實驗心理學(xué)4.1

1、第四章心理物理學(xué)2021-10-102 本節(jié)思考題 1什么是心理物理學(xué)？ 2.閾限的操作定義是什么？ 3.用最小變化法如何測量絕對閾限和差別閾限？ 4.最小變化法常有的誤差有哪些？怎樣消除？ 5.用恒定刺激法如何測量絕對閾限和差別閾限？ 6.用平均誤差法如何測量絕對閾限和差別閾限？ 7.三種方法各有哪些特點？ 8.比較三種方法的優(yōu)缺點？2021-10-103第四章 心理物理學(xué) 一、心理物理學(xué)：是一門研究心理現(xiàn)象和一、心理物理學(xué)：是一門研究心理現(xiàn)象和物理刺激之間對應(yīng)關(guān)系的學(xué)科，即研究心物理刺激之間對應(yīng)關(guān)系的學(xué)科，即研究心理量和物理量之間的關(guān)系的科學(xué)。理量和物理量之間的關(guān)系的科學(xué)。 物理量是指對身

2、體各感官的刺激；心理量物理量是指對身體各感官的刺激；心理量是指各種感覺或主觀印象。如：是指各種感覺或主觀印象。如： 光的亮度（物理量）光的亮度（物理量）明度（心理量）明度（心理量） 聲的強(qiáng)度（物理量）聲的強(qiáng)度（物理量）響度（心理量）響度（心理量）2021-10-104二、心理物理學(xué)研究的變量介紹 1.自變量：刺激的質(zhì)和量的屬性自變量：刺激的質(zhì)和量的屬性 2.因變量：口頭報告的結(jié)果因變量：口頭報告的結(jié)果 在只有一個自變量（刺激）的實驗中：在只有一個自變量（刺激）的實驗中： （1）信號存在或不存在（我看到或沒有看到）信號存在或不存在（我看到或沒有看到） （2）直接給出刺激屬性（重多少克？）直接給出

3、刺激屬性（重多少克？） 在兩種刺激進(jìn)行比較的實驗中：在兩種刺激進(jìn)行比較的實驗中： （1）判斷大?。ù碳ぃ┡袛啻笮。ù碳和和b誰大？）誰大？） （2）直接估計結(jié)果（）直接估計結(jié)果（a是是b的幾倍？）的幾倍？） 3.控制變量：觀察者（被試）的意愿控制變量：觀察者（被試）的意愿2021-10-105第一節(jié) 感覺閾限的測量 一、閾限及其操作定義 一）感覺閾限的性質(zhì)有學(xué)者認(rèn)為對內(nèi)部感受與外部世界之間關(guān)系的測量方法的引入，是科學(xué)心理學(xué)開始的一個標(biāo)志。這主要是因為科學(xué)家使用心理物理學(xué)的方法提出了第一個心理現(xiàn)象的精確定律，盡管這個定律不一定那么完美。 首先，測量感覺是非常困難的，我們不能象測量石頭的重量或光

4、的強(qiáng)度那樣來測量感覺。 其次，內(nèi)部判斷與作用于感受器的物理量之間并不是完全一對一的。因此，我們必須把物理刺激及其引起的感覺區(qū)分開。2021-10-106第一節(jié) 感覺閾限的測量 1.剛剛能引起感覺的最小的物理刺激強(qiáng)度叫做絕對感覺閾限。 2.剛剛能引起差別感覺的最小物理刺激量叫做差別感覺閾限。 按照這樣的定義，還不能對這兩種閾限進(jìn)行測定。根據(jù)實驗我們知道，某一特定數(shù)值的刺激，在重復(fù)作用于感官時，被試有時報告為“無感覺”，有時報告為“有感覺”，有時還報告為“剛剛有一點點感覺”。2021-10-107第一節(jié) 感覺閾限的測量 人的感受性的這種隨機(jī)性變化，在每一種感覺道中都能發(fā)現(xiàn)。這種隨機(jī)變化往往與以下幾

