郭秀艷《實驗心理學》04章-反應時解析課件

第四章反應時第四章反應時1反應時（reactiontime，簡稱RT）指刺激施于有機體之后到明顯反應開始所需要的時間。

反應時研究的歷史比實驗心理學還要早。第一節(jié)反應時研究的歷史最早研究反應時的是誰？心理學上最早研究反應時的是誰？反應時（reactiontime，簡稱RT）指刺激施于有218世紀末至19世紀初，天文學家通過觀測天體經過望遠鏡目鏡中的一條線，來記錄天體事件的時間和位置。1796年，英國格林威治天文臺臺長馬斯基林在觀察星辰經過望遠鏡中的銅線時，多次發(fā)現其助手金尼布克比他自己觀察的時間慢約半秒鐘，臺長認為這是重大的錯誤，因而辭退了助手。德國天文學家貝塞爾猜想兩者的差異可能是他們之間存在的系統(tǒng)差異，貝塞爾因此比較了自己和其他天文學家觀察同一星體的通過時間，也發(fā)現有明顯的差別。比如，1823年，貝塞爾與另一位天文學家阿格蘭德共同觀察七顆星時，二人反應時的差別是恒定的，以公式表示為：B－A＝1.233（秒）。其中，B是貝塞爾的反應時，A是阿格蘭德的反應時。人差方程式引起了人們對反應時研究經久不衰的興趣。人差方程反應時在天文學中的研究歷史

18世紀末至19世紀初，天文學家通過觀測天體經過望遠鏡目鏡中3人為何存在反應時？在赫爾姆霍茲提出神經傳導速度之前，人們無法解答這一問題，因為人們一直認為神經傳導以光速進行，人類對刺激做出反應的哪些階段需要時間就無從解釋。在人差方程提出27年后，生理學家赫爾姆霍茲在1850年成功測定了蛙的運動神經傳導速度（約為26米／秒）。其后，他又測定了人的神經傳導速度約為60米／秒。人為何存在反應時？4據此，反應時至少可以分五個階段第一時段，刺激使感受器產生了興奮，其沖動傳遞到感覺神經元的時間；第二時段，神經沖動經感覺神經傳至大腦皮質的感覺中樞和運動中樞的時間第三時段，中樞加工刺激的時間第四時段，神經沖動從中樞經運動神經到效應器官的時間；第五時段，效應器官接受沖動后開始效應活動的時間。此后，荷蘭生理學家唐德斯意識到可以利用反應時來測量各種心理活動所需的時間，并發(fā)展了三種反應時任務，后人將它們稱為唐德斯反應時ABC。據此，反應時至少可以分五個階段5馮特在萊比錫實驗室做了許多反應時的實驗，因此馮特成為心理學上研究反應時的第一人。在唐德斯之后，馮特很快就意識到反應時研究指出了實驗心理學的一條重要途徑，即心理活動的時間測定工作。他帶領自己的學生對簡單反應時和選擇反應時進行了一系列的測量，比如對注意、知覺、聯想和選擇過程等的反應時測量。1879年，馮特在萊比錫大學建立了第一個心理學實驗室。他做了哪些實驗呢？反應時在心理學中的研究歷史

馮特在萊比錫實驗室做了許多反應時的實驗，因此馮特成為心理學上6馮特的學生卡特爾和屈爾佩做了大量有關簡單反應時和復雜反應時的實驗：卡特爾認為被試在做簡單反應測驗時，其注意力完全集中于那個將出現的刺激和那個將運動的手指上。當刺激到來時，眼睛－大腦－手指之間的神經通路早已準備好了，因此反應時很快。而在選擇反應測驗中，需要有更多的神經通路來做接通的準備，這時被試的心理狀況就會比較復雜，會產生焦慮、懷疑等復雜的心理狀態(tài)，因此導致反應時延長。屈爾佩則發(fā)展出一種內省的方法，來研究簡單反應時與復雜反應時，其學生還證明了準備定勢對反應時影響。反應時研究使得心理學有了量化的指標，對科學心理學的誕生極其重要。馮特的學生卡特爾和屈爾佩做了大量有關簡單反應時和復雜反應時的7此后，心理學家對反應時研究的興趣從反應時的原因分析，轉向反應時測量技術改進和反應時技術的實際應用。1969年心理學家斯騰伯格提出了加因素法，分析短時記憶的信息加工四階段1987年，尼森和比勒姆利用反應時技術驗證內隱序列學習1995年，格林沃德基于反應時技術設計出內隱聯想測驗，用來分析被試的內隱態(tài)度現代心理學將反應時研究的歷史分為兩個階段：第一階段，從1850年赫爾姆霍茲的研究至1969年之前長達一百多年的時間，稱之唐德斯反應時ABC時期。這—階段方法學的核心是減數法第二階段，1969年心理學家斯騰伯格（Sternberg，1969）提出了加因素法之后，稱之為反應時研究的新時期。此后，心理學家對反應時研究的興趣從反應時的原因分析，轉向反應8反應時測量的發(fā)展

