第 04章 反应时间(下)
? 本章主要内容:
? 一、反应时间的性质
? 二、影响反应时间的因素
? 三、反应时间的测定方法
? 四、反应时研究的新进展
三、反应时间的测定方法
? (一)反应时间的相减法
? (二)反应时间的相加因素法
? (三)反应时间的, 开窗, 实验
? (四)速度 -准确率权衡范式
? (五)反应时间的速度 -准确率分解技术
(一)反应时间的相减法
? 1,Donders的 3种不同的 RT;
? 2、减法法实验
? 3、减法法评价
1,Donders的 3种不同的 RT
? A-反应时间 —— 简单反应时;
? B-反应时间 —— 简单反应时 +辨别刺激的
时间 +选择反应的时间;
? C-反应时间 —— 简单反应时间和辨别反应
时间;
2、减法法实验
? ( 1) Posner等的短时记忆编码实验
? ( 2)句子 -图画匹配
( 1) Posner等的短时记忆编码实验
? 某些短时记忆信息可以有视觉编码和听觉
编码两个连续阶段
? Posner 等( 1990)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,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。
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 A
A a
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
应时的差也逐渐缩小,当时间间隔达到 2
秒,这个差别就很小。
( 2)句子 -图画匹配实验( Clark& Chase,1972)
? 方法,给被试看一个句子,紧接着再看一幅图画,
如, 星形在十字之上,”,要求被试尽快地判
定,此句子是否真实地说明了图画,作出是或否
的反应,记录反应时。
? 实验条件,变量 1— 介词(之上、之下)
变量 2— 主语(星形、十字)
变量 3— 陈述方式(肯定、否定)
? 实验假设,当句子出现在图画之前时,这种句子
和图画匹配任务的完成要经过几个加工阶段:
实验假设
? 第一个阶段是将句子转换为其深层结构,而且对, 之下, 的加工
要长于对, 之上, 的加工(参数 a),对否定句的加工要长于对
肯定句的加工(参数 b);
? 第二个阶段是将图画转换为命题,并常有前面句子中所应用的介
词(, 之上, 或, 之下, );
? 第三个阶段是将句子和图画两者的命题表征进行比较,如果两个
表征的第一个名词相同,则比较所需的时间比不同时为少(参数
c),如果两个命题都不含有否定,则比较所需的时间比任一命
题含有否定时为少(参数 d);
? 最后的阶段为作出反应,其所需的时间被认为是恒定的(参数
t)。
3、减法法评价
? 减数法的反应时间实验的逻辑是安排两种反应作业,其中一个
作业包含另一个作业所没有的一个处理(加工)阶段,并在其
他方面均相同,从这两个反应时间之差来判定此加工阶段。这
种实验在原则上是合理的,在实践上是可行的。认知心理学也
正是应用减数法反应时间实验提供的数据来推论其背后的信息
加工过程的。
? 减数法也有其弱点: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有精确的认识,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
的。这些弱点大大限制了减数法的广泛使用。
(二)反应时间的相加因素法
? 1、什么是相加因素法?
? 2、加因素法的典型实验
? 3、相加因素法评价
1、什么是相加因素法?
