摘要：本实验以华东师范大学心理与认知科学学院2年级学生1人为被试。本实验研究的是视觉简单反应时、视觉选择反应时和视觉辨别反应时三种不同的视觉反应时及其之间的关系。比较不同颜色之下的各种反应时的差别。实验结果表明简单反应时实验的反应时间明显少于辨别反应时实验的反应时间，辨别反应时实验的反应时间明显少于选择反应时实验的反应时间。简单反应时黄色与蓝色之间、黄色与绿色之间、黄色与红色之间存在明显的差别。但是在辨别反应时以及选择反应时不存在明显的差别。

关键词：平均差误法 反应时 颜色

1.引言

反应时，又称反应的潜伏期，是指从刺激呈现到反应之间的时间间隔。从神经生理学的角度讲，反应时是这样的一个刺激——反应的加工过程。首先，感受器将物理或化学刺激转化为神经冲动，神经冲动由感受器传到大脑皮质；然后，大脑皮质对信息进行加工；最后神经冲动又由大脑皮质传至效应器，效应器作出反应。这也被称之为“反射弧”，可以概括为以下五个环节，即感受器——传入神经——中枢延搁——传出神经——效应器。从信息加工理论的角度讲，这种刺激——反应包括了个体识别刺激、反应准备（反应选择与组织）和反应执行三个过程。反应时一直是实验心理学中常用的反应变量之一，因为人的每项活动、每个动作都要花费时间，都需要讲求速度和效率，而反应时的测量具有高灵敏性，应用性广泛且便于测量的特点，因此，反应时法一经诞生便广泛地应用到实验心理学中，并且反应时也被广泛地运用于其他各行各业，比如，国内外常用反应时指标研究运动员的机能状态及心理活动过程等。可见，反应时是心理学研究中的一个十分重要的指标，基于反应时的测量技术是信息加工心理学的主要研究方法和技术之一。

反应时的概念源于天文学家在天文观测中发现的人差方程，即贝塞尔的反应时-阿格兰德的反应时=1.223s，说明不同观测者所得数据之间有明显差异。而反应时法的发展大致经过了两个阶段。第一阶段是从1850年赫尔姆霍兹测量蛙神经的传导速度的研究到19xx年荷兰的生理学家唐德斯提出减法反应时。这一阶段也被称为唐德斯反应时ABC时期。唐德斯将反应时分为ABC三类。

其中：

A反应时是简单反应时，是指呈现一个刺激，要求被试从看到或听到刺激到立即作出反应的这段时间间隔。

B反应时是选择反应时，是指当呈现两个或两个以上的刺激时，要求被试分别对不同的刺激做不同的反应的这段时间。

C反应时是辨别反应时，是指当呈现两个或两个以上的刺激时，要求被试对某一特定的刺激作出反应，对其它刺激不做反应，被试在刺激呈现到做出辨别反应的这段时间。

唐德斯将简单反应时作为基线时间，而相对复杂的选择反应时和辨别反应时是基线时间和其他的认知加工过程所需时间的和，他认为选择时间=基线时间+辨别时间+选择时间，辨别反应时=基线时间+辨别时间。这就是他采用减数法测量认知加工过程的基本思路。由此我们可以得出，辨别时间=C-A,选择时间=B-C。

反应时的长短又与刺激的种类有关。本实验中研究了不同颜色的刺激对反应时的影响。关于人类的颜色视觉问题，已经有许多科学家进行了探索，托马斯?杨，他提出色觉取决于眼睛里的三种不同的神经，分别感觉红色，绿色，和紫色。后来亥姆霍兹对此理论进行了改进。此理论在19xx年由实验证明。他提出颜色的理论，即三原色原理，他认为一切色彩都可以从红、绿、蓝三种原色的不同比例混合而成，这一原理，已成为现代颜色理论的基础。赫尔姆霍兹的三色说：三色说认为人的视网膜上有三种基本的颜色感觉纤维，即红色纤维、绿色纤维和蓝色纤维，三种纤维不同程度兴奋的比例关系决定我们所看到的将是什么颜色。

