反應時法上的學習教案

反應時法上的學習教案第1頁/共57頁一、反應時間的性質（一）反應時間的概念（二）反應時間研究的簡史（三）簡單反應時間和選擇反應時間（四）反應時間實驗的要求（五）反應時間的因變量

第2頁/共57頁（一）反應時間的概念反應時間(RT)，指刺激作用于有機體后到明顯的反應開始時所需要的時間，即從刺激到反應之間的時距。即S-R之間的時距。反應并不能在給予刺激的同時就發(fā)生。刺激的呈現(xiàn)引起一種過程的開始，此過程在機體內部進行是潛伏的，直至此過程到達肌肉這一效應器時，才產(chǎn)生一種外顯的、對環(huán)境效應為止。所以也稱之為“反應的潛伏期”。在反應潛伏期中包含著感覺器官、大腦加工、神經(jīng)傳入傳出所需的時間以及肌肉效應器反應所需的時間，其中大腦所耗費的時間最多。第3頁/共57頁2.反應時間是一種反應變量，它可以作為成就的指標及內部過程復雜程度的指標。反應時間隨多種原因而變化，是運用方便的反應變量。反應時研究在實驗心理學的研究中占有重要地位。心理實驗中常用速度作為反應變量，這個速度稱作反應的時間，而反應時只是它的基本成分和最簡單的例子。速度包括兩方面內容：①做一定的工作所需要的時間，②在一定的時間之內所完成的工作。這兩種情況都是測量工作速度。第4頁/共57頁（二）反應時間研究的簡史1796年英國格林尼治天文臺公案；Brandly的眼耳法（1820年）、人差方程；1850年赫爾姆霍茲等關于青蛙運動神經(jīng)傳導速度（26m/s)的測定開始了反應時的研究。人的運動神經(jīng)傳導速度大約60m/s。波林曾指出這在科學心理學的歷史上非常重要。他測出了當時被認為是無法測量的東西，從而確立了與神經(jīng)過程不可分離的心理過程是在時間和空間中完成的觀點。1868年，Donders發(fā)明分離反應時間的實驗（反應時間的相減法），分離出簡單反應時、辨別反應時和選擇反應時；1879年后，馮特的學生對簡單反應時和復雜反應時進行了一系列研究。卡特爾曾通過反應時的研究，揭示了選擇反應時為什么長于簡單反應時的原因。神經(jīng)通路早已準備好。第5頁/共57頁20世紀50年代中期以后，認知心理學興起。認知心理學主張研究認知活動本身的結構和過程，并把這些過程看作信息加工過程。而任何過程都需要時間，因而可利用反應時間這一客觀指標，來對加工過程進行研究，以揭示信息加工過程和信息加工的各個階段。例如，運用反應時間相減法，安排兩種作業(yè)A和B，其中A包含B所沒有的某個特定心理過程，而在其他方面相同，那么這兩個作業(yè)的反應時間之差就是那個特定的心理過程所需要的時間。第6頁/共57頁1969年，Sternberg在相減法的基礎上發(fā)展了反應時間的相加因素法。相加因素法假定，完成一個作業(yè)所需的時間是一系列信息加工階段分別所需時間的總和。第7頁/共57頁由于反應時間的相減法和相加因素法都不是直接測得某一特定加工階段所需的時間，而是要通過間接的比較才能得到，并且相應的加工階段也要通過嚴密的推理才能被發(fā)現(xiàn)。因此，Hamilton等（1977）、Hockey等（1981）發(fā)展了一種新的實驗技術——“開窗”實驗。第8頁/共57頁（三）簡單反應時間、選擇反應時間、辨別反應時——A、B、C反應時簡單反應時間是給予被試者以單一的刺激，要求他作同樣的反應。被試的任務很簡單，他預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。選擇反應時間是根據(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。辨別反應時第9頁/共57頁1）簡單反應時（A反應時間）一個刺激與一個反應相聯(lián)系。刺激與反應之間的時距就是反應時。最初可能在250毫秒之上，經(jīng)過練習后，反應時可以縮短到200毫秒以下。第10頁/共57頁選擇反應時（B反應時間）兩個（或兩個以上）刺激與兩個（或兩個以上）反應相聯(lián)系。每個刺激都有與其相聯(lián)系的獨特反應。被試既要辨認刺激，又要選擇反應，因此反應時要比A反應時間長。第11頁/共57頁辨別反應時（C反應時間）兩個刺激中只有一個刺激與反應相聯(lián)系。第12頁/共57頁反應時模式圖和三種反應時比較第13頁/共57頁反應時間的相減法唐德斯提出：減法法則反應時間三成分說：基線時間辨別時間選擇時間第14頁/共57頁簡單反應時間實驗在一弱光照明的室內，被試端坐在桌前，面對一個屏幕，注視屏幕上的一個孔（通過這個孔可以呈現(xiàn)燈光）。事先呈現(xiàn)燈光給被試看看，讓他熟悉這個刺激。桌上放一電鍵，指示被試當他聽到預備信號時即將手指放在電鍵上，當燈光一呈現(xiàn)就立即按下電鍵。屏幕后是主試操縱儀器的地方，使用計時器來測量刺激到反應的時間。第15頁/共57頁選擇反應時間實驗安排紅和綠兩種不同的色光刺激，有兩個反應鍵放在被試面前，規(guī)定其用左右手指各放在一個鍵上，并用右手反應紅光，用左手反應綠光，這是選擇反應測量的典型示例。顯然，在這一選擇時間里包括了被試的辨別和選擇活動所花費的時間，他必須在作出反應之前對不同刺激有所辨別，并作出不同反應的選擇。

