第03章反应时间 、目的要求 1.了解反应时间的性质和测量反应时间的仪器、方法: 2.掌握影响反应时间的因素: 3.掌握用反应时间分析信息加工的方法。 、讲授内容: (一)反应时间概述 (二)反应时间的测定方法 (三)影响反应时间的因素 (四)测量反应时间的仪器和注意事项 课题导入 反应时间是心理实验中使用最早、应用最广泛的反应变量之 对反应时间的研究最先始于天文学家 Bessel对于人差方程的研究。 最早将反应时间的测量用于心理实验的是荷兰生理学家 Donders 1879年以后,冯特及其学生对反应时间进行了一系列实验研究。 认知心理学兴起后,为了揭示信息加工过程和特点,反应时间的测量也获得 进一步的发展,出现了一些新的研究方法,如相加因素法、开窗实验法、速度 准确率分离技术。 反应时间的性质 (一)反应时间的概念 反应时间是指从刺激的呈现到反应的开始之间的时距。 反应时间也被称为“反应的潜伏期”。 (二)反应时间研究的简史 1796年英国格林尼治天文台公案 Brandly的眼耳法(1820年)、人差方程 1850年 Helmholtz运用反应时间来测定神经传导速度 1868年, Donders发明分离反应时间的实验(反应时间的相减法),分离出 简单反应时、辨别反应时和选择反应时; 1879年及以后,冯特及其学生对反应时间进行了系列研究。其中, Cattell 揭示了选择反应时长于简单反应时的原因一一在反应的准备上不同 20世纪50年代中期以后,认知心理学兴起。认知心理学主张研究认知活动 本身的结构和过程,并把这些过程看作信息加工过程。而任何过程都需要时间
第 03 章 反应时间 一、目的要求： 1．了解反应时间的性质和测量反应时间的仪器、方法； 2．掌握影响反应时间的因素； 3．掌握用反应时间分析信息加工的方法。 二、讲授内容： （一）反应时间概述 （二）反应时间的测定方法 （三）影响反应时间的因素 （四）测量反应时间的仪器和注意事项 课题导入 反应时间是心理实验中使用最早、应用最广泛的反应变量之一。 对反应时间的研究最先始于天文学家 Bessel 对于人差方程的研究。 最早将反应时间的测量用于心理实验的是荷兰生理学家 Donders. 1879 年以后，冯特及其学生对反应时间进行了一系列实验研究。 认知心理学兴起后，为了揭示信息加工过程和特点，反应时间的测量也获得 进一步的发展，出现了一些新的研究方法，如相加因素法、开窗实验法、速度- 准确率分离技术。 一、 反应时间的性质 （一） 反应时间的概念 反应时间是指从刺激的呈现到反应的开始之间的时距。 反应时间也被称为“反应的潜伏期”。 （二）反应时间研究的简史 1796 年英国格林尼治天文台公案； Brandly 的眼耳法（1820 年）、人差方程； 1850 年 Helmholtz 运用反应时间来测定神经传导速度； 1868 年，Donders 发明分离反应时间的实验（反应时间的相减法），分离出 简单反应时、辨别反应时和选择反应时； 1879 年及以后，冯特及其学生对反应时间进行了系列研究。其中，Cattell 揭示了选择反应时长于简单反应时的原因——在反应的准备上不同； 20 世纪 50 年代中期以后，认知心理学兴起。认知心理学主张研究认知活动 本身的结构和过程，并把这些过程看作信息加工过程。而任何过程都需要时间
因而可利用反应时间这一客观指标,来对加工过程进行研究,以揭示信息加工过 程和信息加工的各个阶段 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。 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 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 新的实验技术一—“开窗”实验 Meyer等(1988)速度-准确率分解技术( speed- accuracy decomposition, SAD) (三)简单反应时间和选择反应时间 简单反应时间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 简单反应时间实验: 在一弱光照明的室内,被试端坐在桌前,面对一个屏幕,注视屏幕上的一个 孔(通过这个孔可以呈现灯光)。事先呈现灯光给被试看看,让他熟悉这个刺激。 桌上放一电键,指示被试当他听到预备信号时即将手指放在电键上,当灯光一呈 现就立即按下电键。屏幕后是主试操纵仪器的地方,使用计时器来测量刺激到反 应的时间。 选择反应时间实验: 安排红和绿两种不同的色光刺激,有两个反应键放在被试面前,规定其用左 右手指各放在一个键上,并用右手反应红光,用左手反应绿光,这是选择反应测 量的典型示例。显然,在这一选择时间里包括了被试的辨别和选择活动所花费的 时间,他必须在作出反应之前对不同刺激有所辨别,并作出不同反应的选择 (四)反应时间实验的要求 进行反应时间实验,除了和其他心理实验一样,都要很严格地控制实验条件, 像刺激的强度和刺激持续的时间等等。除此之外,进行反应时间实验硏究,要讲 求策略思想,应严格遵循一定的程序和要求,方能取得预期的效果
