一、背景

在许多情况下，系统呈现一个刺激，要求操作者根据刺激的信息内容作出相应反应。一般将外界刺激出现到操作者根据刺激信息完成反应之间的时间间隔称为反应时。

反应时是人因工程学在研究和应用中经常使用的一种重要的心理特征指标。人的信息处理过程，大部分活动是在体内潜伏进行的，难以对信息接受、加工和传递各个阶段精确地进行实验测定。因此，在实践中往往利用反应时指标来近似说明人对信息处理过程的效率及影响因素。利用反应时可以分析人的感知觉、注意、识别、学习、唤醒水平、动作反应、定向运动、信号刺激量等，在此基础上，实现提高作业效率、监视水平和集中注意力等目的，合理制定作业标准，改进人机界面，改善作业条件和环境等。

二、实验目的

    通过刺激概率、数奇偶不同排列、“刺激对”异同及时间间隔、信息量和数差大小排列五个小实验，加深对反应时概念的具体认知，比较不同颜色对反应时的影响，比较简单反应时与选择反应时的差异，寻找影响反应时、选择反应时的因素。为今后人机界面的改进打下基础。

三、实验场所

机械楼5楼，人因工程实验室。

       

四、实验仪器

BD-Ⅱ-511型视觉反应时测试仪（Visual Reaction Time Tester）。由单片机及有关控制电路、主试面板、被试面板等部分组成。可进行五大类十七组的反应时实验，包括经典反应时实验，也包括认知心理学的反应时实验。用于自动测量视觉的选择反应时，以及检测被试者的判别速度和准确性。

五、实验内容

1、 刺激概率对反应时的影响

红、绿、黄三种色光分别作为刺激，每次试验选用一种色光刺激，仪器根据设定的组别，自动确定该组实验中“红”、“绿”、“黄”三种色光应出现的次数。按“红”、“绿”、“黄”三种色光出现次数的不同比例（概率）共分四组实验，即“概率1（组别为1）”、“概率2（组别为2）”、“概率3（组别为3）”、“概率4（组别为4）”。

回答可选用任一反应手键。每组实验完后，将自动反复显示本组实验中红、绿、黄三种色光的各自平均简单反应时及实验次数。

2、数奇偶不同排列特征对反应时的影响

根据数排列特征不同分成三组实验（“横和奇、偶”：数横向整齐排列——组别1；“竖和奇、偶”：数竖向整齐排列——组别2；“随机奇偶”：数随机排列——组别3）。

实验用红色光刺激，被试判别显示点之和是奇数还是偶数，用反应手键回答。如左右刺激点数和为奇数，按“左”键；为偶数，按“右”键。回答正确，显示器自动显示每一次正确判断的反应时间；回答错误，蜂鸣声响提示，自动记录错误次数。实验结束，仪器自动显示正确回答的平均选择反应时及错误回答次数。

3、数差大小排列特征对反应时的影响

根据数排列特征不同分三组实验（“横差大小”：数横向整齐排列­——组别1；“竖差大小”：数竖向整齐排列——组别2；“随机大小”：数随机排列——级别3）。

实验用红色光刺激，被试判别显示点左边显示点多还是右边多，用反应手键回答。如左边刺激点多，按“左”键；右边多，按“右”键。回答正确，显示器自动显示每一次正确判断的反应时间；回答错误，蜂鸣声响提示，自动记录错误次数。实验结束，仪器自动显示正确回答的平均选择反应时，及错误回答次数。

4、信息量对反应时的影响

根据刺激信息方式分三组实验。

    信息量1：在显示屏中间随机显示红或绿“大”正方形。——组别1。实验要求被试只对“红大正方形”反应，而对“绿大正方形”不反应。

    信息量2：在显示屏中间随机显示红或绿“大”正方形以及红或绿“小”正方形。——组别2。实验要求被试对“红大正方形或绿小正方形”反应，而对“绿大正方形或红小正方形”不反应。

