摘要 本实验通过被时间和被试内混合设计的方法，将两个自变量设计成2×2四个水平，分别是视简单反应时、听简单反应时、视选择反应时、听选择反应时的测定，在仪器中显示被试所完成主试所要求的任务的反应时，通过记录不同任务下的反应时的长短，一方面比较视觉和听觉的反应时的长短，另一方面比较简单反应时和选择反应时的差异，以验证我们的假设：简单反应时比三选一的选择反应时短大约200到300毫秒，而且视觉的反应时明显长于听觉的反应时。

关键词 简单反应时，选择反应时，被试间和被试内混合设计，视觉，听觉

1.     前言

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。通常，反应时可分为简单反应时和选择反应时两类，辨别反应时是选择反应时的一种特殊的形式。本研究只研究简单反应时和三选一的选择反应时的差异。

简单反应时是指给被试呈现单一的刺激，只要求做单一的反应，并且两者是固定不变的，这时刺激与反应之间的时距就是简单反应时。选择反应时指的是可能呈现的刺激不止一个，对每个刺激都要求被试做一个不同的反应，但哪一次出现哪个刺激事先是不知道的，被试既要辨别当前出现的是哪个刺激，又要根据出现的刺激选择事先规定的反应。在选择反应时中，选择数越多，则选择反应时越长，选择任务愈复杂，则反应时也愈长。

简单反应时的实验已有一百多年的历史，最早始于天文学家对“人差方程”的研究，所谓的“人差方程”是格林威治皇家天文台的马斯基林发现他的助手金内布鲁克观察星体通过子午线的时间总是比自己落后十分之八秒，因而将其助手金内布鲁克辞掉。这件事引起了心理学家贝塞尔的注意，最终他发现了人们之间观察时间上的个别差异以公式表示。赫希（Hirsch, A.）则在1861-1865 年间测量了视听与触觉的“生理时间”得到简单反应时的时值，光为180ms，声为140ms，触觉为140ms，这些数据到今天还算是相当标准的。

选择反应时的研究也有了突发猛进的发展，其中对选择反应时做出突出贡献的当属唐德斯。他作出了如下的理论：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。又称A反应时。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。在这种情况下，被试从刺激呈现到做出选择反应的这段时间称为选择反应时，又称B反应时。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，就是被试的辨别反应时，又称为C反应时。他提出：简单反应时=A反应时间、选择时间=B反应时间-A反应时间、辨别时间=C反应时间-A反应时间。

此为，还有不少的心理学家对选择的数目和反应时之间的关系作了研究。其中，默克尔用公式揭示了两者的函数关系：RT=㏒ N，其中的RT是反应时，N是辨别刺激的数目。20世纪50年代，戈热则绘制了目前公认的选择数目与反应时的关系图。

在听觉和视觉的反应时差异方面，以前的心理学家也有所研究。多数的研究者认为视觉的反应时要长于听觉的反应时，只要原因是视觉和听觉的产生机制的不同，视觉的产生是由于光子在视网膜上积累一定的程度之后产生电刺激的神经冲动到大脑皮层从而形成视觉，而听觉的产生是由于不同频率的声波刺激内耳的纤毛，引起纤毛的震动从而产生神经冲动到大脑皮层的听觉中枢进而产生听觉。通过对比视觉和听觉这两个生理的形成过程，视觉中从视网膜产生到视觉中枢的神经冲动有一个能量积累的过程，而听觉的神经冲动的形成就避免了能量积累，它是直接将声波中的机械能转变成内耳中某些结构的机械能进而转变为神经冲动中的电能。

随着时代的不断进步，反应时的研究已经和很多的领域不同的学科进行了交叉。现在在心理物理学中有了很强的体现。反应时的研究，特别是视听觉反应时的研究对硬件的要求特别的高，许多实验都是在高尖端的特制的仪器下进行的实验。在实验的方法上也有不少的心理学家进行不懈的努力。从唐德斯减数法到后来的斯滕伯格的加因素法，反应时的测量越来越精确。

因此，不难看出，反应时的测量和研究在认知心理学和心理物理学中占有重要的地位，本实验将在严格控制实验变量的情况下研究简单反应时和三选一的选择反应时的差异以及视觉反应时和听觉反应时的差异。

2.方法

2.1被试 应用心理学本科生2名，各项指标正常（无色盲和色弱），上课完成，无薪酬

2.2仪器和材料 JGW-B型实验台，计时计数器单元，手柄一支

2.3实验设计和程序 本实验通过2×2方式设计的方法，将实验主要分为学习准备阶段和正式实验阶段。由于实行被试间和被试内混合设计的方法，所以，要求两名被试分别作简单反应时和选择反应时的实验。

