案例讨论

精神分析

催眠专题

亲子关系

心理访谈

婚姻家庭

疗法大观

他山之石

模拟咨询

精彩图片

招生简章 >>

您现在的位置: 中崋心理教育中心 >> 成长专区 >> 他山之石 >> 正文
文章 书籍视频 图片

《实验心理学》

作者:杨治良    文章来源:《实验心理学》    点击数:    更新时间:2006-7-30
明之。
3.加因素法的原理是什么?并引用实验加以说明之。
4.简述测定反应时间的仪器种类,及其不断更新情况。
5.影响反应时间的因素主要有哪些。
6.什么叫速度——准确性权衡。
第一节 反应时间的性质
一、反应时间研究的简史
反应时间(或反应时)(reaction time,简称 RT),它是一个专门的
术语,不是指执行反应的时间,而是指刺激施于有机体之后到明显反应开始
所需要的时间。反应时间是实验心理学常用的反应变量之一。反应时间这一
术语,最先是由生理学家提出的,当时称之为心理过程的“生理时间”。按
实验心理学传统的理解,反应时间是指从刺激作用发生到引起机体外部反应
开始动作之间的时距,它包含以下几个时段(phase):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;第三时段,效应器官接受冲动后开始效应活动的时间,以上三个
时段的总和即是反应时间。可见,反应时间可由多种因素合成,它在心理学
实验中可以作为测定反应变量的一种指标。虽然反应时间这一问题,最早是
天文学家提出来的。早期天文学家曾对反应时间有不少讨论和研究,但作为
反应时间的实验,一般地说,是1850 年由著名生理学家赫尔姆霍兹(Hermann
Von Helmholtz, 1821~1894)发明的。赫姆霍兹是实验心理学的奠基
人之一。他成功地测定了蛙的运动神经的传导速度(约为26 米/秒)。其后,
他又测定了人的神经的传导速度约为60 米/秒。这与后来穆乃奇(Munnich,
1915)测定的每秒66~69 米颇为接近。根据神经传导的大致速度,他认为神
经传导所占据的时间是很短的,而整个反应时间却比较长且变动很大。
在1865 ~ 1868 年间, 荷兰生理学家唐德斯 ( Franciscus
CorneliSDonders,1818~1889)第一次企图研究心理因素如何影响一切简单
的与复杂的反应。他的作法就是把上述心理过程交织在刺激和反应中间,从
而考察其结果,并比较简单与复杂的反应。在简单反应的实验中,实验者先
告知被试者将有什么样的刺激出现,比如一种颜色光或一种声音,要他觉察
到哪种光或哪种声音出现时,就用一个手指按一个反应键。在辨别反应实验
中,他们用两种不同的刺激,如两种不同颜色的光或两个高低不同的乐音,
要求被试者只反应其中之一种,而对另一种不反应;还有一种方法是使被试
者对于甲乙两种刺激,准备两种不同的反应,比如看见甲刺激(红光)时用
右手反应,看见乙刺激(非红光)时用左手反应。总而言之,他创造了选择
反应时间的实验,发现这种反应时间比简单反应时间约长100 毫秒。唐德斯
认为一个复杂反应只是在一个简单的反应上加一些别的动作,这些动作所需
时间可用反应的全部时间减去简单反应所需时间来求得。这个时间差就是上
述心理过程所需要的时间。奥地利生理学家埃克斯纳(Exner, 1873)指出
被试者在反应时间实验中定势(或心向)(set)的重要性。
反应时间直接作为心理学研究的课题开始于冯特(Wilhelm Wundt,
1832~1920)。1879 年,冯特在莱比锡大学首创了心理实验室。当时他便认
为唐德斯指出了实验心理学的一条重要途径,即心理活动的时间测定工作。
冯特的学生对简单和复杂的反应时间进行了一系列工作,但他们在注意、知
觉、联想和选择等过程上却未测出确切的反应时间。在冯特的早期学生中后
来有两位学生建立了研究反应时间实验室。冯特的学生卡特尔(JamesMcKeen
