确性
• 两者之间一般存在相互消长的权衡关系
• 忽略其中的任何一个指标都可能导致实验结论 可靠性降低
• 例证：刺激呈现概率对反应时影响（Theios， 1975；Knight & Kantowitz，1974）
反应时和错误率是刺激呈现 概率的函数（Theios，1975）
360
秒 ）
反 应
350 340
• 神经传导速度的测定（赫尔姆霍茨，1850）
• RT = lg N是否适用于不同通道？
• 波佩尔通过耳机向被试的右耳呈 15%
现声刺激，并在被试的左视野呈
现光刺激，被试使用右手当见到
光时按一个反应键，听到声时则
按另一个反应键。
10%
• 结到果0.0：4秒多。峰分布，其间距约为0.03
• 反应时包含以下几个时段：
• 外部刺激引起感受器兴奋，其冲动传递到感觉 神经元的时间；
• 神经冲动经感觉神经传至中枢，向效应器官发 出运动信号的时间；
• 效应器官接受冲动后开始效应活动的时间。
反应时的研究历史
• 起源
• 人差方程（贝塞尔，1823）
• 反映了不同个体对同一刺激做出的反应，存在快慢的 区别，即个体差异
• 波佩尔推测脑的周期性震荡，即 由特殊的神经细胞网络产生的电 5% 震荡。
• 只有震荡电流达到某一点后，已
辨别的刺激才能引起某一特定的
反应；但若即使辨别成功了，而 0 震荡电流还未达到这点，那么则
200
300
400
仍必须等待下一轮震荡周期的开
始。
速度－准确性权衡
• 反应时实验的两个基本因变量：
• 速度＋准确性
• 两者之间一般存在相互消长的权衡关系
• 忽略其中的任何一个指标都可能导致实验结论 可靠性降低
• 例证：刺激呈现概率对反应时影响（Theios， 1975；Knight & Kantowitz，1974）
反应时和错误率是刺激呈现 概率的函数（Theios，1975）
360
秒 ）
反 应
350 340
• 神经传导速度的测定（赫尔姆霍茨，1850）
第四章 反应时间解读
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
四、反应时间的速度与准确性的权衡（2）
Theios（1975）的实 验中，被试所要完成 的任务相当简单，只 需说出呈现在屏幕上 的某个数字。
自变量是数字出现的 概率，变化范围在0.2 到0.8之间。
Theios认为，刺激出 现的概率对反应时没 有影响。
反 360
应 时
350
（ 毫 340
第二阶段是将图画转换为命题，并带有前面句子中所用的介词，即“之 上”或“之下”。
第三阶段是将句子和图画两者的命题表征进行比较。若两个表征的第一 个名词相同，则比较所用的时间就会少于不同的（参数c）；若两个命题 都不含有否定，则比较所用的时间将少会少于任一命题含有否定时的时 间（参数d）。
第四阶段是作出反应，其所用时间被认为是恒定的（参数t）。 这样，在此实验中测得的各种反应时，其中包含的参数不同，就可使用
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”。
（2）Posner的实验——结果
£¨
550
· ´ Ó¦ 500 ʱ ¼ä 450
ºÁ Ãë 400
Ãü Ãû Æ¥ Åä × Ö ÐÎ ºÍ Ãü Ãû ¶¼ Æ¥ Åä
£©
350
0
0.5
Clark和Chase（1972）曾设计过一个句子-图画匹 配实验，运用反应时相减法来揭示某些作业的操作 要经过几个阶段。
第四章--逐步聚合反应1
(Xn )2
2c
2 0
kt
1
7—16
式7—16表白，自催化缩聚反应旳聚合度随聚合时间变化较缓慢。
试验表白，当P＜0.8时，式7—16不符合。这可能与聚合早期酸性逐渐降低 有关。当P＞0.8后来，式7—16符合得很好。这时才是真正大分子形成旳过程。
24
第四章 逐步聚合反应
2）外加酸催化缩聚 自催化缩聚反应旳酯化速率太低。实用中往往采用外加
间时旳浓度为c，则形成旳酯旳浓度为1－c，体系中残留旳 小分子旳浓度为nw。
t=0 t=t
k1 COOH + OH
k1
1
1
c
c
OCO 0
1c
+ H2O 0 nw
27
第四章 逐步聚合反应
聚合总速率方程为：
dc dt
= k1c2
k-1(1 c)nw
7—21
由平衡常数K = k1/k-1和式7—1，可将式7—21变为：
d[COOH] k[COOH][OH][H ] dt
7—11
反应体系中旳氢离子能够来自于单体羧酸本身，也可外
加。这两种情况旳动力学过程不同。
1）自催化缩聚
