心理学考研-实验心理学资料-反应时技术

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2、法，又称唐德斯减数法（ Donders subtractive method）。减数法的反应时实验的逻辑：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，那么这两种反应时的差即为此心理过程所需的时间。他首先测定了3种不同的反应时：（1）A反应时间：即简单反应时。A反应一般只有一个刺激和一个反应，例如对于呈现的一个光刺激，被试立即按键作出反应。唐德斯认为，A反应是最简单的反应，也是复杂反应的成分或基本因素。A 反应时也称为基线时间（ baseline time）。（2）B反应时间：即选择反应时。多个反应，不同刺激对应不同的反应，每一个刺激都有它相应的反应

3、。这种反应时包含简单反应时、辨别反应时和选择反应时。（3）C反应时间：即辨别反应时。一个反应，仅对应于多个刺激中那个实验规定的刺激进行反应，而对其他刺激则呈现不反应。这种反应时包含简单反应时和辨别反应时（辨别刺激的时间）。C反应和B反应有相同点：具有二个或二个以上的刺激。C反应和B反应也有区别之处：C反应中只有一个刺激是要求有反应的，而其余刺激是不要求作出反应的，即不要求做任何事。辨别过程的反应时为：C反应时间减去A反应时间；选择过程的反应时为：B反应时间减去C反应时间。反应时的相减法最初是用来测定某一心理过程所需的时间，但是，也可以从两种反应时的差数来判定某个心理过程的存在。认知心理学更多地

4、从后者的逻辑思想进行研究。应该注意，要在复杂的心理过程中区分出不同的加工阶段，还存在一些困难。在运用反应时的相减法时，应该结合研究的具体课题，周密考虑。（二）应用1.证明心理旋转存在的实验心理旋转（mental rotation）指单凭心理运作（不靠实际操作），将所知觉之对象予以旋转，从而获得正确知觉经验的心理历程。研究者：库柏（Cooper）和谢波德（1973）研究假设：假设有两个任务，它们之间除了被知觉对象需要心理旋转的角度不同外别无差异，那么两者的反应时之差应当就是心理旋转完成两者间角度差所需的时间。例如，倾斜度0°和倾斜度60°两种任务中，除了倾斜角度之外其他条件均

5、一样，如果存在心理旋转过程的话，那么应该是第二个任务只比第一个任务多一个从 60°旋转至 0°的心理过程，故：RT60°RT0°=从 60°至 0°心理旋转所需时间。进一步推论：如果发现以上任务的反应时确有差异，而且这种差异和两任务间角度差呈现正比关系，就可以证明心理旋转的确存在。材料：非对称性的字母或数字（ J、 G、 R、 2、 5、 7 等）为实验材料，根据“正”、“反”以及不同的倾斜度，构成 12 种情况。图字母材料（采自Cooper和Shepard， 1973）从图上可见，由于 R 字母在垂直或水平方向均是不对称的，所以其正

6、、反也是不相同的。被试任务：判明 R 字母是正的还是反的，并作出反应。实验条件为：有没有提示？单项提示还是双项提示？先后提示还是同时提示？由这三个变量而分成五种实验条件（见图 4-16）。具体地说，这五种实验条件是：（1）完全没有提示，即测验前2秒钟后呈现空白信号，持续2秒钟；（2）提示正或反，即测验前 2 秒钟呈现正或反的提示信号，持续2秒钟；（3）提示倾斜度，即测验前2秒钟用箭头提示倾斜度数，也是持续 2 秒钟；（4）分别提示正、反和倾斜度，即用两个信号分别提示正、反和倾斜度，而倾斜度的提示时间是可变化的，共有距测验 100毫秒、400毫秒、700毫秒和100毫秒等四种情况；（5）同时提示

7、正、反和倾斜度，即在测验前用二个信号同时提示正、反和倾斜度，都持续 2 秒钟。结果：五种实验条件的曲线是有规律的。这个规律与我们前面预测的结果是一致的：字母倾斜程度越大，反应时越长。根据前面的实验逻辑，这个结果有力地验证了心理旋转过程的存在。2. 证明短时记忆视觉编码研究者：波斯纳（20世纪70年代）实验过程：给被试并排呈现两个字母，这两个字母可以同时给被试者看，或者中间插进短暂的时间间隔，然后要被试者指出这一对字母是否相同并按键作出反应，记下反应时。所用的字母对有两种：一种是两个字母的读音和书写方法都一样，即为同一字母（AA）；另一种是两个字母的读音相同而写法不同（Aa）。在这两种情况下，正

