(精品)4 反应时.ppt

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1、第四章 反应时一、一、反应时的概念反应时的概念n n反应时（反应时（反应时（反应时（reaction timereaction timereaction timereaction time，简称，简称，简称，简称RTRTRTRT）不是指执行反不是指执行反不是指执行反不是指执行反应的时间，而是指应的时间，而是指应的时间，而是指应的时间，而是指刺激施于有机体刺激施于有机体刺激施于有机体刺激施于有机体后到后到后到后到明显反应明显反应明显反应明显反应开始开始开始开始的时间的时间的时间的时间。n n是心理实验中使用最早、应用最广的反应变量之是心理实验中使用最早、应用最广的反应变量之是心理实验中使用最早、

2、应用最广的反应变量之是心理实验中使用最早、应用最广的反应变量之一。一。一。一。n n反应时间也被称为反应时间也被称为反应时间也被称为反应时间也被称为“反应的潜伏期反应的潜伏期反应的潜伏期反应的潜伏期”。n n在反应的潜伏期中包含着感觉器官、大脑加工、在反应的潜伏期中包含着感觉器官、大脑加工、在反应的潜伏期中包含着感觉器官、大脑加工、在反应的潜伏期中包含着感觉器官、大脑加工、神经传入传出所需的时间以及肌肉效应器反应所神经传入传出所需的时间以及肌肉效应器反应所神经传入传出所需的时间以及肌肉效应器反应所神经传入传出所需的时间以及肌肉效应器反应所需的时间。需的时间。需的时间。需的时间。l汽车制造者想知

3、道刹车灯多亮可最大程度地汽车制造者想知道刹车灯多亮可最大程度地减少后面司机减少后面司机 意识到前方正在停车的时间。意识到前方正在停车的时间。该实验中的因变量是什么？该实验中的因变量是什么？答案答案l因变量因变量(被观察变量被观察变量)：刹车灯亮到尾随车司：刹车灯亮到尾随车司机踩刹车踏板之间的时间。机踩刹车踏板之间的时间。做过的练习做过的练习二、反应时的研究简史二、反应时的研究简史n n对反应时的研究最早始于天文学。对反应时的研究最早始于天文学。对反应时的研究最早始于天文学。对反应时的研究最早始于天文学。n n“人差方程人差方程人差方程人差方程”不同观测者所得数据的差异。不同观测者所得数据的差异

4、。不同观测者所得数据的差异。不同观测者所得数据的差异。n n1850185018501850年生理学家年生理学家年生理学家年生理学家HelmholtzHelmholtzHelmholtzHelmholtz运用反应时间来测定神运用反应时间来测定神运用反应时间来测定神运用反应时间来测定神经的传导速度。经的传导速度。经的传导速度。经的传导速度。n n1868186818681868年，荷兰生理学家年，荷兰生理学家年，荷兰生理学家年，荷兰生理学家DondersDondersDondersDonders发明了分离反应时发明了分离反应时发明了分离反应时发明了分离反应时的实验。的实验。的实验。的实验。n n

5、1879187918791879年，年，年，年，WundtWundtWundtWundt及其学生以反应时间为指标进行了及其学生以反应时间为指标进行了及其学生以反应时间为指标进行了及其学生以反应时间为指标进行了一系列得实验研究。一系列得实验研究。一系列得实验研究。一系列得实验研究。n n20202020世纪世纪世纪世纪50505050年代中期之后，认知心理学兴起。年代中期之后，认知心理学兴起。年代中期之后，认知心理学兴起。年代中期之后，认知心理学兴起。三、简单反应时和选择反应时三、简单反应时和选择反应时n n简简单单反反应应时时是是指指给给被被试试呈呈现现单单一一刺刺激激，同同时时要要求求他他们