当二元酸和二元醇中两种基团数量相同，又无外加酸，
则氢离子来自于二元酸本身。所以氢离子浓度等于羧基数
量，也等于羟基数量。式7—5可写成：
22
第四章 逐步聚合反应
9
第四章 逐步聚合反应
单官能度旳丁醇和二官能度旳邻苯二甲酸酐进行酯与三官能度旳甘油进行酯化反应，产物 为低分子旳三醋酸甘油酯，副产物为水。
只要反应体系中有一种原料是单官能度 物质，不论其他原料旳官能度为多少，都只 能得到低分子产物。
实验心理学课件_第四章_反应时
❖ 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
3.练习次数
❖ 在心理实验中，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。
❖ 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。
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，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。
表3-6 不同感觉道的反应时间（被试为有训练的成人）
☺然而，反应时实验中除了反应速度之外还有反应准 确率问题。
☺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。这就是反应速度 与准确率的权衡。
离出简单反应时、辨别反应时和选择反应时； ❖ 1879年及以后，冯特及其学生对反应时间进行了系列研究。其中，
Cattell揭示了选择反应时长于简单反应时的原因——在反应的准备上不 同；
第一节 反应时的研究历史
☺第一阶段（1850~1969） ——唐德斯反应时ABC时间或减数法时期 ♫ 赫尔姆霍兹（德，1950年）测定蛙的运动神经传
Hale Waihona Puke 2.因刺激的强度不同而异对不同强度的1000赫兹纯音的反应时间
《反应时间级》PPT课件
（包含简单反应时间和辨别反应时间）
精选PPT
13
A反应时 C反应时
C−A
B反应时 C反应时
B−C
基线时间(baseline time)（简单反应时间）
辨别反应时间(indentification time)
选择反应时间(selection time)
Ｃ反应=辨别时间+同类基线时间
同类——刺激信精选号PPT上相同
精选PPT
34
开窗实验——字母转换实验
方法：
给被试呈现1～4个英文字母并在字母后面标上 一个数字，如“F+3”、“KENC＋4”等，当呈现 “F＋3”时，要求被试说出英文字母表中F后面第三 个位置的字母即“I”。换句话说，“F＋3”即将F转 换为I，而“KENC＋4”的正确回答是“OIRG”，但 这四个转换结果要一起说出来。
❖ 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”。 ❖ 自变量：材料——AA，Aa
11
❖ 作业1：A反应（RT1）
灯光刺激——右手按键
❖ 作业2：C反应（RT2）
红——右手按键 绿——不作反应
❖ 作业3：D反应 （RT3）
红——右手按键 绿——左手按键
作业2与作业1区别仅仅在于作业2需要将红绿两个 色光刺激区分开来，所以这两种反应只差就是辨别过程 所需要的时间。
RT2-RT1=辨别过程时间
❖ 方法： 先给被试看1—6个数字（识记项目），
精选PPT
13
A反应时 C反应时
C−A
B反应时 C反应时
B−C
基线时间(baseline time)（简单反应时间）
辨别反应时间(indentification time)
选择反应时间(selection time)
Ｃ反应=辨别时间+同类基线时间
同类——刺激信精选号PPT上相同
精选PPT
34
开窗实验——字母转换实验
方法：
给被试呈现1～4个英文字母并在字母后面标上 一个数字，如“F+3”、“KENC＋4”等，当呈现 “F＋3”时，要求被试说出英文字母表中F后面第三 个位置的字母即“I”。换句话说，“F＋3”即将F转 换为I，而“KENC＋4”的正确回答是“OIRG”，但 这四个转换结果要一起说出来。
❖ 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”。 ❖ 自变量：材料——AA，Aa
11
❖ 作业1：A反应（RT1）
灯光刺激——右手按键
❖ 作业2：C反应（RT2）
红——右手按键 绿——不作反应