除此而外，还有黑林提出的四色说。四色说认为视网膜上有三种对立感受器官，即红和绿感受器、黄和蓝感受器，黑和白感受器，前两种感受器的不同活动将决定我们所看到的是什么颜色。三色说和四色说在历史上已经争论了上百年，两种理论看起来是严重对立的，但是现代神经生理学的研究表明，两种理论可能各适合于颜色视觉过程的某个阶段，他们之间是可以互相补充的。现在普遍认为色觉过程可以分为几个阶段：颜色视觉机制在视网膜感受器水平上是三色的，符合赫尔姆霍兹的三色说，而在视网膜感受器以上的视觉传到通路上又是四色的，符合黑林的四色说，最后在大脑皮层的视觉中枢才产生各种色觉。这样就将两种理论统一了起来，统一后的理论在解释颜色视觉现象（包括原色、补色、颜色对比、颜色视觉后效、颜色混合规律和色觉缺陷等）时就避免了单一理论的缺陷而更趋于完善。

对于我们人眼对颜色的敏感程度还可以通过红绿灯的设计原理来考察。根据红绿灯的设计原理，空气中除了氦气洋气等各种气体之外，还悬浮着许多灰尘小颗粒，所以光在空气中传播时会产生散射现象。散射与光的波长有关，波长越短，散射作用越强。在可见光中，红光的波长最长，空气对它的散射作用是最弱的，所以他要比其他颜色的光传的远，穿透力最强。另外，人的视觉对红色很敏感，他能使人产生一种灼热感和兴奋感。但是，在本实验的研究中并未发现人眼对红色的特殊敏感性。

2.实验方法

2.1被试

实验共有1个被试，女性，矫正视力正常。

2.2仪器与材料

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实验设计

实验采用完全的被试内设计，被试单独完成一组实验，自变量是刺激物的颜色以及实验的水平，因变量是反应时。先进行一组红色、黄色、绿色、蓝色的简单反应时实验，接着做两组红色、黄色、绿色、蓝色的辨别反应时的实验，最后做两组选择反应时的实验。

2.4实验步骤

2.4.1打开实验系统，进行视觉简单反应时实验。

2.4.2进行参数设置。预备时间（秒）2；勾选随机化；实验材料显示时间（秒）1；间隔时间（秒）2；试验次数 20，实验材料 红；勾选本人为被试。

2.4.2点击确定进入实验，做完一次实验之后，保存数据，进入下一次实验。

2.4.3保持其他参数不变，只将颜色分别改为绿色、蓝色、黄色进行三组实验。

2.4.4 做完简单反应时实验之后，休息5分钟之后，进行辨别反应时实验。

2.4.5 进行参数设置。预备时间（秒）2；勾选随机化；实验材料显示时间（秒）1；间隔时间（秒）2；试验次数 40，实验材料 红；勾选本人为被试。

2.4.6点击确定进入实验，做完一次实验之后，保存数据，进入下一次实验。

2.4.7保持其他参数不变，只将颜色分别改为绿色、蓝色、黄色进行三组实验。

2.4.8 保持其他参数不变，只将颜色顺序分别改为黄色、蓝色、绿色、红色进行四组实验。

2.4.9做完辨别反应时之后，保存数据，休息5分钟，进入选择反应时实验。

2.4.10进行参数设置。预备时间（秒）2；勾选随机化；实验材料显示时间（秒）1；间隔时间（秒）2；试验次数 40，实验材料 红；勾选本人为被试。

2.4.11 做完一次之后，重复步骤2.4.10

2.4.12 实验做完之后，保存数据。

3.实验结果

3.1不同实验水平下反应时差异检验

3.1不同实验任务下反应时

标准差 64.76 154.7 132.18

实验水平 简单反应时 辨别反应时 选择反应时

平均值 237.61 419.6 651.31

经过单因素方差分析F(0.01,2,237)=226.283,P=0.000<0.01，各种实验水平下的反应时有显著差异。辨别时间为415.7；选择时间为181.99

