反应时实验心理学的知识

1、1第四章 反应时本章主要内容：一、反应时的研究历史二、反应时研究的基本问题三、反应时新法2第一节 反应时的研究历史任何心理活动都需要时间，因此，反应时是心理实验中使用最早、应用最广泛的反应变量之一。一、什么是反应时反应时（ reaction time）是指从刺激的呈现到明显反应开始之间所需要的时间。简称为RT，也称反应时间或“反应的潜伏期”。3 反应的潜伏期包含五个阶段的时间1感觉器官接受刺激，产生神经冲动；2神经冲动经外周感觉神经元传入大脑神经中枢系统；3大脑中枢对信号进行加工和处理，发出信号；4信号从大脑中枢神经系统传出，经由外周运动神经元传至效应器；5效应器做出反应。其中大脑加工所费的时

2、间最多。4二、反应时研究简史 （一）第一阶段（1850-1969）1796年英国格林威治天文台公案引发人差方程（personal equation）的研究天文台台长发现，助手记录星体经过望远镜中的铜线时间要比自己记录的时间慢约半秒钟贝塞尔（F. W. Bessel）系统的比较了自己与另一位天文学家观察7颗星体的时间，发现了系统偏差 B A = 1.233秒5二、反应时研究简史 1850年赫尔姆霍茨（Helmholtz）成功测定蛙的运动神经传导速度26m/s；后测定人的神经传导速度约为60m/s。根据神经传导速度如此之快，可以得出结论，人体大脑的反应时间比较长且变动很大。6赫尔姆霍兹（Helmh

3、oltz，18211894）德国著名的物理学家和生理学家。他曾从师于当时著名的生理学家缪勒，在心理学的多个方面都做出很大的贡献。他的主要著作有 生理光学纲要等。当时人们以为，神经传导的速度与光速差不多，所以不能测量。赫尔姆霍兹冲破了这个禁区，他于1850年第一次用蛙神经进行了神经传导速率的测量。他首先以电剌激蛙神经，然后采用自己发明的筋肉测量计测量筋肉收缩与神经长度的关系。由此，他得出蛙神经的传导速率约为26米/秒。后来他又用同样的方法测量了人的神经的传速率，结果为50100米/秒。他的测量虽然不太精确，但却开创了心理活动过程的测量和反应时经典研究的先河。 7二、反应时研究简史 1868年，唐

4、德斯（Donders）对RT技术的贡献（Donders ABC of reaction time）1879年及以后，冯特及其学生对反应时间进行了系列研究。其中，Cattell揭示了选择反应时长于简单反应时的原因在反应的准备上不同（接通更多的神经通路）。被试在做简单反映测验时，注意力完全集中于即将出现的刺激和运动的手指上，眼睛大脑手指之间的神经通路早已做好准备进行反应；被试在做选择反应时时，需要有更多的神经通路来作接通准备，被试的心理状态会比较复杂，因此导致RT延长。820世纪50年代中期以后，认知心理学兴起。认知心理学主张研究认知活动本身的结构和过程，并把这些过程看作信息加工过程。而任何过程都

5、需要时间，因而可利用反应时间这一客观指标，来对加工过程进行研究，以揭示信息加工过程和信息加工的各个阶段。例如，运用反应时间相减法，安排两种作业A和B，其中A包含B所没有的某个特定心理过程，而在其他方面相同，那么这两个作业的反应时间之差就是那个特定的心理过程所需要的时间。9（二）第二阶段（1969）1969年，Sternberg在相减法的基础上发展了反应时间的相加因素法。相加因素法假定，完成一个作业所需的时间是一系列信息加工阶段分别所需时间的总和。10由于反应时间的相减法和相加因素法都不是直接测得某一特定加工阶段所需的时间，而是要通过间接的比较才能得到，并且相应的加工阶段也要通过严密的推理才能被

6、发现。因此，Hamilton等（1977）、Hockey等（1981）发展了一种新的实验技术“开窗”实验。Meyer等（1988）速度-准确率分解技术（speed-accuracy decomposition, SAD） 。11第二节 反应时研究的基本问题唐德斯为了揭示反应时任务中的一些心理加工过程，设计了两类反应时任务简单反应时和选择反应时任务。12第二节 反应时研究的基本问题一、简单反应时和选择反应时（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。被试的任务很简单，他预先已知

7、道将有什么样的刺激出现，并需要作出什么样的反应。131. 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。141. 听觉简单反应时实验刚开始会很慢，经过多次练习后，建立了信号和反应之间的联系，反应时会迅速减小。任何时刻被试对听觉刺激的简单RT都不会完全相同，会受到刺激本身和被试练习水平的影响。偏态分布分布并非对称于最高点-130毫秒，它是偏态的，低于100毫秒的反应只出现一次，而高于160毫秒的反应却不少。“生物墙”： 100毫秒揭示了人类听觉反应的限制。听觉简单反应时：感官换能、神经传导、大脑加工和肌肉运动的时间总和。生物墙

