Лабораторная работа 1 измерение времени реакции человека. Профессиональные важные качества: время реакции. Краткое описание установки

Лабораторная работа 1 измерение времени реакции человека. Профессиональные важные качества: время реакции. Краткое описание установки

Цель работы - определение времени реакции человека. Ознакомление со статистической обработкой результатов измерений.

Приборы и принадлежности : измерительная система ИСМ - 1, выносной пульт - кнопка.

Введение Обработка результатов прямых физических измерений

Физические измерения, проводимые достаточно точными измерительными приборами, дают значения, отличные от истинного значения измеряемой величины. Причем отклонения, как в большую, так и в меньшую сторону равновероятны. Точность измерения в случае небольшой серии испытаний позволяет оценить метод Стьюдента. За погрешность измерений принимается полуширина доверительного интервала по формуле

г
де τ (α,n ) - коэффициент Стьюдента для п измерений при доверительной вероятности α (таблица коэффициентов Стьюдента приведена в приложении в конце настоящего сборника), < x > - среднее арифметическое измеряемой величины

где п - количество измерений.

Результат измерений необходимо представить в стандартном виде

при α = 0,95.

Краткое описание установки

Для измерения промежутков времени в лаборатории механики используется измерительная система ИСМ - 1, которая имеет достаточно широкий набор выполняемых функций:

Измерение временных интервалов между различными событиями, в том числе с применением фотодатчиков;

    измерение времени запаздывания и разности фаз колебаний;

    управление исполнительными устройствами;

    электропитание двигателя или других устройств постоянным или переменным напряжением.

Органы управления системой размещены на передней панели модуля ИСМ-1 (рис. 1).

В данной работе потребуются следующие органы управления:

1 - индикатор, отражающий время события в секундах или миллисекундах, в зависимости от положения переключателя 2;

3 - индикаторы включения соответствующих датчиков;

4 - переключатель количества измеряемых циклов;

5 - переключатель циклического или однократного измерения промежутка времени;

6 - кнопка ручного включения/выключения измерителя времени; 7 - кнопка приведения прибора в состояние готовности (сброс);

8 - переключатель полярности источника питания прибора (в данной работе должен стоять в верхнем или нижнем положении);

9 - включатель гироскопа;

10 - включатель прибора.

Порядок выполнения лабораторной работы

1. Подключите выносной пульт-кнопку к разъему №1, расположенному на задней стенке прибора.

2. Поставьте органы управления прибором в соответствующие положения: а) переключатель количества измеряемых циклов 4 - ":1"; б) переключатель циклического или однократного измерения 5- "ОДНОКР"; в) включатель гироскопа 9 - в среднее положение.

3. Включите питание прибора.

    Подготовьте прибор к измерению промежутков времени: нажмите кнопку 7 "ГОТОВ".

    Один студент берет в руки выносной пульт - кнопку, а другой нажимает кнопку ручного запуска измерителя времени 6.

    Первый студент, услышав звуковой сигнал включения измерителя, нажимает кнопку выносного пульта. На индикаторе высвечивается время реакции первого студента на звуковой сигнал.

    Время реакции занесите в таблицу. Повторите измерение времени реакции человека по пп.4 - 7 пять-семь раз.

t i

t i - < t >

( t i - < t > ) 2

8. Рассчитайте среднее время реакции человека по формуле:

где n - количество измерений.

9. Рассчитайте абсолютную погрешность Δ t измерения по формуле:

где τ(α,п) - коэффициент Стьюдента, зависящий от надежности α и количества измерений п (см. приложение в конце сборника).

1
0. Рассчитайте относительную погрешность измерения по формуле

11. Запишите результат измерений в стандартном виде

, с
при α = 0,95.

38 ИССЛЕДОВАНИЕ ВРЕМЕНИ РЕАКЦИИ

Реакция представляет собой ответ организма на внешний или внутренний раздражитель. Время реакции – это интервал времени от начала действия раздражителя до возникновения на него ответной реакции организма.

Физиологи З. Экснер и Ф. Дондерс первыми начали измерять время с помощью психических компонентов реакции. З. Экснер измерял элементарные психические реакции поэтапно: сначала слуховые, потом зрительные и кожные.

Особенности измерения примитивной реакции исследовались им в зависимости от возраста испытуемых, от насыщенности раздражителей, воздействия утомления, действия алкоголя и т. д. Именно в трудах З. Экснера возник термин «время реакции».

В то время как З. Экснер изучал определение времени нервного возбуждения на разнообразных участках рефлекторной дуги, другой физиолог, Ф. Дондерс, перешел к измерению непосредственно психического звена единой реакции. Им было определено, что продолжительность психического компонента реакции не превосходит 1/10 с, для уточнения результата Ф. Дон-дерсом были введены такие термины, как акт различения и акт выбора, что позволяло подсчитывать время реакции более точно.

Существуют два способа изучения времени реакций.

1. Измерение времени элементарной психической реакции.

Психическая реакция представляет собой примитивную сенсомоторную реакцию на тот или иной конкретный раздражитель. Время реакции сформировывается из:

1) латентного (скрытого) периода;

2) задержек протекания психических процессов в зависимости от личностных особенностей у испытуемых. Границы задержек для светового раздражителя составляют 180–200 мс, для звукового – 150–180 мс. Необходимые приборы: измеритель четко идущих друг за другом реакций, конструкция для подачи световых и звуковых сигналов.

Проведение исследования. Испытуемый располагается непосредственно перед прибором, держа палец на кнопке. Предоставляется инструкция: «При появлении звукового или светового сигнала мгновенно нажимайте на кнопку».

