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實(shí)驗(yàn)心理學(xué)報告 平均誤差法——長度差別閾限實(shí)驗(yàn)報告 專業(yè) ： 心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院心理學(xué) 班級 ： 師范班 學(xué)號 ： 10130330113 姓名 ： 魏楠 摘要：本實(shí)驗(yàn)的目的是要求通過長度差別閾限的測定，掌握如何用平均誤差法測量差別閾限。實(shí)驗(yàn)通過利用軟件在屏幕上呈現(xiàn)左、右兩調(diào)整長度不相等的線段，其中標(biāo)準(zhǔn)刺激在左和在右各10次，變異刺激較短和較長系列各10次，讓被試認(rèn)真對照標(biāo)準(zhǔn)刺激與比較刺激，并通過反應(yīng)箱上的三鍵調(diào)節(jié)變異刺激直至兩條線段相等。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：可以通過平均誤差法對長度差異閾限進(jìn)行測量；實(shí)驗(yàn)存在長度誤差，變異刺激比標(biāo)準(zhǔn)刺激長和短有顯著效應(yīng)，可能是由于被試有某一個敏感的長度；個體長度差異閾限有著顯著差異。 關(guān)鍵詞：平均差誤法 長度 差別閾限 1.引言 實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的主要先驅(qū)之一費(fèi)希納在1860年發(fā)表了《心理物理學(xué)綱要》，他在這部著作中探討了心理量和物理量之間的函數(shù)關(guān)系。這部書的發(fā)表標(biāo)志著心理物理學(xué)的誕生。在其公布后不久，費(fèi)希納的朋友沃爾克曼就發(fā)表了其關(guān)于心理物理學(xué)的論文。德爾柏夫則開始了對視覺的實(shí)驗(yàn)，對心理學(xué)的發(fā)展頗有貢獻(xiàn)。威洛特在1868年對光成分的時間感覺進(jìn)行研究。艾賓浩斯著手對較高級的心理過程“記憶”進(jìn)行了測量。比內(nèi)繼而將心理物理法應(yīng)用于智力測量。在經(jīng)歷了許多年的努力之后，心理物理學(xué)已經(jīng)解決了它的核心問題：測量心理量和物理量之間的函數(shù)關(guān)系以及制定達(dá)到正確測量的實(shí)驗(yàn)方法。 感覺是物理刺激作用于感官的結(jié)果，有一定的刺激作用于感官就會引起一定的反映。 由于不同的刺激在不同的時間，作用于不同的個體都會產(chǎn)生不同的感覺。因此物理刺激這個概念是不能確切的表示個體的心理感受的。這就需要引入閾限這個概念。 心理物理法主要用于對閾限的測量。閾限可以分為絕對閾限和相對（差別）閾限。絕對閾限是指剛剛能引起感覺的最小刺激。在統(tǒng)計學(xué)上把絕對閾限定義為有50%的實(shí)驗(yàn)次數(shù)能引起感覺的，50%的實(shí)驗(yàn)次數(shù)不能引起感覺的那個最小刺激。同理把差別閾限定義為有50%的實(shí)驗(yàn)次數(shù)能引起感覺的，50%的實(shí)驗(yàn)次數(shù)不能引起差別感覺的那個刺激強(qiáng)度之差。 測量感覺閾限的基本方法有：（1）極限法（2）平均差誤法（3）恒定刺激法。恒定刺激法，又稱固定刺激法、正誤法、次數(shù)法等。其特點(diǎn)是根據(jù)出現(xiàn)次數(shù)來定閾限，即以次數(shù)的整個分布求閾限。本實(shí)驗(yàn)所進(jìn)行的就是對兩點(diǎn)閾的測量，所采用的試驗(yàn)方法是恒定刺激法本實(shí)驗(yàn)的目在于學(xué)會測定皮膚兩點(diǎn)閾的方法，探索身體不同部位膚覺兩 點(diǎn)閾的差別以及練習(xí)與疲勞因素對兩點(diǎn)閾的影響。 平均差誤法（或均誤法）（method of average error）又稱調(diào)整法（method of adjustment）、再造法（method of reproduction）、均等法（method of equation），是最古老且基本心理物理學(xué)方法之一。雖然它最適用于測量絕對閾限和等值，但也可用以測量差別閾限。平均差誤法的特點(diǎn)是呈現(xiàn)一個標(biāo)準(zhǔn)刺激，令被試再造、復(fù)制或調(diào)節(jié)一個比較刺激，使它與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等。比較刺激也可由實(shí)驗(yàn)者調(diào)節(jié)，由被試判斷。