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 (4.3)活性污泥反应动力学
图中的生化反应可以用下式表示：
S yX zP
及
dX dS y dt dt
即
dS 1 dX dt y dt
式中：反应系数 y 又称产率系数，mg（生物量）/mg（降解的 dS 底物）。 该式反映了底物减少速率和细胞增长速率之间的关系，是废水生物处理 中研究生化反应过程的一个重要规律。
（4-29）
V
1 ds X dt
∵
r V max r Vmax Vmax max r
V
V：比降解速率
∴
1 maxS max S S Vmax r r KS S r KS S KS S
（4-30）
∴
有机底物降解速度
XS e ds Vmax dt K S Se
（4-41）
（4-42）
将（ 4 42） 代入（ 4 40） 式后：
并在等式两边同时除以X得出：
Vmax
XSe Q( S 0 S e ) K S Se V
Vmax
Se Q(S 0 S e ) (S 0 S e ) K S Se XV Xt
的变化
∴动力学是研究讨论下列函数关系：
S V Vmax KS S ds f s, x XS dt ds V max dt KS S
S max KS S dx g(S, X) XS dt dx max dt KS S
S0 Se K 2Se Xt S0 Se K 2Se Xt Se (1 K 2 Xt )
有机物地残留率
去除率
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。
第四章_反应时间
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。
《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），
实验心理学课件 第四章 反应时
Posner的实验 Posner的实验——结论 的实验 结论 应用减法反应时间的方法, 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, 时记忆的信息加工,可有视觉和听觉编码 两个连续阶段. 两个连续阶段.
不足: 不足:
实际研究中,研究者往往并不太清楚任务中所包含 实际研究中,
的认知过程. 的认知过程.
提取过程中具有 独立作用的四个 因素: 因素:
1,测试项目 的质量
2,识记项 目的数量
3第一节 反应时的研究历史
第一阶段(1850~1969) 第一阶段( ) ——唐德斯反应时 唐德斯反应时ABC时间或减数法时期 唐德斯反应时 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 导 赫尔姆霍兹( 年 速度.——历史上第一个反应时实验. 速度. 历史上第一个反应时实验. 历史上第一个反应时实验 唐德斯(荷兰)运用反应时测定心理活动所用的 时 唐德斯(荷兰) 间.——反应时正是引入心理学领域的实验 反应时正是引入心理学领域的实验 冯特(德)及其学生们 冯特( 及其学生们——测定简单反应时 测定简单反应时 第二阶段( 第二阶段(1969~) ) 斯滕伯格加法加因素法
(二)加因素法的应用
短时记忆的信息提取
Sternberg在进行一系列的实验研究的基础 上,确定 在进行一系列的实验研究的基础 了对短时记忆信息提取过程有独立作用的四个因素: 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) 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) 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) 反应的类型(肯定的或否定的) 反应类型的相对频率
二,速度—准确性权衡 速度 准确性权衡
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；
《测试反应快慢》李巍完整版课件
《测试反应快慢》李巍完整版课件一、教学内容本节课选自《初中科学探究》教材第四章第三节“测试反应快慢”。
详细内容包括：反应时间的定义与测量方法，影响反应速度的因素，反应速度在日常生活中的应用。
二、教学目标1. 理解反应时间的概念，掌握测量反应速度的方法。
2. 了解影响反应速度的因素，能够分析实际生活中的反应速度问题。
3. 培养学生的观察能力、实验操作能力和合作精神。
三、教学难点与重点教学难点：反应速度的测量方法及数据分析。
教学重点：反应时间的概念，影响反应速度的因素。
四、教具与学具准备教具：秒表、实验器材（尺子、小球等）、多媒体设备。
学具：每组一张记录表、笔。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）教师通过讲述生活中的实例，如运动员起跑、司机紧急刹车等，引导学生思考反应速度在日常生活中的重要性。
2. 基本概念讲解（10分钟）教师讲解反应时间的定义，引导学生了解影响反应速度的因素。
3. 例题讲解（15分钟）教师出示一道关于反应速度的例题，引导学生分析题目，并给出解答。
4. 实验演示与操作（15分钟）教师演示如何测量反应速度，并指导学生分组进行实验。