8、是人类能力的限制，根源于人体机能。震动耳廓运动听小骨耳蜗中气流运动耳蜗纤毛摆动转化为听神经的神经冲动通过郎飞氏结传递到大脑大脑信息加工、对信息做出反应通过郎飞氏结传导以及突触传递到达肌肉组织产生运动。152视觉简单反应时 视觉简单反应时实验：首先要安排好呈现光刺激的屏幕、反应键以及计时设备，然后请被试进入一个弱光照明的实验室，要求被试端坐在屏幕前，指示他一旦看到屏幕上出现红光就立即按下反应键。最初测得的反应时可能长达0.5秒，多次测定后很快会降至0.20.25秒，再后可能会降至0.2秒以下，但无论怎样练习，都不可能降至0.15秒之下。16视觉简单反应时较听觉简单反应时来得慢：不同振动频率的声音

9、引起科蒂氏器官不同长度的纤毛摆动，换能是直接的，从而转化成听神经的神经冲动形式；视网膜需要花时间来积累光量子，达到一定阈值后感光细胞才会引起视神经细胞的兴奋。听觉反应时又较触觉反应时来得慢。简单反应时具有通道差异性。1718（二）选择反应时选择反应时（choice reaction time）就是根据不同的刺激物，而在多种反应方式中选择符合要求的，并执行反应所需要的时间。与简单反应时不同的是，选择反应时任务中的刺激与反应之间存在多样而复杂的联系，更贴合日常生活的复杂反应。Eg：司机开车时做出的反应。19选择反应时间实验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

10、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。 结果发现二择一的选择反应时比简单反应时长约0.07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。 听通道的选择反应也比简单反应慢0.07秒。20选择数目与RT的关系同一感觉通道的前提下，RT=lgN (默克尔, 1885)戈热（Gauge）绘制了目前公认的选择数目与反应时的关系曲线图（单一通道）21二、速度准确性权衡RT能够衡量被试加工的自动化程度、概念的激活水平以及注

11、意需求量等；RT在心理学研究中经常被作为因变量指标，包括两层含义：反应快慢和反应的准确性。RT实验的一个突出问题就是反应速度和反应准确性间的反向关系，这使得我们必须对它们之间做出权衡。Eg：当我们急于完成某事，更可能犯错相反，当我们试图准确的完成工作时，速度就会变慢。22二、速度准确性权衡速度准确性权衡（speed-accuracy trade off）的含义（一）速度准确性权衡的例证 刺激呈现的概率和反应时的关系（泰奥斯，Theios，1975）刺激呈现：视觉，每次出现一个数字被试任务：只需对某一特定的数字（例如4）作出反应，而对其他数字则不作反应。实验的自变量是特定数字出现的概率（相对频数

12、），概率的变化范围是0.20.8。2324Theios实验结果分析在不考虑错误率的情况下，刺激呈现概率基本不影响反应时：印证了简单反应时总是趋于一个稳定值的结论。任务性质与被试情况分析任务相当简单被试是具有较高文化水平的大学生错误率的变化是有规律的错误率的系统变化是由于被试试图保持反应速度而导致的。当概率很小时，被试在保持速度的同时会遇到更多的“噪音”，导致被试出现错误。25帕奇勒 （Pachella，1974）在实验中发现，在刺激呈现概率为0.2的条件下，要降低2%的错误率，反应时必须增加100毫秒。26二、速度准确性权衡奈特和坎特威茨（Knight和Kantowitz，1974）的实验自变

13、量：两个间隔很短的刺激因变量：反应时和反应错误率结果：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。27（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。28（二）速度准确性权衡与实验信度东克尔的盒子问题（功能固着现象）：在盒子问题中，被试的任务是把三支小蜡烛安置在与视线相平行的门上。被试使用的材料放在桌子上：几枚大头钉、几根火柴、三个火柴盒大小的用纸板做的盒子以及蜡烛。问题的解决办法是先

14、把盒子钉到门上作为平台，然后再把蜡烛底部融化后粘在盒子上。在控制条件下，盒子是空的；而在功能固着的条件下，盒子装上所有的材料：一个装几支蜡烛，第二个装图钉，第三个装火柴。这样，在功能固着的条件下，盒子的功能就作为一个容器固定在被试的头脑中。第三个条件，即中性物用途的条件，在这种条件中，盒子也作为容器，但装的是中性物品比如钮扣等非解决问题所需的物品。2930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