因而可利用反应时间这一客观指标，来对加工过程进行研究，以揭示信息加工过 程和信息加工的各个阶段。 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。 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。 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） （三）简单反应时间和选择反应时间 简单反应时间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。 简单反应时间实验： 在一弱光照明的室内，被试端坐在桌前，面对一个屏幕，注视屏幕上的一个 孔（通过这个孔可以呈现灯光）。事先呈现灯光给被试看看，让他熟悉这个刺激。 桌上放一电键，指示被试当他听到预备信号时即将手指放在电键上，当灯光一呈 现就立即按下电键。屏幕后是主试操纵仪器的地方，使用计时器来测量刺激到反 应的时间。 选择反应时间实验： 安排红和绿两种不同的色光刺激，有两个反应键放在被试面前，规定其用左 右手指各放在一个键上，并用右手反应红光，用左手反应绿光，这是选择反应测 量的典型示例。显然，在这一选择时间里包括了被试的辨别和选择活动所花费的 时间，他必须在作出反应之前对不同刺激有所辨别，并作出不同反应的选择。 （四）反应时间实验的要求 进行反应时间实验，除了和其他心理实验一样，都要很严格地控制实验条件， 像刺激的强度和刺激持续的时间等等。除此之外，进行反应时间实验研究，要讲 求策略思想，应严格遵循一定的程序和要求，方能取得预期的效果
1.对被试反应的要求 首先从被试反应要求上看,应避免出现过早反应或其他错误的反应。 防止出现“假反应”的有效措施是在实验中插入侦察试验( detection test),即给预备信号之后并不呈现刺激。 2.选择反应数目 选择反应的数目需要与辨别的刺激数目相等,即有几种反应就要有几种刺 (五)反应时间的因变量 反应时实验中有二个基本因变量(或依变项)( dependent variable),即速 度( speed)和准确性( accuracy)。 反应时间实验中的一个突出问题就是权衡反应速度和反应准确性的相互关 系 人们都有这样的常识,当一个人很快去完成某件事时,他会比慢慢地做某件 事犯更多的错误。反之,如果某人很正确地做某件事时,速度上就会变慢。心理 学家称这种关系为速度-准确性权衡。 帕彻拉( Pachella,1974)的实验结果表明,为了使错误率降低到2%,反 应时将增加100毫秒。 这说明根据速度-准确性权衡,为了减少错误率,反应时间就会延长 影响反应时间的因素 (一)反应时间受刺激变量影响 在刺激变量中,对反应时间影响比较大的因素有:刺激的不同类型、强度 复杂程度及刺激呈现的方式等 1.因刺激的不同类型而异 不同类型的刺激通过特定的通道作用于各个感官,它们的反应时间是不同 的。同一感觉道里,刺激的部位不同,反应时间也有差异 2.因刺激的强度不同而异 表3-7对不同强度的1000赫兹纯音的反应时间 3.因刺激的复杂程度而异 (1)刺激选择数目越多,愈复杂 (2)刺激相似程度越低,则愈复杂。 显然,刺激越复杂,反应时间必然越长。 4.因刺激呈现方式不同而异 我国心理学家(张铁忠和沙建英,1987)对双眼视野不同位置的视觉运动反
1.对被试反应的要求 首先从被试反应要求上看，应避免出现过早反应或其他错误的反应。 防止出现“假反应”的有效措施是在实验中插入侦察试验（detection test），即给预备信号之后并不呈现刺激。 2.选择反应数目 选择反应的数目需要与辨别的刺激数目相等，即有几种反应就要有几种刺 激。 （五）反应时间的因变量 反应时实验中有二个基本因变量（或依变项）（dependent variable），即速 度（speed）和准确性（accuracy）。 反应时间实验中的一个突出问题就是权衡反应速度和反应准确性的相互关 系。 人们都有这样的常识，当一个人很快去完成某件事时，他会比慢慢地做某件 事犯更多的错误。