第16頁/共57頁（四）反應時間實驗的要求進行反應時間實驗，除了和其他心理實驗一樣，都要很嚴格地控制實驗條件，像刺激的強度和刺激持續(xù)的時間等等。除此之外，進行反應時間實驗研究，要講求策略思想，應嚴格遵循一定的程序和要求，方能取得預期的效果。第17頁/共57頁1.對被試反應的要求首先從被試反應要求上看，應避免出現(xiàn)過早反應或其他錯誤的反應。避免提前反應的方法：①插入“偵察試驗”（每20次插入一次）②每次換一個時距（預備和呈現(xiàn)刺激的間隔）第18頁/共57頁2.選擇反應數(shù)目選擇反應的數(shù)目需要與辨別的刺激數(shù)目相等，即有幾種反應就要有幾種刺激。第19頁/共57頁3.防止搶碼第20頁/共57頁4、計時器選定具有一定精確度和準確度的計時器是保證反應時測量準確的一個重要條件。測反應時精確度要求1/100秒，或1/1000秒。1）要特別注意用計時器測量時間時產(chǎn)生的誤差①兩頭誤差：計時器開動時的遲緩和停止時間過遲，這些誤差應是絕對的，否則要調整或更換。②運轉誤差：一般計時器都有運轉誤差，要注意調整，或在測定后發(fā)現(xiàn)有誤差，要在結果中修正，以保證測量準確。機械計時器存在這種誤差。電子計時器、計算機也會出現(xiàn)很小誤差，一般忽略不計。第21頁/共57頁2）計時器的種類（依歷史發(fā)展狀況）①機械計時器：希普（Hipp）計時器②電動計時器（鄧拉普（Dunlap)計時器）③電子計時器④簡單的計時器皮艾朗（Pieron）自由落體尺計時器⑤描記計時器⑥高速攝影、錄像計時等現(xiàn)代電子計時器可提供很多方便，可根據(jù)實驗要求和條件選用。第22頁/共57頁5、刺激與反應鍵選定計時器后，實驗者要設計使刺激、計時、反應同時開閉的電路裝置，必須做到刺激呈現(xiàn)與計時器開動要同步，計時器的停止與反應的開始要同步，才能保證時間測量的準確。對反應鍵的要求是一要安全，二要用釋放式。刺激器和反應鍵應該適應所要刺激的感官，除了所要給的刺激外，不要發(fā)出額外的刺激（最好是無聲的），如果做不到，就要把操作部分與被試的反應部分用隔音室隔開。第23頁/共57頁補充：測量反應時的方法測量反應時的裝置包括三部分：刺激呈現(xiàn)裝置、計時裝置和反應裝置。隨著現(xiàn)代科學和實驗技術的不斷發(fā)展，測量反應時到儀器也在不斷更新。是反應時的研究的精度不斷提高。刺激的特點將直接影響反應時。這是在選擇實驗所需的儀器和材料時必須注意到的見下表：第24頁/共57頁刺激的特點將直接影響反應時第25頁/共57頁反應時間研究的儀器和手段可根據(jù)研究課題的要求而定。如果測量一個持續(xù)幾秒的反應，一個有1/5秒的準確度的秒表就可以。由實驗者來掌握秒表，將刺激與反應時間記錄下來。為了測量小于1秒的反應時間，就要更精密的測量和某種自動記錄的方法。（不能用人工秒表，因它本身有1/5的反應時）至于測量到何種程度，最重要的是要根據(jù)反應時間的離散情況。假如我們測量了足夠數(shù)量的反應時間，我們將所得結果歸納為一個有10到20組距的分配表。假如反應時間的極距為100到200毫秒，那么組距就不能大于10毫秒，而儀器的精確度最少要達到0.01秒的讀數(shù)。第26頁/共57頁一個有訓練的被試，在一個簡單反應中可以表現(xiàn)更小的離散情況，所以儀器的讀數(shù)要更精確些。一般地，電動毫秒表能夠達到精細和自動記錄兩項要求，這是比較理想的計時器。第27頁/共57頁（五）反應時間的因變量