15、论：功能固着影响了问题解决。31疑问真的如此吗？亚当森将时间变量纳入该实验对东克尔的实验信度进行了检验。32亚当森（Adamson)的验证他运用三个问题中，比较被试在功能固着条件下和控制条件下的结果来验证东克尔的最初实验。这些问题包括上面已讨论过的盒子问题、还有新加的回形针问题和螺丝锥问题。在每种问题的解决中，对有某物体的先前经验的被试(功能固着)和没有这类经验的控制组被试的结果进行了比较。亚当森主要关注东克尔实验中被试数量少的问题，因而在他的六种情况中分别使用了26-29个被试。测试因变量的指标有两个：在20分钟内能够解决问题的被试百分率和被试成功解决问题所花的时间。33实验结果当亚当森使用

16、解决问题的被试百分比作为因变量时，只在盒子问题上验证了功能固着效应。多达86的控制组被试和41的功能固着组被试解决了盒子问题。然而，由于另外两种情况中存在天花板效应，其结果不可能解释原先实验的结论。即，两种条件下（控制 V.S. 功能固着）几乎所有被试都解决了问题，实验结果没有差异，每种条件下两个问题的解决率接近100。但是根据前面因变量的讨论，我们没有根据认为在这些情形下两种条件间无差别。因此在一定程度上可以说，该实验的结论是，因变量反应不灵敏以至于我们无法识别两种条件下的任何可能差别。原因分析：反应时间过长，导致被试足以避免固着的影响；因此，需要从反应时间的角度来检验固着的大小效应。34实

17、验结果20分钟的时间限制对被试来说，过于简单，足以让功能固着组被试跳出思维定势从而解决问题，准确率的天花板效应似乎不可避免。 提出一个假设：在被试遵循提高准确率时，反应时会不会随着功能固着效应的增大而提高？第二个因变量指标反应时验证了该假设。尽管几乎所有被试都能解决问题，但两种条件下的反应时有很大差别，不管是在解决螺丝锥问题时，还是在解决回形针问题时，被试在控制条件下解决问题要比在功能固着条件下解决问题快得多。 35亚当森这一结论明显提高了整个研究的信度，使得功能固着效应在三个任务中都得到了验证。36三、影响反应时的其他因素大体上，其他影响反应时的因素可以分成刺激变量和机体变量两大类别。（一）

18、刺激变量 在刺激变量中，对反应时影响比较大的因素有：刺激的不同类型、强度、复杂程度及刺激呈现的方式等。 反应时会受刺激强度的影响，当刺激强度很弱时，反应时就会延长；而当刺激增至中等或较高强度时，反应时就缩短了。然而反应时的缩短受到有机体结构的限制，无法突破某一极限。371.因刺激的不同类型而异 不同类型的刺激通过特定的通道作用于各个感官，它们的反应时间是不同的。同一感觉道里，刺激的部位不同，反应时间也有差异。 382.因刺激的强度不同而异对不同强度的1000赫兹纯音的反应时间 393.因刺激的复杂程度而异 （1）刺激选择数目越多，愈复杂，RT越大；（2）刺激相似程度不同则RT不同；显然，刺激越

19、复杂，反应时间必然越长。 40请观察以下三组图案，右边的图案可以通过对左边图案的旋转获得吗？41请尽快找出左右两幅图片的6处不同4212只古罗马时期的花瓶，其中9只是赝品，你能指出图案完全相同的3只真品来吗？ 434.因刺激呈现方式不同而异我国心理学家（张铁忠和沙建英，1987年）对双眼视野不同位置的视觉运动反应时间进行了测定，获得了如下实验结果。4446（二）反应时间受机体变量影响影响反应时间的主要刺激变量如上所述，但外在原因需通过内在条件而起作用，和其他心理现象一样，反应时间也是以机体的内部状态为中介而对外界刺激作出反应的。影响反应时间的机体变量为数众多，主要有：机体适应水平、准备状态、练

20、习次数、动机、年龄因素和个别差异、酒精和药物作用等。471.适应水平适应（adaptation）在此处意指在刺激物的持续作用下，感受器发生的变化。感受器的适应水平对反应时间有着明显的影响。 霍弗兰（Hovland，1936）的实验中，当双眼对不同的照明适应后，测量被试对254米远的烛光的反应时间。刺激是一直径为 20 毫米（0.8吋）照明为250支烛光的白色圆块，观察距离为 30厘米（12吋），五名被试者的平均成绩（每人每种条件各测试100次）见下表。48眼睛适应的照明水平越高，最后对250支烛光的反应时越长；这个研究表明，感受器适应水平的变化对反应时间的影响。49补充知识：与心理学关系密切的