2. Стадии исследования:

1) обстановка полной тишины и психофизиологического покоя испытуемого;

2) абстрагирование испытуемого посредством образования сознательных помех при выполнении сенсомоторных реакций.

Каждый этап обследования включает выполнение испытуемым по 10 сенсомоторных реакций – на звуковой и световой раздражители с интервалом 3–5 с. Предварительно дается команда: «Внимание!» Производится фиксация времени реакций на каждый раздражитель. После предоставляется вторая серия раздражителей, но уже в условиях создания помех – шумов и звуков различной природы. Также осуществляется фиксация времени реакций.

Из книги Преобразующие диалоги автора Флемминг Фанч

Семантические реакции Попросту говоря, семантическая реакция - это когда кто-то реагирует на что-то, воспринимая его не таким, как есть, а таким, каким оно "должно" быть.Если человек не совсем замечает и не принимает то, что действительно происходит в настоящем, а

Из книги Руководство по системной поведенченской психотерапии автора Курпатов Андрей Владимирович

3. Вегетативные реакции А. Психический механизмВегетативная нервная система имеет два отдела-антагониста (симпатический и парасимпатический) и является механизмом эффекторной психически опосредованной активности. Симпатическая нервная система призвана обеспечить

Из книги Пробуждение: преодоление препятствий к реализации возможностей человека автора Тарт Чарльз

ФОРМИРОВАНИЕ РЕАКЦИИ Формирование реакции и защитные механизмы, которые будут обсуждаться далее, это более сильные проявления того сна наяву, которым является согласованный транс, поскольку они связаны с блокировкой и искажением нашего обычного сознания, не говоря

Из книги Измените своё мышление– и воспользуйтесь результатами. Новейшие субмодальные вмешательства НЛП автора Андреас Коннира

Неприятные реакции Когда вы используете этот метод при работе с реакциями, связанными с удовольствием - желанием пищи, секса, курения и т. п. - вам обычно нетрудно заставить человека усилить реакцию. Когда вы используете это с реакциями, которые человеку не нравятся, это

Из книги Здравый смысл врет [Почему не надо слушать свой внутренний голос] автора Уоттс Дункан

От прогноза к реакции Даже если высшее руководство в качестве своей первоочередной задачи действительно определит стратегический менеджмент, как предлагал Рейнор, не факт, что это сработает. Рассмотрим пример Хьюстонской компании нефтепромыслового оборудования,

Из книги Самоучитель по психологии автора Образцова Людмила Николаевна

Физиологические реакции Мы упомянули чуть выше, что эмоциональная реакция помимо психического компонента (переживание, отношение) включает и физиологический. Любая эмоция активирует нервную систему, а это запускает определенные изменения в работе эндокринной

Из книги Психология любви автора Ильин Евгений Павлович

7.6. Реакции ревности Стоит только человеку представить, что его возлюбленный встречается не с ним, а с кем-то другим, как он начинает испытывать невыносимую душевную боль. В такие моменты человека пронизывает мысль, что он навсегда лишился чего-то очень ценного, что его

Из книги Когнитивная психотерапия расстройств личности автора Бек Аарон

Реакции психотерапевта Психотерапевты могут испытывать значительную фрустрацию с избегающими пациентами, так как обычно психотерапия движется очень медленно. Нередко весьма затруднительно даже просто удержать избегающих пациентов на психотерапии, так как их

Из книги Как общаться с пользой и получать от этого удовольствие автора Гуммессон Элизабет

Фаза реакции Как только вы готовы принять информацию умом (вы уже понимаете, что она реальна) и вербально (готовы говорить о произошедшем), начинается фаза реакции. Вы реагируете на то, что случилось. Это не означает, что вы готовы принять сам факт случившегося, а только то,

Из книги Психиатрия войн и катастроф [Учебное пособие] автора Шамрей Владислав Казимирович

4.6. Патохарактерологические реакции Патохарактерологические реакции – реактивные состояния, проявляющиеся преимущественно преходящими нарушениями поведения и ведущие к социально-психологической дезадаптации. Согласно А. Е. Личко (1977), патологическая личностная

Из книги Оксфордское руководство по психиатрии автора Гельдер Майкл

Из книги АГОНИЯ ПАТРИАРХАТА автора Наранхо Клаудио

Из книги Избавление от всех болезней. Уроки любви к себе автора Тарасов Евгений Александрович

Из книги Как контролировать себя и других автора Лонг Питер

4.1. Понимание реакции Первый метод диктует нам то, что стоит сделать, как только вы почувствовали прилив эмоции. В такие моменты очень эффективным будет сказать себе мысленно или вслух имя этого чувства. Узнать ее – эту эмоцию. Произнести: «Страх», или «Зависть», или

Из книги Сказать жизни - Да автора Франкл Виктор

Первые реакции Так рушились иллюзии, одна за другой. И тогда явилось нечто неожиданное: черный юмор. Мы ведь поняли, что нам уже нечего терять, кроме этого до смешного голого тела. Еще под душем мы стали обмениваться шутливыми (или претендующими на это) замечаниями, чтобы

Из книги Код уверенности [Почему умные люди бывают не уверены в себе и как это исправить] автора Келси Роберт

3. Реакции Изменить установку явно недостаточно. В конце концов, очень просто делать пустые заявления, полные намерения и желания расти. Намного сложнее подкреплять их действиями на протяжении лет, приносящих невзгоды и разочарования, которые наполняют новой силой наши

На одном из уроков физики, при изучении материала о равноускоренном движении тел, прозвучал вопрос учителя: «Хотите ли вы узнать, как можно измерить свое время реакции на какой-либо сигнал? Если да, то в этом могут помочь знания физики по теме: «Свободное падение тел»»

Метод измерения времени реакции человека меня удивил и заинтересовал. Во-первых, простотой, это нетрудно сделать обыкновенной линейкой. Во-вторых, важностью знания о нем. К примеру, время реакции является одним из важных критериев отбора водителей, операторов, летчиков, космонавтов и людей других профессий. Любого человека и дома, и на работе, и на улице в любую минуту могут встретить опасности, тогда его здоровье будет напрямую зависеть от его быстроты реакции.