調(diào)整法曾是過去在天文學(xué)上常用的一個方法。那時讓觀察者調(diào)整一個光表面的強(qiáng)度，使之與某星體的亮度相等，這樣就可以比較各星體間的亮度。因此，這個方法是要求被試判斷什么時候比較刺激和標(biāo)準(zhǔn)刺激相等。被試判斷為與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等的比較刺激，并不總是一個固定的數(shù)值，而是圍繞著一個平均數(shù)變化的一個數(shù)。這個變化的范圍就是不肯定間距。不肯定間距的中點(diǎn)就是主觀相等點(diǎn)。通過對主觀相等點(diǎn)和不肯定間距的測量，就可以估計差別閾限。把平均誤差作為差別閾限，與差別閾限的定義并不相符，但因?yàn)槠骄`差和差別閾限成正比，所以也作為測量差別感受性的指標(biāo)。 用平均差誤法測定差別閾限： 1)自變量 用平均差誤法測定差別閾限，是向被試者呈現(xiàn)一個標(biāo)準(zhǔn)刺激，讓其調(diào)整比較刺激。比較刺激是一種連續(xù)的量。在被試認(rèn)為接近時，可反復(fù)調(diào)整，直到其認(rèn)為滿意為止。 2)反應(yīng)變量 用平均差誤法測定差別閾限的反應(yīng)變量是被試每次調(diào)整的數(shù)值，即其認(rèn)為與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等的數(shù)值。由于被試反復(fù)測試，每次的結(jié)果并不是一個固定的數(shù)值，它們是圍繞著一個平均數(shù)變化的數(shù)值。這個變化范圍就是不肯定間距。不肯定間距的中點(diǎn)，即多次調(diào)整結(jié)果的平均數(shù)，就是主觀相等點(diǎn)，主觀相等點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)刺激的差就是常誤。 3)差別閾限的估計值的計算 用平均差誤法求差別閾限，所得差別閾限只是一個估計值，平均差誤（average error，用符號AE 表示）有兩種計算方法： a.把每次的調(diào)整結(jié)果（X）與主觀相等點(diǎn)（用M 或PSE 表示）的差的絕對值加以平均，作為差別閾限的估計，這個差別閾限的估計值用符號AEm表示: AEm=Σ∣X-PSE∣/N b.把每次調(diào)整結(jié)果（X）與標(biāo)準(zhǔn)刺激（St）的差的絕對值加以平均，作為差別閾限的估計，用符號AEst 表示： AEst=Σ∣X-St∣/N 還可用標(biāo)準(zhǔn)差、四分位差表示差別閾限。多次調(diào)節(jié)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差表示差別閾限： 標(biāo)準(zhǔn)差小——數(shù)據(jù)集中，表明被試對于相距很近的兩個刺激感覺是相等的，則被試辨別力強(qiáng) 標(biāo)準(zhǔn)差大——數(shù)據(jù)分散，表明被試對于相距甚遠(yuǎn)的兩個刺激感覺是相等的，則被試辨別力差 2.實(shí)驗(yàn)方法 2.1被試 實(shí)驗(yàn)共有4個被試，三個女生一個男生，年齡20歲左右，皆為華東師范大學(xué)大二本科生，無軀體疾病及精神障礙。每名被試各自完成一組實(shí)驗(yàn)。 2.2儀器與材料 儀器：計算機(jī)及PsyTech心里實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 材料：兩根不同長度的線段，一個為標(biāo)準(zhǔn)刺激，長度固定不變，另一個為比較刺激。 2.3實(shí)驗(yàn)設(shè)計 實(shí)驗(yàn)采用完全的被試內(nèi)設(shè)計，每個被試各自完成一組實(shí)驗(yàn)，通過對抗平衡法消除時序誤差。自變量是呈現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)刺激長度水平，因變量是被試通過比較調(diào)節(jié)后的變異刺激長度,需控制的額外變量是刺激呈現(xiàn)順序（變異刺激較短和較長），以及兩個刺激的相對位置（變異刺激在左和標(biāo)準(zhǔn)刺激在右）， 2.4實(shí)驗(yàn)步驟 （1）被試登陸并打開PsyTech心理實(shí)驗(yàn)軟件主界面，選中實(shí)驗(yàn)列表中的“平均差誤法測定線段長度差別閾限”。單擊呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)簡介。