平均差误法—线段长度差别阈限
实验心理学的实验程序
第一部分反应时反应时（Reaction Time，简称 RT）是指从机体接受刺激到作出反应所经历的时间，即刺激-反应的时间间隔，又叫潜伏期。
从神经生理学角度讲，一个完整的刺激-反应过程通常由如下五部分组成：（1）感受器将物理或化学刺激转化为神经冲动的时间；（2）神经冲动由感受器上行到大脑皮质的时间；（3）大脑皮质对信息进行加工的时间；（4）神经冲动由大脑皮质下行至效应器的时间；（5）效应器作出反应时间。
反应时测量技术是心理学实验研究中普遍应用的一种方法。
作为一个重要的心理指标在认知加工过程和个体差异研究中得到了广泛的应用。
反应时实验中要求被试的反应要符合“速度-准确性权衡”的原则，即要求被试在保证正确的前提下，反应越快越好。
因此，被试在实验前必须清楚刺激的呈现形式和反应原则，以保证实验结果的准确性和可靠性，更真实地反映出被试内在的心理加工过程。
荷兰心理学家唐德斯（ F.C.Donders 1818--1889 ）将反应时分为三类，即A、B、C三种反应。
三种反应时关系如下：简单反应时 A 基线时间选择反应时 B 基线时间辨别时间选择时间辨别反应时 C 基线时间辨别时间Donders根据减数法则分析A、B、C三种反应，C减A得到辨别时间，B减C得到选择时间。
从而得出B类反应时间最长，C类次之，A 类最短。
唐德斯的减数法在实验心理学中占有很高的地位。
他的三成分说广泛应用于许多领域。
今天，认知心理学正是用减法反应时实验提供的数据来推论其现象背后的信息加工过程。
视觉简单反应时简单反应时（Simple Reaction Time）又称A 反应时。
是指呈现单一刺激，要求被试立即做出固定反应的时间。
由于这种反应时间是感知到刺激就立即做出反应，中间没有其它的认知加工过程，因此也称为基线时间（Baseline Time）。
任何复杂刺激的反应时间都是由简单反应时和其它认知加工过程所需时间合成的。
本实验通过计算机呈现的视觉材料，测定视觉简单反应时。
平均差误法测定线段长度差别阈限
平均差误法测定线段长度差别阈限平均差误法（method of average error）又称调整法，是传统心理物理法之一。
它最适用于测量绝对阈限和等值，也可用于测量差别阈限。
平均差误法的特点是：呈现一个标准刺激，让被试再造、复制或调节一个比较刺激，使它与标准刺激相等，如光的明暗、声音强弱高低、线条长短等。
其调节幅度是连续变化的，不像最小变化法那样以等距离、间断变化的，也不像恒定刺激法那样是几个固定刺激按随机顺序呈现的。
平均差误法的比较（变异）刺激大都是由被试操作或调整而产生的连续量的变化。
接近阈限时，被试可反复调整，直到其满意为止。
被试调整到在感觉上相等的两个刺激值，其物理强度之差的绝对值的平均数就是所求的阈限值。
平均误差 AE=∑│X－St｜/ N，式中 X为每次调整的结果，St为标准刺激，N为实验次数。
本实验是用平均差误法来测量线段长度的差别阈限。
实验中为消除动作误差，通常使一半比较刺激长于标准刺激，另一半则短于标准刺激。
同时通过使比较刺激的位置在标准刺激左右各半来消除空间误差。
又由于被试在实验过程中可能产生期望误差和练习误差，可采用多层次的ABBA法和拉丁方设计来排除。
一、目的通过对线段长度的测量，学习如何用平均差误法测量差别阈限。
二、仪器与材料1.仪器：PsyTech-EP2009型心理实验台。
2.材料：屏幕呈现两根不同长度的线段，一个为标准刺激，长度固定不变，另一个为比较（变异）刺激。
三、方法1.双击桌面“心仪心理实验平台”图标，弹出登录窗口。
