篇心理物理学方法.pptx

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1、引言：什么是心理物理学定义：就是研究心理量和物理量之间的关系的科学。定义：就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：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）亮度（物理量）明度（心理量）明度（心理量）强度（物理量）强度（物理量）响度（心理量）响度（心理量）第1页/共41页心理物理学的发展心理物理学的先驱是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

2、。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心问题仍然是物理量和心理量之间的数量关系的问题。题。心理物理学方法所处理的问题大体上可以分为两大心理物理学方法所处理的问题大体上可以分为两大类类感觉阈限的测量；感觉阈限的测量；阈上感觉的测量，也就是心理量表的制作。阈上感觉的测量，也就是心理量表的制作。自从本世纪自从本世纪50年代，年代，W.P.Tanner,Jr.和和J.A.Swets把把信号检测论（信号检测论（signal detection theory，SDT）引入

3、）引入心理学领域以来，又为心理物理学的研究提供了一心理学领域以来，又为心理物理学的研究提供了一个新的有力工具。个新的有力工具。第2页/共41页心理物理学研究的变量介绍因变量因变量 1、只有一个刺激的实验：、只有一个刺激的实验：（1）信号存在或不存在（我看到、我没有看）信号存在或不存在（我看到、我没有看到）到）（2）直接给出刺激属性（重多少克？）直接给出刺激属性（重多少克？）2、对两种刺激进行比较的实验：、对两种刺激进行比较的实验：（1）判断大小（刺激）判断大小（刺激A和和B谁大？）谁大？）（2）直接估计结果（）直接估计结果（A是是B的几倍？）的几倍？）自变量自变量：刺激质和量的属性：刺激质和量

4、的属性控制变量控制变量：观察者的意愿：观察者的意愿第3页/共41页一、阈限的性质著名的实验心理学史专家著名的实验心理学史专家Edwin G.Boring（1950）认为对内部感受与外部世界之间关系的测量方法的认为对内部感受与外部世界之间关系的测量方法的引入，是科学心理学开始的一个标志。引入，是科学心理学开始的一个标志。这主要是因为科学家使用心理物理学的方法提出了这主要是因为科学家使用心理物理学的方法提出了第一个心理现象的精确定律，尽管这个定律不一定第一个心理现象的精确定律，尽管这个定律不一定那么完美。那么完美。首先，测量感觉是非常困难的，我们不能象测量首先，测量感觉是非常困难的，我们不能象测量

5、石头的重量或光的强度那样来测量感觉。石头的重量或光的强度那样来测量感觉。其次，内部判断与作用于感受器的物理量之间并其次，内部判断与作用于感受器的物理量之间并不是完全一对一的。因此，我们必须把物理刺激不是完全一对一的。因此，我们必须把物理刺激及其引起的感觉区分开。及其引起的感觉区分开。第4页/共41页感觉阈限的界定刚刚能引起感觉刚刚能引起感觉的最小刺激强度被叫做的最小刺激强度被叫做绝对绝对阈限阈限。刚刚能引起感觉刚刚能引起感觉的最小差别的最小差别叫做差别阈限。叫做差别阈限。按照这样的定义，还不能对这两种阈限进行按照这样的定义，还不能对这两种阈限进行测定。根据实验我们知道，某一特定数值的测定。根据

6、实验我们知道，某一特定数值的刺激，在重复作用于感官时，被试有时报告刺激，在重复作用于感官时，被试有时报告为为“无感觉无感觉”，有时报告为，有时报告为“有感觉有感觉”，有，有时还报告为时还报告为“刚刚有一点点感觉刚刚有一点点感觉”。第5页/共41页人的感受性的这种随机性变化，在每一种感觉道中都能发现。这种随机变化往往与以下几个方面有关：（1）如何测量阈限有关；（2）被试对任务的注意程度及其态度有关；（3）被试的感受性暂时出现不稳定的摇摆有关。不过，这种随机变化的感觉，其次数分配基本上呈常态分布。第6页/共41页因此，根据统计学，可以把那个可以刚刚引起感觉的最小刺激强度以其算术平均数来表示。而这个