3.2不同颜色水平、不同任务水平下被试的反应时间长短

3.21简单反应中不同颜色的反应时

颜色 红色 黄色 绿色 蓝色 平均值 228.25 284.45 224.45 213.3 标准差 29.57929 68.19436 59.34154 72.02273

经过单因素方差分析，F(0.05，3，76)=5.706,P=0.001<0.05，差异显著。进行事后分析，P（黄红）=0.004，p（黄绿）=0.002，P(黄蓝)=0.000，其他颜色之间没有显著的差异。

3.22辨别反应中不同颜色的反应时

颜色 红色 黄色 绿色 蓝色

平均值 421.55 436 390.1 430.75

标准差 160.41803 161.81276 57.96723 207.10635

经过单因素方差分析，F(0.05，3，76)=0.344，P=0.793>0.05，各颜色的辨别反应时之间没有显著的差异。

颜色 红色 黄色 绿色 蓝色

平均值 665.35 611.05 646.2 682.65

3.23选择反应中不同颜色的反应时

标准差 129.33647 141.68069 143.94392 110.25104

经过单因素方差分析，经过单因素方差分析，F（0.05,3,76）=1.082，P=0.362>0.05,各颜色的选择反应时之间没有显著差异。

4.分析与讨论

4.1 结果分析

由实验结果3.1可以看出，随着实验任务复杂程度的提高，被试的反应时间变长。反应时可以作为推断人体内部心理复杂程度的重要指标，辨别反应时、选择反应时与简单反应时相比较，他们的内部过程更复杂，必然要受到区分不同刺激和不同反应复杂程度的影响。 由实验结果3.2,可以得到，在简单反应时当中，颜色的差异对反应时有显著的影响，但

是在辨别反应时以及选择反应时当中，则不存在颜色的反应时差别。根据英国科学家 托马斯?杨的理论，他认为视网膜上有3种感受器，3种感受器对各种波长的光都有反应，但是红色感受器对长波敏感，绿色感受器对中波敏感，蓝色感受器对短波敏感，各种颜色经验是由感受器按照比例活动而产生的，由于每种颜色刺激都有相应的感受器对其敏感，所以在不同颜色的光的刺激下做出的选择反应时间的时间差异上不会太显著。

4.2.实验中存在的各种误差及其控制方法

练习误差和疲劳误差

练习误差和疲劳误差是一对相反的误差。

练习误差：是由于实验的多次重复，被试逐渐熟悉了实验情景，对实验产生了兴趣和学习效果，而导致反应速度加快和准确性逐步提高的一种系统误差。

疲劳误差：与练习误差相反，由于实验多次重复，随着实验进程而发展的疲倦或厌烦情绪的影响，而导致被试反应速度减慢和准确性逐步降低的一种系统误差，称之为疲劳误差。 随着时间的进展，练习可能使阈限降低，而疲劳可能使阈限升高。为了检查有无这两种误差就要分别计算出前一半实验中测定的阈限与后一半实验中测定的阈限，若前一半实验中测定的阈限比后一半实验中测定的阈限大，并差别显著时，就可以认为在测定过程中有练习因素的作用，若前一半实验中测定的阈限比后一半实验中测定的阈限小，并差别显著时，就可以认为在测定过程中有疲劳因素的作用。练习误差和疲劳误差两种影响可能互相抵消，也可能一种影响比另一种影响要大。

在简单反应时当中，可以明显的看到，黄色的反应时间明显多于其他三种颜色，此时，有可能是被试对黄色的光不敏感导致的，也有可能是由于被试产生的疲劳效应大于练习效应导致的。为了消除两种误差的影响，可采用多层次的ABBA法和拉丁方设计。

5结论

5.1简单反应时、辨别反应时、选择反应时的时间差异显著，并且随着任务难度上升，反应时间也越长。

5.2通过对不同颜色的刺激下简单反应时、辨别反应时、选择反应时的测定和分析比较，不同颜色下的刺激简单反应时有显著的差异，但是辨别反应时、选择反应时差异不显著。 6参考文献

