實驗七-信號檢測論報告

學號：09370135姓名：林文實驗七同組成員：譚莉、趙小琴、劉勝君實驗日期：2010年12月1日信號檢測論有無法檢驗對線段長短的感受性【摘要】實驗采用心理物理學中的信號檢測論的有無法，測量被試對線段長短的判斷，通過ROC曲線檢驗被試對判別線段長短的感受性。通過研究可得到以下結(jié)論：被試對于判別線段長短的感受性波動較大，且被試掌握的判定標準不符合“同一被試的辨別力相對穩(wěn)定”的規(guī)律。所得結(jié)論與一般規(guī)律相違背，主要是因為實驗操作時沒有嚴格控制好主客觀因素，造成較大誤差?！娟P(guān)鍵詞】信號檢測論、有無法、ROC曲線、1、前言自從費希納開創(chuàng)了心理物理學的研究之后，此領(lǐng)域受到眾多心理學家的關(guān)注并在理論和方法上取得了重大的突破，最終形成了現(xiàn)代心理物理學，其中一個重要方面的內(nèi)容就是信號檢測法(郭秀艷、楊治良2005)。信號檢測論是信息論的重要分支，1954年美國心理學家W.P.Tanner和J.A.Swets把它應(yīng)用于人的知覺過程，使心理物理學方法發(fā)展到一個新的階段（朱瀅2009）。信號檢測論是現(xiàn)代心理物理學最重要的內(nèi)容之一，他的出現(xiàn)徹底改變了以往人們對閾限的理解，將個體客觀的感受性和主觀動機、反應(yīng)偏好等加以區(qū)分，從而解決了傳統(tǒng)心理物理學所無法解決的問題。信號檢測論被引入心理學其中不外乎于兩個原因：（1）信號檢測論本身的發(fā)展；（2）心理學的發(fā)展需要有新的理論加入(楊治良1988)。實驗通過ROC曲線檢驗被試對判別線段長短的感受性。接受者操作特性曲線（receiveroperatingcharacteristiccurve），簡稱ROC曲線（ROCcurve）在心理學上又稱為感受性曲線（sensitivitycurve），這就是說，曲線上各點反映著相同的感受性，它們都是對同一信號刺激的反應(yīng)，不過是在幾種不同的判定標準下所得的結(jié)果（楊博民1989）。實驗采用信號檢測論有無法測定被試對線段長短辨別的感受性；學習信號檢測法實驗中的有無法。2.方法2.1被試樂山師范學院教育科學學院09級心理學班4名同學，其中男生1名，女生3名，年齡均在19—23歲，視力或矯正視力正常，以前均沒有參加過類似實驗。2.2儀器和材料2.2.1A4卡片若干張，卡片A為信號，畫有10.5cm和9.5cm兩條平行線段，其中一條線段畫在卡片正中央，另一條線段以它的中點為起點，兩條線段相距2cm2.2.2卡片B為噪音，畫有兩條均為10.5cm的線段，畫法與卡片A相同，兩種卡片分別準備5張。2.2.3記錄數(shù)據(jù)的紙筆若干。 2.2.4卡片離被試距離為124cm2.3實驗設(shè)計實驗采用的信號檢測論有無法，屬于心理物理學方法。實驗的自變量是信號（兩條不等的線段）出現(xiàn)的概率：0.1、0.3、0.5、0.7、0.9，因變量是被試判斷線段長短的擊中率和虛報率。。本實驗需要控制的變量有：被試的視力或矯正視力要正常，被試與信號和噪音的距離一致。2.4實驗程序4人輪流做主試與被試。2.4.1要求被試在實驗位置就坐，主試向被試陳述指導(dǎo)語，先讓被試熟悉一下信號和噪音的區(qū)別，要求被試在排除視覺的情況下根據(jù)感覺報告相等與不等（僅兩種報告結(jié)果）。目的是讓被試明白實驗的操作過程。2.4.2確信被試明白實驗的操作過程后，開始試驗。主試按照預(yù)先列表的順序呈現(xiàn)刺激，并告知被試在這20次中信號出現(xiàn)的概率。2.4.3每種概率2.4.4實驗過程中主試不要提示被試報告正確與否，也不要做出任何暗示。2.5數(shù)據(jù)收集，并用用EXCEL中的數(shù)據(jù)分析進行數(shù)據(jù)處理。3.