21、单色光单位1.光强度（luminous intensity）是光源在单位立体角内辐射的光通量，以I 表示，单位为坎德拉（candela，简称cd）。1 坎德拉表示在单位立体角内辐射出1 流明的光通量。2.光通量（luminous flus）是由光源向各个方向射出的光功率，也即每一单位时间射出的光能量，以表示，单位为流明（lumen，简称lm）。3.光照度（illuminance）是从光源照射到单位面积上的光通量，以E 表示，照度的单位为勒克斯（Lux，简称lx）。50补充知识：与心理学关系密切的单色光单位51补充知识：与心理学关系密切的单色光单位4.反射系数：人们观看物体时，总是要借助于反射光

22、，所以要经常用到“反射系数”的概念。反射系数（reflectance factor）是某物体表面的流明数与入射到此表面的流明数之比，以R表示。5.光亮度（luminance）是指一个表面的明亮程度，以L 表示，即从一个表面反射出来的光通量。不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数。光的强度可用照在平面上的光的总量来度量，这叫入射光（inci-dentlight）或照度（illuminance）。若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度，这种光称为反射光（reflection light）或亮度（brightness）。例如，一般白纸大约吸收入射光量的20，反射光量为80；黑纸只反射入射光量的3

23、。所以，白纸和黑纸在亮度上差异很大。522.准备状态 准备状态（readiness）是指机体对于某种行为作出的准备情况。 被试者在主试者发出“预备”口令到刺激呈现这段预备时间内的准备状态也是影响反应时间的因素之一。在这时距内，被试者处于积极准备状态，力求尽快对刺激作出反应。如果预备时间太短，被试者可能来不及准备；如果太长，被试者的准备状态又可能出现衰退而延误反应。 53许多研究说明，尽管存在个体差异，但最有利的预备时间大约是1.5秒。中村在研究“蹲踞式”起跑时，把从预备口令到鸣枪的时间间隔分别定为1、1.5和 2 秒三种，结果发现间隔时间为1.5秒时，运动员从听鸣枪到手离地的反应时间最短 。5

24、43.练习次数 在心理实验中，练习（exercise）是一个控制变量，即一个潜在的自变量。练习与反应时间的关系相当密切。在一定范围内，练习次数越多（上百次），反应会越快，反应时间减少的趋势是逼近一个极限而稳定下来。 554.动 机 动机（motivation）是由于人的某种需要所引起的有意识或无意识的行为指向。反应时间实验中被试者易受某种额外动机的影响。约翰逊（Johnson，1922）的实验发现主试者所设计的一些附加动机能使听觉反应加快。三个实验条件：激励、惩罚、常态；结果发现：常态最慢、激励其次、惩罚最快565.年龄因素和个体差异 一般认为，自发育阶段至25岁前（青少年阶段），反应时间随年

25、龄增长而减少，起初减得快，以后较慢。戈茨达克（Gottsdamker，1968）在对一组年龄为 1893 岁成人被试者的研究中注意到，随着年龄的增长，感觉-运动反应时间逐渐延长。此外，还有人发现在25岁以后到 60 岁的一段时间内，反应时间的增长极为缓慢，但60 岁以后反应时间开始有了较大增加。 57个体差异（或个别差异）指不同个体之间在品质和属性上存在的任何差别。费萨尔（Fessard，1926）曾对1000名男性成人被试者作听觉简单反应时间的测定，结果发现反应时间的均数分配大致上呈常态。进一步测量各个年龄组被试反应时的离散程度或集中趋势，发现：老年组被试的方差显著地高于青年组和中年组，说明

26、老年组在感觉-运动反应速度方面存在着较大的个别差异。 586.酒精及药物的作用 酒精在脑神经系统达到一定浓度时，中枢神经系统逐渐迟钝，对周围情况变化的反应速度大大下降。如果是酗酒，其反应时间将延长23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。例如车速每小时40公里，未饮酒的驾驶员对道路复杂情况作出反应只需0.6秒，而饮酒后的驾驶员却要1.8秒。这样，汽车在反应时间内所行驶的距离就从0.6秒的7公尺增加到1.8秒的21公尺，所需的安全距离增加了14公尺，即从27公尺增加到41公尺。汽车在高速公路上以120km/h行驶，驾驶员反应慢了1s，汽车向前多开了多少m？59目前，

27、刺激中枢神经的心理杀伤性药剂，大致分三类，即镇静剂、兴奋剂和致幻剂。镇静剂虽能消除情绪紧张、焦躁、恐惧感，但会使驾驶员肌肉活动能力下降，并出现睡意，以致反应迟钝。兴奋剂对中枢神经系统的作用与镇静剂作用相反，它可以消除疲劳，驱逐睡意，改善思维活动力，提高反应速度，但会使各类职业人员思想麻痹，过高估计自己的能力。致幻剂会使人有时产生幻觉。如伤风感冒服用过量解热镇痛剂，会使人的注意力、精力、反应能力下降。60四、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