要進行反應時研究，首先要確保反應時測量的高度準確性和精確性。歷史上研究者對反應時的測量精度不斷提出新的標準，發(fā)展出越來越精確的反應時測量工具。反應時測量精度的提高，是和近代科學技術的不斷發(fā)展聯系在一起的。通常，一種有效測量反應時的儀器包括三個部分：刺激呈現裝置、反應裝置和計時裝置。這三部分裝置都會影響到實驗結果的精度，反應時測量技術的發(fā)展，也總是圍繞著對這三部分的改良。反應時測量的發(fā)展要進行反應時研究，首先要確保反應時測量的高9刺激呈現裝置刺激呈現到反應開始的時間，因此對刺激呈現裝置的要求：刺激呈現裝置可以在發(fā)出信號的同時激活計時裝置——用電路將一個電鍵同時和刺激源與計時裝置連接起來。由于電信號以光速傳播，故而當主試按下刺激電鍵，將同時啟動刺激源（燈、蜂鳴器等）和計時裝置。刺激呈現裝置本身不得對被試的反應造成任何額外干擾。簡單線路和電鍵大多有缺點：主試、被試在同一間實驗室里，按動電鍵時會發(fā)出響聲，形成額外刺激，影響被試反應。目前，一些可編程的電子刺激呈現裝置，在排除干擾和計時同步方面做得比較好。刺激呈現裝置10反應裝置——反應時實驗的重要誤差來源要求：靈敏、快速，能夠在最短時間內停止計時裝置的工作?？紤]鍵的機械阻力和被試操作的方便。琴鍵式反應鍵因為有一定的彈簧拉力而會延長反應時，這對幼兒被試可能不適用；換用一種輕觸式微動開關，則可獲得準確的結果。反應裝置——反應時實驗的重要誤差來源11計時裝置最初的高精度計時器是利用物理學原理的簡單裝置，此后的發(fā)展，經歷了復雜機械裝置、電子計時裝置，一直到今天的以計算機為核心的高精度計時裝置。簡單機械計時器（課堂演示實驗）自由落體直尺計時器，皮耶隆（Piéron，1928）簡便、無噪音、相當準確，用于視覺實驗主試用拇指將一根米尺筆直地按在墻上，尺的零點朝下，尺的上端置于墻上的被試者平視記號處；被試者將拇指擺在尺的下端，準備阻止尺自由下落。實驗時主試說“預備”，1、2秒鐘后突然松開拇指，放開直尺，被試一接受刺激就立即用拇指再將尺按住。直尺下落的距離，就可折算成被試者的反應時，計算公式如下：T：反應時S：代表尺子下墜的距離G：重力加速度計時裝置12單擺微差計時器

，愷澤（Kaiser，1859）最先運用在天文學上的人差方程式測量中，他通過觀察兩個擺長不同的擺錘在視覺上的重合來推算人造星體通過的時間，其后由桑福德（Sanford，1889）加以改進，用兩擺的視覺合一來測量心理反應時。單擺微差計時器，愷澤（Kaiser，1859）13復雜機械計時器具有自己的動力機構，在復雜度和精確度上遠高于簡單機械計時器時間描記器，又稱記紋鼓，是早期生理心理研究中常用的儀器。利用一個等速運動的表面，如記紋鼓或攝影膠片，來記錄刺激和反應的痕跡，并根據兩個痕跡間的距離算出反應時，比如：打點計時器只要控制運動的表面速度不變，同時在運動表面上畫出清晰的時間標記，就能求得反應時。我們一般用每秒振動100次的電音叉，在其臂上安裝一支畫筆，連續(xù)在運動表面上（紙帶）畫出時間標記，然后找出刺激與反應間的振動數就能算出反應時。反應畫記時間標尺刺激畫記復雜機械計時器反應畫記時間標尺刺激畫記14鐘表式計時器希普計時器：鐘表匠希普（Hipp，1843）應用擺的原理創(chuàng)制出一種可測量1毫秒的計時器。這種計時器是由兩個基本部分構成：（1）一個迅速運動的時鐘構件，在刺激沒有發(fā)出時，就讓它先開動達到常態(tài)速度，反應后就停止；（2）用一個輕齒和連串的裝置來移動實際測量反應時的指針。刺激和反應都在齒輪上有記錄。鄧拉普計時器（Dunlap，1918）以電磁離合器代替希普計時器上的彈簧裝置。笨重，電動秒表，電子鐘表也均是在其基礎上發(fā)展而成的鐘表式計時器15電子計時裝置構造：一個頻率恒定的脈沖發(fā)生器產生時間脈沖，通過一個控制器，輸送至電子計數器；控制器在被測事件開始的瞬間接通時間脈沖信號，輸入至計數器，計數器開始計數；而在被測事件結束的瞬間，切斷脈沖發(fā)生器與電子計數器的通路，使計數器停止計數。因為脈沖頻率固定，所以根據所記脈沖數即可折算成客觀時間。價格高昂，但使用便利，精確度高。電子毫秒計，其精確度可達到1毫秒。電子計時裝置16計算機為核心的高精度計時裝置任何計算機內部都帶有時間脈沖發(fā)生器，計算機內部計時器與鍵盤硬中斷技術相結合編制而成的實驗軟件可以使機器在良好地完成呈現刺激、接受反應和計時三方面的工作。內隱聯想測驗（IAT）序列反應時任務（SRT）計算機為核心的高精度計時裝置17計算機為核心的高精度計時裝置注意事項：匹配專門外設用于刺激呈現和被試反應，這是因為計算機自帶的普通顯示器和鍵盤仍具有延遲、阻力等問題；專業(yè)顯示器掃屏速度至少100Hz，即每10ms掃一次，適于快速刺激呈現；專業(yè)鍵盤鍵程較短，減少反應時的系統(tǒng)誤差軟件的選擇VB很難避免由于屏幕掃描所引起的圖片展開式呈現問題VC＋directX可以避免Psychophysicstoolbox可以避免計時函數選擇：CPUTIME和GETSECS，直接用SCREEN和KBCHECK函數Windows：多任務系統(tǒng)，分時處理機制，使用專門的工作站，盡量少安裝其他程序，避免產生過多的后臺程序，搶占CPU資源計算機為核心的高精度計時裝置18第二節(jié)反應時研究的基本問題簡單反應時和選擇反應時唐德斯提出了三種反應時任務，用來測量各種心理活動所需要的時間。其中，兩種最為重要的反應時任務就是簡單反應時任務和選擇反應時任務。第二節(jié)反應時研究的基本問題簡單反應時和選擇反應時19簡單反應時（simplereactiontime）指給被試呈現單一的刺激，同時要求他們只作單一的反應，這時刺激－反應之間的時間間隔就是反應時。短跑運動員在聽到發(fā)令槍響后立即起跑雖然，特定的刺激與特定的反應間的聯系十分明確，但簡單反應時不是一種先天的條件反射，因為該聯系不是先天的，為了建立這種聯系，被試必須進行反復的學習與訓練。簡單反應時（simplereactiontime）20聽覺簡單反應時通過耳機向被試呈現聲音信號，并要求被試一聽到信號，就盡快地按某一反應鍵，剛開始實驗時，被試的反應也許會很慢，多次學習與訓練之后，被試獲得了信號與反應間的聯系，反應時就會迅速減少。某個被試的數據存在波動，因為它會受到各種因素的影響，比如刺激本身性質的變換和被試練習水平。05%10%15%20%25%100150200平均值0.13秒問題：反應時實驗，單種聽覺簡單反應時05%10%15%20%25%100150221練習不夠，超過160毫秒的幾次出現次數最多的反應時大約為130毫秒左右——最具代表性的、最為穩(wěn)定的簡單反應時值，在正常情況下對可辨別聽覺刺激最易出現的簡單反應時。偏態(tài)分布，低于100毫秒的反應只出現一次，而高于160毫秒的反應卻不少——被試可以任意減慢自己的反應速度，但卻無法任意加快自己的反應，此處被試的反應時似乎存在一個無法跨越的絕對界限——100毫秒，無論進行多少次的訓練，這種時間極限就像一堵無法逾越的“生物墻”。05%10%15%20%25%100150200平均值0.13秒？練習不夠，超過160毫秒的幾次05%10%15%20%25%22生物墻：一種人類能力的限制，它根源于人類有機體的特性——感官、腦以及肌肉工作的特性。刺激—感受器—感覺神經元：外界的振動帶動耳廓的運動，后者帶動三塊聽小骨的運動，最后帶動耳蝸中氣流的運動，氣流又引起耳蝸纖毛的擺動，轉化成位聽神經的神經沖動形式。感覺神經元—中樞：外周神經系統(tǒng)將信息通過郎飛氏結（Ranviernode），以最多不過每秒100米的速度傳導傳達到腦。中樞加工信息運動中樞到效應器：郎飛氏結傳導，突觸傳遞將信息傳送給肌肉組織效應器反應：肌肉組織反應簡單反應時＝感官換能、神經傳導、大腦加工和肌肉運動的時間總和聽覺簡單反應時的哪些階段必需要時間？生物墻：一種人類能力的限制，它根源于人類有機體的特性——感官23視覺簡單反應時除了要安排好呈現光刺激的屏幕、反應鍵以及計時設備，還要控制刺激視角弱光照明的實驗室，要求被試端坐在屏幕前，指示他一旦看到屏幕上出現紅點就立即按下反應鍵。最初測得的反應時可能長達0.5秒，多次測定后很快會降至0.2秒以下生物墻：0.15秒視覺簡單反應時24和聽覺簡單反應時相比，視覺簡單反應時較長。五階段感官換能時間較長——視網膜的工作方式是累積性的：并不是在接受光刺激的同時，感光細胞便能引起神經節(jié)細胞的興奮；而是當光量子達到一定數量后，感光細胞的興奮達到一定程度后，感光細胞才會引起神經節(jié)細胞的興奮。聽覺：不同振動頻率的刺激引起不同長度纖毛的擺動。