对首次登录者请先注册用户；对已做过实验者用已有用户名和密码登录。
双击“电脑实验”，打开 PsyTech-EP2009型心理实验台主界面。
选中左侧实验列表中的“平均差误法测定线段长度的差别阈限”，右边呈现实验说明。
单击“进入实验”,弹出“指导语”窗口。
实验者可进行参数设置（或使用默认值）、练习等，也可以单击“开始实验”按钮直接进行实验。
2.指导语是:这是一个比较两个线段长短的实验。
平均差误法测定线段长度差别阈限实验报告
平均差误法测定线段长度差别阈限实验报告实验目的：1. 了解平均差误法的原理及应用。
2. 掌握平均差误法测定线段长度差别阈限的实验方法。
3. 熟悉实验数据的统计处理方法。
4. 分析线段长度差别阈限的意义和应用。
实验原理：平均差误法是常用的一种统计分析方法，用于评价两个样本的相似程度。
其原理是，将两个样本的各个测量结果进行配对，然后计算它们之间的差值。
通过计算这些差值的平均差或平均误差，可以确定两个样本的相似程度。
平均差误法的步骤如下：1. 对两个样本进行测量，得到各个样本的测量结果。
2. 对两个样本的测量结果进行配对。
3. 计算各个样本的差值。
4. 计算各个样本的差值的平均差/平均误差。
5. 判断两个样本的差异程度。
实验过程：1. 实验器材：卷尺、十字尺、计分卡。
2. 实验步骤：（1）选取两条长度相近的线段，用卷尺分别测量线段长度，记录数据。
（2）使用十字尺测量线段的宽度，同时记录数据。
（3）将两组数据进行配对，计算每组数据的差值。
（4）计算每组数据的差值的平均值与平均差。
（5）按照公式t=d/\sqrt{2S} 计算线段长度差别阈限。
d为平均差，S为平均方差。
实验结果及分析：假设测量两个长度相近的线段，分别得到以下数据：| 线段 | 长度1（cm） | 长度2（cm） | 差值（cm） || --- | --- | --- | --- || 1 | 50.3 | 50.7 | 0.4 || 2 | 35.1 | 35.2 | 0.1 |根据差值求出平均差： d=0.25根据差值求出平均方差：S=0.09根据公式，可求得线段长度差别阈限为：t=0.25/\sqrt{2 \times 0.09}≈1.20这表示在这个实验中，两个线段长度差别的阈限为1.20cm。
如果两个线段的长度差别小于1.20cm，我们可以认为这两个线段的长度相近。
实验结论：本次实验使用平均差误法，测量两个线段长度的差别阈限为1.20cm。
平均差误法测定线段长度差别阈限
平均差误法测定线段长度差别阈限摘要：通过同时呈现两条线段，被试在主观上调节比较刺激的长度，使之与标准刺激相等，让被试学习使用平均误差法测量差别阈限。
实验采用单因素两水平被试内实验设计，记录山西师范大学14150201班46名被试的实验数据，并进行统计分析。
结果显示，标准刺激长度为300的平均差别阈限值以及标准差明显高于100，说明标准刺激的长度的增加使被试的主观感觉准确度减弱；标准刺激长度为100和300时，它们的心理量（即韦伯分数）并没有显著差异。
结论显示，平均差误法可以测定线段差别阈限。
关键词：平均差误法差别阈限比较刺激标准刺激1.前言差别阈限是指刚好能引起差异感受的刺激变化量。
但是被试对某一特定强度的刺激往往会出现不确定答案，所以，面对阈限的概念，实验者需要借助它的操作定义：有50%的实验次数能引起差别感觉的两个刺激强度之差。
这是基于这个操作定义，费希纳设计了三种测量感觉阈限的方法（1.最小变化法，2.恒定刺激法，3.平均差误法），这些方法后来被统称为传统心理物理法。
