第四章反應(yīng)時(shí)間

1、第四章 反應(yīng)時(shí)間v反應(yīng)時(shí)間的概念v反應(yīng)時(shí)間的研究簡(jiǎn)史v反應(yīng)時(shí)間的測(cè)定方法減法反應(yīng)時(shí)加法反應(yīng)時(shí)開(kāi)窗實(shí)驗(yàn)v反應(yīng)時(shí)間的速度與準(zhǔn)確性的權(quán)衡v反應(yīng)時(shí)間作為因變量的優(yōu)越性v影響反應(yīng)時(shí)間的因素v測(cè)量反應(yīng)時(shí)間的注意事項(xiàng)一、反應(yīng)時(shí)間的概念v反應(yīng)時(shí)間（reaction time, RT）是心理實(shí)驗(yàn)中使用最早、應(yīng)用最廣的反應(yīng)變量之一。v反應(yīng)時(shí)間是指從刺激的呈現(xiàn)到反應(yīng)的開(kāi)始之間的時(shí)距。v反應(yīng)并不能在給予刺激的同時(shí)就發(fā)生。v刺激的呈現(xiàn)引起一種過(guò)程的開(kāi)始，此過(guò)程在機(jī)體內(nèi)部的進(jìn)行是潛伏的，直至此過(guò)程到達(dá)肌肉這一效應(yīng)器時(shí)，才產(chǎn)生一種外顯的、對(duì)環(huán)境的效應(yīng)為止。因而，反應(yīng)時(shí)間往往也被稱為“反應(yīng)的潛伏期”。v在反應(yīng)的潛伏期中包含著

2、感覺(jué)器官、大腦加工、神經(jīng)傳入傳出所需的時(shí)間以及肌肉效應(yīng)器反應(yīng)所需的時(shí)間，其中大腦加工所消耗的時(shí)間最多。二、反應(yīng)時(shí)間的研究簡(jiǎn)史v對(duì)反應(yīng)時(shí)間的研究最早始于天文學(xué)。v“人差方程”不同觀測(cè)者所得數(shù)據(jù)的差異。v1850年生理學(xué)家Helmholtz運(yùn)用反應(yīng)時(shí)間來(lái)測(cè)定神經(jīng)的傳導(dǎo)速度。v1868年，荷蘭生理學(xué)家Donders發(fā)明了分離反應(yīng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)。v1879年，Wundt及其學(xué)生以反應(yīng)時(shí)間為指標(biāo)進(jìn)行了一系列得實(shí)驗(yàn)研究。v20世紀(jì)50年代中期之后，認(rèn)知心理學(xué)興起。三、反應(yīng)時(shí)間的測(cè)定方法v減法反應(yīng)時(shí)v加法反應(yīng)時(shí)v開(kāi)窗實(shí)驗(yàn)1、減法反應(yīng)時(shí)vDonders受天文學(xué)家關(guān)于人差方程研究和Helmholtz測(cè)定神經(jīng)傳導(dǎo)速度

3、研究的影響，于1868年在其“關(guān)于心理過(guò)程的速度”一文中，把心理時(shí)間的測(cè)定引入心理學(xué)，并提出反應(yīng)時(shí)間的相減法。（1）反應(yīng)時(shí)ABC（1）vDonders首先測(cè)定3種不同的反應(yīng)時(shí)間：A-反應(yīng)時(shí)間：S1R1B-反應(yīng)時(shí)間：S1R1 S2R2C-反應(yīng)時(shí)間：S1R1 S2（1）反應(yīng)時(shí)ABC（2）A反應(yīng)時(shí)C反應(yīng)時(shí)CAB反應(yīng)時(shí)C反應(yīng)時(shí)BC基線時(shí)間辨別時(shí)間選擇時(shí)間（1）反應(yīng)時(shí)ABC（3）v反應(yīng)時(shí)間的相減法最初是被用來(lái)測(cè)定某一心理過(guò)程所需的時(shí)間的。v但是，反過(guò)來(lái)看，也可以從兩種反應(yīng)時(shí)的差數(shù)來(lái)判定某個(gè)心理過(guò)程的存在。v認(rèn)知心理學(xué)正是這樣來(lái)應(yīng)用反應(yīng)時(shí)間相減法的。（1）反應(yīng)時(shí)ABC（4）v減法反應(yīng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)當(dāng)時(shí)受到內(nèi)省

