實(shí)驗(yàn)心理學(xué)之反應(yīng)時(shí)間

第三章反應(yīng)時(shí)間第一節(jié)反應(yīng)時(shí)間的性質(zhì)一、反應(yīng)時(shí)間的概念反應(yīng)時(shí)間（reactiontime,RT）是心理實(shí)驗(yàn)中使用最早、應(yīng)用最廣的反應(yīng)變量之一。反應(yīng)時(shí)間是指從刺激的呈現(xiàn)到反應(yīng)的開始之間的時(shí)距。反應(yīng)并不能在給予刺激的同時(shí)就發(fā)生。應(yīng)所需的時(shí)間，其中大腦加工所消耗的時(shí)間最多。二、反應(yīng)時(shí)間的研究簡史對(duì)反應(yīng)時(shí)間的研究最早始于天文學(xué)。1850年生理學(xué)家Helmholtz運(yùn)用反應(yīng)時(shí)間來測(cè)定神經(jīng)的傳導(dǎo)速度。1868年，荷蘭生理學(xué)家Donders發(fā)明了分離反應(yīng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)。1879年，Wundt及其學(xué)生以反應(yīng)時(shí)間為指標(biāo)進(jìn)行了一系列得實(shí)驗(yàn)研究。2050三、反應(yīng)時(shí)的種類－簡單反應(yīng)時(shí)與復(fù)雜反應(yīng)時(shí)預(yù)先已知道將有什么樣的刺激出現(xiàn)并需要作出什么樣的反應(yīng)。選擇反應(yīng)時(shí)間是根據(jù)不同的刺激物，在各種可能性中選擇一種符合要求的反應(yīng)。簡單反應(yīng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)在一弱光照明的室內(nèi)，被試端坐在桌前，面對(duì)一個(gè)屏幕，注視屏幕上的一個(gè)孔（通過這個(gè)孔可以呈現(xiàn)燈光。事先呈現(xiàn)燈光給被試看看，讓他熟悉這個(gè)刺激。桌上放一電鍵，指示被試縱儀器的地方，使用計(jì)時(shí)器來測(cè)量刺激到反應(yīng)的時(shí)間。選擇反應(yīng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)安排紅、綠、藍(lán)三種不同的色光刺激，有三個(gè)反應(yīng)鍵放在被試面前，規(guī)定其用右手的食指、這是選擇反應(yīng)測(cè)量的典型示例。四、反應(yīng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)的要求遵循一定的程序和要求，方能取得預(yù)期的效果。1、對(duì)被試反應(yīng)的要求首先從被試反應(yīng)要求上看，應(yīng)避免出現(xiàn)過早反應(yīng)或其他錯(cuò)誤的反應(yīng)。防止出現(xiàn)“假反應(yīng)”的有效措施是在實(shí)驗(yàn)中插入偵察試驗(yàn)detectiontest之后并不呈現(xiàn)刺激。2、選擇反應(yīng)數(shù)目選擇反應(yīng)的數(shù)目需要與辨別的刺激數(shù)目相等，即有幾種反應(yīng)就要有幾種刺激。1885年，默克爾RT=㏒N20世紀(jì)50年代，戈熱繪制了目前公認(rèn)的選擇數(shù)目與反應(yīng)時(shí)的關(guān)系曲線圖。五、反應(yīng)時(shí)間的實(shí)際應(yīng)用（一）相關(guān)研究（二）應(yīng)用研究1、應(yīng)用于心理現(xiàn)象領(lǐng)域：彭瑞祥的研究。2、應(yīng)用于實(shí)際領(lǐng)域汽車駕駛員飲酒對(duì)反應(yīng)時(shí)的影響：本次試驗(yàn)87名駕駛員飲酒后簡單反應(yīng)時(shí)和判斷反應(yīng)時(shí)均較飲酒前減慢,差異有非常顯著意義(P<0.01)比飲酒前增加了70.4%,有的是判斷錯(cuò)誤,有的是視覺-運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào),判斷正確而反應(yīng)錯(cuò)誤,斷左腳而實(shí)際是右腳做出反應(yīng)或手腳一起反應(yīng)。聾啞兒童視覺反應(yīng)時(shí)對(duì)比研究：大量研究表明,反應(yīng)時(shí)與人的智商明顯相關(guān)。人們普遍認(rèn)為聽覺缺失可能造成視覺功能的發(fā)展。