反之，如果某人很正确地做某件事时，速度上就会变慢。心理 学家称这种关系为速度-准确性权衡 。 帕彻拉（Pachella，1974）的实验结果表明，为了使错误率降低到 2％，反 应时将增加 100 毫秒。 这说明根据速度-准确性权衡，为了减少错误率，反应时间就会延长。 二、影响反应时间的因素 （一）反应时间受刺激变量影响 在刺激变量中，对反应时间影响比较大的因素有：刺激的不同类型、强度、 复杂程度及刺激呈现的方式等。 1.因刺激的不同类型而异 不同类型的刺激通过特定的通道作用于各个感官，它们的反应时间是不同 的。同一感觉道里，刺激的部位不同，反应时间也有差异。 2.因刺激的强度不同而异 表 3-7 对不同强度的 1000 赫兹纯音的反应时间 3.因刺激的复杂程度而异 （1）刺激选择数目越多，愈复杂； （2）刺激相似程度越低，则愈复杂。 显然，刺激越复杂，反应时间必然越长。 4.因刺激呈现方式不同而异 我国心理学家（张铁忠和沙建英，1987）对双眼视野不同位置的视觉运动反
应时间进行了测定。 (二)反应时间受机体变量影响 影响反应时间的主要刺激变量如上所述,但外在原因需通过内在条件而起作 用,和其他心理现象一样,反应时间也是以机体的内部状态为中介而对外界刺激 作出反应的。 影响反应时间的机体变量为数众多,主要有:机体适应水平、准备状态、练 习次数、动机、年龄因素和个别差异、酒精和药物作用等。 1.适应水平 适应( adaptation)在此处意指在刺激物的持续作用下,感受器发生的变化 感受器的适应水平对反应时间有着明显的影响。 霍弗兰( Hov land,1936)的实验中,当双眼对不同的照明适应后,测量了 对254公尺烛光的反应时间。刺激是一直径为20毫米(0.8吋)照明为250支 烛光的白色圆块,观察距离为30厘米(12吋),五名被试者的平均成绩(每人 每种条件各测试100次)列于表3-11 2.准备状态 准备状态( readiness)是指机体对于某种行为作出的准备情况 被试者在主试者发出“预备”口令到刺激呈现这段预备时间内的准备状态 也是影响反应时间的因素之一。在这时距内,被试者处于积极准备状态,力求尽 快对刺激作出反应。如果预备时间太短,被试者可能来不及准备;如果太长,被 试者的准备状态又可能出现衰退而延误反应。 许多研究说明,尽管存在个体差异,但最有利的预备时间大约是1.5秒。中 村在研究蹲踞式起跑时,把从预备口令到鸣枪的时间间隔分别定为1、1.5和2 秒三种,结果发现间隔时间为1.5秒时,运动员从听鸣枪到手离地的反应时间最 3.练习次数 在心理实验中,练习( exercise)是一个控制变量,即一个潜在的自变量。 练习与反应时间的关系相当密切。在一定范围内,练习次数越多(上百次),反 应会越快,反应时间减少的趋势是逼近一个极限而稳定下来 4.动机 动机( motive)是由于人的某种需要所引起的有意识或无意识的行为指向 反应时间实验中被试者易受某种额外动机的影响 约翰逊( Johnson,1922)的实验发现主试者所设计的一些附加动机能使听 觉反应加快。 5.年龄因素和个体差异
应时间进行了测定。 （二）反应时间受机体变量影响 影响反应时间的主要刺激变量如上所述，但外在原因需通过内在条件而起作 用，和其他心理现象一样，反应时间也是以机体的内部状态为中介而对外界刺激 作出反应的。 影响反应时间的机体变量为数众多，主要有：机体适应水平、准备状态、练 习次数、动机、年龄因素和个别差异、酒精和药物作用等。 1.适应水平 适应（adaptation）在此处意指在刺激物的持续作用下，感受器发生的变化。 感受器的适应水平对反应时间有着明显的影响。 霍弗兰（Hovland，1936）的实验中，当双眼对不同的照明适应后，测量了 对 254 公尺烛光的反应时间。刺激是一直径为 20 毫米（0.8 吋）照明为 250 支 烛光的白色圆块，观察距离为 30 厘米（12 吋），五名被试者的平均成绩（每人 每种条件各测试 100 次）列于表 3－11。 2.准备状态 准备状态（readiness）是指机体对于某种行为作出的准备情况。 被试者在主试者发出“预备”口令到刺激呈现这段预备时间内的准备状态 也是影响反应时间的因素之—。在这时距内，被试者处于积极准备状态，力求尽 快对刺激作出反应。如果预备时间太短，被试者可能来不及准备；如果太长，被 试者的准备状态又可能出现衰退而延误反应。 许多研究说明，尽管存在个体差异，但最有利的预备时间大约是 1.5 秒。中 村在研究蹲踞式起跑时，把从预备口令到鸣枪的时间间隔分别定为 1、1.5 和 2 秒三种，结果发现间隔时间为 1.5 秒时，运动员从听鸣枪到手离地的反应时间最 短 3.练习次数 在心理实验中，练习（exercise）是一个控制变量，即一个潜在的自变量。 练习与反应时间的关系相当密切。在一定范围内，练习次数越多（上百次），反 应会越快，反应时间减少的趋势是逼近一个极限而稳定下来。 4.动 机 动机（motive）是由于人的某种需要所引起的有意识或无意识的行为指向。 反应时间实验中被试者易受某种额外动机的影响。 约翰逊（Johnson，1922）的实验发现主试者所设计的一些附加动机能使听 觉反应加快。 5.年龄因素和个体差异
