第四章反应时课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章,反应时,1,反应时的研究历史,2,反应时研究的基本问题,3,反应时新法,4,反应时研究的新进展,反应时,（,reaction time,，,RT,）,可以说是心理学,中最常用的反应变量之,，它,不是,指执行反应的时间，,而是,指刺激施于有机体之后到明显反应开始所需要的时,间。,它包含以下几个时段：,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。,1,反应时的研究历史,一、反应时研究的开端,在天文学上的研究历史,人差方程（,personal equation,）,不同观测者所得数据的差异。,二、反应时在心理学中的研究历史,第一,阶段,(1850-1969),:,唐德斯反应时,ABC,时期,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。,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。,第二阶段,(1969-),：,反应时研究的新时期,斯腾伯格（,Sternberg,，,1969,）提出了加因素法之后,三、反应时测量的发展,（一）刺激呈现与反应装置,（二）计时装置,简单机械计时器,-,复杂机械计时器,-,电子计时装置,微差计时原理图,记纹鼓和它的时间画迹图,反应画记,时间标尺,刺激画记,2,反应时研究的基本问题,一、简单反应时和选择反应时,（一）简单反应时,（,simple reaction time,）,给被试呈现单一的刺激，同时要求他们只作单一的反应，这时,刺激反应之间的时间间隔就是反应时。,1.,听觉简单反应时,（,1,）,在听觉简单反应时任务中，研究者通过耳机向被试呈现声音信号，并要求被试一听到信号，就尽快地按某一反应键。,（,2,）,生物墙：,是一种人类能力的限制，它根源于人类有机体的特性,感官、脑以及肌肉工作的特性。,听觉：,100,毫秒,（,3,）简单反应时感官换能、神经传导、大脑加工和肌肉运动的时间总和,2,视觉简单反应时,和听觉简单反应时相比，,视觉简单反应时较长,，其原因在于,感官换能时间较长。,不同感觉通道的简单反应时,感觉通道,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,注：被试为训练有素的成人,（采自赫葆源、张厚粲和陈舒永等，,1983,）,（二）选择反应时,（,choice reaction time,）,根据不同的刺激物，而在多种反应方式中选择符合要求的，并执行反应所需要的时间。,1.,选择反应时的研究,唐德斯（,1868,）,A-,反应时间：,S1R1,B-,反应时间：,S1R1,S2R2,C-,反应时间：,S1R1,S2,刺激,反应,S1,R1,S1,刺激,反应,R1,S2,R2,刺激,反应,S1,R1,S2,A,反应时,C,反应时,C,A,B,反应时,C,反应时,B,C,基线时间,辨别时间,选择时间,二、速度准确性权衡,（,speed-accuracy trade off,）,反应时实验中的一个突出问题就是反应速度和反应准确性间的,反向关系，这使得我们必须在它们之间作出权衡。,（一）,SAT,例证,1.,泰奥斯（,Theios,，,1975,）实验,呈现视觉刺激,:,数字，每次出现一个数字。,被试任务,:,只需对某一特定的数字作出反应，对其他数字不反应。,自变量,:,数字出现的概率，概率的变化范围是,0.2,0.8,。,结果：（左）,2.,奈特和坎特威茨（,Knight,Kantowitz,，,1974,）实验,自变量,:,间隔刺激,因变量：一是反应时，二是反应错误率。,结果：（右）,反应时,（毫秒）,错误百分率,0.8,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0,1,2,3,4,5,6,330,340,350,360,0.2,0.5,0.8,反应时,错误百分率,刺激间距,1.Duncker,（,1945,）功能固着问题,三种实验条件：,（,1,）控制条件，三个盒子是空的，它和大头针、火柴以及蜡烛,等实验材料一起摆放在桌子上；,（,2,）功能固着条件，三个盒子里分别装有大头针、火柴和蜡烛；,（,3,）中性物条件，三个盒子里分别装有与实验无关的钮扣等其,他与问题解决无关的物品。,条件,盒子所材料,解决问题人数,(n-7),控制条件,功能固着条件,中性条件,空盒,盒子里装着蜡烛、火柴和大头钉,盒子里装着无关的材料（钮扣等）,7,（,100,）,3,（,43,）,1,（,14,）,（二）,SAT,与实验信度,Adamson,认为,Duncker,的实验未考虑,速度准确性权衡,问题,：盒子问题、回形针问题和螺丝锥问题。,自变量,（,2,水平）：功能固着条件下有经验的被试,控制条件下的无经验的的被试,每个被试组为,26,29,人。,因变量指标,：一,20,分钟内能解决问题的被试的百分率；,二 被试成功解决问题所花费的时间。,结果,：,对于盒子问题而言，在控制条件下，有,86,的被试解决了问题，,而在功能固着条件下，只有,41,的被试解决了问题，这一点和邓克,的实验结果一致。,然而，几乎所有的被试都解决了回形针问题和螺丝锥问题。,Adamson,推翻了,Duncker?,三、影响反应时的其他因素,（一）刺激变量,刺激的强度、复杂程度等,（二）机体变量,适应水平,动机,个体差异,3,反应时新法,一、减数法,（,subtractive method,）,（一）原理,又称唐德斯反应时,ABC,（,Donders ABC of reaction time,）或唐德斯三成分说，,是一种用减法方法将反应时分解成各个成分，然后来分析信息加工过程的方法。