视觉反应时测试实验报告

一、     实验目的

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。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。

通过数奇偶不同排列、信息量和数差大小排列三个小实验，加深对反应时概念的具体认知，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。

二、     实验方案

1. 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。

2.      实验操作

①  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。

②  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。

③  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。

三、     实验数据记录表

表一  数差大小排列特征对反应时的影响

表二 信息量对反应时的影响

表三 数奇偶不同排列特征对反应时的影响

四、     分析讨论

分析表一  ：数差大小排列特征对反应时的影响

数横向整齐排列（组别1）平均反应时为0.605429秒，数竖向整齐排列（组别2）平均反应时为0.549286秒，数随机排列（组别3）平均反应时为0.619429秒，三者差别不大，说明数据复杂程度较小时，数的排列不同对反应时间的长短影响不大。

分析表二 ： 信息量对反应时的影响

在显示屏中间随机显示红或绿“大”正方形（组别1）平均反应时为0.33475秒，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）平均反应时为0.487秒，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）平均反应时为0.526秒。随着信息量变大，反应时也在增大。

分析表三：  数奇偶不同排列特征对反应时的影响

数横向整齐排列（组别1）平均反应时为1.61325秒，数竖向整齐排列（组别2）平均反应时为1.65325秒，两者差别不大，可见数横向或竖向整齐排列对反应速度无影响。数随机排列（组别3）平均反应时为2.08675秒，比数整齐排列的反应时明显要大。反应数奇偶的错误率明显比另外两个实验要高。可见数据复杂程度较高时，被试者对其的反应时会相应增大，同时出错率会变高。

结论：

1． 数据的复杂程度越高、信息量越大，平均反应时间越长、出错率越高。

2． 数据无序排列时的反应时大于有序排列的反应时，并且数据越复杂时体现得越明显。

3． 在做人机界面的设计时，若要减小人对机器显示的反应时间、提高反应效率，应当每次以少量信息或简单的数据呈现，并且呈现的数据要排列整齐，避免杂乱无章。

误差及其原因：

1.  当一开始被试者还未习惯仪器操作时，反应时会较长。

2.  当一个被试者连续做了几组实验后，会产生疲劳，此时反应时也会变长。

3.  实验室中有噪音时会干扰被试者的准确判断。

第二篇：反应时的测定实验报告

人因工程课程设计

—反应时的测量实验报告

专业     工业工程          

学号      1240408110         

姓名      冯志伟             

指导老师    吴俊              

成绩                         

 2015年06月30日

实验报告——反应时的测量

【摘要】本次试验的目的是学习视觉简单反应时、选择反应时和辨别反应时的测定方法以及仪器的使用、材料的整理计算，并比较三种反应时的时间差异以及探讨影响反应时的因素。经过分析实验结果数据得出的结论为：被试作出反应所需时间是由刺激的复杂程度决定的。即简单反应时所需反应时间小于选择反应时所需时间。选择反应时和辨别反应时不存在显著的性别差异。

【关键词】简单反应时  选择反应时  辨别反应时  多项职业能力测量仪

1.引言

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。

反应时指刺激作用于有机体后到明显的反应开始时所需要的时间。刺激作用于感官引起感官的兴奋，兴奋传到大脑，并对其加工，再通过传出通路传到运动器官，运动反应器接受神经冲动，产生一定反应，这个过程可用时间作为标志来测量，这就是反应时。

本实验采用的是荷兰心理学家F.C.唐德斯的研究结果。测量最基本的三种反应时，即简单、选择、辨别反应时。唐德斯将它们分别命名为：a、b、c反应时。

（1）简单反应时（RTA）

在测试中呈现的刺激和要求被试做出的反应都只有一个，且固定不变。本实验程序可测量视觉、听觉两种简单反应时。视觉的刺激为一绿圆，听觉的刺激为773Hz纯音。测量方式一样，被试均按绿键反应。测30次，每次预备后间隔2秒呈现刺激。如果测试中被试在准备阶段有抢先现象，则该次结果无效，并由计算机剔除并警告抢码被试。另外以每5次呈现为一组，随机加入空白的探测刺激2秒，如有被试在此时抢码，则警告抢码被试，且本组实验将重新进行。最后以有效的结果均值为其简单反应时。

（2）选择反应时（RTB）

在测试中呈现的刺激为两个或多个，要求被试对不同的刺激做出不同的反应。本实验只测量视觉选择反应时。刺激有两个，分别是红圆和绿圆。要求被试看到红圆按红键反应，看到绿圆，按绿键反应。反应错时，反应时记为0，且该次反应不计入最后平均值内。两个刺激随机呈现，各20次，准备信号后2秒呈现刺激，以40次反应中的正确反应的反应时均值为选择反应时，并给出错误次数（建议错误次数大于7次的数据不予采用）。

