智力測驗中，衡量答題好壞的標準有什么？賽跑時，起跑是怎樣的？第5章反應時間本章主要內容：一、反應時間的概述二、反應時間的測定方法三、反應時間的影響因素四、反應時間的測定儀器五、反應時間的實驗要求課題導入反應時間是心理實驗中使用最早、應用最廣泛的反應變量之一。對反應時間的研究最先始于天文學家Bessel對于人差方程的研究。一、反應時間概述（一）反應時間的概念（二）反應時間研究的簡史

（一）反應時間的概念1、反應時間(reactiontime，RT)，

指刺激作用于有機體后到明顯的反應開始時所需要的時間，即從刺激到反應之間的時距。即S-R之間的時距。所以也稱之為“反應的潛伏期”。在反應潛伏期中包含著感覺器官、大腦加工、神經傳入傳出所需的時間以及肌肉效應器反應所需的時間，其中大腦所耗費的時間最多。2.反應時間是一種反應變量，它可以作為成就的指標及內部過程復雜程度的指標。

心理實驗中常用速度作為反應變量，而反應時只是它的基本成分和最簡單的例子。（二）反應時間研究的簡史1796年英國格林尼治天文臺公案；天文學家Bessel，人差方程（二）反應時間研究的簡史1850年赫爾姆霍茲等關于青蛙運動神經傳導速度（26m/s)的測定開始了反應時的研究。人的運動神經傳導速度大約60m/s。波林曾指出這在科學心理學的歷史上非常重要。他測出了當時被認為是無法測量的東西，從而確立了與神經過程不可分離的心理過程是在時間和空間中完成的觀點。（二）反應時間研究的簡史1868年，最早將反應時間的測量用于心理實驗的是荷蘭生理學家Donders.Donders發明分離反應時間的實驗（反應時間的相減法），分離出簡單反應時、辨別反應時和選擇反應時；1879年后，馮特（Wundt）的學生對簡單反應時和復雜反應時進行了一系列研究。卡特爾（Cattell）曾通過反應時的研究，揭示了選擇反應時為什么長于簡單反應時的原因。20世紀50年代中期以后，認知心理學興起。認知心理學主張研究認知活動本身的結構和過程，并把這些過程看作信息加工過程。而任何過程都需要時間，因而可利用反應時間這一客觀指標，來對加工過程進行研究，以揭示信息加工過程和信息加工的各個階段。減法反應時法、加法反應時法、“開窗”實驗等反應時新法。研究反應時間的意義：十分重要的指標心理物理學量表二、反應時的測定方法（一）反應時間的相減法1、唐德斯的三種反應時1）A反應時間（簡單反應時）一個刺激與一個反應相聯系。刺激與反應之間的時距就是反應時。最初可能在250毫秒之上，經過練習后，反應時可以縮短到200毫秒以下。簡單反應時間實驗在一弱光照明的室內，被試端坐在桌前，面對一個屏幕。事先呈現燈光給被試看看，讓他熟悉這個刺激。桌上放一電鍵，指示被試當他聽到預備信號時即將手指放在電鍵上，當燈光一呈現就立即按下電鍵。屏幕后是主試操縱儀器的地方，使用計時器來測量刺激到反應的時間。2）B反應時間（選擇反應時）

兩個（或兩個以上）刺激與兩個（或兩個以上）反應相聯系。每個刺激都有與其相聯系的獨特反應。被試既要辨認刺激，又要選擇反應，因此反應時要比A反應時間長。選擇反應時間實驗安排紅和綠兩種不同的色光刺激，有兩個反應鍵放在被試面前，規定其用左右手指各放在一個鍵上，并用右手反應紅光，用左手反應綠光。

