反应时
实验心理学2第4章第2节 反应时研究的基本问题
第四章 反应时第二节 反应时研究的基本问题自反应时进入心理学研究以来，对于反应时的研究在很长一段时期内主要集中于某些基本问题的解答，其中包括：反应时和所作反应种类数量的关系、反应时和反应准确性的关系，以及反应时的其他影响因素等。
一、简单反应时和选择反应时继人差方程和赫尔姆霍兹（1850）青蛙运动神经传导速度的测定之后，荷兰生理学家唐德斯第一次较为系统地研究了反应时。
他试图揭示反应时任务中的一些心理加工过程。
为此，他设计了两类反应时任务——简单反应时和选择反应时任务。
（一）简单反应时简单反应时（simple reaction time）是指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。
譬如说，短跑运动员在听到发令枪响后立即起跑，这一事件就可以作为一个简单反应时任务。
这种反应之所以称之为简单反应，是因为特定的刺激与特定的反应间的联系十分明确。
这种联系不是一种先天的条件反射，为了建立联系，被试必须进行反复的学习与训练。
在测定反应时的研究中，听觉反应时和视觉反应时的研究比较多。
1. 听觉简单反应时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。
刚开始实验时，被试的反应也许会很慢，不过通过多次学习与训练之后，被试获得了信号与反应间的联系，反应时就会迅速减少。
如图4-4列出的是某一被试的实验结果。
可见，听觉简单反应时存在波动，任何一个时刻被试对听觉刺激的简单反应时都不会完全相同，因为它会受到各种因素的影响，比如刺激本身性质的变换和被试练习水平，图4-4中超过160毫秒的几次反应就是被试练习水平不够，所导致的反应时延长，有关反应时任务的影响因素，我们将在本节的最后一部分详细阐述。
从图4-4中还可以看出，出现次数最多的反应时大约为130毫秒左右，这便是被试最具代表性的、最为稳定的简单反应时值，也就是说，被试在正常情况下对可辨别听觉刺激最易出现的简单反应时。
认知心理学之反应时法
认知过程与反应时间的关系
信息加工的阶段
包括感觉登记、知觉编码、短时记忆、长时记忆等阶段，每个阶段都会对信息进行加工和转换。
反应时法
通过测量和分析反应时间可以深入了解信息加工的阶段和过程，探究认知过程的内在机制。
信息加工理论
认为人的认知过程是一个信息加工系统，信息在人脑中被加工、存储和提取，并最终影响人的行为反应。
认知心理学之反应时法
目录
反应时法概述 反应时法的理论基础 反应时法的实验方法 反应时法的应用实例 反应时法的未来发展与挑战
01
CHAPTER
反应时法概述
反应时法是一种心理学研究方法，通过测量个体对刺激的反应时间，来探究认知过程和心理活动的规律。
反应时是指个体在接受刺激后，从感知刺激到做出反应所需的时间。这个时间的长短可以反映认知过程的速度和效率。
将反应时法与心理物理法相结合，探讨认知过程中的感知觉变化。
反应时法与内省法
在内省法的指导下，运用反应时法对认知过程进行客观测量和描述。
反应时法与其他心理测量方法的比较与整合
03
02
01
THANKS
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信息加工理论
心理物理学原理
反应时法可以作为心理物理学的一种测量方法，通过测量和分析反应时间可以深入了解人对物理刺激的感知和判断能力，探究认知过程的内在机制。
反应时法与心理物理学原理的关系
指人的心理活动与物理刺激之间存在一定的关系，通过测量和分析心理活动可以了解物理刺激的性质和特点。
心理物理学原理
包括阈限测量、差异阈限测量、主观量尺等，通过这些方法可以测量人对物理刺激的感知和判断能力。
行为分析
反应时法的应用领域
反应时法具有客观性和量化性，能够提供定量的测量指标，有助于对认知过程进行精确的描述和比较。此外，反应时法操作简单、易于实施，能够探究不同条件下的认知过程变化。
心理学实验报告-反应时实验
心理学实验报告——反应时实验一、【目的】了解刺激-反应的过程和简单反应和选择反应的实验原理，比较简单反应和选择反应的差异。