（3）辨别反应时（RTC）

在测试中呈现的刺激为两个或多个，要求被试只对其中的一个刺激作出固定的反应，其它刺激呈现时均不反应。本程序只测量视觉辩别反应时。刺激有二个，分别为红圆和绿圆，要求被试见到绿圆按绿键反应，见到红圆不反应。如被试见到红圆反应为错误。两个刺激随机呈现，各20次，准备后间隔2秒呈现刺激。以看见绿圆反应的有效次数的时间均值为被试的辨别反应时。结果中给出辨别反应时和错误次数两个指标。

(4)三种反应时有如下关系：

辨别反应时=简单反应时间+辨别刺激时间

选择反应时=简单反应间时+辨别刺激时间+选择反应

2.研究方法

2.1被试

江苏科技大学，经济管理学院，工业工程1班，冯志伟。

2.2实验材料和仪器

仪器：多项职业能力测量仪

材料：记录纸、笔

2.3实验目的

a.了解简单反应时、辨别反应时和选择反应时的概念和测量方法，测定它们的分别反应时间。

 b.学习视觉反应时的测定方法及仪器的使用、材料的整理与计算，并比较选择反应时、辨别反应时与简单反应时的差别。

2.4实验过程

①简单反应时测定实验

1. 红光、黄光、绿光及声音四种刺激，主试可任选一种作为呈现刺激。按“方式”键，选择其刺激方式，对应亮其左侧指示灯。

2. 主试将相应手反应键给被试，另一端插入后面板的“反应键”插孔内。

3. 主试将后面板的刺激光源灯放在被试的正前方。注意彩色光源不能正对强照明光。(以下实验相同)

4. 主试按“简单”键，实验开始。

5. 反应方式为给出预备信号之后，被试要先按下反应键（作为预备动作），作出正确反应是松键（即松起手指）。如果在预备时间内没有按下反应键，则会出警告声响，等待按下后重新开始预备。

6. 实验方式不同于上二种，虽然预备信号仍显示２秒，但预备信号间隔给出１０种不同的时间，分别为：2；7；3；4；5；7；4；2；5；3秒─→呈现时间为1秒─→刺激间隔3秒。实验共进行10次。

7. 实验10次之后，自行停止，显示窗呈现给定光的正确总反应时间与平均反应时。

8. 在实验过程中，1人做实验，另1人记录每次光信号的简单反应时。

②选择反应时测定实验

1. 主试令被试右手握绿光键，左手握黄光键，将红光键放在地下，用左脚脚尖轻压在脚键上（被试应按几次键，以掌握用力大小）。主试将各键插入后面板的相应插孔内。

2. 接通电源，并打开电源开关。

3. 主试口头提示被试要进行实验。主试按“选择”键，实验按编好程序随机呈现各色灯光（每组实验红、黄、绿光随机呈现各10 次），被试注视彩色光源灯，灯上方有预备信号灯，先亮预备灯，后呈现光刺激。次序及呈现方式为：预备信号灯亮2 秒─→反应光（随机呈现红、黄、绿）呈现刺激１秒─→灯灭后间隔３秒，以此循环。共30 次。

4. 被试见到刺激光后立即作出反应（即按下手或脚键），反应正确，显示窗记时停止，呈现出该次的反应时间。若反应错误，则错误次数加一，蜂鸣器发出长音,提示被试反应错误，此时显示窗的记时继续走时，被试应立即改正，改正后，蜂鸣器和记时停止，显示窗呈现该次的反应时间。若４秒内没有正确反应，则记一次错误次数，此4.00 秒反应时不进入平均正确反应时等计算。之后实验，显示窗呈现各次反应时间及错误次数累计值。

5. 30 次实验结束后，显示窗可分别呈现“红”、“黄”、“绿”正确总反应时间、错误次数累计值、平均反应时。可按“方式”键，选择显示的颜色值，其显示值的颜色指示出现于面板的左侧“方式”键旁的指示灯。

6. 在实验过程中，1人做实验， 1人记录每次光信号的颜色，1人记录每次光信号的选择反应时。

③辨别反应时测定实验

1. 连线及红光、黄光、绿光的呈现方法同选择反应时。主试选择一种光作为被试正确反应的光。即该颜色的光要作出反应，其它颜色光出现不要反应（若作出反应就是错误）。

2. 主试按“方式”键，选择作为正确反应的刺激灯光颜色，对应亮其键左侧指示灯。

3. 主试按“辨别”键，实验开始。

4. 整个实验同选择反应时一样，红、黄、绿光各随机呈现10次。次序及呈现方式仍然为：预备信号2秒─→呈现时间1秒─→刺激间隔3秒，循环30次。被试只对主试给定的一种光作出正确反应。其余光呈现不反应，若作出反应为错误反应，记错误次数1次。给定的一种光显现后若反应错误，则错误次数加1，蜂鸣器发出长音，被试应立即改正，改正后，蜂鸣器和记时停止。若4秒内没有正确反应，则记1次错误次数，此反应时不进入平均正确反应时等计算。

