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第四章心理物理法本讲稿第一页，共五十八页导入：假设你想确定阿司匹林是否能减轻疼痛，那么该怎么办呢？本讲稿第二页，共五十八页主要内容主要内容F传统心理物理法（感觉阈限的测量）传统心理物理法（感觉阈限的测量）l最小变化法l恒定刺激法l平均差误法F感觉的直接测量（阈上感觉测量）感觉的直接测量（阈上感觉测量）F信号检测论的原理信号检测论的原理本讲稿第三页，共五十八页什么是心理物理法？是心理物理法？费希纳把心理物理学定义为一门精密的关于费希纳把心理物理学定义为一门精密的关于身体身体和和心理心理之间函数依附关系的理论。之间函数依附关系的理论。心理量心理量与与物理量物理量之间的之间的关系关系 l感觉阈限的测量；l阈上感觉的量化；本讲稿第四页，共五十八页一、感觉阈限界定 感觉阈限的界定：1.绝对阈限，通常简写为RL，指刚好能够引起心理感受的刺激大小；2.差别阈限，通常简写为DL，指刚好能引起 差异感受的刺激变化量。思考：如何通过实验来测量感觉阈限？本讲稿第五页，共五十八页感觉阈限的操作定义：1.绝对阈限定义为有50的实验次数能引起反应的刺激值；2.差别阈限定义为有50的实验次数能引起差别感觉的两个刺激强度之差。本讲稿第六页，共五十八页二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量o最小变化法o恒定刺激法o平均差误法 特别注意：三种方法的实验程序和实验结果 的统计处理本讲稿第七页，共五十八页（一）最小变化法（一）最小变化法（minimal-change method）最小变化法又称极限法、是测量阈限的直接方法。它的特点是：将刺激按递增或递减系列的方式，以间隔相等的小步变化，寻求从一种反应到另一种反应的瞬时转换点或阈限的位置。本讲稿第八页，共五十八页1、用最小变化法测量绝对阈限（1）实验基本程序（自变量、因变量、实验的 实施）（2）实验结果的统计分析（阈限的计算）本讲稿第九页，共五十八页自变量l刺激系列l两种呈现方式：递增或者递减l一般选择10到20个强度本讲稿第十页，共五十八页因变量1.口头报告2.当刺激呈现之后，被试感觉到有刺激，就报告“有”，没有感觉到刺激，就报告“无”本讲稿第十一页，共五十八页阈限的计算1.计算每个刺激系列的阈限，被试者反应转折点处所对应的两个刺激强度的中点就是这个系列的阈限2.求出所有系列阈限的均值，便是最后求得的绝对阈限值本讲稿第十二页，共五十八页2、用最小变化法测量差别阈限（1）实验基本程序（自变量、因变量、实验的 实施）（2）实验结果的统计分析（阈限的计算）本讲稿第十三页，共五十八页自变量l用最小变化法测定差别阈限时，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，另一个是比较刺激又称变异刺激。l 标准刺激与比较刺激同时呈现，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呈现。本讲稿第十四页，共五十八页因变量 被试的口头报告，被试的报告分为三类反应：比较刺激大于标准刺激，记为“”；比较刺激等于标准刺激时，记为“”；比较刺激小于标准刺激，记为“”。当被试在比较时表示怀疑，可记作“？”本讲稿第十五页，共五十八页差别阈限的确定：l在递减系列中最后一次“”到非“+”（即“”或“”或“？”）之间的中点为差别阈限的上限，用Lu表示；第一次非“”到“”之间的中点为差别阈限的下限，用Ll表示。l在递增系列中最后依次“”到非“”之间的中点为Ll；第一次非“”到“”之间的中点为Lu。l在上限与下限之间的距离为不肯定间距Iu。（l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）（PSE）应与标准刺激（S）相等，但实际上两者有一定的差距，这个差距称为常误（CE）。l取不肯定间距的一半或者取上差别阈（Dlu=Lu-St）和下差别阈（DLl=St-Ll）之和的一半为差别阈限。