反应时间的实际应用-Eduwest
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。
5-反应时-实验心理学解析
¡ 结果发现二择一的选择反应时比简单反应时长 约秒，这一时间便是辨别（分辨红绿）和选择 （左手反应/右手反应）所需要的时间。
¡ 帕奇勒 （Pachella，1974）在实验中发现， 在刺激呈现概率为的条件下，要降低2%的 错误率，反应时必须增加100毫秒。
二、速度－准确性权衡
¡ 奈特和坎特威茨（Knight和Kantowitz， 1974）的实验
Ø自变量：两个间隔很短的刺激 Ø因变量：反应时和反应错误率 Ø结果：刺激间隔和错误率间存在某种关系，
刺激间隔越短，错误率就越高
¡ 根据速度－准确性权衡的原则，在短刺 激间隔情况下，要保持与长刺激间隔相 同的错误率，反应时就一定会加长。
（二）速度－准确性权衡与实验信度
¡ 关于速度—准确性权衡的探讨与以RT为因变量的心理 学实验的信度有着密切的关联；
¡ 对于速度—准确性权衡的探讨有利于提高实验信度。
实验结果
¡ 实验采用被试间设计。 ¡ 东克尔在每个实验仅安排了7个被试。在
每种条件下被试解决问题的人数结果：控 制条件下，7位被试都解决了问题；但仅 43％的被试(7个中的3个)在功能固着的条 件下解决了问题。在中性条件下，只有一 个被试(占14％)解决了问题。 ¡ 结论：功能固着影响了问题解决。
¡ 被试的任务很简单，他预先已知道将有什 么样的刺激出现，并需要作出什么样的反 应。
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。
第三章反应时间(下)PPT课件
-
20
实验具体步骤
➢ 第一步，改变检验刺激（probe）的质量 （即改变叹针刺激的性质），发现对一个 残缺、模糊的刺激进行编码比对一个完整、 清晰的刺激花的时间较长，而且对不同大 小的记忆表影响相似，表明系列比较阶段 之前存在一个独立的编码阶段。
-
16
加因素法反应时间实验的逻辑
如果两个因素的效应是互相制约的，即一个因 素的效应可以改变另一因素的效应，那么这两 个因素只作用于同一个信息加工阶段；如果两 个因素的效应是分别独立的，即可以相加，那 么这两个因素各自作用于不同的加工阶段。
-
17
2、加因素法的典型实验
Sternberg运用反应时相加因素法研究短时记忆 信息提取的阶段：
-
2
（一）反应时间的相减法
1、Donders的3种不同的RT； 2、减法法实验 3、减法法评价
-
3
1、Donders的3种不同的RT
• 减数法 ：用减数方法将反应时分解成各个成分，来分析信 息加工，又称唐德斯反应时间
逻辑思想：在具体实验中安排两种或以上的反应时作业,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，那么这两种作业 反应时的差即那个特有的心理过程所需要的时间
更为直接的问题是关于加因素法反应时实验的逻辑，即能否应 用可相加和相互制约的效应来确认信息加工的阶段。 Pachella（1974）指出，两个因素也许能以相加的方式对 同一个加工阶段起作用，也许能对不同的加工阶段起作用并且 相互发生影响。
第三章反应时间心理学课件-PPT
• (2)如何解释二者反应时差逐渐减少得现象？
•
AA对同时呈现得反应时小于继时呈现得反应时,继时呈
现得反应时与Aa对趋同,而Aa对得反应时受同时或继时呈现
得影响很小。这说明,随着时间得延长,AA对得加工过程与
Aa对趋于一致。
•
根据这个结果可以推测,短时记忆时,先发生得就是视
觉编码,它保持一个短暂得瞬间后,才发生听觉编码。这样,
反应时间也不同
• 四、被试得机体状态 • 1、机体得适应水平 • 眼睛对明、暗适应水平不同,反应时也不同
• 2、被试得准备状态
• 3、额外动机(P151)
• 4、被试年龄
• 25岁前,反应时间逐渐变快;成人阶段,反 应时间变化很少,60岁后,反应时开始缓慢 下来。
•
147名成年被试视听反应时成绩
• 第三时段
• 效应器接受冲动开始效应活动得时间
• 反应时就是一种反应变量,它可以作为内 部心理过程复杂程度得指标。内部心理过 程越复杂,反应时间就越长。反应时研究在 心理学研究中占有重要地位。
• 二、反应时研究得历史
• 1、1796年,格林威治天文台得“公案”与贝 塞尔得“人差方程式”
B－A=1、22s
变化得反应速度大大下降。如果酗酒,反应时间将延长2～3倍,甚至更
长,往往紧急情况已到眼前,还未发现或采取任何措施便已肇事。由于
酒精对大脑皮层得抑制过程会产生破坏作用,使驾驶员很难正确估算车
速、距离与自己得能力,以致驾驶动作不准确、不适当。据测试,当血