——速度和準確性的平衡反應時實驗中有二個基本因變量（或依變項）（dependentvariable），即速度（speed）和準確性（accuracy）。反應時間實驗中的一個突出問題就是權衡反應速度和反應準確性的相互關系。人們都有這樣的常識，當一個人很快去完成某件事時，他會比慢慢地做某件事犯更多的錯誤。反之，如果某人很正確地做某件事時，速度上就會變慢。心理學家稱這種關系為速度-準確性權衡。第28頁/共57頁（一）速度－準確性權衡的例證泰奧斯對刺激呈現(xiàn)的概率和反應時的關系進行了研究。實驗中，呈現(xiàn)的是視覺刺激，每次出現(xiàn)一個數(shù)字，被試的任務相當簡單，只需對某一特定的數(shù)字（例如4）作出反應，而對其他數(shù)字則不作反應。實驗的自變量是數(shù)字出現(xiàn)的概率（相對頻數(shù)），概率的變化范圍是0.2－0.8。換句話說，特定的數(shù)字在一系列刺激呈現(xiàn)中出現(xiàn)的概率是20%到80%。第29頁/共57頁反應時（毫秒）錯誤百分率0.80.20.30.40.50.60.70123456330340350360反應時和錯誤率是刺激呈現(xiàn)概率的函數(shù)第30頁/共57頁根據(jù)速度－準確性權衡，為減小低呈現(xiàn)頻率條件下的錯誤率，必須增加反應時。帕奇勒（Pachella，1974）在實驗中發(fā)現(xiàn)，在刺激呈現(xiàn)概率為0.2的條件下，要降低2%的錯誤率，反應時必須增加100毫秒。第31頁/共57頁（二）速度－準確性權衡與實驗信度反應時任務的速度－準確性權衡的探討和大量以反應時為因變量的心理實驗的信度密切相關，速度－準確性的探討有助于我們有效地提高心理實驗的信度鄧克（1945）的盒子問題是問題解決領域的經(jīng)典研究。實驗中，被試的任務是將三支蠟燭安置門上，被試可以使用的材料是幾枚大頭釘、幾根火柴、三個火柴盒以及蠟燭。第32頁/共57頁將21個被試平均分入三個實驗條件中：控制條件下，盒子是空的；功能固著條件下，盒子里裝有蠟燭、火柴或圖釘，盒子的功能會被固著為容器；在中性條件下，盒子中裝有鈕扣等非解決問題所需的中性物品，盒子也被固著為容器。結果發(fā)現(xiàn)，在控制條件下，7位被試都解決了問題；在功能固著條件下，僅3個被試解決了問題；在中性條件下，只有一個被試解決了問題。至此，鄧克得出結論認為，是功能固著影響了問題解決。條件盒子所裝材料解決問題人數(shù)（n=7）控制條件空盒7（100％）功能固著條件盒子里裝著蠟燭、火柴和大頭釘3（43％）中性條件盒子里裝著無關的材料（紐扣等）1（14％）第33頁/共57頁鑒于速度－準確性權衡的原理，亞當森（Adamson，1952）納入了時間變量來檢驗鄧克實驗的信度。一個是在20分鐘內能夠解決問題的被試占被試總數(shù)的百分比；而另一個是被試成功解決問題所花的時間，這類似于反應時除了納入反應時因變量之外，亞當森還增加了兩個實驗任務——螺絲錐問題和回形針問題。第34頁/共57頁因變量:20分鐘內能夠解決問題的被試占被試總數(shù)的百分比作為因變量盒子問題上驗證了功能固著效應，他發(fā)現(xiàn)86％的控制組被試解決了盒子問題，而只有41％的功能固著組被試解決了盒子問題，功能固著對問題解決產(chǎn)生了顯著的影響。然而，由于另外兩種實驗任務中存在天花板效應，即兩種條件下幾乎所有被試都解決了問題，其結果不可能解釋原先的實驗結論——功能固著對問題解決產(chǎn)生了顯著的影響。第35頁/共57頁盡管幾乎所有被試都能解決問題，但兩種條件下的反應時有很大差別，不管是在解決螺絲錐問題時，還是在解決回形針問題時，被試在控制條件下解決問題要比在功能固著條件下解決問題快得多。 亞當森這一結論的提出明顯地提高了整個研究的信度，即功能固著效應在三個任務中都得到了驗證。從另一個角度來說，如果亞當森在實驗中將問題解決的實驗控制在10分鐘或是更短，那么成功解決問題的被試百分比這一因變量應該會更可靠些，因為被試在追求速度的同時，必將以準確性作為犧牲，所以功能固著的影響一定能在準確率上反映出來。第36頁/共57頁二、影響反應時間的因素（一）反應時間受刺激變量的影響（二）反應時間受機體變量影響第37頁/共57頁（一）反應時間受刺激變量影響