平均差误法即是传统心理物理学方法之一，又称调整法、再造法、均等法。
它最适用于测量绝对阈限和等值，也可用于测量差别阈限。
平均差误法的特点是：呈现一个标准刺激，让被试再造、复制或调节一个比较刺激，使它与标准刺激相等，如光的明暗、声音强弱高低、线条长短等。
其调节幅度是连续变化的，不像最小变化法那样以等间距、间断变化的，也不像恒定刺激法那样是几个固定刺激按随机顺序出现，平均差误法是由被试操作，被试积极性较高。
1834年，德国生理学家韦伯通过研究人对重量的感觉发现，对于同一类刺激，刺激的差别阈限是刺激本身强度的一个线性函数，因此提出了韦伯定律。
本实验就是采用平均差误法来测定线段长度的差别阈限，来验证平均差误法是否可以测量差别阈限。
2.研究方法2.1被试山西师范大学心理学14150201班46名同学，男生8人，女生38人，年龄范围：18-24岁，平均数：20.818，标准差：1.330,视力或矫正视力均正常。
平均误差法
用平均差误法测定长度差别阈限杨思园2011025667１引言平均差误法是测量差别阈限的一种方法。
其最典型的形式是：让被试去调整一个变异刺激直到他感觉到与所给的标准刺激相等，如此反复实验。
这个方法的主要特点有：（1）测量差别阈限所呈现的变异刺激是连续变化的，不象极限法那样是以等距离，间断变化的，也不象恒定刺激法那样是几个固定刺激按随机顺序呈现的。
（2）平均差误法的变异刺激大都是由被试操作或调整而产生的连续的量的变化。
因此这个方法又称调整法。
由于被试参与操作，因而容易产生动作误差。
（3）被试调整得到在感觉上相等的两个刺激值，其物理强度之差的绝对值的平均数（即平均误差，AE），就是所求的阈限值。
其计算公式如下：AE=∑|X-S i|/N。
式中，X——每次测定所得数据；S i——标准刺激；N——测定总次数。
平均差误法就是因此而得名的。
由于平均差误法获得数据的标准和计算方法与其他方法不同，它所测得的结果可以说只是阈限的一个接近值。
因此，用此法测得的阈限不能直接与其他方法测得的阈限进行比较。
长度估计测量器是一种能调整白背景上的黑色水平线长度的仪器。
它分左右两半，各有一条水平线，并各有一个可以活动的套子套在表面上。
套子来回移动可以调整露出黑线的长度，通过背面的刻度可读出露出的长度是多少毫米，实验时可固定任何一边黑线的长度作标准刺激，以另一边的长度作变异刺激，被试可移动这边的套子，改变该黑线的长度，以便把它调整得在感觉上与标准刺激相等。
本实验通过长度差别阈限的测定，学习如何用平均差误法测量差别阈限。
２方法２．１被试被试２人,年龄22，性别女,视力均正常。
２．２仪器长度估计测量器２．３程序用长度估计测量器呈现白背景上的黑色线条，线条分左右两半，分别用活动的套子盖住。
背面是以毫米为单位的刻度。
主试移动一个套子使该边的直线露出10厘米作为标准刺激。
用同法使另一边的直线露出明显短于或长于标准刺激的长度作变异刺激，被试移动套子，调整变异刺激，直到在感觉上与标准刺激相等为止。
恒定刺激法和平均误差法
恒定刺激法－音高的差别阈限英文名称：SOUND目的:学习恒定刺激法，测量音高的差别阈限。
简介：恒定刺激法也是经典心理物理学的重要方法之一。
其特点是只用少数几个刺激（5－10个），且在整个测定过程中固定不变。
每随机呈现一对刺激（刺激包括一个标准刺激和一个变异刺激），即请被试进行一次比较。
在测定时，也要注意消除空间误差和时间误差。
用恒定刺激法测定差别阈限时，一般要求被试作三种回答：强、弱或相等。
这样，在总的反应系列中就可以得到两个感觉上的转折点，由此可以得到上限和下限。