8、确的反应均为“相同”。在两个字母相继呈现时，其间隔为0.5秒、1秒、或2秒等。实验结果：在两个字母同时呈现时，AA对的反应时小于Aa 对；随着两个字母的时间间隔增加，AA对的反应时急剧增加，但Aa对的反应时则没有发生大的变化。并且AA对和Aa对的反时急剧增加，但Aa对的反应时则没有发生大的变化。并且AA对和Aa对的反应时的差也逐渐缩小，当时间间隔达到2秒时，这个差别就已经很小了，在图上则看到二条曲线趋于靠拢。图反应时间是字母间隔的函数实验解释：其一，当两个字母同时呈现给被试时，Aa对的反应时大于AA对。根据减数法的逻辑，这个反应时之差反映了对Aa对的加工中包含了对AA对的加工中所没有的过程。A

9、a对与AA对的反应时之差反映了内部编码过程的差别。波斯纳等认为，既然AA对与Aa对的区别只在于前者的两个字母有一样的写法，而后者没有，那么，当两个字母同时呈现给被试时，AA对字母可以直接按写法来比较，但Aa对却不能按写法而必须按读音来比较。这意味着AA对匹配是在视觉编码的基础上进行的，而Aa对匹配只能在听觉编码的基础上进行。必须从视觉编码过渡到听觉编码，这样就包含了更多的加工，因此需时也较多。其二， AA对同时呈现的反应时小于继时呈现的反应时，继时呈现的反应时与Aa对趋同，而Aa对的反应时受同时或继时呈现的影响很小。这说明随着时间的延长， AA对的加工过程与Aa对趋于一致。根据这个结果可以推测

10、，短时记忆时，先发生的是视觉编码，它保持一个短暂的瞬间后，才发生了听觉编码。随着两个字母之间插入时间间隔的逐渐增大，视觉编码的效应逐渐消失，听觉编码的作用逐渐增强。波斯纳等人应用减数法反应时实验清楚地确定了，某些短时记忆信息可以有视觉编码和听觉编码两个连续的阶段，这是认知心理学上的重大发现。“心理旋转”实验、和“短时记忆视觉编码”实验，是减数法及反应时间的典型实验范例。（三）评价1. 优势：实验逻辑在原则上是合理的，在实践上是可行的。2. 弱点：使用这种方法要求实验者对实验任务引起的刺激与反应之间的一系列心理过程要有比较精确的预测，并且要求两个相减的任务中共有的心理过程要严格匹配，这一般是很难

11、做到的。因此，这些弱点在一定程度上限制了减数法实验的使用。二、加法反应时技术考点：2007-45（一）加法反应时1. 提出者斯滕伯格（Sternberg）在相减法的基础上提出了加法反应时。2. 前提假设（基本前提）人的信息加工过程是系列进行的而不是平行发生的。人的信息加工过程是由一系列有先后顺序的加工阶段组成的。3. 基本逻辑完成一个作业所需时间是一系列信息加工阶段分别所需时间的总和。如果两个因素的效应是相互制约的，即一个因素的效应可以改变另一个因素的效应，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相互独立的，那么这两个因素分别对不同的信息加工起作用，各自作用于某一特定的

12、加工阶段。也就是说，加因素法假设：如果两个因素有交互作用，那么它们是作用于同一个加工阶段的；而如果两个因素不存在交互作用，即相互独立，那么它们则作用于不同的加工阶段。相加因素法实验侧重的不是区分不同加工阶段的反应时间，而是正式不同加工阶段的存在，以及辨认他们各自的前后顺序。（二）应用实例：斯滕伯格利用相加法探讨短时记忆信息提取方式。实验过程：先给被试看16个数字（识记项目），然后再呈现一个数字（测试项目）请被试判定其是否为刚才识记过的，同时开始计时，要求被试按键作出是或否的反应，计时也随即停止。这样就可以确定被试能否提取以及提取所需的时间（反应时间）。通过一系列的实验，斯腾伯格从反应时的变化上