？和聽覺簡單反應時相比，視覺簡單反應時較長。？25感覺通道反應時間（毫秒）觸覺117－182聽覺120－182視覺150－225

冷覺150－230溫覺180－240嗅覺210－300味覺308－1082痛覺400－1000注：被試為訓練有素的成人（采自赫葆源、張厚粲和陳舒永等，1983）簡單反應時的通道特異性感覺通道反應時間（毫秒）觸覺117－182聽覺120－18226選擇反應時（choicereactiontime）根據不同的刺激物，而在多種反應方式中選擇符合要求的，并執(zhí)行反應所需要的時間。視覺選擇反應時實驗：包括兩個刺激，被試必須在其中一個刺激出現時，按左邊的按鈕；而當另一個刺激出現時，按右邊的按鈕。先判斷出現的是哪個刺激，根據刺激反應之間一一對應的關系對當前刺激的正確反應。駕駛員常常要根據不同的情況盡快地作出剎車、加速和轉彎的反應。

選擇反應時（choicereactiontime）27視覺選擇反應時：紅和綠色光刺激，并在被試前面放置兩個反應鍵，要求其左右手食指各放在一個鍵上，右手反應紅光，而左手反應綠光。辨別時間：在作出反應之前，辨別是紅光還是綠光選擇時間：根據色光與反應鍵之間一一對應的關系，選擇右手還是左手反應二擇一的視覺選擇反應時比視覺簡單反應時長約0.07秒，這一時間便是辨別和選擇所需要的時間。聽覺選擇反應時：二擇一聽覺選擇反應時比聽覺簡單反應時也長了約0.07秒。辨別和選擇反應過程不是外周神經系統(tǒng)的功能，而應該是大腦的功能——無通道特異性視覺選擇反應時：28默克爾（Merkel，1885）RT=lgN20世紀50年代，卡克尼（Gauge,R.M.）繪制了選擇數目與反應時的關系曲線圖反應時并不隨選擇項目的增多而線性增長，當刺激項目從兩個增加到三個時，反應時的增量小于

0.07秒。反應時間（秒）0.20.40.62013645710890.07秒的增量是否恒定？默克爾（Merkel，1885）RT=lgN反應時間（29波佩爾通過耳機向被試的右耳呈現聲刺激，并在被試的左視野呈現光刺激，被試使用右手當見到光時按一個反應鍵，聽到聲時則按另一個反應鍵。多峰分布，其間距約為0.03到0.04秒。波佩爾推測腦的周期性震蕩，即由特殊的神經細胞網絡產生的電震蕩。只有震蕩電流達到某一點后，已辨別的刺激才能引起某一特定的反應；但若即使辨別成功了，而震蕩電流還未達到這點，那么則仍必須等待下一輪震蕩周期的開始。不同通道時，RT＝lgN?20030040005%10%15%波佩爾通過耳機向被試的右耳呈現聲刺激，并在被試的左視野呈現光30速度－準確性權衡反應時正確率反應速度和反應準確性間的反向關系，這使得我們必須在它們之間作出權衡。當你急于做某件事時，你更可能出錯；相反，當你試圖準確地完成某件事時，你必須放慢工作速度。速度－準確性權衡（speed-accuracytradeoff）。反應時實驗存在哪兩個因變量？速度－準確性權衡反應時反應時實驗存在哪兩個因變量？31泰奧斯（Theios，1975）實驗刺激呈現的概率和反應時的關系每次出現一個數字，被試的任務是對某一特定的數字（例如4）作出反應，而對其他數字則不作反應。自變量是數字出現的概率：0.2－0.8。概率基本不影響反應時——簡單反應時總是趨于一個穩(wěn)定值。速度—準確性分析錯誤率的均值大約在3%左右被試任務簡單被試是大學生錯誤率的變化是有規(guī)律的：錯誤率隨著刺激呈現概率的提高而下降。由于被試試圖保持反應速度而導致的。反應時（毫秒）錯誤百分率0.80.20.30.40.50.60.70123456330340350360保持高正確率，反應時又會發(fā)生什么變化？泰奧斯（Theios，1975）實驗反應時（毫秒）錯誤百分率32帕奇勒（Pachella，1974）：在刺激呈現概率為0.2的條件下，要降低2%的錯誤率，反應時必須增加100毫秒。置疑：刺激呈現概率不影響反應時。奈特和坎特威茨（Knight和Kantowitz，1974）實驗間隔刺激：兩個間隔很短的刺激因變量：反應時和反應錯誤率對于不同的刺激間隔不影響反應時刺激間隔越短，錯誤率就越高反應時錯誤百分率刺激間距？帕奇勒（Pachella，1974）：在刺激呈現概率為0.33速度－準確性權衡速度－準確性權衡與實驗信度鄧克（1945）功能固著問題任務：將三支蠟燭安置門上正確的解決方案結論：功能固著影響了問題解決