❖ 作业3：D反应 （RT3）
红——右手按键 绿——左手按键
作业2与作业1区别仅仅在于作业2需要将红绿两个 色光刺激区分开来，所以这两种反应只差就是辨别过程 所需要的时间。
RT2-RT1=辨别过程时间
❖ 方法： 先给被试看1—6个数字（识记项目），
实验心理学知识点(复习用)
第一章实验心理学概论1、什么是实验心理学？实验心理学是用实验的方法研究心理现象和行为规律的科学；是探讨心理实验的理论方法、技术操作的学问。
2、实验心理学正式建立的标志是什么？实验心理学的正式建立，是以冯特1879年在莱比锡所建立的第一个心理实验室为标志。
第二章传统心理物理学1、什么是心理物理法？心理物理法是研究心理量与物理量之间的对应关系的方法。
即运用数学方法和测量技术，研究心理现象与物理现象之间的数量关系。
2、心理物理学诞生的标志是什么？1860年，费希纳发表的《心理物理学纲要》一书，作为标志着心理物理学诞生的标志。
3、什么是最小变化法？最小变化法（程序上）的刺激由递减和递增的两个系列组成，每次刺激后让被试报告他是否有感觉。
刺激的增减应尽可能地小，（目的）是系统地探求被试由一类反应到另一类反应的转折点，即在多强刺激时，由有感觉变为无感觉，或由无感觉变为有感觉4、用最小变化法来测量绝对阈限的方法要点哪些？第一，采用最小变化法测绝对阈限时，刺激系列应按渐增（记为↑）和渐减（记为↓）系列交替的方式呈现。
第二，为了保证测量阈限的准确性，一般需要选择15—20个随机的起点.第三，一般由主试操纵自变量，被试根据主试操纵自变量变化的情况口头报告是否感知到刺激的存在。
出现转折点后该系列实验结束。
第四，每次起点应有所不同第五，最后计算出所有转折点的数值的平均数就是测量的绝对阈限。
5、用最小变化法来测量差别阈限时，计算被试差别阈限的操作步骤有哪些？第一，分别求出阈上限和阈下限（T+、T-）平均上限T+=(64.5+66.5+64.5+63.5+65.5+65.5）÷6=65平均下限T-= (69.5+60.5+62.5+60.5+69.5+60.5) ÷6=60.5第二、求绝对差别阈限（DL）上差别阈65-64=1 下差别阈64-60.5=3.5 (1+3.5)÷2=2.25 第三、求相对差别阈限绝对差别阈限和标准刺激的比例叫做相对差别阈限，绝对差别阈限÷标准刺激即：2．25÷64=0.035也就是视觉长度的韦伯比例6、什么是平均差误法？这个方法的实验程序是，实验者规定以某一刺激为标准刺激，然后要求被试调节另一比较刺激，使后者在感觉上与标准刺激相等。
5-反应时-实验心理学解析
赫尔姆霍兹（Helmholtz，1821—1894）ห้องสมุดไป่ตู้
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 献。他的主要著作有 《生理光学纲要》等。
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1850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 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 率约为26米/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50－100米/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 研究的先河。
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 是要通过间接的比较才能得到，并且相应的 加工阶段也要通过严密的推理才能被发现。
因此，Hamilton等（1977）、Hockey等（1981） 发展了一种新的实验技术——“开窗”实验。
Meyer等（1988）速度-准确率分解技术 （speed-accuracy decomposition, SAD） 。
➢ 例如，运用反应时间相减法，安排两种作业A和B ，其中A包含B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差 就是那个特定的心理过程所需要的时间。
（二）第二阶段（1969——）
1969年，Sternberg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 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。
