高中生反應時間的波動規律及其影響因素的探究

探究背景：

剛進入高中，作為新生的我明顯感覺到了學習節奏的加快，常常出現上課想打瞌睡的情況。高中生應怎樣將自己的狀態調整到最佳呢？人教版教材中的《物理·必修一》的第45頁有一個“看看你反應的快慢”的實驗。我便想，可以通過高中生一天反應時間波動規律及其影響因素的探究來給出一個圖像，再結合影響因素來給出高中生日常學習生活調節建議。

探究設計：

一、樣本與數據設計：

一天取7個時間段，分別是8點、10點、12點、14點、16點、18點、20點。影響因素分別為：夜間睡眠時間、飲食習慣、性別、慣用手。選擇抽樣調查，在選取樣本時，選擇高中同年級的同學，一是取樣方便；二是反映出的圖像波動較為明顯（睡眠時間小于8小時的人群）。每個班抽取10個樣本（每班約25%）。為控制變量，每班各測5名男生，5名女生。為減小實驗誤差，每個時間段取3個值。

二、實驗方法：

材料：30cm直尺

過程：讓受試者伸出習慣用手，實驗者手提30cm尺一端，使“0”刻度線與受試者手的食指側線上方齊平，手型呈握狀，保證尺子直接下落不會打到手。突然無初速度釋放尺子，受試者以最快速度握住尺子，記下受試者握住尺子后食指側線上方對應的刻度值。

三、實驗原理：x=gt²/2（g=9.8米/秒²）

數據整合（均采用控制變量法分析得）：

所得結論適用于保證一日三餐、中午小睡且夜間睡眠時間不超過9小時的以腦力勞動為主的高中生。

1.人反應時間波動圖像

高中生一天活動中的上午前半段反應時間呈減少趨勢，后半段呈增加趨勢；下午前半段反應時間呈增加趨勢，后半段呈減少趨勢；晚上反應時間逐漸增加。

2.飲食習慣對反應時間的影響

高中生一天中的平均反應時間與用餐所吃食物的單位熱量有關，反應時間可用如下式子表示：

T葷素平衡素菜為主

3.夜間睡眠時間對反應時間的影響

從圖中可以看出，睡眠時間為7小時的同學反應時間最快。

4.性別差異與反應時間

男生平均反應時間：0.193秒，女生平均反應時間：0.196秒。

兩性的偏差其實不大，可以說，性別差異與反應時間快慢沒有關系。

誤差分析：

1.刻度尺本身存在誤差。

2.實驗過程中存在人為因素的誤差：如讀數錯誤、釋放位置偏差、由于偶然性測得的極端值等。

3.收上來的數據每個班級都有幾組造假的數據，準確率不能得以100%保證，所以測試數據中需進行篩選。

4.由于回收的左手測試數據過少，故對變量慣用手不做討論。

發展性分析：

實驗圖像顯示，高中生的學習狀態上午較穩定，所以我們應利用好每天的上午時段。從午飯到午睡時段狀態越來越差，所以中午做作業一定要快，在頭腦較為清醒的時候做完，正確率比較高。午睡過后，人是不太清醒的，整個人處于混沌緩沖狀態，適當活動或洗一把臉是一個好的提神方法。下午時段，狀態將越來越好，并于下午的末幾節課達到一天的最佳狀態。所以，鉆研有難度的題目放在下午3～5點是最合適的了！晚飯過后，狀態還是不錯的，所以應抓緊時間學習，而晚自習到八九點以后的狀態就越來越差。

而作為學校或老師，在課程安排上也應該據此有所改進：背誦、繁雜計算等需要耐心的授課內容適合放在上午。根據圖像顯示，上午學生的狀態比較穩定，心態較平穩，故適合安排科目為《歷史》《語文》《英語》《化學》《數學》等。中午的自習時間適合安排少量的有思辨性的習題，因為雖然飯后人體的能量得以補充，但是由于生物鐘，效率是逐漸降低的，故中午不應布置太多的作業。

下午的第一節課適合安排一些過渡學科調整狀態。如《美術》《計算機》《音樂》《體育》等，而難度較大的科目放在后面。根據圖像可知，下午時間越靠后，學生的狀態越好。晚飯后的時間，老師要帶領學生攻破學習難點。過了晚飯的“勁”后，建議前兩節課的老師以作業為主，后兩節課給學生自我調節（訂正、復習、預習）或完成難度不大的試題。因為前兩節課學生的精神狀態還是可以的，而后兩節課學生的狀態實在不適合完成高負荷難度較大的作業。總而言之，學生與學校應相互配合，才能保證收獲好的學習效果。

在飲食方面，雖然以葷菜為主的同學的反應時間最快，但還是應注意葷素的平衡搭配。素食品有豐富的維生素、膳食纖維、微量元素，是身體健康必不可少的。最后，高中生盡管作業很多，但晚上應控制在11點之前睡覺。保證深度睡眠質量，為第二天充沛的體力打下基礎。