心理學專業(yè)綜合大綱解析

反應時新法

反應時實驗是隨著心理學的發(fā)展而發(fā)展起來的。在行為主義心理學占主導的年代里，行

為主義者倡導心理學研究對象是刺激一反應(S—R),而忽略對內(nèi)部心理過程的探討。在這

種背景下，反應時法很少用于研究人的內(nèi)部心理過程，而只是用于測量運動速度和個體差異。

從20世紀50年代中期開始，隨著認知心理學的興起，反應時實驗開始被作為中樞加工過程

的研究手段而加以應用。與行為主義不同，認知心理學強調(diào)研究內(nèi)部心理過程。但是，這個

心理過程是看不見的，對于研究者來說它是一個“黑箱”，只能根據(jù)“黑箱”前后的輸入和

輸出(刺激和反應)過程來推斷這個黑箱中的過程。那么，此時反應時實驗恰好可以為此提

供極為重要的客觀資料，即通過反應時間的測量可以推斷黑箱中的信息加工過程。為了區(qū)別

古老的反應時方法，楊治良把這種用反應時間分析信息加工過程的方法概括為反應時新法。

根據(jù)一些有影響力的實驗心理學教科書，以及實驗心理學家斯滕伯格和我國心理學家王

甦的分類，反應時新法主要有三種形式：減數(shù)法(subtractivemethod)、加因素法(additive

factorsmethod)和開窗實驗(openwindowexperiment)。減數(shù)法是由唐德斯奠定基礎(chǔ)的，

又稱唐德斯反應時.ABC或唐德斯三成分說。1969年，斯滕伯格繼承了減數(shù)法的邏輯，提出

了加因素法。此后又發(fā)展出一種能比較直接地測量每個加工階段的時間和比較明顯看出這些

加工階段的研究方法，即開窗實驗。以下我們就對這三種反應時新法加以介紹。

一、減數(shù)法

前面已經(jīng)提過，反應時新法的目的是為了推斷內(nèi)部的心理過程。那么，減數(shù)法的反應時

實驗是依賴怎樣的邏輯來推斷心理過程的呢？

(-)減數(shù)法的原理

減數(shù)法是?種用減法方法將反應時分解成各個成分，然后來分析信息加工過程的方法。

它是由唐德斯首先提出的，故又稱唐德斯減數(shù)法(Donderssubtractivemethod)?

減數(shù)法的反應時實驗的邏輯是:如果一種作業(yè)包含另一種作業(yè)所沒有的某個特定的心理

過程，且除此過程之外二者在其他方面均相同，那么這兩種反應時的差即為此心理過程所需

的時間。

4-11唐德斯A反應任務示意

減數(shù)法的這種邏輯可以通過唐德斯設(shè)計的三種反應時任務來加以說明和驗證。如上一節(jié)

