用最小變化法測響度的絕對閾限

1、用最小變化法測響度的絕對閾限何晶摘要：本實(shí)驗(yàn)使用華東師范大學(xué)科教儀器廠生產(chǎn)的聽覺實(shí)驗(yàn)儀，采用最小變化法，測定了400HZ與2000HZ純音響度的絕對閾限。并用假設(shè)檢驗(yàn)中的相關(guān)樣本的顯著性差異檢驗(yàn)的方 法檢驗(yàn)了期望、習(xí)慣、練習(xí)、疲勞誤差。關(guān)鍵詞：純音響度聽覺閾限最小變化法上海師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)心理學(xué)導(dǎo)言：本實(shí)驗(yàn)為上海師范大學(xué)本科應(yīng)用心理學(xué)專業(yè) 實(shí)驗(yàn)心理學(xué)課程內(nèi)容的一部分。本實(shí)驗(yàn)為實(shí)驗(yàn)心理學(xué)課上進(jìn)行的第一次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)日期為2009年10月12日，周一，上午。感覺是物理刺激作用于感官的結(jié)果，有一定的刺激作用于感官就會引起一定的反應(yīng)。由于不同的刺激在不同的時間、作用在不同的個體會產(chǎn)生不同的感覺，因此物理刺激

2、這個概念并不能很好的表明個體的心理感受。所以需要引入另外一個概念一一閾限，以區(qū)分刺激和刺激所引起的反應(yīng)。閾限可以分為絕對閾限和差別閾限兩類。絕對閾限是指剛剛能夠引起反應(yīng)的那個刺激的大小。統(tǒng)計(jì)學(xué)上把有 50%的幾率能引起被試反應(yīng)的刺激值定義為絕對閾限，把有50%幾率能引起被試差別感覺的刺激值定義為差別閾限。閾限的研究起于費(fèi)希納(Gustav Fechner),他最初采用了最小變化法、恒定刺激法和平均 差誤法。最小變化法也叫極限法和系列探查法。他的實(shí)驗(yàn)主要有以下特點(diǎn)：在實(shí)驗(yàn)中，刺激按遞增或者遞減兩個序列交替呈現(xiàn)，每個系列的刺激強(qiáng)度包括足夠大的范圍，能夠確定從一類反應(yīng)到另一類反應(yīng)的瞬間轉(zhuǎn)換點(diǎn)或是閾限

3、位置；各個刺激系列刺激是由小到大或是由大到小的按階梯式順序變化的：刺激在閾限以上或者以下一段范圍。每次試驗(yàn)要確定15-20個檢查點(diǎn)，每個點(diǎn)的間距由實(shí)驗(yàn)儀器的可能以及所欲確定的感覺通道的性質(zhì) 決定，檢查點(diǎn)的距離越小，所測定的結(jié)果就越精確。在最小變化法的實(shí)驗(yàn)中，絕對閾限可以用以下幾種方法來確定。在一系列中，被試報(bào)告“有”、“無”兩個刺激強(qiáng)度的中點(diǎn)，就是這個刺激系列的閾限。 就是說在遞增系列時，把最后一個“一”的刺激強(qiáng)度和第一個“ + ”的刺激強(qiáng)度相加再除以 2;然后再求每個系列的閾限的平均數(shù)，這個總平均數(shù)便是此次試驗(yàn)測得的聽覺閾限。在使用最小變化法測定絕對閾限的時候， 常常會出現(xiàn)期望誤差和習(xí)慣誤差

4、。 期望誤差是 指在遞增系列中提前報(bào)告有和在遞減系列中提前報(bào)告無的傾向產(chǎn)生的誤差。誤差隨實(shí)驗(yàn)情境和被試不同而異，實(shí)驗(yàn)中的個體差異明顯。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過測定純音的響度絕對閾限學(xué)習(xí)如何用最小變化法來測量絕對閾限。方法：被試：每組兩名被試，男女各一。材料和儀器：本實(shí)驗(yàn)采用華東師范大學(xué)科教儀器廠生產(chǎn)的EP304S型聽覺實(shí)驗(yàn)儀。儀器序列號為：20803481。機(jī)器附帶耳機(jī)一副，品牌及型號為：XingQiu EOL-II。程序：1、每組選出兩名被試，主試呈現(xiàn)純音讓被試熟悉。2、 確定呈現(xiàn)聲音刺激的頻率。本次試驗(yàn)選擇了400HZ和2000HZ兩個項(xiàng)目。3、 初步找出被試的閾限范圍，在該點(diǎn)以下7-8分貝為最低點(diǎn)