二、【实验仪器】EP202/203选择、简单反应时测定仪三、【实验内容】1、简单反应时实验程序原理：呈现一个刺激，要求被试从看到或听到刺激到立即做出反应的这段时间，又称A反应时。
按仪器操作步骤进行实验，每次完成后记录下平均反应时间，重复实验4次，取后3次的平均反应时间。
2、选择反应时实验程序原理：指当呈现两个或两个以上的刺激时，要求被试分别对不同的刺激做不同的反应，在这种情况下，被试从刺激呈现到做出选择反应的这段时间称为选择反应时，又称B反应时，选择反应时包括简单反应时（基线时间）、辨别时间和选择时间。
按仪器操作步骤进行实验，每次完成后记录下平均反应时间，重复实验4次，取后3次的平均反应时间。
四、【实验结果】（ms）（ms）被试1185.03615.13被试2232.47653.03被试3171.83519.83被试4227.97484.97平均时204.325568.24间颜色红绿蓝黄总平均时间被试1780.97549.03515.2615.33615.13被试2673.13643.27598.43691.87653.03被试3814.63433.13430.37419.87519.83被试4629.57414.13475.03449.5484.97平均时724.575509.89504.7575544.1425568.24间下面对简单反应时和选择反应时进行相关t检验1.建立检验假设，确定检验水准H0:ρ=0H1:ρ≠0ɑ=0.052.计算检验统计量相关性简单反应选择反应简单反应Pearson 相关性1.151显著性（双侧）.849 N443.确定P值和判断结果ν=2，查t值表，t0.05/2,2=0.950,本例的|tr|=0.151<t0.05/2,2,P>0.05,按ɑ=0.05的水准，不拒绝H0，尚不能认为简单反应时和选择反应时之间没有相关性。
第四章 反应时
（二）选择反应时 1．选择反应时的概念 选择反应时： （1）选择反应时：根据不同刺 激物， 激物，在多种反应方式中选择符 合要求的反应并执行的时间。 合要求的反应并执行的时间。 不同于简单反应时任务， 不同于简单反应时任务，被 试必须在反应之前先判断哪个按 钮是对当前刺激的正确反应。 钮是对当前刺激的正确反应。 (2)选择反应时包括了辨别和选 (2)选择反应时包括了辨别和选 择的时间。 择的时间
二、加因素法
• （一）加因素法的原理 • (1)加因素法的基本前提： 认为人的信 加因素法的基本前提： (1)加因素法的基本前提 息加工过程由一系列有先后顺序的加工 阶段组成。 阶段组成。 • (2)加因素法的反应时实验逻辑：认为 (2)加因素法的反应时实验逻辑： 加因素法的反应时实验逻辑 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，因此， 息加工阶段分别需要的时间总和，因此， 若两个因素有交互作用， 若两个因素有交互作用，则它们作用于 同一个加工阶段； 同一个加工阶段；若两个因素不存在交 互作用，即相互独立， 互作用，即相互独立，则它们作用于不觉简单反应时任务 （2）听觉简单反应时存在波动 生物墙” （3）“生物墙” ：被试反应 时存在一个无法跨越的时间界限， 时存在一个无法跨越的时间界限， 无论进行多少次的训练， 无论进行多少次的训练，这种时 间极限就像一堵无法逾越的“ 间极限就像一堵无法逾越的“生 物墙” 物墙”。 听觉简单反应时的“生物墙” 听觉简单反应时的“生物墙”大 100ms。 约为 100ms。
• （二）速度－准确性权衡与实验信度 速度－ • (1)反应时任务的速度－准确性权衡 反应时任务的速度－ (1)反应时任务的速度 的探讨有助于我们有效提高心理实验 的信度。 的信度。 • 如：亚当森对功能固着现象的研究 • (2)反应时实验必须考虑两个因变量： (2)反应时实验必须考虑两个因变量 反应时实验必须考虑两个因变量： 速度和准确性， 速度和准确性，单一考虑任何一种指 标都会极大损害实验信度。 标都会极大损害实验信度。当只选择 一个因变量指标时， 一个因变量指标时，应对为何不使用 另一个的原因有所交代。 另一个的原因有所交代。
简体版-反应时间
