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1、第四章 心理物理法,第一节传统心理物理学 第二节 心理物理函数 第三节 感觉的直接测量 第四节 信号检测论,心理物理学是一门精密的关于身体和心理之间函数依附关系的理论 心理物理法，是指用来研究心理量与物理量之间对应关系的研究方法 心理物理法所处理的问题主要分为两大类：一类是感觉阈限的测量，另一类是阈上感觉的测量，也就是心理量表的制作。,第一节传统心理物理学,一、感觉阈限的含义 二、测量感觉阈限的方法 （一）最小变化法 （二）恒定刺激法 （三）平均差误法 （四）三种经典心理物理法的比较 三、阈上感觉的测量 （一）顺序量表的建立 （二）等距量表的建立 （三）比例量表的建立,一、感觉阈限的含义,（一
2、）绝对感觉阈限 刚刚能引起感觉的最小刺激强度被叫做绝对感觉阈限（absolute threshold）,按照这种说法，低于绝对阈限的刺激强度我们总是感觉不到的，而高于绝对阈限的刺激强度我们总是能感觉到的。,操作定义： 有50%的次数能引起感觉，50%的次数不能引起感觉的那一种刺激强度（50%实验次数能引起反应的刺激值）,表1 某些近似的觉察阈限,*引自Schiffman（1996），这些阈限值仅作示意用。1ft. = 30.48cm,（二）差别感觉阈限 刚刚能引起差异感受的刺激变化量 操作定义： 有50%的次数能引起差别感觉的两个刺激强度之差。也称最小可觉差（just noticeable d
3、ifference，j.n.d）,二、测量感觉阈限的方法,（一）最小变化法（极限法） （二）恒定刺激法 （三）平均差误法,（一）、最小变化法,最小变化法，也称极限法或系列探索法，是心理物理学的经典方法之一，它的主要特点就是刺激按照“递增”或“递减”的两种系列逐级进行微小的变化，以探索被试对刺激有、无觉察反应的转折点，即阈限位置。利用这种方法既可以测定被试对刺激的绝对感觉阈限，也可以测定被试对刺激的差别感觉阈限。,1、用最小变化法测定绝对感觉阈限,（1）. 刺激系列的确定：一般在刺激变化范围内确定1520个刺激点，其中最小刺激点应保证远在阈限值之下、最大刺激点应保证远在阈限值之上，而且刺激的强度
4、要按照递增和递减的两种方式等距微小地变化。,（2）. 反应记录：刺激呈现过程中，要求被试报告“有”感觉或“无”感觉并分别记“”或“”。递增系列实验从较小刺激开始逐渐增加，每次记录被试的反应或报告，直到其报告从“无”变为“有”终止该次实验系列；递减系列实验从较大的刺激开始逐渐减少，每次记录被试的报告，直到其报告从“有”变为“无”就终止该次实验系列。,最小变化法是采用比较精细的方法探测阈限值位置，其要求的实验次数较大，一般递增和递减系列均要达到50次以上。此外还要注意以下问题： 第一，刺激的改变是等距的； 第二，刺激的起点是不确定的； 第三，在实验系列中，被试出现不能确定的情况时，视为其感觉发生了
5、变化，可以终止该系列实验，并将被试报告记为“？”； 第四，采用“”或“”方法平衡系列误差,（3）阈限的确定 在一个刺激系列中，被试报告“有”和“无”时，相应的两个刺激强度的中点，就是这个系列的阈限值。在每个系列的阈限值的基础上，计算出递增系列与递减系列的两个平均值，这两个平均值的平均数就是一种感觉的绝对阈限值。,举例1：用最小变化法测定音高的绝对感觉阈限,最小变化法实验中包含两对四种误差，具体内容见下表。,（4）误差及控制,多层次ABBA法的控制形式 比较刺激系列呈现顺序 递增 递减 递减 递增 标准刺激呈现位置 左右 右左 右左 左右 相继呈现的先后顺序 前后 后前 前后 后前,2、利用最小
