第3章 反应时间

lgI 4 5 6 7 8 9 10
RT
（毫秒）
402 316 281 249 218 193 161 148
139 130 124 118 112 111 110
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)

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反应时间实验的因变量
基本因变量：速度（speed）和准确性（accuracy） 速度-准确性权衡（speed－accuracy trade off, SAT） 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。
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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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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。
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研究范例2：短时记忆编码实验（Posner,1970）

目的：证明短时记忆存在视觉编码
– 自变量：字母对（AA或Aa）；间隔时间（0S、 0.5S、1S、2S） – 因变量：反应时间（指出两个字母是否相同） –说 明：视觉编码（感觉登录）先于听觉编码

都可以提高反应速度，前者尤甚
年龄 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

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表 适应水平 （呎·烛） 反应时间 （毫秒）
不同光适应水平的反应时间 200 154 150 146 100 144 50 140 0 131

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读图：
因变量
自变量
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研究范例: 速度-准确性权衡与实验信度
Fra Baidu bibliotek
问题解决中的功能固着现象
– 邓克（1945）：盒子问题 因变量：20分钟内解决问题的被试比例 – 亚当森（Adamson，1952）： 盒子问题、螺
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.
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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 。
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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。
第三章 反应时间
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：简单反应时实验／选择反应时实验
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反应时间的性质
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减数法评价 减数法的逻辑是安排两种反应作业，其中一 个作业包含另一个作业所没有的一个处理 （加工）阶段，并在其他方面均相同，从这 两个反应时间之差来判定此加工阶段。这在 原则上是合理的，在实践上是可行的。 弱点：要求实验者对实验任务引起的刺激与 反应之间的一系列心理过程有精确的认识， 并且要求两个相减的任务中共有的心理过程 要严格匹配，这一般是很难的。这些弱点大 大限制了减数法的广泛使用。

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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。
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五种实验条件：
27.26 31.35 45.10
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中年组
40～59岁 (n＝42人)
老年组
60岁以上
(n＝48人)
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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。
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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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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； • 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； • 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。 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。
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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。

应用于实际领域
–工业生产、交通驾驶、体育运动、设备设计和科 学管理等实际部门
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测量反应时间的仪器



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
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– 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。
A
A B
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—
B
= C？
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
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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。
1
2
3
4
5
187
6 532
316
7 570
364
8 603
343
9 619
487
10 622
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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
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
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。

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
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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
赫葆源、张厚粲、陈舒永等， 1983
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lgI 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 2 3
RT
（毫秒）

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加因素法


斯顿伯格（Sternberg，1969）在唐德斯的减数法基 础上提出，认为完成一个作业所需的时间是一系 列信息加工阶段分别需要的时间的总和（系列加 工）。 因素法反应时间实验的逻辑是：如果两个因素的 效应是互相制约的，即一个因素的效应可以改变 另一因素的效应（交互作用），那么这两个因素 只作用于同一个信息加工阶段；如果两个因素的 效应是分别独立的，即可以相加，那么这两个因 素各自作用于不同的加工阶段。
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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
丝锥问题和回形针问题
因变量1：20分钟内解决问题的被试比例 因变量2：被试成功解决问题所花的时间
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Adamson’s (1952)
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反应时间的实际应用

应用于心理现象的研究
–辨别、联想、注意的分配、动机的引起、知觉的 范围、定向运动、感觉强度、心理量表、情绪的 差异及机制、条件反射、学习与词的替代等等