【1】杨治良，实验心理学，浙江教育出版社，20xx年12月。

【2】杨治良、王新法，心理实验操作手册，华东师范大学出版社，20xx年6月。

7实验数据

颜色 简单 辨别 选择 红圆 253.00 389.00 748.00 红圆 242.00 387.00 752.00 红圆 222.00 687.00 997.00 红圆 209.00 967.00 683.00 红圆 211.00 402.00 704.00 红圆 208.00 388.00 838.00 红圆 198.00 306.00 637.00 红圆 195.00 350.00 645.00 红圆 221.00

红圆 234.00

红圆 256.00

红圆 207.00

红圆 195.00

红圆 224.00

红圆 310.00

红圆 230.00

红圆 240.00

红圆 195.00

红圆 240.00

红圆 275.00

黄圆 497.00

黄圆 324.00

黄圆 302.00

黄圆 282.00

黄圆 255.00

黄圆 195.00

黄圆 205.00

黄圆 211.00

黄圆 357.00

黄圆 266.00

黄圆 235.00

黄圆 204.00

黄圆 298.00

黄圆 256.00

黄圆 269.00

黄圆 301.00

黄圆 340.00

黄圆 289.00

黄圆 324.00

黄圆 279.00

绿园 292.00

绿园 184.00

绿园 179.00 344.00 852.00 413.00 748.00 338.00 565.00 231.00 535.00 407.00 590.00 323.00 639.00 280.00 540.00 358.00 627.00 427.00 535.00 468.00 460.00 536.00 639.00 430.00 573.00 790.00 1065.00 396.00 522.00 441.00 522.00 364.00 635.00 449.00 549.00 348.00 632.00 426.00 771.00 463.00 718.00 409.00 535.00 432.00 652.00 306.00 619.00 304.00 475.00 925.00 595.00 424.00 712.00 311.00 528.00 285.00 671.00 340.00 528.00 372.00 372.00 587.00 534.00 348.00 586.00 312.00 829.00 380.00 744.00 421.00 659.00

绿园

绿园

绿园

绿园

绿园

绿园

绿园

绿园

绿园 191.00 224.00 312.00 193.00 411.00 177.00 198.00 165.00 189.00 315.00 796.00 368.00 617.00 531.00 552.00 458.00 695.00 486.00 908.00 373.00 731.00 354.00 813.00 367.00 426.00 425.00 394.00 绿园 223.00

绿园 192.00

绿园 181.00

绿园 259.00

绿园 259.00

绿园 226.00

绿园 238.00

绿园 196.00

蓝圆 490.00

蓝圆 186.00

蓝圆 186.00

蓝圆 187.00

蓝圆 160.00

蓝圆 220.00

蓝圆 187.00

蓝圆 210.00

蓝圆 181.00

蓝圆 294.00

蓝圆 203.00

蓝圆 181.00

蓝圆 242.00

蓝圆 188.00

蓝圆 236.00

蓝圆 172.00

蓝圆 180.00

蓝圆 209.00

蓝圆 183.00

蓝圆 171.00

365.00 535.00 373.00 582.00 335.00 397.00 386.00 603.00 369.00 544.00 363.00 676.00 472.00 708.00 349.00 715.00 334.00 873.00 536.00 765.00 418.00 732.00 564.00 667.00 321.00 823.00 411.00 780.00 414.00 684.00 347.00 756.00 418.00 664.00 1137.00 750.00 333.00 862.00 789.00 668.00 335.00 698.00 339.00 623.00 292.00 532.00 278.00 529.00 307.00 592.00 228.00 599.00 373.00 516.00 441.00 540.00

第二篇：反应时实验结果

表象的心理旋转

实验报告

专业：13级心理学 学号：131xxxxxxxx 姓名：魏瑶

表象的心理旋转实验报告

1. 引言

表象是事物不在面前时，人们在头脑中出现的关于事物的形象。从信息加工的角度来讲，表象是指当前不存在的物体或事件的一种知识表征，这种表征具有鲜明的形象性。在心理学中，表象是指过去感知过的事物形象在头脑中再现的过程。并且表象的种类又有很多种，例如记忆表象和想象表象、视觉表象、听觉表象、个别表象和一般表象、遗觉象等。表象对于人们正确认识客观世界有着积极的作用。