在刺激變量中，對反應時間影響比較大的因素有：刺激的不同類型、強度、復雜程度及刺激呈現(xiàn)的方式等。第38頁/共57頁1.因刺激的不同類型而異不同類型的刺激通過特定的通道作用于各個感官，它們的反應時間是不同的。同一感覺道里，刺激的部位不同，反應時間也有差異。第39頁/共57頁表3-6

不同感覺道的反應時間（被試為有訓練的成人）

第40頁/共57頁2.因刺激的強度不同而異對不同強度的1000赫茲純音的反應時間

第41頁/共57頁3.因刺激的復雜程度而異（1）刺激選擇數(shù)目越多，愈復雜；（2）刺激相似程度越低，則愈復雜。顯然，刺激越復雜，反應時間必然越長。第42頁/共57頁（四）因刺激呈現(xiàn)方式不同而異我國心理學家（張鐵忠和沙建英，1987）對雙眼視野不同位置的視覺運動反應時間進行了測定，獲得了表3-10的實驗結果。第43頁/共57頁第44頁/共57頁第45頁/共57頁（二）反應時間受機體變量影響影響反應時間的主要刺激變量如上所述，但外在原因需通過內在條件而起作用，和其他心理現(xiàn)象一樣，反應時間也是以機體的內部狀態(tài)為中介而對外界刺激作出反應的。影響反應時間的機體變量為數(shù)眾多，主要有：機體適應水平、準備狀態(tài)、練習次數(shù)、動機、年齡因素和個別差異、酒精和藥物作用等。第46頁/共57頁1.適應水平適應（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。感受器的適應水平對反應時間有著明顯的影響?；舾ヌm（Hovland，1936）的實驗中，當雙眼對不同的照明適應后，測量了對254公尺燭光的反應時間。刺激是一直徑為20毫米（0.8吋）照明為250支燭光的白色圓塊，觀察距離為30厘米（12吋），五名被試者的平均成績（每人每種條件各測試100次）列于表3－11。第47頁/共57頁這個材料表明，感受器適應水平的變化對反應時間的影響。第48頁/共57頁2.準備狀態(tài)準備狀態(tài)（readiness）是指機體對于某種行為作出的準備情況。被試者在主試者發(fā)出“預備”口令到刺激呈現(xiàn)這段預備時間內的準備狀態(tài)也是影響反應時間的因素之—。在這時距內，被試者處于積極準備狀態(tài)，力求盡快對刺激作出反應。如果預備時間太短，被試者可能來不及準備；如果太長，被試者的準備狀態(tài)又可能出現(xiàn)衰退而延誤反應。第49頁/共57頁許多研究說明，盡管存在個體差異，但最有利的預備時間大約是1.5秒。中村在研究蹲踞式起跑時，把從預備口令到鳴槍的時間間隔分別定為1、1.5和2秒三種，結果發(fā)現(xiàn)間隔時間為1.5秒時，運動員從聽鳴槍到手離地的反應時間最短第50頁/共57頁3.練習次數(shù)在心理實驗中，練習（exercise）是一個控制變量，即一個潛在的自變量。練習與反應時間的關系相當密切。在一定范圍內，練習次數(shù)越多（上百次），反應會越快，反應時間減少的趨勢是逼近一個極限而穩(wěn)定下來。第51頁/共57頁4.動

機動機（motive）是由于人的某種需要所引起的有意識或無意識的行為指向。反應時間實驗中被試者易受某種額外動機的影響。約翰遜（Johnson，1922）的實驗發(fā)現(xiàn)主試者所設計的一些附加動機能使聽覺反應加快。第52頁/共57頁5.年齡因素和個體差異一般認為，自發(fā)育階段至25歲前（青少年階段），反應時間隨年齡增長而減少，起初減得快，以后較慢。戈茨達克（Gottsdamker，1968）在對一組年齡為18～93