并且從測(cè)試結(jié)果可以看出,聾啞兒童視覺簡單反應(yīng)時(shí)和視覺復(fù)雜反應(yīng)時(shí)中的各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)均慢于正常兒童,且2組間有顯著性差異(P<0101)。國外優(yōu)秀男子百米起跑反應(yīng)時(shí)與成績的研究：反應(yīng)時(shí)和男子100米成績有著中度相關(guān),反應(yīng)時(shí)短,會(huì)促進(jìn)100米成績的提高;在水平接近的高水平選手中,反應(yīng)時(shí)對(duì)成績的差異沒有顯著10010秒以內(nèi)時(shí),反應(yīng)時(shí)是決定比賽勝負(fù)的主要因素之一100距較大時(shí),反應(yīng)時(shí)對(duì)成績的影響不明顯。100米成績好,100100米專項(xiàng)速度快慢的重要因素但不是唯一因素。第二節(jié)測(cè)量反應(yīng)時(shí)間的儀器和方法一、刺激與反應(yīng)健二、自由落體直尺計(jì)時(shí)器三、單擺微差計(jì)時(shí)器單擺振動(dòng)定律四、時(shí)間描計(jì)器記紋鼓五、機(jī)械鐘表計(jì)時(shí)器希普計(jì)時(shí)器和鄧?yán)沼?jì)時(shí)器。六、電子計(jì)時(shí)器七、特殊攝影八、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用第三節(jié)影響反應(yīng)時(shí)間的因素一、反應(yīng)時(shí)間受刺激變量影響刺激呈現(xiàn)的方式等。（一）因刺激的不同類型而異（二）因刺激的強(qiáng)度不同而異（三）因刺激的復(fù)雜程度而異1、刺激選擇數(shù)目越多，愈復(fù)雜；2、刺激相似程度越低，則愈復(fù)雜。顯然，刺激越復(fù)雜，反應(yīng)時(shí)間必然越長。謝波得和梅策勒（Shepard&Metzler，1973）要求：報(bào)告兩個(gè)圖形是否相同條件：兩維旋轉(zhuǎn)：圖形相同，角度不同（上—下）三維旋轉(zhuǎn)：圖形不同，角度不同（上—下，左—右）圖形相似，實(shí)際不同結(jié)果：反應(yīng)時(shí)隨著心理旋轉(zhuǎn)角度的增大而增大，刺激復(fù)雜程度影響反應(yīng)時(shí)。（四）因刺激呈現(xiàn)方式不同而異我國心理學(xué)家（張鐵忠和沙建英，1987）對(duì)雙眼視野不同位置的視覺運(yùn)動(dòng)反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行了測(cè)定，獲得了表3-10的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。二、反應(yīng)時(shí)間受機(jī)體變量影響（一）適應(yīng)水平適應(yīng)（adaptation）在此處意指在刺激物的持續(xù)作用下，感受器發(fā)生的變化。感受器的適應(yīng)水平對(duì)反應(yīng)時(shí)間有著明顯的影響?；舾ヌm（Hovland，1936）的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)雙眼對(duì)不同的照明適應(yīng)后，測(cè)量了對(duì)254公尺燭光的反應(yīng)時(shí)間。刺激是一直徑為20毫米吋）250離為30厘米（12吋，五名被試者的平均成績（每人每種條件各測(cè)試100次）列于表3－。這個(gè)材料表明，感受器適應(yīng)水平的變化對(duì)反應(yīng)時(shí)間的影響。（二）準(zhǔn)備狀態(tài)準(zhǔn)備狀態(tài)（readiness）是指機(jī)體對(duì)于某種行為作出的準(zhǔn)備情況。1.511.5和21.5秒時(shí)，運(yùn)動(dòng)員從聽鳴槍到手離地的反應(yīng)時(shí)間最短。（三）練習(xí)次數(shù)在心理實(shí)驗(yàn)中，練習(xí)（exercise）是一個(gè)控制變量，即一個(gè)潛在的自變量。練習(xí)與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系相當(dāng)密切。在一定范圍內(nèi)，練習(xí)次數(shù)越多（上百次少的趨勢(shì)是逼近一個(gè)極限而穩(wěn)定下來。（四）動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī)（motive）是由于人的某種需要所引起的有意識(shí)或無意識(shí)的行為指向。