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最小变化法－明度的差别阈限1引言最小变化法是费希纳（G.T.Fechner）提出的，又叫极限法、最小可觉差法，是测量阈限的直接方法,是经典心理物理学测量感觉阈限的重要方法之一。经典心理物理学认为，可以用物理量来表达感觉量，因此，存在一种达到觉察水平所必需的临界值，即绝对感觉阈限(Absolutesensitivity)和差别感觉阈限(RelativeSensitvity)。在测量上，常常用50%次不能感觉到，50%次能感觉到的物理量表示绝对阈限，而用50%次能感觉到的差别，50%不能感觉到差别的物理量表示差别阈限。最小变化法的特点在于它系统的探察感觉转折点，因而具体的说明了感觉阈限的含义。根据刺激呈现的顺序不同，可有渐增法（）和渐减法（）两种呈现呈现方法。为了避免被试者形成定势，每次呈现刺激的起点不应固定不变，而是随机变化。在用最小变化法测量差别阈限时，上限是指感觉比标准刺激稍强和感觉与标准刺激相等的两个刺激的平均值：下限是指感觉与标准刺激相等和感觉与标准刺激稍弱的两个刺激的平均值。上限减去标准刺激称为上差别阈限，标准刺激减去下限称为下差别阈限。上差别阈限和下差别阈限的平均值称为绝对差别阈限，或者是上限减下限即为绝对差别阈限。绝对差别阈限和刺激之比称为相对差别阈限公式如下：1、不肯定间距=X上—X下（上限—下限）2、DL（绝对差别阈限）=不肯定间距/23、K（相对差别阈限）=DL/标准刺激4、PSE（主观相等点）=（上限+下限）/2感受性在用最小变化法测定感觉阈限时，通常是按物理量的强弱把刺激排成系列，相邻两个刺激的强度差别很小，这无疑增加了刺激呈现的次数。很可能会使实验产生期望误差或习惯误差以及疲劳误差或练习误差。此次实验的目的是通过测量明度差别阈限，学习使用最小变化法来测量差别感受性。了解如何使用程序设计来控制实验误差，2方法2.1被试本实验的被试为某大学本科学生一名，20岁，男生,矫正视力正常。编号：201104021219性别：男年龄：20姓名：刘一玉学历：出生日期：1992-10-20所属：职业：测试日期：2012-11-0111:15:302.2实验仪器与实验材料实验仪器：计算机，PsyKey心理教学系统大学版实验材料：不同明度的灰色方块2.3实验设计与实验程序2.3.1实验设计为了避免空间误差，标准刺激在左和在右的次数各一半；为了避免顺序误差，刺激呈现采用刺激系列，整个实验过程再采用多重ABBA法，具体如表1表1刺激呈现系列及刺激的位置标准刺激（S）/比较刺激（C）刺激位置SCCSSCCSSC刺激系列2.3.2实验过程被试进入实验程序,单击“开始实验”按钮屏幕上出现如下指导语：“在这个实验要求你比较两个灰色的明度。其中一个是标准刺激，另一个是变异刺激，在同一组的相邻两次比较中，只有变异刺激的明度是在不断变化的，请你看左边灰色和右边灰色的深浅是否相同。如果你觉得左边灰色较浅，请你按红键，如果你觉得右边灰色较浅，请你按绿键，如果觉得两边看起来相同，请你按黄键。明白这段话的意思后，按“确定”键开始实验。”主试请被试仔细阅读指示语，强调被试要对照标准刺激调整变异刺激，并且注意左、右、中三键所对应的反应。被试按指导语要求进行实验。每当被试的反应有一次转折时，计算机将自动开始下一组测定。实验前后共测定8组。实验结束后计算机将自动记录实验结果，主试单击“实验结果”按钮，查询实验结果。3结果分析3.1实验结果统计如表2,表2用最小变化法测定明度的差别阈限结果统计刺激呈现位置S(标准)/C(刺激)C(刺激)/S(标准)均值阈限上限(DL上)200.5202.5187.5191.5186.5194.5202.5190.5194.50阈限下限(DL下)199.5199.5184.5189.5183.5190.5199.5188.5191.88(1)平均上限=194.50(2)平均下限=191.88(3)不肯定间距=上限-下限=194.50-191.88=2.62(4)差别阈限=1/2不肯定间距=1.31(5)相对差别阈限=绝对差别阈限/标准刺激=1.31/192*100%=0.68%(6)主观相等点=1/2(上限+下限)=386.38/2=193.19(7)标准刺激=192(8)常误=主观相等点-标准刺激=193.19-192=1.193.2误差检验在极限法实验中，由于动作多次重复，可能会使实验结果产生期望误差与习惯误差以及疲劳效应与练习效应。习惯误差和期望误差可以用渐增序列和渐减序列主观相等点的显著性差异来检验。练习效应和疲劳效应，可以用前半实验中测定与后半实验中测定主观相等点的显著性差异来检验。其检验的具体结果如表3表3最小变化法期望和习惯误差检验结果序列上升系列下降序列前4个系列后4个系列比较项目主观相等点191.25195.13194.375192标准差6.304767.284407.318646.74537标准误3.152383.642203.659323.37268差异-3.875002.37500自由度33T-1.097.368P0.050.05观察表3，可得：（1）上升序列与下降序列主观相等点的均值显著性检验为t(3)=-1.097,P0.05,其结果表明上升序列和下降序列的主观相等点均值不存在显著性差异,说明该实验结果的期望误差不显著.（2）前4个序列与后4个序列主观相等点的显著性检验,为t(3)=0.368,P0.O5,其结果表明前4序列与后4序列的主观相等点均值差异不显著,说明该实验结果的疲劳误差或练习误差不显著.4讨论由于该实验测量的是明度的差别阈限，因此实验过程中应该对光线进行严格控制。实验程中计算机的显示亮度能够保持一定，但却忽略了环境光线这个额外变量的影响，可能影响到了实验结果的准确性。5结论最小变化法变化可以用来估计差别阈限。6参考文献朱滢主编实验心理学北京大学出版社2009年第二版7附录（1）实验结果的原始记录表4被试比较刺激的明度判断次数标准刺激起始值主观相等亮度终止值上限下限1左亮161200201200.50199.502左暗227202199202.50199.503右暗224187184187.50184.504右亮156190192191.50189.505右亮153184187186.50183.506右暗226194190194.50190.507左暗231202199202.50199.508左亮153189191190.50188.50（2）上升序列与下降序列主观相等点的均值显著性检验PairedSamplesTestPairedDifferencestdfSig.(2-tailed)MeanStd.DeviationStd.ErrorMean95%ConfidenceIntervaloftheDifferenceLowerUpperPair1VAR00011-VAR00012-3.875007.063703.53185-15.114927.36492-1.0973.353（3）前4个序列与后4个序列主观相等点的显著性检验PairedSamplesTestPairedDifferencestdfSig.(2-tailed)MeanStd.DeviationStd.ErrorMean95%ConfidenceIntervaloftheDifferenceLowerUpperPair1VAR00013-VAR000142.3750012.918826.45941-18.1817222.93172.3683.738备注：测验耗时：426秒[参数表]组内间隔时间(毫秒)=500标准刺激灰度=192组间间隔时间(毫秒)=2000