5. 30次实验结束后，显示窗呈现给定光的正确总反应时间、错误次数累计值、平均反应时。

6. 在实验过程中，1人做实验， 1人记录每次光信号的颜色，1人记录所需辨别的光信号的反应时。

3.实验数据

表一简单反应时测定实验

总反应时2.71s     平均反应时: 0.271s

表二选择反应时测定实验

红色信号总反应时：273s     平均反应时:  0.273s

黄色信号总反应时：369s     平均反应时:  0.369s

绿色信号总反应时：505s     平均反应时:  0.505s

错误次数：3 次       

表三辨别反应时测定实验

辨别信号（ 色）总反应时：387s  平均反应时: 0.387s

错误次数：5次

注：表中反应时只填辨别信号颜色反应时，其他默认为零。

4.分析与讨论

4.1实验数据结果处理

表一各反应时间的比较

表二简单反应时随时间的变化

4.2比较结果，分析实验

从实验结果明显可以看出简单反应时的反应时间是小于选择反应时和辨别反应时的反应时间的。这与预期相符合。因为简单反应时就只有一个刺激，要求被试见到光就作出反应，属于基线操作。选择反应时有三个刺激，辨别反应时有两个刺激，要求被试对每一个刺激都作出不同的反应。

从表一的实验数据可以看出，选择反应时明显比简单反应时平均数要大，唐德斯（1868）对选择反应做出系统区分，将两个刺激对应的两个反应的反应时任务称为B反应，即选择反应；将一个刺激对应的一个反应的反应时任务称为A反应，即简单反应；将B调整之后获得C反应，即辨别反应，从而提出减数法。本次的实验和他的理论相符:简单反应时是基线时间，选择反应时要比简单反应时长。

从表一还可以看出，被试对不同颜色的的平均反应时不同。不同颜色的反应时从小到大分别为：红、黄、绿，符合实验之前预期。但黄、绿反应时间明显比红色多好多，这可能由于仪器本身的问题，黄色和绿色比较接近，难以区分，会影响实验结果，导致反应时增加。

最后，我们可以从表2中看出，随着实验的进行，对同种刺激的反应时会逐渐变短，这表明说明存在练习效应。一开始被试者对实验的紧张心理、陌生心理会影响实验结果。

5.结论

（1）反应时与刺激复杂程度有关：当刺激复杂程度难时，反应时就会延长；而当刺激复杂程度降低至简单或中等时，反应时就缩短了。根据结果比较表来看，三种反应时的长短比较为：简单反应时<辨别反应时<选择反应时。

（2）不同颜色的反应时长短比较为：红色<黄色<绿色。

（3）同一被试对不同反应模式存在差异，说明不同反应模式与其它因素有关。

（4）从原始数据分析可知：随着反应的进行，被试的反应时间在一定程度上减少，说明存在练习效应。

6.实验思考

根据实验结果，要求被测试者回答以下问题。

（1）如果要在简单反应时测定实验中检查刺激强度对反应时的影响，对本实验的仪器、程序、结果处理等应作哪些改变？

答：对仪器的要求：仪器应具有不同亮度的同种色彩刺激，使得被测人员能够对不同强度的刺激做出相应的反应。

流程的变化：应该增加可以设置同种刺激（相同颜色或声音），测试人员在不同强度下分别的反应总时间与平均反应时。

处理结果的变化：对前面所述得到的结果，进行组间对比分析，判断不同刺激强度对反应时的影响。

（2）在选择反应时测定实验中，怎样运用简单反应时的结果计算被试在选择反应时测定实验中选择信号的时间？

答：将被试对色光的简单反应时在选择反应时的时长中渐去，得到的就是选择的近似值。

（3）在辨别反应时测定实验中，怎样运用简单反应时的结果计算被试在辨别反应时测定实验中辨别信号的时间？

答：将被试对色光的简单反应时在辨别反应时的时长中渐去，得到的就是辨别信号的近似值。

7.不足与缺陷

（1）此次实验只选择一名被试，数据量太少，无法看出被试之间的差异。

（2）由于被试是心理学的学生，知道实验目的，可能会产生期望效应，影响实验结果。

（3）系统误差：因为实验所做的次数较多，被试容易疲惫，注意力易分散，导致数据结果有误。

（4）在实验过程中，由于仪器本身的问题，黄色和绿色比较接近，难以区分，会影响实验结果，导致反应时增加。

8.参考文献

杨治良，《实验心理学》，教育出版社 1998；

攸佳宁，用反应时相减法考察简单、辨别和选择反应时，2005