條件盒子所材料解決問題人數(n-7)控制條件功能固著條件中性條件三個空盒，盒子和大頭針、火柴以及蠟燭等實驗材料一起擺放在桌子上；三個盒子里分別裝有大頭針、火柴和蠟燭三個盒子里分別裝有與實驗無關的鈕扣等其他與問題解決無關的物品7（100％）3（43％）1（14％）速度－準確性權衡速度－準確性權衡與實驗信度條件盒子所材料解決34郭秀艷《實驗心理學》04章-反應時解析課件35郭秀艷《實驗心理學》04章-反應時解析課件36速度－準確性權衡速度－準確性權衡與實驗信度Adamson認為Duncker的實驗未考慮速度－準確性權衡問題：盒子問題、回形針問題和螺絲錐問題自變量：功能固著條件和控制條件因變量指標20分鐘內能解決問題的被試的百分率；被試成功解決問題所花費的時間結果：對于盒子問題而言，在控制條件下，有86％的被試解決了問題，而在功能固著條件下，只有41％的被試解決了問題回形針問題和螺絲錐問題在正確率上出現天花板效應，反應時出現了效應——控制條件下解決問題要比在功能固著條件下快得多

信度問題速度－準確性權衡速度－準確性權衡與實驗信度信度問題37影響反應時的其他因素個體差異、任務、通道、速度—準確性權衡了解除了這些，還有哪些因素會影響反應時刺激變量機體變量如何控制這些無關變量的影響？影響反應時的其他因素個體差異、任務、通道、速度—準確性權衡如38刺激變量刺激的強度當刺激強度很弱時，反應時就會延長；而當刺激增至中等或較高強度時，反應時就縮短了。綽綽里（Chocholle，1945）用1000赫茲強度不等的純音作反應時測定反應時隨刺激強度的增加而減少，變化趨緩為了維持反應時的相對穩(wěn)定，必須要將刺激強度維持在一個穩(wěn)定值上。lgIRT（毫秒）lgIRT（毫秒）040241390.231651300.428161240.624971180.82188112119391112161101103148生物墻刺激變量lgIRT（毫秒）lgIRT（毫秒）0402413939刺激變量復雜程度謝波德和梅茨勒（Shepard和Metzler，1973）的研究要求被試判斷兩個圖形是否相同兩維旋轉：兩個圖形中的物體是相同的，它們平放在一張紙上，只是角度不同，即從上到下的旋轉角度不同。三維旋轉：兩個圖形中的物體是相同的，除了從上到下旋轉外，還要從前到后旋轉兩個物體相似，但實際上是不同的。心理旋轉角度代表了刺激的復雜度。

刺激變量40反應時都隨著心理旋轉角度的增大而增大，即刺激復雜度影響了反應時0123404080120160旋轉角度（度）反應時間（秒）（A）兩維旋轉0408012016001234080反應時間（秒）080旋轉角度（度）（B）三維旋轉反應時都隨著心理旋轉角度的增大而增大，即刺激復雜度影響了反應41影響反應時的其他因素機體變量適應在刺激物的持續(xù)作用下，感受器所發(fā)生的變化?；舾ヌm（Hovland，1936）實驗被試雙眼對不同照明適應后，測量被試對燭光的反應時。刺激是一直徑為20毫米照明為250支燭光的白色圓塊，觀察距離為30厘米。眼睛適應的照明水平越高，最后對250支燭光的反應時越長。在反應時實驗中，應考慮被試的感受性適應問題。

影響反應時的其他因素機體變量42機體變量動機由于人的某種需要所引起的有意識或無意識的行為指向。約翰遜（Johnson，1922）實驗三個條件激勵條件——將每次反應結果告知被試，因而被試得到一種略微的獎或罰的激勵；懲罰條件——當被試反應慢于規(guī)定時間時，其手指將會受到一次電擊；常態(tài)條件——沒有附加動機的影響。常態(tài)條件下，反應時最慢；激勵條件下，反應時其次；最快的是懲罰條件下的反應時。如果在反應時實驗中，沒有對此類變量進行控制，反應時實驗的結論一定會被污染。機體變量43機體變量個體差異個體之間在品質和屬性上存在的差別，由于人們心理特點的不同，每個人的反應時也是各不相同的。菲瑟德（Fessard，1926）對1000名男性成人被試作聽覺反應時的測定，反應時的均數分布大致上成正態(tài)分布，老年組被試的方差顯著地高于青年組和中年組，說明老年組被試在感覺－運動反應速度方面存在較大的個別差異。由于統(tǒng)計推斷和結論信度對樣本量的要求，那么如何來排除個體差異對反應時的影響呢？實驗設計來平衡，比如被試內或被試間設計。機體變量44第三節(jié)反應時新法行為主義心理學：倡導心理學研究刺激－反應（S-R），而忽略對內部心理過程的探討，反應時研究停留于測量運動速度和個體差異。20世紀50年代開始，認知心理學的興起，反應時技術被用來分析內部心理加工過程。內部心理過程，看不見的，“黑箱”，只能根據“黑箱”前后的輸入和輸出（刺激和反應）過程來推斷這個黑箱中的過程。如何推斷？反應時成為很好的指標。用反應時間分析信息加工過程的方法——反應時新法。