? 在 20世纪,Sternberg( 1969)发展了唐德斯
的减数法反应时间,提出了加法法则,称之为加因
素法( additive factors method)。这种实验
并不是对减数法反应时间的否定,而是减数法的发
展和延伸。
? 加因素法反应时间实验认为完成一个作业所需的时
间是一系列信息加工阶段分别需要的时间的总和,
如果发现可以影响完成作业所需时间的一些因素,
那么单独地或成对地应用这些因素进行实验,就可
以观察到完成作业时间的变化。
加因素法反应时间实验的逻辑
? 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;如果两个因
素的效应是分别独立的,即可以相加,那么这两个因素各自作用于不同
的加工阶段。
? 这样,通过单变量和多变量的实验,从完成作业的时间变化来确定这一
信息加工过程的各个阶段。
? 因此,重要的不是区分出每个阶段的加工时间,而是辨别认知加工的顺
序,并证实不同加工阶段的存在。
? 加因素法假定,当两个实验因素影响两个不同的阶段时,它们将对总反
应时间产生独立的效应,即不管一个因素的水平变化如何,另一个因素
对反应时间的影响是恒定的。这样称两个因素的影响效应是相加的。
? 加因素法的基本手段是探索有相加效应的因素,以区分不同的加工阶段。
2、加因素法的典型实验
? Sternberg运用反应时相加因素法研究短时记忆
信息提取的阶段:
? 方法:先给被试看 1~ 6个数字(识记项目),然
后看一个数字(测试项目)并同时开始计时,要
求被试判定此测试数字是否是刚才识记过的,按
键作出是或否的反应,计时也随即停止。这样就
可以确定被试者能否提取以及所需要的时间(反
应时间)。
? 通过一系列的实验,Sternberg从反应时的变化
上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。
? 因此,他认为短时记忆信息提取过程包含相应的
四个独立的加工阶段,即刺激编码阶段、顺序比
较阶段、二择一的决策阶段和反应组织阶段(先
前曾将最后的两个阶段合并为一个阶段)。
? Sternberg认为,测试数目的质量对刺激
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。(见书 P135图 4-2)
?
? 具体的实验步骤:(见下页)
? 第一步,改变检验刺激( probe)的质量
(即改变叹针刺激的性质),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,而且对不同大
小的记忆表影响相似,表明系列比较阶段
之前存在一个独立的编码阶段。
? 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。
? 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。
? 第四步,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,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。
? 斯顿伯格在完成了上述实验后提出,加因素反应时有二个特点:
? ( 1)实验者可以通过操作变更阶段的持续时间,完成这项工
作的自变量就称之为因素,当然,因素可以不只是一个;
? ( 2)在这些因素中又可分为二类:一类为影响反应时间的附
加因素,亦为非交互作用的因素,这类因素称之为影响反应的
附加因素,另一类因素为影响同一阶段的因素,这类因素为交
互作用的因素。
? 因此,斯顿伯格认为,一旦找到交互作用和附加因素的模型,
心理学家也就揭示了加工阶段是怎样相关的。
3、相加因素法评价
? 加因素法的弱点是,它的基本前提是人的信息加工是系列加工,
这一点受到很多心理学家的质疑。因为加因素法反应时实验是
以信息的系列加工而不是平行加工为前提的,因而有人认为其
应用会有很多限制。
? 更为直接的问题是关于加因素法反应时实验的逻辑,即能否应
用可相加和相互制约的效应来确认信息加工的阶段。
Pachella( 1974)指出,两个因素也许能以相加的方式对
同一个加工阶段起作用,也许能对不同的加工阶段起作用并且
相互发生影响。
? 还有人指出,加因素法反应时实验本身并不能指明一些加工阶
段的顺序,在这个方面,它极大地依赖于一定的理论模型。
(三)反应时间的“开窗”实验
? 1、什么是, 开窗, 实验?
? 2、开窗实验
? 3、开窗法评价
1、什么是“开窗”实验?