Думаю, что после такой информации у многих подростков стоящих на пути выбора профессии (как и у меня) возникают вопросы: «Чему равно время реакции у меня? От чего оно зависит? Можно ли натренировать себя, чтобы улучшить неудовлетворительный результат? Смогу ли я быть водителем, летчиком или оператором на атомной электростанции?

Целью моей работы является проведение исследований и диагностика времени реакции у подростков и взрослых.

Перед собой я поставил следующие задачи:

Изучить литературу о времени реакции человека;

Изготовить физический прибор для измерения времени реакции человека;

Провести эксперименты и проанализировать их результаты;

Предложить способы улучшения неудовлетворительных результатов.

Для создания физического прибора по исследованию быстроты реакции я воспользовался теоретическим материалом учебника физики 9 класса. А также интересные сведения о быстроте реакции человека почерпнуты мной из Интернета.

1. О времени реакции человека. Физика свободного падения тел

1. 1 Что такое быстрота реакции человека

Быстрота реакции является одним из основных качеств живого организма. Очень важно быстро реагировать на внешние раздражающие воздействия, потому что среди них могут быть опасные или даже смертельные.

Время реакции является одним из главнейших качеств, определяющих результат соревнования, конкурса. Если на ринге или в зале от этого зависит ваша победа, то на улице на карту зачастую ставятся жизнь и здоровье. Очень важно правильно и быстро реагировать на действия противника, потому что среди них нередко бывают действия, калечащие живой организм или связанные с угрозой для жизни.

Время реакции человека определяется работой нервной системы. Информация проносится через мозг и тело по нервам, словно крохотные электрические искорки по проводам. В мозг сигналы поступают от глаз, ушей и других органов чувств. А мозг решает, как поступить. Затем посылает двигательные сигналы мышцам.

Пусть речь идет о реакции человека на летящий в него кирпич, глаз передает сигнал о быстром движении не только в отделы головного мозга, где они обрабатываются (и мы понимаем: “летит кирпич”), но и по специальным нервным путям - к мышцам, что обеспечивает быструю реакцию избегания, например, отпрыгивания.

Следовательно, время реакции – это протяженность от начала сигнала до реакции организма человека на этот сигнал. У человека среднее время реакции на визуальный сигнал составляет: 0,1-0,3 секунды.

Когда человек реагирует на очень сильное раздражение, опасное для жизни, например, когда отдергивает руку от горячей печки, осуществляется простой рефлекс, в котором головной мозг не участвует. От рецептора сигнал по нервному волокну идет в спинной мозг и затем сразу к мышце, проходя всего по трем нервным клеткам - чувствительному нейрону, вставочному нейрону в спинном мозге и двигательному нейрону. Скорость нервного импульса по отросткам нервных клеток здесь - несколько десятков метров в секунду.

Нужно отметить, что мы сначала отдергиваем руку, а затем чувствуем боль. Это связано с тем, что от болевых рецепторов в мозг сигнал идет по нервным волокнам другого типа с меньшей скоростью 0,5-2 м/с.

1. 2. Можно ли улучшить время реакции?

От начала действия раздражителя до момента реакции всегда проходит определенное время, после чего включаются мышечные механизмы ответного действия, быстрота которых уже зависит от скорости движений тела.

Двигательные реакции должны осуществляться на уровне условных рефлексов, а для этого необходима серьезная тренировка.

Известно, что подсознательная реакция, связанная с правым полушарием головного мозга, намного быстрее сознательной, связанной с левым полушарием. Логично предположить, что именно в подсознании должны быть заложены ответные действия на определенный раздражитель. А это достигается путем многократного повторения движений на тренировках. Всего нужно набрать около 5-10 тыс. повторений, причем за раз не имеет смысла делать более 300 повторений. 300 цифра достаточно большая, в основном получается не более 200 движений за тренировку, тогда выходит, что для подсознательного усвоения двигательного шаблона требуется в идеале около двух месяцев.

Например, профессор Джоселин Фауберт (Jocelyn Faubert) и докторант Дэвид Тинжаст (David Tinjust) решили научить спортсменов - футболистов, хоккеистов и теннисистов концентрировать своё внимание сразу на нескольких объектах. В результате выяснилось, что спортсмены способны одновременно «поглощать» больше информации и, соответственно, использовать её продуктивнее – прогресс составляет в среднем 53%.

Если речь идет о реакции при игре в теннис, то постепенное улучшение реакции связано с формированием стереотипных рефлексов, позволяющих реагировать без участия коры больших полушарий (без размышления), и, главное, такие реакции осуществляются без обратной связи, то есть не происходит постоянной корректировки движения. А когда мы только учимся делать новое движение, идет сложное взаимодействие: мышце подается сигнал о действии, от нее обратно поступает сигнал о результате действия, и идет корректировка, т. е. мышца движется под постоянным контролем, на что требуется много времени. Во всех этих процессах участвуют разные области мозжечка и некоторые другие структуры головного мозга.

Нужно научиться реагировать на раздражители, предшествующие опасному действию. Например, следует реагировать не на сам удар, а на подготовку к нему - ведь прежде чем ударить, противник обязательно посмотрит на цель, сменит позу, напряжет мышцы, вдохнет. Времени более чем достаточно. Нужно только выработать условный рефлекс, заложить в подсознание новый раздражитель и ответную реакцию на него.

