第三章-心理物理学方法

第三章心理物理学方法教学目的与要求掌握测定阈限的三种基本方法；制作心理量表的方法。熟悉信号检测论的实验方法了解心理物理学方法概述本章主要内容一、心理物理学方法概述（了解）二、感觉阈限的测量（掌握）•极限法•恒定刺激法•平均差误法三、信号检测论（熟悉）四、心理量表法（掌握）引言•1860年，费希纳的巨著《心理物理学纲要》轰动了整个心理学界，因为这不仅标志着一门新兴学科──心理物理学的诞生，同时也使当时的心理学工作者看到了心理学科学化道路的曙光。•通过运用各种数学方法和测量技术，心理物理学正在逐步揭示心理现象和物理现象之间对应的数量关系，这种对应关系的量化使得心理学家第一次有能力像物理学家测量物体属性那样，精确量化人的心理事件。•而一门学科的量化程度则代表了它的科学水平的高低，因此，就像著名的实验心理学家波林在1950年作出的评论那样：内部印象（心理物理学中的心理）与外部世界（心理物理学中的物理）之间相互关系的测量技术的引入，标志了科学心理学的诞生。一、心理物理学方法概述心理物理学定义：•心理物理学是研究心理量和物理量之间的关系的科学。•物理量是指对身体各感官的刺激；心理量是指各种感觉或主观印象。如：–亮度（物理量）——明度（心理量）–强度（物理量）——响度（心理量）心理物理学的发展•心理物理学的先驱是G.T.Fechner（1801-1887）。•Fechner通过对感觉强度与刺激强度之间的数量关系的长期研究，发展出了测量感觉的基本方法。•一百多年来，心理物理学方法不断发展，但它的中心问题仍然是物理量和心理量之间的数量关系的问题。一、心理物理学方法概述心理物理学的发展•心理物理学方法所处理的问题大体上可以分为两大类–感觉阈限的测量；–阈上感觉的测量，也就是心理量表的制作。一、心理物理学方法概述二、感觉阈限的测量什么是感觉阈限•感觉阈限是测量感觉系统感受性大小的指标，用刚能引起感觉的刺激量来表示。可分为绝对感觉阈限和差别感觉阈限两类。–刚刚能引起感觉的最小刺激量，叫绝对感觉阈限。–刚刚能引起差别感觉的刺激物之间的最小差别量，叫差别阈限或最小可觉差。二、感觉阈限的测量请同学们思考：是不是知道了什么是绝对感觉阈限和差别感觉阈限，就能够测量它了呢？阈限的操作性定义•绝对阈限的操作性定义：有50%的次数能引起感觉，50%的次数不能引起感觉的刺激强度为该刺激的绝对阈限。•差别阈限的操作性定义：有50%的次数能觉察出差别，50%的次数不能觉察出差别的刺激强度差别值为该刺激的差别阈限。二、感觉阈限的测量•我们明确了阈限的操作定义，就能够用心理物理学方法来测定阈限。关于测定阈限的实验，一般具有下列三个明显的特点：1.选择好刺激系列和反应系列2.要尽量简化被试对刺激所作的反应3.测定的次数要多些二、感觉阈限的测量•测量感觉阈限的方法有三种：–极限法–恒定刺激法–平均差误法•学习者应特别注意这三种方法的实验程序和实验结果的统计处理。二、感觉阈限的测量(一）极限法1、什么是极限法？2、用极限法测定绝对阈限3、用极限法测定差别阈限二、感觉阈限的测量(一）极限法1、什么是极限法？又叫最小变化法、最小可觉差法，是测量阈限的直接方法；极限法的刺激由递减和递增的两个系列组成；每次呈现刺激后让被试报告他是否有感觉；二、感觉阈限的测量(一）极限法1、什么是极限法？刺激的增减应尽可能地小，目的是系统地探求被试由一类反应到另一类反应的转折点，即在多强刺激时，由有感觉变为无感觉，或由无感觉变为有感觉。每个系列的转折点就是该系列的绝对阈限。二、感觉阈限的测量(一）极限法2、绝对阈限的测定•（1）自变量•（2）因变量（反应变量）•（3）阈限的确定（计算）•（4）误差及其控制二、感觉阈限的测量(一）极限法（1）自变量•用极限法测定绝对阈限，自变量是刺激系列。刺激系列要按递增或递减系列交替呈现。–递增时，刺激要从阈限以下的某个强度开始；–递减时，刺激系列的起点要大于阈限的某个强度；–一般应选10到20个强度水平。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定(一）极限法（2）因变量（反应变量）•用极限法测定绝对阈限的反应变量时，要求被试以口头报告方式表示。•当刺激呈现之后，被试感觉到有刺激，就报告“有”，当被试没感觉到有刺激，就报告“无”，其依据是被试的内省，而不是刺激是否呈现。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定(一）极限法（2）因变量（反应变量）•被试报告后，主试以“有”“无”或“＋”“-”记录被试的反应，每个系列都需要被试作“有”到“无”、或“无”到“有”这两种报告，亦即，递增时直到第一次报告“有”之后，这一系列才停止；递减时直到第一次报告“无”之后，这一系列才停止，然后再进行下一个系列。