6、们只只作作单单一一的的反反应应。这这时时，刺刺激激反应之间的时间间隔就是简单反应时。反应之间的时间间隔就是简单反应时。n n选择反应时是根据不同的刺激物，在各种选择反应时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，并执可能性中选择一种符合要求的反应，并执行该反应所需要的时间。行该反应所需要的时间。四、速度准确性权衡（四、速度准确性权衡（1）n n研究者们为了研究人类信息加工的特性，常常把研究者们为了研究人类信息加工的特性，常常把研究者们为了研究人类信息加工的特性，常常把研究者们为了研究人类信息加工的特性，常常把反应时作为指标。其考虑的逻辑是，反应时作为指标。其考虑的逻辑是，反应时

7、作为指标。其考虑的逻辑是，反应时作为指标。其考虑的逻辑是，心理加工过心理加工过心理加工过心理加工过程的复杂性程的复杂性程的复杂性程的复杂性和和和和反应时的长短反应时的长短反应时的长短反应时的长短之间有一种对应关系，之间有一种对应关系，之间有一种对应关系，之间有一种对应关系，即对一个复杂刺激的加工所需时间较长；而对一即对一个复杂刺激的加工所需时间较长；而对一即对一个复杂刺激的加工所需时间较长；而对一即对一个复杂刺激的加工所需时间较长；而对一个简单刺激的加工时间则要短一些。个简单刺激的加工时间则要短一些。个简单刺激的加工时间则要短一些。个简单刺激的加工时间则要短一些。n n然而，反应时实验中除了反

8、应速度之外还有反应然而，反应时实验中除了反应速度之外还有反应然而，反应时实验中除了反应速度之外还有反应然而，反应时实验中除了反应速度之外还有反应准确率问题。准确率问题。准确率问题。准确率问题。四、速度准确性权衡（四、速度准确性权衡（1）n n被试有时会以牺牲准确率为代价去换取反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一个反应速度与反应准确率的标准来指

9、导他的反应。这就是他的反应。这就是反应速度与准确率的权反应速度与准确率的权衡衡（speed-accuracy trade-off,SAT）。四、速度准确性权衡（四、速度准确性权衡（2）lTheiosTheios（19751975）的实验）的实验中，被试所要完成的任中，被试所要完成的任务相当简单，只需说出务相当简单，只需说出呈现在屏幕上的某个数呈现在屏幕上的某个数字。字。l自变量是数字出现的概自变量是数字出现的概率，变化范围在率，变化范围在0.20.2到到0.80.8之间。之间。lTheiosTheios认为，刺激出现认为，刺激出现的概率对反应时没有影的概率对反应时没有影响。响。12345633

10、0340350360反反应应时时（毫毫秒秒）错错误误百百分分数数0.20.30.40.5 0.6 0.70.8反应时反应时错误率错误率刺激呈现概率刺激呈现概率反应时和错误率是刺激呈现概率的函数反应时和错误率是刺激呈现概率的函数五、反应时的影响因素n n（一）刺激变量（一）刺激变量n n（二）机体变量（二）机体变量（一）刺激变量n n刺激的类型刺激的类型 人类各种感觉的反应速度由快到慢的顺序如下：人类各种感觉的反应速度由快到慢的顺序如下：人类各种感觉的反应速度由快到慢的顺序如下：人类各种感觉的反应速度由快到慢的顺序如下：触觉触觉触觉触觉 听觉听觉听觉听觉 视觉视觉视觉视觉 冷觉冷觉冷觉冷觉 温觉

11、温觉温觉温觉 嗅觉嗅觉嗅觉嗅觉 味觉味觉味觉味觉 痛觉痛觉痛觉痛觉117-182117-182117-182117-182，120-182120-182120-182120-182，150-225150-225150-225150-225，150-230150-230150-230150-230，180-240180-240180-240180-240，210-300210-300210-300210-300，308-1082308-1082308-1082308-1082，400-1000400-1000400-1000400-1000n n刺激强度的影响刺激强度的影响n n刺激的复杂程度刺

12、激的复杂程度n n刺激的呈现方式刺激的呈现方式（二）机体变量 影响反应时的机体变量很多，主要有：影响反应时的机体变量很多，主要有：n n适应水平适应水平n n动机动机n n个别差异个别差异六、反应时新法六、反应时新法n n减数法（减数法（subtractive methodsubtractive method）n n加因素法加因素法（additive factors methodadditive factors methodadditive factors methodadditive factors method）n n开窗实验开窗实验（open window experimentopen