反应的潜伏期包含五个阶段的时间
➢ 1．感觉器官接受刺激，产生神经冲动；
➢ 2．神经冲动经外周感觉神经元传入大脑神经中 枢系统；
化学反应工程-第四章停留时间分布与流动模型
第四章 停留时间分布与流动模型
4.1.1 停留时间分布的定量描述
停留时间：反应物料从反应器入口到出口所经历的时间
借用人口统计学（Population）两个统计参数 a) 社会人口的年 龄分布和 b) 死亡年龄分布，在反应工程中：
• 寿命分布: 对离开系统的流体微元而言，指的是流体 微元从进入系统起到离开系统止，流体微元在系统内经历 的时间;
—— 脉冲示踪法
解:(1)数据的一致性检验
0 cA(t)dtcAtt cA100
0
0
m 80 100 V 0.8
0
cA(t)dtm V100
第四章 停留时间分布与流动模型
4.1.3 停留时间分布的实验测定
—— 脉冲示踪法
(2)E(t)的计算
由E(t)的计算式：E(t) cA(t) cA(t) m 100
4. 1. 2 停留时间分布的函数表达式
物料在反应器内的停留时间是一个随机过程，对随 机过程通常用概率进行描述，有两种表示形式： 对出口流体而言： F(t)——停留时间分布函数，也称概率函数 E(t)——停留时间分布密度函数，也称概率密度函数 对反应器内的流体而言： y(t) ——年龄分布函数 I(t)——年龄分布密度函数
m
m V0c(t)dt
0
V0＝const, 则： mV0 c(t)d，t 得：
0
第四章 停留时间分布与流动模型
4.1.3 停留时间分布的实验测定
—— 脉冲示踪法
E(t) c(t)
c(t)dt 0
—由脉冲法直接测得的是停留时间分布密度函数E(t)
第四章4停.留1时.间3分布停与流留动模型时间分布的实验测定
0
0t t2E(t)dt
人机工程学 第四章信息处理与反应时(终)
一、感觉器官的信息接收能力
2、绝对感觉阈限 人的感官除了要求“适宜刺激”信号的载体外， 人的感官除了要求“适宜刺激”信号的载体外，感官 对信息载体的能量要求也有一定的限度。 对信息载体的能量要求也有一定的限度。 感官对信号刺激能量范围要求称为该感官的绝对感觉 阈限。 阈限。
3.2
信息处理
第三章 人的信息处理系统
4.2
信息处理
第四章 人的信息处理系统
当信息时间短触信息又错综复杂时， 当信息时间短触信息又错综复杂时，就不能很好地 处理，将出现以下各种情况： 处理，将出现以下各种情况： ①漏掉了未处理的信息。 漏掉了未处理的信息。 ②作了错误的处理。 作了错误的处理。 ③处理延迟。 处理延迟。 ④信息内容处理不全。 信息内容处理不全。 ⑤信息处理的质量降低。 信息处理的质量降低。 ⑥使用了规定以外的处理方法。 使用了规定以外的处理方法。
第四章 信息处理与反应时
神经系统与人的信息处理系统 影响信息处理的因素 人的信息输出
第四章 人的信息处理系统
4.1
Function)
神经系统与人的信息处理系统
一、神经系统的组成及其功能(Composition of Nevous System and
（人机系统中）人的操作活动，是通过神经系统的调节作用， 人机系统中）人的操作活动，是通过神经系统的调节作用， 使人体对外界环境的变化产生相应的反应。 使人体对外界环境的变化产生相应的反应。 人的神经系统的组成
单独200——300ms
4.2
信息处理
第四章 人的信息处理系统
（1）大脑皮质对连续接受的各种信息不可能全部确切 ） 地给以处理，其能力具有一定的限度。 地给以处理，其能力具有一定的限度。 把从感觉器官得到的信息，在大脑皮质进行判断， 把从感觉器官得到的信息，在大脑皮质进行判断， 决定采取什么样的行动时，人不可能同时处理两种以 决定采取什么样的行动时， 上的信息。 上的信息。 （2）在处理各种信息过程中，当时间十分充裕时， ）在处理各种信息过程中，当时间十分充裕时， 人们可以正确地进行处理； 人们可以正确地进行处理；
化工反应工程答案 第四章要点
4 管式反应器4.1在常压及800℃等温下在活塞流反应器中进行下列气相均相反应： 6532664+→+C H CH H C H CH在反应条件下该反应的速率方程为：0.51.5,/.=T H r C C mol l s式中C T 及C H 分别为甲苯及氢的浓度，mol/l ，原料处理量为2kmol/h ，其中甲苯与氢的摩尔比等于1。
若反应器的直径为50mm ，试计算甲苯最终转化率为95%时的反应器长度。