本讲稿第十六页，共五十八页本讲稿第十七页，共五十八页3、误差控制L习惯误差L期望误差L练习误差L疲劳误差本讲稿第十八页，共五十八页L习惯效应，是指一个实验系列中，被试连续采用某种相同的方式则会导致一种习惯性偏差 L期望效应，指实验系列中对感觉改变的期望所造成的被试反应偏差 L练习效应，就是随着实验次数的增加，被试对实验任务操作的熟练性逐步提高，反应的准确性越来越好 L疲劳效应，就是随着实验次数的增加，被试的疲劳程度越来越高，从而导致实验任务的操作绩效越来越差本讲稿第十九页，共五十八页 思考：如何通过实验来考察上述的几个误差效应？本讲稿第二十页，共五十八页习惯效应与期望效应 实验测试结束后，可以将全部实验操作序列按递增和递减分为两部分，对两部分测得的阈限值进行比较并进行差异显著性检验 如果递增系列的阈限值大于递减系列的阈限值，那么实验中存在明显的习惯效应；如果递增系列中的阈限值小于递减系列的阈限值，那么实验中存在明显的期望效应。本讲稿第二十一页，共五十八页练习效应与疲劳效应 实验测试结束后，可以将全部实验操作序列按时间间隔序均分为两部分，对前后两部分测得的阈限值进行比较并进行差异显著性检验 如果前半部分测得的阈限大于后半部分测得的阈限值，那么显示出实验中存在明显的练习效应；如果前半部分测得的阈限值小于后半部分测得的阈限值，那么显示出实验中存在明显的疲劳效应。本讲稿第二十二页，共五十八页（二）恒定刺激法（method of constant stimulus）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。本讲稿第二十三页，共五十八页1、具体作法 C主试从预备实验中选出少数刺激，一般是5到7个，这几个刺激值在整个测定过程中是固定不变的；C选定的每种刺激要向被试呈现多次，一般每种刺激呈现50到200次；C刺激呈现的次序事先经随机安排，不让被试知道。用以测量绝对阈限时，则无需标准值；如用以确定差别阈限或等值时，则需包括一个标准值。C此法在统计结果时必须求出各个刺激变量引起某种反应（有、无或大、小）的次数。本讲稿第二十四页，共五十八页注意：刺激的选择 所选定的刺激最大强度应为每次呈现几乎都能为被试感觉到的强度，它被感觉到的可能性应不低于 95。所选刺激的最小强度应为每次呈现几乎都不能感觉到的强度，它被感觉到的可能性应不高于 5。选定呈现刺激的范围之后，再在这个范围内取距离相等的刺激。且每个刺激呈现次数不得少于50次 本讲稿第二十五页，共五十八页用恒定刺激法来测量绝对阈限（1）自变量 从恒定刺激法测定绝对阈限，是从稍高于感觉到稍低于感觉这一范围内选5到7个等距的刺激强度本讲稿第二十六页，共五十八页因变量 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“有”或者“无”本讲稿第二十七页，共五十八页绝对阈限计算直线内插法 直线内插法（linear interpolation）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。本讲稿第二十八页，共五十八页本讲稿第二十九页，共五十八页 思考题：如何利用恒定刺激法来测定差别阈限？本讲稿第三十页，共五十八页（三）平均差误法（method of average error）平均差误法又称调整法、再造法、均等法，是最古老且基本的心理物理学方法之。本讲稿第三十一页，共五十八页1、实验程序 基本程序是呈现一个标准刺激，令被试再造、复制或调节一个比较刺激，使它与标准刺激相等。本讲稿第三十二页，共五十八页（1）用平均差误法测量绝对阈限（自学）（2）用平均差误法测量差别阈限 向被试呈现一个标准刺激，让其调整比较刺激。（自变量）反应变量时被试每次调整的数值（因变量）本讲稿第三十三页，共五十八页差别阈限的计算F把每次调整的结果与标准刺激之差的绝对值平均起来作为差别阈限F把每次调节结果与主观相等点之差的绝对值平均起来作为差别阈限。