傳統(tǒng)心理物理法

傳統(tǒng)心理物理法1第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日主要內(nèi)容感覺閾限的測量感覺閾限：絕對閾限和差別閾限感覺閾限測量的方法：極限法、恒定刺激法、平均差誤法心理量表法：閾上感覺的測量順序量表及其制作：等級排列法、對偶比較法等距量表及其制作：感覺等距法、差別閾限法比例量表及其制作：分段法、數(shù)量估計法心理物理函數(shù)：韋伯定律費希納定律史蒂文斯定律2第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日心理物理學(xué)概述定義：心理物理學(xué)就是研究心理量和物理量之間的關(guān)系的科學(xué)。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。亮度——明度；強度——響度心理物理學(xué)方法所處理的問題：感覺閾限的測量閾上感覺的測量：心理量表的制作3第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日誕生：

[德]G.T.Fechner（1801-1887）：創(chuàng)始人

《心理物理學(xué)綱要》（1860）：不僅標志著一門新興學(xué)科——心理物理學(xué)的誕生，同時也使當(dāng)時的心理學(xué)工作者看到了心理學(xué)科學(xué)化道路的曙光

發(fā)展：傳統(tǒng)心理物理學(xué)：以費希納為代表現(xiàn)代心理物理學(xué)：20世紀50年代，W.P.Tanner,Jr.和J.A.Swets把信號檢測論（signaldetectiontheory，SDT）引入心理學(xué)領(lǐng)域歷史回顧4第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日感覺閾限的理論定義剛剛能引起感覺的最小刺激強度被叫做絕對閾限（absolutethreshold）。按照這種說法，低于絕對閾限的刺激強度我們總是感覺不到的，而高于絕對閾限的刺激強度我們總是能感覺到的。事實是這樣嗎？5第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日感覺閾限的操作定義有50%的次數(shù)能引起感覺，50%的次數(shù)不能引起感覺的那一種刺激強度。6第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日感覺閾限的操作定義差別閾限是有50%的次數(shù)能覺察出差別，50%的次數(shù)不能覺察出差別的刺激強度的差別。差別閾限值也稱最小可覺差（justnoticeabledifference，j.n.d）。7第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日閾限測定實驗的特點選擇好刺激系列和反應(yīng)系列盡量簡化被試對刺激的反應(yīng)測定次數(shù)要多些8第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日感覺閾限的測量方法測量感覺閾限的方法有三種最小變化法恒定刺激法平均差誤法特別注意這三種方法的實驗程序和實驗結(jié)果的統(tǒng)計處理。9第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日感覺閾限的測量方法1：極限法特點：將刺激按遞增或遞減系列的方式，以間隔相等的小步變化，尋求從一種反應(yīng)到另一種反應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)換點或閾限的位置（——即在多強刺激時，由有感覺變?yōu)闊o感覺，或由無感覺變?yōu)橛懈杏X）10第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日自變量：刺激系列

按遞增或遞減系列交替呈現(xiàn)

因變量：口頭報告閾限的確定：將各刺激系列中與轉(zhuǎn)換點對應(yīng)的刺激強度加以平均誤差控制：隨機誤差和系統(tǒng)誤差習(xí)慣誤差和期望誤差練習(xí)誤差和疲勞誤差用極限法測量絕對閾限11第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第十一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日極限法測量感覺閾限的四種誤差系統(tǒng)誤差誤差的引起及其控制習(xí)慣誤差在長刺激序列中給出相同判斷的傾向T升＞T降（交替使用遞增序列和遞減序列）期望誤差在長刺激序列中給出相反判斷的傾向T升＜T降（交替使用遞增序列和遞減序列）練習(xí)誤差重復(fù)實驗引起反應(yīng)速度加快和準確性提高T前＞T后（增減序列按ABBA法排列）疲勞誤差疲倦導(dǎo)致反應(yīng)速度減慢和準確性降低T前＜T后（增減序列按ABBA法排列）12第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日13第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第十三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日用不同系列測得閾限的比較（誤差識別）序列比較項目上升序列下降序列前10個系列后10個系列全部材料絕對閾限標準差標準誤11.90.920.2911.50.770.2412.10.800.2411.30.750.2511.70.840.19差異自由度tP0.491.1>.050.892.28<.0514第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第十四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日用極限法測定差別閾限自變量：標準刺激和比較刺激因變量：口頭報告（＋、－、＝、？）差別閾限的確定：從遞增系列和遞減系列分別求取差別閾限的下限（DLl）和上限(DLu)，然后求各次測量的平均下限和平均上限；二者之間的距離為不肯定間距（Iu），其中點為主觀相等點（PSE）。PSE與標準刺激的差距為常誤（CE）。取不肯定間距的一半或上限與下限之和的一半作為差別閾限的統(tǒng)計值。誤差控制：習(xí)慣誤差和期望誤差；標準刺激與比較刺激同時呈現(xiàn)引起的誤差控制：ABBA法15第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第十五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日差別閾限的計算差別閾限上限（Lu）上差別閾（DLu