13、window experimentopen window experimentopen window experiment）（一）（一）减数法减数法n nDondersDonders受天文学家关于人差方程研究和受天文学家关于人差方程研究和HelmholtzHelmholtz测定神经传导速度研究的影响，测定神经传导速度研究的影响，于于18681868年在其年在其“关于心理过程的速度关于心理过程的速度”一一文中，把心理时间的测定引入心理学，并文中，把心理时间的测定引入心理学，并提出反应时间的相减法。提出反应时间的相减法。唐德斯反应时（DondersDonders ABC of reaction t

14、ime)ABC of reaction time)刺激刺激反应反应唐德斯唐德斯A反应反应刺激刺激反应反应唐德斯唐德斯B反应反应唐德斯唐德斯C反应反应刺激刺激反应反应A反应时反应时C反应时反应时C AB反应时反应时C反应时反应时B C基线时间基线时间选择时间选择时间辨别时间辨别时间（一）（一）减数法减数法n n唐得斯的反应时三成分说（减法反应时法原理）唐得斯的反应时三成分说（减法反应时法原理）唐得斯的反应时三成分说（减法反应时法原理）唐得斯的反应时三成分说（减法反应时法原理）人的反应可分为三类，第一类称为人的反应可分为三类，第一类称为人的反应可分为三类，第一类称为人的反应可分为三类，第一类称为A

15、 A A A反应，只有一反应，只有一反应，只有一反应，只有一个刺激，一个反应，其反应时为简单反应时，又个刺激，一个反应，其反应时为简单反应时，又个刺激，一个反应，其反应时为简单反应时，又个刺激，一个反应，其反应时为简单反应时，又称基线反应时；称基线反应时；称基线反应时；称基线反应时；第二类反应为第二类反应为第二类反应为第二类反应为B B B B反应，有多个刺激，需进行多个反反应，有多个刺激，需进行多个反反应，有多个刺激，需进行多个反反应，有多个刺激，需进行多个反应，其反应时包括简单反应时、辨别反应时和选应，其反应时包括简单反应时、辨别反应时和选应，其反应时包括简单反应时、辨别反应时和选应，其反

16、应时包括简单反应时、辨别反应时和选择反应时；择反应时；择反应时；择反应时；第三类反应为第三类反应为第三类反应为第三类反应为C C C C反应，有多个刺激，只需做一种反反应，有多个刺激，只需做一种反反应，有多个刺激，只需做一种反反应，有多个刺激，只需做一种反应，其反应时包括简单反应时和辨别反应时。基应，其反应时包括简单反应时和辨别反应时。基应，其反应时包括简单反应时和辨别反应时。基应，其反应时包括简单反应时和辨别反应时。基于此，可得出如下算式：辨别反应时于此，可得出如下算式：辨别反应时于此，可得出如下算式：辨别反应时于此，可得出如下算式：辨别反应时=C-A=C-A=C-A=C-A；选择选择选择选

17、择反应时反应时反应时反应时=B-C=B-C=B-C=B-C。反应时反应时ABCn n反应时间的相减法最初是被用来测定某一反应时间的相减法最初是被用来测定某一心理过程所需的时间的。心理过程所需的时间的。n n但是，反过来看，也可以从两种反应时的但是，反过来看，也可以从两种反应时的差数来判定某个心理过程的存在。差数来判定某个心理过程的存在。n n认知心理学正是这样来应用反应时间相减认知心理学正是这样来应用反应时间相减法的。法的。（2）Posner的实验的实验n nPosnerPosnerPosnerPosner等曾设计过一个实验，运用反应时相减法来证实，等曾设计过一个实验，运用反应时相减法来证实，