•若被试者在这二类判断中有“说不准”的情况，用？表示。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定(一）极限法（3）阈限的确定（计算）•在一个刺激系列中，被试者报告“有”和“无”这两个报告相应的两个刺激强度的中点就是这个系列的阈限。•把各刺激系列的每一个阈限计算出来，然后分别求出递增系列或递减系列的平均数，之后再求出此两系列的平均数，就是阈限值。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定举例：用极限法测音高的感觉阈限2、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量(一）极限法（4）误差及其控制•用极限法求绝对阈限经常会产生一些误差。•极限法测定绝对阈限产生的误差主要有四种：习惯误差和期望误差，练习误差和疲劳误差，他们两两相对。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定递增递减系列中的习惯误差abba实际无感觉报告无感觉报告有感觉实际有感觉二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定（4）误差及其控制怎样消除误差？•采用抵消平衡设计（即ABBA设计）：第一次：递增（A）第二次：递减（B）第三次：递减（B）第四次：递增（A）(一）极限法2、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量(一）极限法3、差别阈限的测定•（1）自变量•（2）因变量（反应变量）•（3）差别阈限的确定（计算）•（4）误差及其控制二、感觉阈限的测量(一）极限法（1）自变量•用极限法测定差别阈限时，每次要呈现两个刺激，让被试比较，其中一个是标准刺激，即刺激是固定的，其强度大小不变；另一个是比较刺激又称变异刺激，即刺激的强度按由小而大或由大而小顺序排列。•标准刺激和比较刺激可同时呈现，标准刺激在每次比较时都出现，比较刺激按递增或递减系列，以测定绝对阈限的同样方法与标准刺激匹配呈现。二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定(一）极限法（2）因变量（反应变量）•用极限法测定差别阈限的反应变量要求被试以口头报告方式表示，一般用三类反应，将比较刺激与标准刺激加以比较，当比较刺激大于标准刺激时，主试记录“＋”；当比较刺激等于标准刺激时，主试记录“=”；当比较刺激小于标准刺激时，主试记录“-”。二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定(一）极限法（3）差别阈限的确定•确定差别阈限时先要求得一系列的数据，这些数据有：•1）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；•2）在递增系列中最后依次“-”到非“-”之间的中点为差别阈限的下限；第一次非“＋”到“＋”之间的中点为差别阈限的上限。二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定(一）极限法（3）差别阈限的确定•确定差别阈限时先要求得一系列的数据，这些数据有：•3）在上限与下限之间的距离为不肯定间距。•4）不肯定间距的中点是主观相等点。在理论上主观相等点（或主观等点）应与标准刺激相等，但实际上两者有一定的差距，这个差距称为常误。•5）取不肯定间距的一半或者取上差别阈和下差别阈之和的一半为差别阈限。二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定举例：用极限法测定视觉长度的差别阈限二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定(一）极限法（4）误差及其控制•与用极限法求绝对阈限一样，在测定差别阈限时，也必须想方设法控制常误。•除了要控制习惯和期望误差外，还要控制因标准刺激和比较刺激同时呈现所造成的误差（空间误差）或者因先后呈现所造成的（顺序误差）。•控制方法可采用多层次的ABBA法。二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定多层ABBA法二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定（二）恒定刺激法1、什么是恒定刺激法？