）差別閾限下限（Ll）下差別閾（DLl

）不肯定間距（Iu）主觀相等點（PSE）常誤（CE）差別閾限（DL）16第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第十六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日17第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第十七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日18第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第十八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日階梯法：極限法的變式和替代閾下知覺階梯法：

遞增序列和遞減序列連續(xù)進行

（感覺不到——感覺到——感覺不到）

求各轉(zhuǎn)折點的平均數(shù)19第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第十九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日感覺閾限的測量方法2：平均差誤法典型實驗程序：實驗者規(guī)定以某一刺激為標準刺激，然后要求被試調(diào)節(jié)另一個比較刺激，使后者在感覺上與標準刺激相等?？陀^上一般不可能使比較刺激與標準刺激完全一樣，于是每一次比較就都會得到一個誤差，把多次比較的誤差平均起來就可得到平均誤差。因為平均誤差與差別閾限成正比，所以可以用平均誤差來表示差別感受性。20第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第二十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日用平均差誤法測定絕對閾限自變量：標準刺激（零）和比較刺激因變量：調(diào)節(jié)值絕對閾限的確定：各次調(diào)節(jié)值的平均21第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第二十一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日用平均差誤法測定差別閾限自變量：標準刺激和比較刺激因變量：調(diào)節(jié)值

不肯定間距；主觀相等點；常誤絕對閾限的確定：平均誤差把每次調(diào)節(jié)的結(jié)果（或每次的判斷）與標準刺激之差的絕對值平均起來作為差別閾限。把每次調(diào)節(jié)的結(jié)果與主觀相等點之差的絕對值平均起來作為差別閾限。在這里，主觀相等點是相等地帶的中點，它等于各比較刺激的平均值。22第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第二十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日誤差控制動作誤差:被試采用不同操作方式產(chǎn)生的誤差時間誤差:標準刺激和比較刺激相繼呈現(xiàn)引起的誤差

控制：多層次的ABBA法23第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第二十三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日感覺閾限的測量方法3：恒定刺激法特點：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。具體作法如下：主試從預(yù)備實驗中選出少數(shù)刺激，一般是5到7個，這幾個刺激值在整個測定過程中是固定不變的；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；呈現(xiàn)刺激的次序事先經(jīng)隨機安排，不讓被試知道。用以測量絕對閾限，即無需標準值，如用以確定差別閾限或等值，則需包括一個標準值；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)。24第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第二十四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日特別注意刺激通常都由5——7個組成，在實驗過程中維持不變，因而這種方法叫做恒定刺激法。刺激的選取：刺激的最大強度要大到它被感覺的概率達到95%左右，刺激的最小強度要小到它被感覺的概率只在5%左右。各個刺激之間的距離相等，與最小變化法不同的是，恒定刺激法的刺激是隨機呈現(xiàn)的，每個刺激呈現(xiàn)的次數(shù)應(yīng)相等。每種刺激強度呈現(xiàn)不得少于50次在用恒定刺激法來測量差別閾限時，標準刺激和比較刺激是繼時呈現(xiàn)的，這就可能產(chǎn)生時間誤差。如主觀相等點小于標準刺激，就產(chǎn)生負的時間誤差。反之，就產(chǎn)生正的時間誤差。25第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第二十五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日用恒定刺激法測定絕對閾限自變量：5～7個等距的刺激強度因變量：口頭報告（有或無）絕對閾限的確定：50％的次數(shù)報告為“有”的刺激強度

［直線內(nèi)插法］將刺激作為橫座標，以正確判斷的百分數(shù)作為縱座標，畫出曲線。然后再從縱軸的50％處畫出與橫軸平行的直線，與曲線相交于點a，從點a向橫軸畫垂線，垂線與橫軸相交處就是絕對閾限。