?輸入輸出減數法加因素法開窗實驗第三節(jié)反應時新法行為主義心理學：倡導心理學研究刺激－反應（45減數法（subtractivemethod）由唐德斯首先提出的，又稱唐德斯反應時ABC（DondersABCofreactiontime）或唐德斯三成分說，是一種用減法方法將反應時分解成各個成分，然后來分析信息加工過程的方法?；具壿嬋绻环N作業(yè)包含另一種作業(yè)所沒有的某個特定的心理過程，且除此過程之外二者在其他方面均相同，那么這兩種反應時的差即為此心理過程所需的時間。分析：唐德斯三種反應任務減數法（subtractivemethod）由唐德斯首先提46A反應（A-reaction），又稱簡單反應（simplereaction）只有一個刺激和一個反應，例如對于呈現的一個光刺激，被試立即按鍵作出反應。A反應是最簡單的反應，是復雜反應的基本成分。一個復雜的反應在包含A反應中所沒有的認知操作。A反應時也稱為基線時間（baselinetime）。

刺激反應A反應（A-reaction），又稱簡單反應（simple47B反應（B-reaction），又稱選擇反應（choicereaction）有二個或二個以上的刺激和相應于刺激的反應，每一個刺激都有它相應的反應。對紅光信號燈按A鍵，對綠光信號燈按B鍵，對藍光信號燈按C鍵，對白光信號燈按D鍵，共四個刺激和四個對應的反應，不僅要辨別信號，而且還要選擇與之相應的反應。因而在B反應中除了基線操作外還包括了刺激辨認和反應選擇的心理過程。

刺激反應B反應（B-reaction），又稱選擇反應（choice48C反應（C－reaction），又稱辨別反應（indentificationreaction）C反應和B反應有相同點：具有二個或二個以上的刺激。區(qū)別之處：C反應中只有一個刺激是要求有反應的，而其余刺激是不要求作出反應的。而C反應僅有刺激的辨別，但沒有反應的選擇。在基線操作中加入了刺激辨別的過程，但不包含反應的選擇。

刺激反應C反應（C－reaction），又稱辨別反應（indenti49對各反應時進行減法運算，就可以估計認知操作所需的時間?；具壿嫽仡橝反應時C反應時C?AB反應時C反應時B?C基線時間辨別時間選擇時間對各反應時進行減法運算，就可以估計認知操作所需的時間。A反應50ABC反應時任務是減數法的基本原型，實際研究中的反應時任務復雜得多。ABC反應時任務，已經比較清楚地掌握了ABC三類反應所包含的認知操作。ABC反應的心理過程不是“黑箱”。在實際研究中，并不太清楚任務中所包含的認知過程，怎么辦？→保持任務的一致性ABC反應時任務是減數法的基本原型，實際研究中的反應時任務復51減數法的應用證明心理旋轉存在的實驗心理旋轉（mentalrotation）：單憑心理運作（不靠實際操作），將所知覺之對象予以旋轉，從而獲得正確知覺經驗的心理歷程。當一個知覺對象不是以符合知覺經驗的角度呈現時，人們可能是通過內部心理過程把這個對象旋轉到符合知覺經驗的角度加以辨認。

AA減數法的應用AA52庫柏（Cooper）和謝波德（1973）用減數法反應時實驗證明了心理旋轉的存在。假設：如果連續(xù)的心理旋轉確實存在，那么根據減法反應時的邏輯，假設有兩個任務，它們之間除了被知覺對象需要心理旋轉的角度不同外別無差異，兩者的反應時之差應當就是心理旋轉完成兩者間角度差所需的時間。傾斜度0°和傾斜度60°兩種任務中，除了傾斜角度之外其他條件均一樣，如果存在心理旋轉過程的話，那么應該是第二個任務只比第一個任務多一個從60°旋轉至0°的心理過程，RT60°－RT0°=從60°至0°心理旋轉所需時間

