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第四章 反应时间 第一节 反应时间概述(理解) 第二节 反应时间的测定方法(掌握) 第三节 影响反应时的因素(掌握) 第四节 最新研究实例 第一节 反应时间概述(理解) 一、反应时间的概念 反应时间(或反应时)(简称 RT):刺激施于 有机体之后到明显反应开始所需要的时间。 也被称为反应的潜伏期。 二、反应时间的研究简史 1、Bessel的人差方程。 BA=1.22s (B:贝塞尔的反应时间;A:阿格兰德的反应时间) 人差方程式反映了观察者之间的个体差异。 2、Helmholtz测定蛙的运动神经传导速度。 历史上第一个反应时实验。 3、Donders的分离反应时间的实验 4、Wundt 和Cattell 5、认知心理学的进一步研究 6、速度准确率分离技术(SAD) 三、反应时间的应用 1、在工业生产中,要能提高工作效率,节省人力 ,就需要研究操作动作分析的科学工作方法。 2、在交通运输行业中,反应时间对于交通驾驶员来 说是非常重要的,过慢或有时过快的反应,都可能 导致事故的发生。 实验表明,汽车驾驶员需要快煞车时,平均要花500毫秒,其 中约有一半的时间是属于反应时间本身,另一半是将脚从加 速器移到煞车踏板的活动消耗了。如果司机的反应延长了0.1 秒,车速仅为30公里/时,汽车还是要往前多行近1米。 3、自动化设备的设计需要反应时间研究提供必要的参 数和要求。 4、在体育运动上 第二节 反应时间的测定方法 一、反应时间的相减法(Donders反应时 ABC) 1、实验逻辑 指一种用减数方法将总的反应时间分解成各个 成分,然后分析不同成分信息加工过程的方法。 |即安排两种反应时作业,其中一种作业包含另 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,从这两个作业 之差判断与此相应的加工阶段。 2、实验原理 (1)、A反应时间(A-reaction time) 一个反应对应于一个刺激,刺激出现立即对其作出反应。 (2)、B反应时间(B-reaction time) 多个反应,各自对应于事先所规定 的的那个刺激进行反应,此时测得 的反应时间,其中包括简单反应时 间、辨别刺激的时间和选择反应的 时间。 B-反应时间=简单反应时辨别刺激的时间 刺激 反应 刺激 反应 选择反应的时间 (3)、C反应时间(Creaction time) 又称辨别反应 一个反应,仅对应于多个刺激中的 那个事先规定的刺激进行反应,而 对其他其他刺激则呈现不反应。 C-反应时间=简单反应时间辨别反应时间 刺激 反应 Donders相减法图解 3、相减法的实验举例 (1)Posner等的短时记忆视觉编码实验 实验目的:Posner等人试图探讨短时记忆的信息 除听觉编码之外,是否还存在视觉编码。 实验材料 两种呈现方式:同时呈现 形同音同的两个字母AA 形状不同但读音相同的两个字母Aa 继时呈现(0.5s、1s 、2s) n要求被试判定所呈现的两个字母是否相同并用按 键反应。记录反应时间。 AA Aa AA Aa 实验结果: 同时呈现时, AA的反应时小于Aa的反应时。 相继呈现时,随着两个字母的间隔时间增加, AA 对的反应时急剧增加,而Aa对的反应时却变化不大 。并且 AA 对和 Aa 对的反应时的差也逐渐缩小,当 时间间隔达到2秒时,这个差别就已经很小了 。 结果解释 p133 结论 某些短时记忆信息可以存在视觉编码和听觉 编码两个阶段 (2)句子-图画匹配实验 Clark和Chase(1972):句子-图画匹配实验 , 运用反应时相减法来揭示某些作业的操作要经过 几个阶段。 n两种材料: | 一幅图画,如 | 一个句子,如星形在十字之上。所用 主语有星形和字,介词有之上和之下,句 子陈述有肯定和否定两类。 n要求被试尽快判定,该句子是否真实地说明了图 画并作出是或否的反应。记录反应时间。 nClark等人设想,当句子出现在图画之前时,这种句子 和图画匹配作业的完成要经过四个加工阶段,并提出度 量这些加工持续时间的参数。 u1、阶段1:将句子转换为其深层结构。 u2、阶段2:将图画转换为命题。 u3、阶段3:将句子和图画两者的命题表征进行比较。 u4、阶段4:作出反应,其所用时间被认为是恒定的(t )。 n这样,在此实验中测得的各种反应时,其中包含的参 数不同,就可使用减法反应时方法,求得各种参数的时 间。 1.所谓反应时间就是指一个人完成某种反应 动作所用的时间。() 2. 在选择反应时的测定中,对不同刺激应使 用不同的反应键。() 考研试题 3.有人想测量不同颜色的选择反应时,他研制了 一种仪器,该仪器并排呈现红、绿、蓝三种颜色 灯,反应时都是一个键,且用优势手食指反应。 请问该实验设计有无不合理之处?如有,请指出 。 二、反应时间的相加因素法 1、相加因素法的实验逻辑 u 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的效应,换句话说, 这两个因素之间存在着交互作用,那么,我们可以 认为这两个因素只作用于同一个信息加工阶段。 u 如果两个因素的效应是分别独立的,即两个因 素的作用过程具有一种随机独立性;换句话说,它 们的作用具有可加性,那么,我们就可以判断这两 个因素各自作用于不同的加工阶段。 重要的不是区分出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。 加因素法假定,当两个实验因素影响两个不同的 阶段时,它们将对总反应时间产生独立的效应,即不 管一个因素的水平变化如何,另一个因素对反应时间 的影响是恒定的。