5、個方面有關(guān)：（1）如何測量閾限有關(guān)；（2）被試對任務(wù)的注意程度及其態(tài)度有關(guān)；（3）被試的感受性暫時出現(xiàn)不穩(wěn)定的搖擺有關(guān)。不過，這種隨機(jī)變化的感覺，其次數(shù)分配基本上呈常態(tài)分布。2021-10-108第一節(jié) 感覺閾限的測量 因此，根據(jù)統(tǒng)計學(xué)，可以把那個可以剛剛引起感覺的最小刺激強(qiáng)度以其算術(shù)平均數(shù)來表示。而這個平均數(shù)恰好有50的實驗次數(shù)報告為“有感覺”的刺激強(qiáng)度，由此可見，閾限是個統(tǒng)計值。 二）閾限的操作定義：我們把絕對感覺閾限定義為：有50的實驗次數(shù)能引起積極反應(yīng)的刺激值；同理，把差別閾限定義為有50的實驗次數(shù)能引起差別感覺的那個刺激強(qiáng)度之差。2021-10-109第一節(jié) 感覺閾限的測量 我們明確

6、了閾限的操作定義，就能夠用心我們明確了閾限的操作定義，就能夠用心理物理學(xué)方法來測定閾限。關(guān)于測定閾限理物理學(xué)方法來測定閾限。關(guān)于測定閾限的實驗，一般具有下列三個明顯的特點：的實驗，一般具有下列三個明顯的特點： 1.1.選擇好刺激系列和反應(yīng)系列選擇好刺激系列和反應(yīng)系列 2.2.要盡量簡化被試對刺激所作的反應(yīng)要盡量簡化被試對刺激所作的反應(yīng) 3.3.測定的次數(shù)要多些測定的次數(shù)要多些 2021-10-1010第一節(jié) 感覺閾限的測量 測量感覺閾限的方法有三種：測量感覺閾限的方法有三種：最小變化法最小變化法恒定刺激法恒定刺激法平均差誤法平均差誤法 應(yīng)特別注意這三種方法的實驗程序和實驗應(yīng)特別注意這三種方法的

7、實驗程序和實驗結(jié)果的統(tǒng)計處理。結(jié)果的統(tǒng)計處理。2021-10-1011第一節(jié) 感覺閾限的測量 二、2021-10-1012第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10-1013第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10-1014第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10-1015第一節(jié) 感覺閾限的測量 具體做法：2021-10-1016第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10-1017第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10-10182021-10-1019第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10-1020第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10-1021第一節(jié) 感覺閾限的測量 在極限法實驗中，由于刺激是按一定的順序呈現(xiàn)的，被試

8、在長序列中有繼續(xù)給同一種判斷的傾向，如在下降序列中繼續(xù)說“有”或“是”，在上升序列中繼續(xù)說“無”或“否”，這種被試習(xí)慣于前面幾次刺激所引起的感覺叫作。 習(xí)慣誤差的特點：由于習(xí)慣誤差的作用，即使刺激強(qiáng)度早已超出閾限，被試仍報告感覺不到，這就會 。 相反，中，即使刺激強(qiáng)度早已小于閾限，被試仍報告有感覺，這就會。2021-10-1022第一節(jié) 感覺閾限的測量 遞增遞減系列中的習(xí)慣誤差abba（報告有感覺）報告無感覺ba報告有感覺（報告無感覺）2021-10-1023第一節(jié) 感覺閾限的測量 采用抵消平衡設(shè)計（即（即abbaabba設(shè)計）設(shè)計）2021-10-1024第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10

9、-1025第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10-1026第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10-1027第一節(jié) 感覺閾限的測量 1.自變量 用極限法測定差別閾限時，每次要呈現(xiàn)兩個刺激，讓被試比較，其中一個是，即刺激是固定的，每次都要呈現(xiàn)，其強(qiáng)度大小不變；另一個是又稱變異刺激，即刺激的強(qiáng)度按由小而大或由大而小順序排列。 標(biāo)準(zhǔn)刺激和比較刺激可同時呈現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)刺激在每次比較時都出現(xiàn)，比較刺激按遞增或遞減系列，以測定絕對閾限的同樣方法與標(biāo)準(zhǔn)刺激匹配呈現(xiàn)。2021-10-1028第一節(jié) 感覺閾限的測量 用極限法測定差別閾限的反應(yīng)變量要求被試以表示，一般用，將比較刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激加以比較，當(dāng)被試報告比較刺激大于

