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3 视觉反应时的测量

视觉反应时的测量

摘要:本实验通过计算机向被试呈现4种颜色圆的视觉材料,要求被试根据给与的刺激按键,以测定其简单反应时、选择反应时和辨别反应时,了解各反应时之间的区别及它们在信息加工过程研究中的应用。被试为华东师范大学本科二年级的10名学生(5男5女)。结果发现是否优势手和练习效应对反应时无影响,性别差异对选择和辨别反应时有影响。

关键词:简单反应时选择反应时辨别反应时

1.引言

反应时,是指刺激施于有机体之后到明显反应开始所需要的时间。反应时是心理学研究中最重要的反应变量和指标之一,反应时的测量是心理学研究中技术要求最为精细的工作之一,细微的疏忽都可能导致无效的实验结果。

简单反应时又称A 反应时。是指呈现单一刺激,要求被试立即做出固定反应的时间。由于这种反应时间是感知到刺激就立即做出反应,中间没有其它的认知加工过程,因此也称为基线时间。任何复杂刺激的反应时间都是由简单反应时和其它认知加工过程所需时间合成的。

选择反应时又称B反应时。指的是测试中呈现的刺激不止一个,对每一个随机呈现的刺激要求被试作出相应的反应。有研究表明,人类在对特定的刺激作出特定的动作或反应前,在大脑内有一个信息加工过程,又称心理潜伏期。在复杂任务中,心里潜伏期可划分为:(1)刺激识别阶段;(2)选择反应阶段;(3)反应组织阶段和反应执行阶段。选择反应时的研究对理解人类对复杂信息的认知加工过程有重要的意义。影响选择反应时的因素是复杂的。年龄、性别、疲劳等因素都会对选择反应时产生影响。此外,选择反应刺激的数目越多,则反应时间越长;选择的任务越复杂,则反应时间亦越长。

辨别反应时又称C反应时,指的是在测试中呈现的刺激为两个或多个,要求被试只对其中一个刺激作出反应,而对其他刺激则不作反应。根据唐德斯的减数法,用被试的辨别反应时的时间减去被试简单反应时的时间就是其辨别时间。影响辨别反应时的因素主要有:(1)呈现的刺激数目。数目增加,个体的辨别反应时可能会有增加的趋势。(2)刺激的物理特征,如形状、大小、颜色等。(3)辨别反应的数目。另外年龄、性别、疲劳等也会影响个体的辨别反应时。

本实验通过计算机呈现的视觉实验材料,测定视觉简单反应时、选择反应时和辨别反应时,学习视觉反应时的测定方法及仪器的使用、材料的整理计算及探讨影响反应时的因素。

2.方法

2.1被试:华东师范大学本科二年级10名学生,其中男女各5人

2.2仪器:计算机及PsyTech心理实验系统

材料:直径为100像素的4种颜色(红、黄、绿、蓝)圆

2.3程序

简单反应时部分:

1.登录并打开PsyTech心理实验软件主界面,选中实验列表中的“视觉简单反应时”。单击呈现实验简介。点击“进入实验”到“操作向导”窗口。实验者可进行参数设置(或使用默认参数),然后点击“开始实验”按钮进入指导语界面。可先进行练习实验,也可以直接

点击“正式实验”按钮开始。

2.指导语如下:这是一个视觉简单反应时实验。请你使用2号反应盒,端坐屏幕前,手指放在红色键上(注意不要下压),眼睛注视屏幕。当出现“预备”时你要准备反应,一旦出现颜色圆立即按反应键,要求反应又快又准。程序将自动记录抢按和按错的次数。每10次为一组,抢按则本组重做,两组之间可稍事休息。当你明白了上述实验步骤后,可以先进行一组练习。练习结束后点击“正式实验”按钮开始。

3.实验开始每次呈现刺激前屏幕出现“预备”,时间为2秒。为保障数据的有效性,防止被试抢按,预备时间设置为±0.2秒随机化,即预备时间在1.8~2.2秒之间随机分布。若出现抢按,则程序显示警告信息,本组(10次)实验重新做,程序记录抢按次数。被试每次做出按键反应后。自动进入下一次实验,直至做完设定的次数。

4.实验结束,数据被自动保存。实验者可直接查看结果,也可换被试继续实验,以后在主界面“数据”菜单中查看。

选择反应时部分:

1.登录并打开PsyTech心理实验软件主界面,选中实验列表中的“视觉选择反应时”。单击呈现实验简介。点击“进入实验”到“操作向导”窗口。实验者可进行参数设置(或使用默认参数),然后点击“开始实验”按钮进入指导语界面。可先进行练习实验,也可以直接点击“正式实验”按钮开始。

2.指导语如下:这是一个不同颜色刺激的选择反应时实验。请你使用2号反应盒,端坐屏幕前,用优势手放在反应盒上。眼睛注视屏幕。当出现“预备”时,你要准备反应。并根据屏幕呈现的不同颜色,按相对应的颜色键,要求反应又快又准。程序将自动记录抢按和按错的次数。当你明白了上述实验步骤后,可以先进行练习,练习结束后点击下面的“正式实验”按钮开始。

3.实验开始,每次呈现刺激前屏幕上先出现“预备”,然后随机呈现4种颜色圆(各种颜色呈现次数相等)。被试根据呈现作出相应选择反应。若出现抢按或选择错误则程序自动记录次数,且按错的反应时不参与统计平均。被试每次做出反应后,自动进入下一次实验,直至做完设定的次数。

4.实验结束,数据被自动保存。实验者可直接查看结果,也可换被试继续实验,以后在主界面“数据”菜单中查看。

辨别反应时部分:

1.登录并打开PsyTech心理实验软件主界面,选中实验列表中的“视觉辨别反应时”。单击呈现实验简介。点击“进入实验”到“操作向导”窗口。实验者可进行参数设置(或使用默认参数),然后点击“开始实验”按钮进入指导语界面。可先进行练习实验,也可以直接点击“正式实验”按钮开始。

2.指导语如下:这是一个不同颜色刺激的视觉辨别反应时实验。请你使用2号反应盒,端坐屏幕前,用优势手放在反应盒上。眼睛注视屏幕,当出现“预备”时,你要准备反应。当出现有效刺激颜色圆时你就反应,按对应颜色键,要求反应又快又准。程序将自动记录抢按和按错的次数。当你明白了上述实验步骤后,可以先进行练习,练习结束后点击下面的“正式实验”按钮开始。

3.实验开始,每次呈现刺激前屏幕上先出现“预备”,然后随机呈现4种颜色圆(每种颜色呈现次数相等)。被试只对事先设定的颜色即有效刺激作出反应,若出现抢按或选择错误则程序自动记录次数,且按错的反应时不参与统计平均。被试每次做出反应后,自动进入下一次实验,直至做完设定的次数。

4.实验结束,数据被自动保存。实验者可直接查看结果,也可换被试继续实验,以后在主

界面“数据”菜单中查看。

3.结果

3.1简单反应时

3.1.1每个被试的平均反应时及标准差

表1:每个被试的平均反应时及标准差

被试一被试二被试三被试四被试五被试六被试七被试八被试九被试十

平均值标准差236.75 157.30 218.50 311.94 188.85 211.50 205.55 225.70 208.00 290.50 132.73 36.33 55.81 128.61 45.91 16.45 42.49 37.22 30.80 79.13

(前五个被试为男性,后五个被试为女性)

3.1.2性别差异对平均反应时的影响

表2:独立样本t检验男女被试的简单反应时

F值相伴概率t值自由度df 概率(双侧)

7.67 .006 -.706 144.056 .482

F=7.67,P=0.006<0.05,所以方差不齐。经双侧t检验,P=0.482>0.05,无显著差异。所以可认为男女被试间的平均反应时无显著差异。

3.1.3优势手和非优势手对反应时的影响

表3:配对t检验是否优势手的简单反应时

t值自由度df 概率(双侧)

-1.832 59 .072

P=0.072>0.05,差异无显著性意义。所以可认为,是否优势手对简单反应时无显著性差异。

3.2选择反应时

3.2.1计算个人不同颜色光的选择反应时的平均数和标准差(被试8)

表4:被试8对不同颜色光的选择反应时

红色黄色绿色蓝色

平均数601.10 564.80 665.10 546.50

标准差149.61 180.58 130.63 155.98

3.2.2性别差异对选择反应时的影响

表5:独立样本t检验不同性别的选择反应时

F值相伴概率t值自由度df 概率(双侧)