信息量3：在显示屏左右两边随机显示红或绿“大”正方形以及红或绿“小”正方形。——组别3。实验要求被试进行反应的是“左侧呈现红色大正方形，右侧呈现红色小正方形”或者“左侧呈现绿色小正方形，右侧呈现绿色大正方形”，而对于“左侧呈现红色小正方形，右侧呈现红色大正方形”或者“左侧呈现绿色大正方形，右侧呈现绿色小正方形”不反应。

实验测定的是辨别反应时，刺激呈现后作为辨别反应的称之正刺激，不作反应的称之负刺激。

实验用红、绿色光刺激，被试判别刺激是“正刺激”还是“负刺激”，如果是正刺激，回答可选用左右任一反应手键。出现负刺激不回答，两秒钟后会自行消失。

回答正确，显示器自动显示每一次正确判断的反应时间。回答错误，蜂鸣声响提示，自动记录错误次数。实验结束，仪器自动显示正确回答的平均辨别反应时间及错误回答次数。

5、 “刺激对”异同及时间间隔对反应时的影响

本实验采用4对字母刺激“AA”、“Aa”、“AB”、“Ab”，根据每对两个字母呈现时间的不同分为四组实验：

时距1：两字母同时呈现——组别1；

时距2：两字母呈现时间间隔为0.5秒，第一个字母呈现2秒后消失，隔0.5秒呈现第二个字母——组别2；

时距3：两字母呈现时间间隔为1秒，第一个字母呈现2秒后消失，隔1秒呈现第二个字母——组别3；

时距4：两字母呈现时间间隔为2秒，第一个字母呈现2秒后消失，隔2秒呈现第二个字母——组别4；

实验用红色光刺激，刺激在显示屏左、右两侧呈现。被试依呈现内容，用反应手键回答。呈现“AA”、“Aa”，按“左”键；呈现“AB”、“Ab”，按“右”键。回答正确，显示器自动显示每一次正确判断的反应时间；回答错误，蜂鸣声响提示，自动记录错误次数。实验结束，仪器自动显示正确回答的平均选择反应时间及错误回答次数。

六、实验数据处理及分析

表1-刺激概率对反应时的影响（简单反应）

表2-不同测试项目对出错率及反应时的影响（选择反应）

注：表中所有反应时数据均为测试20次所得的平均值

由表1中的反应时数据可以绘制“不同颜色刺激对反应时的影响图”，如下：

     刺激概率对反应时的影响属于简单反应时试验。从上图中可以清晰地看到，不管以何种概率测试，三种颜色的简单反应时大致都处在0.2s~0.25s的范围内，但是仔细比较会发现绿色刺激的反应时波动最大，并且多数情况下其反应时要大于红色和黄色刺激，即反应速度较慢。由表1的平均值可见，绿色的反应时约为0.2355s，要大于0.2317s和0.219s可以推想，人对冷色调的反应速度要慢于对暖色调的反应速度。

     由表1还可知，反应时的长短与刺激信号出现的频率也有关系。从组别3和4中可以很清晰的看到，出现概率最高的红色与黄色的反应时最短，这可能与习惯适应性有关。当某种颜色出现的频率特别高时，对其的敏感度会上升，反应速度加快，即反应时与刺激强度有关。组别2虽然不满足这一想法，但这一组数据是差别最小的，再结合人对冷色调的反应速度慢于暖色调的推论，实验结果应当是合理的。

     实验中，组别1的测试次数为50次，之所以更改为30次是因为发现随着试验次数的增加，注意力的集中性会下降，人眼产生疲劳，反应时增大，无法得到最真实的简单反应时。

     分析表2数据：

将“数奇偶”及“数差大小”比较可知，随着要求作出选择的数据变复杂，对其的反应时会相应增大，同时出错率会变高。在只要求判断数量多少的时候（数差大小），反应时在0.5s左右，几乎不会出错。但如果要具体判断到个位数（数奇偶），由于数据量增加，反应时大致超过1s，甚至是接近1.5s；出错率要高出2~3倍。该结论在“信息量”的试验中体现的更加明显，随着判断条件的复杂化，所需的反应时由0.286s升至了0.681s,增加了近1.4倍。