5、，以上 7-8分貝為最高點(diǎn)。分別在400hz和2000hz兩個頻率內(nèi)操作，每個頻率8個系列。4、 主試讀指導(dǎo)語：“這是一個聽力實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時請你把耳機(jī)帶好，用右或者左耳聽，在 整個實(shí)驗(yàn)過程中不要換耳朵。每次我喊預(yù)備，你就注意聽如果你聽到了剛才你聽的嘟聲，就馬上報(bào)告，接著休息。若在我喊預(yù)備 4、5秒后你還沒有聽到就向我報(bào)告，接著休息。等 待我下一次叫預(yù)備。這樣總共要做 10多次，請你在每次反應(yīng)時候標(biāo)準(zhǔn)盡量保持一致，也就 是說，只有當(dāng)你聽到的確是嘟聲時候才報(bào)告。 ”5、 主試給出一個弱刺激，從喊預(yù)備到開始之間間隔2秒。遞增和遞減序列按照 ABBA BAAB的順序排列，臨近兩個系列的起點(diǎn)強(qiáng)度不能相同，

6、避免形成練習(xí)和預(yù)期。6、每次測定4個系列休息3分鐘7、換一個頻率，重復(fù)上述操作8、換一個被試，重復(fù)上述操作。9、在實(shí)驗(yàn)時，記錄員按照中將測得數(shù)據(jù)記入表格，表格附帶在本報(bào)告的“結(jié)果” 一塊 重。10、 在表格最后一行填寫每列的閾限數(shù)值，閾限數(shù)值為在轉(zhuǎn)折線上方一格的分貝數(shù)與下方一個分貝數(shù)的算術(shù)平均數(shù)。使用EXCEL計(jì)算每個表格內(nèi)所有系列的平均閾限。11、 對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析。 使用平均數(shù)差異的顯著性檢驗(yàn)中的相關(guān)樣本、相關(guān)系數(shù)未知 的檢驗(yàn)方法。結(jié)果：注一：以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果內(nèi)的誤差分析中，如未標(biāo)注“差異顯著”，均表示沒有顯著差異。注二：根據(jù)實(shí)驗(yàn)儀器的說明書所述，由于先今技術(shù)在耳機(jī)功率轉(zhuǎn)換上存在問題，不同頻

7、率的聲音以同樣的電流強(qiáng)度輸出，但最后耳機(jī)放出的音量大小會有不同。400HZ的聲音比原來低了 5分貝，2000HZ的聲音比原來高了 5分貝。所以，在最后結(jié)果上，400HZ的絕對閾限需要 -5db ,而2000HZ的絕對閾限需要+5db。以下結(jié)果內(nèi)的聲音響度數(shù)據(jù)和最后算得的絕對閾限 值均為儀器顯示值，未校正。第一次實(shí)驗(yàn)：男被試，400HZdb54+53+52+51+50+49+48+47+46+-+-+-+-45-+-+-+-44-+-43-42-41-40-閾限值45.546.544.546.543.546.544.546.5總平均值M=45.50- =1.11a M =0.39期望與習(xí)慣誤差分

8、析:di45.546.5-144.546.5-243.546.5-344.546.5-2mf =44.5mJ =46.5s2d=0.5t=-4.90t (0.05/2) =3.18|t|>t (0.05/2)p<0.05差異顯著mf < mJ 有期望誤差練習(xí)與疲勞誤差:di45.543.5246.546.5044.544.5046.546.50m 前四=45.75 m 后四=45.25 s2d=0.87 t=0.93t=1.78男被試，2000HZdbJfJJfJ37+36+35+34+33+32+31+-+30+-+-+29-+-28-+-27-26-25-24-23-閾限

9、值29.530.527.531.528.527.528.529.5總平均值M=29.13(T=1.31a M =0.46期望與習(xí)慣誤差分析:di29.530.5-127.531.5-428.527.5128.529.5-1mf =28.5m。=29.75 s2d=3.19 t=-1.21練習(xí)與疲勞誤差分析:di29.528.5130.527.5327.528.5-131.529.52m 前四=29.75 m 后四=28.5 s2d=1.48女被試，400HZdb46+45+44+43+42+41+-+40+-+-+39+-+-+-38+-+-37+-+-36+-35-34-33-32-閾限值3

10、5.539.535.541.537.541.538.539.5總平均值M=38.625(T=2.20a M =0.77期望與習(xí)慣誤差分析:di35.539.5-435.541.5-637.541.5-438.539.5-1mf =36.75m =40.50s2d=3.19t=-3.64t (0.05/2) =3.18|t|>t(0.05/2)p<0.05差異顯著,mf < mJ有期望誤差練習(xí)與疲勞誤差分析:前四后四di35.537.5-239.541.5-235.538.5-341.539.52m 前四=38 m 后四=39.25s2d =1.92 t=-1.56女被試，20

11、00HZDB f J36+35+534+33+32+31+-+30+-+-+29-+28-27-26-25-24-23-22-閾限值 29.531.529.530.530.529.529.528.5總平均值M=29.875b =0.85a M =0.30期望與習(xí)慣誤差分析:di29.531.5-229.530.5-130.529.5129.528.51mf =29.75m。=30s2d=1.69t=-0.33練習(xí)與疲勞誤差分析:前四后四di29.530.5-131.529.5229.529.5030.528.52m 前四=30.25 m 后四=29.5 s2d=1.30 t=1.14總結(jié)：男被