7、平均数恰好有50的实验次数报告为“有感觉”的刺激强度，由此可见，阈限是个统计值。因而，我们把阈限定义为：有50的实验次数能引起积极反应的刺激之值；同理，把差别阈限定义为有50的实验次数能引起差别感觉的那个刺激强度之差。第7页/共41页此定义要比普通心理学的定义具体，也便于操作，故称为阈限的操作定义。操作定义是由物理学家布里奇曼提出的，他主张一个概念应由测定它的程序来下定义。操作定义的提出受到心理学家的欢迎。在心理学上，对一个心理现象根据它们的程序下定义就叫操作定义。具体说，操作定义操作定义操作定义操作定义就是用可感知、度量的事就是用可感知、度量的事就是用可感知、度量的事就是用可感知、度量的事物

8、、时间、现象和方法对变量或指标作出具物、时间、现象和方法对变量或指标作出具物、时间、现象和方法对变量或指标作出具物、时间、现象和方法对变量或指标作出具体的界定。体的界定。体的界定。体的界定。第8页/共41页感觉种感觉种类类觉察阈限值觉察阈限值视 觉清晰无雾的夜晚30英里处看到的一只烛光听 觉安静条件下20ft.处表的滴答声味 觉一茶匙糖溶于8L水中嗅 觉一滴香水扩散到三室一套的整个房间触 觉一只蜜蜂的翅膀从1cm高处落到你的背部表1 1 某些近似的觉察阈限第9页/共41页关于差别阈限1846年年E.H.Weber发表了他关于重量差别阈限的研发表了他关于重量差别阈限的研究，系统地阐明了差别阈限和

9、标准刺激之间的关系。究，系统地阐明了差别阈限和标准刺激之间的关系。他指出差别阈限和标准刺激成正比，并且差别阈限他指出差别阈限和标准刺激成正比，并且差别阈限和标准刺激的比例是一个常数，通常用和标准刺激的比例是一个常数，通常用 I/I=k 表表示。在这里，示。在这里，I代表差别阈限，代表差别阈限，I代表标准刺激强度，代表标准刺激强度，k是小于是小于1的常数。的常数。K也称作韦伯比例或韦伯分数。也称作韦伯比例或韦伯分数。不同感觉道的韦伯分数是不同的。后来，不同感觉道的韦伯分数是不同的。后来，Fechner把把这个这个 关于差别阈限的规律称为韦伯定律（关于差别阈限的规律称为韦伯定律（Weber Law

10、）。）。第10页/共41页 感感 觉觉 道道韦韦 伯伯 比比 例例 音高/2000Hz1/333 重压觉/400g1/77 视明度/100光子1/62 举重/300g1/52 响度/100dB，1000Hz1/11 橡胶气味/200嗅单位1/10 皮肤压觉/5g/mm21/7 咸味道/3mol/L（3克分子/公升）1/5 表2 2 最优条件下各种感觉道的韦伯比例第11页/共41页韦伯定律的主要贡献韦伯定律的主要贡献第一，给我们提供了一个比较辨别能力的指标。第一，给我们提供了一个比较辨别能力的指标。第二，可对不同感觉道的感受性进行比较。第二，可对不同感觉道的感受性进行比较。第12页/共41页二、

11、测定阈限的三种基本方法二、测定阈限的三种基本方法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：定阈限的实验，一般具有下列三个明显的特点：1.1.选择好刺激系列和反应系列选择好刺激系列和反应系列 2.2.要尽量简化被试对刺激所作的反应要尽量简化被试对刺激所作的反应 3.3.测定的次数要多些测定的次数要多些 第13页/共41页测量感觉阈限的三种方法测量感觉阈限的方法有三种：测量感觉阈限的方法有三种：最小变化法最小变化法恒定刺激法恒定刺激法平均差误法平均差误法学习者应特别注