10、標(biāo)準(zhǔn)刺激時，主試記錄“”；當(dāng)報告比較刺激等于標(biāo)準(zhǔn)刺激時，主試記錄“=”；當(dāng)報告比較刺激小于標(biāo)準(zhǔn)刺激時，主試記錄“-”。當(dāng)被試在比較時表示懷疑、拿不準(zhǔn)，可記作“？” 。2021-10-1029第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10-1030第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10-1031第一節(jié) 感覺閾限的測量+？=？第一個+最后一個非+第一個非最后一個中點中點中點中點上限上限下限下限不肯定區(qū)間不肯定區(qū)間主觀相等點主觀相等點遞增系列數(shù)據(jù)點示意圖+？=？中點中點下限下限2021-10-1032第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10-1033第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10-1034第一節(jié) 感覺閾限的測

11、量 三）最小變化法的變式階梯法 最小變化法是按一定的梯級增加或減少刺激強(qiáng)度來測定閾限的，并且漸增系列和漸減系列是完全分開的。 階梯法和最小變化法不同的地方，就在于它把增加和減少刺激強(qiáng)度的程序連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)被試報告感覺不到開始呈現(xiàn)的刺激時，主試就按一定梯級來增加刺激強(qiáng)度；而當(dāng)增加到被試感覺到了時，又按一定的梯級來減少刺激強(qiáng)度。實驗按這樣的順序繼續(xù)下去，直至達(dá)到一個先定的標(biāo)準(zhǔn)或先定的實驗次數(shù)為止。2021-10-1035第一節(jié) 感覺閾限的測量 四）最小變化法的特點（p86） 1.刺激按系列依此呈現(xiàn)，被試作覺察與否（或大小判斷）反應(yīng)； 2.系列起始位置隨機(jī)，各強(qiáng)度水平之間差異要小，以保證精確性； 3.

12、遞增和遞減系列的數(shù)量相等，交替呈現(xiàn)，多用abba法控制； 4.求閾限的方法是對每一系列先分別求閾限，隨后以所有系列的閾限平均值作為最終的閾限，它符合“50%覺察”的閾限操作定義。2021-10-1036第一節(jié) 感覺閾限的測量 恒定刺激法（或固定刺激法）又叫正誤法、次數(shù)法，通常由57個刺激組成，這幾個刺激在實驗過程中保持不變。 它是心理物理學(xué)中最準(zhǔn)確、應(yīng)用最廣的方法，可用于測定絕對閾限、差別閾限和等值，還可用于確定其他很多種心理值。 此法的特點是：根據(jù)出現(xiàn)次數(shù)來定閾限，即以次數(shù)的整個分布求閾限。2021-10-1037第一節(jié) 感覺閾限的測量 1.主試從預(yù)備實驗中選出少數(shù)刺激，一般是5到7個，這幾

13、個刺激值在整個測定過程中是固定不變的； 2.選定的每種刺激要向被試呈現(xiàn)多次，一般每種刺激呈現(xiàn)50到200次； 3.呈現(xiàn)刺激的次序事先經(jīng)隨機(jī)安排，不讓被試知道。用以測量絕對閾限，即無需標(biāo)準(zhǔn)值，如用以確定差別閾限或等值，則需包括一個標(biāo)準(zhǔn)值；2021-10-1038第一節(jié) 感覺閾限的測量 4.此法在統(tǒng)計結(jié)果時必須求出各個刺激變量引起某種反應(yīng)（有無或大?。┑拇螖?shù)。 特別要注意的是，此法在正式實驗之前需要通過預(yù)備實驗來選定刺激。對刺激的要求： 所選定的刺激最大強(qiáng)度應(yīng)為每次呈現(xiàn)幾乎都能為被試感覺到的強(qiáng)度，它被感覺到的可能性應(yīng)不低于95%。所選刺激的最小強(qiáng)度應(yīng)為每次呈現(xiàn)幾乎都不能感覺到的強(qiáng)度，它被感覺到的可

