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 综合反应时仪

发布日期:2014-02-28   浏览次数

综合反应时仪

反应时间(reaction timeRT)是心理实验中使用最早、应用最广泛的反应变量之一。“反应时间”,不是指反应的延续时间,而是指刺激作用于有机体到明显的反应开始所需的时间。反应并不能在给予刺激的同时就发生,而有一个发动的过程,该过程在机体内部进行是潜伏的,直至此过程到达肌肉这一效应器时,才产生一种外显的、对环境的效应为止。因而,反应时间往往也被称为“反应的潜伏期”。综合反应时仪就是测量简单反应时、辨别反应时和选择反应时的心理学实验仪器。

 

1 EP-Z 212智能型综合反应时

 

仪器介绍

       EP-Z 212智能型综合反应时仪是一种测试多项反应能力的智能化仪器。主要包括以下几个时段:1、刺激使感受器产生兴奋,其冲动传递到感觉神经元的时间。2、神经冲动经感觉神经传至大脑皮质的感觉中枢和运动中枢(大脑加工),从 那里经运动神经到效应器官的时间。3、效应器官接受冲动后开始效应活动的时间。人对刺激一般反应时间约为0.1 ~0.5s,对复杂的选择反应时间达1~3s,对复杂判断和认识的反应时间平均达3~5s

       依据复杂程度反应时可分为:简单反应时、辨别反应时和选择反应时。此外研究者也很关注运动反应时。简单反应时给予操作者以单一刺激,作出反应;辨别反应时是多种刺激,只对其中一种进行反应;选择反应时是根据不同的刺激,作出相应的反应;而运动反应时是对不同方位的刺激所对应的位置作出反应。智能型综合反应时仪要求对单一或多种色光进行不同的按键反应,体现出各项反应能力。从提前或延时反应中也能够体现出其人格特征,运动反应时还能够体现出注意转移的速度和正确性及空间位置转移操作的速度。

       本仪器主要由左侧测试区和右侧显示屏两大部件构成(见图1)。

       左侧测试区:综合反应时所要实施的多种测试项目,全部设置在底盘左侧的测试区内。上部中央有一大圆形的光盒,可发出红、黄、蓝、绿4种色光,与之对应的4个色键亦作半圆形排列;光盒下方有六组LED指示灯和相应按键,呈半圆形排列;另外,半圆形运动反应时下方两个按键还兼作左右手的反应时按键之用;而底盘左侧面的插孔则插入脚踏开关作左右脚的反应时控制用;下端中央的黑键用作操作键。

       右侧显示屏:底盘右侧有显示屏,用于显示操作界面、指导语和测试数据等。屏幕下方有与显示屏同步播放用的微型扬声器。底盘右侧面还装有耳机插孔,插入耳机同时可予聆听。底盘右侧面上还分别置有电源插座和电源开关,将电源线插入电源插座即可使用。

 

背景介绍

反应时(reaction time)可以说是心理学中最常用的反应变量之一,它是指刺激施于有机体之后到明显反应开始所需要的时间。关于反应时的研究历史,还有一段有趣的记事。

18世纪末至19世纪初,天文学家通过“眼耳法”来记录天体事件的时间和位置,即在天文望远镜的附近有一个声源每秒均发出10个滴答声,从而使观察者以0.1秒的近似值记下天体通过目镜中那条铜线的时间。1796年,英国格林威治天文台台长马斯基林(Maskelyne)多次发现其助手金尼布克(Kinnebrook)比他自己观察的时间慢约半秒钟,台长将此归咎于助手,以重大错误为由辞退了金尼布克。德国天文学家贝塞尔(F.W.Bessel)得知这一事件后,猜想这半秒钟的差异或许不是因助手的失误所致,而可能是他们之间存在的个体差异。为了证实这种猜想,贝塞尔比较了自己和其他天文学家观察同一天体的通过时间,也发现了明显的差别。比如,1823年,贝塞尔与另一位天文学家阿格兰德Argelander)观察七颗星时,两人反应时的差别是恒定的,以公式表示为:B – A = 1.233(秒)。其中,B是贝塞尔的反应时,A是阿格兰德的反应时。天文学上人差方程的提出一直被看作是反应时研究的开端,它反映了两个观察者之间的个体差异,就从那时,反应时才引起科学家的注意。

27年后,生理学家赫尔姆霍茨在1850年实施了历史上第一个反应时的实验,成功测定了蛙的运动神经传导速度,之后又测定了人的神经传导速度,认为神经传导速度很短,但人的反应时却很长且变动很大。

荷兰生理学家唐德斯F. C. Donders是第一个将反应时引入到心理方面进行测试的人物,并提出了三种反应时任务,以用来测量心理活动。

1.1 反应时类型

1.1       .1 简单反应时间

简单反应时是指给只被试呈现单一的刺激,要求他们只作单一的反应,此时刺激-反应之间的时距就是简单反应时。简单反应时任务中,被试预先知道只有一种刺激会出现,也知道需要作出什么样的对应反应,刺激与反应之间的单向链接非常明确。比如,在一个视觉简单反应时任务中,要求被试将手指放在事先置于桌子上的电键上,而当红光一呈现就立即按下电键。