26第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第二十六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日兩點閾測量共1000次比例算式：

(11-10)/(66-29)=(x-10)/(50-29)27第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第二十七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日用恒定刺激法測定差別閾限自變量：標準刺激和5～7個比較刺激因變量：口頭報告（大于、小于和相等）絕對閾限的確定：［三類反應(yīng)的差別閾限］50％的次數(shù)報告為“大于”標準刺激的刺激強度為閾限上限（二者之間構(gòu)成相等地帶）；50％的次數(shù)報告為“小于”標準刺激的刺激強度為閾限下限；求二者的平均。三類反應(yīng)條件下，相等地帶易受被試態(tài)度和個性的影響。28第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第二十八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日29第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第二十九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日小于St大于StIu30第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第三十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日［兩類反應(yīng)的差別閾限］

75％差別閾限比較刺激（克）“+”的比例“-”的比例1850.070.931900.210.791950.280.722000.550.452050.730.272100.790.212150.900.1031第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第三十一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日說明在兩類反應(yīng)條件下，只有50％次數(shù)能與標準刺激區(qū)分的比較刺激，實際上是不能與標準刺激相區(qū)分的。這時，通常取75％次數(shù)感覺強于標準刺激的比較刺激來作為相等地帶的上限；取25％次數(shù)感覺強于標準刺激的比較刺激作為相等地帶的下限。以上限減下限的差除以2，就得到75％差別閾限。32第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第三十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日感覺閾限的測量方法：三種方法的比較最小變化法的實驗程序和計算過程都具體地說明了感覺閾限的含義，但它會因其漸增和漸減的刺激系列而產(chǎn)生習(xí)慣誤差與期望誤差。平均差誤法的特點是求等值，它的實驗程序容易引起被試的興趣，但對不能連續(xù)變化的刺激則不能用平均差誤法來測其差別閾限。恒定刺激法的實驗結(jié)果可以應(yīng)用各種數(shù)學(xué)方法加以處理，因而便于與其它測定感受性的方法進行比較。在應(yīng)用3類反應(yīng)的實驗程序時，被試的態(tài)度會對差別閾限值有較大影響。33第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第三十三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日心理量表法：閾上感覺的測量心理物理學(xué)研究的目的是確定物理量與心理量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。感覺閾限的測量為確定這種關(guān)系提供了起點；但要真正闡明二者關(guān)系的趨勢，還需要對閾上感覺進行測量。物理刺激可以用物理量表進行測量；但刺激的物理值的等量增減并不引起感覺上等量的變化；因此心理感覺的變化需要心理量表來測量。心理量表有四種屬性，據(jù)此可以將其分為名稱量表、順序量表、等距量表和比例量表四類。34第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第三十四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日心理量表的類型及屬性特征類型量表屬性例子差別強度相等單位絕對零點名稱量表YesNoNoNo郵政編碼職業(yè)分類目錄順序量表YesYesNoNo名次評定等級等距量表YesYesYesNo溫度表時間表等比量表YesYesYesYes高度重量金錢消費35第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第三十五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日名稱量表名稱量表只能測量差別屬性，把事物或?qū)傩詺w于不同的類別。如郵政編碼、性別、職業(yè)、學(xué)歷等。對名稱量表的資料不能進行有效的數(shù)學(xué)運算，因而功能較弱。

36第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第三十六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日順序量表及其制作順序量表（或序級量表，ordinalscale）可以測量事物屬性在程度上的差異，把事物按某種標準排出一個次序；它既無相等單位又無絕對零點，相鄰兩個等級之間的距離是不相等的。順序量表只是在一個分類基礎(chǔ)上對事物進行分類，每一類別只具有序列性，并不表示數(shù)與數(shù)之間的差別是相等的。

37第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第三十七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日等級排列法等級排列法（或等級法）是把許多刺激同時呈現(xiàn)，讓許多被試者按照一定標準，把這些刺激排成一個順序，然后把許多人對同一刺激評定的等級加以平均，這樣，就能求出每一刺激的各自平均等級，最后，把各刺激按平均等級排出的順序就是一個順序量表。38第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第三十八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日39第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第三十九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日注意被試的代表性被試的利用率排序中的隨機誤差40第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第四十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日對偶比較法對偶比較法（或配對比較法）是把所有要比較的刺激配成對，然后一對一對地呈現(xiàn)，讓被試者對于刺激的某一特性進行比較，并做出判斷：這種特性的兩個刺激中哪一個更為明顯。因為每一刺激都要分別和其他刺激比較，假如以n代表刺激的總數(shù)，所以配成對的個數(shù)是n（n-1）/2。如共有10個刺激則可配成45對。最后依它們各自更明顯于其他刺激的百分比的大小排列成序，即可制成一個順序量表。41第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第四十一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日實驗誤差：