液中得酒精达到0、5～0、7毫克时,驾驶员不仅选择反应时间增长,而
上述4个因素分别对4个独立得加工阶段起作用: (1)测试项目(探针刺激)得编码阶段:需时e (2)顺序比较阶段:若每一项目得比较耗时为b,则N 个项目所需时间为Nb (3)决策阶段 (4)反应组织阶段:决策与反应组织共需时C
反应时间
– 工业生产、交通驾驶、体育运动、设备设计和科 学管理等实际部门
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测量反应时间的仪器
自由落体直尺计时器 单摆微差计时器 时间描记器 机械钟表计时器 电子计时器 特殊摄影
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影响反应时间的因素
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。
20世纪50年代中期之后，认知心理学兴起。1969 年 斯顿伯格（Sternberg，1969）提出了加因素法 。
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简单反应时和选择反应时
简单反应时间（simple reaction time）是给 予被试者以单一的刺激，要求他作同样的反应。 被试的任务很简单，他预先已知道将有什么样 的刺激出现并需要作出什么样的反应。
反应时间的概念
反应时间（reaction time, RT）是心理实验中使用 最早、应用最广的反应变量之一。
反应时间是指刺激施于有机体之后到明显反应开始 所需要的时间 。
反应时间包括以下几个时段：
– 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；
反应时间（毫秒） 117～182 120～182 150～225 150～230 180～240 210～300 308～1082 400～1000
赫葆源、张厚粲、陈舒永等， 1983
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lgI
RT
lgI
反应时间
反应时间（毫秒） 117～182 120～182 150～225 150～230 180～240 210～300 308～1082 400～1000
赫葆源、张厚粲、陈舒永等， 1983
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lgI
RT
（毫秒）
lgI
RT
（毫秒）
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 2 3
1
2
3
4
5
187
6 532
316
7 570
364
8 603
343
9 619
487
10 622
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机体变量
机体适应水平 准备状态：觉醒状态、疲劳程度 练习次数：在一定范围内练习次数越多，反应越快 动机：附加动机（Johnson，1922)——惩罚和奖
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反应时间实验的因变量
基本因变量：速度（speed）和准确性（accuracy） 速度-准确性权衡（speed－accuracy trade off, SAT） 研究者们注意到，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。这就是反应速度与准确率的权衡。
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.
举例说明反应时间的实际应用意义
举例说明反应时间的实际应用意义
1. 驾驶安全，在驾驶过程中，反应时间是关键因素之一。
当遇
到紧急情况时，驾驶员需要迅速做出反应，如躲避障碍物、刹车等。
较短的反应时间可以大大减少事故的发生概率，提高驾驶安全性。
2. 运动竞技，在各类运动比赛中，反应时间对于运动员的表现
至关重要。
例如，在乒乓球比赛中，反应时间决定了球员是否能及
时回击对方的快速球。
在田径比赛中，短跑选手的起跑反应时间直
接影响到他们的成绩。
3. 医疗急救，在医疗急救领域，反应时间是救治成功与否的关
键之一。
医护人员需要快速反应，迅速判断患者的病情，并采取相
应的急救措施。
例如，心脏骤停时，医生需要立即进行心肺复苏，
以提高患者的生存率。
4. 生产制造，在工业生产中，反应时间对于生产效率和质量控
制至关重要。
例如，在自动化生产线上，机器人需要能够快速反应
并执行指令，以确保生产过程的顺利进行。