简单反应时具有通道依赖性,比如,听觉简单反应时就明显短于视觉简单反应时。从对各通道简单反应时的测量数据来看,时至今日,较为公认的听觉通道的反应时为120182ms,视觉通道为150225ms。简单反应时的个体差异极大,但是无论个体具有多高的素质,经过多久的训练,反应时都不会无止境地下降,而是会遭遇“生物墙”。这道无法逾越的绝对界限源于反应潜伏期中各阶段所需的加工时间的限制,是人类能力的极限。一般来说,听觉反应时的生物墙约为100毫秒,而视觉反应时则不会低于150毫秒。

1.1.2          选择反应时

选择反应时是指给被试呈现多种刺激,要求其在多种反应方式中选择符合要求的反应,并执行该反应所需要的时间。选择反应时任务中,选择反应的数目必须与辨别的刺激数目相等且两者需要一一对应。被试事先仅会被告知有哪几种刺激及其对应的反应模式,其反应是基于对当前刺激的辨别。由于被试预先不知道接下来将会出现哪种刺激,因此也无法确定将要作出怎样的反应。比如,在一个视觉简单反应时任务中,给被试呈现两个刺激(红光和绿光)和两个反应键,要求被试看到红光的时候,右手食指按右键反应;看到绿光的时候,左手食指按左键反应。

选择反应时任务中,被试必须先对当前刺激做出辨别,并根据事先规定的对应关系判断哪个反应是对当前刺激的正确反应,因此,相对单一刺激-单一反应的简单反应任务来说,选择反应任务更为复杂,选择反应时更长。选择反应时的长短受到选择数目以及不同刺激通道转换的影响,同一通道中的刺激的选择反应时和选择数目的对数成正比关系;而当刺激来自不同感觉通道的时候,选择反应时增量不再是简单的刺激项目的对数函数,而具备了周期性增大的特点。

1.2  反应时新法

随着认知心理学的产生和发展,反应时作为内部心理过程的指标的作用越来越凸现出来,认知心理学家常常通过反应时的测量来推断“黑箱”(大脑)中的信息加工过程。他们常用的方法是减数法、加因素法和开窗实验,又称反应时新法。

1.2.1  减数法

减数法是一种用减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。它是由唐德斯首先提出的,故又称唐德斯减数法(Donders subtractive method)。它是最常见,也是最重要的一种利用反应时分析信息加工过程的方法。

   减数法的基本逻辑思想是: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它方面均相同,那么这两种反应时的差即为此心理过程所需的时间。

唐德斯设计了三种反应时任务(或者说ABC反应时任务)来对减数法的逻辑进行说明和验证。

A反应A-reaction),又称简单反应simple reaction)(见图5-1)。A反应任务只有一个刺激和一个对应的反应,例如呈现一个声音刺激,要求被试按键反应。A反应是最简单的反应,也是复杂反应的基本成分, A反应时也被称为基线时间

 

5-1 唐德斯A反应任务示意

  

 

     B反应B-reaction),又称选择反应choice reaction)(见图5-2)。它是三种反应中最复杂的一种,在这类反应中,有二个及其以上的刺激和一一对应于刺激的反应数。如在一个选择反应时实验中,对高音刺激按A键反应,对低音刺激按B键反应,共两个刺激和两个对应的反应,被试不仅要区别刺激信号,而且还要选择反应。因而在B反应中除了基线操作外,还包括刺激辨认和反应选择的心理操作。根据减数法逻辑,B反应时就等于基线时间加上刺激辨别时间和反应选择时间。

5-2 唐德斯B反应任务示意

 

C反应C-reaction),又称辨别反应identification reaction)(见图5-3),它的复杂程度介于A反应与B反应之间。C反应的任务中,给被试呈现二种及其以上的刺激,要求他们仅对其中一个做出特定的反应,其他的不做任何反应。相对于B反应,C反应仅有刺激的辨别过程,没有反应的选择过程。因此,在C反应中除了基线操作外,只包括了刺激辨认的心理操作。而C反应时就等于基线时间加上刺激辨别时间。

5-3 唐德斯C反应任务示意图

 

根据ABC三种反应所包含的操作过程以及所得到的反应时,运用减数法原理,就能推出辨别和选择心理操作所需要的时间。刺激辨认的心理操作所需时间,即辨别时间=C反应时-A反应时;反应选择的心理操作所需时间,即选择时间=B反应时-C反应时(见图5-4)。唐德斯所提出的反应时三成分说(Donders three components)中的三种成分就是指基线时间、辨别时间和选择时间。

 

5-4唐德斯减数法图解