14、能性應(yīng)不高于5%。2021-10-1039第一節(jié) 感覺閾限的測量 選定呈現(xiàn)刺激范圍之后，再在這個范圍內(nèi)取距離相等的57個刺激，每種刺激強(qiáng)度呈現(xiàn)不得少于50次。 二）用恒定刺激法測定絕對閾限 1.自變量 用恒定刺激法測定絕對閾限，是從略高于感覺到略低于感覺這一范圍內(nèi)選5到7個等距的刺激強(qiáng)度。 2021-10-1040第一節(jié) 感覺閾限的測量 2.因變量（反應(yīng)變量） 用恒定刺激法測定絕對閾限的反應(yīng)變量要求被試以口頭報告方式表示。 在實驗中每呈現(xiàn)一次刺激后，被試若感覺到了，則報告“有”，主試記錄為“+”；被試若感覺不到，則報告“無”，主試就記錄為“-”。然后根據(jù)被試對不同刺激所報告的“有”或“無”的次

15、數(shù)來求出百分?jǐn)?shù)，以此來計算閾限。 3.絕對閾限的計算（參見p p87-8887-88），其中直線內(nèi)插法是最簡便的確定閾限值的方法。2021-10-1041第一節(jié) 感覺閾限的測量2021-10-1042第一節(jié) 感覺閾限的測量 三）用恒定刺激法測定差別閾限 1.自變量 （1）用恒定刺激法測定差別閾限，是讓被試將比較刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激加以比較； （2）標(biāo)準(zhǔn)刺激是能被感覺到的某一刺激強(qiáng)度； （3）比較刺激可在標(biāo)準(zhǔn)刺激上下一段距離內(nèi)確定，一般從完全沒被感覺出差別到完全感覺出差別的范圍內(nèi)選定5到7個刺激強(qiáng)度作為比較刺激。 （4）比較刺激要隨機(jī)呈現(xiàn)，每個比較刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激至少要比100次。2021-10-104

16、3第一節(jié) 感覺閾限的測量 2.因變量（反應(yīng)變量） 用恒定刺激法測定差別閾限的反應(yīng)變量要求被試以口頭報告方式表示： （1）三類反應(yīng)：即“大于”、“等于”和“小于”，分別記為“+”、“=”和“-”。 讓被試作三類反應(yīng)時，因其中有“等于”的反應(yīng)，若，則作出“等于”的反應(yīng)就較少；若，則作出“等于”的反應(yīng)就較多。這樣會直接影響到差別閾限的大小。2021-10-1044第一節(jié) 感覺閾限的測量 由于讓被試做三類反應(yīng)時，易受到被試的態(tài)度的影響，所以有人建議用兩類反應(yīng)。 （2）二類反應(yīng) 讓被試作“大于”和“小于”兩種判斷，即使分不清時，也要作出其中的一種判斷。2021-10-1045第一節(jié) 感覺閾限的測量 3.

17、差別閾限的計算 （1）三類反應(yīng)的差別閾限的計算 上限定為50次重于標(biāo)準(zhǔn)刺激的比較刺激，下限定為50次輕于標(biāo)準(zhǔn)刺激的比較刺激，有了上限、下限，通過直線內(nèi)插法就可以計算出差別閾限。（見p89）2021-10-1046第一節(jié) 感覺閾限的測量 3.差別閾限的計算 （2）二類反應(yīng)的差別閾限的計算 不能以50%引起感覺差別的刺激增量作為差別閾限； 以75%感覺重于標(biāo)準(zhǔn)刺激的的比較刺激作為相等地帶的上限；以25%感覺重于標(biāo)準(zhǔn)刺激的的比較刺激作為相等地帶的下限。具體計算方法見p90。2021-10-1047第一節(jié) 感覺閾限的測量 四）恒定刺激法的特點 1.只采用少數(shù)固定刺激，根據(jù)被試作有無或者大小的判斷反應(yīng)的