如果以上任務的反應時確有差異，而且這種差異和兩任務間角度差呈現正比關系，就可以證明心理旋轉的確存在。

庫柏（Cooper）和謝波德（1973）用減數法反應時實驗證53實驗材料：非對稱性的字母或數字（J、G、R、2、5、7等），根據“正”、“反”以及不同的傾斜度，分12種情況判明字母是正的還是反的正的0°R60°R120°R180°R210°R300°R反的0°60°120°180°210°300°ЯЯЯЯЯЯ實驗材料：非對稱性的字母或數字（J、G、R、2、5、7等），54條件完全沒有提示，即測驗前2秒鐘后呈現空白信號，持續(xù)2秒鐘；提示正或反，即測驗前2秒鐘呈現正或反的提示信號，持續(xù)2秒鐘；提示傾斜度，即測驗前2秒鐘用箭頭提示傾斜度數，也是持續(xù)2秒鐘；條件：RR無進一步的信息僅提示“正”或“反”僅提示傾斜度分別提示正、反和傾斜度同時提示正、反和傾斜度進一步的信息：測驗：RRRRRR分別提示正、反和傾斜度，即用兩個信號分別提示正、反和傾斜度，而傾斜度的提示時間是可變化的，共有距測驗100毫秒、400毫秒、700毫秒和10O0毫秒四種情況同時提示正、反和傾斜度，即在測驗前用一個信號同時提示正、反和傾斜度，都持續(xù)2秒鐘。條件條件：RR無進一步的信息僅提示“正”或“反”55刺激在順時針方向傾斜的度數平均反應時間（毫秒）60018012036030024060070010001100400500800900無提示提示正、反提示傾斜度分別提示正、反和傾斜度同時提示正、反和傾斜度結果刺激在順時針方向傾斜的度數平均反應時間（毫秒）600180156減數法的應用證明短時記憶視覺編碼的實驗自20世紀60年代以來，根據對錯誤回憶的分析，人們通常以為短時記憶信息（如字母）是以聽覺形式來編碼的。波斯納等人（1990）短時記憶中的信息也可以由視覺形式進行編碼PBP減數法的應用PBP57波斯納等人（1990）給被試并排呈現兩個字母，可以同時呈現，也可以有一定的時間間隔，要求被試判斷是否同一字母。三種字母組類型：兩個字母的讀音和書寫方法都一樣，即為同一字母兩個字母的讀音相同而寫法不同不同字母字母間隔時間：0秒、0.5秒、1秒、或2秒等。AAAaAd波斯納等人（1990）AAAaAd58實驗一實驗二Aa對Aa對AA對AA對0.5100.5012400450550500字母間隔（秒）反應時（毫秒）同時呈現時，AA對的反應時小于Aa對隨著兩個字母的時間間隔增加，AA對的反應時急劇增加，但Aa對的反應時則沒有發(fā)生大的變化。并且AA對和Aa對的反應時的差也逐漸縮小，當時間間隔達到2秒時，這個差別就已經很小了。實驗一實驗二Aa對Aa對AA對AA對0.5100.5012459同時呈現Aa>AA，這個反應時之差反映了對Aa對的加工中包含了對AA對的加工中所沒有的過程；既然AA對與Aa對的區(qū)別只在于前者的兩個字母有一樣的寫法，而后者沒有，那么，當兩個字母同時呈現給被試時，AA對字母可以直接按寫法來比較，但Aa對卻不能按寫法而必須按讀音來比較。這意味著AA對匹配是在視覺編碼的基礎上進行的，而Aa對匹配只能在聽覺編碼的基礎上進行。必須從視覺編碼過渡到聽覺編碼，這樣就包含了更多的加工，因此需時也較多。實驗一實驗二Aa對Aa對AA對AA對0.5100.5012400450550500字母間隔（秒）反應時（毫秒）同時呈現實驗一實驗二Aa對Aa對AA對AA對0.5100.560繼時呈現Aa對的反應時受時間間隔的影響很小→不管同時呈現，還是繼時呈現，被試對Aa對的內部心理加工過程可能是一致的，先視覺編碼，然后從視覺轉化到聽覺，最后根據聽覺編碼的匹配做出反應。實驗一實驗二Aa對Aa對AA對AA對0.5100.5012400450550500字母間隔（秒）反應時（毫秒）繼時呈現實驗一實驗二Aa對Aa對AA對AA對0.5100.561繼時呈現隨著時間間隔的延長，AA對的反應時與Aa對趨于相同→AA對的加工過程與Aa對趨于一致：先視覺、后聽覺。隨著時間間隔增大，視覺痕跡越來越模糊，視覺匹配的可能性越來越小，對AA對，也必須依賴于聽覺編碼進行匹配，因此需將后面呈現的A轉化為聽覺，然后，與之前的A的聽覺編碼進行匹配，做出反應，而這些都需要時間，因此，其反應時間也逐漸增大，從而縮小了與Aa對反應時的差別。實驗一實驗二Aa對Aa對AA對AA對0.5100.5012400450550500字母間隔（秒）反應時（毫秒）繼時呈現實驗一實驗二Aa對Aa對AA對AA對0.5100.562短時記憶信息編碼需要連續(xù)的兩個過程：視覺編碼→聽覺編碼。減法法的缺陷：要求實驗者對實驗任務引起的刺激與反應之間的一系列心理過程要有比較精確的預測，兩個相減的任務除了所要研究的心理過程，其他完全一致很難做到短時記憶信息編碼需要連續(xù)的兩個過程：視覺編碼→聽覺編碼。63加因素法斯騰伯格（1969）發(fā)展了唐德斯的減數法反應時邏輯，提出了加法法則，稱之為加因素法（additivefactorsmethod）假設人的信息加工過程是系列進行的而不是平行發(fā)生的。人的信息加工過程是由一系列有先后順序的加工階段組成的。

實驗邏輯：完成一個作業(yè)所需的時間是這一系列信息加工階段分別需要的時間總和。如果兩個因素的效應是互相制約的，即一個因素的效應可以改變另一因素的效應，那么這兩個因素只作用于同一個信息加工階段；而如果兩個因素的效應是分別獨立的，即可以相加，那么這兩個因素是各自作用于不同的加工階段的。如果兩個因素有交互作用，那么它們是作用于同一個加工階段的；而如果兩個因素不存在交互作用，即相互獨立，那么它們則作用于不同的加工階段。加因素法64研究者的任務就是在影響反應時間的各種因素（變量）中找出相互獨立的因素。如果發(fā)現可以影響完成作業(yè)所需時間的一些因素，那么單獨地或成對地應用這些因素進行實驗，并觀察到完成作業(yè)時的時間變化。當兩個實驗因素影響兩個不同的階段時，它們將對總反應時間產生獨立的效應，即不管一個因素的水平變化如何，另一個因素對反應時間的影響是恒定的。通過探索有相加效應的因素，就可以區(qū)分不同的加工階段，從而嘗試找出某信息加工的所有階段，以推斷整個的信息加工過程。重點：不是區(qū)分出每個階段的加工時間，而是證實不同加工階段的存在，以及辨認它們各自的前后順序。f1f2g2g2反應時研究者的任務就是在影響反應時間的各種因素（變量）中找出相互獨65加因素法的應用短時記憶的信息提取實驗先給被試看1－6個數字（識記項目），然后再呈現一個數字（測試項目），要求被試判定其是否為剛才識記過的。確定了對提取過程有獨立作用的四個因素，即測試項目的質量（優(yōu)質的或低劣的）、識記項目的數量、反應類型（肯定的或否定的）和每個反應類型的相對頻率。加因素法的應用66測試刺激的質量發(fā)現對一個殘缺、模糊的刺激進行編碼比對一個完整、清晰的刺激所花的時間更長，而且該因素對不同大小記憶表的影響相似，即記憶表的大小僅改變Y截距，而不改變直線的斜率.表明系列比較階段之前存在一個獨立的編碼階段400450500550600X反應時（毫秒）Y完整、清晰殘缺、模糊刺激質量清晰度和項目數對反應時的影響（采自Sternberg，1969）測試刺激的質量400450500550600X反應時（毫秒）67記憶表中項目的數量記憶表大小與反應時間之間存在線性關系，證實了系列比較階段的存在。斯騰伯格將斜線向左延伸至Y軸，Y軸上的點提供了系列比較為0時的反應時間，實際上就是編碼刺激、做兩類決定和組織反應共花的時間。