6、变化法测定差别感觉阈限,（1）. 刺激系列的确定：测定差别阈限的刺激包括一个标准刺激和一个比较刺激系列，比较刺激系列的最小刺激点远在标准刺激之下，被试能明显感到其与标准刺激相比较弱；比较刺激的最大点远在标准刺激之上，被试能明显感到其与标准刺激相比较强；其中还包括一个与标准刺激相等的刺激。,（2）. 反应记录：在差别阈限的测定中，被试的反应或报告有三类：感到比较刺激小于标准刺激、感到比较刺激等于标准刺激或拿不准、感到比较刺激大于标准刺激，三种情况要求被试分别报告“小于”、“等于”或“不确定”、“大于”，分别记作：“”、“或？”、“”。,（3）差别阈限的确定 第一步，求各列上限、下限 差别上限（L
7、u）、差别下限（Ll）的确定 在递减系列中最后一次“+”到非“+”之间的中点为差别阈限的上限；第一次非“-”到“-”之间的中点为差别阈限的下限； 递增系列中最后一次“-”到非“-”之间的中点为下限；第一次非“+“到“+”之间的中点为上限,第二步，求不肯定间距（IU）、主观相等点（PSE） 不肯定间距（IU）的计算：上限与下限之间的距离， IU= Lu- Ll 主观相等点（PSE）的确定：就是不肯定间距的中点。 PSE=（上限+下限）/2,第三步，求差别阈限、常误 差别阈限（DL）的计算：不肯定间距的一半或上差别阈限（Lu-St）与下差别阈限（St-Ll）之和的一半，就是差别阈限。 DL=（Lu
8、- Ll）/2。 常误（CE） St -PSE,举例2：用最小变化法测定时间差别阈限,请思考：如何判断最小变化法实验中可能存在的系统误差？,（4）误差及控制 主要有四种误差：期望误差、习惯误差、时间误差、空间误差。 在相继呈现的实验中存在时间误差； 在同时呈现的实验中存在空间误差。 可采用ABBA对相继呈现中的前后顺序和同时呈现中的左右顺序进行控制,ABBA法的控制形式,（二）、恒定刺激法,恒定刺激法也叫次数法、常定刺激差别法、正误示例法等，其特点是：只使用从能经常感觉到的刺激到经常感觉不到的刺激之间的57个恒定刺激点，各刺激点的呈现顺序是随机的。,（2）. 反应记录:用恒定刺激法测定绝对感觉
9、阈限时，每呈现一次刺激都要求被试报告感觉到或感觉不到，即报告“有”或“无”。实验者记录每种刺激呈现时被试报告“有”或“无”并统计出各自的总次数。,（1）. 自变量的确定和呈现：首先确定刺激范围，即根据研究经验或预测找到从经常感觉不到（感觉到的几率小于5）至经常感觉得到（感觉到的几率大于95）的刺激范围，然后根据刺激范围的宽度确定57个等距的刺激点。各刺激随机呈现且次数要相等、次数要多。,1、用恒定刺激法测定绝对感觉阈限,表中5个刺激值共随机呈现1000次，每种刺激呈现200次，其中各种刺激值呈现时被试报告“两点”的次数如表4-3 所示。如何确定该两点阈的值呢？,用恒定刺激法测定两点阈,直线内插
10、法,2、用恒定刺激法测定差别感觉阈限,（1）自变量 用恒定刺激法测定差别阈限，是让被试者将比较刺激与标准刺激加以比较，标准刺激是能被感觉到的某一刺激强度，比较刺激可在标准刺激上下一段距离内确定，一般从完全没被感觉出差别到完全感觉出差别的范围内选定5到7个刺激强度作为比较刺激。刺激要随机呈现.,（2）反应变量 用恒定刺激法测定差别阈限的反应变量要求被试者以口头报告方式表示。 两类反应：大于、小于 三类反应：大于、等于、小于,两类反应,一个提重实验：标准刺激为200克，比较刺激为184、192、200、208、216克，共5个。每个比较刺激与标准刺激比较20次，共比较100次。结果如下：,依照恒定
11、刺激法测绝对阈限时计算阈限的各种方法，计算出50%正反应的比较刺激值,值得注意的是，在两类反应中，50%正反应，即50%次数判断比较刺激重于标准刺激，50%次数判断比较刺激轻于标准刺激，这就相当于是没有分辨能力。 因此，以75%次感觉重于标准刺激作为相等地带的上限，25%次感觉重于标准刺激作为相等地带的下限。有了上限和下限就可以求出差别阈限。这类叫“75%差别阈限”,练 习,二类反应的差别阈限的计算：以重量辨别为例。以200克的重量为标准刺激，以从185到215克中的间隔为5克的7个重量为比较刺激，要求被试者只作“重”和“轻”这二类反应。,差别阈限的计算 Lu=206.6克，Ll=192.8克