12、意这三种方法的实验程序和实验结果的统计处理。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。第14页/共41页1 1 1 1、最小变化法、最小变化法、最小变化法、最小变化法什么是最小变化法？什么是最小变化法？用最小变化法测定绝对阈限用最小变化法测定绝对阈限用最小变化法测定差别阈限用最小变化法测定差别阈限 第15页/共41页什么是最小变化法？什么是最小变化法？什么是最小变化法？什么是最小变化法？又叫极限法、最小可觉差法，是测量阈限的直接方法；又叫极限法、最小可觉差法，是测量阈限的直接方法；最小变化法的刺激由递减和递增的两个系列组成；最小变化法的刺激由递减和递增的两个系列组成；每次呈现刺

13、激后让被试报告他是否有感觉；每次呈现刺激后让被试报告他是否有感觉；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。绝对阈限。第16页/共41页用最小变化法测定绝对阈限用最小变化法测定绝对阈限用最小变化法测定绝对阈限用最小变化法测定绝对阈限（1 1）自变量）自变量（2 2）因变量（反应变量）因变量（反应变量）（3

14、3）阈限的确定（计算）阈限的确定（计算）（4 4）误差及其控制）误差及其控制第17页/共41页（1 1 1 1）自变量）自变量）自变量）自变量 用极限法测定绝对阈限，自变量是刺激系列。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。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；递减时，刺激系列的起点要大于阈限的某个强度；一般应选一般应选1010到到2020个强度水平。个强度水平。第18页/共41页 为了使测定的阈限准确，并使每一刺激系列的阈限能相对稳定，

15、一般递增和递减刺激系列要分别测定为了使测定的阈限准确，并使每一刺激系列的阈限能相对稳定，一般递增和递减刺激系列要分别测定5050次次左右（共左右（共100 100 次左右）、刺激应由实验者操纵。次左右）、刺激应由实验者操纵。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，而应随机变化。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，而应随机变化。第19页/共41页（2 2 2 2）因变量（反应变量）因变量（反应变量）因变量（反应变量）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口头报告方式表示。方式表示。当刺

16、激呈现之后，被试感觉到有刺激，就报告当刺激呈现之后，被试感觉到有刺激，就报告“有有”，当被试没感觉到有刺激，就报告，当被试没感觉到有刺激，就报告“无无”，其，其依据是依据是被试的内省，而不是刺激是否呈现。被试的内省，而不是刺激是否呈现。第20页/共41页被试报告后，主试以被试报告后，主试以“有有”“”“无无”或或“”“”“-”记录被试的反记录被试的反应，每个系列都需要被试作应，每个系列都需要被试作“有有”到到“无无”、或、或“无无”到到“有有”这两种报告，亦即，递增时直到第一次报告这两种报告，亦即，递增时直到第一次报告“有有”之后，这之后，这一系列才停止；递减时直到第一次报告一系列才停止；递减

17、时直到第一次报告“无无”之后，这一系列之后，这一系列才停止，然后再进行下一个系列。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若被试者在这二类判断中有“说不准说不准”的情况，则可以猜，但的情况，则可以猜，但不可放弃。不可放弃。第21页/共41页（3 3 3 3）阈限的确定（计算）阈限的确定（计算）阈限的确定（计算）阈限的确定（计算）在一个刺激系列中，被试者报告在一个刺激系列中，被试者报告“有有”和和“无无”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。限。下表是用最小变化法测音高的感觉阈限。下表是用最小变化法测音高的感觉阈限。

18、第22页/共41页第23页/共41页（4 4 4 4）误差及其控制）误差及其控制）误差及其控制）误差及其控制用极限法求绝对阈限经常会产生一些误差。用极限法求绝对阈限经常会产生一些误差。在这些误差中，有些是由直接对感觉产生干扰的因素引起的；在这些误差中，有些是由直接对感觉产生干扰的因素引起的；还有些是非感觉方面的因素引起的，如习惯和期望、练习和疲还有些是非感觉方面的因素引起的，如习惯和期望、练习和疲劳、时间和空间等等。劳、时间和空间等等。这些因素在测定阈限的过程中经常起作用，以致使测定结果产这些因素在测定阈限的过程中经常起作用，以致使测定结果产生一定倾向的误差。这类误差叫做生一定倾向的误差。这类

