心理物理学方法()
实验心理学期末复习-心理物理法
三种心理物理法（1）心理物理学：研究心理量和物理量之间关系的科学。
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。
心理物理学的目标就是最终用精确的数学函数的形式来描述外部的物理刺激与由此发生的感觉与知觉之间的定量关系。
传统的心理物理学方法所处理的问题大体分为两类：感觉阈限的测量、阈上感觉的测量。
后又有信号检测论出现。
（2）感觉阈限的测量的三种方法：1，最小变化法；2，恒定刺激法；3，平均差误法（3）最小变化法：又称极限法，序列探索法，最小可觉察法，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顺势转换点或阈限的位置。
上差别阈=上限－标准刺激；下差别阈=标准刺激－下限。
差别阈限=（上差别阈+下差别阈）/2。
可能产生的误差有：习惯误差，期望误差，练习误差，疲劳误差。
由于习惯误差的存在，在递增序列中，阈值会偏高。
由于期望误差的存在，在递减序列中阈值会偏高。
（4）恒定刺激法：又称固定刺激法，正误法，次数法，是心理物理学中最准确，应用最广的方法。
（也就是两两比较，看啥时候两两比较的时候正确率在50%啦，这个时候就是绝对阈值啦）与最小变化法不同的是，恒定刺激法的刺激是随机呈现的，每个刺激呈现的次数应相等。
直线内插法虽然简单易算，但不够精确。
（5）平均差误法：实验者规定以某一刺激为标准刺激，然后要求被试调节另一个比较刺激，使后者在感觉上与标准刺激相等，平均误差表示差别感受性。
（6）信号检测论：古典心理物理法将感受性和判断标准不能区分开，而信号检测论可以区分开。
虚报与漏报（也就是α和β的错误），击中和正确否定。
（7）等感受性曲线：把虚报率作为横坐标，把击中率作为纵坐标，那么绘制出来的曲线称为操作者特征曲线，简称ROC，因为这条曲线中，判断标准是变化的，但辨别力保持不变，因此又叫等感受性曲线。
（8）心理量表：为了要了解刺激的变化和感觉的变化之间的关系，需要一个测量心理变化的方法，这种方法就是能够度量阈上感觉的心理量表。
视觉的心理物理实验方法
视觉的心理物理实验方法1 心理物理学的诞生心理物理学在整个科学史上，尤其是在心理学史上占有很显著的地位。
早期的科学家，不去争论心理活动能否测量，而只是着手去测量整个心理过程的某一部分，即属于感觉或知觉方面的心理活动。
费希纳（G. T. Fechner）是德国心理学家，为公认的心理物理学的奠基人。
他在德国生理学家韦伯研究的基础上，假设最小可觉差是感觉单位，经过许多实验和推导，得出感觉与刺激的对数成比例的公式：S=Klog R(S代表感觉，R代表刺激，K系常数)。
他发表了著名的《心理物理学纲要》。
费希纳的公式引起种种怀疑和争论。
经过多年研究，他又于1882年发表《心理物理学要义》一书，竭力为他的心理物理学辨护。
2心理物理学的发展费希纳在《心理物理学纲细》一书中提到了心理物理学有三种基本的方法。
这些方法称之为心理物理学方法，又称心理物理法。
心理物理法经过了一百多年的发展、修改和补充，出现了许多变式。
自本世纪五十年代，泰纳和斯维茨把信号检测论引入心理学领域以来，又为心理物迎学的研究提供了一个新的有力工具。
后人为了有所区别，将费希纳最早提出的三种基本的心理物理法称之为古典心理物理法，而信号检测论称之为现代心理物理法。
2.1 古典心理物理学费希纳的《心理物理学纲要》一书，主要阐述了五个问题：①对数定律；②心理物理学的三种基本方法；③内部心理物理学；④意识阈；⑤负感觉。
其中，最主要的是前两个问题。
下面我们分别叙述。
2.1.1对数定律费希纳在韦伯等人研究得到韦伯定律的基础上，应用微积分公理，提出感受的强度与刺激的强度的对数成正比。
这就是费希纳对数定律。
这个定律确定了心物之间的定量关系，因而成为心理物理学确定感觉强度和刺激强度之间函数关系的基本定律。
就是说心理量是刺激量的对数函数，当刺激强度以几何级数增加时，感觉的强度以算术级数增加。
这个对数定律曾为用差别阈限法制作的等距量表所支持。
但是，费希纳的对数定律曾受到各方面的批评和质疑。
心理物理学方法
心理物理学方法名词解释1.心理物理学：是研究心物关系并使之数量化的一个心理学分支。
费希纳的定义是：一门研究心身或心物之间的函数关系的精密科学2.最小可觉差：又叫差别阈限，即刚刚能引起刺激物间的最小差异量。
3.平均误差法：平均差误法的典型实验程序是，实验者规定以某一刺激为标准刺激，然后要求被试调节另一比较刺激，使后者在感觉上与标准刺激相等。
客观上一般不可能使比较刺激与标准刺激完全一样，于是每一次比较就都会得到一个误差，把多次比较的误差平均起来就可得到平均误差。