     此外，当数据到达一定的复杂程度时，有序排列（横向或竖向）所需的反应时要小于无序排列（随即分布）所需的反应时，但这一点在简单数据上体现的不明显。

分析“刺激对”实验的4组测量数据可知，刺激出现的时间间隔对反应时有影响。当间隔时间小于1s时，随着刺激间隔时间的增加反应速度变快，但之后时间间隔增大反应速度反而变慢。这是因为人对信息处理的能力有一个界限，界限之下，间隔时间增加识别时间变短；界限之上，间隔时间增加识别时间变长。

综上所述

【关于简单反应时】

1． 人对红、黄、绿三种颜色的简单反应时大致都处在0.2s~0.25s的范围内；

2． 人对冷色调的反应速度要慢于对暖色调的反应速度；

3． 反应时与刺激强度有关——出现频率较高的刺激，对其的敏感度会上升，反应速度加快，即反应时较短；

4． 反应时与作业时间长短有关，随着试验次数的增加，注意力的集中性会下降；

5． 第一次接触到刺激时因不适应或心理方面的原因，反应会稍慢。

【关于选择反应时】

1． 随着要求作出选择的数据变复杂，即数据量增大，对其的反应时会相应增大，同时出错率会变高；

2． 数据有序排列所需的反应时要小于无序排列所需的反应时，但这一点在简单数据即数据量较少的状况上体现的不明显；

3． 刺激出现的时间间隔对反应时有影响，因为人对信息处理的能力有一个界限，在界限之下，信息间隔时间增加识别时间变短；界限之上，间隔时间增加识别时间变长；

4． 信息出现的频率会影响反应时，频率高的反应时较短，频率低的反应时反而较长；

5． 反应时与作业时间长短有关，随着试验次数的增加，注意力的集中性会下降。

6． 第一次接触到刺激时因不适应或心理方面的原因，反应会稍慢。

七、其它

    我认为，反应时的真实值应略小于实验的测量值，因为误差分析基本都是使反应时增大。

本实验的实验误差，究其影响可能来自以下几个方面：

1.  实验与实验间间隔较短，被试者易产生疲劳，导致反应时延长；

2.  实验时受到背景光源的影响（窗外阳光，室内照明等），降低了刺激的光亮的强度，使反应时变长；

3.  实验中可以很清晰地感受到，左手按键反应比右手慢（甚至会有键盘未按下再按一次的状况发生），当然更是远慢于大脑的反应速度，从某种意义上讲，它使反应时变长。

 

第二篇：视觉简单反应时实验报告

视觉简单反应时实验报告 摘要 简单反应时是指给被试呈现的单一刺激，同时要求他们只作单一反应，这是刺激——反应之间的时间间隔就是反应时。为了研究在视觉简单反应时试验中不同性别被试间是否存在个体差异？以及优势手与非优势手之间的差异，心理学1001班35名同学参加了实验。结果表明：试验中被试的性别间的差异不显著；优势手与非优势手之间的差异不显著。 关键词：简单反应时 优势手 非优势手

