第四章 实验心理学反应时间

null第四章 反应时间第四章 反应时间一、反应时间的概述：概念和研究简史 二、反应时间的测定 减法反应时 加法反应时 开窗实验 反应时间的速度与准确性的权衡 反应时间作为因变量的优越性 三、影响反应时间的因素 四、测量反应时间的注意事项一、反应时间的概述一、反应时间的概述反应时间（reaction time, RT）是心理实验中使用最早、应用最广的反应变量之一。 反应时间是指从刺激的呈现到反应的开始之间的时距。刺激的神经传导过程刺激的神经传导过程感受器 感觉神经 中枢 运动神经 效应器null反应并不能在给予刺激的同时就发生。 刺激的呈现引起一种过程的开始，此过程在机体内部的进行是潜伏的，直至此过程到达肌肉这一效应器时，才产生一种外显的、对环境的效应为止。因而，反应时间往往也被称为“反应的潜伏期”。 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需的时间，其中大脑加工所消耗的时间最多。 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：反应时相减法 20世纪50年代中期之后，认知心理学兴起。 1969年，Sternberg 反应时间的相加因素法 Hamilton 、Hockey等的开窗技术 1988 Meyer的速度-准确性分解技术二、反应时间的测定方法二、反应时间的测定方法反应时相减法（减法反应时） 相加因素法（加法反应时） 开窗实验1、减法反应时1、减法反应时 Donders受天文学家关于人差方程研究和Helmholtz测定神经传导速度研究的影响，于1868年在其“关于心理过程的速度”一文中，把心理时间的测定引入心理学，并提出反应时间的相减法。理论假设理论假设假设一：所安排的两种作业中的一种作业包含另一种作业所没有的某个特定的心理过程，而在其他方面都相同 假设二：一种作业的性质和持续时间同另一作业的性质和持续时间互不影响 这样，这两个作业的反应时间之差就是完成那个特定的心理过程所用的时间nullDonders首先测定3种不同的反应时间： A-反应时间：S1→R1 简单反应时 B-反应时间：S1→R1 选择反应时 S2→R2 C-反应时间：S1→R1 辨别反应时 S2nullC−AC反应时B−Cnull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。 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。 认知心理学正是这样来应用反应时间相减法的。null减法反应时间的实验当时受到内省心理学家的攻击。 当一个训练有素的内省者进行Donders反应时，他们注意到C反应的感受不像是一个A反应加上其他的什么东西，B反应也不像是C反应加上别的什么，而是觉得三种反应均不相同。应用 Posner的实验应用 Posner的实验Posner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问题。 实验材料：如AH AA Ab Aa。 被试任务：判断字母对是否为同一字母（意义） 他们将实验中两种材料的结果检出：一种是形同音同的两个字母如AA；另一种是形状不同但读音相同的两个字母如Aa。 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0.5s、1s和2s。 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。 在这两种情况下，正确反应都是“相同”。null同时呈现 AA：字形匹配 Aa：字形匹配+命名匹配 继时呈现： AA：字形匹配+命名匹配 Aa：字形匹配+命名匹配Posner的实验结论Posner的实验结论 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。null实验逻辑：安排两种反应作业，其中一个作业包含另一个作业所没有的一个加工阶段，并且在其他方面都相同，从这两个反应时间之差来判定此加工阶段的时间 批评：未必总是能够比较容易地将各个加 工阶段区分开来 增加或减少某些加工阶段而不影响其他的加工阶段不总是成立2、Sternberg的相加因素法2、Sternberg的相加因素法理论假设：完成一个作业所需时间是一系列信息加工阶段分别所需时间的总和。