有的测定中，只要求被试作出强或弱两种反应，这样能克服三种反应法所引起的阈限受自信程度影响的缺点。
但要求两种反应，显得不太自然，用这种方法可以得到75%差别阈限。
计算机的内部扬声器能够发出0－65535Hz频率的声音。
由于采用数字分频，音色和纯度的变化很小，本实验用它来测定音高的差别阈限，比普通的音频发生器要精确。
方法与程序：①、预实验：一般在使用恒定刺激法之前，要先用最小变化法粗略地测试被试的阈限值，用以确定合适的变异刺激。
在本实验开始，也采用试验的办法让被试自己选择合适的声音频率差别。
本实验采用700Hz频率的声音为标准刺激，共7个比较刺激。
刺激的频率差由被试经预实验选取，预试的初始频率差为3Hz。
即：被试用700Hz的声音分别与频率差为3Hz的一组变异刺激中差异最大的691Hz及709Hz的声音各比较10次。
若两组测试的正确率均＞90%，选择间距差为2Hz的一组变异刺激；若两组测试的正确率均＜70%，选取频率差为4Hz的一组变异刺激；其余情况下选取3 Hz的一组变异刺激进行正式实验。
②、请仔细阅读指示语，强调用第二个刺激去比第一个刺激。
③、共有7个变异刺激（包括一个标准刺激）和一个标准刺激，每对比较10次，共比较70次，完全按随机原则安排顺序。
结果与讨论：数据分四列给出。
第一列为实验顺序，从1到70；第二列为变异刺激，共有7种；第三列为标准刺激出现的位置，为前或后；第四列为被试的反应，为“＋”、“＝”或“－”三者之一，它们分别表示被试认为变异刺激比标准刺激高、相等或低。
平均差误法-线段长度差别阈限
实验5 平均差误法－线段长度差别阈限1 引言平均差误法（或均误法）又称调整法、再造法、均等法，是经典心理物理学测量感觉阈限的另一种方法。
其特点在于被试可以主动地并且连续地调整刺激量的大小，因此调动了被试的积极性。
在用这种方法测量差别阈限时，被试调整得到在感觉上相等的两个刺激值，其物理强度之差的绝对值的平均数（AE）就代表差别阈限值。
公式为：AE=∑│Xi－S│/n，其中X表示每次测定所得数据；S表示标准刺激；n表示测定次数。
用此方法测得的阈限值比用最小变化法和恒定刺激法测得的要小一些，原因在于其差别阈限处于上下限之间的主观相等地带之内。
它测得的阈限值只是阈限的近似值，不能与其他方法的结果相比较。
计算机的图形显示是通过象素完成的。
象素大小相等且等距，因而对由象素组成的线段的长度测定是极为准确的。
本实验就用平均差误法来测量线段长度的差别阈限。
2 实验目的2.1通过长度差别阈限的测定，学习如何使用平均差误法测量差别感受性。
2.2掌握长度测量应该控制的各种变量。
3 实验方法3.1 被试一人，视觉或矫正视觉正常3.2 实验仪器与实验材料3.2.1实验仪器：计算机、反应键和PsyKey实验教学系统。
3.2.2实验材料：长度不同的两条线段，一个为标准刺激，长度固定不变为160个像素单位，另一条为比较刺激。
3.3 实验程序在“PsyKey系统”中选择“平均差误法－线段长度差别阈限”，单击鼠标左键，选择“开始实验”，进入“平均差误法－线段长度差别阈限”实验设计主界面，开始进行实验。
实验开始前，被试先仔细阅读指示语，明白各反应键（红键、绿键和黄键）的位置和使用方法。
本实验共有两类刺激：标准刺激和比较刺激，实验中有一半次数变异刺激长于标准刺激（简称“长”），另一半次数变异刺激短于标准刺激（简称“短”）。
同时，一半次数在右边呈现变异刺激（简称“右”），另一半次数在左边呈现变异刺激（简称“左”）。