解：根据题意可知甲苯加氢反应为恒容过程，原料甲苯与氢的摩尔比等于1，即：00=T H C C ，则有：0(1)==-T H T T C C C X示中下标T 和H 分别代表甲苯与氢，其中：53300330000.5 1.01310 5.6810/8.3141010732/21/0.27810/--⨯⨯===⨯⨯⨯====⨯T T T T p C kmol mRT F Q C kmol h kmol s所以，所需反应器体积为：00000.5 1.50 2.50.95333 1.5 1.501.5 1.5(10.95)10.278100.4329 3.0061.5(5.6810)(1) 1.51---==--=⨯=⨯=⨯--⎰⎰⎰TT X X T Tr T T T H T T T dX dX V Q C Q C C C C dX mX 所以，反应器的长度为：23.0061531.10.05 3.14/4=⨯m4.2根据习题3.2所规定的条件和给定数据，改用活塞流反应器生产乙二醇，试计算所需的反应体积，并与间歇釜式反应器进行比较。
解：题给条件说明该反应为液相反应，可视为恒容过程，在习题 3.2中已算出：0275.8/=Q l h 0 1.231/=A C mo l l 所以，所需反应器体积：00000000(1)()275.80.95818.61 5.2 1.23110.95=--===-⨯-⎰AX Ar A A A B A A A A A dX V Q C kC X C C X Q X l kC X由计算结果可知，活塞流反应器的反应体积小，间歇釜式反应器的反应体积大，这是由于间歇式反应器有辅助时间造成的。
第四章 反应时
•
•
那么怎么证明心理旋转是否存在呢？
70年代初，库柏（Cooper）和谢波德（1973） 用减数法反应时实验证明了心理旋转的存在。
•
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。 • 进一步推论：如果发现以上任务的反应 时确有差异，而且这种差异和两任务间角 度差呈现正比关系，就可相互制约的，那么这 两个因素只作用于同一个信息加工阶段；如果两 个因素效应分别独立，即可以相加，那么这两个 因素各自作用于不同的加工阶段。 也就是说，相加因素法假设：如果两个因素有 交互作用，则它们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，则作用 于不同的加工阶段。
• 在反应时中包含着感觉器官、大脑加工、 神经传入传出所需要的时间以及肌肉效应 器反应所需要的时间，其中大脑加工所耗 费的时间最多。
• 反应时是一种反应变量，它可以作为内部 心理过程复杂程度的指标，内部心理过程 越复杂，反应时间就越长；也可以作为动 机的引起、联想的强弱、辨别的快慢以及 学习、动作反应等的指标。 • 几乎所有的心理学的实验研究都会将反应 时作为一个重要的指标，反应时研究在心 理学研究中占有重要地位，尤其是在认知 心理学中。
• Donders首先测定三种不同的反应时间。 • A反应时间：一个反应仅对应一个刺激，当 一个刺激呈现时，就立即对其作出反应， 这种反应时间也称为简单反应时间。 • B反应时间：多个反应，各自对应于事先所 规定的那个刺激进行反应，此时测得的反 应时间，其中包含简单反应时间、辨别刺 激的时间和选择反应的时间。
• （2）如何解释二者反应时差逐渐减少的现象？
•
AA对同时呈现的反应时小于继时呈现的 反应时，继时呈现的反应时与Aa对趋同，而 Aa对的反应时受同时或继时呈现的影响很小。 这说明，随着时间的延长，AA对的加工过程 与Aa对趋于一致。
第四章 反应时间
德斯反应时ABC（Donders ABC of
2020/5/9 reaction time）第或八唐章德斯三成分说。
7
心理学之父冯特（1832－1920）
❖意识到唐德斯指出了实验心理学的一条重要途径， 即心理活动的时间测定工作，随后带领自己的学生 对简单反应时和选择反应时进行了一系列的测量。
❖在冯特早期的学生中，卡特尔（Cattell）和屈尔佩 （Kulpe）对反应时有重要贡献。
IAT）。
2020/5/9
第八章
9
第二节 反应时间的测定方法
减法反应时 (subtractive methode) 加法反应时(additive factor methode)
开窗实验(open window experiment)
一、减法反应时