（keywords：视觉或听觉通道；语词刺激；自由联想 或控制联想）
1.言语（联想）反应时测试
①材料与呈现：实验前准备好词单，设计好语词呈现的 方法和顺序（要根据实验条件而定），可主试读（放录 音机）、光电速示仪、电脑显示器或耳机呈现。
②被试的反应操作与计时：按要求完成联想反应，记录 反应时间
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。
3.对减数法的评价
认知心理学常用减数法反应时实验提供的 数据来推论其背后的信息加工过程
弱点：要求试验者对实验任务引起的刺激 与反应之间一系列心理过程要有比较精确 的预测，并且要求相减的任务中共有的心 理过程要严格匹配，这一般是很难做到的。 这在一定程度上限制了减数法实验的使用。
减数法（subtractive method） 加因素法（additive factors method） 开窗实验（open window experiment）
（一） 减数法
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。
唐德斯反应时（Donders ABC of reaction time)
反应时的概念
反应时的概念
说起反应时嘞个概念，其实就是要讲哈子，咱们从看到个啥子事情，或者听到个啥子动静，到脑子里面开始想办法应对，再到手脚动起来，这一连串动作要花好久时间。
就像你走在路上，突然看到个车子冲过来，你眼睛一瞄到，心里头马上就“咯噔”一下，晓得要躲，然后脚杆儿就自然而然地往旁边垮了。
这个过程，快得很，但其实也是有个时间长短的，这个就是反应时。
有些人嘞，反应时短，看到危险，嗖的一下子就躲开了，就像那些练过武的，身手敏捷得很。
有些人嘞，反应时就稍微长点，可能心里还在想“哎呀，这是个啥子情况哦”，脚杆儿都还没动，车子都已经擦边而过了。
这也不是说反应时长的就不好，可能他们就是爱多想一想，做事更稳当。
反应时这个东西，跟好多因素都有关系。
比如说，你身体好不好，精神足不足，还有你是不是经常锻炼，这些都会影响到你的反应时。
就像你熬夜熬久了，第二天起来，整个人都恍恍惚惚的，反应时肯定就长了嘛。
所以嘞，要想提高自己的反应时，就要注意锻炼身体，保持好的生活习惯，还有就是要多动脑筋，让自己的思维更敏捷。
这样一来，不管是遇到啥子情况，你都能很快地做出反应，保护自己，也保护身边的人。
反应时名词解释
反应时名词解释
反应时是指机体从接受刺激到做出反应动作所需的时间，也就是从刺激到反应之间的时距。
刺激引起了感觉器官的活动，经由神经系统传递给大脑，经过加工，再从大脑传递给效应器，作用于外界的某种客体。
主要反映人体神经与肌肉系统的协调性和快速反应能力。
或是从机体接受刺激到作出回答反应所需的时间。
又称反应潜伏期。
反应时包括如下时相：刺激使感受器发生兴奋，神经冲动从感受器传到大脑皮层所需的时间，在中枢神经系统组织回答反应所需的时间，有机体作出回答反应的时间。
反应时依赖于刺激的种类、强度及个体的因素（适应水平、定势、动机和情绪）而有所不同。
一般成人对光刺激的反应时为180毫秒，对声刺激为140毫秒；选择性的反应时要比简单的反应时长些。
简单反应时、选择反应时和辨别反应时
实验1 简单反应时、选择反应时和辨别反应时1、引言反应时是指刺激作用于有机体后到明显的反应开始时所需要的时间，通常分为简单反应时、选择反应时和辨别反应时三种。
简单反应时也叫A反应时或基线反应时，是指一个刺激出现，要求被试从感知刺激到作出反应的所持续的时间间隔。
在测定反应时的研究中，听觉简单反应时和视觉简单反应时的研究比较多。
选择反应时也叫B反应时，是指根据不同的刺激物，在各种可能性中选择一种符合要求的的反应，并执行该反应所需要的时间。
一个选择反应时实验呈现的刺激为两个或多个，要求被试对不同的刺激作出不同的反应，这种反应时更能体现人的智力和能力。
辨别反应时也叫C反应时，指当呈现两个或两个以上的刺激时，要求被试对某一特定的刺激作出反应，对其它刺激不做反应，并执行该反应所需要的时间。
本实验采用的是荷兰心理学家关于反应时的理论，通过计算机呈现的视觉和听觉实验材料，测定视觉简单反应时、听觉简单反应时、选择反应时和辨别反应时。