1. 3. Свободное падение тел

Свободным падением называется движение тела под действием силы тяжести. Поскольку сила тяжести, действующая на каждое тело вблизи поверхности земли, постоянна, то свободно падающее тело должно двигаться с постоянным ускорением, т. е. равноускоренно (это вытекает из второго закона Ньютона).

Особенностью свободного падения является то, что все тела в данном месте земли падают с одинаковым ускорением. Это ускорение называется ускорением свободного падения. Её принято обозначать буквой g (первой буквой латинского слова gravitas (гравитас), что означает «тяжесть».

Существуют разные способы, позволяющие определить величину g с большой точностью (например, до 0,00001 м/с2). Но при решении задач школьного курса физики, где не требуется высокой точности результата, обычно используют значение 9,8 м/с2 или даже 10 м/с2.

Так как в нашем примере движение свободно падающего тела представляет собой равноускоренное движение без начальной скорости, то перемещения рассчитываются по формуле: s = g t2 / 2 или h = g t2 / 2 (т. е s = h).

2. Исследование времени реакции человека.

2. 1. Создание измерительного прибора

Идея изготовления измерительного прибора проста: если позволить вертикально расположенной линейке падать свободно (например, разжав державшие ее за верхний конец пальцы), то она будет двигаться вниз равноускоренно с ускорением g (ускорение свободного падения).

Если сразу же линейку поймать, то по участку h между пальцами – отметками, где мы ее держали и где поймали, - можно судить о том, сколько времени t она падала. Это время и будет равно времени реакции человека.

Из формулы пути пройденного телом при свободном падении выразим время падения: h = g t2 / 2, t2 = 2h / g, (1)

По справочнику находим значение ускорения свободного падения с точностью до сотой: g = 9,81 м/с2 или g = 981 см/с2. Это значение подставим формулу (1) и получим выражение: (2)

Применяя математические правила округления десятичных дробей, округлим числовой коэффициент до стотысячных.

Получим: (3)

В формулу (3) вместо h будем подставлять значения 1см, 2см, 3 см, 50 см. Результаты расчетов времени округляем до трех значащих цифр и вносим их в таблицу.

В соответствии с табличными данными градуируем линейку, нанося время рядом с сантиметровыми делениями. Получаем прибор для измерения времени реакции человека. Точность измерений будет составлять до одной тысячной доли.

Этим прибором можно воспользоваться для определения биологического возраста. Так в журнале «СамаЯ» приводится тест из четырех небольших испытаний по определению примерного биологического возраста. .

Результаты измерений вносим в таблицу. У испытуемых (учащихся 9-11 классов) вносились в таблицу сведения о посещении спортивных секций, а также их интерес к будущей профессии.

У человека среднее время реакции на визуальный сигнал составляет: 0,1- 0,3 секунды. Измерения показали, что у всех обследованных подростков результат времени реакции - удовлетворительный.

Чтобы выявить зависимость результатов времени реакции от утомляемости человека, эксперименты были проведены после первого урока (это время считается, что организм ученика уже проснулся и потому любые мониторинги в школе проводят вторым уроком), а затем в конце учебного дня (после шестого урока).

Исследования показали, что у большинства учащихся время реакции повысилось, т. е. проявляется заторможенность действий. Приложение 10.

Полностью подтверждается мнение о том, что у подростков, занимающихся спортом, посещающих спортивные секции по волейболу, баскетболу, время реакции лучше, чем у ребят, не интересующихся спортивными играми.

Были проведены измерения с людьми разных профессий (педагогами и другими работниками школы), чтобы убедиться в том, что профессиональные навыки влияют на время реакции человека. Им были заданы два вопроса: «Занимаетесь ли регулярно спортом? Водите ли Вы автомобиль?»

Результат исследований таков: у мужчин и женщин, занимающихся спортом и имеющих постоянный опыт вождения машины, результат времени реакции лучше. У людей, не занимающихся спортом и не имеющих навыки вождения, - время реакции хуже.

Из 34 обследованных подростков 7 человек планируют выбрать профессии, связанные с риском. . Им даны рекомендации для улучшения быстроты реакции.

Еще раз повторюсь, что двигательные реакции должны осуществляться на уровне условных рефлексов, а для этого необходима серьезная тренировка. Поэтому самый главный совет, вытекающий и анализа исследований: жить – со спортом дружить.

Очень эффективны по развитию быстроты реакции спортивные эстафеты, где сигнал в мозг поступает через осязание. То есть, надо как можно быстрее приступить к действию после того, как только предыдущий игрок коснется тебя.

Участникам эксперимента были предложены две игры, развивающие быстроту реакций на раздражитель.

Игра №1: «Летают - не летают». В этой игре сигнал в мозг поступает через орган слуха – уши.

Ведущий игрокам говорит и при этом машет руками: «гуси летают». Игроки, услышав название птицы, кричат «да» и машут руками. Ведущий вновь машет руками и кричит: «лягушки летают». Игроки должны отвечать «нет» и не махать руками. Кто ошибся, у него забирается фант. Ведущий несколько раз подряд может называть птиц, либо, наоборот, других нелетающих зверей.

Игра №2: «Хлопушки», сигнал в мозг поступают через органы зрения – глаза. Первый партнер становится и располагает открытую ладонь так, чтобы второму было удобно по ней бить. Например, становится боком ко второму, открытую ладонь держит перед собой. Второй партнер бьет по ладони первого в произвольные моменты времени. Задача первого - убрать ладонь, задача второго - попасть. Можно вести счет. Затем партнеры меняются.

Принцип, заложенный в этой игре, можно перенести на другие технические действия, например, на подсечки и уходы от ударов ног по нижнему уровню.