所述，唐德斯的減數(shù)法把反應分為三類，即A、B、C三種反應。

A反應又稱簡單反應(如圖411)。A反應一般只有一個刺激和一個反應，例如對于呈

現(xiàn)的一個光刺激，被試立即按鍵作出反應。唐德斯認為，A反應是最簡單的反應，也是復雜

反應的成分或基本因素。一個復雜的反應在包含A反應中所沒有的認知操作的同時也包含了

A反應中的各種活動。A反應時也稱為基線時間(baselinetime)。因此，A反應時為復雜

反應的反應時提供了一個基線。

B反應又稱選擇反應(如圖412)。它是復雜反應中的一種，在這類反應中，有兩個或

兩個以上的刺激和相應于刺激的反應數(shù)。也就是說，每一個刺激都有它相應的反應。如在一

個實驗中，對紅光信號燈按A鍵，對綠光信號燈按B鍵，對藍光信號燈按C鍵，對白光信號

燈按D鍵，共四個刺激和四個對應的反應，在這樣的選擇反應中，不僅要區(qū)別信號，而且還

要選擇反應。因而在B反應中除了基線操作外還包括了刺激辨認和反應選擇的心理操作。

圖4-12唐德斯B反應任務示意圖4-

13唐德斯C反應任務示意

C反應又稱辨別反應。它是另一種形式的復雜反應(如圖413)。C反應和B反應有相

同點：具有兩個或兩個以上的刺激。C反應和B反應也有區(qū)別之處：C反應中只有一個刺激

是要求有反應的，而其余刺激是不要求作出反應的，即不要求做任何事。B反應既有刺激的

辨別，還有反應的選擇。而C反應僅有刺激的辨別，但沒有反應的選擇。因此，C反應是在

基線操作中加入了刺激辨別的過程，但不包含反應的選擇。

根據(jù)三類反應包含的加工過程多少可預期：B反應時最長，C反應時次之，而A反應時

最短，實際情況也是如此。那么，通過對各反應時進行減法運算，我們可以對認知操作所需

的時間加以估算了"反應時是基線時間，而C反應時測量的是刺激辨別時間加上基線時間。

因此，C反應時減去A反應時得到的是刺激辨別所需的時間，這個時間稱為辨別時間

(identificationtime)。同理，由于B反應時包含刺激辨別、反應選擇和基線時間，而

C反應時只包含刺激辨別和基線時間，因此B反應時減去C反應時得到的是對反應選擇時間

的估計，這個時間稱為選擇時間(selectiontime)。它們之間的關(guān)系可從圖414上看到。

圖4一14唐德斯減數(shù)法圖解

減數(shù)法的邏輯是兩個任務的心理過程差異可以通過反應時之差來推斷。但是，需要說明

的是，ABC反應時任務是減數(shù)法范式最基本的任務原型，而實際研究中的反應時任務要比它

們復雜得多?？梢钥吹?，在ABC反應時任務中，由于ABC三類任務比較簡單明了，因此研究

者事先已經(jīng)比較清楚地掌握了ABC三類反應所包含的認知操作，然后再對反應時進行減法操

作，獲得不同認知操作所需的時間，這樣很好地說明了不同任務的加工過程和反應時差別之

間的關(guān)系。也就是說，ABC反應的心理過程對研究者來說并不是“黑箱”。而在實際研究中，

研究者往往并不太清楚任務中所包含的認知過程，因此他們只能盡可能地使兩項任務中的一

項包含某個預期的心理過程，除此之外，兩項任務的條件完全相同。然后對這些不同任務的

反應時做減法運算，通過反應時之差的特征來推斷該認知加工過程的存在，也就是通過反應

時之差來推測“黑箱”中的心理過程。以上就是唐德斯減數(shù)法的原理。

在心理學發(fā)展的早期，馮特和他的學生們也曾使用減數(shù)法進行過反應時方面的研究，并

花費了不少精力。但是，不久這一方法受到了依賴內(nèi)省法的心理學家們的攻擊。因為，當一

個訓練有素的內(nèi)省者進行唐德斯反應時任務時:他們注意到對C反應的感受不像是一個A

反應加上其他的什么東西，B反應也不像是C反應加上別的什么，而是覺得三種反應均不相

同。由于那時的許多心理學家都認為內(nèi)省法是一個了解認知過程的強有力的工具，所以唐德

斯的減數(shù)法反應時并未受到他們的認同。如今，實驗心理學家已經(jīng)很少依賴內(nèi)省法了，而唐

德斯的方法則為大量的重要研究和理論解釋提供了基礎(chǔ)。尤其很多認知心理學方面的研究，

主要是應用減數(shù)法反應時實驗提供的數(shù)據(jù)來推論其現(xiàn)象背后的信息加工過程的。

(-)減數(shù)法的應用

在當今涉及快速的信息加工過程中，例如識別、注意、表象和短時記憶等，常常應用減

數(shù)法反應時實驗。這種實驗既可用來研究信息加工的某個特定階段或操作，也可用來研究一

系列連續(xù)的信息加工階段，以證明某一心理過程的存在。減數(shù)法的應用領(lǐng)域非常廣泛。下面，

我們介紹減數(shù)法的兩個經(jīng)典實驗。

1.證明心理旋轉(zhuǎn)存在的實驗

心理旋轉(zhuǎn)（mentalrotation）指單憑心理運作（不靠實際操作），將所知覺之對象予

以旋轉(zhuǎn)，從而獲得正確知覺經(jīng)驗的心理歷程。也就是說，當一個知覺對象不是以符合知覺經(jīng)