19、误差叫做常误常误（constant errorconstant error）。）。第24页/共41页 极限法测定绝对阈限产生的误差主要有四种：极限法测定绝对阈限产生的误差主要有四种：习惯误差习惯误差和和期望误差期望误差、练习误差练习误差和和疲劳误差疲劳误差。第25页/共41页 在极限法实验中，由于刺激是按一定的顺序呈现在极限法实验中，由于刺激是按一定的顺序呈现的，被试在长序列中有继续给同一种判断的倾向，的，被试在长序列中有继续给同一种判断的倾向，如在下降序列中继续说如在下降序列中继续说“有有”或或“是是”，在上升，在上升序列中继续说序列中继续说“无无”或或“否否”，这种被试习惯于，这种被试习惯

20、于前面几次刺激所引起的感觉叫作前面几次刺激所引起的感觉叫作习惯误差习惯误差。由于习惯误差由于习惯误差在递增法序列在递增法序列中，即使刺激强度早中，即使刺激强度早已超出阈限，被试仍报告感觉不到，这就会已超出阈限，被试仍报告感觉不到，这就会使测使测得阈值偏高得阈值偏高 。相反，相反，在递减法序列在递减法序列中，即使刺激强度早已小于中，即使刺激强度早已小于阈限，被试仍报告有感觉，这就会阈限，被试仍报告有感觉，这就会使测得的阈值使测得的阈值偏低偏低。第26页/共41页 与习惯误差相反的是另一种误差叫与习惯误差相反的是另一种误差叫期望误差期望误差（error of anticipationerror o

21、f anticipation）。它表现为被试在长的序列中给予）。它表现为被试在长的序列中给予相反判断的倾向，相反判断的倾向，期望转折点的尽快到来期望转折点的尽快到来。用递增法测定时，阈值就会偏低；用递减法测定时，阈值就会。用递增法测定时，阈值就会偏低；用递减法测定时，阈值就会偏高。偏高。第27页/共41页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第28页/共41页怎样消除习惯误差和期望误差？怎样消除习惯误差和期望误差？怎样消除习惯误差和期望误差？怎样消除习惯误差和期望误差？采用抵消平衡设计（即采用抵消平衡设计（即ABBAABBA设计）：设计）：第一次：递增（第一次

22、：递增（A A）第二次：递减（第二次：递减（B B）第三次：递减（第三次：递减（B B）第四次：递增（第四次：递增（A A）第29页/共41页练习误差和疲劳误差练习误差和疲劳误差练习误差和疲劳误差练习误差和疲劳误差练习误差练习误差（error of practiceerror of practice）是由于实验的多次重复，被试）是由于实验的多次重复，被试逐渐熟悉了实验情景，对实验产生了兴趣和学习效果，而导致逐渐熟悉了实验情景，对实验产生了兴趣和学习效果，而导致反应速度加快和准确性逐步提高的一种系统误差。反应速度加快和准确性逐步提高的一种系统误差。与此相反，由于实验多次重复，随着实验进程而发展的

23、疲倦或与此相反，由于实验多次重复，随着实验进程而发展的疲倦或厌烦情绪的影响，而导致被试反应速度减慢和准确性逐步降低厌烦情绪的影响，而导致被试反应速度减慢和准确性逐步降低的一种系统误差，称之为的一种系统误差，称之为疲劳误差疲劳误差（error of fatigueerror of fatigue）。）。随着时间的进展，练习可能使阈限降低，而疲劳可能使阈限升随着时间的进展，练习可能使阈限降低，而疲劳可能使阈限升高。高。第30页/共41页误差计算误差计算误差计算误差计算习惯误差和期望误差哪一种倾向更大？习惯误差和期望误差哪一种倾向更大？分别求上升序列和下降序列的阈值分别求上升序列和下降序列的阈值 练