7.701 .006 -6.748 370.525 .000

F=7.701,P=0.006<0.05,所以方差不齐。经双侧t检验,P=0.000<0.05,差异显著。所以可认为男女被试间的选择反应时有显著差异。

3.2.3简单反应时与选择反应时的相关性分析

表6:简单反应时和选择反应时的相关系数和显著性水平

相关系数r 显著性

0.522 0.122

r=0.522,P=0.122>0.05,所以没有显著的相关关系

3.2.4练习效应对选择反应时的影响

t值自由度df 概率(双侧)

0.39 181 0.697

P=0.697>0.05,差异无显著性意义。所以可认为,练习效应对选择反应时无显著差异。

3.3辨别反应时

3.3.1计算个人视觉辨别反应时的平均值和标准差

平均值标准差

311.6 47.46

该数据由被试8的原始数据统计而得

3.3.2性别差异对辨别反应时的影响

F值相伴概率t值自由度df 概率(双侧)

.386 .536 -2.425 97 0.017

F=0.386,P=0.536>0.05,所以方差具有齐性。经双侧t检验,P=0.017<0.05,有显著差异。所以可认为男女被试间的辨别反应时有显著差异。

4.讨论

4.1性别差异对视觉反应时的影响

本实验中共涉及男女被试各5名。分别对他们在三类反应时的测量结果作独立样本t检验,发现男女生在简单反应时上无显著差异,而在相对更复杂的选择反应时和辨别反应时上则呈现出显著差异。由此可推断,性别因素在简单任务中的影响不显著,在更为高级复杂的心理活动中体现出显著差异。

4.2 本实验中简单与选择反应时的相关系数说明了什么?

本实验中简单与选择反应时的相关系数r=0.522, P=0.122>0.05,所以二者之间没有显著的相关关系。然而,限于实验条件和时间的关系,本次实验的数据难免有不周全的地方,因此,仍然不能排除简单反应时与选择反应时具有相关性的可能。

4.3比较简单、选择和辨别反应时的长短,分析原因

同一被试对三种刺激的反应时的长短比较为:简单反应时<辨别反应时<选择反应时。随着实验难度的增加,被试的反应时间也随着增长。这符合我们认识事物的客观规律。

4.4如何用视觉简单反应时和视觉选择反应时的结果计算被试的视觉辨别反应时?

选择反应时=简单反应时+选择时间;辨别反应时=简单反应时+辨别时间

4.5影响视觉反应时的因素有哪些?应如何控制这些额外变量?

(1)与刺激复杂程度有关:当刺激复杂程度难时,反应时就会延长;而当刺激复杂程度降低至简单或中等时,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。

(2)与刺激的时间特性以及空间特性有关:被试做选择时,受到仪器本身的影响。作选择反应时时,是每一个按钮都按,而辨别反应时只有在特定的刺激出现时才按按钮。被试的坐姿、手所放的位置等因素都会影响到反应时的测量。

(3)与被试的机体状态有关:机体的适应水平、被试的准备状态、额外动机等。

(4)疲劳效应。因为实验所做的次数较多,被试疲惫,注意力分散,导致数据结果有误。

4.6反应时实验的实际应用意义

在一个反应时实验中,要求被试觉察一个灯光刺激并以右手按键做出反应,这样就测得一个简单的视觉反应时(RT)。如果实验安排红、绿两个色光刺激,并要求被试看到红光.时以右手按键来反应,而看到绿光时不反应,这样测到的复杂反应时(RTa)要长于前面的简单反应时(RT)。这两种反应时作业的区别仅仅在于后者需要将红、绿两色光刺激区分开来,所以这两个反应时的差就是辨别过程所需要的对间。同理,如果实验仍安排红、绿两色光刺激,但要求被试在看到红光时,以右手按键来反应;而在看到绿光时,以左手按键来反应,这时被试不仅要对两个色光刺激进行辨别,而且还要对反应做出选择,将这样测到的复杂反应时(RT)减去含有辨别过程的复杂反应时(RTz),就可得到选择过程所需要的时间。从上述实验可以看出,减法反应时实验起初是用来确定某个心理过程所需的时间的,但是反过来看,也可以从两种反应时的差来判定某个心理过程的存在。认知心理学正是这样来应用减法反应时实验的。

5.结论

性别因素对简单反应时无影响,对选择和辨别反应时有影响。优势手和非优势手对简单反应时无影响。练习效应对选择反应时无影响。

6.参考文献

1.杨治良实验心理学杭州浙江教育出版社2010

2.郭秀艳实验心理学人民教育出版社2004

7.附录