13、确定了对提取过程有独立作用的四个因素，即测试项目的质量（优质的或低劣的）、识记项目的数量、反应类型（肯定的或否定的）和每个反应类型的相对频率。结果：第一阶段，改变测试刺激的质量，发现对一个残缺、模糊的刺激进行编码比对一个完整、清晰的刺激所花的时间更长，而且该因素对不同大小记忆表的影响相似，即记忆表的大小仅改变 Y 截距，而不改变直线的斜率，表明系列比较阶段之前存在一个独立的编码阶段。第二阶段，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（见图 4-21）。他假定对应于不同大小记忆表的余下三个阶段的反应时间是不变的。斯腾伯格将斜线向左延伸至Y轴，Y轴上

14、的点提供了系列比较为 0 时的反应时间，实际上就是编码刺激做两分决定和组织反应共花的时间。第三阶段，分别计算Y反应（肯定反应）与 N 反应（否定反应），发现对不同大小的记忆表，都是N反应时长于Y反应时，表明了两种决定阶段的存在，即在系列比较之后，有一个被试选择反应种类的阶段，而且产生N反应比产生Y反应难。第四阶段，改变某一种类反应（Y或N）的出现频率，发现对两类反应产生同样的影响。即提高任一类反应的出现频率，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。根据实验中发现的这四个独立因素，含相应的四个独立加工阶段，斯腾伯格认为短时记忆信息提取过程包即刺

15、激编码阶段、顺序比较阶段、二择一的决策阶段和反应组织阶段。图加因素法反应时间实验：短时记忆信息提取（采自 Sternberg， 1969）三、“开窗”技术较多的教科书上都把这种实验作为加因素法反应时的一种变式，加以分类，而从属于加因素法反应时实验。开窗实验可由汉米尔顿（Hamilton，1977）和霍克基（ Hockey，1981）的字母转换实验为例加以说明。实验：在字母转换实验中，给被试呈现14个字母或字母串，字母串后面标有一个数字，要求被试将这一数字之前的字母或字母串中的每个字母都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“E+3”，就要把E转换成H；再比如“KENC+4”，就

16、要分别转换成OIRG。四个转换结果要一起说出来，字母由被试自行控制，一个一个的继时出现。实验程序是：被试首次按键就可以看见第一个字母，计时也同时开始，并要求作出声转换，之后再按键看第二个字母，再作转换，直到所有字母都转换完毕并作出总的回答为止，计时也就结束。根据反应时结果，可以清楚地看出完成字母转换作业的3个加工阶段：第一，编码阶段。从被试按键看到一个字母开始到出声转换之间的时间。在这一阶段，被试对所看到的字母进行编码并在记忆中找到该字母在字母表中的位置。第二，转换阶段。被试进行字母转换所需的时间。第三，储存阶段。从出声转换结束到按键看下一个字母的时间。这一阶段是被试将转换结果储存到记忆中。开

17、窗实验可以把每种认知加工成分所经历的时间比较直接地估计出来，这比反应时的相减法和相加因素法具有明显的优势。但是，也应该看到，不同认知加工阶段的区分是有一定困难的，可能在后一个加工阶段出现对前一个阶段的复查，贮存阶段有时还包含对前面字母的转换结果的提取和整合，并且它难以与反应组织分开来。四、反应时研究新进展（一）序列反应时序列反应时（serial reactiontime，SRT）任务正是序列学习范式中的经典任务之一，它以反应时作为反应指标，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。1. 提出者：尼森（ Nissen, M. J.）和比勒姆（ Bullemer, P

18、.）于 1987 年提出的。2. 实验：十分类似一个选择反应时实验：处于不同空间位置的视觉刺激分别对应不同的反应键，每次呈现一个视觉刺激，被试按相应键尽快予以反应，该刺激随即消失，短暂的时间间隔后出现下一个视觉刺激。而 SRT 的特点在于，整个实验中刺激的呈现序列是有规律的。3. 实例：在尼森和比勒姆（ 1987）的实验中，屏幕上从左到右的四个位置依次被设定为位置 1、 2、 3、 4，每个位置都对应着一个按键。视觉刺激是一个星状图形，并按固定的位置序列（ 4-2-3-1-3-2-4-3-2-1）呈现。一般来说，固定序列循环 610 次构成一个组段。在实验前，被试只被告知将要进行的是反应时测试