驗的角度呈現(xiàn)時，人們可能是通過內(nèi)部心理過程把這個對象旋轉(zhuǎn)到符合知覺經(jīng)驗的角度加以

辨認。那么怎么證明這個心理旋轉(zhuǎn)到底是否存在呢？

20世紀70年代初，庫柏（Cooper）和謝波德（1973）用減數(shù)法反應時實驗證明了心理

旋轉(zhuǎn)的存在。研究者設(shè)想，如果連續(xù)的心理旋轉(zhuǎn)確實存在，那么減數(shù)法反應時的邏輯正好可

以與之吻合。假設(shè)有兩個任務，它們之間除了被知覺對象需要心理旋轉(zhuǎn)的角度不同外別無差

異，那么兩者的反應時之差應當就是心理旋轉(zhuǎn)完成兩者間角度差所需的時間。例如，傾斜度

0°和傾斜度60°兩種任務中，除了傾斜角度之外其他條件均一樣，如果存在心理旋轉(zhuǎn)過程

的話，那么應該是第二個任務只比第一個任務多?個從60°旋轉(zhuǎn)至0°的心理過程，故：

*馬。-RT6Q=從60°至0。心理旋轉(zhuǎn)所需時間

表示傾斜度60°時的反應時間，RT0°表示傾斜度0°時的反應時間。其余類推。同理：

及小一"7一從60°至120。心理旋轉(zhuǎn)所需時間

實驗者進一步推論：如果發(fā)現(xiàn)以上任務的反應時確有差異，而且這種差異和兩任務間角

度差呈現(xiàn)正比關(guān)系，就可以證明心理旋轉(zhuǎn)的確存在。

在這個實驗中，庫柏等取非對稱性的字母或數(shù)字（J、G、R、2、5、7等）為實驗材料,

根據(jù)“正”、“反”以及不同的傾斜度，構(gòu)成12種情況（如圖415）。從圖上可見，由于R

字母在垂直或水平方向均是不對稱的，所以其正、反也是不相同的。在這個實驗里，被試的

任務是不管傾斜度如何，只要判明R字母是正的還是反的，并作出反應。實驗條件為：有沒

有提示？單項提示還是雙項提示？先后提示還是同時提示？由這三個變量而分成五種實驗

條件（如圖416）。具體地說，這五種實驗條件是：（1）完全沒有提示，即測驗前2秒鐘

后呈現(xiàn)空白信號，持續(xù)2秒鐘；（2）提示正或反，即測驗前2秒鐘呈現(xiàn)正或反的提示信號，

持續(xù)2秒鐘：（3）提示傾斜度，即測驗前2秒鐘用箭頭提示傾斜度數(shù)，也是持續(xù)2秒鐘；

（4）分別提示正、反和傾斜度，即用兩個信號分別提示正、反和傾斜度，而傾斜度的提示

時間是可變化的，共有距測驗100毫秒、400毫秒、700毫秒和1000毫秒四種情況；（5）

同時提示正、反和傾斜度，即在測驗前用兩個信號同時提示正、反和傾斜度，都持續(xù)2秒鐘。

實驗獲得了可喜結(jié)果（如圖417）。我們從圖上可見，反映五種實驗條件的曲線是有規(guī)律的。

這個規(guī)律與我們前面預測的結(jié)果是一致的：字母傾斜程度越大，反應時越長。根據(jù)前面的實

驗邏輯，這個結(jié)果有力地驗證了心理旋轉(zhuǎn)過程的存在。也就是說，在我們每人的頭腦里，都

有事物的映象;人們都有心理的眼睛（mind'seye）。

正的

?@????

0B600120°180210°300°

反的

(S)QO?QQ

0°60°120°180°210°300°

圖4—15正、反12種刺激字母

注：圖中數(shù)字表示刺激在順時針方向傾斜的度數(shù)。

(采自Cooper&Shepard,1973)

條件：進一步的信息:測驗:

@

無進一步的信息

僅提示“正”或“反”

僅提示傾斜度

分別提示正、

反和傾斜度

同時提示正、

反和傾斜度

圖4-16正120°刺激一例

(采自Cooper&Shepard,1973)

S

E

/

H一

J

S1100

癥1000

口900

君800

斗700

600

400

0,60*120°180"240"300’360”

剌激在順時針方向幀斜的度數(shù)

圖4-17刺激傾斜度對反應時間的影響

注：垂直軸上的數(shù)值為“正的”和“反的”兩種反應時間的平均值。

(采自Cooper&Shepard,1973)

2.證明短時記憶視覺編碼的實驗

反應時新法在記憶領(lǐng)域，特別是對短時記憶編碼問題的研究同樣也有著重大的貢獻。

自20世紀60年代以來，根據(jù)記憶實驗中對錯誤回憶的分析，人們通常以為短時記憶信

息(如字母)是以聽覺形式來編碼的。但是70年代初波斯納等人(Posner,etal.,1990)

的實驗卻表明，這種信息可以有視覺編碼。他們所依據(jù)的就是減數(shù)法反應時實驗的結(jié)果。實

驗是這樣進行的：給被試并排呈現(xiàn)兩個字母，這兩個字母可以同時給被試看，或者中間插進

短暫的時間間隔，然后要被試指出這一對字母是否相同并按鍵作出反應，記下反應時。所用

的字母對有兩種：一種是兩個字母的讀音和書寫方法都一樣，即為同一字母(AA)；另一種

是兩個字母的讀音相同而寫法不同(Aa)。在這兩種情況下，正確的反應均為“相同”。在

兩個字母相繼呈現(xiàn)時，其間隔為0.5秒、1秒或2秒等。他們得到的結(jié)果如圖418。從圖

418可以看出，在兩個字母同時呈現(xiàn)時，AA對的反應時小于Aa對；隨著兩個字母的時間間

隔增加，AA對的反應時急劇增加，但Aa對的反應時則沒有發(fā)生大的變化。并且AA對和Aa

對的反應時的差也逐漸縮小，當時間間隔達到2秒時，這個差別就已經(jīng)很小了，在圖上則看

到兩條曲線趨于靠攏。

，a

,差者卻A多。對的漸從和法理種提

輯說對a

的后對而更點a暫逐，碼數(shù)處這驗

2邏來aAA

程而，了特短的大編減個。實

的過A與。

過，的含種而個隔增覺一段時

法反但，程例

碼法行包這一間漸視的階應

數(shù)；寫，同過逐范工

程編較進就的工持間有驗有反

減的樣趨保也加

過部比上碼加時以實沒法

據(jù)內(nèi)樣礎(chǔ)這對它入便可所此數(shù)