24、习误差和疲劳误差练习误差和疲劳误差哪一种倾向更大？哪一种倾向更大？分别计算出前一半实验中测定的阈限与后一半实验中测定的阈限，。分别计算出前一半实验中测定的阈限与后一半实验中测定的阈限，。第31页/共41页第32页/共41页用最小变化法测定差别阈限用最小变化法测定差别阈限用最小变化法测定差别阈限用最小变化法测定差别阈限 （1 1）自变量）自变量（2 2）因变量（反应变量）因变量（反应变量）（3 3）差别阈限的确定（计算）差别阈限的确定（计算）（4 4）误差及其控制）误差及其控制第33页/共41页（1 1 1 1）自变量）自变量）自变量）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

25、，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，其中一个是其中一个是标准刺激标准刺激，即，即刺激是固定的，其强度大小不变刺激是固定的，其强度大小不变；另；另一个是一个是比较刺激比较刺激又称变异刺激，即又称变异刺激，即刺激的强度按由小而大或由刺激的强度按由小而大或由大而小顺序排列大而小顺序排列。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。与标准刺激匹配呈现。第34页/共41页（2 2 2 2）因变

26、量（反应变量）因变量（反应变量）因变量（反应变量）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口头报告方式表示，一般用表示，一般用三类反应三类反应，将比较刺激与标准刺，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；当比较刺激小于标准刺激时，主试记录“-”。当被试在比较时表示怀疑，可记作。当被试在比较时表示怀疑，可记作“？”。第35页/共41页（3

27、3 3 3）差别阈限的确定）差别阈限的确定）差别阈限的确定）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：确定差别阈限时先要求得一系列的数据，这些数据有：（1 1）在）在递减系列递减系列中最后一次中最后一次“”到非到非“+”之间的中点为差之间的中点为差别阈限的别阈限的上限上限 ；第一次非；第一次非“-”到到“-”之间的中点为差别阈限的之间的中点为差别阈限的下限下限 ；（2 2）在）在递增系列递增系列中最后依次中最后依次“-”到非到非“-”之间的中点为差别阈之间的中点为差别阈限的限的下限下限；第一次非；第一次非“”到到“”之间的中点为差别阈限的之间的中点为差别阈限的上限上限。第3

28、6页/共41页（3 3）在上限与下限之间的距离为）在上限与下限之间的距离为不肯定间距不肯定间距。（4 4）不肯定间距的中点是）不肯定间距的中点是主观相等点主观相等点。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。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，这个差距称为两者有一定的差距，这个差距称为常误常误。（5 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）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差别阈限。第37页/共41页（4 4 4 4）误差及其控制）误差及其控制）误差及其控制）误差及其控制 与用极限法求绝对

29、阈限一样，在测定差别阈限时，也必须想方设法控制常误。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。除了要除了要控制习惯控制习惯和和期望误差期望误差外，还要控制外，还要控制因标准刺激和比较刺激因标准刺激和比较刺激同时呈现同时呈现所造成的误差所造成的误差（空间误差空间误差）或者）或者因因先后呈现先后呈现所造成的（所造成的（顺序误差顺序误差）。）。控制方法可采用多层次的控制方法可采用多层次的ABBAABBA法。法。第38页/共41页多层多层多层多层ABBAABBAABBAABBA法法法法第39页/共41页最小变化法的变式阶梯法最小变化法是按一定的梯级增加或减少刺激强度来测定阈限的，并且渐增系列和渐减系列是完全分开的。阶梯法和最小变化法不同的地方，就在于它把增加和减少刺激强度的程序连续进行。当被试报告感觉不到开始呈现的刺激时，主试就按一定梯级来增加刺激强度；而当增加到被试感觉到了时，又按一定的梯级来减少刺激强度。实验按这样的顺序继续下去，直至达到一个先定的标准或先定的实验次数为止。第40页/共41页感谢您的观看！第41页/共41页