本讲稿第三十四页，共五十八页三种方法比较三种方法比较I从感觉阈限的含以上来比较 I从被试方面比较 I从误差方面来比较 I从效率方面来比较 本讲稿第三十五页，共五十八页一切皆有可能，努力中第二节 现代心理物理法 信号检测论本讲稿第三十六页，共五十八页F信号检测论的由来F信号检测论的数学基础 F信号检测论的两个独立指标F接受者操作特征曲线F信号检测论的实验方法本讲稿第三十七页，共五十八页导入：被试对于某个刺激的判断实际上包含两个信息加工过程：F对刺激的感受性或者叫做辨别刺激的能力产生感觉；F被试判定刺激是否出现的标准作出判断本讲稿第三十八页，共五十八页一、信号检测论的由来K信号检测论的本身的发展K传统心理物理法的不足 无法将主观因素和感受性（辨别力）区分来开本讲稿第三十九页，共五十八页二、信号检测论的数学基础 先来看一个日常生活中决策的例子色子游戏。现在有三个色子，其中两个是正常的，两个是正常的，即每个面有一个数字，依次为1到6。第三颗是特殊的，三面为0，三面为3。被试的任务是猜测，特殊色子的哪一面朝上？在猜测之前，告诉你三颗色子朝上的数目总和。比如，总点数为5，你认为特殊色子的点数是多少？总点数为8，你猜多少？本讲稿第四十页，共五十八页 人们在概率事件判断中的最基本心理机制：人们并不企求每一次判断都正确，但会追求整体利益最优；概率分布是基础 本讲稿第四十一页，共五十八页色子游戏已知色子数目总和 判断信号觉察获得某种感觉 判断30信号噪音本讲稿第四十二页，共五十八页 信号检测论的数学基础是：概率分布本讲稿第四十三页，共五十八页二、信号检测论的基本参数1、信号和噪音 在心理学领域，信号检测论所指的信号可以理解为刺激；噪音就是信号所伴随的背景 信号检测实验中：F信号（S+N）F噪音（N）本讲稿第四十四页，共五十八页信号检测实验的一般程序 一般是在信号和背景不易分清的条件下进行 主试呈现的刺激，有时只呈现“噪音”刺激（以N表示）；有时信号刺激和噪音刺激同时呈现（以SN表示）让被试对信号刺激做出反应，被试每次都要判断所接受到的：仅仅是噪音背景还是在噪音背景上叠加了信号本讲稿第四十五页，共五十八页感觉印象强度分布本讲稿第四十六页，共五十八页（二）决策标准 四种判断结果 刺激反应信号+噪音噪音有信号击中（Hit）虚报（False Alarm）无信号漏报（Miss）正确排斥（Correct Reject）本讲稿第四十七页，共五十八页本讲稿第四十八页，共五十八页 决策标准的设定受到各种非感觉因素的影响，概括来说引起判断标准发生变化的因素主要有两个方面：J信号出现的先定概率J利益得失的权衡本讲稿第四十九页，共五十八页三、信号检测论的两个独立指标 信号检测论分离了两种指标：（1）辨别力指标d，是观察者对刺激的感受性的度量；（2）判断标准，是观察者反应偏向的度量，常用似然比标准本讲稿第五十页，共五十八页1、似然比 似然比的数学定义：区分“信号”与“噪音”反应的心理感受水平Xc所对应的信号分布纵轴与噪音分布纵轴之比本讲稿第五十一页，共五十八页本讲稿第五十二页，共五十八页2、辨别力指标d 内部噪音分布与信号加噪音分布之间的分离程度 本讲稿第五十三页，共五十八页本讲稿第五十四页，共五十八页四、操作特征曲线 接受者操作特性曲线就是以虚报概率为横轴，击中概率为纵轴所组成的坐标图，和被试在特定刺激条件下由于采用不同的判断标准得出的不同结果画出的曲线。本讲稿第五十五页，共五十八页如何制作操作特征曲线：曾做过这样一个实验：选图画页500页，分成五个组，每组100张。五组画页的先定概率分别是0.1、0.3、0.5、0.7和0.9。对于每一组画页，主试者使用一种信号的先定概率，然后按此先定概率呈现给被试者一定数量的画页，要求被试者把它们当做”信号”记住。例如，先定概率为0.1时，则当作”信号”的画页为10张；当做”噪音”的画页为90张。作为信号的画页呈现完毕之后，与此组作为噪音的画页混合，然后随机地逐张呈现给被试。这时，每呈现一张画页，即要求被试判断此画页是”信号”还是”噪音”，并要求被试把结果记录在实验纸上。本讲稿第五十六页，共五十八页本讲稿第五十七页，共五十八页本讲稿第五十八页，共五十八页