結(jié)果3.1根據(jù)實驗結(jié)果，對信號檢測法所得的實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計并計算，具體運用到的公式有：P（H）=擊中次數(shù)／（擊中次數(shù)+漏報次數(shù)）P(FA)=虛報次數(shù)／（虛報次數(shù)+正拒次數(shù)）d’=Z擊中-Z虛報β=擊中率的縱坐標／虛報率的縱坐標3.2分析結(jié)果分析得出的P(SN)與β的關(guān)系，得到下表：表一被試一的P(SN)與β的關(guān)系實驗信號出現(xiàn)概率結(jié)果ynβd’A0.1SN0.50.50.151.01N0.440.56B0.3SN0.50.51.442.82N0.070.93C0.5SN0.70.30.311.23N0.20.8D0.7SN0.860.141.060.57N0.50.5E0.9SN0.890.111.371.34N10表二被試二的P(SN)與β的關(guān)系實驗信號出現(xiàn)概率結(jié)果ynβd’A0.1SN0.40.62.332.70N01B0.3SN0.830.171.641.79N01C0.5SN0.830.170.110.91N0.20.8D0.7SN0.790.210.151.14N0.170.83E0.9SN0.830.171.641.79N01表三被試三的P(SN)與β的關(guān)系實驗信號出現(xiàn)概率結(jié)果ynβd’A0.1SN102.010.42N0.280.72B0.3SN012.040.41N0.290.71C0.5SN0.30.72.062.44N01D0.7SN0.570.430.170.99N0.50.5E0.9SN0.670.330.430.91N0.50.5表四被試四的P(SN)與β的關(guān)系實驗信號出現(xiàn)概率結(jié)果ynβd’A0.1SN0.50.52.582.79N01B0.3SN0.170.831.641.79N01C0.5SN0.70.32.062.44N01D0.7SN0.930.070.50.55N0.170.83E0.9SN0.890.111.210.48N0.50.53.3根據(jù)以上的P(SN)與β的關(guān)系的表格，得到以下ROC曲線：圖一根據(jù)表一畫的ROC曲線圖二根據(jù)表二畫的ROC曲線圖三根據(jù)表三畫的ROC曲線圖四根據(jù)表四畫的ROC曲線從結(jié)果可得，被試一、四的辨別力隨先定概率的增大變化波動不是很大，而被試二、四的辨別力則出現(xiàn)了極大的波動變化，曲線波折。因此實驗的準確性不高。4.討論4.1實驗設(shè)計實驗采用信號檢測論有無法測定被試對線段長短辨別的感受性，根據(jù)ROC曲線得出被試的感受性變化。4.2變量控制在實驗中要控制無關(guān)變量和額外變量。實驗要求被試的視力或矯正視力正常，同時所有的被試要都沒有參加過類似的實驗。實驗還要求被試與信號和噪音的距離一致。4.3存在問題4.3.1被試受到疲勞誤差影響。由于實驗時間有限，所以被試在實驗過程中的休息時間不充足。實驗時，環(huán)境不安靜，偶爾有同學觀看，其他同學的表情與言語反應(yīng)影響了被試判斷。在以后的實驗當中必須注意這兩點，以減少誤差。4.3.2SN先驗概率對被試判斷標準的影響一般來說，β越大，則被試越不容易傾向于報告“信號”，而β越小則越容易虛報。則被試在先定概率為0.9的虛報概率大大低于前兩種水平的先定概率，符合實際結(jié)果；被試的先驗概率的增大，會使被試更容易傾向于報告“信號”，即越容易虛報。但從結(jié)果看來，被試的ROC曲線不符合，被試二的標準與先驗概率之間的相關(guān)性較低。造成這一重大誤差的原因有以下幾點：第一，被試最開始接觸該實驗時，并未能完全理解，偶爾會出現(xiàn)“分不清哪個是信號哪個是噪音”的情況；而操作次數(shù)越多，被試越能領(lǐng)悟到如何更好的判斷，所以虛報的概率大大減少；第二，由于時間急促，被試在完成90%先定概率的實驗時有壓力，影響其判斷，故出現(xiàn)較大誤差。5.結(jié)論從結(jié)果可得，被試一、四的辨別力隨先定概率的增大變化波動不是很大，而被試二、四的辨別力則出現(xiàn)了極大的波動變化，曲線波折，不符合“