的來，編a的型

根了一基息A，插間息業(yè)定減

。有有法碼對碼時典判

沒映寫的信與A間信的作用

對母編A編之應來

數(shù)A所反按碼是時憶間個應

字覺，覺母反記一差常

函)。A中差接編樣應時

0個聽長視字其時另之學

的7釋于工之直覺同反應

9兩到延是個，短含間理

隔1解大加時以視的的。反

5.的渡的的兩強些包時心

0間,下時應可在映現(xiàn)現(xiàn)及

的者過間生著增某業(yè)應知

$母如應反母是反呈，發(fā)法

/.l對前碼時發(fā)隨漸作反認

字a出反A的字配差時了大

間A于編著先，逐數(shù)個個，

是t的對對匹之繼定重

時作對A在覺隨，用減一兩此

0間e對AA對時，對確

隔果a了只AA視明時A作的是中這因

時,r與應時A地

間e結(jié)A含別，A從說憶的上乃其從。

應n反應是,

母s驗，包對區(qū)時著須這記碼楚學驗后的

反o時a的反。使清業(yè)

字P實中A的試味必時編理實然行

18試。現(xiàn)的小即驗作

對工。對被意現(xiàn)短覺心碼，可

1自輯被a行呈很，實知應

加對給這呈，聽編同是

—采邏給aA。進時響樣時認覺反

4(的現(xiàn)時測，。相上

的現(xiàn)A與呈較上繼影推這失應是視種

5圖對于繼別均踐

.時呈對時比礎(chǔ)和的以。消反這憶兩

0a少A于差面實

應時A同來基?，F(xiàn)現(xiàn)可碼漸法，記排

要A小的方在

反同對母音的多呈呈果編逐數(shù)段時安，

程然時時他

法母了字讀碼較時應時結(jié)覺應減階短是的

過既應其

0數(shù)字映，個按編也同反繼個聽效用的和輯在理

工的反

050減個反為兩須覺時的或這了的應續(xù)驗邏并合

5540差加對對

4照兩認當必聽需A現(xiàn)時據(jù)生碼a人連實的，是

按當之的等，而在此A呈同根發(fā)編A等個轉(zhuǎn)驗段上

蜃Z含與

stun.者，時納么法能因，時受。才覺納兩旋實階則

究一應包斯那寫只，二同時致，視了斯碼理時)原

研其反中波，按配工其■應一后，小波編心應工在

個對。有能匹加對反于間大縮覺反加驗

AA(

這A別沒不對的A的趨瞬增而聽的實

供的數(shù)據(jù)來推論其背后的信息加工過程。但減數(shù)法也有其弱點：使用這種方法要求實驗者對

實驗任務引起的刺激與反應之間的一系列心理過程要有比較精確的預測，并且要求兩個相減

的任務中共有的心理過程要嚴格匹配，這一般是很難做到的。因此，這些弱點在一定程度上

限制了減數(shù)法實驗的使用。

二、加因素法

認知心理學家斯滕伯格(1969)發(fā)展了唐德斯的減數(shù)法反應時邏輯，提出了加法法則，

稱之為加因素法。它不是對減數(shù)法反應時的否定，而是減數(shù)法的發(fā)展和延伸。

(-)加因素法的原理

斯滕伯格首先提出了加因素法的主要假設(shè)，即加因素法的實驗邏輯。斯滕伯格認為，人

的信息加工過程是系列進行的而不是平行發(fā)生的。人的信息加工過程是由一系列有先后順序

的加工階段組成的。這是加因素法的?個基本前提，加因素法的采用是在假定這個前提成立

的條件下進行的。因此，在加因素法反應時實驗中，研究者通常認定，完成一個作業(yè)所需的

時間是這一系列信息加工階段分別需要的時間總和。加因素法反應時實驗的邏輯是：如果兩

個因素的效應是互相制約的，即-個因素的效應可以改變另一因素的效應，那么這兩個因素

只作用于同一個信息加工階段；而如果兩個因素的效應是分別獨立的，即可以相加，那么這

兩個因素是各自作用于不同的加工階段的。也就是說，加因素法假設(shè)：如果兩個因素有交互

作用，那么它們是作用于同一個加工階段的；而如果兩個因素不存在交互作用，即相互獨立,

那么它們則作用于不同的加工階段。

根據(jù)這個邏輯，在應用加因素法進行實驗時，研究者在影響反應時的各種因素(變量)

