实验心理学 第3章 反应时间

第三章第三章反应时间反应时间ReactionTimeReactionTimeReactionTime2主要内容反应时的性质反应时的性质––概念／简史／分类／实验要求／概念／简史／分类／实验要求／––速度－准确性权衡速度－准确性权衡反应时的测量工具反应时的测量工具（自学）（自学）影响反应时的因素影响反应时的因素反应时用于信息加工研究的方法反应时用于信息加工研究的方法––减数法减数法––加因素法加因素法––开窗实验开窗实验本章实验：本章实验：简单反应时／选择反应时测定简单反应时／选择反应时测定一、反应时间的性质一、反应时间的性质ReactionTime4反应时间的概念反应时间的概念反应时间（reactiontime,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.ReactionTime5反应时间的研究简史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。ReactionTime6简单反应时和选择反应时简单反应时和选择反应时简单反应时间（simplereactiontime）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（choicereactiontime）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。ReactionTime7ReactionTime8反应时间实验的要求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ReactionTime9反应时间实验的因变量反应时间实验的因变量基本因变量：基本因变量：––反应速度反应速度（（speedspeed））––反应准确性反应准确性（（accuracyaccuracy））因变量的多元化之价值？因变量的多元化之价值？ReactionTime10自变量因变量2因变量1读图：读图：说出屏幕上的特定数字(出现概率0.2-0.8)，考察出现概率对反应时间的影响。ReactionTime11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。研究者对反应速度与反应准确性之间关系的处理就是速度-准确性权衡。内隐的认知决策速度速度--准确性权衡准确性权衡（speed-accuracytradeoff,SAT）ReactionTime12研究范例研究范例::速度速度--准确性权衡与实验信度准确性权衡与实验信度问题解决中的功能固着现象–邓克（1945）：盒子问题指标：20分钟内解决问题的被试比例–亚当森（Adamson,1952）：盒子问题、螺丝锥问题和回形针问题指标1：20分钟内解决问题的被试比例指标2：被试成功解决问题所花的时间ReactionTime13AdamsonAdamson’’s(1952)s(1952)ReactionTime14速度与准确性权衡实验范式速度与准确性权衡实验范式既然在反应过程中存在认知判断的影响，则可由此提出以下问题：降低反应速度（即延长反应时间）能在多大程度上提高反应准确性？提高反应速度（即缩短反应时间）会在多大程度上降低反应准确性？有没有极限？为了解释这些问题，研究者发展出了速度与准确性权衡实验范式（SAT范式）。ReactionTime15SATSAT范式范式通过控制被试作出反应的时间长短作为自变量，测定在各种时间条件下的反应准确率。进而以反应时间为横坐标，以反应准确率为纵坐标，可得到一条速度与准确率权衡曲线。Wickelgrenetal.（1977）速度与准确率分离技术（略）–请参考：朱滢《实验心理学》p.141-145）ReactionTime160.51234准确率d’R=3.3R=3.3A=4.6A=4.6I=0.55I=0.55参数：I：截距R：准确率随反应时间变化而变化的速率A：准确率的渐进值d’=A[1-e-R(T-1)],TI曲线说明：曲线说明：反应时间和准确率之间的权衡关系在反应时间和准确率之间的权衡关系在加工早期很显著，当接近或达到加工早期很显著，当接近或达到AA值之后，随反值之后，随反应时间延长，准确率变化很小。应时间延长，准确率变化很小。再认提取实验的SAT曲线（Wickelgrenetal.,1977）ReactionTime17反应时间的实际应用反应时间的实际应用应用于心理现象的研究––辨别、联想（强度）、注意的分配、动机的引起辨别、联想（强度）、注意的分配、动机的引起（强度）、知觉的范围（距离）、定向运动（优（强度）、知觉的范围（距离）、定向运动（优势）、感觉强度、心理量表（功能评定）、情绪势）、感觉强度、心理量表（功能评定）、情绪的差异及机制、条件反射（习惯化）、学习与词的差异及机制、条件反射（习惯化）、学习与词的替代等等的替代等等应用于实际领域––工业生产（操作技能）、交通驾驶、体育运动、工业生产（操作技能）、交通驾驶、体育运动、设备设计（人机工程）和科学管理（效率）等实设备设计（人机工程）和科学管理（效率）等实际部门际部门ReactionTime18测量反应时间的仪器（略）测量反应时间的仪器（略）自由落体直尺计时器自由落体直尺计时器单摆微差计时器单摆微差计时器时间描记器时间描记器机械钟表计时器机械钟表计时器电子计时器电子计时器特殊摄影特殊摄影––如：短跑、速滑等竞赛项目计时如：短跑、速滑等竞赛项目计时二、影响反应时间的因素ReactionTime20刺激变量刺激变量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SKIPSKIPReactionTime21感觉道反应时间（毫秒）触觉117～182听觉120～182视觉150～225冷觉150～230温觉180～240嗅觉210～300味觉308～1082痛觉400～1000赫葆源、张厚粲、陈舒永等，1983ReactionTime22lgIRT（毫秒）lgIRT（毫秒）040241390.231651300.428161240.624971180.82188112119391112161101103148采自赫葆源、张厚粲、陈舒永等，1983ReactionTime23刺激选择数目刺激选择数目1122334455反应时间反应时间((毫秒毫秒))187187316316364364343343487487刺激选择数目刺激选择数目667788991010反应时间反应时间((毫秒毫秒))532532570570603603619619622622ReactionTime24ReactionTime25ReactionTime26机体变量机体变量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)——惩罚和奖励都可以提高反应速度，前者尤甚年龄与个别差异：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SKIPSKIPReactionTime27表表不同光适应水平的反应时间不同光适应水平的反应时间适应水平适应水平（呎（呎··烛）烛）200200150150100100505000反应时间反应时间（毫秒）（毫秒）154154146146144144140140131131ReactionTime28觉醒状态对反应时间的影响觉醒状态对反应时间的影响((WelfordWelford,1980;Broadbent,1971;Freeman,1933),1980;Broadbent,1971;Freeman,1933)ReactionTime29动机对反应时的影响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；(实验组1)•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；(实验组2)•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。(控制组)三名有训练的被试虽然都一直在尽快地作出反应，但在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：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；惩罚条件下最快常态条件下最慢；激励条件下次之；惩罚条件下最快。。ReactionTime30年龄组年龄组视反应时视反应时听反应时听反应时平均数平均数标准差标准差平均数平均数标准差标准差青年组青年组2020～～3939岁岁(n(n＝＝5757人人))195.6429.10140.2727.26中年组中年组4040～～5959岁岁(n(n＝＝4242人人))220.2229.47160.3231.35老年组老年组6060岁以上岁以上(n(n＝＝4848人人))246.2948.90182.7845.10洪炜、梁宝勇（洪炜、梁宝勇（19861986）对）对147147名被试名被试的视听反应时测定结果的视听反应时测定结果ReactionTime31酒精、药物对反应时的影响酒精、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。三、反应时间的测定方法ReactionTime33减数法减数法（（subtractivemethodsubtractivemethod））减数法是一种用减数方法将反应时间分解成各个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。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：减数法的反应时实验的逻辑是：如果一种作业包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。种反应时的差即为此心理过程所需的时间。AABBABBCC？？——==ReactionTime34唐得斯反应时ABCA反应时