點(diǎn)擊“進(jìn)入實(shí)驗(yàn)”按鈕到“操作向?qū)А贝翱?。?shí)驗(yàn)者可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，選擇實(shí)驗(yàn)次數(shù)，也可直接點(diǎn)擊“開始實(shí)驗(yàn)”按鈕進(jìn)入指導(dǎo)語界面。本實(shí)驗(yàn)不設(shè)練習(xí)，點(diǎn)擊“正式實(shí)驗(yàn)”按鈕開始。 (2）本實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)語是：這是一個需要比較兩個線段長短的實(shí)驗(yàn)。屏幕上將并排呈現(xiàn)兩條線段，其中一個是標(biāo)準(zhǔn)刺激，線段長度不變；另一個是比較刺激，你可以調(diào)整其長度。請你使用1號反應(yīng)盒調(diào)整比較刺激線段的長度使兩條線段相等。按“+”鍵則比較刺激線段長度增加，按“-”鍵則比較刺激線段長度減少。如果認(rèn)為已調(diào)整至相等請按中間的“=”鍵予以確認(rèn)，然后自動進(jìn)入下一次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)需要做很多次。當(dāng)你明白了上述指導(dǎo)語后，請點(diǎn)擊下面的“正式實(shí)驗(yàn)”按鈕開始。 (3）實(shí)驗(yàn)中為消除位置誤差和順序誤差，每5次實(shí)驗(yàn)為一組，每組內(nèi)順序一樣，但長短隨機(jī)，具體排列順序?yàn)椋骸坝议L”、“右短”、“左短”“左長”。將比較刺激在右，長于標(biāo)準(zhǔn)刺激稱為“右長”。同理有“右短”、“左短”、“左長”。實(shí)驗(yàn)按照上述排列共進(jìn)行20次。被試每按鍵一次，線段長度改變一個像素單位。 4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，數(shù)據(jù)被自動保存，實(shí)驗(yàn)者可直接查看結(jié)果，也可換被試?yán)^續(xù)實(shí)驗(yàn)，以后在主界面的“數(shù)據(jù)”菜單中查看。 3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果 3.1計算4名被試長度估計平均誤差 通過公式AE=∑│X－St｜/ N計算4名被試的平均誤差，得到： AE=6.51（標(biāo)準(zhǔn)誤σ=0.36） 3.2計算4名被試長度估計的“左”、“右”、“長”、“短”系列平均誤差 通過公式AE=∑│X－St｜/ N計算4名被試的平均誤差，得到： AE（右）=6.13（標(biāo)準(zhǔn)誤σ=0.96） AE（左）=7.23（標(biāo)準(zhǔn)誤σ=0.76） AE（長）=4.50（標(biāo)準(zhǔn)誤=0.75） AE（短）=8.87（標(biāo)準(zhǔn)誤=0.80） 用spss軟件對左、右系列數(shù)據(jù)進(jìn)行T檢驗(yàn)，p=0.373<0.05，故主效應(yīng)不顯著。對長、短系列數(shù)據(jù)進(jìn)行T檢驗(yàn)有 p=0.000<0.05故主效應(yīng)顯著。而對左右和長短的交互作用有p=0.782>0.05,故交互作用不顯著。 3.2 4名被試長度估計的差異 單因素方差分析 平方和 df 均方 F 顯著性 組間 250.450 3 83.483 3.008 .035 組內(nèi) 2109.500 76 27.757 總數(shù) 2359.950 79 用spss軟件對4名系列數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，有F（0.05,3,76）=3.008，p=0.035<0.05，故差異顯著。 圖3.2是4名被試平均長度差異閾限直方圖及其標(biāo)準(zhǔn)誤差。由圖3.2同樣可以看出，不同被試的長度差異閾限有著顯著差異。 4.分析與討論 4.1 結(jié)果分析 由實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.1可以看出，可以通過平均誤差法進(jìn)行長度差異閾限的測量。 