28、和要求，方能取得预期的效果。 611.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。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。 622.选择反应数目选择反应的数目需要与辨别的刺激数目相等，即有几种反应就要有几种刺激。3.防止“抢码”或滞后在选择反应时间的测验中则不必插入“侦察试验”，因为被试倘若出现“抢码”的话，他的错误率会提高。 63第三节 反应时新法反应时新法主要有三种形式：减数法（subtractive method）、加因素法（additive factors method）和开窗实验

29、（open window experiment）将“黑箱”变为“灰箱”，推断内部的心理过程64一、减数法（一）减数法的原理 减数法（subtractive method）又称唐德斯反应时 ABC（Donders ABC of reaction time）或唐德斯三成分说，是一种用减法方法将反应时分解成各个成分，然后来分析信息加工过程的方法。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。 65A反应（A-reaction）又称简单反应（simple reaction）。只有一个刺激和一个反应。例如：对

30、于呈现的一个红光刺激，被试立即按“R”键作出反应。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）。66B反应（B-reaction）又称选择反应（choice reaction）。它是复杂反应中的一种，在这类反应中，有二个或二个以上的刺激和相应于刺激的反应数。每一个刺激都有它相应的反应。例如：在一个实验中，对红光信号灯左手按R键，对绿光信号灯右手按G键，在这样的选择反应中，不仅要区别信号，而且还要选择反应。因而在B反应中除了基线操作外还包括了刺激辨认和反应选择的心理操作。67C反应（Creaction）又称辨别反应（identifica

31、tion reaction），是另一种形式的复杂反应。例如：可能呈现红光和绿光，仅要求被试对红光左手按R键反应。C反应和B反应相同点：具有两个或两个以上的刺激。C反应和B反应不同点：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。B反应既有刺激的辨别，还有反应的选择。而C反应仅有刺激的辨别，但没有反应的选择。C反应是在基线操作中加入了刺激辨别的过程，但不包含反应的选择（选择左手反应还是右手反应）。 6869Donders减数法图解70（二）减数法的应用短时记忆视觉编码的实验（波斯纳，Posner，1970）过程：给被试并排呈现两个字母，这两个字母可以同时给被

32、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。读音和书写方法一样A A读音相同而写法不同 A a同时呈现继时呈现A AAa7273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；反过来说，AA对中包含的加工过程要少于

33、Aa对。Aa对与AA对的反应时之差反映了内部编码过程的差别。这是因为，前者是视觉上的编码，后者须从视觉编码过渡到听觉编码，这样就包含了更多的加工，因此需要的时间也更长。74解释其二，AA对的同时呈现和继时呈现的反应时之差反映的同样是信息编码的这种特点；随着间隔时间的逐渐增大，AA对的加工过程与Aa对趋于一致，说明先发生了视觉编码，后发生听觉编码，并且在短时记忆时，视觉编码的效应逐渐消失，听觉编码的作用逐渐增强。RT相减RTAA=视觉编码时间+按键反应时间RTAa =视觉编码时间+听觉编码时间+按键反应时间RTAa -RTAA =听觉编码时间75心理旋转实验心理旋转（mental rotatio

34、n）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。库伯（Cooper）和谢波德（Shepard）（1973）用减数法反应时实验证明了心理旋转的存在。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。76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。 RT60RT0=从60至0心理旋转所需时间 RT120RT60=从60至120心理旋转所需时间 77实验材

35、料78实验过程任务：不管倾斜度如何，只要判明R字母是正的还是反的，并作出反应。五种实验条件（提示信号均持续2s）无提示：测验前2秒钟后呈现空白信号提示正或反：测验前2秒钟呈现正或反的提示信号提示倾斜度：测验前2秒钟用箭头提示倾斜度数分别提示正、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， 在测验前100ms、400ms、700ms和10O0ms同时提示正、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7980心理旋转所需要的时间字母倾斜程度越大，反应时越长。该结果强有力的证明了心理旋转过程的存在81减数法的弱点使用这种方法要求实验者对实验任务引起的刺激

36、与反应之间的一系列心理过程要有比较精确的预测。使用这种方法要求两个相减的任务中共有的心理过程要严格匹配，这一般是很难做到的。B、C是否具有绝对相同的基线时间？它与A时间一定是为吻合吗？假定：在复杂的信息加工过程中插入或减少某些加工阶段而不影响其余加工阶段？与“整体大于部分之和”的观点相悖。82二、加因素法加因素法（additive factors method）：又称为附加因素法（Sternberg，1969）。在进行RT相减之前，事先证实一个完整信息加工过程的各阶段的存在，以及辨认它们各自的前后顺序。并非对减数法反应时间的否定，而是减数法的发展和延伸。83（一）加因素法的原理 前提：人的信息