5. 随堂练习（10分钟）学生完成实验后，教师发放随堂练习，检验学生对本节课内容的掌握。
6. 小组讨论与分享（5分钟）学生分组讨论实验结果，分享各自的心得体会。
六、板书设计1. 反应时间的定义2. 影响反应速度的因素3. 反应速度的测量方法4. 例题及解答七、作业设计1. 作业题目：请结合实验过程，思考如何提高自己的反应速度。
答案：通过多进行反应速度训练，如练习快速起跑、紧急刹车等，提高自己的反应速度。
2. 作业题目：列举生活中的三个实例，说明影响反应速度的因素。
答案：实例1：驾驶员在疲劳驾驶时，反应速度减慢；实例2：运动员在比赛前进行充分热身，反应速度提高；实例3：老年人在遇到紧急情况时，反应速度较慢。
八、课后反思及拓展延伸1. 教师反思：本节课是否成功引导学生关注反应速度在日常生活中的重要性，实验过程中是否存在不足之处。
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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这两个加工过程相互竞争。若猜测加工过程先
于正常加工过程完成，则所观察到的反应时间和 准确率就是由猜测加工过程的持续时间和输出来 决定的，反之，则由正常加工过程来决定。
首先，估计猜测加工过程的反应时间； 其次，估计猜测加工过程的准确率。
第三节
影响反应时的因素
一、反应时间与刺激强度有关 1、刺激强度（I）： 指物理刺激的能量大小与与之相关的心理强度
②平行精细的猜测模型（PSG模型） 针对TRT程序而提出的一个定量分析的理论 框架，它假定有两个平行加工过程
A.正常加工过程 包含在普通试验和信号试验之中 ，当测验刺激呈现，被试能在“全部”信息达到 很高的阈值时，识别出测验刺激并作出相应反应 。这一加工过程终止。
B、猜测加工过程 始于反应信号刚呈现之时， 一旦信号被觉察，被试必须立即决定对测验刺激 应作出什么反应，并立即执行这种反应。
重要的不是区分出每个阶段的加工时间，而是辨别
认知加工的顺序，并证实不同加工阶段的存在。
1、相加因素法的实验逻辑 加因素法假定，当两个实验因素影响两个不同的 阶段时，它们将对总反应时间产生独立的效应，即 不管一个因素的水平变化如何，另一个因素对反应 时间的影响是恒定的。这样称两个因素的影响效应 是相加的。
3、自动化设备的设计需要反应时间研究提供必要的 参数和要求。
4、在体育运动上
第二节
反应时间的测定方法
一、反应时间的相减法（Donders反应时 ABC）
1、实验逻辑
指一种用减数方法将总的反应时间分解成各个
成分，然后分析不同成分信息加工过程的方法。 即安排两种反应时作业，其中一种作业包含另 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，从这两个作业 之差判断与此相应的加工阶段。
独立因素相加效应的图解
2、加因素法的典型实验 （1）实验方法： 先给被试看1－6个数字（识记项目），然后再呈现一 个数字（测试项目）请被试判定其是否为刚才识记过 的，同时开始计时，要求被试按键作出是或否的反应 ，计时也随即停止。 （2）四个因素：
测试项目的质量（优质的或低劣的） 识记项目的数量 反应类型（肯定的或否定的） 每个反应类型的相对频率
考研试题 1.所谓反应时间就是指一个人完成某种反应 动作所用的时间。（） 2. 在选择反应时的测定中，对不同刺激应使 用不同的反应键。（） 3.有人想测量不同颜色的选择反应时，他研制了 一种仪器，该仪器并排呈现红、绿、蓝三种颜色 灯，反应时都是一个键，且用优势手食指反应。 请问该实验设计有无不合理之处？如有，请指出。
2、反应时的速度与准确率分离技术 （SAD Technique） （1）速度与准确率分离技术可以把反应过程中猜 测过程的准确率和反应时分别分别加以描述，从 而了解认知过程中的信息积累情况，并以此来推 测信息加工的特点。
（2）SAD组成
①滴定的反应时程序（TRT程序） 是一种混合程序，是SAD技术的一个具体获得反 应时分布或反应准确率的方法，包括： A.普通试验：在这一试验中要求被试在保证准确率的 前提下尽快反应，有预备信号； B. 信号试验：在这一试验中，刺激呈现后的不同时间 间隔内出现一个信号，要求被试觉察到该信号就迅速 地对刺激作出反应，不一定要求准确，允许被试猜测 正式实验中，这两类试验随机混合进行。 具体做法：p142
二、反应时间的相加因素法
1、相加因素法的实验逻辑 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。
K E N C + 4
按键
K
按键
E
按键
N
按键
C
反应
OIBiblioteka R G3、实验结果：
三个加工阶段：
“开窗” 实验：字母转换作业的3个阶段
4、评价 优点：通过对字母转换作业的分析，可把每一种认 知加工成分所经历的时间都比较直接地估计出来， 因而它比相减法和相加因素法具有更明显的优点。
不足：也存在一些问题。如，可能在后一个加工阶 段出现对前一个阶段的复查，储存阶段有时还包含 对前面字母的转换结果的提取和整合，并且它难以 与反应组织分开来。
短时记忆的信息提取过程如下图所示：
RT=e+Nb+C