空間誤差——同時比較時刺激的空間位置引起的誤差；通過交替安排出現(xiàn)位置控制。

時間誤差——繼時比較時刺激先后呈現(xiàn)引起的誤差；通過交替安排呈現(xiàn)順序控制。42第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第四十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日樣品ABCDEA-B1-C52-D863-E10974-例：樣品呈現(xiàn)次序

43第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第四十三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日44第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第四十四頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日注意：對偶比較法得到的順序量表，還僅僅是針對一個被試的心理物理量表，尚不能直接推廣到更大的人群。這一量表模型要求對偶比較是可傳遞的(transitive)，如果刺激A優(yōu)先于刺激B，而且刺激B優(yōu)先于刺激C，那么刺激A優(yōu)先于刺激C。然而，有些情況下這種傳遞性難以保證，這時就不能采用對偶比較法。

45第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第四十五頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日等距量表及其制作等距量表（equalintervalscale）是一種有相等單位但沒有絕對零點的量表。等距量表除了其有名稱量表和等級量表的性質(zhì)外，它要求整個量表的各個部分的單位是相等的，但沒有絕對的零點。等距量表可以采用的統(tǒng)計處理方法：計算均數(shù)、標準差、相關(guān)系數(shù)等統(tǒng)計量，應(yīng)用t檢驗、F檢驗等。46第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第四十六頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日POZ轉(zhuǎn)換法只要了解樣本所在總體的分布情況，就可以將順序量表中的累積頻數(shù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的量值。最常見的情況就是正態(tài)分布下通過POZ轉(zhuǎn)換表求Z分數(shù)，而Z分數(shù)是符合等距量表要求的。因此，只要假定順序量表評價的通過率符合正態(tài)分布，就能夠?qū)㈨樞蛄勘砀脑鞛榈染嗔勘怼?/p>

例47第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第四十七頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日感覺等距法感覺等距法是通過把一個感覺分成主觀上相等距離來制作。它要求被試者將某種感覺上的一段心理量分成兩個或兩個以上的等分。最簡單的是由帕拉托（Plateau，1872）提出的二分法（bisectionmethod）。48第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第四十八頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日四分法舉例：同時方案（

Stevens和Volkmann，1944）音高單位聲音頻率（Hz）0200186722022333934650049第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第四十九頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日四分法舉例：漸進方案50第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第五十頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日差別閾限法差別閾限法是通過在不同強度的基礎(chǔ)上測量最小可覺差來實現(xiàn)。具體地說，用任何一種古典的心理物理法測出感覺的絕對閾限，并以此為起點，產(chǎn)生第一個最小可覺差的刺激強度，以第一個最小可覺差為基準，再測量第二個最小可覺差……。差別閾限法認為，每一個最小可覺差在心理上都是相等的，因此可以用最小可覺差作為心理物理量表的等距單位。這樣測得許多最小可覺差以后，以刺激強度為橫坐標，以絕對閾以上的最小可覺差數(shù)為縱坐標，畫出的心理物理關(guān)系圖就是等距量表。實驗者就可從圖上找出產(chǎn)生某一感覺水平所需要的刺激值。51第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第五十一頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日同時性程序制作的等分量表

（Gescheider，1997）52第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第五十二頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日表某一實驗的實驗數(shù)據(jù)最小覺察的梯級刺激值刺激的對數(shù)對數(shù)的增加量0（絕對閾限）8.00.903112.01.0790.176218.01.2550.176327.01.4310.176440.51.6070.176560.751.7840.177（采自Woodworth＆Schlosberg，1954）53第四章經(jīng)典心理物理學(xué)第五十三頁，共五十九頁，編輯于2023年，星期日等比量表及其制作等比量表（比例量表或比率量表，ratioscale）既有真正的零點，也是等距的。一個比例量表除含有名稱、等級這些等距量表的特征外，還有一個具有實際意義的絕對零點。

等比量表可以采用的統(tǒng)計處理方法：除了等距量表可以采用的方法外，還可以計算幾