1、引言

反应时间的问题最先被发现于天文学中。19世纪60--70年代，在天文学上关于人差方程的种种发现对于心理学提出了研究反应时间的问题。1850年，Helmolts成功测定了蛙的运动神经的传导速度，后来他又测定了人的神经传导速度。1868年荷兰生理学家Donders认为时间上的差异就是心理过程所需要的时间。奥地利生理学家Exner1873年指出了预备性定时对反应时间的重要性，同时也是Exner1正式使用了“反应时间”这一术语。1879年冯特在莱比锡大学建立了第一个心理实验室。当时他便认为Donders指出了实验心理学的一条重要途径，即心理活动的时间测定工作。冯特的学生对简单和复杂反应时间进行过一系列实验研究工作。他们所得结果本身有其重要性，但是在注意、知觉、联想和选择等过程上却未测出确切的反应时间。 反应时（response latencies），是指个体从刺激发出到开始反应的时间，长短因人而异。首先由刺激引起感觉器官的注意，经由神经系统传递给大脑，经过加工，再从大脑传递给效应器，效应器做出反应。其中由三部分时间组成：感觉神经传递时间、大脑加工时间、效应器反应时间，其中大脑加工所需时间最长。

唐德斯后来设计了两类反应时任务——简单反应时和选择反应时。简单反应时是指给被试呈现的单一刺激，同时要求他们只作单一反应，这是刺激——反应之间的时间间隔就是反应时。而根据刺激呈现的通道不同，简单反应时又可以分为视觉简单反应时和听觉简单反应时。

本实验主要讨论了在视觉简单反应时试验中不同性别被试间是否存在个体差异？以及优势手与非优势手之间的差异。

2、研究方法

2.1被试

山西师范大学现代文理学院心理学1001班学生35名，男4名，女32名。

2.2实验设计

本研究为实验室实验法，采用单因素2水平组内设计

2.3仪器与材料

a) 仪器：PsyTech-EP2009型心理实验台。

b) 材料:直径为100像素4种颜色（红、黄、绿、蓝）圆。

2.4、试验程序

1.双击桌面“心仪心理实验平台”图标，弹出登录窗口。对首次登录者请先注

册用户；对已做过实验者用已有用户名和密码登录。双击“电脑实验”，打

开PsyTech-EP2009型心理实验台主界面。选中左侧实验列表中的“视觉简单 反应时”，右边呈现实验说明。 单击“进入实验”弹出“指导语”窗口。实 验者可进行参数设置（或使用默认值）、练习等，也可以单击“开始实验” 按钮直接进行实验。

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 指放在参数设置的颜色所对应的键上（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，但不要 抢按，抢按则本组重做。程序将自动记录抢按的次数。每10次为一组，两组 之间可稍事休息。

当你明白了实验要求后，可以先进行练习。然后点击 “开始实验”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1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 0.8～1.2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，程序记录抢按的次数。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。

2.5数据处理

全部数据收集后使用SPSS16.0进行分析。

3、结果

3、1

表1不同性别被试的实验结果

性别 实验成绩

平均数 标准差

t=－0.537 统计检验 男生 253.25 71.59

女生 275.00 76.76

p>0.05

男生的平均数为233.25毫秒，标准差为71.59；女生的平均数为275.00毫秒，标准差为76.76； t=－0.537 ，p>0.05说明在试验中被试的性别间的差异不显著。

表2优势手与非优势手的实验成绩

手 实验成绩 统计检验

平均数 标准差

t=－3.40 左手 246.78 54.66

右手 272.58 75.54

p<0.01

左手的平均数为246.78，标准差为54.66；右手的平均数为272.58,标准差75.54； t=－3.40， p<0.01，说明左右手的实验成绩差异显著，那么用优势手与非优势手影响反应时。

4、讨论

实验结果表明被试性别对反应时没有影响，即男女生在其他实验条件相同时不从在差异。而优势手与非优势手之间从在差异，所有被试的优势手都是右手非优势手都是左手，本应该优势手的反应时小于非优势手，但是左手的反应时却小于右手，这有很多种原因。

被试先用右手做的，随着实验次数的增加被试形成了练习效应，准确性和灵敏性提高，所以被试用左手做时的反应时变小；刚开始环境比较嘈杂，后来变得安静，对实验结果页有影响。

5、结论

视觉简单反应时实验中，不同性别的被试的成绩差异不显著；优势手与非优势手之间的差异显著。