18、頻數(shù)來確定閾限； 2.刺激按事前定好的隨機(jī)順序呈現(xiàn)，一般每個刺激呈現(xiàn)50到200次； 3.閾限值用直線內(nèi)插法求得，完全符合閾限的操作定義（75%差別閾限除外）。2021-10-1048第一節(jié) 感覺閾限的測量 平均差誤法（或均誤法）又稱調(diào)整法、再造法、均等法，是最古老且基本的心理物理學(xué)方法之一。 最典型的形式是：讓被試去調(diào)整一個比較刺激，直到他感覺到與所給予的標(biāo)準(zhǔn)刺激相等，如此反復(fù)實驗。 雖然它最適用于測量絕對閾限和等值，但也可用以測量差別閾限。2021-10-1049第一節(jié) 感覺閾限的測量 一）具體做法 呈現(xiàn)一個標(biāo)準(zhǔn)刺激，令被試再造、復(fù)制或調(diào)節(jié)一個比較刺激，使它與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等。（比較刺激也可由

19、實驗者調(diào)節(jié)，由被試判斷。） 調(diào)整法曾是過去在天文學(xué)上常用的一個方法。那時讓觀察者調(diào)整一個光表面的強(qiáng)度，使之與某星體的亮度相等，這樣就可以比較各星體間的亮度。2021-10-1050第一節(jié) 感覺閾限的測量 這個方法是要求被試判斷什么時候比較刺激和標(biāo)準(zhǔn)刺激相等。 被試判斷為與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等的比較刺激，并不總是一個固定的數(shù)值，而是圍繞著一個平均數(shù)變化的一個數(shù)。這個變化的范圍就是不肯定間距。 不肯定間距的中點就是主觀相等點。 通過對主觀相等點和不肯定間距的測量，就可以估計差別閾限。2021-10-1051第一節(jié) 感覺閾限的測量 把平均誤差作為差別閾限，與差別閾限的定義并不相符，但因為平均誤差和差別閾限成

20、正比，所以也作為測量差別感受性的指標(biāo)。 二）用平均差誤法測定絕對閾限 1.自變量 用平均差誤法測定絕對閾限，是讓被試調(diào)整一個比較刺激與一個標(biāo)準(zhǔn)刺激相等。不過，此時的標(biāo)準(zhǔn)刺激為零，即讓被試每次將比較刺激與“零”相比較。2021-10-1052第一節(jié) 感覺閾限的測量 2.因變量（反應(yīng)變量） 用平均差誤法測定絕對閾限的反應(yīng)變量是被試每次調(diào)整比較刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等后的那個數(shù)值。 3.絕對閾限的測定（計算） 讓被試每次調(diào)到剛剛感覺不到（即與“零”標(biāo)準(zhǔn)刺激等值），然后把各次測定數(shù)值加以平均即為絕對閾限。2021-10-1053第一節(jié) 感覺閾限的測量 三）用平均差誤法測定差別閾限 1.自變量 用平均差誤法測

21、定差別閾限，是向被試呈現(xiàn)一個標(biāo)準(zhǔn)刺激，讓其調(diào)整比較刺激。比較刺激是一種連續(xù)的量。在被試認(rèn)為接近時，可反復(fù)調(diào)整，直到其認(rèn)為滿意為止。 按比較刺激大于或者小于標(biāo)準(zhǔn)刺激，被試的調(diào)節(jié)方向分為漸增、漸減兩種。這兩者要交替呈現(xiàn)。2021-10-1054第一節(jié) 感覺閾限的測量 2.因變量（反應(yīng)變量） 反應(yīng)變量是被試每次調(diào)整的數(shù)值，即其認(rèn)為與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等的數(shù)值。 由于被試反復(fù)測試，每次的結(jié)果并不是一個固定的數(shù)值，它們是圍繞著一個平均數(shù)變化的數(shù)值。這個變化范圍就是不肯定間距。 不肯定間距的中點，即多次調(diào)整結(jié)果的平均數(shù)，就是主觀相等點，主觀相等點與標(biāo)準(zhǔn)刺激的差就是常誤。2021-10-1055第一節(jié) 感覺閾限的測量 3.差別閾限的估計值的計算 平均差誤法求差別閾限，所得差別閾限是一個，平均差誤有兩種計算方法： （1）每次調(diào)節(jié)的結(jié)果（x）與主觀相等點(平均數(shù))之差的絕對值平均起來作為差別閾限。公式如下： dl=x-pse /n (n為調(diào)整次數(shù))2021-