37、加工过程是系列加工，而非平行加工。假定：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。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；而如果两个因素的效应是分别独立的，即可以相加，那么这两个因素是各自作用于不同的加工阶段的。84也就是说，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。 85上述图例中的g和f因子的效应就是相加的；加因素法就是通过探索有相加效应的因素，来区分不同的加工阶段，从而尝试找出某信息加工的所有阶段，

38、以推断整个的信息加工过程。86（二）加因素法的应用 斯滕伯格在反应时间实验揭示的心理过程（1969）中，系统地阐述了加因素法反应时实验和用此方法所作的短时记忆信息提取的实验。 实验过程：先给被试看16个相继呈现的数字（识记项目），然后再呈现一个数字（测试项目），要求被试判定其是否为刚才识记过的。与此同时开始计时，要求被试按键作出“是”或“否”的反应，计时也随即停止。以此确定被试能否提取测试项目、以及提取所需的反应时。87全部实验中，测试项目一半是识记项目里的，一半不是；即一半为是反应，一半为否反应。在全部是反应的测试中，测试项目均匀的分布在识记项目系列的不同位置上。实验者操纵的唯一自变量是识记

39、项目的数量，称为记忆集（Memory set）。因变量就是被试对测试项目判断的反应时。88实验预期Sternberg认为，从短时记忆里提取信息来再认的过程，是一个将测试项目与当前记忆集（Memory set）里的项目来进行比较的过程，从而判定测试项目是否与记忆集里的某个项目匹配，再作出是或否的反应。89由此他提出两个假设：假设1：平行加工和系列加工（1）如果测试项目与记忆集中的全部项目同时进行比较，那么被试的反应时将不会随着识记项目的数量或记忆集的大小而发生变化。他称这种同时比较为平行扫描（Parallel Scanning），或者平行搜索（Parallel Search）或者平行加工（Par

40、allel Processing）。90（2）如果测试项目与记忆集中的项目一个一个相继进行比较，那么被试的反应时应该随着记忆集的增大而增大。他称这种相继比较为系列扫描（Serial Scanning），或者系列搜索（Serial Search）或者系列加工（Serial Processing）。9192假设2：从头至尾的加工和自动停止的加工如果是系列扫描，那么还涉及到一个重要的问题，这种扫描是从头至尾的（Exhaustive）还是自我停止的（Self-Terminating）。所谓从头至尾的系列扫描是指将测试项目与记忆集中的所有项目都比较一次，然后才判定它是否包含在记忆集中。而自动停止的扫描则

41、是在记忆集中检查出匹配的项目之后就不再进一步扫描下去。93请问，两种不同的扫描方式会有什么不一样的结果呢？如果是头至尾的扫描，那么“是”反应的反应时将和“否”反应相同；因为两者都要对记忆集的所有项目都扫描到。但如果是自动停止的扫描，那么，对于一个特定的记忆集而言，“是”反应的平均反应时将会比“否”反应少。9495实验结果是哪种扫描呢？ 从 头 至 尾 的 系 列 扫 描96Sternberg在一系列的实验的基础上提出了相加因素法。他发现了影响短时记忆再认反应时的4个独立因素，因而确定了与这几个独立因素相对应的4个信息加工阶段。971、测试项目的质量第一步，改变检验刺激（probe）的质量（即改

42、变探测刺激的性质），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，而且该因素对不同大小记忆表的影响相似，表明系列比较阶段之前存在一个独立的编码阶段。98记忆表较大记忆表中等记忆表较小992、识记项目的数量第二步，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。1001013、反应类型（肯定或否定）第三步，分别计算Y与N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决策阶段，而且产生N反应比产生Y反应难。1021034、每个反应类型的相对频率第四步，改

43、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，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。104105结论斯腾伯格认为短时记忆信息提取过程包含4个独立加工的阶段：刺激编码阶段、顺序比较阶段、二择一的决策阶段和反应组织阶段。测试项目的质量对刺激编码阶段起作用；识记项目的数量对顺序比较阶段起作用；反应类型对决策阶段起作用；反应类型的相对频率对反应组织阶段起作用。106图4-24 加因素法反应时实验：短时记忆信息提取107假定：测试项目编码阶段，需要时间为e ms顺序比较阶段，每次比较需要时间c ms，那么

44、比较N次就需要时间cN ms作出决定和反应阶段，需要时间d ms这样短时记忆再认所需的时间为RT = e + cN + d根据上面的实验结果RT = 38N + 397也就是说每比较一次需时38ms。108对加因素法的质疑信息加工中存在平行加工是可能的。加因素法首先假设信息加工是系列的，然后推测出信息加工的各个加工阶段，再根据各个加工阶段的反应判断信息加工是系列的，这有一种循环论证的倾向。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？信息加工的阶段是不是应该从理论上寻找证据，而不是依靠相互制约的效应呢？109（三） 开窗实验 减因素法和加因素法都很难直接得到某个特定加工阶段所需的时间，需