12、試400hz純音閾限的總平均值M為45.5db , 2000hz純音閾限的總平均值 M為29.125。女被試400hz純音閾限的總平均值 M為38.625db , 2000hz純音閾限的總平均值M為29.875。男被試在400hz時有顯著的期望誤差，而女被試也是在同樣的400hz是有顯著的期望誤差。第二次實(shí)驗(yàn)：第三被試在更換實(shí)驗(yàn)時間、設(shè)備及場地，并調(diào)節(jié)設(shè)備至最佳狀態(tài)后，測得400hz純音閾限的總平均值 M為20db , 2000hz純音閾限的總平均值 M為23.5。第三被試，400HZdb30+28+26+24+22+20+-+-18-+-16-14-12-10-閾限值192121211719

13、2121總平均數(shù)M=20b =1.414a m=0.49932+期望與習(xí)慣誤差分析:di1921-2212101917221210mf =20m =20s2d=2 t=0練習(xí)與疲勞誤差分析:前四后四di19172211922121021210m 前四=20.5 m 后四=19.5 s2d=1 t=1.73第三被試，2000HZdb34+32+30+28+-(+)+26-+-(+)+-24-+-(+)+ (-)-22-+-20-+-18-167141210閾限值2721192123232325總平均數(shù)M=22.75b =2.33a m =0.82di2721232321192325620-2mf

14、 =23.5mJ =22s本實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明被試是否有練習(xí)或者疲勞現(xiàn)象，如果有，是如何影響響度絕 對閾限測定的準(zhǔn)確性？無。如果有的話，練習(xí)誤差可以使實(shí)驗(yàn)結(jié)果升高，疲勞誤差也可以使實(shí)驗(yàn)結(jié)果升高。 用本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明純音的聽覺閾限是由什么決定的？主要是由實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境決定的。和主試的水平、被試的客觀聽覺閾限、 被試的練習(xí)程度也有一定關(guān)系。d=8.75 t=0.88練習(xí)與疲勞誤差分析:前四后四di272342123-21923-42125-4m 前四=22 m 后四=23.5 s%=3.28 t=-1.43被試三因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)備經(jīng)過調(diào)試，更換了北面的房間，更安靜，而且被試經(jīng)過一定練習(xí)， 然后主試不僅嚴(yán)

15、格按照 ABBA法排序，還不時在刺激序列中加入干擾刺激，大大降低了期望、習(xí) 慣、練習(xí)誤差，所以最后用相關(guān)樣本的平均數(shù)差異檢驗(yàn)，檢驗(yàn)不出任何誤差。討論：1、用本實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明被試是否有習(xí)慣或者期望誤差，如果有，是如何影響響度絕對閾限測量的準(zhǔn)確性？本次實(shí)驗(yàn)在400hz項(xiàng)有期望誤差。但是期望誤差可以被ABBA法抵消，所以對絕對閾限測量的準(zhǔn)確性影響很小，可以忽略。實(shí)驗(yàn)者在參加周一的第一次實(shí)驗(yàn)室，朝南的實(shí)驗(yàn)室窗口斜對桂林路，路上來往車輛甚多， 即使關(guān)閉窗戶，噪音仍然極大，對實(shí)驗(yàn)造成了不小的影響。另外，第一次實(shí)驗(yàn)中，組內(nèi)成員均 未發(fā)現(xiàn)耳機(jī)線上連有一個音量調(diào)節(jié)器 ，且音量未開 到最大，這也在很大程度上影響了結(jié)

16、果。 所以在第一次實(shí)驗(yàn)時閾限非常高。 第一個男被試在 400hz時的絕對閾限竟然高達(dá) 45.5hz。而第二日進(jìn)行的第二次實(shí)驗(yàn)，選擇了 4教北面的房間，窗口面對上師大東部校區(qū)，噪音大有減輕。且北面的房間是辦公室設(shè)計(jì)，我組成員利用桌子上的隔板將被試的實(shí)現(xiàn)與儀器、 主試隔開，被試即使用眼角余光也無法看到主試對儀器的操作。且主試根據(jù)第一日的經(jīng)驗(yàn)，在測試中隨機(jī)加入不在序列內(nèi)的的干擾刺激，外加 ABBABAAB 的排序，讓熟知實(shí)驗(yàn)程序的被試完全不知道聽到了哪個位置，很好地破壞了被試的預(yù)期，并在一定程度上阻止了練習(xí)、疲勞誤差的形成，所以第二次實(shí)驗(yàn)完全沒有誤差。但第二次實(shí)驗(yàn)也不是沒有問題，在2000hz的測試中，被試再次出現(xiàn)了前一日另一組出現(xiàn)的“通關(guān)”問題：遞減序列中，主試已經(jīng)將音量調(diào)至0db,但被試仍然報(bào)告“有” ！后經(jīng)過數(shù)次跟換儀器、耳機(jī)和一番分析，我組成員認(rèn)為造成“通關(guān)”現(xiàn)象的主要原因是儀器設(shè)計(jì)和質(zhì)量問題。在插上儀器附帶的耳機(jī)并按下“左聲道”或“右聲道”按鈕后，只要 周圍環(huán)境足夠安靜，被試完全可以聽到耳機(jī)通電后的電流聲！而2000hz的聲音和電流聲過于接近，