中找出其中獨立的因素。如果發(fā)現(xiàn)可以影響完成作業(yè)所需時間的一些因素，那么單獨地或成

對地應用這些因素進行實驗，就可以觀察到完成作業(yè)時的時間變化。當兩個實驗因素影響兩

個不同的階段時，它們將對總反應時產(chǎn)生獨立的效應，即不管一個因素的水平變化如何，另

一個因素對反應時的影響是恒定的(模式如圖419,圖中g(shù)l、g2為g因素的兩個水平，fl、

f2為f因素的兩個水平)。這樣稱兩個因素的影響效應是相加的。加因素法就是這樣通過

探索有相加效應的因素，來區(qū)分不同的加工階段，從而嘗試找出某信息加工的所有階段，以

推斷整個的信息加工過程?？梢姡右蛩胤▽嶒炈鶄?cè)重的，不是區(qū)分出每個階段的加工時間，

而是證實不同加工階段的存在，以及辨認它們各自的前后順序。

圖4-19獨立因素相加效應的圖解

對于加因素法所依托的系列加工而不是平行加工的這個前提，?些心理學家提出了疑

問，他們認為信息加工中是應該存在平行加工的可能的。加因素法首先假設(shè)信息加工是系列

的，然后推測出信息加工的各個加工階段，這有一種循環(huán)論證的傾向。另一方面，關(guān)于加因

素法反應時實驗的邏輯，即能否應用可相加和相互制約的效應來確認信息加工的階段，也遭

到了眾多研究者的質(zhì)疑。相反，斯滕伯格用加因素法進行了一系列嚴謹?shù)膶嶒?，并得出了?/p>

系列有力的實驗結(jié)果。因此，不能因為這些質(zhì)疑而否定加因素法的價值，加因素法實驗在很

大程度上對認知心理學的發(fā)展起到了積極的推動作用。

（二）加因素法的應用

斯滕伯格的“短時記憶的信息提取”乃是使用加因素法分析心理過程的一個典型實驗。

斯滕伯格在《反應時實驗揭示的心理過程》?文（1969）中，系統(tǒng)地闡述了加因素法反應時

實驗和用此方法所做的短時記憶信息提取的實驗。

在斯滕伯格的實驗里，先給被試看1?6個數(shù)字（識記項目），然后再呈現(xiàn)一個數(shù)字（測

試項目），請被試判定其是否為剛才識記過的，同時開始計時，要求被試按鍵作出是或否的

反應，計時也隨即停止。這樣就可以確定被試能否提取以及提取所需的時間（反應時間）。

通過一系列的實驗，斯滕伯格從反應時的變化上確定了對提取過程有獨立作用的四個因素，

即測試項目的質(zhì)量（優(yōu)質(zhì)的或低劣的）、識記項目的數(shù)量、反應類型（肯定的或否定的）和

每個反應類型的相對頻率。我們可從四個階段對發(fā)現(xiàn)四個獨立因素的實驗逐一進行分析。

第一階段，改變測試刺激的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)對?個殘缺、模糊的刺激進行編碼比對一個完整、

清晰的刺激所花的時間更長，而且該因素對不同大小記憶表的影響相似，即記憶表的大小僅

改變y截距，而不改變直線的斜率，表明系列比較階段之前存在?個獨立的編碼階段（如圖

420）o

第二階段，改變記憶表中項目的數(shù)量，得出記憶表大小與反應時間之間的線性關(guān)系，證

實了系列比較階段的存在（如圖421）。他假定對應于不同大小記憶表的余下三個階段的反

應時間是不變的。斯滕伯格將斜線向左延伸至y軸，y軸上的點提供了系列比較為0時的反

應時，實際上就是編碼刺激作二分決定和組織反應共花的時間。

y

55O

a

5

KO)