Cattell ,1860~1944)作了许多关于反应时间的实验。他认为被试者在做
简单反应测验时,其注意力完全集中于那个将出现的刺激和那个将动作的手
指。当刺激来到时,眼睛→大脑→手指之间的神经通路早已准备好了,反应
的时间就快。在辨别和选择反应的实验中,需要有更多的神经通路接通的准
备,这时被试的心理状况比较复杂,会产生焦虑、怀疑等复杂的心理状态,
所以反应时间就会延长。卡特尔先在德国然后在美国对反应时间作了广泛而
系统的实验研究,其中不少材料至今仍为人们所引用。20 世纪初,德国心理
学家屈尔佩(Oswald KulPe, 1862~1913)在符兹堡对简单与复杂的反应发
展一种内省的研究,他的学生证明了准备定势的选择影响。法国心理学家皮
耶隆(Henri Pieron, 1881~1964)对反应时间的研究也作了贡献。但总的
说来,自卡特尔之后心理学家对反应时间研究的兴趣已不在于分析它的原
因,而转向测量技术的改进方面,以及深入到应用的实际领域中去了。
现代心理学家在总结反应时研究的这段历史时,把自1850 年赫尔姆霍兹
的研究至1969 年长达一百多年的时间称之唐德斯反应时ABC 时期。这是反应
时研究的第一阶段,这一阶段的方法学的核心是减数法(见本章第四节)。
1969 年心理学家斯顿伯格(Sternberg,1969)提出了加因素法(见本章第
四节)之后,反应时研究便进入第二阶段,开始了反应时间研究的新时期。
二、简单反应时间和选择反应时间
反应时间的种类很多,分类方法也很不一致,但最常见的反应时间有简
单反应时间和选择反应时间两类。它们是以刺激与反应的不同数目进行分类
的。
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。如以对光简单反应时间的测量为例,在一弱
光照明的室内,被试端坐在桌前,面对一个屏幕,注视屏幕上的一个孔(通
过这个孔可以呈现灯光)。事先呈现灯光给被试看看,让他熟悉这个刺激。
桌上放一电键,指示被试当他听到预备信号时即将手指放在电键上,当灯光
一呈现就立即按下电键。屏幕后是主试操纵仪器的地方,使用计时器来测量
刺激到反应的时间。最初测得的反应时间可能长达0.5 秒,多次测定之后很
快会降至0.2~0.25 秒,再后可能会降至0.2 秒以下,但无论如何练习不能
减至0.15 秒以下。在经过一定练习之后,对听的简单反应可能到0.12 秒,
触觉则可能更短些。这是经过大脑的随意运动反应的潜伏期。有些非条件反
射,特别是膝跳反射和眨眼反射却特别快,其潜伏期约为0.04 秒。总之,简
单反应的时间是比较短的。
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。如安排红和绿两种不同的色光刺激,有
两个反应键放在被试面前,规定其用左右手指各放在一个键上,并用右手反
应红光,用左手反应绿光,这是选择反应测量的典型示例。显然,在这一选
择时间里包括了被试的辨别和选择活动所花费的时间,他必须在作出反应之
前对不同刺激有所辨别,并作出不同反应的选择。一般说来,选择反应时间
总比简单反应要长,就是由于选择性反应的中枢活动比较复杂,需要进行一
定的思维活动,作出选择,执行正确的反应动作。生活中的动作大多属于这
一类反应。最初级的选择反应只是在两种可能性中选择一种反应,对于视觉
刺激物的反应时间就在0.25 秒以上。反应的选择余地愈大,反应速度就愈缓
慢。
关于选择(或辨别)的数目与反应时间的关系,早期心理学家就作过不
少研究。默克尔(Merkel,1885)曾揭示了二者之间的函数关系,并用下列
公式来表示,式中N 为分辨信号的数目。
RT=lgN
于20 世纪50 年代,心理学家卡克尼(R.M.Gauge)用公认的选择数目反
应时曲线图示了选择数目与反应时间的关系(见图3-1)。