18、等曾设计过一个实验，运用反应时相减法来证实，等曾设计过一个实验，运用反应时相减法来证实，短时记忆的信息除听觉编码之外，是否还存在视觉编码的短时记忆的信息除听觉编码之外，是否还存在视觉编码的短时记忆的信息除听觉编码之外，是否还存在视觉编码的短时记忆的信息除听觉编码之外，是否还存在视觉编码的问题。问题。问题。问题。n n他们在实验中安排了两种材料：一种是形同音同的两个字他们在实验中安排了两种材料：一种是形同音同的两个字他们在实验中安排了两种材料：一种是形同音同的两个字他们在实验中安排了两种材料：一种是形同音同的两个字母如母如母如母如AAAAAAAA；另一种是形状不同但读音相同的两个字母如；另一种是

19、形状不同但读音相同的两个字母如；另一种是形状不同但读音相同的两个字母如；另一种是形状不同但读音相同的两个字母如AaAaAaAa。n n并安排了两种呈现方式：一种是同时呈现；另一种是继时并安排了两种呈现方式：一种是同时呈现；另一种是继时并安排了两种呈现方式：一种是同时呈现；另一种是继时并安排了两种呈现方式：一种是同时呈现；另一种是继时呈现，时间间隔为呈现，时间间隔为呈现，时间间隔为呈现，时间间隔为0.5s0.5s0.5s0.5s、1s1s1s1s和和和和2s2s2s2s。n n要求被试判定所呈现的两个字母是否相同并按键反应，记要求被试判定所呈现的两个字母是否相同并按键反应，记要求被试判定所呈现的

20、两个字母是否相同并按键反应，记要求被试判定所呈现的两个字母是否相同并按键反应，记录反应时间。录反应时间。录反应时间。录反应时间。n n在这两种情况下，正确反应都是在这两种情况下，正确反应都是在这两种情况下，正确反应都是在这两种情况下，正确反应都是“相同相同相同相同”。Posner的实验的实验结果结果Posner的实验的实验结论结论n n应用减法反应时间的方法，证明了某些短时记忆的信息加工，可有视觉和听觉编码两个连续阶段。3.对减数法的评价对减数法的评价n n认知心理学常用减数法反应时实验提供的认知心理学常用减数法反应时实验提供的数据来推论其背后的信息加工过程数据来推论其背后的信息加工过程n n

21、弱点：要求试验者对实验任务引起的刺激弱点：要求试验者对实验任务引起的刺激与反应之间一系列心理过程要有比较精确与反应之间一系列心理过程要有比较精确的预测，并且要求相减的任务中共有的心的预测，并且要求相减的任务中共有的心理过程要严格匹配，这一般是很难做到的。理过程要严格匹配，这一般是很难做到的。这在一定程度上限制了减数法实验的使用。这在一定程度上限制了减数法实验的使用。（二）加因素法（二）加因素法n nSternbergSternbergSternbergSternberg（1969196919691969）发展了）发展了）发展了）发展了DondersDondersDondersDonders的减

22、数法反应的减数法反应的减数法反应的减数法反应时逻辑，提出了加法法则，即加因素法。时逻辑，提出了加法法则，即加因素法。时逻辑，提出了加法法则，即加因素法。时逻辑，提出了加法法则，即加因素法。不是对不是对不是对不是对减数法反应时的否定，而是减数法的发展和延伸减数法反应时的否定，而是减数法的发展和延伸减数法反应时的否定，而是减数法的发展和延伸减数法反应时的否定，而是减数法的发展和延伸。n n加因素法的基本前提（主要假设）：加因素法的基本前提（主要假设）：加因素法的基本前提（主要假设）：加因素法的基本前提（主要假设）：人的信息加人的信息加人的信息加人的信息加工是系列进行的工是系列进行的工是系列进行的工

23、是系列进行的而不是平行发生的。而不是平行发生的。而不是平行发生的。而不是平行发生的。（二）加因素法（二）加因素法(p.208)(p.208)n n相加因素法的逻辑：如果两个因素的效应是相互相加因素法的逻辑：如果两个因素的效应是相互相加因素法的逻辑：如果两个因素的效应是相互相加因素法的逻辑：如果两个因素的效应是相互制约的，即一个因素的效应可以改变另一个因素制约的，即一个因素的效应可以改变另一个因素制约的，即一个因素的效应可以改变另一个因素制约的，即一个因素的效应可以改变另一个因素的效应，那么这两个因素只作用于同一个信息加的效应，那么这两个因素只作用于同一个信息加的效应，那么这两个因素只作用于同一