4、心理學(xué)家的攻擊。v當(dāng)一個(gè)訓(xùn)練有素的內(nèi)省者進(jìn)行Donders反應(yīng)時(shí)，他們注意到C反應(yīng)的感受不像是一個(gè)A反應(yīng)加上其他的什么東西，B反應(yīng)也不像是C反應(yīng)加上別的什么，而是覺(jué)得三種反應(yīng)均不相同。（2）Posner的實(shí)驗(yàn)vPosner等曾設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用反應(yīng)時(shí)相減法來(lái)證實(shí)，短時(shí)記憶的信息除聽(tīng)覺(jué)編碼之外，是否還存在視覺(jué)編碼的問(wèn)題。v他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中安排了兩種材料：一種是形同音同的兩個(gè)字母如AA；另一種是形狀不同但讀音相同的兩個(gè)字母如Aa。v并安排了兩種呈現(xiàn)方式：一種是同時(shí)呈現(xiàn)；另一種是繼時(shí)呈現(xiàn)，時(shí)間間隔為0.5s、1s和2s。v要求被試判定所呈現(xiàn)的兩個(gè)字母是否相同并按鍵反應(yīng)，記錄反應(yīng)時(shí)間。v在這兩種情況下，

5、正確反應(yīng)都是“相同”。（2）Posner的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（2）Posner的實(shí)驗(yàn)結(jié)論v應(yīng)用減法反應(yīng)時(shí)間的方法，證明了某些短時(shí)記憶的信息加工，可有視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)編碼兩個(gè)連續(xù)階段。（3）、Clark & Chase的句子-圖畫匹配實(shí)驗(yàn)（1）vClark和Chase（1972）曾設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)句子-圖畫匹配實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用反應(yīng)時(shí)相減法來(lái)揭示某些作業(yè)的操作要經(jīng)過(guò)幾個(gè)階段。v在實(shí)驗(yàn)中，向被試視覺(jué)呈現(xiàn)兩種材料，一種是句子，如“星形在十字之上”；一種是一幅圖畫，如“*”，實(shí)驗(yàn)中所用的主語(yǔ)有“星形”和“+字”，介詞有“之上”和“之下”，句子的陳述有肯定和否定兩類。v要求被試盡快判定，該句子是否真實(shí)地說(shuō)明了圖畫并作出是或否

6、的反應(yīng)。記錄反應(yīng)時(shí)間。+（3）、Clark & Chase的句子-圖畫匹配實(shí)驗(yàn)（2）vClark等人設(shè)想，當(dāng)句子出現(xiàn)在圖畫之前時(shí)，這種句子和圖畫匹配作業(yè)的完成要經(jīng)過(guò)幾個(gè)加工階段，并提出度量這些加工持續(xù)時(shí)間的參數(shù)。v第一階段是將句子轉(zhuǎn)換為其深層結(jié)構(gòu)，即以命題來(lái)表征句子，而且對(duì)“之下”的加工時(shí)間比對(duì)“之上”的加工時(shí)間要多（參數(shù)a），對(duì)否定句的加工需時(shí)多于對(duì)肯定句子的加工（參數(shù)b）。v第二階段是將圖畫轉(zhuǎn)換為命題，并帶有前面句子中所用的介詞，即“之上”或“之下”。v第三階段是將句子和圖畫兩者的命題表征進(jìn)行比較。若兩個(gè)表征的第一個(gè)名詞相同，則比較所用的時(shí)間就會(huì)少于不同的（參數(shù)c）；若兩個(gè)命題都不

7、含有否定，則比較所用的時(shí)間將少會(huì)少于任一命題含有否定時(shí)的時(shí)間（參數(shù)d）。v第四階段是作出反應(yīng)，其所用時(shí)間被認(rèn)為是恒定的（參數(shù)t）。v這樣，在此實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的各種反應(yīng)時(shí)，其中包含的參數(shù)不同，就可使用減法反應(yīng)時(shí)方法，求得各種參數(shù)的時(shí)間。2、加法反應(yīng)時(shí)（1）vSternberg在進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，確定了對(duì)短時(shí)記憶信息提取過(guò)程有獨(dú)立作用的四個(gè)因素：識(shí)記項(xiàng)目的數(shù)量（記憶集大?。?探針刺激的質(zhì)量（清晰和不清晰）反應(yīng)的類型（肯定的或否定的）反應(yīng)類型的相對(duì)頻率2、加法反應(yīng)時(shí)（2）識(shí)記項(xiàng)目的編碼探針刺激的編碼順序比較決策反應(yīng)組織反應(yīng)時(shí)間探針刺激的性質(zhì)識(shí)記項(xiàng)目的數(shù)量反應(yīng)類型反應(yīng)類型的相對(duì)頻率圖圖2 短時(shí)