这样称两个因素的影响效应是相加 的。 1、相加因素法的实验逻辑 独立因素相加效应的图解 2、加因素法的典型实验 (1)实验方法: 先给被试看16个数字(识记项目),然后再呈现一 个数字(测试项目)请被试判定其是否为刚才识记过 的,同时开始计时,要求被试按键作出是或否的反应 ,计时也随即停止。 v测试项目的质量(优质的或低劣的) v识记项目的数量 v反应类型(肯定的或否定的) v每个反应类型的相对频率 (2)四个因素: 1 2 3 4 1 (3)与4个因素相对应的4个独立加工阶段 第一阶段,改变测试刺激的质量 ,发现对一个残缺、模糊的刺激 进行编码比对一个完整、清晰的 刺激所花的时间更长,而且该因 素对不同大小记忆表的影响相似 ,即记忆表的大小仅改变 Y 截距 ,而不改变直线的斜率,表明系 列比较阶段之前存在一个独立的 编码阶段。 清晰度和项目数对反应时的影响 第二阶段,改变记忆表中项目 的数量,得出记忆表大小与反 应时间之间的线性关系,证实 了系列比较阶段的存在。 项目数对反应时的影响 第三阶段,分别计算Y反应(肯定 反应)与 N反应(否定反应), 发现对不同大小的记忆表,都是 N 反应时长于 Y 反应时,表明了 两种决定阶段的存在,即在系列 比较之后,有一个被试选择反应 种类的阶段,而且产生N反应比产 生 Y反应难 。 反应种类和项目数对反应时的影响 第四阶段,改变某一种类反应 (Y 或N)的出现频率,发现 对两类反应产生同样的影响。 即提高任一类反应的出现频率 ,都会使这类反应的组织更为 容易,从而使反应时下降。 频率和反应种类对反应时的影响 结论:根据Sternberg 的反应 时相加因素法的原理,即完成 一项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,则整个信息加工过程的 时间应为,即: RT=eNbC,设a=eC RT=aNb 识记项目 的编码 探针刺激 的编码 顺序 比较 决策 反应 组织 反应时间 探针刺激 的性质 识记项目 的数量 反应 类型 反应类型 的相对频率 RT e Nb C RT=e+Nb+C 短时记忆的信息提取过程如下图所示: 弱点:它的基本前提是人的信息加工是系列加工,这 一点受到很大心理学家的质疑。加因素法反应时实 验本身并不能指明一些加工阶段的顺序,在这个方 面,它极大地依赖于一定的理论模型。 3、评价 (三) 开窗实验 经典实验:汉米尔顿(Hamilton,1977)和霍克基( Hockey,1981)字母转换实验 1、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。 实验最大特点直接性 2、实验程序 相继呈现4个字母,字母由被试自行控制,一个一 个的继时出现。被试首次按键就可以看见第一个字母 ,计时也同时开始,并要求作出声转换,之后再按键 看第二个字母,再作转换,如此直到字母全部呈现并 作出总的回答,停止计时,出声转换的开始和结束时 间都有记录。 字母转换实验: 所呈现的刺激:1-4个字母或字母串 + 数字 要求被试把每个字母按英文字母表中的位置 转换到该数字所指的位置上的字母,如: KENC+4 OIRG K E N C + 4 按键 K 按键 E 按键 N 按键 C O I R G 反应 3、实验结果: 三个加工阶段: “开窗” 实验:字母转换作业的3个阶段 4、评价 优点:通过对字母转换作业的分析,可把每一种认 知加工成分所经历的时间都比较直接地估计出来, 因而它比相减法和相加因素法具有更明显的优点。 不足:也存在一些问题。如,可能在后一个加工阶 段出现对前一个阶段的复查,储存阶段有时还包含 对前面字母的转换结果的提取和整合,并且它难以 与反应组织分开来。 四,反应时间的速度与准确率权衡现象及其分解技术 1、速度与准确率权衡现象 (speed-accuracy trade off,SAT) 被试能根据不同的实验要求或在不同的实验条 件下,建立一个权衡反应速度与反应准确率的标准 来指导他的反应 。 u速度与准确率权衡范式(SAT范式) 在SAT实验中,可以通过控制被试作出反应的时间 长短来作为实验自变量,测定在各种时间条件的反 应准确率。然后以反应时间作为横坐标,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 。可以找到各种反应时下的反应正确率(d)。 2、反应时的速度与准确率分离技术 (SAD Technique) (1)速度与准确率分离技术可以把反应过程中猜 测过程的准确率和反应时分别分别加以描述,从 而了解认知过程中的信息积累情况,并以此来推 测信息加工的特点。 (2)SAD组成 滴定的反应时程序(TRT程序) 是一种混合程序,是SAD技术的一个具体获得反 应时分布或反应准确率的方法,包括: A.普通试验:在这一试验中要求被试在保证准确率的 前提下尽快反应,有预备信号; B. 信号试验:在这一试验中,刺激呈现后的不同时间 间隔内出现一个信号,要求被试觉察到该信号就迅速 地对刺激作出反应,不一定要求准确,允许被试猜测 u正式实验中,这两类试验随机混合进行。 u具体做法:p142 平行精细的猜测模型(PSG模型) 针对TRT程序而提出的一个定量分析的理论框 架,它假定有两个平行加工过程 A.正常加工过程 包含在普通试验和信号试验之中 ,当测验刺激呈现,被试能在“全部”信息达到很 高的阈值时,识别出测验刺激并作出相应反应。 这一加工过程终止。 B、猜测加工过程 始于反应信号刚呈现之时, 一旦信号被觉察,被试必须
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