3）C反應時間（辨別反應時）兩個刺激中只有一個刺激與反應相聯系。反應時模式圖和三種反應時比較唐德斯提出：減法法則反應時間三成分說：基線時間辨別時間選擇時間2、反應時相減法的邏輯及實驗邏輯：如果一種作業包含另一種作業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。兩種反應時的差數來判定某個心理過程的存在。（1）Posner等的短時記憶編碼實驗Posner等（1990）運用反應時相減法來證實，短時記憶存在聽覺編碼和視覺編碼兩個連續階段。實驗過程：給被試并排呈現兩個字母，這兩個字母可以同時給被試者看，或者中間插進短暫的時間間隔，要被試者指出這一對字母是否相同并按鍵作出反應，記下反應時。自變量：不同間隔時間(0s0.5s1s2s)呈現AA和Aa因變量：要被試者指出這一對字母是否相同并按鍵作出反應，記下反應時。讀音和書寫方法一樣AA讀音相同而寫法不同Aa同時呈現繼時呈現AAAa實驗結果在兩個字母同時呈現時，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，這個差別就很小。

研究者按照減數法反應時的邏輯對實驗結果作了解釋：其一，當兩個字母同時呈現給被試時，Aa對的反應時大于AA對。根據減數法的邏輯，這個反應時之差反映了AA對中包含的加工過程要少于Aa對。Aa對與AA對的反應時之差反映了內部編碼過程的差別。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。其二，AA對同時呈現的反應時小于繼時呈現的反應時，繼時呈現的反應時與Aa對趨同，而Aa對的反應時受同時或繼時呈現的影響很小。這說明隨著時間的延長，AA對的加工過程與Aa對趨于一致。根據這個結果可以推測，短時記憶時，先發生的是視覺編碼，它保持一個短暫的瞬間后，才發生了聽覺編碼。

隨著AA對兩個字母之間插入時間間隔的逐漸增大，視覺編碼的效應逐漸消失，聽覺編碼的作用逐漸增強，其反應時間便也逐漸增大，從而縮小了與Aa對反應時的差別。(2）句子—圖畫匹配實驗實驗過程：實驗時給被試看一個句子和一個圖畫，例如，“星形在十字之上”要求被試判斷二者是否一致并作出反應，記下反應時。自變量：句子有八種，主語有“星型”和“十字”。謂語有“在之上”和“在之下”

“不在之上”和“不在之下”。因變量：

反應時星型在十字之上十字在星型之上星型不在十字之上十字不在星型之上星型在十字之下十字在星型之下星型不在十字之下十字不在星型之下

按他們的假設，信息加工有如下階段：第一階段是將句子轉換為深層結構，即以命題表征句子，且否定句要長于肯定句（參數b），對“之下”的加工要長于對“之上”的加工（參數a）；第二階段是將圖畫轉化為命題；第三階段是將句子和圖畫的命題表征進行比較，如果兩個表征的第一個名詞相同，則所需時間較少（參數c），如果兩個命題都是肯定，則比含一個或兩個否定時使用時間少（參數d），最后階段是作出反應，所需時間為to,這樣比較不同句子、圖畫匹配任務的反應時差異就可求出a、b、c、d的時間了。參數a為93毫秒，參數b和d為685毫秒，參數c為187毫秒，參數t0為1763毫秒。有研究者指出，克拉克和蔡斯的實驗所劃分的信息加工過程是否能那樣清楚地區分開來是一個值得深思的問題。3、減法法評價優點：減數法在原則上是合理的，在實踐上是可行的。認知心理學也正是應用減數法反應時間實驗提供的數據來推論其背后的信息加工過程的。弱點：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有精確的認識，并且要求兩個相減的任務中共有的心理過程要嚴格匹配，這一般是很難的。(二)反應時的相加因素法斯騰伯格提出，加法法是減法法的延伸，與減法法是同一個問題的兩個不同的側面。