一般认为,自发育阶段至25岁前(青少年阶段),反应时间随年龄增长而减 少,起初减得快,以后较慢。 戈茨达克( Gottsdamker,1968)在对一组年龄为18~93岁的成人被试者 的研究中注意到,随着年龄的增长,感觉-运动反应时间逐渐延长。 此外,还有人发现在25岁以后到60岁的一段时间内,反应时间的增长极 为缓慢,但60岁以后反应时间开始有了较大增加 个体差异(或个别差异)指不同个体之间在品质和属性上存在的任何差别。 菲萨尔( Fessard,1926)曾对1000名男性成人被试者作听觉简单反应时间 的测定,结果发现反应时间的均数分配大致上呈常态。但是老年组的变异系数较 显著地高于青年和中年组,说明老年组在感觉-运动反应速度方面存在着较大的 个别差异。 6.酒精及药物的作用 酒精在脑神经系统达到一定浓度时,中枢神经系统逐渐迟钝,对周围情况变 化的反应速度大大下降。如果是酗酒,其反应时间将延长2~3倍,甚至更长, 往往紧急情况已到眼前,还未发现或采取任何措施便已肇事。 例如车速每小时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。 目前,刺激中枢神经的心理杀伤性药剂,大致分三类,即镇静剂、兴奋剂和 致幻剂。镇静剂虽能消除情绪紧张、焦躁、恐惧感,但会使驾驶员肌肉活动能力 下降,并出现睡意,以致反应迟钝。兴奋剂对中枢神经系统的作用与镇静剂作用 相反,它可以消除疲劳,驱逐睡意,改善思维活动力,提高反应速度,但会使各 类职业人员思想麻痹,过高估计自己的能力。致幻剂会使人有时产生幻觉 如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 (一)反应时间的相减法 l、 Donders的3种不同的RT A-反应时间一一简单反应时 B-反应时间一一简单反应时+辨别刺激的时间+选择反应的时间 C-反应时间一一简单反应时间和辨别反应时间; 2、减法法实验 (1) Posner等的短时记忆编码实验
一般认为，自发育阶段至 25 岁前（青少年阶段），反应时间随年龄增长而减 少，起初减得快，以后较慢。 戈茨达克（Gottsdamker，1968）在对一组年龄为 18～93 岁的成人被试者 的研究中注意到，随着年龄的增长，感觉-运动反应时间逐渐延长。 此外，还有人发现在 25 岁以后到 60 岁的一段时间内，反应时间的增长极 为缓慢，但 60 岁以后反应时间开始有了较大增加。 个体差异（或个别差异）指不同个体之间在品质和属性上存在的任何差别。 菲萨尔（Fessard，1926）曾对 1000 名男性成人被试者作听觉简单反应时间 的测定，结果发现反应时间的均数分配大致上呈常态。但是老年组的变异系数较 显著地高于青年和中年组，说明老年组在感觉-运动反应速度方面存在着较大的 个别差异。 6.酒精及药物的作用 酒精在脑神经系统达到一定浓度时，中枢神经系统逐渐迟钝，对周围情况变 化的反应速度大大下降。如果是酗酒，其反应时间将延长 2～3 倍，甚至更长， 往往紧急情况已到眼前，还未发现或采取任何措施便已肇事。 例如车速每小时 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。 目前，刺激中枢神经的心理杀伤性药剂，大致分三类，即镇静剂、兴奋剂和 致幻剂。镇静剂虽能消除情绪紧张、焦躁、恐惧感，但会使驾驶员肌肉活动能力 下降，并出现睡意，以致反应迟钝。兴奋剂对中枢神经系统的作用与镇静剂作用 相反，它可以消除疲劳，驱逐睡意，改善思维活动力，提高反应速度，但会使各 类职业人员思想麻痹，过高估计自己的能力。致幻剂会使人有时产生幻觉。 如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 （一）反应时间的相减法 1、Donders 的 3 种不同的 RT A-反应时间——简单反应时； B-反应时间——简单反应时+辨别刺激的时间+选择反应的时间； C-反应时间——简单反应时间和辨别反应时间； 2、减法法实验 （1） Posner 等的短时记忆编码实验