2、用恒定刺激法测定绝对阈限3、用恒定刺激法测定差别阈限二、感觉阈限的测量（二）恒定刺激法1、什么是恒定刺激法？•恒定刺激法（或固定刺激法）又叫正误法、次数法，它是心理物理学中最准确、应用最广的方法，可用于测定绝对阈限、差别阈限。•此法的特点是：根据出现次数来定阈限，即以次数的整个分布求阈限。二、感觉阈限的测量（二）恒定刺激法2、用恒定刺激法测定绝对阈限•（1）自变量•（2）反应变量（因变量）•（3）绝对阈限的计算二、感觉阈限的测量（二）恒定刺激法（1）自变量用恒定刺激法测定绝对阈限，是从略高于感觉到略低于感觉这一范围内选5到7个等距的刺激强度，刺激要随机呈现，每个刺激呈现的次数要相等。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定（二）恒定刺激法（2）因变量（反应变量）用恒定刺激法测定绝对阈限的反应变量要求被试者以口头报告方式表示，在实验中每呈现一次刺激后，被试者若感觉到了，则报告“有”，主试者记录“+”；被试者若感觉不到，则报告“无”，主试者就记录“-”。然后根据被试者对不同刺激所报告的“有”或“无”的次数来求出百分数，以此来计算阈限。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定（二）恒定刺激法（3）绝对阈限的计算：•通常使用直线内插法（linearinterpolation）来求绝对阈限。•直线内插法是将刺激作为横坐标，以正确判断的百分数作为纵坐标，画出曲线。然后再从纵轴的50％处画出与横轴平行的直线，与曲线相交于点a，从点a向横轴画垂线，垂线与横轴相交处就是两点阈。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定举例：用恒定刺激法测定两点阈的实验记录2、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量前进直线内插法1011.29.662、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量直线内插法2、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量想一想，直线内插法应用比例算式求绝对阈限，应该怎样计算？以上例为例(11-10)/(66-29)=(x-10)/(50-29)x=10.56mm（二）恒定刺激法（3）绝对阈限的计算：•直线内插法作图被成为S-P作图。其优点是简单易算，缺点是不够精确。当实验次数很多，实验结果接近正态分布时，用这种直线内插法求出的阈限值与其他方法求出的阈限值是很接近的。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定（二）恒定刺激法3、用恒定刺激法测定差别阈限•（1）自变量•（2）反应变量（因变量）•（3）差别阈限的计算二、感觉阈限的测量（二）恒定刺激法（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。•比较刺激要随机呈现，每个比较刺激与标准刺激至少要比100次。二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定（二）恒定刺激法（2）因变量（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：三类反应二类反应二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定三类反应•较早的方法是让被试作三类反应即“大于”、“等于”和“小于”，分别记为“+”、“=”和“-”。•让被试作三类反应时，因其中有“等于”的反应，若被试较为自信，则作出“等于”的反应就较少；若被试较为谨慎，则作出“等于”的反应就较多。这样会直接影响到差别阈限的大小。也就是说这种反应易受到被试的态度的影响。3、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量二类反应•只让被试者作“大于”和“小于”两种判断，即使分不清时，也要作出其中的一种判断。3、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量（二）恒定刺激法（3）差别阈限的计算三类反应的差别阈限的计算二类反应的差别阈限的计算二、感觉阈限的测量3、差