斯騰伯格首先提出了加因素法的主要假設，也即加因素法的實驗邏輯：人的信息加工過程是系列進行的，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，這是加因素法的一個基本前提。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。1）短時記憶信息提取實驗1969年，斯騰伯格先給被試看1-6個數字（識記項目），再看1個數字（測試項目）并同時開始計時，要求被試判定此測試數字是否識記過的，通過按鍵做出“是”或“否”反應。并記錄反應時間。他認為信息提取過程包括四個獨立的加工階段：刺激編碼、順序比較、二擇一和反應組織階段。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加因素法反應時間實驗：短時記憶信息提取相加因素法評價1、它的基本前提是人的信息加工是系列加工，這一點受到很多心理學家的質疑。2、能否應用可相加和相互制約的效應來確認信息加工的階段。Pachella（1974）指出，兩個因素也許能以相加的方式對同一個加工階段起作用，也許能對不同的加工階段起作用并且相互發生影響。還有人指出，加因素法反應時實驗本身并不能指明一些加工階段的順序，在這個方面，它極大地依賴于一定的理論模型。（三）、反應時間的“開窗”實驗1、什么是“開窗”實驗？

減數法和加因素法反應時實驗難以直接得到某個特定加工階段所需的時間，并且還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，而且也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，它是反應時實驗的一種新形式。2、開窗實驗Hamilton（1977）和Hockey（1981）的字母轉換實驗：方法：給被試呈現1～4個英文字母并在字母后面標上一個數字，如“F+3”、“KENC＋4”等，當呈現“F＋3”時，要求被試說出英文字母表中F后面第三個位置的字母即“I”。換句話說，“F＋3”即將F轉換為I，而“KENC＋4”的正確回答是“OIRG”，但這四個轉換結果要一起說出來，凡刺激字母在一個以上時，都應如此，只作出一次反應。“KENC＋4”實驗的具體過程

四個字母一個一個地繼時呈現，由被試者按鍵自行控制，被試者第一次按鍵就可以看見第一個字母K，同時開始計時，接著被試者按照要求作出聲轉換，說出LMNO，然后再按鍵看第二個字母E，再作轉換。如此循環直至四個字母全部呈現并作出回答，計時也隨之停止。出聲轉換的開始和結束均在時間記錄中標出來。根據這種實驗的反應時數據，可以明顯地看出完成字母轉換作業的三個加工階段：（1）從被試者按鍵看到一個字母到開始出聲轉換的時間為編碼階段，被試對所看到的字母進行編碼并在記憶中找到此字母在字母表中的位置；（2）被試按規定進行轉換所用的時間即為轉換階段；（3）從出聲轉換結束到按鍵看下一個字母的時間為貯存階段，被試將轉換的結果貯存到記憶中，有時還須將前面的轉換結果加以復述和歸并。3、開窗法評價優點：清楚、直接問題：可能在后一個加工階段出現對前一個階段的復查，貯存階段有時還包含對前面字母的轉換結果的提取和整合，并且它難以與反應組織分開來。（四）速度和準確性的平衡人們都有這樣的常識，當一個人很快去完成某件事時，他會比慢慢地做某件事犯更多的錯誤。反之，如果某人很正確地做某件事時，速度上就會變慢。心理學家稱這種關系為速度-準確性權衡（speed-accuracy

trade-off）。研究者們依據SAT現象形成了SAT范式：反應時間長短作為自變量，反應準確率為因變量。速度準確權衡曲線速度與準確率分離技術SADtechnique1、滴定的反應時程序普通試驗信號試驗2、平行精細的猜測模型三、影響反應時間的因素（一）反應時間受刺激變量的影響（二）反應時間受機體變量影響（一）反應時間受刺激變量影響

強度刺激的感覺器官刺激呈現的方式及復雜程度等1.因刺激的強度不同而異對不同強度的1000赫茲純音的反應時間

2、因刺激呈現方式不同而異如果刺激強度保持不變，增加時間或者面積時，也會增加心理強度。我國心理學家（張鐵忠和沙建英，1987）對雙眼視野不同位置的視覺運動反應時間進行了測定，獲得了表3-10的實驗結果。3.因刺激的感覺器官而異不同類型的刺激通過特定的通道作用于各個感官，它們的反應時間是不同的。同一感覺通道里，刺激的部位不同，反應時間也有差異。表3-6