24、个信息加的效应，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，即工阶段；如果两个因素的效应是分别独立的，即工阶段；如果两个因素的效应是分别独立的，即工阶段；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可以相加，那么这两个因素各自作用于不同的加可以相加，那么这两个因素各自作用于不同的加可以相加，那么这两个因素各自作用于不同的加工阶段。工阶段。工阶段。工阶段。（二）加因素法（二）加因素法n n该法所侧重的，不是区分每个加工阶段的时间，该法所侧重的，不是区分每个加工阶段的时间，该法所侧重的，不是区分每个加工阶段的时间，该法所侧重的，不是区分

25、每个加工阶段的时间，而是而是而是而是辨认加工的顺序辨认加工的顺序辨认加工的顺序辨认加工的顺序并并并并证实不同阶段的存在证实不同阶段的存在证实不同阶段的存在证实不同阶段的存在。3.加因素法的应用（三）开窗实验l开窗实验的优点引人注目，但也存在一些问题开窗实验的优点引人注目，但也存在一些问题n n前面的三种方法，都应要求被试在保证反前面的三种方法，都应要求被试在保证反应正确的前提下，尽快作出反应。一个实应正确的前提下，尽快作出反应。一个实验的反应时数据的收集也应限于正确的反验的反应时数据的收集也应限于正确的反应，并将错误的反应排除。应，并将错误的反应排除。对反应时新法的小结对反应时新法的小结七、反

26、应时测量的应用七、反应时测量的应用n n（一）人才选拔中的反应时测量（一）人才选拔中的反应时测量1.1.言语（联想）反应时间测试言语（联想）反应时间测试言语（联想）反应时间测试言语（联想）反应时间测试2.2.复杂反应时的测试复杂反应时的测试复杂反应时的测试复杂反应时的测试n n（二）工程设计中的反应时测量（二）工程设计中的反应时测量n n（三）交通领域中的反应时测量（三）交通领域中的反应时测量1.言语（联想）反应时测试言语（联想）反应时测试l是指通过视觉或听觉通道给被试呈现一个语词是指通过视觉或听觉通道给被试呈现一个语词刺激并同时开始计时，被试接受到刺激后尽快刺激并同时开始计时，被试接受到刺激

27、后尽快地作地作自由联想自由联想或或控制联想控制联想，并通过麦克风报告，并通过麦克风报告联想到的语词，计时装置即停止计时。联想到的语词，计时装置即停止计时。（keywords：视觉或听觉通道；语词刺激；自由联想或：视觉或听觉通道；语词刺激；自由联想或控制联想）控制联想）1.言语（联想）反应时测试言语（联想）反应时测试n材料与呈现：实验前准备好词单，设计好语词呈现的材料与呈现：实验前准备好词单，设计好语词呈现的方法和顺序（要根据实验条件而定），可主试读（放录方法和顺序（要根据实验条件而定），可主试读（放录音机）、光电速示仪、电脑显示器或耳机呈现。音机）、光电速示仪、电脑显示器或耳机呈现。n被试的反

28、应操作与计时：按要求完成联想反应，记录被试的反应操作与计时：按要求完成联想反应，记录反应时间反应时间n实验设备与操作：采样率较高的录音笔和较好语音分实验设备与操作：采样率较高的录音笔和较好语音分析软件。析软件。n实验结果的分析：对反应时、反应的内容，反应词语实验结果的分析：对反应时、反应的内容，反应词语的质量，及其反应词语中表现出来的知识范围、情绪状的质量，及其反应词语中表现出来的知识范围、情绪状态等方面进行分析。态等方面进行分析。2.复杂反应时的测试复杂反应时的测试l追踪反应时间：当刺激数量不止一个，要求被试作快追踪反应时间：当刺激数量不止一个，要求被试作快速跟踪反应，即当某一个刺激出现时被