8、記憶信息提取的階段及其影響因素短時(shí)記憶信息提取的階段及其影響因素3、反應(yīng)時(shí)間的“開(kāi)窗”實(shí)驗(yàn)看第一個(gè)字母出 聲轉(zhuǎn) 換看第二個(gè)字母將轉(zhuǎn)換結(jié)果儲(chǔ)存被試按鍵轉(zhuǎn)換開(kāi)始轉(zhuǎn)換結(jié)束被試再按鍵編碼階段轉(zhuǎn)換階段儲(chǔ)存階段第一個(gè)字母加工的反應(yīng)時(shí)間圖圖3 “開(kāi)窗開(kāi)窗”實(shí)驗(yàn)：字母轉(zhuǎn)換作業(yè)的實(shí)驗(yàn)：字母轉(zhuǎn)換作業(yè)的3個(gè)階個(gè)階段段四、反應(yīng)時(shí)間的速度與準(zhǔn)確性的權(quán)衡（1）v研究者們?yōu)榱搜芯咳祟愋畔⒓庸さ奶匦?，常常把反?yīng)時(shí)間作為指標(biāo)。其考慮的邏輯是，心理加工過(guò)程的復(fù)雜性和反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短之間有一種對(duì)應(yīng)關(guān)系，即對(duì)一個(gè)復(fù)雜刺激的加工所需時(shí)間較長(zhǎng)；而對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單刺激的加工時(shí)間則要短一些。v然而，反應(yīng)時(shí)實(shí)驗(yàn)中除了反應(yīng)速度之外還有反應(yīng)準(zhǔn)確率問(wèn)題。v

9、研究者們注意到，被試有時(shí)會(huì)以犧牲準(zhǔn)確率為代價(jià)去換取反應(yīng)速度，有時(shí)則會(huì)以犧牲反應(yīng)速度為代價(jià)去換取反應(yīng)準(zhǔn)確率，亦即被試能根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)要求或在不同的實(shí)驗(yàn)條件下，建立一個(gè)反應(yīng)速度與反應(yīng)準(zhǔn)確率的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)他的反應(yīng)。這就是反應(yīng)速度與準(zhǔn)確率的權(quán)衡（speed-accuracy trade-off, SAT）。四、反應(yīng)時(shí)間的速度與準(zhǔn)確性的權(quán)衡（2）vTheios（1975）的實(shí)驗(yàn)中，被試所要完成的任務(wù)相當(dāng)簡(jiǎn)單，只需說(shuō)出呈現(xiàn)在屏幕上的某個(gè)數(shù)字。v自變量是數(shù)字出現(xiàn)的概率，變化范圍在0.2到0.8之間。vTheios認(rèn)為，刺激出現(xiàn)的概率對(duì)反應(yīng)時(shí)沒(méi)有影響。123456330340350360反應(yīng)時(shí)（毫秒）錯(cuò)誤百分?jǐn)?shù)0.20.30.40.5 0.6 0.70.8反應(yīng)時(shí)錯(cuò)誤率刺激呈現(xiàn)概率圖圖4 反應(yīng)時(shí)和錯(cuò)誤率是刺激呈現(xiàn)概率的函反應(yīng)時(shí)和錯(cuò)誤率是刺激呈現(xiàn)概率的函數(shù)數(shù)五、反應(yīng)時(shí)間作為因變量的優(yōu)越性（1）v有人研究過(guò)反應(yīng)時(shí)間和判斷次數(shù)以及判斷信息之間的關(guān)系。v其研究方法大致如下： 50mm40mm60mm完全沒(méi)有信心完全肯定右邊一段長(zhǎng)完全肯定左邊一段長(zhǎng)五、反應(yīng)時(shí)間作為因變量的優(yōu)越性（2）4045505560-1000+100050100%LCM123456TM秒%LCMTM比較刺激（mm）圖圖5 反應(yīng)時(shí)間、信心和判斷的關(guān)系反應(yīng)時(shí)間、信心和判斷的關(guān)系六、影響反應(yīng)時(shí)間的因素v反應(yīng)時(shí)間與刺激強(qiáng)度有關(guān)v反應(yīng)時(shí)間與刺激的