12、 差别阈限为： DL=（206.6-200）+（200-192.8）/2= 6.9克 主观相等点：PSE=（206.6+192.8）/2=199.7 常误：St-PSE=200-199.7=0.3,三类反应,三类反应的差别阈限的计算：以重量辨别为例。以200克的重量作为标准刺激，以从185至215克中的7个重量作为比较刺激，7个重量间的间隔各为5克，要求被试作“重”、“相等”和“轻”这三类反应。,根据表的数据用直线内插法求得差别阈限。表4-6中的、三个纵列的数据画出三条曲线，用直线内插法求得50的次数被判断比标准刺激重的重量为204.5克和50的次数被判断比标准刺激轻的重量为196.6克（见图
13、4-4），这两个数值分别为上限和下限（即Lu=204克，Ll=196.6克）。根据上限和下限，就可计算如下： 上差别阈=DLu=204克-200克=4克 下差别阈=DLl=200克-196.6克=3.4克 差别阈限=DL=（4+3.4）/2=3.7克,但在使用恒定刺激法测定差别阈限的实验中，如果使用三类反应，被试的态度等个性因素就会对实验结果产生明显影响。在三类反应中，包括“大于”、“相等”、“小于”三种回答 。较自信的被试，会较少或不作“相等”的回答，其反应的不确定性区间就小；较谨慎的被试则只有较大把握时才会作出“大于”或“小于”的回答，其“相等”的回答较多，不确定性区间就大，测量得到的差别
14、阈限值也就较大。这样看来，使用三类反应来测量差别阈限时，所测量到的似乎不是被试的辨别能力，而是被试的态度或个性因素。,（三）、平均差误法,平均差误法，又称调整法、再造法、均等法。 实验程序是：为被试提供一个标准刺激作为参照点，然后让被试自己调整一比较刺激，直到被试感觉到自己调整的比较刺激与标准刺激相等，记录被试调整后比较刺激的实际大小与标准刺激的差异，即误差或差误值。重复多次后将各次测量误差或差误的绝对值平均，即得到被试绝对感觉阈限或差别感觉阈限。（因为平均误差与差别阈限成正比，所以可以用平均误差来表示差别感受性。),1、用平均差误法测定绝对阈限 （1）自变量： 以“零”为标准刺激，调节比较刺
15、激的大小。 （2）反应变量：被判断为与标准刺激相等的比较刺激值，即被试刚刚调到感觉不到时的比较刺激值。 （3）绝对阈限的确定： 各次测定数值的平均数即为绝对阈限。,2、用平均差误法测定差别阈限 自变量：呈现一个标准刺激，要求被试调节比较刺激的大小，使其与标准刺激相等。比较刺激是一连续变量。 反应变量：被判断为与标准刺激相等的比较刺激值。 差别阈限的确定：测定的差别阈限值只是估计值 具体求法为： （1）把每次的调整结果（X）与主观相等点（PSE或M）的差的绝对值加以平均，将所求的平均数作为差别阈限的估计值。AEM=|X-PSE| / N （2）把每次的调整结果（X）与标准刺激（St）的差的绝对值
16、加以平均，将所求的平均数作为差别阈限的估计值。 AEST=|X -St| / N,3、误差及控制,(1)动作误差 因被试所采用的动作方式不同而产生的误差。如由小到大调节与由大到小调节所使用的动作不同。 (2)时间误差 在标准刺激与比较刺激相继呈现的实验中，因标准刺激相对比较刺激在前与在后的不同而产生的误差。 (3)空间误差 在标准刺激与比较刺激同时呈现的实验中，因标准刺激相对比较刺激在空间位置上的不同而产生的误差。 误差控制的方法： （1）多层次的ABBA法；（2）动作规范化。,（四）、三种经典心理物理法的比较,1. 从阈限的涵义上来比较。极限法最符合感觉阈限的操作定义，同时因为被试知道刺激呈现的秩序，能把注意力集中到特别需要注意的地方，从而取得较好的实验结果。但也正是因为被试知道实验秩序，则容易产生期望误差、习惯误差。这种方法适宜于测定可以按小阶梯变化的刺激的感觉阈限，不适宜于测试连续变化的、适应性强的刺激。,2. 从被试者方面来比