不同感覺道的反應時間（被試為有訓練的成人）

4.因刺激的復雜程度而異（1）刺激選擇數目越多，愈復雜；（2）刺激相似程度越低，則愈復雜。顯然，刺激越復雜，反應時間必然越長。（二）反應時間受機體狀態影響機體適應水平準備狀態額外動機練習次數年齡因素個別差異酒精和藥物作用等。1.適應水平適應（adaptation）在此處意指在刺激物的持續作用下，感受器發生的變化。感受器的適應水平對反應時間有著明顯的影響。霍弗蘭（Hovland，1936）的實驗中，當雙眼對不同的照明適應后，測量了對254公尺燭光的反應時間。五名被試者的平均成績（每人每種條件各測試100次）列于表3－11。這個材料表明，感受器適應水平的變化對反應時間的影響。2.準備狀態準備狀態（readiness）是指機體對于某種行為作出的準備情況。被試者在主試者發出“預備”口令到刺激呈現這段預備時間內的準備狀態也是影響反應時間的因素之—。在這時距內，被試者處于積極準備狀態，力求盡快對刺激作出反應。如果預備時間太短，被試者可能來不及準備；如果太長，被試者的準備狀態又可能出現衰退而延誤反應。許多研究說明，盡管存在個體差異，但最有利的預備時間大約是1.5秒。中村在研究蹲踞式起跑時，把從預備口令到鳴槍的時間間隔分別定為1、1.5和2秒三種，結果發現間隔時間為1.5秒時，運動員從聽鳴槍到手離地的反應時間最短。3.練習次數在心理實驗中，練習（exercise）是一個控制變量，即一個潛在的自變量。練習與反應時間的關系相當密切。在一定范圍內，練習次數越多（上百次），反應會越快，反應時間減少的趨勢是逼近一個極限而穩定下來。4.額外動機動機（motive）是由于人的某種需要所引起的有意識或無意識的行為指向。反應時間實驗中被試者易受某種額外動機的影響。約翰遜（Johnson，1922）的實驗發現主試者所設計的一些附加動機能使聽覺反應加快。5.年齡因素一般認為，自發育階段至25歲前（青少年階段），反應時間隨年齡增長而減少，起初減得快，以后較慢。戈茨達克（Gottsdamker，1968）在對一組年齡為18～93歲的成人被試者的研究中注意到，隨著年齡的增長，感覺-運動反應時間逐漸延長。此外，還有人發現在25歲以后到60歲的一段時間內，反應時間的增長極為緩慢，但60歲以后反應時間開始有了較大增加。6、個體差異個體差異（或個別差異）指不同個體之間在品質和屬性上存在的任何差別。菲薩爾（Fessard，1926）曾對1000名男性成人被試者作聽覺簡單反應時間的測定，結果發現反應時間的均數分配大致上呈常態。但是老年組的變異系數較顯著地高于青年和中年組，說明老年組在感覺-運動反應速度方面存在著較大的個別差異。7.酒精及藥物的作用酒精在腦神經系統達到一定濃度時，中樞神經系統逐漸遲鈍，對周圍情況變化的反應速度大大下降。如果是酗酒，其反應時間將延長2～3倍，甚至更長，往往緊急情況已到眼前，還未發現或采取任何措施便已肇事。例如車速每小時40公里，未飲酒的駕駛員對道路復雜情況作出反應只需0.6秒，而飲酒后的駕駛員卻要1.8秒。這樣，汽車在反應時間內所行駛的距離就從0.6秒的7公尺增加到1.8秒的21公尺，所需的安全距離增加了14公尺，即從27公尺增加到41公尺。

目前，刺激中樞神經的心理殺傷性藥劑，大致分三類，即鎮靜劑、興奮劑和致幻劑。鎮靜劑雖能消除情緒緊張、焦躁、恐懼感，但會使駕駛員肌肉活動能力下降，并出現睡意，以致反應遲鈍。興奮劑對中樞神經系統的作用與鎮靜劑作用相反，它可以消除疲勞，驅逐睡意，改善思維活動力，提高反應速度，但會使各類職業人員思想麻痹，過高估計自己的能力。致幻劑會使人有時產生幻覺。如傷風感冒服用過量解熱鎮痛劑，會使人的注意力、精力、反應能力下降。四、測量反應時間的儀器1、自由落體尺計時器2、機械的鐘表計時器3、電子計時器4、特殊攝影5、計算機