5

4

@

4O

片整、清晰殘缺、模做

剌激質(zhì)過

s

l

l

v

s

量

工

h:憶表中項目的數(shù)輔

圖4一20清晰度和項目數(shù)對反應時的影響圖4-21項目

數(shù)對反應時的影響

第三階段，分別計算Y反應（肯定反應）與N反應（否定反應），發(fā)現(xiàn)對不同大小的記

憶表，都是N反應時長于Y反應時、表明了兩種決定階段的存在，即在系列比較之后，有一

個被試選擇反應種類的階段，而且產(chǎn)生N反應比產(chǎn)生Y反應難（如圖422）。

第四階段，改變某一種類反應（Y或N）的出現(xiàn)頻率，發(fā)現(xiàn)對兩類反應產(chǎn)生同樣的影響,

即提高任一類反應的出現(xiàn)頻率，都會使這類反應的組織更為容易，從而使反應時下降。表明

反應選擇之后存在一個獨立的反應組織階段（如圖423）。

根據(jù)實驗中發(fā)現(xiàn)的這四個獨立因素，斯滕伯格認為短時記憶信息提取過程包含相應的四

個獨立加工階段，即刺激編碼階段、順序比較階段、二擇一的決策階段和反應組織階段。按

照斯滕伯格的看法，測試項目的質(zhì)量對刺激編碼階段起作用，識記項目的數(shù)量對順序比較階

段起作用，反應類型對決策階段起作用，反應類型的相對頻率對反應組織階段起作用?，F(xiàn)在

可以將以上所說的用圖表示出來（如圖424）。圖中箭頭表明信息流動的方向，虛線連接起

作用的因素。從圖中可以看到，從短時記憶中提取信息的過程包括測試項目編碼、順序比較、

決策和反應組織四個依次進行的加工階段。

60

550

500

45

400

Y反應N反應

反應種類

600

550

1

8

^500

o

45

400

00.250.500.75

頻率

圖4-22反應種類和項目數(shù)對反應圖4一

23頻率和反應種類對反應時

時的影

響的影響

（采自Sternberg,1969）（采自

Sternberg,1969）

測根項口標UUWH反應反應類里的

的原*的數(shù)*類N相對頻率

反應時

（采自Sternberg,1969）

（三）開窗實驗

減數(shù)法和加因素法反應時實驗都難以直接得到某個特定加工階段所需的時間，并且還要

通過嚴密的推理才能被確認。如果能夠比較直接地測量每個加工階段的時間，而且也能比較

明顯地看出這些加工階段，那就好像打開窗戶一覽無遺了。這種實驗技術(shù)稱為開窗實驗，它

是反應時實驗的一種新形式。由于開窗實驗在反應時研究歷史上是發(fā)展較晚的一種方法，因

此較多的教科書上都把這種實驗作為加因素法反應時的一種變式加以分類，而從屬于加因素

法反應時實驗。

開窗實驗可由漢米爾頓（Hamilton,1977）和霍克基（Hockey,1981）的字母轉(zhuǎn)換實驗

為例加以說明。在這種實驗里，給被試呈現(xiàn)1個、2個、3個、4個英文字母，并在字母后

面標上一個數(shù)字，如“P+2”，被試的正確回答應該是英文字母表中P后邊第二個位置的字

母，即R。再如，"EAGB+3”，被試的任務是看到數(shù)字“3”后，則說出英文字母表中各個

字母之后第三個位置的字母，即“EAGB+3”的正確回答應該是“HDJE”，四個轉(zhuǎn)換結(jié)果要一

起說出來，字母由被試自行控制，一個一個繼時出現(xiàn)。被試首次按鍵就可以看見第一個字母,

計時也同時開始，并要求作出聲轉(zhuǎn)換，之后再按鍵看第二個字母，再作轉(zhuǎn)換，如此直到字母

全部呈現(xiàn)并作出回答，停止計時，出聲轉(zhuǎn)換的開始和結(jié)束時間都有記錄。根據(jù)該實驗的反應

時數(shù)據(jù)，我們可以明顯地看出完成字母轉(zhuǎn)換作業(yè)的三個加工階段：編碼階段、轉(zhuǎn)換階段和儲

存階段（如圖425）。

清試按鍵轉(zhuǎn)換開始轉(zhuǎn)換結(jié)束測試按鍵

反應時：第?個字母加r

圖4一25開窗實驗：字母轉(zhuǎn)換作業(yè)

(采自Hookey,etal.,1981)

不難看到，這種開窗實驗的優(yōu)點是引人注目的，但也存在著一些問題。例如，可能在后

一個加工階段出現(xiàn)對前一個階段的復查，儲存階段有時還包含對前面字母的轉(zhuǎn)換結(jié)果的提取

和整合，并且它難以與反應組織分開來。然而經(jīng)過細心安排，有些問題還是可以避免的，開

窗實驗仍不失為一種好方法。

反應時新法在認知心理學研究中大放異彩，成為心理學家剖析心理“黑箱”的得力工具。

借由精巧的實驗設(shè)計，反應時這一簡單實驗指標就能幫助研究者推斷復雜的心理加工過程,

這正體現(xiàn)了心理學實驗研究的獨特魅力所在。

心理物理學方法

先驅(qū)者：費希納1860《心理物理學綱要》

心理物理學：一門研究心身之間或心物之間的函數(shù)關(guān)系的精密科學。

一、感覺閾限的測量

(-)感覺閾限

1、絕對閾限的定義

(1)剛剛能引起感覺的最小刺激量。

(2)有50%的次數(shù)能引起感覺，50%的次數(shù)不能引起感覺的一種刺激強度。

2、差別閾限的定義

(1)剛剛能引起感覺的最小差別，也叫最小可覺差。

(2)有50%的次數(shù)能覺察出，50%的次數(shù)不能覺察出的刺激強度的差別。

3、測定閾限的實驗特點

(1)選擇好刺激系列和反應系列(物理量為橫坐標，心理量為縱坐標)