实验前的仪器准备：将JGW-B型实验台的电源联通，将刺激呈现器的连接线插头插到“反应时输出”插口， 反应时手键插入实验台被试侧面板左下方“手键”插口，将耳机查到声音输出设备的耳机插孔中。开启计时计数器单元电源，指示灯亮表示电源接通，计时器屏幕显示为0.000秒，正确次数和错误次数皆为零。“工作方式”选择为“反应时”，按下“声、光”选择键，即选择声刺激，同时调节左侧音量钮，使音量适宜。

（1）光的简单反应时的实验：1.被试坐到实验台前，主试作如下的提示语：这是一次反应时间测量实验，当你听到预备口令后，请你注视刺激呈现窗口，当你看到光刺激，就迅速按反应键，要求又准又快。不许提前按键，如果提前按键，则有一个声音提示，那此组反应时测量作废，重新开一组，若刺激呈现四秒仍未反应，此组测量也作废，并重开一组。并要求被试将左手食指放到红色按键上方作按键状。 2.被试进入学习准备阶段。主试将实验台的“测试、学习”键拨到“测试”一侧，同时按下“简单反应时”键，先练一个单元，每个单元为20次，其中2次为侦察刺激。不能让被试进行过多的练习，以免发生练习效应。3.被试进行正式实验阶段。练习结束后“简单反应时”指示灯灭，主试按“复位”键，使计时计数器清零，再按“简单反应时”键指示灯亮，正式实验单元启动。被试按照实验要求完成实验。每完成一单元实验数据，被试休息2分钟之后进行下一组实验。本小组的记录人员将被试所作的实验数据进行记录。由于每单元实验中有2组侦查测试，所以，每完成一单元将得出18个数据。被试连续完成3个单元的实验方可结束实验，并在一旁的等候。

（2）声的简单反应时的实验：同光的简单反应时的实验。实验的提示语中的光刺激更正为声刺激，在学习阶段和正式实验阶段，按下“声、光”选择键时，即选择声刺激，其他的要求与光的简单反应时的实验要求一样。

（3）声的选择反应时的实验：1.被试坐到实验台前，主试作如下的提示语：这是一次反应时间测量实验，当你听到“预备”口令后，将听到刺激声，如果你认为是高音，就用食指按红键，如果认为是中音，就用中指按绿键，如果是低音，则用无名指按黄键。要求又准又快。不许提前按键，如果提前按键，则有一个声音提示，此组反应时测量作废，重新开一组，若刺激声呈现四秒仍未反应，此组测量也作废，并重开一组。并要求被试将手指按照主试的要求放在手柄上。 2. 被试进入学习准备阶段。主试将实验台的“测试、学习”键拨到“测试”一侧，同时按下“选择反应时”键，先练一个单元，每个单元为20次，其中2次为侦察刺激。不能让被试进行过多的练习，以免发生练习效应。与声光的简单反应时实验的实验要求基本一样。3. 被试进行正式实验阶段。练习结束后“选择反应时”指示灯灭，主试按“复位”键，使计时计数器清零，再按“选择反应时”键指示灯亮，正式实验单元启动。被试按照实验要求完成实验。每完成一单元实验数据，被试休息2分钟之后进行下一组实验。本小组的记录人员将被试所作的实验数据进行记录。由于每单元实验中有2组侦查测试，所以，每完成一单元将得出18个数据。被试连续完成3个单元的实验方可结束实验，并在一旁的等候。

（4）光的选择反应时的实验：同光的选择反应时的实验。实验的提示语中的声刺激更正为光刺激，对应的高音、中音、低音对应改变为光的红色、绿色、黄色。在学习阶段和正式实验阶段，按下“声、光”选择键时，即选择光刺激，其他的要求与声的选择反应时的实验要求一样。

因为本实验的被试的人数有限，所以实行被试间和被试内混合设计的方法。为了尽可能的降低被试的更换所带来的实验误差,所以，必须对两个被试的实验顺序进行合理的安排。实验顺序如下：被试A进行光的简单反应时的实验→被试B进行声的选择反应时的实验→被试B进行光的简单反应时的实验→被试A进行声的简单反应时的实验。

3.结果和分析

本研究有两个因变量，故将两变量分开进行处理。对于记录者所记录的结果，通过EXCEL进行数据的分析和处理，所得出的图表如下：

3.1  计算个人视觉与听觉简单反应时的平均数及标准差

平均数                         167.7                           168.4

3.2  计算个人视觉与听觉选择反应时的平均数及标准差

平均数                          375                             527.9

在实验数据的统计之前，我们首先对数据的误差进行了分析，剔除了极端的数据(特别是反应时间少于100毫秒的预判现象)，为了保证实验数据的可信度，我们通过对比全班所有的数据，认为我们的数据是具有代表性的。