五、反應時間實驗的要求進行反應時間實驗，除了和其他心理實驗一樣，都要很嚴格地控制實驗條件，像刺激的強度和刺激持續的時間等等。除此之外，進行反應時間實驗研究，要講求策略思想，應嚴格遵循一定的程序和要求，方能取得預期的效果。1.對被試反應的要求首先從被試反應要求上看，應避免出現過早反應或其他錯誤的反應。避免提前反應的方法：①插入“偵察試驗”（每20次插入一次）②每次換一個時距（預備和呈現刺激的間隔）2.選擇反應數目選擇反應的數目需要與辨別的刺激數目相等，即有幾種反應就要有幾種刺激。選定具有一定精確度和準確度的計時器是保證反應時測量準確的一個重要條件。3、計時器4、刺激與反應鍵對反應鍵的要求是一要安全，二要用釋放式。刺激器和反應鍵應該適應所要刺激的感官，除了所要給的刺激外，不要發出額外的刺激（最好是無聲的），如果做不到，就要把操作部分與被試的反應部分用隔音室隔開。反應時研究的新進展序列反應時（SerialReactionTime，SRT）內隱聯想測驗（ImplicitAssociationTest,IAT）

20世紀80年代末到90年代初，內隱學習研究中出現了新的研究范式——序列學習范式，用以研究人們對序列規則的無意識獲得。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。（一）SRT的基本程序和原理序列反應時范式是尼森（Nissen,M.J.）和比勒姆（Bullemer,P.）于1987年提出的這種研究范式以反應時為指標，整個實驗過程十分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。而SRT的特點在于，整個實驗中刺激的呈現序列是有規律的。

尼森和比勒姆（1987）的實驗中，屏幕上從左到右的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。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。一般來說，固定序列循環6－10次構成一個組段。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。主試會在多次重復該固定位置序列的情況下（通常是8—12個組段）插入一個隨機的位置序列，之后再恢復固定的位置序列。

結果發現，盡管被試沒有意識到序列規則的存在，其反應時還是會隨著固定序列的重復而逐漸下降，但這并不一定代表被試對序列規則發生了學習，因為反應動作的練習效應也是可能的解釋。研究者必須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，才說明序列學習發生了。序列反應時的變式有研究者認為標準SRT中的序列規則對被試太過簡單，很容易被意識到。由此，他們嘗試著通過對實驗材料進行一系列的革新來排除序列反應時任務中的外顯成分為了提高序列反應時任務的說服力，使得反應時差異精確地對應內隱學習造成的心理過程差異，研究者進一步完善了序列反應時任務，主要包括對實驗材料的改變和對實驗程序的調整。通過對SRT實驗材料的操縱，可以有效調節規則的難易程度，防止規則外顯化，增加規則被內隱習得的可能性繆森和斯奎爾（Musen和Squire，1993）設計了一組新的實驗材料，它們由7個打印顏色和本身含義不一致的色詞（紫、綠、黃、橙、藍、白、紅）組成，要求被試對色詞的打印顏色進行反應。色詞和打印顏色間存在一一對應關系，比如：色詞“紅”一定是藍色的，色詞“黃”是白色的。實驗采用了正常成人和健忘癥患者兩組被試，希望用SRT變式發現被試對上述規則的內隱學習。結果發現：兩組被試的表現極其相似，在“詞－色”對應規則保持不變的前6組實驗中，反應時逐漸下降；而當對應規則發生變化時，反應時又迅速上升，這說明被試能夠習得規則。這個實驗的規則比標準SRT實驗的規則難度大，且采用了健忘癥患者被試，在論證規則學習的內隱性方面更具說服力。IAT的基本程序和原理IAT是由格林沃德（Greenwald）在1998年提出的。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度等內隱社會認知進行測量的。

1．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120練習花的圖象昆蟲的圖象220練習褒義詞貶義