記憶表中項目的數量351246400450500550600X反應時（毫秒）Y項目數對反應時的影響（采自Sternberg，1969）記憶表中項目的數量記憶表中項目的數量35124640045068反應類型分別計算Y反應（肯定反應）與N反應（否定反應）的反應時，發(fā)現對不同大小的記憶表，N反應時總是長于Y反應時表明了在系列比較之后，有一個被試選擇反應種類的階段，而且產生N反應比產生Y反應難Y反應N反應反應種類400450500550600反應時（毫秒）n=1n=2n=4反應種類和項目數對反應時的影響（采自Sternberg，1969）反應類型Y反應N反應反應種類400450500550600反69反應概率改變某一種類反應（Y或N）的出現頻率，發(fā)現對兩類反應產生同樣的影響，即提高任一類反應的出現頻率，都會使這類反應的組織更為容易，從而使反應時下降。表明反應選擇之后存在一個獨立的反應組織階段

頻率.25.50.75400450500550600反應時（毫秒）0N反應Y反應頻率和反應種類對反應時的影響（采自Sternberg，1969）反應概率頻率.25.50.7540045050055060070識記項目編碼測試項目編碼順序比較決策反應組織反應時測試項目的質量識記項目的數量反應類型反應類型的相對頻率根據實驗中發(fā)現的這四個獨立因素，斯騰伯格認為短時記憶信息提取過程包含相應的四個獨立加工階段，即刺激編碼階段、順序比較階段、二擇一的決策階段和反應組織階段。

識記測試順序比較反應組織反應時測試項目識記項目反應反應類71開窗實驗減數法和加因素法反應時實驗都難以直接得到某個特定加工階段所需的時間，要通過嚴密的推理才能被確認。如果能夠比較直接地測量每個加工階段的時間，能比較明顯地看出這些加工階段，那就好像打開窗戶一覽無遺了。這種實驗技術稱為“開窗”實驗（openwindowexperiment）。例子：漢米爾頓（Hamilton，1977）和霍克基（Hockey，1981）的字母轉換實驗開窗實驗72字母轉換實驗給被試呈現1個、2個、3個、4個英文字母，并在字母后面標上一個數字，要求被試報告這些字母在字母表中后面的第幾個字母是多少。“P+2”，被試的正確回答應該是英文字母表中P后邊第二個位置的字母，即R。“EAGB+3”，要求被試說出英文字母表中各個字母之后第三個位置的字母，即“HDJE”。字母由被試自行控制，一個一個的繼時出現。被試首次按鍵就可以看見第一個字母，計時也同時開始，并要求作出聲轉換，之后再按鍵看第二個字母，再作轉換，如此直到字母全部呈現并作出回答，停止計時，出聲轉換的開始和結束時間都有記錄。完成字母轉換作業(yè)的三個加工階段：編碼階段、轉換階段和儲存階段。字母轉換實驗73看第一個字母出聲轉換看第二個字母將轉換結果儲存被試按鍵轉換開始轉換結束被試再按鍵編碼階段轉換階段儲存階段第一個字母加工的反應時間“開窗”實驗：字母轉換作業(yè)的3個階段看第一個字母出聲看第二個字母將轉換結果儲存被試按鍵轉換轉74減法法的基本邏輯兩個任務的反應時之差，推斷某個心理加工所需的時間加法法的基本假設人的信息加工過程是系列進行的而不是平行發(fā)生的→開窗實驗屬于加因素法課堂討論減法法的基本邏輯課堂討論75第四節(jié)反應時研究的新進展反應時新法為推斷心理“黑箱”提供了客觀的指標，受到許多研究者的喜愛。20世紀80年代，內隱學習領域出現了一種名為序列反應時（SerialReactionTime，SRT）的研究方法。10年后，剛剛萌發(fā)的內隱社會認知領域也出現了一種基于反應時范式的研究方法——內隱聯想測驗（ImplicitAssociationTest,IAT）。是反應時新法對認知研究領域的新拓展。第四節(jié)反應時研究的新進展反應時新法為推斷心理“黑箱”提供了76序列反應時尼森（Nissen,M.J.）和比勒姆（Bullemer,P.）于1987年提出，用以研究人們對序列規(guī)則的無意識獲得。序列反應時（serialreactiontime，SRT）任務正是序列學習范式中的經典任務之一,它以反應時作為反應指標，以序列規(guī)則下的操作成績和隨機序列下的操作成績之差來表示內隱學習的學習量。