将所得的数据用平均数和方差分析可得（1）视觉的简单反应时的平均时间是167.7毫秒，标准差是24；（2）听觉的简单反应时的平均时间是 168.4毫秒，方差是27.4；（3）视觉的选择反应时的平均时间是375毫秒，方差是87.3；（4）听觉的选择反应时的平均时间是527.9毫秒，方差是181.7。通过对比（1）（2）和（3）（4）可知：简单反应时比选择反应时要快大约200毫秒左右，并且在波动方面没有较大的差异，都普遍较小。通过对比（1）（3）和（2）（4）可知：视觉的反应时明显低于听觉的反应时，而且在波动方面视觉反应时间的波动明显低于听觉反应时间的波动。前者和假设基本相同，基本验证了假设的正确性；而后者和假设有较大的不同。

4.讨论

本实验中有两个自变量，每个自变量又有两个水平，所以本实验设计成了2×2的研究，鉴于被试的数量有限，所以本实验使用了被时间和被试内混合设计的方法，为了尽可能的降低由于被试的改变带来的实验的偏差，所以就要求合理分配被试来完成实验。

本实验建立以下的分配：被试A进行光的简单反应时的实验→被试B进行声的选择反应时的实验→被试B进行光的选择反应时的实验→被试A进行声的简单反应时的实验。这样对于研究简单反应时和选择反应时来看，由于被试A完成的是简单反应时，而被试B完成的是选择反应时，所以必然有个体的差异；对于研究视觉反应时和听觉反应时来看，虽然A和B由于视觉的和听觉的都作了，但是由于在另一个自变量上两被试作了两个不同方面，所以在研究视觉和听觉的反应时的差异性时，也会不可避免的出现两个自变量相互影响的现象。但是由于被试数目和实验条件的约束，将此实验进行这样的设计的确是对有限的实验条件的最优化的设计。

在正式实验开始之前，主试一般都要求被试先进行一段学习，然后在进行正式的实验。在被试学习准备阶段时，给被试呈现的声或者光的刺激只能是一个单元，每个单元中有20个刺激，但是其中有2个侦查刺激，被试在学习阶段的时候必须严格按照主试的要求进行，不能有错误出现，如果连续两个单元的学习实验中出现错误，那么应该及时的更换被试，原被试不适合做本实验。主试在实验中必须严格控制被试的学习的次数，否则会出现练习效应，国外有实验证明练习对反应时有显著性的影响。另外，每完成1单元的正式实验，被试要休息2分钟左右，以消除疲劳效应，国内外都有实验表明疲劳会严重的升高反应时，因此，控制好这些无关变量是相当的重要。

在正式的数据分析之前，我们一般都要将极端数据进行剔除。一般剔除的数据都是小于100毫秒的和大于3000毫秒的。由于人的“生物墙”的作用，所谓“生物墙”即是被试反应时存在一个无法跨越的时间界限，“生物墙”来源于人类感官、脑及肌肉工作特性的限制。我们所获得简单反应时是感官换能、神经传导、大脑加工和肌肉运动的时间总和。而外周神经的传导速度最多也不过每秒100米，因此，如果出现了100毫秒以下的反应时间，可以十分肯定的说是被试的预判。对于大于3000毫秒的反应时间，用平时的经验可以知道，被试肯定没有集中精力完成主试的要求，对于这样的数据我们也必须剔除掉，以保证实验数据的真实可靠。

通过分析实验数据可以得出：简单反应时明显快于选择反应时，这是十分符合我们假设，也是十分符合我们的经验的。我们通过心理学的知识可以对其进行合理的解释，这主要是依靠生理心理学和认知心理学的思想。选择反应的作出所需要的心智活动远比简单反应所需要的心智活动多，其中选择反应时包括了被试的识别和选择活动所需要的时间，而简单反应时不包括这些时间。因此，选择反应神经活动需要的更多，故选择反应时要比简单反应时慢得多，有关研究表明二选一的选择反应时比简单反应时时长约为70毫秒，这便是辨别和选择所需要的时间。

对于简单反应时和选择反应时的应用，主要在飞行员的选拔和运动员的训练方面。飞行员在飞行活动中，既要操控飞机的航行，又要操控武器的使用，这必然会考验飞行员的反应时，要是飞行员在极短的时间内做出如此多和复杂的反应，必然在飞行员的选拔中使用到选择反应时的相关理论；而运动员，特别是短跑的运动员，起跑对于他们来说是十分的重要，一般谁掌握了先机谁就掌握了主动，所以，在平时的训练中，教练要特别的训练运动员的起跑，这就要参照简单反应时的理论了。