2 实验目的通过计算机呈现的视觉和听觉实验材料，学习视觉和听觉简单反应时的测定方法。
通过测定不同特征视觉刺激的选择反应时、辨别反应时，学习测定选择反应时和辨别反应时的方法，考察刺激特征对选择反应时和辨别反应时的影响。
—学习和掌握简单反应时、选择反应时和辨别反应时在信息加工过程研究中的应用。
3 实验方法被试一人，视觉或矫正视觉正常，色觉正常，听觉正常。
实验仪器与实验材料3.2.1实验仪器：计算机、反应键、耳机和PsyKey实验教学系统。
3.2.2实验材料：简单反应时测试中视觉的刺激为一绿圆，听觉的刺激为773Hz 纯音。
选择反应时的刺激有两个，分别是红圆和绿圆。
实验程序3.3.1 视觉简单反应时测量在“PsyKey系统”中选择“反应时实验”中的“简单反应时实验”，单击鼠标右键，选择“开始实验”，进入“视觉简单反应时”实验设计主界面，开始进行实验。
视觉刺激为一绿圆，在测试中呈现的刺激和要求被试作出的反应只有一个，当屏幕上出现绿圆时，要求被试按绿键反应。
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A反应
刺激
反应
B反应
刺激１
刺激２
反应１
反应２
C反应
刺激１ 刺激２ 刺激３
反应
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
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。
选择反应时
定义: 根据不同的刺激物, 在各种可能性中选 择一种符合要求的反应, 并执行该反应所需 的时间
A
B
与简单反应时相比, 选择反应时多出了辨别和选择 的过程 二择一的选择反应时比简单反应时长0.07s
选择数目与反应时的关系: RT = lgN 需要不同刺激通道间转换时，反应时出现周期性 峰值
内隐联想测验
实验程序
采用两种实验材料：形同音同，AA vs. 形异音同， Aa 两字母呈现时间间隔：0s、0.5s、1s、2s
因变量：被试判断一对字母是否相同，按键反 应，记录反应时
550 反 应 500 时 间 （ 450 毫 秒 400 ） 350 0 0.5 1 1.5 2 时间间隔（秒） 图1 反应时是字母间隔时间的函数()
反应时间的“开窗”实验方法实例
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：
A+3 D KENC+4 OIRG
影响反应时的因素
1.
反应时间与刺激强度
刺激强度较弱时，反应时间较长，随刺激强 度的增加，反应时间会逐步缩短；
反应时的概念
定义:从刺激的呈现到反应开始之间的时距, 又称反应潜伏期. 汉字命名
章
反应时: 从“章”的呈现到命名反应开始
包括几个时段 第一, 神经冲动从感受器传递到感觉中枢 第二, 大脑皮层感觉,知觉,运动等中枢进行加 工 第三,神经冲动从运动中枢传递到效应器官, 效应活动开始
识记项目 的编码
探测刺激 的编码
顺序 比较
反应时间 RT
决策
反应 组织
第一阶段，改变检 测刺激的质量，发 现对一个残缺、模 糊刺激的编码比对 一个完整、清晰刺 激花的时间较长， 而且对不同大小记 忆表的影响类似
第二步，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。
例子１：刺激呈现概率和反应时的关系
反应时保持稳定 错误率随刺激呈现概率提高而下降 例子２：功能固着研究
针对实验要求制定相应的指导语
强调速度不能牺牲准确性，又快又准确的 进行反应
偏重准确性
反应时测定方法
减数法
加数法 开窗实验
减数法
唐德斯（Donders）首先提出了用于分析信 息加工阶段的反应时间相减法。其基本思 路是，用相减的方法将反应时间分解成各 个成分，然后来分析信息加工过程。
20世纪50年代中期之后，认知心理学兴起现装置, 反应装置, 计时装置
机械计时器 电子计时装置
反应时研究的基本问题
简单反应时和选择反应时
简单反应时: 给被试呈现单一的刺激,要求他 们只作单一的反应, 刺激----反应之间的时间 间隔就是反应时.