反應(yīng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)中被試者易受某種額外動(dòng)機(jī)的影響。約翰遜（Johnson，1922）的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)主試者所設(shè)計(jì)的一些附加動(dòng)機(jī)能使聽覺反應(yīng)加快。（五）年齡因素和個(gè)體差異25（青少年階段得快，以后較慢。戈茨達(dá)克（Gottsdamker，1968）在對(duì)一組年齡為18～93歲的成人被試者的研究中注意到，隨著年齡的增長，感覺-運(yùn)動(dòng)反應(yīng)時(shí)間逐漸延長。此外，還有人發(fā)現(xiàn)在25歲以后到60歲的一段時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)時(shí)間的增長極為緩慢，但60歲以后反應(yīng)時(shí)間開始有了較大增加。個(gè)體差異（或個(gè)別差異）指不同個(gè)體之間在品質(zhì)和屬性上存在的任何差別。菲薩爾（Fessard，1926）曾對(duì)1000名男性成人被試者作聽覺簡單反應(yīng)時(shí)間的測(cè)定，結(jié)組，說明老年組在感覺-運(yùn)動(dòng)反應(yīng)速度方面存在著較大的個(gè)別差異。（六）酒精與藥物的作用大大下降。如果是酗酒，其反應(yīng)時(shí)間將延長2～3倍，甚至更長，往往緊急情況已到眼前，還未發(fā)現(xiàn)或采取任何措施便已肇事。例如車速每小時(shí)40公里，未飲酒的駕駛員對(duì)道路復(fù)雜情況作出反應(yīng)只需0.61.80.67公尺增加1.821142741公尺。如傷風(fēng)感冒服用過量解熱鎮(zhèn)痛劑，會(huì)使人的注意力、精力、反應(yīng)能力下降。第四節(jié)用反應(yīng)時(shí)間分析信息加工的方法一、減數(shù)法Donders受天文學(xué)家關(guān)于人差方程研究和Helmholtz測(cè)定神經(jīng)傳導(dǎo)速度研究的影響，于1868年在其“關(guān)于心理過程的速度”一文中，把心理時(shí)間的測(cè)定引入心理學(xué)，并提出反應(yīng)時(shí)間的相減法。Donders首先測(cè)定3種不同的反應(yīng)時(shí)間：反應(yīng)時(shí)間：S1→R1反應(yīng)時(shí)間：S1→R1S2→R2C-反應(yīng)時(shí)間：S1→R1S2反應(yīng)時(shí)間的相減法最初是被用來測(cè)定某一心理過程所需的時(shí)間的。但是，反過來看，也可以從兩種反應(yīng)時(shí)的差數(shù)來判定某個(gè)心理過程的存在。認(rèn)知心理學(xué)正是這樣來應(yīng)用反應(yīng)時(shí)間相減法的。減法反應(yīng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)當(dāng)時(shí)受到內(nèi)省心理學(xué)家的攻擊。當(dāng)一個(gè)訓(xùn)練有素的內(nèi)省者進(jìn)行DondersC反應(yīng)加上其他的什么東西，B反應(yīng)也不像是C反應(yīng)加上別的什么，而是覺得三種反應(yīng)均不相同。減法法則的典型實(shí)驗(yàn)：1、心理旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)Cooper&Shepard1973年所做的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。12五種具體的實(shí)驗(yàn)條件：完全沒有提示提示正反提示傾斜度分別提示正反和傾斜度同時(shí)提示正反和傾斜度任務(wù)：不管傾斜度如何，只要判明R結(jié)果:字母傾斜程度越大，反應(yīng)時(shí)越長從0o到60o心理旋轉(zhuǎn)所需時(shí)間=RT60o-RT0o從60o到120o心理旋轉(zhuǎn)所需時(shí)間=RT120o-RT60o2、句子－圖形匹配實(shí)驗(yàn)Clark＆Chase，1972所作。方法：給被試看一個(gè)句子，緊接著再看一幅圖畫，如：要求被試盡快地判定，此句子是否真實(shí)地說明了圖畫，作出是或否的反應(yīng)，記錄反應(yīng)時(shí)。