从图3-1 可以看到:在有4 种选择时,反应时间已超过简单反应(1 种
刺激选择)一倍;在有8 种选择时,反应时间超过简单反应二倍以上。
由于信息论的广泛应用,在反应时间的研究方面也采用了新的理论和技
术。希克(Hick,1952)关于信息量(注 3-1)与反应时的工作成为这方面
研究的一个转折点。他采用了申农等(Shannon et al., 1948)等所提出的
计算信息的方法来分析刺激的不确定性,发现在刺激所负荷的信息与反应时
间之间存在着恒定的关系。他把这关系概括为以下的公式:
反应时=a lg(n+1)
注:3-1:信息量(或讯息量)(information)乃是对各种各样消息的一种统一称谓,其单位比
(bit)。它表示消息所具有的概率价值,可用公式表示如下:
I=PB/PA
I:代表收到的信息量
PB:代表消息传到后收信者所视某一事件的事后概率
PA:代表消息传到前收信者所视同一事件的先验概率
式中a 为一个常数,n 为等概率出现的选择对象的数目。所以用n+1 是
因为在实验中刺激呈现的间隔是不固定的,增加了信源的不确定性。在这种
情况下,被试不仅要考虑出现哪一个刺激(S1,S2,?,Sn),而且还要考
虑是否出现刺激,故多一个选择对象 (S0, S1, S2,S3,?, Sn)。
希克用这一公式去分析80 年前默克尔所进行的类似研究,同样得到了相
符的结果。
三、反应时间实验的要求
进行反应时间实验,除了和其他心理实验一样,都要很严格地控制实验
条件,像刺激的强度和刺激持续的时间等等。除此之外,进行反应时间实验
研究,要讲求策略思想,应严格遵循一定的程序和要求,方能取得预期的效
果。反应时间作为定量化实验的反应变量,必须要测量得准确可靠,并要有
足够的精确度,这除了在下一节将讲到对实验仪器的要求外,研究者必须把
握下列两个要点:
1.对被试反应的要求 首先从被试反应要求上看,应避免出现过早反应或
其他错误的反应。由于被试总是希望尽快反应,他可能约束不住自己的手,
而在刺激呈现之前就作出“反应”,尤其是在刺激与预备信号之间的时距保
持恒定的情况下,这种现象更是常见。因此,测定反应时间的标准程序就是
每次呈现刺激前要略为改换一下这个时距的长度,以避免被试对“恒定时间”
这一额外变量作出了错误的反应。可是要区分快速的正确反应与抢先的“假
反应”往往是不太容易的。防止出现“假反应”的有效措施是在实验中插入
侦察试验(detection test),即给预备信号之后并不呈现刺激。例如实验
安排20 次反应时间测定为一组,主试便可在这20 个刺激中插一或两个“空
白刺激”,如果被试对此仍作出反应,那就向他宣布这20 次实验的结果全部
无效,被试需按规定要求重做一组实验。至于选择反应时间就不必插入这个
“侦察试验”,因为被试倘若出现“抢步”的话,他就作出错误的反应,主
试可据仪器反馈信号立即发现问题予以警告。
2.选择反应数目需要与辨别的刺激数目相等 其次,选择反应时间实验的
要点是务必使选择反应数目和要辨别的刺激数目相等,即每一种反应必须是
针对同它相应的预定刺激而作出的。如刺激A 引起反应a,刺激B 引起反应b
等。倘若忽视这一点,实验中只有一个反应键,而刺激却不止有一个,可能
是红光,也可能是黄光,要被试在辨别出是红光还是黄光时尽快按压反应键,
而不要在辨清刺激前作出反应。从表面上看,这样的安排似乎切实可行,被
试在辨清色光刺激之前不作反应,而所作出的反应也不是对刺激的简单反
应。但在预试之后,会很快发现结果是混乱的,这样的步骤并不能保证避免
被试只作简单反应,也无法防止被试为了不致过早反应而不恰当地延长了反
应时间,问题在于主试难以了解被试对刺激的辨别已到何等程度。解决的办
法是有几种刺激,就安排几种反应,每种反应只对应于其中某一特定的刺激。
四、反应时间的因变量
反应时实验中有二个基本因变量(或依变项)(dependent variable),