F.C.Donders(1818-1889)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，发明了分离反 应时间的实验方法，即反应时间的 相减法。
B - A = 1.233（秒）
生理学家赫尔姆霍兹（Helmholtz，1821－ 1894）
❖1850年历史上第一个反应时的实验，成功 测定了蛙的运动神经传导速度（约为 26m/s）
❖其后，对人的神经传导速度进行了测定。
荷兰生理学家唐德斯（Donders，1818－ 1889）
❖1868年发明了分离反应时间的试验——唐
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第八章
8
❖ 1969年，斯滕伯格（Sternberg）的相加因素法。 ❖ 汉米尔顿(Hamilton，1977)和霍克基（Hockey，
1981）等发展了一种新的实验技术——开窗实验。 ❖序列反应时（serial reaction time，SRT）。 ❖内隐联想测验（implicit association test，
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2、刺激的强度
（1）一般情况是，当刺激的强度很弱时，反应时间较长， 当刺激增至中等或较高强度时，反应时间逐渐缩短。 （2）当刺激的物理强度和刺激时间保持不变，增加刺激的 面积，由于感受器神经兴奋的空间积累作用，会增加刺激 的心理强度。 （3）当刺激的物理强度和刺激面积保持不变，增加刺激作 用于感官的时间，由于感受器神经兴奋的时间积累作用， 也会增加刺激的心理强度。 （4）多个刺激作用于不同的感官，会使不同感官的神经兴 奋产生积累作用，因此复合刺激比单一刺激的反应时间短 。
四、反应时间的速度与准确性的权衡（2）
• Theios（1975）对刺激呈现的概率和反应时的关 系进行了研究。实验中，呈现的是视觉刺激，每 次出现一个数字，被试的任务相当简单，只需对 某一特定的数字（例如4）作出反应，而对其他数 字则不作反应。实验的自变量是数字出现的概率 （相对频数），概率的变化范围是0．2 ～0．8。 换句话说，特定的数字在一系列刺激呈现中出现 的概率是20%～80%。
• 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。
一、反应时的概述
• 输在起跑线，输在反应？
一、反应时的概述
• 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。
一、反应时的概述
• 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
第四章 反应时间
• 反应时间的研究简史 • 反应时间的概念 • 反应时间的测定方法
– 减法反应时 – 加法反应时 – 开窗实验
• • • •
反应时间的速度与准确性的权衡 反应时间作为因变量的优越性 影响反应时间的因素 测量反应时间的注意事项
1、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。
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。
• 要求被试尽快判定，该句子是否真实地说明了图画并作出 + 是或否的反应。记录反应时间。
（3）Clark & Chase的句子-图画匹配实（1）
• Clark等人设想，当句子出现在图画之前时，这种句子和图画匹配作业 的完成要经过几个加工阶段，并提出度量这些加工持续时间的参数。 • 第一阶段是将句子转换为其深层结构，即以命题来表征句子，而且对 “之下”的加工时间比对“之上”的加工时间要多（参数a），对否 定句的加工需时多于对肯定句子的加工（参数b）。 • 第二阶段是将图画转换为命题，并带有前面句子中所用的介词，即 “之上”或“之下”。 • 第三阶段是将句子和图画两者的命题表征进行比较。若两个表征的第 一个名词相同，则比较所用的时间就会少于不同的（参数c）；若两 个命题都不含有否定，则比较所用的时间将少会少于任一命题含有否 定时的时间（参数d）。 • 第四阶段是作出反应，其所用时间被认为是恒定的（参数t）。 • 这样，在此实验中测得的各种反应时，其中包含的参数不同，就可使 用减法反应时方法，求得各种参数的时间。
3、刺激的复杂程度 刺激的复杂程度涉及两个方面：一是可供选择的刺 激数目，二是刺激之间的相似程度。