(2)要盡量簡化被試對刺激所做的反應(判斷有無，辨別相同還是相異)

(3)測定的次數(shù)要多些(不是分界點而是過渡區(qū)，100次以上)

(二)測量感覺閾限的方法

最小變化法

(1)用最小變化法測定絕對閾限

特點：將刺激按遞增或遞減系列的方式，及間隔相等的小步變化，尋求從一種反應到另

一種反應的瞬時轉(zhuǎn)換點或閾限的位置。

①自變量：刺激系列

要按遞增和遞減系列交替呈現(xiàn)，起點要大于或小于閾限：?般選10到20個強度水平：

遞增和遞減序列要分別測定50次左右(共100次左右)；避免被試形成定勢，每次呈現(xiàn)刺

激的起點應該隨機變化。

②因變量：被試的口頭報告

當刺激呈現(xiàn)之后，感覺有就報告“有”，感覺無就報告“無”，主試記錄“十”“一”；

遞增時直到第一次報告“有”，這一系列停止，遞減同理；說不準可以猜，但不可以放棄，

也可以記錄“？”

③閾限的確定：

閾限是統(tǒng)計值，被試報告“有”和“無”這兩個刺激的中點，就是這一刺激系列的閾限。

具體計算：可以將所有各系列的閾限求平均數(shù)；可以先分別求出漸增系列和漸減系列的

平均數(shù)再求出兩系列的平均數(shù)；也可以將每相鄰的漸增系列和漸減系列的閾限為一組求平均

數(shù)，然后再求各組的平均數(shù)。

④誤差及控制

習慣誤差：指被試因習慣于原先的刺激所引起的感覺或狀態(tài)，而對新的刺激做了錯誤的

判斷。

期望誤差，是指被試因過早期望要來臨的刺激而導致的錯誤判斷。

分析時對遞增與遞減系列進行差異顯著性檢驗?？刂品椒ㄊ墙惶鎽眠f增和遞減系列的

刺激，而且二者的次數(shù)相等。

練習誤差：是由于實驗的多次重復，被試逐漸熟悉了實驗情境，對實驗產(chǎn)生了興趣和學

習效果，而導致反應速度加快和準確性逐步提高的一種系統(tǒng)誤差。

疲勞誤差：由于實驗多次重復，隨著實驗進程而發(fā)展的疲勞或厭煩情緒的影響，而導致

被試反應速度減慢和準確性逐步降低的一種系統(tǒng)誤差。

分析時對前一半與后一半進行差異顯著性檢驗。控制方法是以ABBA順序呈現(xiàn)遞增和遞

減序列，其次數(shù)要相等，在整個序列中在前和在后的機會也要相等，

(2)用最小變化法測定差別閾限

①自變量：兩個刺激

標準刺激(固定的強度，大小不變)，每次比較都出現(xiàn)。

比較刺激，按遞增或遞減系列，匹配呈現(xiàn)。

②因變量：口頭報告，一般用三類反應，“+”“一”“=”