19、，他们不知道在任务中刺激是按某个固定但不明显的模式依次呈现的。主试会在多次重复该固定位置序列的情况下（通常是 812 个组段）插入一个随机的位置序列，之后再恢复固定的位置序列。4. 结果：尽管被试没有意识到序列规则的存在，其反应时还是会随着固定序列的重复而逐渐下降，但这并不一定代表被试对序列规则发生了学习，因为反应动作的练习效应也是可能的解释。研究者必须比较被试对固定序列和对随机序列的反应时。当后者的反应时要显著大于对前者的时，才说明序列学习发生了。SRT 对内隐学习的揭示符合减数法的基本逻辑：反应时的差异对应着心理过程的差异。5. 改进：生成任务（generate task），即刺激位置仍按

20、固定序列顺序呈现，但被试要根据屏幕上出现的刺激位置，预测下一个刺激出现的位置。这个任务的指标是准确度，它反映了被试的外显序列知识。如果反应时任务的反应时差异与生成任务的准确度相关很低，说明发生的是内隐学习。（二）内隐联想测验1998 年，基于反应时范式的IAT成功实现了内隐社会认知研究量化的梦想。1. 提出者：格林沃德（Greenwald）2. 概念：以反应时为指标，通过对概念词和属性词之间自动化联系的评估进而来对个人的内隐态度进行间接的测量。内隐联想测验在生理上是以神经网络模型为基础的。该模型认为信息被储存在一系列按照语义关系、分层组织起来的神经网络的结点上，因而可以通过测量两概念在此类神经

21、网络上的距离来衡量它们的联系。在认知上，内隐联想测验以态度的自动化加工为基础，包括态度的自动化启动和启动的扩散。3. 基本程序（1）呈现概念词：如让被试对花的名字（如，郁金香）和昆虫的名字（如，蜘蛛）要求被试尽快地进行辨别归类，由系统记录反应时，（看到花的名字按F键，看到昆虫的名字按J键）；（2）呈现属性词：让被试对积极的词汇（如，可爱的）和消极的词汇（如，丑陋的）做出反应（积极词汇按F，消极词汇按J）；（3）联合任务；要求被试对概念词与属性词的联合作出反应，由于概念词和属性词之间有两种可能的关系：相容的（compatible）和不相容的，通常在 IAT 实验中设置两个联合任务相容联合任务和不

22、相容联合任务。所谓相容，即是指二者的联系与被试内隐的态度一致。在实施 IAT 之前，无法知道哪个联合是相容的，所以在这里仅称为联合任务1和联合任务2。（4）对联合任务 1 进行测试；（5）为了配合联合任务 2 的实施，交换左右键反应的内容，再次要求被试对概念词样例进行反应；（6）联合任务 2，和联合任务 1 的反应内容正好相反；（7）对联合任务 2 进行测试。表3花虫 IAT 实验程序4. 基本原理据唐德斯减数法的原理，反应时的不同阶段对应着不同的加工过程，反应时越长，心理加工过程越复杂。相容任务中，概念词和属性词的关系与被试的内隐态度一致或二者联系较紧密，此时辨别任务更多依赖自动化加工，相对

23、容易，因而反应速度快，反应时短；不相容任务中，概念词和属性词的关系与被试的内隐态度不一致或二者缺乏紧密联系，这往往会导致被试的认知冲突，此时辨别任务更多依赖复杂的意识加工，相对较难，因而反应速度慢，反应时长。所以，两种联合任务的反应时之差可以作为概念词和属性词的关系与被试的内隐态度相对一致性的指标，即上述的 IAT 效应。5. 评价只使用反应时作为考察指标，有可能忽略错误率所包含的信息。只能考察被试对两个对象的相对态度，而不能测量被试对某一对象的态度。6. 内隐联想测验的变式（1）Go/NO-Go 联想测验（Go/NO-Go Association Test，简称 GNAT）针对IAT不能说明