45、要通过严密的推理才能被确认。“开窗”实验（open window experiment）：是反应时实验的一种新形式，相对于传统的减数法和加因素法，开窗的方式可直接地测量每个加工阶段的时间。本教科书上都将开窗法视做从属于加因素法反应时实验。 110开窗法的应用字母转换实验（Hamilton，1977；Hockey，1981）过程：给被试呈现1个、2个、3个、4个英文字母，并在字母后面标上一个数字，如“P+2”，被试的正确回答应该是英文字母表中P后边第二个位置的字母，即R。再如，”EAGB+3”，被试的任务是看到数字“3”后，则说出英文字母表中各个字母之后第三个位置的字母，即”EAGB+3”的正确

46、回答应该是”HDJE”，四个转换结果要一起说出来。111字母由被试自行控制，一个一个的继时出现。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，如此直到字母全部呈现并作出回答，停止计时，出声转换的开始和结束时间都有记录。字母转换作业的三个加工阶段：编码阶段、转换阶段和储存阶段。112计时计时计时113开窗法简评优点：对反应时是一种直接的测量。缺点：前后加工阶段仍然可能存在交叉，例如，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。114反应时研究的新进展序列反应时基

47、本程序和原理序列反应时的变式2. 内隐联想测验程序和原理各种变式115一、序列反应时20世纪80年代末到90年代初，内隐学习研究中出现了新的研究范式序列学习范式，用以研究人们对序列规则的无意识获得。序列反应时（serial reaction time ，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。116SRT的基本程序和原理尼森和比勒姆（1987）提出了序列反应时范式；自变量：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

48、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。因变量：反应时117在实验前，被试只被告知将要进行的是反应时测试，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。目的是为了避免产生学习效应。118实验结果反应时随着固定序列的重复而逐渐下降。但这一定代表被试对序列规则发生了学习吗？不一定。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

49、。119当两者反应时差异显著时，说明，被试在固定序列中作出选择反应的心理过程被易化了。通常，这种心理过程的易化只能是由个体的学习所引发。又由于本实验中被试并没有外显地意识到固定序列的规则，因此这种学习就是内隐学习。如上所述，内隐学习是被试没有“外显地意识”到固定的序列规则，那么在确定内隐学习的同时，就需要确定被试并没有发生外显的学习。120如何排除外显学习反应时任务结束后，被试还要接受测量外显知识的任务，通常被称为生成任务（generate task），即刺激位置仍按固定序列顺序呈现，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

50、如果被试能够说出下一个刺激的位置，意味着他学习到了该顺序。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。121对序列反应时范式的评价序列反应时任务试图将反应时实验的逻辑应用于无意识心理过程的研究，这是具有积极意义的。然而标准SRT实验的内隐性还是受到了质疑。有研究者认为标准SRT中的序列规则对被试太过简单，很容易被意识到。由此，他们尝试着通过对实验材料进行一系列的革新来排除序列反应时任务中的外显成分，以使反应时成为衡量内隐学习这个心理过程的更纯净的指标。122序列反应时的变式可以通过改变实验材料和调整实验程序来提高序列反应时任务的说服力；123改变实验材料举例缪森

51、和斯奎尔（Musen和Squire，1993）设计了一组新的实验材料，它们由7个打印颜色和本身含义不一致的色词（紫、绿、黄、橙、蓝、白、红）组成，要求被试对色词的打印颜色进行反应。色词和打印颜色间存在一一对应关系，比如：色词”红”一定是蓝色的，色词”黄”是白色的。124实验材料紫125实验绿126实验黄127实验橙128实验蓝129实验白130实验红131实验黄132实验蓝133实验紫134实验橙135实验红136实验白137实验绿138实验采用了正常成人和健忘症患者两组被试，希望用SRT变式发现被试对上述规则的内隐学习。结果发现：两组被试的表现极其相似，在”词色”对应规则保持不变的前6组实验

52、中，反应时逐渐下降；而当对应规则发生变化时，反应时又迅速上升，这说明被试能够习得规则。这个实验的规则比标准SRT实验的规则难度大被试更难学习，且采用了健忘症患者被试，在论证规则学习的内隐性方面更具说服力。139调整实验程序举例调整实验程序以提高反应时数据的说服力，是改良SRT实验的另一途径。其中，对被试的区分是操纵实验程序的主要方法。140实验1威林汉姆（Willingham, D. B.）、尼森和比勒姆（1989）通过面试将被试区分为察觉组和无察觉组。在面试中，察觉组的被试声称自己意识到规则存在，并且可以回忆出规则序列中的大部分，而无觉察组被试声称自己没意识到规则的存在，并且最多只能回忆出序