Заключение

Познакомившись с информацией из Интернета и из книжных источников, я глубже осознал вопрос о том, что скорость реакции человека определяется работой нервной системы.

Информация проносится через мозг и тело по нервам, словно крохотные электрические искорки по проводам. В мозг сигналы поступают от глаз, ушей и других органов чувств. А мозг решает, как поступить. Затем посылает двигательные сигналы мышцам. У человека среднее время реакции на визуальный сигнал составляет 0,1- 0,3 секунды.

Применив физическую теорию о свободном падении тел, создал простейший прибор для измерения времени реакции человека из обычной ученической линейки. (Примечание: использовал линейку длиной 50 см).

Анализ проведенных измерений привел к следующим выводам:

✓ время реакции подростка зависит от его тренированности (т. е. часто ли занимается спортивными упражнениями);

✓ время реакции зависит от утомляемости (т. е. к вечеру появляется заторможенность действий);

✓ люди, работающие на транспорте и занимающиеся спортом, имеют хороший результат быстроты реакции на раздражитель.

В моей работе подобраны советы и игры, направленные на улучшение времени реакции человека, которыми могут воспользоваться подростки, имеющие склонность к профессии, где время реакции является одним из важных критериев отбора, а также организаторы досуга детей.

Практическую ценность своей работы вижу в том, что каждый подросток, узнав свое время реакции, осознает необходимость улучшения результата, будет работать над собой и, возможно, это повлияет на выбор профессии.

И дома, и в школе, и на улице - в любую минуту подросток сможет уберечь себя от опасного для жизни воздействия.

В дальнейшем планирую исследовать зависимость времени реакции на раздражитель от темперамента человека.

В 20-е годы имели место широкие дебаты по поводу того, измеряют ли тесты силы интеллекта и скорости умственных действий разные виды интеллекта или же примерно одно и то же. Тесты на скорость умственных действий содержали задания достаточно простые - почти любой испытуемый оказывался в состоянии выполнить их, имея достаточно времени. Тесты силы интеллекта, напротив, включали проблемы столь сложные, что многие участники не могли найти решения, даже располагая неограниченным временем. Практические результаты тестирования в основном подтверждали взгляд, согласно которому оба типа тестов измеряли примерно один и тот же тип интеллекта ; корреляция между результатами этих весьма отличных друг от друга видов тестов была весьма высока. Оценки результатов тестов, выполненных с ограничением времени, и тестов, когда испытуемым давалась возможность закончить решение задачи без ограничения времени, показали, что коэффициент корреляции между ними близок к единице.

В исследованиях Г.Айзенка и Д.Фурнье , эта проблема рассматривалась под несколько другим углом зрения. Было высказано мнение, что при тестировании интеллекта следует

принимать во внимание не количество набранных баллов, а характер решавшейся задачи, поскольку одно и то же количество баллов может быть набрано испытуемыми, которые выполнили, не выполнили или выполнили неверно совсем разные задания. Кроме того, помимо подсчета правильно решенных, нерешенных и неверно решенных задач, для каждой из них необходимо фиксировать время, прошедшее до получения решения или до отказа от дальнейших попыток. Если при этом время правильного выполнения заданий соотносилось с их трудностью, то можно было построить кривые (рис.5,А) или, используя логарифмы оценки времени решения, параллельные прямые (рис.5,Б), отражающие результаты тестирования. Сплошные линии соответствуют выполненным заданиям, курсивные - заданиям слишком трудным, от решения которых испытуемый отказался (при фиксации времени, затраченного на попытку решения). Анализ полученных данных выявил три основных фактора, характеризующих общий IQ: скорость умственных действий, настойчивость (время, которое испытуемый затрачивал на попытки решить трудную задачу) и ошибочность (тенденция испытуемого предлагать неверные решения).

Суммируя данные, отраженные на рис.5, можно предположить, что тесты силы интеллекта и скорости умственных действий на самом деле измеряют один и тот же тип интеллекта и что в качестве основного показателя следует рассматривать логарифм от времени, затрачиваемого испытуемым на выполнение заданий на том уровне трудности, при котором оказались решены 100% задач. Это говорит в пользу того, что скорость выполнения испытуемым простейших заданий может служить хорошим показателем интеллекта и что Ф.Гальтон был прав, предлагая использовать время реакции как характеристику биологического интеллекта.

Эта гипотеза была исследована и отвергнута К.Висслером , мнение которого воспринималось психологами как аксиома на протяжении последующих 65 лет, несмотря на явные пороки его работы: его измерения времени реакции были совершенно недостоверны; он не использовал тесты 1Q, а измерял показатели, не имеющие выраженной связи с интеллектом; группу испытуемых составляли

Рис. 5 . Время (А) и логарифм от величины времени (Б) принятия решения в зависимости от трудности задания

Рис. 6. Зависимость отношения количества информации к времени реакции для групп испытуемых с разным IQ (по В.Хику)

учащиеся, различия в интеллектуальных возможностях которых были столь невелики, что делали полученные результаты бессмысленными.

Только в последние годы возобновилось изучение связи IQ с временем реакции, что в значительной мере следует считать заслугой Е.Рота, который в своей работе использовал открытый В.Хиком закон для создания нового метода измерения времени реакции. Согласно закону Хика, если при исследовании времени реакции число выборов (1, 2, 4, 8 и т.д.) выразить в битах информации

Рис 7 . Структура интеллекта: Эрлангенская школа

путем логарифмирования по основанию 2, то, отложив их значения по оси абсцисс, а время реакции, измеренное в миллисекундах, - по оси ординат, получаем линейную зависимость между переменными. Е.Рот предположил, что угол наклона получаемых прямых окажется больше для испытуемых с низким IQ, и полученные им данные, отраженные на рис.6, как будто подтверждают эту гипотезу, хотя коэффициент корреляции составляет всего 0,39. Попытки воспроизведения эксперимента (например, ) показали действительное существование зависимости между интеллектом и временем реакции, как это предположил Е.Рот.