即速度(speed)和准确性(accuracy)。反应时间实验中的一个突出问题就
是权衡反应速度和反应准确性的相互关系。人们都有这样的常识,当一个人
很快去完成某件事时,他会比慢慢地做某件事犯更多的错误。反之,如果某
人很正确地做某件事时,速度上就会变慢。心理学家称这种关系为速度-准确
性权衡(speed-accuracy trade off)。这是反应时实验中因变量上一个十
分重要的问题。
不少心理学家通过实验来说明速度-准确性权衡的道理。这里先举泰奥斯
(Theios,1975)的实验为例。泰奥斯对刺激呈现的概率和反应时的关系进
行了研究。实验中,呈现的是视觉刺激,每次出现一个数目字,被试的任务
是对某一个特定的数字(例如个位数4)作出反应,而对其他数字则不作反
应。实验的自变量是这个数字出现的概率,概率变化范围是0.2~0.8。换句
话说,特定的数字(例如个位数字4)在一系列呈现的刺激中出现的百分率
是20%至80%。参见图3-2。泰奥斯的结论是,刺激(指特定的信号刺激)
的概率不影响反应时间,如果丢开反应准确率这个情况,这个结论是颇有道
理的,但是,我们只要看一下图3-2 的下半部分就不难发现,实验结果中还
存在着如何看待错误百分率的问题。虽然这一问题表面上看来很简单,但实
验上却关系到实验的基本结论。从表面上看,如果把各种概率的错误率平均
起来,则平均错误率为3%,这个数字不能说是高的。但是进一步分析我们
就会注意到:第一,在这个实验中被试的任务是相当简单的;第二,实验对
象是具有较高文化水准的大学生;第三,更重要的是,错误率的变化是有规
律的,最高的错误率(6%)发生在最低的刺激概率上,并且反应的错误率随
刺激概率的增加而降低。由此可见,速度和准确性之间存在着内在的联系。
我们再举一个实验以说明如果所有不同概率刺激的反应错误做到相等的
话,那么反应时又将出现怎样的变化。帕彻拉(Pachella,1974)的实验结
果表明,为了使错误率降低到2%,对0.2 概率刺激条件的反应时将增加100
毫秒。这说明根据速度-准确性权衡,在低刺激概率条件下,为了减少错误率,
反应时间就会延长。可见,在西奥斯的实验结果中,一旦考虑了反应错误率,
那么单说刺激概率不影响反应时,是有问题的,是不全面的。在此情况下,
二个因变量(速度和准确性)都应考虑,这就是速度-准确性权衡技术。
奈特和凯托威茨(Knight& Kantowitz,1974)的实验更明白地阐述了
速度-准确性权衡的道理。他们用两个间隔很短的刺激作为自变量呈现给被
试,这种刺激称之为间隔刺激。因变量取二个,一个是反应时间,一个是反
应错误百分比(见图3-3)。起先,奈特和凯托威茨发现,对于不同的刺激
间隔反应时间是恒定的。如同上例泰奥斯发现刺激概率不影响反应时一样。
但是当奈特和凯托威茨绘制刺激间隔和错误百分比的关系图时,一种特定的
关系被发现了:刺激间隔愈短,错误率就愈高。这里我们再次要问,如果在
各种不同的刺激间隔条件下,要保持相同的错误率,那么反应将是怎样的呢?
根据速度-准确性权衡的原则,在短的刺激间隔情况下,要保持与长的刺激间
隔相同的反应错误率,反应时将会延长。因而,起先得出反应时不受刺激间
隔长短的影响的结论乃是片面的,甚至是不对的。
上述实验都清楚地说明了这一点。在进行反应时间实验时,应考虑速度
和准确性两个指标,当然,有时可以同时选择二个指标,有时可以选择其中
一个指标。但是在只选择其中一个指标时,应对另一个指标有所交代,说明
其可以忽略不计的原因。这是反应时实验中的一种重要技术。
五、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。
表3-1 五个实验用的字、词语和字组的单元
实验单元1 2 3 4 5
单字方理海满放
前方理想海洋自满放哨
词语东方红讲道理海岸线满天飞解放军
四面八方理直气壮移山倒海心满意足心花怒放