听觉简单反应时: 130ms
逻辑：一种作业含有另一种作业所没有的 某个特定的心理过程，且除此过程外二者 其他方面均相同，二者反应时之差即为此 特定心理过程所需时间．
相减法的一般操作过程：
A-反应时间：一个反应仅对应一个刺激，当一个刺激出 现时，就立即作出反应，这种反应时间称为简单反应时； B-反应时间：多个反应，各自对应于事先所规定的那个 刺激进行反应，此时所测得到反应时间，其中包含简单 反应时、辨别反应时和选择反应时； C-反应时间：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，而对其他刺激的呈现不反应。 所测得的反应时间，其中包括简单反应时和辨别反应时。
４．反应时间与被试机体的适应水平
反应时间与对不同光适应水平的关系
适应水平/lx 200
150
100
50
0
反应时间 /ms
154
146
144
140
131
５．反应时间与被试的准备状态
准备时间对反应时间的影响
准备时间/s 平均反应时/ms
0.5 335
1 241
2 245
4 276
标准差
64
43
随刺激强度的增加，最初反应时间的缩短得 快些，当刺激强度增加到一定程度时，反应 时间的缩短速度减小，向一极限水平渐进。
对不同强度的１０００Hz纯音的反应时
400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2.
反应时间与刺激的时间特性以及空间特性有关
是实验心理学研究中最重要的反应变量之 一
研究历史
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。
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。
9.
反应时间与个体差异
被试之间的反应时间存在差异 同一被试在相同条件下，其每时每刻的反应 时间也会因其心理和生理方面的某些变化而 不同
反应时研究新进展
序列反应时：内隐学习研究
研究人们对序列规则的无意识获得，以反 应时为指标，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． 基本范式
命名匹配 字形和命名都匹配
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。
研究实例２
心理旋转的存在
加因素法
Sternberg（１９６９）认为，完成一个作业 所需的时间是一系列信息加工阶段分别需 要的时间的总和。 相加因素法的实验逻辑是：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阶段；如果两个因 素效应分别独立，即可以相加，那么这两 个因素各自作用于不同的加工阶段。
第三步，分别计算 “肯定”反应与“否 定”反应，发现对不 同大小的记忆表，都 是否定反应长于肯定 反应，表明了两种决 定阶段的存在。且产 生否定反应比产生肯 定反应难。
第四步，改变某一类反应 （肯定或否定）出现的频 率，发现对两类反应产生 同样的影响，提高任一类 反应出现的频率，都会使 这类反应的组织更为容易， 从而使反应时下降。表明 反应选择之后存在一个独 立的反应组织阶段。
速度－－准确性权衡
Speed-accuracy trade-off
反应时实验有两个基本的因变量：速度和准确性
反应速度和反应准确性间存在反向关系
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。
光刺激的久暂与反应时间的关系 光刺激的 持续时间 /ms 反应时间 /ms
3 191
6 189
12 187
24 184
48 184
光刺激的面积与反应时间的关系
正方形边长 /mm 反应时间 /ms
3
6
12
24
48
195
188
184
182
179
３．反应时间与所刺激的感觉器官有关
不同的味觉刺激作用于舌尖的反应时间
视觉简单反应时: 150ms以上 生物墙: 反应极限 感官换能, 神经传导, 大脑加工, 肌肉运动
不同感觉通道的反应时间
感觉道 触觉 听觉 视觉 冷觉 温觉 嗅觉 痛觉 味觉 反应时间/ms 117～182 120～182 150～225 150～230 180～240 210～390 400～1000 308～1082
开窗实验
反应时间的“开窗”实验
反应时间的相减法和相加因素法都不是直接测 量出某一特定加工阶段所需的时间，而是间接 地通过作业之间的比较而得出的，并且相应的 加工阶段还要通过严密的推理，才能被发现。 Hockey等（1981）发展了“开窗”实验，试图 通过该方法来对加工阶段的反应时间进行直接 的测量。
认知心理学正是这样来应用反应时间相减 法的。
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。
相减法的研究实例１： Posner等关于视觉编码与听觉编码共存的实验 研究 自变量
短时记忆信息提取过程
短时记忆信息提取过程有独立作用的4个因 素：
识记项目的数量（记忆集大小）N 探测刺激的质量（清晰 vs. 不清晰） 反应类型（肯定的 vs. 否定的） 反应类型的相对频率