За новаторской работой Е.Рота последовали другие исследования: представителей немецкой Эрлангенской школы ( , , , , ) и других ученых ( , , , , , ).

Результаты работ Эрлангенской школы привели к созданию теоретической модели, основные положения которой отражены на рис.7. В ее основу легло хорошо известное положение о том, что сознание обладает ограниченной пропускной способностью для информации: оно способно обрабатывать лишь 16 бит в секунду, при том что количество сигналов, поступающих от сенсорных органов, составляет 10 10 . Информация от рецепторов поступает в краткосрочную, или рабочую, память, некоторая часть ее отбирается для хранения в долгосрочной памяти и используется в будущем для когнитивной деятельности.

Важность скорости умственных действий для эффективной когнитивной деятельности определяется тем, что она ограничивает число операций, осуществляемых с поступающей информацией одновременно. Она также ограничивает число операций, которые могут совершаться одновременно для обработки содержания долгосрочной или краткосрочной памяти. К тому же быстрое стирание следов стимула (иконическая память) делает особенно важной быструю обработку информации. Наконец, повторение и упорядочение (консолидация) информации требует времени, которое, таким образом, ограничивается для других когнитивных процессов. Поэтому даже совсем небольшие различия в скорости обработки информации могут иметь очень большие и важные последствия для решения когнитивных задач.

Суммируя основные эмпирические факты, полученные при изучении времени реакции, полезно остановиться на тех методах, которые применяются для его измерения. На рис.8 изображен прибор, сконструированный А.Йенсеном для этих целей. Испытуемый нажимает указательным пальцем центральную кнопку. При загорании одной из восьми лампочек, расположенных по периметру, нужно быстро переместить палец и нажать кнопку перед соответствующей лампочкой. При этом следует различать время реакции (ВР) и время движения (ВД): ВР - это время от поступления стимула до отпускания центральной кнопки, а ВД - время между отпусканием центральной кнопки и нажатием кнопки перед загоревшейся лампочкой. На приборе может измеряться простое время реакции, когда используется всего одна лампочка, а остальные заблокированы, а также время реакции выбора, когда используются два, или четыре, или все восемь стимулов, а неиспользуемые лампочки блокируются и не видны испытуемому.

Получаемые корреляции между временем реакции, измеренным различными методами, и IQ имеют довольно широкий разброс в зависимости от того, какие тесты IQ применяются (чаще всего векслеровская шкала интеллекта для взрослых или матрицы Равена), от того, какой уровень способностей тестируется в популяции, и от конкретных особенностей

Рис.8. Аппарат А.Йенсена для измерения времени реакции и времени движения

экспериментальной парадигмы. Некоторые исследователи использовали группы испытуемых, куда входили учащиеся с наиболее высокими значениями IQ и одновременно лица с задержкой развития, IQ которых наиболее низок; при этом получаемые корреляции неоправданно завышаются. Другие использовали только студенческие выборки, что излишне сужает границы исследуемой области. Результаты таких работ требуют корректировки с учетом этих обстоятельств, что, однако, не всегда делается; к тому же такая статистическая процедура может оказаться неприменимой, например, в случае тестирования лиц с задержкой развития, когда неясно, образуют ли их IQ нижнюю страту общего распределения или же подчиняются совсем другим закономерностям. Возможно, для обеспечения надежности результатов следовало бы исключить данные, полученные для испытуемых с задержкой развития, при исследованиях, направленных на выявление корреляции ВР и IQ в популяции.

Коэффициенты корреляции простого времени реакции обычно не превышают -0,20, а времени реакции выбора -0,30 или -0,40, как это имеет место для угла наклона графиков Хика. Изменчивость ВР (интра-индивидная изменчивость) имеет коэффициент корреляции между -0,40 и -0,50; эти оценки являются взвешенными для достаточно большого числа испытуемых в различных исследованиях и скорректированными по ограничению расхождений, но не учитывают влияние ошибок измерения. Корреляция времени реакции выбора и параметра g является функцией числа битов информации в наборе стимулов, возрастая с увеличением числа возможных выборов. Корреляция времени движения с IQ носит обратный характер.

Для иллюстрации вышеизложенного на рис.9 приведены графики для 60 одаренных и 72 не достигших этого уровня, но обладающих IQ выше среднего семиклассников; различие между группами статистически достоверно на уровне 0,001 применительно к ВР, ВД, углу наклона Хика и изменчивости. Коэффициент множественной корреляции между этими величинами равен 0,64 . Различия в коэффициентах корреляции между отдельными параметрами были бы более значительными, если бы не ограниченность различий в уровне интеллекта испытуемых.

Возникает вопрос: имеет ли отношение время реакции к центральному ядру интеллекта, измеряемому, например, первым, или общим, фактором, получаемым из интеркорреляции субтестов Векслера? Т.Хеммельгарн и Т.Келе нашли, что в группе из 59 обладавших высоким интеллектуальным уровнем учащихся начальной школы 12 субтестов коррелировали до такой степени отрицательно с наклоном Хика, что оказались нагружены на фактор g всей батареи тестов. Была выявлена зависимость индивидуальных различий в наклоне Хика с количеством баллов по каждому из субтестов, а хронологический возраст оказался исключен. Профиль этих 12 корреляций имеет коэффициент корреляции -0,83 с профилем нагрузки 12 субтестов на фактор g. Эти данные проливают достаточно яркий свет на природу связи между временем реакции и фактором g.