③差別閾限的確定：

A、在遞減系列中最后?次“+”到非“+”之間的中點為差別閾限的上限(Lu)；第

一次非“一”到“一”之間的中點為差別閾限的下限(L1)。

B、在遞增系列中的最后一次“一”到非“一”之間的中點為差別閾限的下限(L1)；

第一次非“+”至IJ“+”之間的中點為差別閾限的上限(Lu)。

C、上限與下限之間叫不肯定間距IUo

D、不肯定間距的中點叫主觀相等點(PSE),理論上PSE應與標準刺激(St)相等，但

實際有差距，叫常誤(CE),

E、取不肯定間距的一半或取上差別閾(DLu=Lu—St)和下差別閾(DLl=St-Ll)之

和的一半為差別閾限。

上差別閾DLu=Lu—St

下差別閾DLl=St-Ll

主觀相等點PSE=IU/2=(Lu-Ll)/2

常誤CE=St-PSE

差別閾限D(zhuǎn)L=[DLu+DLl]/2

=[(Lu-St)+(St-Ll)]/2

=[Lu-Ll]/2

④誤差及控制

除了習慣誤差和期望誤差，還要控制因標準刺激和比較刺激同時呈現(xiàn)所造成的誤差，用

多層次的ABBA法。

(3)階梯法

階梯法是最小變化法的一種變式，它和最小變化法不同的地方，就在于它把增加和減少

刺激程序連續(xù)進行。當被試報告感覺不到開始呈現(xiàn)的刺激時，主試就按一定梯級來增加刺激

強度；而當增加到被試感覺到了時，又按照一定的梯級來減少刺激強度。實驗按這樣的順序

繼續(xù)下去，直到達到一個先定的標準或先定的實驗次數(shù)時求出各轉(zhuǎn)折點的平均數(shù)就是所求的

閾限值。

恒定刺激法

又叫正誤法，次數(shù)法，它是心理物理學中最準確、應用最廣的一種方法，可用于測定絕

對閾限、差別閾限和等值，還可以用于確定其他多種心理值。

此法的特點是：根據(jù)出現(xiàn)的次數(shù)來確定閾限，即以次數(shù)的整個分布求閾限。

具體做法：

主試從預備實驗中選出少數(shù)刺激，一般是5?7個，這幾個刺激在整個測定過程中不變。

選定的每種刺激要向被試呈現(xiàn)多次，一般每種刺激呈現(xiàn)50?200次。呈現(xiàn)刺激的次序事

先經(jīng)過隨機安排，不讓被試知道。

在統(tǒng)計結(jié)果時必須求出各個刺激變量引起的某種反應(有或無，大或小)的次數(shù)。

特別注意：

在實驗之前需要選定刺激。

最大強度：每次呈現(xiàn)被感覺到的可能性不低于95虬

最小強度：每次呈現(xiàn)被感覺到的可能性不高于5吼

各個刺激之間的距離相等，每種刺激強度呈現(xiàn)不得少于50次.

(1)用恒定刺激法測絕對閾限

①自變量：5?7個等距刺激強度

②因變量：口頭報告。有“+”，無“一”，根據(jù)被試對不同刺激所報告有無的次數(shù)來

求出百分數(shù)，以此來計算閾限。

③絕對閾限的計算：直線內(nèi)插法、平均Z分數(shù)法、最小二乘法。

例如：測定兩點閾的實驗

(2)用恒定刺激法測差別閾限

①自變量：將比較刺激與標準刺激加以比較。

標準刺激是能被感覺到的某一刺激強度；比較刺激一般從完全沒有被感覺出差別到完全

感覺出差別的范圍內(nèi)選定5?7個刺激強度作為比較刺激。

比較要隨機呈現(xiàn)，每個比較刺激與標準刺激至少要比較100次。

②因變量：口頭報告

較早的方法：三類反應"+”“一”

后來改進：二類反應"+”“一”

三類反應和二類反應各有利弊，實驗時可以根據(jù)情況情況選定其中的一種。

③差別閾限的計算

三類反應：

上限為50%次重于標準刺激的比較刺激

下限為50%次輕于標準刺激的比較刺激

二類反應：取75%的差別閾限。

④誤差及控制

標準刺激和比較刺激繼時呈現(xiàn)，可能產(chǎn)生時間誤差。正的時間誤差：主觀相等點大于標

準刺激。負的時間誤差：主觀相等點小于標準刺激。

控制方法是標準刺激與比較刺激相繼出現(xiàn)的前后順序交替改變，但次數(shù)相同。

平均差誤法

又稱調(diào)整法，再造法，均等法，其特點是呈現(xiàn)一個標準刺激，令被試再造、復制或調(diào)節(jié)

一個比較刺激，使它與標準刺相等，比較刺激也可由實驗者調(diào)節(jié)，由被試判斷。

程序：實驗者規(guī)定以某一刺激為標準刺激，然后要求被試調(diào)節(jié)另一比較刺激，使后者在

感覺上與標準刺激相等?？陀^上一般不可能使比較刺激與標準刺激完全一樣，于是每一次比

較都會得到一個誤差。把多次比較的誤差平均起來就可得到平均誤差。

(1)用平均差誤法測定絕對閾限

①自變量：讓被試調(diào)節(jié)一個比較刺激與一個標準刺激相等，標準刺激假設(shè)為零。

②因變量：被試每次調(diào)整比較刺激與標準刺激相等那個數(shù)值。

③絕對閾限的確定：讓被試每次調(diào)到剛剛感覺不到(即與零標準刺激等值)，然后把各

次測定數(shù)值加以平均即為絕對閾限。

(2)用平均差誤法測定差別閾限

①自變量：呈現(xiàn)一個標準刺激，讓被試調(diào)整?個比較刺激。比較刺激是一種連續(xù)的量，

在被試認為接近時，可反復調(diào)整，直到其認為滿意為止。

②因變量：被試每次調(diào)整的數(shù)值，即其認為與標準刺激相等的數(shù)值。

③差別閾限的計算：

因為平均誤差與差別閾限成正比，所以可用平均誤差來表示差別感受性，方法有兩種：

把每次調(diào)節(jié)的結(jié)果(或每次的判斷)與標準刺激之差的絕對值平均起來作為差別閾限

AESt=S\X-St\/N

把每次調(diào)節(jié)的結(jié)果與主觀相等點之差的絕對值平均起來做差別閾限。

AEM=￡