星形在十字之上，實(shí)驗(yàn)條件：變量1—介詞（之上、之下）變量2—主語（星形、十字）變量3—陳述方式（肯定、否定）實(shí)驗(yàn)假設(shè)：工（參數(shù)，對(duì)否定句的加工要長于對(duì)肯定句的加工（參數(shù)b；命題是對(duì)思維對(duì)象進(jìn)行斷定的思維形式。則比較所需的時(shí)間比不同時(shí)為少（參數(shù)c，如果兩個(gè)命題都不含有否定，則比較所需的時(shí)間比任一命題含有否定時(shí)為少（參數(shù)d；最后的階段為作出反應(yīng)，其所需的時(shí)間被認(rèn)為是恒定的（參數(shù)tt b+d ct a b+d 3、Posner的實(shí)驗(yàn)Posner外，是否還存在視覺編碼的問題。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中安排了兩種材料：讀音和書寫方法都一樣（AA）讀音相同而寫法不同（Aa）并安排了兩種呈現(xiàn)方式：一種是同時(shí)呈現(xiàn)；另一種是繼時(shí)呈現(xiàn)，時(shí)間間隔為0.5s、1s和2s。要求被試判定所呈現(xiàn)的兩個(gè)字母是否相同并按鍵反應(yīng)，記錄反應(yīng)時(shí)間。在這兩種情況下，正確反應(yīng)都是“相同”。解釋：1、當(dāng)兩個(gè)字母同時(shí)呈現(xiàn)給被試時(shí)，Aa對(duì)的反應(yīng)時(shí)大于AA對(duì)。2、AA對(duì)的同時(shí)呈現(xiàn)的反應(yīng)時(shí)小于繼時(shí)呈現(xiàn)的反應(yīng)時(shí)，繼時(shí)呈現(xiàn)的反應(yīng)時(shí)與Aa對(duì)趨同，而Aa對(duì)的反應(yīng)時(shí)受同時(shí)或繼時(shí)呈現(xiàn)的影響很小。二、加數(shù)法（一）什么是加數(shù)法？在20世紀(jì)，Sternberg（1969）additivefactorsmethod加因素法反應(yīng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)認(rèn)為完成一個(gè)作業(yè)所需的時(shí)間是一系列信息加工階段分別需要的些因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就可以觀察到完成作業(yè)時(shí)間的變化。加因素法反應(yīng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)的邏輯么這兩個(gè)因素各自作用于不同的加工階段。階段。工階段的存在。因素的影響效應(yīng)是相加的。加因素法的基本手段是探索有相加效應(yīng)的因素，以區(qū)分不同的加工階段。（二）加數(shù)法的典型實(shí)驗(yàn)Sternberg運(yùn)用反應(yīng)時(shí)相加因素法研究短時(shí)記憶信息提取的階段：方法：先給被試看1～6個(gè)數(shù)字（識(shí)記項(xiàng)目，然后看一個(gè)數(shù)字（測(cè)試項(xiàng)目）。通過一系列的實(shí)驗(yàn)，Sternberg即測(cè)試項(xiàng)目的質(zhì)量（優(yōu)質(zhì)的或低劣的、識(shí)記項(xiàng)目的數(shù)量、反應(yīng)類型（肯定的或否定的）和每個(gè)反應(yīng)類型的相對(duì)頻率。因此，他認(rèn)為短時(shí)記憶信息提取過程包含相應(yīng)的四個(gè)獨(dú)立的加工階段，即刺激編碼階段、（段。具體實(shí)驗(yàn)步驟：第一步，改變檢驗(yàn)刺激probe）的質(zhì)量（即改變嘆針刺激的性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)對(duì)一個(gè)殘缺、模相似，表明系列比較階段之前存在一個(gè)獨(dú)立的編碼階段。列比較階段的存在。YNN反應(yīng)時(shí)長于YNY反應(yīng)難。第四步，改變某一種類反應(yīng)或N）Sternberg在完成了上述實(shí)驗(yàn)后提出，加因素反應(yīng)時(shí)有二個(gè)特點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)者可以通過操作變更階段的持續(xù)時(shí)間，完成這項(xiàng)工作的自變量就稱之為因素，當(dāng)然，因素可以不只是一個(gè)；（2）在這些因素中又可分為二類：一類為影響反應(yīng)時(shí)間的附加因素，亦為非交互作用的為交互作用的因素。