24、人们对花的态度到底是消极的还是积极的。诺塞克和巴那吉（Nosek和Banaji， 2001）提出了GNAT 测验，它仍保留了IAT的2个关键任务，但用信号检测论中的辨别力指数作为指标。GNAT 要求被试对一些刺激作出反应而忽视另外的刺激。数据处理时，采用信号检测论中的辨别力指数d为指标，将正确的“Go”反应视为击中率，将不正确的“Go”反应视为虚报率，将击中率和虚报率转化为Z分数后，其差值即为d分数；然后对两个阶段的d分数进行比较。（2）外在情感性Simon 任务（Extrinsic Affect Simon Task，简称 EAST）米尔克和克劳尔（Mierke和Klauer，2001）指出

25、 IAT 的特点在于被试对任务的重新编码。EAST 与IAT最大的不同在于：IAT效应的计算依赖于两个联合任务反应时均数之差，而EAST 则是要比较被试在同一任务的不同实验条件下的行为差异，因此，对于EAST而言，被试很难将任务的要求进行简化或重新编码，EAST的实验设计能有效控制被试有意识重新编码对IAT效应的影响。其次，由于EAST只要求个体完成一个任务，从而有效避免了IAT中任务顺序对IAT效果的影响。【课后习题】一、单项选择题1.在反应时实验中，常用的两个因变量是（2012-33）A.速度和准确性B.速度和稳定性C.稳定性和准确性D.灵敏性和稳定性2. 根据唐德斯的ABC法，辨别时间应

26、是（2012-34）A. 辨别反应时减去简单反应时B. 选择反应时减去简单反应时C. 辨别反应时减去选择反应时D. 选择反应时减去辨别反应时3. 在进行选择反应时测定时，反应数目和刺激数目的关系是（）（2015-34）A两者应相等 B前者应比后者少C前者应比后者多 D前者应是后者的倍数4. 在进行反应时实验的过程中，防止“假反应”的有效措施是（）（2015-40）A提醒被试注意 B插入侦察试验 C剔除过快反应 D剔除过慢反应5. 斯腾伯格提示短时记忆信息提取方式时采用的研究方法是（2007-45）A. 加法反应时法   B. 减法反应时法   

27、 C. 简单反应时法   D. 选择反应时法二、简答题1简述反应时的影响因素。（2010-79）2简述心理旋转现象及其实验逻辑。（2015-80）【答案】一、1. A2. A3. A 4. B 5. A二、1.（l）外部因素：刺激强度和复杂程度；刺激的时间特性和空间特性；所刺激的感觉器官。任务要求等。（2）机体因素：机体的适应水平；被试的准备状态；额外动机；被试的年龄；练习；个体差异；速度-准确性的权衡。2. 心理旋转（mental rotation）指单凭心理运作（不靠实际操作），将所知觉之对象予以旋转，从而获得正确知觉经验的心理历程。20世纪70年代库柏和谢帕德用减法反

28、应时实验证明了心理旋转的存在。Cooper等人用不同倾斜角度的正和反（镜像）的字母，如非对称性字母或数字R、J、2、5等来研究表象的旋转。实验结果表明，当图片旋转180°时，无论正反，反应时最长，而当图片旋转0°的时，反应最短。这说明被试在辨别图形时，需要将头脑中贮存的图形表象进行放置，随着增加，反应时也随着延长，二者之间呈线性关系。采用减法反应时的方法，其实验逻辑：假设有两个任务，它们之间除了被知觉对象需要心理旋转的角度不同外别无差异，那么两者的反应时之差应当就是心理旋转完成两者间角度差所需的时间。例如，倾斜度0°和倾斜度60°两种任务中，除了倾斜角度之外其他条件均一样，如果存在心理旋转过程的话，那么应该是第二个任务只比第一个任务多一个从 60°旋转至 0°的心理过程，故：RT60°RT0°=从 60°至 0°心理旋转所需时间。进一步推论：如果发现以上任务的反应时确有差异，而且这种差异和两任务间角度差呈现正比关系，就可以证明心理旋转的确存在。【解析】一、1. 本题旨在考查考生对反应时因变量的理解和掌握。速度和准确性是反应时实验中两个基本的因变量。而通常情况下，两者应该同时作为因变量，如果只以其中一个作为因变量，所得到的结果可能是不全面的。因为这两个变量有一定的关联，注重了