Другая статья, посвященная этому вопросу, основывается на анализе данных, полученных при проведении психологической программы в авиации США

Рис.9 . Время реакции и время движения у одаренных и не одаренных детей

во время второй мировой войны . По материалам программы была составлена матрица, отражающая корреляции между 65 переменными, входящими в 40 с лишним использовавшихся тестов. Как сообщил автору Р.Л.Торндайк, ему удалось составить на основании этой матрицы 6 батарей из 8 исследовательских тестов каждая, добавляя потом оставшиеся 17 тестов по одному в каждую из батарей; полученные батареи были подвергнуты факторному анализу, и для каждого теста и для каждой батареи была подсчитана g-нагрузка. Работа продемонстрировала стабильность g-нагрузки при включении данного теста в состав различных батарей, а также ее стабильность в значительной мере для разных батарей.

Особый интерес представляет тест 65, являющийся тестом-дискриминантом на время реакции. Его нагрузка на 6 батарей при факторном анализе составила 0,52; 0,55; 0,61; 0,59; 0,60 и 0,61, или в среднем 0,58. Это значение - второе по величине для всех 17 включавшихся в батареи тестов, лишь незначительно превышенное тестом на пространственную ориентацию, для которого средняя g-нагрузка составила 0,60. Факторная нагрузка теста времени реакции выбора превосходила таковую для тестов общей информированности, арифметических рассуждений, операций с цифрами, понимания прочитанного - тестов, представляющих собой хорошую меру оценки g. Таким образом, остается мало сомнений в независимости g-нагрузки конкретной используемой батареи.

Помимо тех параметров, которые были обсуждены выше, необходимо рассмотреть эксперименты, включавшие такие области, как минимальная степень суждения, кратковременная и долговременная память. Как пример исследования первого из них можно рассмотреть предложенную Г.Айзенком парадигму «третьего лишнего»: на приборе Йенсена загораются одновременно три лампочки - две рядом, третья на некотором расстоянии; она и есть «третий лишний», и испытуемый получает инструкцию нажимать соответствующую ей кнопку. Этот очень простой тест имеет коэффициент корреляции -0,60 с IQ. Эксперименты по делению времени реакции с учетом краткосрочной (С.Стернберг, ) или долговременной памяти (М.Познер, ) также обнаружили высокую корреляцию с уровнем интеллекта. Представляется, что усложнение заданий - от простого времени реакции через время реакции выбора к соответствующему парадигме Г.Айзенка эксперименту - приводит к росту зависимости с IQ, как и должно вытекать из предположения, что различия в скорости умственных действий кумулятивны.

Ясно теоретически и подтверждается эмпирически то обстоятельство, что по мере того как проблемы, связанные с временем реакции, усложняются, т.е. по мере вовлечения большего числа элементарных) когнитивных факторов требования к скорости различных npoцессов оказываются аддитивными или мультипликативными, и, таким образом, чем сложнее задание, тем лучший инструмент измерения интеллекта оно представляет. Самую нижнюю позицию занимает простое время реакции, реакции выбора имеет более высокую корреляцию в зависимости от количества используемой для выбора информации; парадигмы С.Стернберга, М.Познера и Г.Айзенка дают еще более высокую корреляцию. Представляется справедливым, что эксперименты с дискриминантным временем реакции дадут более точную оценку для g, и работы и подтверждают это. Авторами использовалась батарея из 10 тестов, включавшая матрицы Равена, тесты на словарный запас, на аналогии и т.д., для измерения g; кроме того, методами факторного анализа получены оценки вербальной, пространственной и сенсомоторной скорости.

Были использованы два задания на время реакции, в одном из которых, вербальном, использовалась процедура визуального поиска категории . При каждой попытке на экране высвечивались три названия аксиоматических категорий; на их запоминание отводилось 5 секунд. Затем испытуемому предъявлялись три слова, остававшиеся на экране до момента ответа или, если ответа не

поступало, в течение 5 секунд. Нужно было нажать на одну из трех кнопок в зависимости от положения нужного слова, единственного относившегося к одной из представленных ранее категорий. Подобное же задание было разработано для пространственных стимулов. Использовались стимулы двух уровней упорядоченности: последовательное появление цели и отвлекающего объекта или случайное. Первый эксперимент состоял из восьми двухчасовых занятий, второй - из пяти часовых, с целью изучения эффекта практики.

Как и можно было ожидать, последовательное появление цели имело меньшую корреляцию с фактором g, чем случайное, поскольку последнее требует вовлечения большего числа когнитивных процессов. Наиболее низкой корреляция была на первом занятии, сохраняя постоянный уровень на последующих. Все коэффициенты корреляции были положительны: наибольший (0,5-0,7) - для g, более низкие (0,2-0,3) - для характеристик вербальных и пространственных способностей, и минимальный (0,1-0,2) - для показателя скорости восприятия движения. Существует определенная вероятность того, что обследованная группа отличалась несколько менее выраженными различиями в способностях, чем это имело бы место для случайной выборки, но это не вполне ясно, да и возможные изменения дали бы минимальный эффект. Представляется несомненными, что дискриминантное время реакции имеет весьма высокую корреляцию с g.

Еще более сложные примеры когнитивной деятельности, требующие короткого ВР, представляют собой канцелярские задания такого типа, как применявшиеся Эрлангенской школой: сортировка карточек, называние серии из 20 букв, тест слежения, требующий от испытуемого упорядочения случайным образом разбросанных по листу бумаги чисел. Все эти тесты показывают весьма высокую корреляцию с тестами IQ .