因此，Sternberg工階段是怎樣相關(guān)的。為其應(yīng)用會(huì)有很多限制。更為直接的問題是關(guān)于加因素法反應(yīng)時(shí)實(shí)驗(yàn)的邏輯，即能否應(yīng)用可相加和相互制約的效應(yīng)來確認(rèn)信息加工的階段。Pachella（1974）指出，兩個(gè)因素也許能以相加的方式對(duì)同一個(gè)加工階段起作用，也許能對(duì)不同的加工階段起作用并且相互發(fā)生影響。還有人指出，加因素法反應(yīng)時(shí)實(shí)驗(yàn)本身并不能指明一些加工階段的順序，在這個(gè)方面，它極大地依賴于一定的理論模型。三、開窗實(shí)驗(yàn)（一）什么是開窗實(shí)驗(yàn)前面談到的減數(shù)法和加因素法反應(yīng)時(shí)實(shí)驗(yàn)難以直接得到某個(gè)特定加工階段所需的時(shí)間，窗”實(shí)驗(yàn)，它是反應(yīng)時(shí)實(shí)驗(yàn)的一種新形式。Hamilton（1977）和Hockey（1981）的字母轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)：方法：給被試呈現(xiàn)4F+3KEN＋”等，當(dāng)呈現(xiàn)“F＋3”時(shí)，要求被試說出英文字母表中F后面第三個(gè)位置的字母即“IF＋3”即將F轉(zhuǎn)換為I，而“KEN＋”的正確回答是“OIR”實(shí)驗(yàn)的具體過程：四個(gè)字母一個(gè)一個(gè)地繼時(shí)呈現(xiàn)，由被試者按鍵自行控制，被試者第一次按鍵就可以看見第一個(gè)字母K，同時(shí)開始計(jì)時(shí)，接著被試者按照要求作出聲轉(zhuǎn)換，說出LMNO，然后再按鍵看第二個(gè)字母E，再作轉(zhuǎn)換。如此循環(huán)直至四個(gè)字母全部呈現(xiàn)并作出回答，計(jì)時(shí)也隨之停止。出聲轉(zhuǎn)換的開始和結(jié)束均在時(shí)間記錄中標(biāo)出來。根據(jù)這種實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)，可以明顯地看出完成字母轉(zhuǎn)換作業(yè)的三個(gè)加工階段：母進(jìn)行編碼并在記憶中找到此字母在字母表中的位置；被試按規(guī)定進(jìn)行轉(zhuǎn)換所用的時(shí)間即為轉(zhuǎn)換階段；記憶中，有時(shí)還須將前面的轉(zhuǎn)換結(jié)果加以復(fù)述和歸并。四、速度－準(zhǔn)確性權(quán)衡范式然而，反應(yīng)時(shí)實(shí)驗(yàn)中除了反應(yīng)速度之外還有反應(yīng)準(zhǔn)確率問題。speed-accuracytrade-off,ST。在SAT實(shí)驗(yàn)中，通過控制被試作出反應(yīng)的時(shí)間長短來作為實(shí)驗(yàn)自變量，測(cè)定在各種實(shí)驗(yàn)條件下的反應(yīng)準(zhǔn)確率。舉例：用反應(yīng)信號(hào)法進(jìn)行再認(rèn)實(shí)驗(yàn)（如聲音要求被試覺察到這一信號(hào)后就迅速對(duì)刺激作出反應(yīng)，不一定要求準(zhǔn)確，允許被試猜測(cè)。I表示截距R表示準(zhǔn)確率（）隨反應(yīng)時(shí)間（R）的變化而變化的速率A表示準(zhǔn)確率的漸進(jìn)值在理論上，反應(yīng)準(zhǔn)確率d’是上述三個(gè)參數(shù)的指數(shù)函數(shù)關(guān)系，具體經(jīng)驗(yàn)方程為d′＝A[1-e-R(T-1)I反應(yīng)時(shí)間的速度-準(zhǔn)確率分解技術(shù)傳統(tǒng)反應(yīng)時(shí)實(shí)驗(yàn)是在所有的加工過程已經(jīng)完成之后的，速度與準(zhǔn)確率的單個(gè)結(jié)果；速度與準(zhǔn)確率權(quán)衡范式能測(cè)得在刺激呈現(xiàn)后關(guān)于速度與準(zhǔn)確率的多個(gè)結(jié)果，特別是對(duì)加息加工是連續(xù)性質(zhì)的還是離散性質(zhì)的。因此，Meyer等（1987、1988）的速度與準(zhǔn)確率分離技術(shù)（SAD技術(shù)。這種技術(shù)息積累情況，并以此來推測(cè)信息加工特點(diǎn)。SAD技術(shù)由兩部分組