? 前面谈到的减数法和加因素法反应时实验
难以直接得到某个特定加工阶段所需的时
间,并且还要通过严密的推理才能被确认。
如果能够比较直接地测量每个加工阶段的
时间,而且也能比较明显地看出这些加工
阶段,那就好像打开窗户一览无遗了。这
种实验技术称为, 开窗, 实验,它是反应
时实验的一种新形式。
2、开窗实验
? Hamilton( 1977)和 Hockey( 1981)的
字母转换实验:
? 方法,给被试呈现 1~ 4个英文字母并在字母后
面标上一个数字,如, F+3”,,KENC+ 4”等,
当呈现, F+ 3”时,要求被试说出英文字母表中
F后面第三个位置的字母即, I”。换句话说,
,F+ 3”即将 F转换为 I,而, KENC+ 4”的正确
回答是, OIRG”,但这四个转换结果要一起说
出来,凡刺激字母在一个以上时,都应如此,只
作出一次反应。
“KENC+ 4” 实验的具体过程
? 四个字母一个一个地继时呈现,由被试者按
键自行控制,被试者第一次按键就可以看见
第一个字母 K,同时开始计时,接着被试者
按照要求作出声转换,说出 LMNO,然后再
按键看第二个字母 E,再作转换。如此循环
直至四个字母全部呈现并作出回答,计时也
随之停止。出声转换的开始和结束均在时间
记录中标出来。
? 根据这种实验的反应时数据,可以明显地看出完成字母转换作
业的三个加工阶段:
? ( 1)从被试者按键看到一个字母到开始出声转换的时间为编
码阶段,被试对所看到的字母进行编码并在记忆中找到此字母
在字母表中的位置;
? ( 2)被试按规定进行转换所用的时间即为转换阶段;
? ( 3)从出声转换结束到按键看下一个字母的时间为贮存阶段,
被试将转换的结果贮存到记忆中,有时还须将前面的转换结果
加以复述和归并。
字母转换作业示意图
3、开窗法评价
? 不难看到,这种, 开窗, 实验的优点是引
人注目的,但也存在着一些问题。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。
(四)速度 -准确率权衡范式
? 反应速度与准确绿的权衡现象( SAT):
被试根据不同的实验要求或在不同的实验
条件下,建立一个权衡反应速度与反应准
确率的标准来指导自己的反应。
? 速度 -准确率权衡实验范式:
速度 -准确率权衡实验范式
? 在 SAT实验中,通过控制被试作出反应的
时间长短来作为实验自变量,测定在各种
实验条件下的反应准确率。
? 举例:用反应信号法进行再认实验
? 反应信号法是指在实验过程中,在刺激呈现后的不同时间
间隔内出现一个信号(如声音),要求被试觉察到这一信
号后就迅速对刺激作出反应,不一定要求准确,允许被试
猜测。
(五)反应时间的速度 -准确率分解技术
? 传统反应时实验是在所有的加工过程已经完成之
后的,速度已准确率的单个结果;
? 速度与准确率权衡范式能测得在刺激呈现后关于
速度与准确率的多个结果,特别是对加工开始的
最初几百毫秒也能加以测量,因此它比反应时实
验更具优越性。然而它不能验证信息加工是连续
性质的还是离散性质的。
? Meyer等( 1987,1988)的速度与准确率分
离技术( SAD技术)。
SAD技术
? SAD技术由两部分组成:
? 滴定的反应时程序( TRT程序)
? 平行精细的猜测模型( PSG模型)
( 1) TRT(滴定反应时)程序
? 滴定法:用已知物质的量的浓度的酸或碱来测定未
知浓度的碱或酸的方法。
? 滴定分析是通过滴定来实现分析的一种分析方法。
在滴定过程中,使用的已知准确的溶液称为标准溶
液,被滴定的溶液叫做试样溶液。当标准溶液与试
样溶液组成的反应恰好完全时,即为反应的理论终
点。滴定分析法是基于标准溶液与试样溶液之间发
生化学反应时,它们的量之间存在的一定数量关系,
利用标准溶液的浓度和所消耗的体积来计算被测物
质含量的一种方法。
( 1) TRT(滴定反应时)程序
? TRT程序包括两类实验:
? ① 普通实验,在实验中要求被试在保证准
确率的情况下尽快反应;
? ② 信号实验,在实验过程中,在刺激呈现
后的不同时间间隔内出现一个信号(如声
音),要求被试觉察到这一信号后就迅速
对刺激作出反应,不一定要求准确,允许
被试猜测。
( 2)平行精细的猜测模型
? PSG模型假定有两个平行的加工过程:
? ①正常加工过程
? ②猜测加工过程
? 这两个加工过程是平行的、互不干涉的。
两个过程相互竞争。