可供选择的刺激数目越多，刺激之间越相似，刺激 就越复杂，相应的选择反应时、辨别反应时就越 长。
4、刺激呈现的方式 刺激呈现的方式指刺激呈现的距离、方位、角度等 ，呈现的方式不同，反应的难度就不同，反应时 间也会不同。
二、反应时间的研究简史
• 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。
三、反应时间的测定方法
（1）反应时ABC（1）
• Donders首先测定3种不同的反应时间：
– A-反应时间：S1→R1
– B-反应时间：S1→R1 S2→R2 – C-反应时间：S1→R1 S2
（1）反应时ABC（2）
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
（1）反应时ABC（3）
四、反应时间的速度与准确性的权衡（1）
• 然而，反应时实验中除了反应速度之外还有反应 准确率问题。 • 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。这就 是反应速度与准确率的权衡（speed-accuracy tradeoff, SAT ）。
2、加法反应时（1）
• 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
2、加法反应时（2）
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
（2）Posner的实验——结果
550 反 应 500 时 间 （ 450 毫 秒 400 ） 350 0 0.5 1 1.5 2 时间间隔（秒） 图1 反应时是字母间隔时间的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数()
命名匹配 字形和命名都匹配
（2）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。
图 4 反应时和错误率是刺激呈现概率的函数
四、反应时间的速度与准确性的权衡（2）
• 然而，如果把错误率考虑在内，我们就必须对这一实验作 出另一种解释。 • 如果实验要求被试在各种刺激呈现概率条件下，保持高正 确率，那么反应时又会怎样变化呢？根据速度—准确性权 衡，为减小低呈现频率条件下的错误率，必须增加反应时 。帕奇勒（Pachella，1974）在实验中发现，在刺激呈现 概率为0．2的条件下，要降低2%的错误率，反应时必须增 加100毫秒。因此，一旦将错误率考虑进去，刺激呈现概 率不影响反应时的结论必将受到质疑。
四、反应时间的速度与准确性的权衡（2）
• 自变量是数字出现的 概率，变化范围在0.2 到0.8之间。 • Theios认为，刺激出 现的概率对反应时没 有影响,特别是在不考 虑错误率的情况下。 • 简单反应时总是趋于 一个稳定值。
360 反 应 350 时 （ 毫 340 秒 330 ） 错 误 百 分 数 6 5 4 3 2 1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 刺激呈现概率 错误率 反应时
2、加法反应时（1）
• 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
• 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。
（2）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”。
五、反应时间作为因变量的优越性（1）
• 有人研究过反应时间和判断次数以及判断 信息之间的关系。 • 其研究方法大致如下：
50mm
40mm~60mm
完全肯定左 边一段长
完全没 有信心
完全肯定右 边一段长
五、反应时间作为因变量的优越性（2）
%L CM 100 +100
%L CM
TM秒 6 5 4
50
（3）Clark & Chase的句子-图画匹配实（1）
• Clark和Chase（1972）曾设计过一个句子-图画匹配实验， 运用反应时相减法来揭示某些作业的操作要经过几个阶段。 • 在实验中，向被试视觉呈现两种材料，一种是句子，如 “星形在十字之上”；一种是一幅图画，如“*”，实验 中所用的主语有“星形”和“+字”，介词有“之上”和 “之下”，句子的陈述有肯定和否定两类。
识记项目 的编码
探针刺激 的编码
顺序 比较 反应时间
决策