,由唐德斯首先提出的，故又称唐德斯减数法,。,实验逻辑：,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。,A-,反应时间：,S1R1,B-,反应时间：,S1R1,S2R2,C-,反应时间：,S1R1,S2,刺激,反应,S1,R1,S1,刺激,反应,R1,S2,R2,刺激,反应,S1,R1,S2,A,反应时,C,反应时,C,A,B,反应时,C,反应时,B,C,基线时间,辨别时间,选择时间,（二）减数法的应用,1.,证明心理旋转存在的实验,心理旋转（,mental rotation,）指单凭心理运作将所知觉之对,象予以旋转，从而获得正确知觉经验的心理历程。,正的,0,R,60,R,120,R,180,R,210,R,300,R,反的,0,60,120,180,210,300,条 件：,R,R,无进一步的信息,仅提示“正”或“反”,仅提示倾斜度,分别提示正、,反和倾斜度,同时提示正、,反和倾斜度,进一步的信息：,测验：,R,R,R,R,R,R,刺激在顺时针方向倾斜的度数,平均反应时间（毫秒）,60,0,180,120,360,300,240,600,700,1000,1100,400,500,800,900,无提示,提示正、反,提示倾斜度,分别提示正、,反和倾斜度,同时提示正、,反和倾斜度,2.,证明短时记忆视觉编码的实验,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：,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,。,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”。,结果,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。,二、加因素法,（,additive factors method,）,（一）加因素法的原理,斯腾伯格认为，,人的信息加工过程是系列进行。在加因素法反,应时间的实验中，研究者通常认定，完成一个作业所需的时间是这,一系列信息加工阶段分别需要的时间总和。,实验逻辑：,如果两个因素的效应是互相制约的，那么这两个因,素只作用于同一个信息加工阶段；而如果两个因素的效应是分别独,立的，即可以相加，那么这两个因素是各自作用于不同的加工阶段。,也就是说，加因素法假设：如果两个因素有交互作用，那么它,们是作用于同一个加工阶段的；而如果两个因素不存在交互作用，,那么它们则作用于不同的加工阶段。,（二）加因素法的应用,Sternberg,在进行一系列的实验研究的基础上，确定了对短时记忆信息提取过程有独立作用的四个因素：,刺激的质量（清晰和不清晰）（左）,识记项目的数量（记忆集大小）（右）,反应的类型（肯定的或否定的）（左）,反应类型的相对频率（右）,根据实验中发现的这四个独立因素，斯腾伯格认为,短时记忆信息提取过程包含相应的四个独立加工阶段，,即刺激编码阶段、顺序比较阶段、二择一的决策阶段和,反应组织阶段。,记忆表中项目的数量,3,5,1,2,4,6,400,450,500,550,600,X,反应时（毫秒）,Y,400,450,500,550,600,X,反应时（毫秒）,Y,完整、清晰,残缺、模糊,刺激质量,清晰度和项目数对反应时的影响,（采自,Sternberg,，,1969,）,项目数对反应时的影响,（采自,Sternberg,，,1969,）,back,Y,反应,N,反应,反应种类,400,450,500,550,600,反应时（毫秒）,n=1,n=2,n=4,频率,.25,.50,.75,400,450,500,550,600,反应时（毫秒）,0,N,反应,Y,反应,反应种类和项目数对反应时的影响,（采自,Sternberg,，,1969,）,频率和反应种类对反应时的影响,（采自,Sternberg,，,1969,）,back,识记,项目,编码,测试,项目,编码,顺序比较,决策,反应组织,反 应 时,测试项目,的质量,识记项目,的数量,反应,类型,反应类型的,相对频率,back,（三）开窗实验,（,open window experiment,）,汉米尔顿（,Hamilton,，,1977,）和霍克基（,Hockey,，,1981,）,看第一个字母,出 声,转 换,看第二个字母,将转换结果储存,被试按键,转换,开始,转换,结束,被试再按键,编码阶段,转换阶段,储存阶段,第一个字母加工的反应时间,“,开窗”实验：字母转换作业的,3,个阶段,4,反应时研究的新进展,一、序列反应时,（,serial reaction time,，,SRT,）,以反应时作为反应指标，以序列规则下的操作成绩和随机序列,下的操作成绩之差来表示内隐学习的学习量。,（一）,SRT,的基本程序和原理,以反应时为指标，整个实验过程十分类似一个选择反应时,实验：处于不同空间位置的视觉刺激分别对应不同的反应键，,每次呈现一个视觉刺激，被试按相应键尽快予以反应，该刺激,随即消失，短暂的时间间隔后出现下一个视觉刺激。,SRT,特点,:,整个实验中刺激的呈现序列是有规律的。,【,例,】,尼森，比勒姆（,1987,）实验：,屏幕上从左到右的四个位置依次被设定为位置,1,、,2,、,3,、,4,，,每个位置都对应着一个按键。,视觉刺激是一个星状图形，并按固定的位置序列,（,4-2-3-1-3-2-4-3-2-1,）呈现。固定序列循环,6,10,次构成一个组段。,在实验前，,被试只被告知将要进行的是反应时测试，他们不知道在,任务中刺激是按某个固定但不