如果两个因素的效应是相互制约的，那么这两个因素只作用于同一个信息加工过程；如果两个因素的效应是分别独立的，那么这两个因素各自作用于不同的加工阶段。 侧重的不是区分每个阶段的加工时间，而是辨别认知加工的顺序，并证实不同加工阶段的存在。 当探索到有独立效应的两个因素时，就可以区分不同的加工阶段。基本实验基本实验识记：5 8 7 3（相继呈现，4*1.2s） 全部呈现之后，过2s，再呈现一个数字 测试： 8 yes 或 6 no 自变量：测试项目的质量（好与坏） 识记项目的数量（1-6） 反应的类型（y & n） 反应类型的相对频率nullnullRT=e+cN+d RT=cN+(e+d) null加法和减法反应时间技术难以直接得到某个特定加工阶段所需要的时间，而需要间接地通过比较才能得到，并且加工阶段的存在也要通过严密的推理才能被确认3、“开窗”实验实验逻辑实验逻辑一个复杂的加工过程往往由若干个具体的加工阶段组成；如果能够直接地测量每个加工阶段所需要的时间，那我们就可以得到整个过程所需要的时间null实验过程： 如：呈现 A+3 即要求 “D” 呈现 KEC+4 即要求报告 “ OIG ” 要求被试出声思考 几个字母相继呈现，由被试按键自行控制。字母转换作业过程示意图字母转换作业过程示意图null优点：通过对字母转换作业的分析，可以把每一种认知加工成分所经历的时间都比较直接的估计出来 问题：可能在后一个加工阶段出现对前一个加工阶段的复查；在后面字母的储存阶段还会包含对前面字母转换结果的提取和整合；难以在最后和反应组织区分开来。null对于任何一个反应时实验，应要求被试在保证反应正确的前提下，尽快做出反应 实验数据的采集应限于正确的反应反应时间的速度与准确性的权衡反应时间的速度与准确性的权衡研究者们为了研究人类信息加工的特性，常常把反应时间作为指标。其考虑的逻辑是，心理加工过程的复杂性和反应时间的长短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；而对一个简单刺激的加工时间则要短一些。 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。 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。这就是反应速度与准确率的权衡（speed-accuracy trade-off, SAT）。反应时的速度与准确率分离技术反应时的速度与准确率分离技术Mayer速度与准确率分离技术（Speed-Accuracy Decomposition Technique）SAD技术 可以把反应过程中的准确率和反应时分布分别描述，由两部分组成： 滴定的反应时程序TRT 平行精细的猜测模型PSG滴定的反应时程序TRT滴定的反应时程序TRT普通试验：保证准确率的前提下尽快反应，目的：建立一个具有高准确率的反应阈值 信号试验：刺激呈现后不同时间间隔出现一个信号，觉察到信号后尽快反应，允许猜测。 两类试验混合进行平行精细的猜测模型PSG平行精细的猜测模型PSG这是一个理论模型 假定有两个平行的加工过程：正常加工过程和猜测加工过程，两过程的持续时间都是随机独立的，平行互不干涉的。两个加工过程相互竞争。 如果猜测加工过程先于正常加工过程完成，则所观察到的反应时间和准确率就是由猜测加工过程的持续时间和输出来决定的。反之，则由正常加工过程来决定。 求出猜测加工过程的反应时间和准确率null普通实验tn=正常加工tr 信号实验ts=min(tn,tgs) tgs：猜测加工 猜测加工所用时间 猜测加工过程的准确率三、影响反应时间的因素三、影响反应时间的因素1、反应时间与刺激变量 不同刺激类型 刺激物理特征 刺激的时间特性以及空间特性 刺激的复杂程度 刺激呈现的位置null2、反应时间与机体变量 反应时间与机体的适应水平 反应时间与被试的准备状态 反应时间与额外动机 反应时间与被试的年龄 反应时间与练习 个体差异与反应时间 null3、环境因素 4、来自实验仪器的因素 5、反应过程中的心理不应期 另外，选择反应时与刺激的数量以及差异程度有关四、测量反应时间的注意事项四、测量反应时间的注意事项避免过早的反应以及其他错误的反应 “假反应”——“侦察实验” 在B反应中，反应数目要和刺激数目相等