同样，我们分析实验数据可以得出，视觉的反应时明显短于听觉的反应时，而通过前言中的经典理论我们可以得知，听觉的反应时应该短于视觉的反应时才对，这里的实验结论却与经典理论相违背，这被迫使我们在重新审视一下这个实验的流程。实验的主要的不足在于被试的分配，而综合全班的数据可以得知，我们的被试的实验数据和全班的数据基本上吻合，也就是说在被试的安排上，通过全班数据的校正，是应该没问题的，让我们在重新审视一下实验流程，实验流程和原来心理学家们的方法基本相同或者更准确的说是相似，流程应该是可以接受时间的考验的。最后，我们只能把实验中出现的实验偏差“归罪”于实验仪器的不精确性，在视觉和听觉的测试时，听觉测试是戴着耳麦的，也就是说当计时仪器开始计时时，声音从仪器传出，经过耳麦还没有到达人的耳朵里，更不用说产生什么听觉了，而在视觉的测试中，产生视觉的光线直接在仪器中传出，不需要借助任何外在工具了，也就是说，视觉测试中显示的反应时和真实的反应时大体相当，而听觉测试中的显示的反应时和真实的反应时相差较大，甚至说对于反应时这么短的时间来说是毁灭性的。

通过分析原始数据可以得出，由于实验每20组组成一单元，一单元中有2次侦查测试，我们观察每次侦查测试后的实验数据可以发现每次侦查测试之后的反应时都会明显的增长，通过分析我们可以知道，由于每次的侦查测试只有准备而无刺激，这必然会降低被试的敏感度，也就是说被试在侦查测试之后的那一次实验中对刺激变得不如原来敏感了，进而使那次实验的反应时明显的高于前几次的，之后的实验中，敏感性又升高了，进而反应时又降低了，又回到了平均水平。

对于数据的波动性问题，简单反应时和选择反应时没有明显的区别，而视觉的反应时和听觉的反应时的区别较大，实验数据及其统计的结果表明：视觉的反应时的波动性较低，而听觉的反应时的波动性更高。这是不是就具有普遍代表性的意义呢？通过查阅前人的研究发现，这其实并不具有普遍的代表性。这主要取决于实验材料的难易程度。在本实验中，颜色呈现红色、绿色、黄色，而声音则呈现低音、中音、高音。一般的被试都没有受过专业的音乐训练，分辨低、中、高音有些困难，必须通过实验前的学习才可获得这种分辨的能力，而对于颜色来说，普通的正常人（不是色盲和色弱）对于颜色的习得已经不是一会半会的问题了，从出生到现在无时不是在辨别颜色。对于我们所不熟悉的东西，我们的判断力会有明显的下降，故本实验中听觉的波动性更大一些。因而，实验材料的差异造就了波动的差异。其实，更深层次来讲，还是练习效应对实验的影响，只不过这里的练习并不是在实验中进行的，而是在自己的生活中产生的。

对于未来反应时研究的方向，我更倾向于是测量方法的更新，而不是测量工具的升级。对于测量工具来说，它永远会产生系统误差，这是不可能消除的。只有在测量的方法上进行革新,才有可能将系统误差消除。从减数法到后来的加因素法，都是在测量法上的革新。它们的基本思想是通过抵消起相同作用的时间，从而得出难以测量的反应时。另外，反应时的研究热门也趋向在于研究内隐学习的反应时，也即是序列反应时，这成为了认知心理学的热门研究，必然成为这个心理学领域研究反应时的热门领域。

5.结论

通过上述实验数据的研究，我们可以得出简单反应时比三选一的选择反应时快200到300毫秒，听觉的反应时和视觉的反应时的关系由于实验仪器的关系没有得出准确的关系。

6.参考文献

黄希庭（2007）.《心理学导论》.人民教育出版社

郭秀艳(2004).《实验心理学》.人民教育出版社

张敏强（2002）《教育与心理统计学》.人民教育出版社

闫巩固. 反应时、信息加工和g. 心理科学1995，16

刘学勇. 浅谈简单反应时测定实验的改进 新疆师范大学学报 2003.6，2（22）

叶文博. 人视觉反应时的性别差异及分析 心理科学1998，22

7.附录

附录1 视觉的简单反应时的原始数据

附录2 听觉的简单反应时的原始数据

附录3 视觉的选择反应时的原始数据

附录4 听觉的选择反应时的原始数据