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
识记项目 的编码
探针刺激 的编码
e
顺序 比较
Nb
决策
C
反应 组织
反应时间
RT
3、评价
弱点：它的基本前提是人的信息加工是系列加工，这 一点受到很大心理学家的质疑。加因素法反应时实 验本身并不能指明一些加工阶段的顺序，在这个方 面，它极大地依赖于一定的理论模型。
反应种类和项目数对反应时的影响
第四阶段，改变某一种类反应 （Y 或N）的出现频率，发现 对两类反应产生同样的影响。 即提高任一类反应的出现频率 ，都会使这类反应的组织更为 容易，从而使反应时下降。
结论：根据Sternberg 的反应 时相加因素法的原理，即完成 一项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，则整个信息加工过程的 时间应为，即： RT=e＋Nb＋C,设a=e＋C 频率和反应种类对反应时的影响 RT=a＋Nb
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。
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四个加工阶段，并提出度 量这些加工持续时间的参数。 1、阶段1：将句子转换为其深层结构。 2、阶段2：将图画转换为命题。 3、阶段3：将句子和图画两者的命题表征进行比较。 4、阶段4：作出反应，其所用时间被认为是恒定的 （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。
＋
选择反应的时间
（3）、C－反应时间（C－reaction time） 又称辨别反应 刺激 一个反应，仅对应于多个刺激中的 反应 那个事先规定的刺激进行反应，而 对其他其他刺激则呈现不反应。 C-反应时间=简单反应时间＋辨别反应时间
Donders相减法图解
3、相减法的实验举例 （1）Posner等的短时记忆视觉编码实验 实验目的：Posner等人试图探讨短时记忆的信息 除听觉编码之外，是否还存在视觉编码。 实验材料 形同音同的两个字母AA 形状不同但读音相同的两个字母Aa
1、Bessel的人差方程。 B—A=1.22s （B:贝塞尔的反应时间；A:阿格兰德的反应时间） 人差方程式反映了观察者之间的个体差异。 2、Helmholtz测定蛙的运动神经传导速度。 ——历史上第一个反应时实验。 3、Donders的分离反应时间的实验 4、Wundt 和Cattell 5、认知心理学的进一步研究
1、当物理刺激的强度本身保持不变，而增加作 用于感官的时间，即造成时间的累积作用，这样 便会增加刺激的心理强度。
第四章
反应时间
第一节 第二节
反应时间概述（理解） 反应时间的测定方法（掌握）
第三节
第四节
影响反应时的因素（掌握）
最新研究实例
第一节
反应时间概述（理解）
一、反应时间的概念
反应时间（或反应时）（简称 RT）：刺激施于 有机体之后到明显反应开始所需要的时间。 也被称为反应的潜伏期。
二、反应时间的研究简史
（三） 开窗实验
实验最大特点——直接性
经典实验：汉米尔顿（Hamilton，1977）和霍克基（ Hockey，1981）字母转换实验
1、实验逻辑 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。
2、实验程序
两种呈现方式：同时呈现 继时呈现（0.5s、1s 、2s）
要求被试判定所呈现的两个字母是否相同并用按 键反应。记录反应时间。
A
A
A
a
A
A
A
a
实验结果：
①同时呈现时， AA的反应时小于Aa的反应时。
②相继呈现时，随着两个字母的间隔时间增加， AA 对的反应时急剧增加，而Aa对的反应时却变化不大 。并且 AA 对和 Aa 对的反应时的差也逐渐缩小，当 时间间隔达到2秒时，这个差别就已经很小了 。
1 2 3 4
1
（3）与4个因素相对应的4个独立加工阶段 第一阶段，改变测试刺激的质量 ，发现对一个残缺、模糊的刺激 进行编码比对一个完整、清晰的 刺激所花的时间更长，而且该因 素对不同大小记忆表的影响相似 ，即记忆表的大小仅改变 Y 截距 ，而不改变直线的斜率，表明系 列比较阶段之前存在一个独立的 编码阶段。
6、速度－准确率分离技术（SAD）
三、反应时间的应用
1、在工业生产中，要能提高工作效率，节省人 力，就需要研究操作动作分析的科学工作方法。 2、在交通运输行业中，反应时间对于交通驾驶员 来说是非常重要的，过慢或有时过快的反应，都可 能导致事故的发生。
实验表明，汽车驾驶员需要快煞车时，平均要花500毫秒， 其中约有一半的时间是属于反应时间本身，另一半是将脚从 加速器移到煞车踏板的活动消耗了。如果司机的反应延长了 0.1秒，车速仅为30公里/时，汽车还是要往前多行近1米。
清晰度和项目数对反应时的影响
第二阶段，改变记忆表中项目 的数量，得出记忆表大小与反 应时间之间的线性关系，证实 了系列比较阶段的存在。
项目数对反应时的影响
第三阶段，分别计算Y反应（肯定 反应）与 N反应（否定反应）， 发现对不同大小的记忆表，都是 N 反应时长于 Y 反应时，表明了 两种决定阶段的存在，即在系列 比较之后，有一个被试选择反应 种类的阶段，而且产生N反应比产 生 Y反应难 。