序列反應時77基本程序以反應時作為反應指標，類似一個選擇反應時實驗。處于不同空間位置的視覺刺激分別對應不同的反應鍵，每次呈現一個視覺刺激，被試按相應鍵盡快予以反應，該刺激隨即消失，短暫的時間間隔后出現下一個視覺刺激。特點：整個實驗中刺激的呈現序列是有規(guī)律的。例如：1－3－4－3－1－2－1在實驗前，被試只被告知將要進行的是反應時測試，他們不知道在任務中刺激是按某個固定但不明顯的模式依次呈現的。多次重復該固定位置序列（通常是8—12個組段）之后，插入一個隨機的位置序列，之后再恢復固定的位置序列?？梢愿鶕磻獣r隨學習進程的變化，來推斷是否出現了內隱學習?；境绦?8例子：尼森和比勒姆（1987）實驗告訴被試這是一個選擇反應時的任務，屏幕上從左到右有四個位置，依次被設定為位置1、2、3、4，每個位置都對應著一個按鍵。要求被試看到刺激后，盡快做出與之對應的反應。視覺刺激是一個星狀圖形，并按固定的位置序列（4-2-3-1-3-2-4-3-2-1）呈現。固定序列循環(huán)6－10次構成一個組段。在多次重復該固定位置序列之后，插入一個隨機的位置序列1234R1R2R3R4例子：尼森和比勒姆（1987）實驗1234R1R2R3R479結果反應時隨著固定序列的重復而逐漸下降不一定，反應動作的練習效應→比較被試對固定序列和對隨機序列的反應時。當后者的反應時要顯著大于對前者的時，才說明序列學習發(fā)生了。被試是否發(fā)生了學習？反應時固定序列隨機序列固定序列結果被試是否發(fā)生了學習？反固定序列隨機序列固定序列80隨機序列的反應時顯著高于固定序列→學習效應如何使用反應時新法的邏輯對其進行解釋，應使用減法法的邏輯，還是加因素法？減法法：反應時的差異對應著心理過程的差異：固定序列和隨機序列的反應都是對同樣刺激的同樣規(guī)則的選擇反應任務，只可能被試在固定序列中作出選擇反應的心理過程被易化了。即對固定序列中的目標刺激做出反應相對容易，從而使反應時縮短；而對于隨機序列，選擇反應的心理過程沒有易化，反應較為困難，因此反應時相對較長。通常，這種心理過程的易化只能是由個體的學習所引發(fā)。？隨機序列反應時固定序列固定序列隨機序列的反應時顯著高于固定序列→學習效應？隨機序列反固定序81尼森和比勒姆（1987）實驗中，被試報告他們并沒有外顯地意識到固定序列的規(guī)則→內隱學習言語報告局限性減數法邏輯推出內隱學習的發(fā)生：必須設計兩種條件，使被試在一個條件下不發(fā)生任何學習，而在另一個條件下只發(fā)生內隱學習，不能發(fā)生外顯學習；如果沒有排除外顯學習，那么反應時的差異就不能簡單地解釋為內隱學習了。接受測量外顯知識的任務——生成任務（generatetask），即刺激位置仍按固定序列順序呈現，但被試要根據屏幕上出現的刺激位置，預測下一個刺激出現的位置。指標是準確度，它反映了被試的外顯序列知識。如果反應時任務的反應時差異與生成任務的準確度相關很低，說明發(fā)生的是內隱學習。為何是內隱學習？尼森和比勒姆（1987）實驗中，被試報告他們并沒有外顯地意識82變式實驗材料的改變繆森和斯奎爾（1993）——防止規(guī)則外顯化7個色詞（紫、綠、黃、橙、藍、白、紅）以7種顏色打印，色詞和打印顏色間存在一一對應關系，如：紅要求對色詞的打印顏色進行反應實驗程序的調整威林漢姆、尼森和比勒姆（1989）察覺組：聲稱自己意識到規(guī)則存在，并且可以回憶出規(guī)則序列中的大部分無察覺組：聲稱自己沒意識到規(guī)則的存在結果：覺察組被試明顯地比無覺察組被試好→外顯知識的作用變式83內隱聯想測驗（ImplicitAssociationTest，簡稱IAT）內隱社會認知研究的困難：傳統(tǒng)的投射測驗或情景測驗的方法很難量化；已有的內隱領域的研究方法雖可以量化，但很難直接借鑒到態(tài)度、觀念等社會認知研究中。1998年，格林沃德（Greenwald）提出了內隱聯想測驗，解決了上述難題。IAT是以反應時為指標，通過一種計算機化的分類任務來測量兩類詞（概念詞與屬性詞）之間的自動化聯系的緊密程度，繼而對個體的內隱態(tài)度等內隱社會認知進行測量的內隱聯想測驗（ImplicitAssociationTe84基本程序：例子：格林沃德（1998）的花－蟲IAT（Flower-InsectIAT）呈現概念詞（conceptwords）的樣例，要求被試盡快地進行辨別歸類，由系統(tǒng)記錄反應時，在花—蟲IAT中，概念詞為“花”或“蟲”，樣例為某種花或蟲的圖象；對屬性詞（attributivewords）樣例進行歸類反應，在上例中，屬性詞為褒義詞或貶義詞，褒義詞的樣例如漂亮、芬芳等，貶義詞樣例如惡心、討厭等步試驗次數練習/測驗左鍵反應對象右鍵反應對象120練習花的圖象昆蟲的圖象220練習褒義詞貶義詞320練習花的圖象+褒義詞昆蟲的圖象+貶義詞440測試花的圖象+褒義詞昆蟲的圖象+貶義詞520練習昆蟲的圖象花的圖象620練習昆蟲的圖象+褒義詞花的圖象+貶義詞740測試昆蟲的圖象+褒義詞花的圖象+貶義詞基本程序：步試驗次數練習/測驗左鍵反應對象右鍵反應對象12085聯合任務1，要求被試對概念詞與屬性詞的聯合作出反應，由于概念詞和屬性詞之間有兩種可能的關系：相容的（compatible）和不相容的，通常在IAT實驗中設置兩個聯合任務——相容聯合任務和不相容聯合任務。所謂相容，即是指二者的聯系與被試內隱的態(tài)度一致，如相對于蟲，被試對花的態(tài)度更為積極，那么花和褒義詞的關系為相容，蟲和褒義詞的關系為不相容。不過，在實施IAT之前，無法知道哪個聯合是相容的，所以在這里僅稱為聯合任務1和聯合任務2，對上例來說，在聯合任務1中，要求被試在花的圖象和褒義詞出現時，按左鍵，蟲的圖象和貶義詞出現時，按右鍵步試驗次數練習/測驗左鍵反應對象右鍵反應對象120練習花的圖象昆蟲的圖象220練習褒義詞貶義詞320練習花的圖象+褒義詞昆蟲的圖象+貶義詞440測試花的圖象+褒義詞昆蟲的圖象+貶義詞520練習昆蟲的圖象花的圖象620練習昆蟲的圖象+褒義詞花的圖象+貶義詞740測試昆蟲的圖象+褒義詞花的圖象+貶義詞聯合任務1，要求被試對概念詞與屬性詞的聯合作出反應，由于概念86對聯合任務1進行測試為了配合聯合任務2的實施，交換左右鍵反應的內容，再次要求被試對概念詞樣例進行反應聯合任務2，和聯合任務1的反應內容正好相反對聯合任務2進行測試步試驗次數練習/測驗左鍵反應對象右鍵反應對象120練習花的圖象昆蟲的圖象220練習褒義詞貶義詞320練習花的圖象+褒義詞昆蟲的圖象+貶義詞440測試花的圖象+褒義詞昆蟲的圖象+貶義詞520練習昆蟲的圖象花的圖象620練習昆蟲的圖象+褒義詞花的圖象+貶義詞740測試昆蟲的圖象+褒義詞花的圖象+貶義詞對聯合任務1進行測試步試驗次數練習/測驗左鍵反應對象右鍵反應87數據處理只選取兩個測試階段