方常理提海肯满视领放
字组成旗方问都理山挂海满摇产放造界
铁经方板能技理要海最为理本满树谁把学放双
(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。
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
表3-2 对不同刺激字正确辨认的时阈平均数
词语字组
字类单字
二字词三字词四字词二字组三字组四字组
时间
(毫秒)
9.0 9.8 9.7 11.0 12.2 13.1 15.9
(采自曹传咏等, 1963 )
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。另外,他们还研究了生字和熟
字的反应时间,见表3-30
表3-3 正确写出呈现字的时阈平均数
熟 字生 字
刺激字
南盖阈棉照幸得走阈侃悖煦肇紫
反应时间
(毫秒)
10.4 9.6 10.0 10.0 10.0 11.7 8.3 33.3 50.0 13.3 20.4 30.4 49.2 36.7
平 均
反应时间
10.1 34.3
(采自曹传咏等, 1963 )
彭瑞祥等(1983)应用视听反应时间方法,对由于掩盖而造成不完整的
汉字进行再认的研究实验,材料为39 个常用汉字,分整体字、左右分隔字及
上分隔字三类,每类13 个。笔划8~10,有以横竖为主,也有以撇捺为主的。
10 名被试具有中等以上文化程度,分成甲、乙两组。在速示条件下要被试尽
可能迅速、准确地说出所呈现的字。字的大小为50×50 毫米,观察距离为
2.5 米。甲组再认左上角被掩的字,乙组再认右下角被掩的字。实验结果列
于表3-4。由表可见,对三类汉字的再认,甲组的平均反应时间都长于乙组。
表明字的左上角的特征或信息比右上角的较重要,这一现象在可分隔型的
字,特另是左右分隔型的字表现尤其明显。甲组被试反应时间长,再认字困
难,原因就在于此。这类研究对于识字教学、计算机识别汉字等工作无疑是
有意义的。
自70 年代起,反应时间法也常成功地应用于现代记旧心理的研究。斯
表3-4 两组被试再认不完整汉字的反应时间
左右分隔字上下分隔字整集结构字
X SD X SD X SD
甲组0.84 0.330 0.72 0.81 0.72 0.228
乙组0.71 0.219 0.66 0.161 0.66 0.163
(采自彭瑞祥等, 1983 )
顿伯格(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

上一页  [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]  ... 下一页  >> 


发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口

中华图库 更多靓图

全国客服①
全国客服②
全国客服③
教学教务
合作加盟
点击这里给我发消息
点击这里给我发消息
点击这里给我发消息
点击这里给我发消息
点击这里给我发消息

心理咨询师“必须看”的心理影片

心理咨询师“建议看”的心理影片

热门书籍下载

 
最新心理图片调用
最新文化精华

热点文章

频道精选

关于我们 | 媒体报道 | 联系方式 | 免责声明 | 合作加盟 | 招聘信息 | 投诉建议 | 友情链接 | 广告刊例
学校地址:南京市白下区常府街85号新大都广场写字楼乙幢27楼A座 客户服务 电话: 025-84293828 025-86663472 025-84293096
中崋心理教育网 心理咨询师官方QQ群 ① 53314688 ②78630619
版权所有 Copyright @ 2006-2008 中崋心理教育网(浏览本网主页,建议将电脑显示屏的分辨率调为1024*768)
苏ICP证06011946号