由實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.2,可以得到，被試在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時由較長變異刺激開始調(diào)節(jié)變異刺激的結(jié)果與由短開始調(diào)節(jié)差異刺激,被試實(shí)驗(yàn)結(jié)果有顯著差異；而差異刺激在左和在右的結(jié)果無顯著差異，說明實(shí)驗(yàn)不存在空間誤差，說明被試在進(jìn)行長度調(diào)試時不存在空間偏好，但是卻會因?yàn)閯傞_始的調(diào)節(jié)長度的影響。差別閾限受到剛開始長度的影響，可能是因?yàn)樗麑δ骋粋€長度的線段特別敏感，一旦過了這個長度之后，敏感度就會慢慢下降。至于具體原因需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 由結(jié)果3.3可知，不同個體之間長度差異閾限有著顯著的差異。 4.2討論 4.2.1 平局誤差法特點(diǎn) 雖然極限法、平均差誤法和恒定刺激法這三種基本心理物理法都是用來測定感覺閾限的，但各有千秋。 平均差誤法是首先給被試呈現(xiàn)一個標(biāo)準(zhǔn)刺激，然后讓被試再造、復(fù)制或調(diào)節(jié)一個比較刺激，使它與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等，如光的明暗、聲音強(qiáng)弱高低、線條長短等。其特點(diǎn)是：1）其調(diào)節(jié)幅度是連續(xù)變化的，既不像最小變化法那樣以等距離、間斷變化的，也不像恒定刺激法那樣是幾個固定刺激按隨機(jī)順序呈現(xiàn)的。2）其比較刺激大都是由被試操作或調(diào)整連續(xù)的量的變化。由于這個特點(diǎn)，這個方法又叫調(diào)整法。接近閾限時，被試可反復(fù)調(diào)整，直到調(diào)整到其感覺相等時停止。 極限法是測定閾限的直接方法，其特點(diǎn)是：將刺激按遞增或遞減的方式沿著一定的維，以間隔相等的小步變化，尋求從一種反應(yīng)到另一種反應(yīng)的過渡點(diǎn)。恒定刺激法的基本特點(diǎn)是：根據(jù)次數(shù)來定閾限，即以次數(shù)的整個分布求閾限。 究竟使用哪種具體方法最為合適，則要根據(jù)研究的對象、要求而定。下面我們從四個方面來比較這三種方法： 1）從感覺閾限的含義上比較 根據(jù)感覺閾限的操作定義，極限法求得的閾限值較能符合感覺閾限的操作定義。因?yàn)榇朔ǖ牟僮魇怯邢到y(tǒng)地探查感覺的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，它的計算過程就具體準(zhǔn)確地說明了感覺閾限的含義。同時，因被試知道刺激呈現(xiàn)的次序，他可把注意力集中到特別需要集中的地方，從而取得較好的實(shí)驗(yàn)效果。但也正是由于被試知道刺激呈現(xiàn)的次序，從而容易產(chǎn)生期望誤差和習(xí)慣誤差。只要刺激序列可以按小階梯變化，都能用此法測定閾限，它曾被用來測定聲音、氣味、味道、顏色、溫度、痛、光及觸覺的閾限。但遞減法不宜用于測定味覺和嗅覺閾限，因?yàn)樾嵊X適應(yīng)快，味覺的后作用不易被消除。因此對于有一定后作用的刺激，就不易采用極限法。 2）從被試者方面比較 通常，自變量（刺激）要通過被試者產(chǎn)生反應(yīng)變化（因變量）。測定的次數(shù)過多容易使被試者感覺單調(diào)而產(chǎn)生疲勞。若讓被試者主動參與測定工作，就可改變這種單調(diào)厭倦的情緒，從而使測定結(jié)果更準(zhǔn)確。平均差誤法的實(shí)驗(yàn)程序，對被試來說比較自然，讓被試自己主動調(diào)整比較刺激，也可引起他的興趣，因此，在這方面平均差誤法優(yōu)于極限法和恒定刺激法。 3）從誤差方面比較 在心理實(shí)驗(yàn)中，除自變量外，其他變量都應(yīng)予以控制，以減少誤差。極限法中各刺激是按刺激量的大小依次改變的，因此，被試者回答較有把握，每次測定結(jié)果間的差異也就較小。但是，正是由于刺激量大小是依次改變的，因而易產(chǎn)生期望誤差和習(xí)慣誤差。恒定刺激法所用的刺激數(shù)目較少，且不需隨時調(diào)整刺激的強(qiáng)度，因此，用這個方法測量那些不易隨時改變強(qiáng)度的刺激（諸如重量之類）則較為方便。又因?yàn)榇碳な请S機(jī)呈現(xiàn)的，不會像極限法那樣產(chǎn)生期望誤差和習(xí)慣誤差。在用三類判斷測定差別閾限時，不肯定間距的大小隨被試的態(tài)度而變化，從而對所測的差別閾限產(chǎn)生影響。用二類判斷測差別閾限，雖然可以避免這一問題，但迫使被試作出肯定回答是不自然的，因?yàn)楸辉嚧_實(shí)有難于判斷比較刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激哪一個強(qiáng)或弱的情況。