Последним в этом обзоре исследований ВР мы упомянем изучение «времени инспекции»: под ним понимается минимальный промежуток, за который испытуемый может зафиксировать различие между двумя явно отличающимися по длине линиями . Две линии в течение краткого отрезка времени демонстрируются тахистоскопом, затем появляется иначе направленный маскирующий стимул. В качестве «времени инспекции» принимается то минимальное время, за которое испытуемый правильно определяет положение более длинной линии в 97,5% случаев. Пороговое значение значительно ниже для лиц с высоким уровнем интеллекта, чем для ограниченных испытуемых; аналогичный тест был разработан и для слуховой модальности. Как и большинство экспериментов для определения пороговых значений, данный тест требует значительного времени и преодоления трудностей с конструированием и использованием аппаратуры, в результате чего получаемые результаты варьируют в зависимости от того, кто проводит тестирование. Тем не менее обычно сообщается об успешном применении этой методики.

Можно предположить, что корреляция всех типов тестов ВР и измерений IQ должна зависеть от того, осуществляются ли последние с ограничением времени или без него. Это, однако, не соответствует действительности, как показали П.Вернон, С.Надор и Л.Кантор . Они нашли, что различия корреляции между результатами измерения ВР и IQ, определенным без ограничения времени, не носят статистически достоверного характера, то есть что тесты с ограничением времени и без такового характеризуют в целом одно и то же представление о факторе g.

Коэффициенты корреляции между ВР и IQ для различных тестов составляют от -0,3 до -0,6, и ясно, что любая комбинация наиболее удачных тестов даст значение коэффициента корреляции около -0,7 или даже выше для неселективных групп - значение, близкое к тому, которое имеет место для интеркорреляции различных тестов IQ. Таким образом, становится очевидным, что Ф.Гальтон был прав, предлагая использовать ВР для измерения интеллекта. Тесты ВР имеют неоспоримые преимущества: они гораздо

более фундаментальны, биологичны и независимы от влияния культуры, чем тесты IQ, неизбежно искажаемые культурными, образовательными и социоэкономическими факторами того или иного вида. Зависимости, обнаруженные в рассмотренных выше исследованиях, было бы очень трудно объяснить с позиций принципов А.Бине или триархической теории Р.Стернберга .

Практическая работа №1 Определение времени реакции человека Цель - страница №1/1

Практическая работа №1

Определение времени реакции человека
Цель : познакомиться с видами измерений и видами погрешностей, научиться их определять.

Задачи : 1. Определить время вашей реакции.

2. Вычислить случайную и относительную погрешности.

Оборудование : Ученическая линейка
Краткая теория

Время реакции человека, это время за которое человек реагирует на какой-то сигнал, раздражение. Для определения реакции человека будем использовать падение линейки из состояния покоя, т.е начальная скорость равна нулю. Из формулы пути при движении в поле тяготения H=g·t 2 /2, выразим время:

(1)

где H- высота падения, g- ускорение свободного падения- 9,8 м/с 2 , t- время реакции.

Физика устанавливает связь между величинами, и выражает ее в виде формул, которые показывают, как числовые значения одних величин могут быть найдены по числовым значениям других. Соответственно измерения делятся на прямые и косвенные. Прямые измерения производятся с помощью приборов, которые измеряют непосредственно саму величину: длина при помощи линейки, время при помощи секундомера, скорость – спидометра. Эти же величины можно измерить путем перерасчета других величин, и это уже будут косвенные измерения.

Точность измерений характеризуется их погрешностью. Существуют абсолютная, относительная, и случайная погрешности.

Абсолютная погрешность (ΔХ) это разность между найденным в опыте (Х эксп) и истинным (Х ист) значением физической величины.
ΔХ= Х эксп - Х ист (2)
В качестве истинного значения для измеренной величины обычно принимают или табличное значение или среднеарифметическое Хср

(3)

ΔХ= Х эксп - Х ср (4)

Для получения более достоверных результатов необходимо проводить серию опытов, и для них вычислять случайную погрешность .

(5)

Относительная погрешность - безразмерная величина равная отношению абсолютной погрешности к среднеарифметическому значению измеряемой величины. по относительной погрешности можно судить о точности проведенного эксперимента и достоверности полученных результатов.

(6)

Порядок выполнения работы

1.Опыты проводятся в парах. Один держит линейку вертикально, другой устанавливает на расстоянии 1см большой и указательный пальцы на 0 уровне. Первый отпускает линейку, а второй ее ловит и записывает в таблицу результат. Эксперимент проводится 10 раз. Данные заносятся в таблицу.


№ опыта

H,м

t, с

t ср, с

t- t ср, с


, с

σ, с

1

2.Вычислите время падения линейки в каждом опыте по формуле (2). Данные занесите в таблицу.

3.Вычислите среднее время, воспользовавшись формулой (3), Значение запишите в таблицу.

4.Рассчитайте отклонение от среднего значения и его абсолютную величину (модуль). Данные, запишите в 5 и 6 столбцы таблицы.

5.По формуле (5) рассчитайте случайную погрешность. Значение занесите в таблицу.

6.Определите относительную погрешность эксперимента. Воспользуйтесь формулой (6).

7. Напишите вывод по проделанной работе, результат представьте в виде:

t = t ср ± σ t ,

укажите относительную погрешность и объясните причины погрешности, Достоверен ли полученный результат.
Контрольные вопросы


  1. Какие измерения называются косвенными, какие прямыми?

  2. К каким измерениям можно отнести определение времени реакции человека?

  3. Что называют абсолютной погрешностью?

  4. Что называют случайной погрешностью?

  5. Что называют относительной погрешностью?

  6. В каком случае можно считать, что получен достоверный результат?
Похожие публикации