心理旋转（mental rotation）指单凭心理运作（不靠实际操作），将所知觉之对象予以旋转，从而获得正确知觉经验的心理历程。也就是说，当一个知觉对象不是以符合知觉经验的角度呈现时，人们可能是通过内部心理过程把这个对象旋转到符合知觉经验的角度加以辨别。心理旋转是表象理论的重要组成部分。从19xx年，谢帕德(R．N．Shepard)和梅茨勒(J．Metzler)开始的心理旋转(mental rotation)研究为表象的研究提供了依据，说明了表象是一种独立的心理过程，与感知觉的心理过程、情绪情感过程和生理过程有关系。在随后的心理旋转的实验研究过程中，对心理旋转中的表象表征与命题表征、内部参考框架和生理机制产生了争论（祁乐瑛，2009）。研究心理旋转的重要变量就是反应时，通过对被试反应时的测量我们可以借鉴减数法的研究思想判定心理旋转的存在。

2. 方法

2.1 被试

本实验的被试为新联学院本科学生一名，20岁，女生。

2.2 仪器

计算机

2.3 程序

在“实验心理学实验系统”主界面中选择“表象心理旋转”。

（一）制作实验材料与定义实验参数

选择“编辑实验材料”，出现“制作实验材料向导”和“装载已有图片实验材料”。在这里选择“装载已有图片实验材料”，在弹出的“手工设置图片材料”对话框中“定义实验因素”保持默认值。“添加图片到列表”需要把图片添加到指定任务，其中一共有12个任务，然后选择“生成”。

（二）实验过程控制与被试操作的原则

定义完实验材料与实验参数后，便可以准备进行开始实验。选择主界面中“开始实验”，单击“默认实验材料”（即给定的图形实验材料）。出现指导语，按照指导语进行操作（正“R”按“P”键，反“Я”按“Q”键）。确认被试已经明白指导语的含义后，按“开始实验”按钮，准备开始实验。（12个任务，每个任务出现6次）

需要注意的是被试在反应正确的前提下越快越好，但是不可以在刺激没有呈现之前就按键反应。

实验结束后，屏幕上会出现被试信息记录窗体，被试输入存放数据的文件名、被试姓名、性别和年龄等信息，输入完毕后，按“确定”按钮，结束实验。 （三）实验帮助系统与实验结果查询

如果实验者或者是被试在设计实验时或实验前有什么疑问，希望获得实验系统的使用的详细资料，可以到主界面的“帮助”菜单中的“实验帮助”中查询实验帮助文件，在帮助文件中可以查到实验系统使用的详细说明。

当被试实验结束后，想要浏览实验结果数据及基本的统计结果。可以在主界面“帮助”菜单中选择“结果查询”子菜单。

3. 结果

表3.1

通过表3.1可以看出，被试正R反应时在240度达到顶峰，其正确率在180度时降到低谷；反R反应时在120度时到达顶峰，其正确率在120度和180度时最低。说明被试对于物体空间旋转在其翻转180度时不能很好的分辨，也可能说明被试没有练习效应。并且实验环境可能对被试的反应时间有干扰。 表3.2

通过表3.2可以看出正面的平均反应时比镜面的平均反应时少，可以解释为被试对于正面要比反面更熟悉，而错误率为15.3%又可能影响实验的结果。

图3.1

注：垂直轴上的数值为“正”和“反”两种反应时间的平均值。

图3.2反应出，对于正R被试的反应时有两个峰值，说明当R旋转到120度以及240度时被试需要花费一定时间才能作出反应。反R的反应时只有一个峰值，说明对于Я在120度时被试要花费一定时间作出反应。其他角度被试均能较快作出反应，这就表示当我们需要旋转的角度与原本的任务有较大差别时，被试需要花较长时间才可作出反应。