53、列结构中的3个项目。141实验结果结果发现，虽然随着练习次数的增多，两组被试的反应时相对于随机水平都显著下降，但是他们之间仍有很大差别，觉察组被试反应时下降为200ms，而无觉察组反应时的下降只有100ms，觉察组被试明显地比无觉察组被试好。这说明外显加工系统帮助觉察组被试更有效地完成任务，他们的外显知识可能在序列学习中起着一定的作用。这样，实验中，进行内隐学习研究时，就可以更多选用那些无觉察的被试。142实验2威林汉姆、格瑞雷和巴登（Willingham、Greeley和Bardone，1993）的实验也对被试做了类似的区分，实验中一共有45个被试，其中9个认为序列反应时任务中，项目是随机出

54、现的，没有规则（相当于无觉察组），11个被试认为下一个项目几乎不能从前面项目进行推断，其余的被试或多或少认为项目可以进行推断（相当于觉察组）；结果发现随练习次数增多，所有被试的反应速度都显著提高，这说明序列学习不依赖于外显知识。143二、内隐联想测验内隐联想测验（Implicit Association Test，简称 IAT）是继序列学习之后，反应时新法向高级心理认知领域的进一步拓展。144基本程序和原理IAT是由格林沃德（Greenwald）在1998年提出的。IAT是以反应时为指标，通过一种计算机化的分类任务来测量两类词（概念词与属性词）之间的自动化联系的紧密程度，继而对个体的内隐态度等

55、内隐社会认知进行测量的。145实验举例现以格林沃德（1998）的花虫IAT（Flower-Insect IAT）来简述其基本程序；146IAT的基本实验程序总共包含7个步骤：（1）呈现概念词（concept words）的样例，要求被试尽快地进行辨别归类，由系统记录反应时，在花虫IAT中，概念词为”花”或”虫”，样例为某种花或虫的图象；（2）对属性词（attributive words）样例进行归类反应，在上例中，属性词为褒义词或贬义词，褒义词的样例如漂亮、芬芳等，贬义词样例如恶心、讨厌等；147（3）联合任务1，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：

56、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，如相对于虫，被试对花的态度更为积极，那么花和褒义词的关系为相容，虫和褒义词的关系为不相容。 不过，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，对上例来说，在联合任务1中，要求被试在花的图象和褒义词共同出现时，按左键，虫的图象和贬义词共同出现时，按右键；148（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

57、1的反应内容正好相反；（7）对联合任务2进行测试。149由于IAT是基于反应时范式的，所以在上述实验过程中只要求记录被试的反应时。具体的数据处理步骤如下：（1）只选取两个测试阶段的数据；（2）删除联合任务测试中的前两次试验，即实验的第4步和第7步中第1、2次试验数据；（3）将短于300ms的反应时记为300ms，长于3000ms的反应时记为3000ms，不对错误试验的反应时进行任何处理，也不删除任何极端被试的数据；150（4）对反应时进行自然对数转换；（5）求两个测试阶段反应时的均值；（6）相容和不相容联合测试反应时均值相减即为所求得IAT效应。151基本原理为何相容和不相容任务的反应时之差可

58、以作为IAT效应呢？依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。在社会认知研究中，由于所呈现的刺激多具有复杂的社会意义，其必然引起被试心理的复杂反应，这些刺激可能与内在需要或内隐态度相一致，也可能与之相矛盾，刺激所暗含的社会意义不同，被试的加工过程的复杂程度就会不同，从而反应时的长短也会不同。152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

59、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。153因此，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。格林沃德（1998）的花虫IAT就发现两种联合任务间反应时有显著差异，IAT效应显著，花+褒义词的联合明显快于虫+褒义词的联合，这表明花+褒义词的联合与被试的内隐态度更一致，被试对花的态度更为正向。相容任务不相容任务内隐联想测验的效应154对内隐联想测验的评价格林沃德和诺塞克（Greenwald和Nosek，2003）对传统的IAT数据处理法进行了分析，发现它未考虑到速度准确性权衡（speed-accuracy t

60、radeoffs）、反应极值（extreme response value）和老年人的反应迟缓（age-related slowing）等因素。基于此，他们提出了衡量IAT数据处理法好坏的5个标准： 155（1）内隐测验和外显测验的相关，即IAT效应和被试外显态度分数间的相关，由于IAT和外显测验的共同元素是概念间的联系强度，所以内隐和外显测试间的高相关表示IAT结构效度高； （2）IAT效应和简单反应时间的相关：很多研究者都提到了由于认知机能衰退所引起的老年人反应迟缓现象，基于反应时的IAT效应或多或少会受到这一现象的影响。不过，IAT效应所表示的态度则应与反应速度无关，所以IAT效应与简单