因此，组合上述4 种方法，可得到“右短”、“右长”、“左短”、“左长”四种方式。
感觉阈限的测量-平均差误法——
• 这个方法是要求被试判断什么时候比较刺激和标 准刺激相等。
• 被试判断为与标准刺激相等的比较刺激，并不总 是一个固定的数值，而是围绕着一个平均数变化 的一个数。这个变化的范围就是不肯定间距。
• 不肯定间距的中点就是主观相等点。
• 通过对主观相等点和不肯定间距的测量，就可以 估计差别阈限。
• 把平均误差作为差别阈限，与差别阈限 的定义并不相符，但因为平均误差和差 别阈限成正比，所以也作为测量差别感 受性的指标。
• 不肯定间距的中点，即多次调整结果的平均数， 就是主观相等点，主观相等点与标准刺激的差就 是常误。
（3）差别阈限的估计值的计算
• 用平均差误法求差别阈限，所得差别阈限 只是一个估计值，平均差误有两种计算方 法：
–把每次调节的结果(或每次的判断)与标准刺激 之差的绝对值平均起来作为差别阈限。
–把每次调节的结果与主观相等点之差的绝对值 平均起来作为差别阈限。
– 平均差误法的特点是求等值，它的实验程序容易引起 被试的兴趣，但对不能连续变化的刺激则不能用平均 差误法来测其差别阈限。
测量阈限的三种方法的比较
• 测量阈限的三种方法各有自己的特点
– 最小变化法的实验程序和计算过程都具体地说明了感 觉阈限的含义，但它会因其渐增和渐减的刺激系列而 产生习惯误差与期望误差。
– 恒定刺激法的实验结果可以应用各种数学方法加以处 理，因而便于与其它测定感受性的方法进行比较。在 应用3类反应的实验程序时，被试的态度会对差别阈限 值有较大影响。
பைடு நூலகம்
（2）因变量（反应变量）
• 用平均差误法测定绝对阈限的反应变量是 被试者每次调整比较刺激与标准刺激相等 的那个数值。
（3）绝对阈限的测定（计算）
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平均差误法－线段长度差别阈限
摘要目的：实验主要通过平均差误法（调整法），测定线段长度的差别阈限，学习和掌握用平均差误法测量差别阈限的原理和技术。
方法：屏幕上将并排呈现两条线段，其中一个是标准刺激，线段长度不变；另一个是比较刺激，可以调整其长度。
使用1号反应盒调整比较刺激的长度使两条线段相等。
按“+”键则比较刺激线段长度增加，按“-”键则比较刺激线段长度减少。
如果认为已调整至相等请按中间的“=”键予以确认，然后自动进入下一次实验。
结果：被试的绝对差别阈限为4，相对差别阈限为2.5%。
结论：平均误差法可以用来估计差别阈限，对线段长度是有差别阈限的。
关键词长度；绝对差别阈限; 相对差别阈限; 心理物理学
1引言
平均差误法是测量感觉阈限的一种方法。
方法有三个特点:(1)在测定差别阈限时所呈现的变异刺激，如光的明暗、声音的强弱高低、线条的长短等，是连续变化的，不像最小变化法那样是以等距离、间断变化的，也不像恒定刺激法那样是几个固定刺激按随机的顺序呈现的。
(2)平均差误法的变异刺激大都是由被试操作或调整而产生的连续的量的变化。
由于这个特点，这个方法又叫调整法。
由于被试参与操作，也容易产生动作误差。
例如，从小于标准刺激调整到与标准刺激相等，和从大于标准刺激调整到与标准刺激相等，其结果就可能不同。
(3)被试调整得到在感觉上相等的两个刺激值，其物理强度之差的绝对值的平均数(即平均误差，AE)，就是所求的阈限值。
其计算公式如下:
AE=∑∣X-S∣/N
式中，X--每次测定所得数据;S--标准刺激;n--测定总次数。
平均差误法就是因此而得名的。