较短的反应时间可以提
高生产效率和产品质量。
5. 游戏娱乐，在电子游戏和虚拟现实等娱乐领域，反应时间是玩家取得成功的关键因素之一。
许多游戏需要玩家快速做出反应，如射击游戏中的瞄准和射击，赛车游戏中的转向和刹车等。
较短的反应时间可以提高玩家的游戏水平和娱乐体验。
综上所述，反应时间在驾驶安全、运动竞技、医疗急救、生产制造和游戏娱乐等领域都具有重要的实际应用意义。
通过提高反应时间，我们可以提高安全性、竞技水平、急救效率、生产效率和娱乐体验等方面的表现。
实验心理学 第3章 反应时间
Reaction Time
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结果分析
– 被试的反应时间受字母或数字的旋转度数 影响，并且围绕180°呈倒“V”型对称分布。 在各种实验条件下都显示，旋转度数在 0°～180°范围内，反应时间依次增加； 旋转度数在180°～360° 范围内，反应时 间依次缩短。可见，旋转幅度越大，反应 时间越长。 – 按照减数法的逻辑，旋转度数为0°和 360° 时的反应时可以作为计算的基点， 超过这一基点的反应时间说明了某种心理 加工过程的存在。
5
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简单反应时和选择反应时
简单反应时间（simple reaction time）是给 予被试者以单一的刺激，要求他作同样的反应。 被试的任务很简单，他预先已知道将有什么样 的刺激出现并需要作出什么样的反应。 选择反应时间（choice reaction time）是根 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。 其中枢活动比较复杂。反应的 选择余地愈大，反应速度就愈缓慢。
Reaction Time 28
动机对反应时的影响
– 约翰逊（Johnson，1922）研究发现，主试者所设计 的一些附加动机能使听觉反应加快。实验设计了三种 条件： • 激励系列是将每次反应结果告诉被试者，因而被 试者得到一种略微的奖或罚的激励；(实验组1) • 惩罚系列是当被试者的反应慢于规定时间时，其 手指就受到一次电击，而反应达到这允许时限便 不受电击； (实验组2) • 常态系列是指没有附加动机的影响。这三种条件 是循环使用的，以免产生练习效应。(控制组) 三名有训练的被试虽然都一直在尽快地作出反应，但在 不同水平的奖惩动机影响下，反应还是有明显的变化： 常态条件下最慢；激励条件下次之；惩罚条件下最快。
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反应时间的实际应用
一、相关的研究
反应时间作为反应变量，不仅在各类反应时间之间存在着一定的关系，而且也常常同非反应时间的反应变量之间存在着多样的关系。
对反应时间相关法的研究，可对有关的反应变量作出相互预测，还有助于增进人们对反应时间的可能影响因素的了解。
席斯克（Sisk， 1926），拉尼尔（Lanier， 1934）以及福尔贝斯（Forbes，1945）等早年在这方面做了许多研究工作，取得了相近的实验结果。
如以同一手指对光、声和触觉的简单反应时间，两两间的相关系数是在+0.43 到+0.85 之间。
对声音的反应，两手之间的相关系数是+0.92，两足之间是+0.93，手与足之间是+0.81。
一般认为，对某个人来说，他的各种反应时间变量之间的高相关有很大的一致性。
但是我们不能过分看重这些相关，如画字、敲击、目标追踪等许多快速反应是由一系列刺激所引起的，这些作业的时间并不是完全取决于简单反应时间的长短，因此还不能把简单反应时间当作连续性作业速度的有效指标。
赖伊（Lahy，1939）曾经设计了一个系列反应实验，要求被试对单一的听觉刺激作出二个反应。
从刺激到按下动作开始为反应时间；从按下动作开始到再释放这个键的动作开始为彭左恢复时间（Ponzo’s recovery time），结果发现，反应时间和恢复时间的相关差不多是零。
因此反应时间显然并不是一个人连续工作的速度的一种满意指标。
近年来，我国心理学家对这一课题也作了不少研究。
陈舒永等（1986）研究了被试为大学生业余运动员和非运动员共80 名，以声音刺激分别测定简单反应时间和运动时间（从开始运动到运动完成所经历的时间）。
结果表明，反应时间、运动时间及两者的总和时间在右手和右脚之间的相关系数分别为+0.72、+0.68 和+0.79，且都在0.01 水平上显著。
说明这三种反应指标在手与脚（同侧）之间都可以相互预测。
实验还发现简单反应时间和运动时间两者在同一反应肢体虽
有显著的正相关（r
手=0.21， p＜0.05;r