29、试就尽快作出速跟踪反应，即当某一个刺激出现时被试就尽快作出与该刺激相对应的反应，而被试事先并不知道哪一个与该刺激相对应的反应，而被试事先并不知道哪一个刺激会出现。刺激会出现。l综合反应时间：是许多实践领域都有要求的一项指标，综合反应时间：是许多实践领域都有要求的一项指标，需要被试快速作出反应，而要达到快速反应被试必须需要被试快速作出反应，而要达到快速反应被试必须具有良好的手脚协调性。具有良好的手脚协调性。（二）工程设计中的反应时测量（二）工程设计中的反应时测量l反应时间也属于工程心理学反应时间也属于工程心理学（engineering engineering psychologypsycholo

30、gy）或人因工程学或人因工程学（ergrgonomicsergrgonomics）研究研究中的基本技术。如利用测量反应时间对人机系中的基本技术。如利用测量反应时间对人机系统的设计进行评估，根据在特定条件下人的反统的设计进行评估，根据在特定条件下人的反应速度的有限性进行人机系统设计等。应速度的有限性进行人机系统设计等。l刺激反应相容性（刺激反应相容性（stimulus-response stimulus-response compatibility,SRCcompatibility,SRC）是指人在对刺激进行加是指人在对刺激进行加工过程中表现出来的一种现象，是工程心理研工过程中表现出来的一种现象

31、，是工程心理研究最核心的问题。当一定的刺激和反应匹配会究最核心的问题。当一定的刺激和反应匹配会产生较好较快的结果时，这样的刺激反应匹产生较好较快的结果时，这样的刺激反应匹配就具有了相容性。配就具有了相容性。l人因限制问题：人受到生理和心理资源的限制，人因限制问题：人受到生理和心理资源的限制，其反应速度有限。虽然可以通过人机系统匹配其反应速度有限。虽然可以通过人机系统匹配性的提高来提高操作者的反应速度，但这种改性的提高来提高操作者的反应速度，但这种改进和提高必然有限。要研究在各种特定情境中进和提高必然有限。要研究在各种特定情境中人的反应速度极限，以便在系统识记和参数设人的反应速度极限，以便在系统

32、识记和参数设置时防止操作人员的负荷超载。置时防止操作人员的负荷超载。（三）交通领域的反应时间测量（三）交通领域的反应时间测量l1.道路设计与各种信标配置道路设计与各种信标配置l2.疲劳测试与告警疲劳测试与告警l3.驾驶员的测试与培训驾驶员的测试与培训1.道路设计与各种信标配置道路设计与各种信标配置l路标的可懂度、设计的大小、颜色、背景、安路标的可懂度、设计的大小、颜色、背景、安置位置等开展研究，研究中可以将反应时间作置位置等开展研究，研究中可以将反应时间作为重要的反应变量。为重要的反应变量。2.疲劳测试与告警疲劳测试与告警l肌肉的紧张度与反应时间有关，肌肉的紧张程肌肉的紧张度与反应时间有关，肌

33、肉的紧张程度可以作为疲劳的指标。度可以作为疲劳的指标。l肌肉的肌电可以作为疲劳或觉醒的一种指标，肌肉的肌电可以作为疲劳或觉醒的一种指标，从而可以根据肌电水平发出警戒信号，预防在从而可以根据肌电水平发出警戒信号，预防在某些操作中由于瞌睡导致的不能正常工作或者某些操作中由于瞌睡导致的不能正常工作或者事故。事故。3.驾驶员的测试与培训驾驶员的测试与培训l反应时间与个体的神经活动类型和个性特征关反应时间与个体的神经活动类型和个性特征关系密切，有些个体不适合开车。目前我国驾照系密切，有些个体不适合开车。目前我国驾照考试还缺少必要的心理测试成分。考试还缺少必要的心理测试成分。l对驾驶员的培训：应激反应的训练、全面提高对驾驶员的培训：应激反应的训练、全面提高驾驶员的整体心理素质，包括责任心。驾驶员的整体心理素质，包括责任心。