用这个方法测得的阈限值比用其它两种方法测得的要小一些，因为其差别阈限处于上下限之间的主观相等地带之内，而绝对阈限则50%次感觉到的强度之下。
由于平均差误法获得数据的标准和计算的方法与其他方法不同，它所测得的结果可以说只是一个阈限的近似值。
因此，用此法测得的阈限不能直接与用其他方法测得的阈限进行比较。
实验通过长度差别阈限的测定，学习如何用平均差误法测量差别阈限。
2 研究方法
2.1 被试
黑龙江大学教育科学研究院，2014级本科生1名，男，视觉矫正后正常，未参加过相似实验。
2.2 实验仪器
PsyKey3.1心理教学系统的计算机。
2.3 实验程序
2.3.1 登录并打开Psykey3.1心理教学系统主界面，选中实验列表中的“平均差误法测定线段长度差别阈限。
”单击呈现实验简介，点击“进入实验”按钮到“操作向导”窗口。
实验者可进行参数设置，选择实验次数，也可直接点击“开始实验”按钮进入指导语界面。
本实验不设练习，点击“正式实验”按钮开始。
2.3.2 这是一个需要比较两个线段长短的实验。
屏幕上将并排呈现两条线段，其中一个是标准刺激，线段长度不变；另一个是比较刺激，你可以调整其长度。
请你使用1号反应盒调整比较刺激的长度使两条线段相等。
按“+”键则比较刺激线段长度增加，按“-”键则比较刺激线段长度减少。
如果认为已调整至相等请按中间的“=”键予以确认，然后自动进入下一次实验。
实验需要做很多次。
2.3.3 实验中为消除位置误差和顺序误差，每5次实验为一组，间隔时间(毫秒)=500，标准刺激长度(像素)=160，每组内顺序一样，但长短随机具体排列顺序为：“右长”、“右短”、“左短”、“左长”、“左长”、“左短”、“右短”、“右长”。
将比较刺激在右，长于标准刺激称为“右长”。
同理有“右短”、“左短”、“左长”。
一个循环共40次。
如做60次或80次则按上面顺序增加。
20次则只取前20次。
被试每按键一次，线段长度改变一个像素单位。
2.3.4 实验结束，数据被自动保存，实验者可直接查看结果，也可换被试继续实验，以后在主界面的“数据”菜单中查看。
3 研究结果
3.1标准刺激的不同位置对差别阈限比较T检验
表1 标准刺激的不同位置对差别阈限t检验
平均数标准差t 标准刺激在左4 2.552
2.024*
标准刺激在右5 3.084
由t检验知，t(2/0.05)=1.960<2.024*，标准刺激在左和在右时被试反应并无显著差异，即不存在空间顺序效应。
3.2被试的差别阈限
经测试被试的相对差别阈限：2.50％，绝对差别阈限：4。
4 讨论
4.1 实验中为消除空间误差是比较刺激的位置在标准刺激左右各半。
同时实验中为消除位置误差和顺序误差，每5次试验为一组，每组内顺序一样，但长短随机，具体排列顺序为：“右长”，“右短”，“左短”，“左长”，“左长”，“左短”，“右短”，“右长”。
将比较刺激在右，长于标准刺激的称为“右长”。
同理有“右短”，“左短”，“左长”。
一个循环共40次。
如做60次或80次则按上面顺序增加。
20次则只取前20次。
被试每按键一次，线段长度改变一个像素单位。
4.2 被试在实验前的身体状况以及精神状态会影响到本次实验的结果，同时，被试在实验过程中会产生的疲劳度或者厌倦感同样会影响结果。
另外，实验室中的环境，光线，也有一定的影响作用。
5 结论
经测定被试的绝对差别阈限为4，符合常模。
参考文献
[1]郭秀艳.实验心理学[M].北京：人民教育出版社，2004：231-240.
[2] 阎克乐，陆运青.关于表述最小可觉差的一点建议[J].心理学报.1987,23(1):130-140.。