此外，在恒定刺激法中，刺激的改變是沒有一定方向的，被試者在回答時猜的成分較多，因而產(chǎn)生較大的誤差。在平均差誤法中，由于它獲得數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)和計算的方法有所不同，測得的結(jié)果可以說只是一個近似值，因此它測定的閾限不能直接與由其他方法求得的閾限進(jìn)行比較。 4）從效率上比較 效率是心理實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量指標(biāo)。平均差誤法中刺激是由被試者自己調(diào)節(jié)，回答和記錄的次數(shù)較少，因而能較快地得到測量結(jié)果。而極限法中要回答和記錄的次數(shù)較多，其效率不及平均差誤法。恒定刺激法可不必臨時改變刺激，這是其優(yōu)越之處。在測重量閾限時，通常用恒定刺激法。而且恒定刺激法中的每一個記下的數(shù)據(jù)都可以利用上，不像在極限法中用來計算閾限值的數(shù)據(jù)是少數(shù)，因此，恒定刺激法的效率較高。 應(yīng)當(dāng)指出，上述三種方法的比較是相對的，在確定用哪一種方法時要同時考慮研究對象、要求和各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。但是，在測定要進(jìn)行比較的兩種閾限時，必須用同一種方法，因?yàn)?，不同的方法所用的指?biāo)不同。 4.2.2 實(shí)驗(yàn)中存在的各種誤差及其控制方法 1）動作誤差 在平均差誤法實(shí)驗(yàn)中，一般要被試自己操縱實(shí)驗(yàn)儀器來調(diào)整比較刺激，使其與標(biāo)準(zhǔn)刺激相等，這就要產(chǎn)生動作誤差，亦即因被試所采用的方式不同而產(chǎn)生誤差。 為消除動作誤差，通常使一半比較刺激長于標(biāo)準(zhǔn)刺激，另一半則短于標(biāo)準(zhǔn)刺激 2）空間誤差 因?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)所呈現(xiàn)的刺激是視覺的，所以標(biāo)準(zhǔn)刺激設(shè)置的位置不同（或左側(cè)或右側(cè)），易產(chǎn)生空間誤差。 為消除空間誤差，通常使比較刺激的位置一半在標(biāo)準(zhǔn)刺激左側(cè)，一般在標(biāo)準(zhǔn)刺激右側(cè)。 3）習(xí)慣誤差和期望誤差 習(xí)慣誤差和期望誤差是一對相反的誤差。 習(xí)慣誤差：是指由于被試在長序列中有繼續(xù)作同一種判斷的傾向所引起的誤差。 期望誤差：是指由于被試在長的序列中給予相反判斷（期望轉(zhuǎn)折點(diǎn)的盡快到來）的傾向所導(dǎo)致的誤差。 為了讓習(xí)慣誤差和期望誤差盡可能相互抵消，可采用多層次的ABBA法和拉丁方設(shè)計。 4）練習(xí)誤差和疲勞誤差 練習(xí)誤差和疲勞誤差是一對相反的誤差。 練習(xí)誤差：是由于實(shí)驗(yàn)的多次重復(fù)，被試逐漸熟悉了實(shí)驗(yàn)情景，對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了興趣和學(xué)習(xí)效果，而導(dǎo)致反應(yīng)速度加快和準(zhǔn)確性逐步提高的一種系統(tǒng)誤差。 疲勞誤差：與練習(xí)誤差相反，由于實(shí)驗(yàn)多次重復(fù)，隨著實(shí)驗(yàn)進(jìn)程而發(fā)展的疲倦或厭煩情緒的影響，而導(dǎo)致被試反應(yīng)速度減慢和準(zhǔn)確性逐步降低的一種系統(tǒng)誤差，稱之為疲勞誤差。 隨著時間的進(jìn)展，練習(xí)可能使閾限降低，而疲勞可能使閾限升高。為了檢查有無這兩種誤差就要分別計算出前一半實(shí)驗(yàn)中測定的閾限與后一半實(shí)驗(yàn)中測定的閾限，若前一半實(shí)驗(yàn)中測定的閾限比后一半實(shí)驗(yàn)中測定的閾限大，并差別顯著時，就可以認(rèn)為在測定過程中有練習(xí)因素的作用，若前一半實(shí)驗(yàn)中測定的閾限比后一半實(shí)驗(yàn)中測定的閾限小，并差別顯著時，就可以認(rèn)為在測定過程中有疲勞因素的作用。練習(xí)誤差和疲勞誤差兩種影響可能互相抵消，也可能一種影響比另一種影響要大。 為了消除兩種誤差的影響，可采用多層次的ABBA法和拉丁方設(shè)計。 參考文獻(xiàn) 【1】楊治良，實(shí)驗(yàn)心理學(xué)，浙江教育出版社，2004年12月。