脚
=0.29，p＜0.01），由于相关系数都
很小，如对两者作相互预测，意义是不大的。
在运动心理学领域，洪伟等（1986）对有文化的成人共98 名被试，作视、听简单反应时间和短时记忆能力的测定。
结果表明，反应时间和短时记忆这两种
心理功能指标之间有较大的负相关，且都有极显著意义（r
视、记=-0.46，r
听、记
=-0.36；p＜0.001）。
这说明有了其中一个指标，在某些条件下，就可估计另一个指标的情况。
二、应用的研究
上面讲到，反应时间是有关人的活动、动作的速度和准确性特征最基本的内容。
反应时间的实验研究，的确有助于人们从不同方面对自身更为复杂的心理与行为的特点作出定量分析，从而获得规律性知识。
心理学研究和实际领域中应用反应时间的场合是很多的，下面分别作简要介绍。
1.应用心理现象的研究
任何心理活动都需要一定时间。
几乎所有心理学的实际问题的研究，都可以应用于反应时间的原理和方法。
传统心理学中许多问题的探索，往往把反应时间作为一项客观指标，如辨别、联想、注意的分配、动机的引起、知觉的范围、定向运动、感觉强度、心理量表、情绪的差异及机制、条件反射、学习与词的替代等等。
学者已积累了大量资料。
现代心理学则对此进一步作出探索，取得了一个又一个学术成果。
我国心理学家曹传咏等（1963）曾以反应时间作指标，对小学生辨认汉字字形的特点进行了实验研究，刺激字有五个单元，每个单元包括一个单字及含有这个单字的词语和字组各三个，词语和字组分别由二、三、及四个字组成。
五个单元共35 张卡片，按随机次序在呈现器上呈现，见表3-1。
（采自曹传咏等， 1963 ）
呈现时间从5 毫秒起始，以2.5 毫秒一级累增。
在每一呈现时间内由被试观察三次，直到连续三次正确辨读为止，并以其中第一次正确读出所需的呈现时间作为时间阈值，所得结果列于表3-2。
（采自曹传咏等， 1963 ）
实验表明，单字与2～4 字词语之间辨认所需的时间没有显著差别，而单字与2～4 字组之间的差异是十分显著的。
这可能是由于中枢已形成的联系系统，对字词的辨认产生了有利的影响。
自70 年代起，反应时间法也常成功地应用于现代记忆心理的研究。
斯滕伯格（Sternberg，1970）用反应时间作指标，对短时记忆中信息提取的搜寻过程特点作了研究。
先向被试呈现不同系列长度（在记忆广度之内）的数字，而后再呈现一个检验数字，要他将这个检验数字与记忆中的系列数字的各个项目作比较并尽快作出“是”或“否”的回答。
结果表明，短时记忆中存储信息的提取时间随系列项目数的增加而延长，两者呈线性关系。
大约每增加一个记忆项目，从记忆中搜寻和提取有关信息的时间就要多花38毫秒。
说明短时记忆信息的提取需要搜寻，而搜寻过程的型式是逐个的“系列比较”，并不是同时的“平行比较”。
我们在第四节还将详细介绍这个著名实验。
2.应用于实际领域
反应时间是心理学上最重要的反应变量和指标。
在现实生活中，有许多领域需要研究人的反应时间，尤其是在工业生产、交通驾驶、体育运动、设备设计和科学管理等实际部门，反应时间的应用更有其重要意义。
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。
例如，纺织工人生产定额的制度、劳动指标的测量以及各项操作动作的分析使之正确、合理化，在这些场合上，都用得着反应时间指标。
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。
例如有实验表明，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；如果反应延长0.2 秒，那就要多行2 米，在这种条件下反应时间就变成严重事故的原因了。
现代科学技术的突飞猛进，使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。
如飞机驾驶舱里的表盘技术模型的制作，可以通过反应时间的测定结果加以鉴定。
研究表明，各种显示器、操纵的设计，要适合人的身心特点，使操作者能迅速、准确地对信息作出辨读和应答，而且两者的空间位置的安排结构要合理，以保证操作的顺利进行。
为此，有人设计了最佳表盘和弧形仪表板，这类研究对于提高人机工作效率，确保飞行安全是必不可少的。
在体育运动上反应时间的应用更是大家所熟悉的事。
有经验的教练员和教师常研制一套速度功能测验器，用来训练运动员的各项动作的反应时间，以不断提高运动员对感觉运动时间和动作时间的领会和控制能力，争取创记录的成绩。
这
也是体育运动的宗旨之一。
由此见，反应时间的研究是社会生产和科学发展需要的产物，它对心理学的理论和实际应用都有重要意义。
随着生产自动化的发展和人们生活节奏的加快，对反应时间的研究越将显现出它的重要性。