4. 讨论

从结果（附录上的原始数据）看，误差分布不理想，在正180度时出现了5次错误判断，极可能影响了结果分析。在课堂教学实验中，并没有遵循严格的实验程序，对被试状态以及实验室环境也没有进行严格控制，所得结果可能不准确。旋转的角度为0°或300°,不管是正常的或镜像的,判定所需时间都较少,而当样本作了不同角度的旋转,反应时随之增加。被试在判断正R时出现了两次峰值，分别是120度和240度，说明被试需要较长时间才可辨别出是正R还是反R。实验结果有力的验证了心理旋转过程的存在。

被试与Cooper 和Shepard（1973）的结果并非完全一致，可能是被试对于正R比反R要熟悉。被试在比较正R时可能设置两个判断标准：0度和180度，由此来进行心理旋转。在比较反R时也设置了两个判断标准，即0度和180度，进行参照。并且实验中如果出现练习效应，比如记住180度反R的形象，而不是通过心理旋转，则会影

响实验的结果。该实验仅由一名被试完成，其结果可能不具有说服力。

5. 结论

（1）心理旋转是存在的,且基本支持Cooper和Shepard研究的结果。

（2）每个人在头脑中都有事物的映象，对于映象的加工过程，我们可能有不同的方法。

（3）对事物的熟悉程度也会影响我们对任务的判断。

6. 参考文献

[1] 祁乐瑛.表象表征：心理旋转的实证探索. 华东师范大学，2009 [2] 郭秀艳.实验心理学.北京：人民教育出版社，2004

7. 附录

以下为本次实验原始数据。

表6.1反应时（毫秒）

反应时实验结果

专业：13级心理学 学号：131xxxxxxxx 姓名：魏瑶

反应时实验结果

一、 简单反应时

注：以上数据单位为毫秒

平均反应时=230.3714

说明从被试接收到刺激，再到作出反应，平均用时230毫秒。在此实验中被试选择的刺激大小为15，实验次数为35，定义颜色名称为粉色，被试较为喜欢粉色，因此对粉色有期待效应，当粉色出现时能较快做出反应，从而影响实验结果。但如果定义为其他颜色或与背景较难分辨的颜色，则反应时可能增长。并且刺激的大小也会影响被试对刺激作出反应，当呈现的刺激过于小时，被试也会较难分辨，从而影响实验结果。被试的结果还可能受实验环境的影响。

二、 辨别反应时

注：以上数据单位为毫秒

平均反应时=297.8667

辨别时间=辨别反应时-简单反应时=297.8667- 230.3714=67.4953

被试对于刺激的辨别时间大致为67毫秒， 其中被试要非常专注。被试因为存在

期待效应，对偏好的颜色总是能快速作出反应，这可能会影响结果的产生。并且要尽可能排除其他干扰。其中可能影响结果的因素和简单反应时大致相同。

三、 选择反应时

注：以上数据单位为毫秒

平均反应时（R）= 330.2 平均反应时（L）= 331.2667

总平均反应时=[平均反应时（R）+平均反应时（L）]/2=330.7334

选择时间（R）=选择反应时-辨别反应时=330.2-297.8667=32.3333

选择时间（L）=选择反应时-辨别反应时=331.2667 -297.8667=33.4

总选择时间=选择反应时-辨别反应时=330.7334-297.8667=32.8667

简单反应时提供的是基线时间，选择反应时既给出选择时间又给出辨别时间，所以最为复杂，这类反应有两个或两个以上的刺激和相应于刺激的反应数。被试要集中注意，对不同刺激作出不同反应。

该被试对于左右任务的反应时大致相同，细微的差别可能是误差所致，比如被试对颜色的偏好，左右利手。

四、 总结

反应时可以推断人们内部心理过程。在实验中，被被试要尽可能控制实验误差，选择安静的实验环境，尽可能避免期待效应和联系效应以及颜色偏好。并且以上实验仅由一名被试实验一次，结果可能不具有代表性，并且存在误差。希望以后尽量避免。