因为平均误差与差别阈限成正比，所以可以用平均误差来表示差别感受性。
4.费希纳的对数定律：感觉量与刺激量的对数成正比，这就是韦伯-费希纳定律5．恒定刺激法：恒定刺激法的特点是只用少数几个刺激，通常为5-7个，并且这几个刺激在测定阈限的整个过程中是固定不变的。
是以随机的方式呈现。
这个方法常以被试对不同刺激觉察的次数在该刺激呈现的总次数中所占的比例来计算阈限值，因此又叫作次数法。
简述1.史蒂文斯的神经量子理论（浙大2000）答：20世纪50年代美心理学家史蒂文斯等人用数量估计法研究了刺激强度与感觉大小的关系。
研究发现，心理量并不是随刺激量的上升而上升，而是刺激量的乘方函数。
即知觉到的大小是与刺激量的乘方成正比例。
2、感受性与感觉阈限以及刺激强度与感受性的关系是什么？（浙大2004）答：（1）论述感受性与感觉阈限的定义，指出感受性与感觉阈限呈反比例关系。
（2）论述绝对感受性与绝对阈限的定义，指出E=1/R（3）论述差别感受性与绝对阈限的定义，说明韦伯公式。
3、什么是费希纳定律？它与斯蒂文斯定律有何不同?（中科院2004）答：（1）P=KlgI，即费希纳定律，其中I指刺激量，P指感觉量。
它提供了度量感觉大小的一个量歌，对实践有指导作用。
它与韦伯一样，也只有在中等强度的刺激时才适用。
（2）斯蒂文斯定律指知觉的刺激量的乘方成正比。
它同样具有理论与实践意义。
费希纳
优点
•避免单个被试接受多个水平的实验处理
•排除组内设计中的练习效应、疲劳效应等问题•不需要对不同实验处理采用平衡法控制顺序误差缺点
•分配给不同实验处理的各组被试之间可能存在差异•组间设计需要更多的被试•花费更多的时间和人力避免被试组间差异的方法
从心里量表是否等距和有无绝对零点来分：顺序量表（等级排列法与对偶比较法）、等距量表（感觉等距法与差别阈限法）、比例量表（分段法与数量估计法）。心理物理函数：描述对刺激的心理感受和刺激的物理属性之间关系的函数。
韦伯定律：关心刺激强度和差别阈限间的关系（韦伯定律：ΔΦ/Φ=C（ΔΦ和Φ分别为差别阈限的大小和刺激的强度水平，C代表韦伯分数）
实验法优点：能更好的控制无关变量的影响，保证因变量的变化由自变量引起，进
行因果推断经济
离不开描述性研究方法
对实验心理学的认识
实验心理学不是万能的科学方法本身的局限心理学科本身的特殊性
实验心理学是否背离真实生活实验室环境可以与生活环境不一致实验室研究的优势
实验室结论不会无限推广到真实生活中去实验研究的一般程序
简单阶梯法测定听觉阈限评价
刺激值靠近阈限值，可更快的测定阈限值刺激系列短，不容易引起疲劳或适应问题
被试容易了解刺激呈现方式，实验结果易受被试态度的影响变形阶梯法评价
可追踪不同的阈限，评定心理计量函数中的许多点，有更大的灵活性每个刺激不限于应用一次，减少偶然性作用，使实验结果更可靠可用双阶梯法克服被试态度的影响
信号检测论的两种指标：
辨别力指标d'：被试对刺激感受性的度量
判断标准β：被试反应偏向的度量（β>1，被试的判断标准比较严；β接近或等于1，被试的标准不严也不松；β<1，被试的判断标准比较松）
心理量量表的建立
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
第二节测定阈限的三种基本方法
传统心理物理学（classicalpsychophysics）所处理的问题大体分两大类。
第一类是感觉阈限的测量。测量感觉阈限的基本方法有：（1）极限法；（2）平均差误法；（3）恒定刺激法。
第二类是阈上感觉的测量，即心理量表的制作问题。
一、极限法
2.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。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，则可以猜，但不可放弃。
（3）被试习惯于前面几次刺激所引起的感觉叫作习惯误差（errorofhabituation）
与习惯误差相反的是另一种误差叫期望误差（errorofanticipation）。表现为被试在长的序列中给予相反判断的倾
向，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，阈值就会偏高。
自坦纳和斯韦茨（Tanner&Swets，1954）把信号检测论引入心理学领域，将信号检测论称之为新的心理物理法，而费希纳最早提出的三种基本的心理物理法称之为传统心理物理法。
心理物理学方法
心理物理学方法（一）阈限的测量感觉阈限可以分为两种：一种是绝对阈限：指刚好能引起心理感受的刺激大小；另一种是差别阈限：指刚好能引起差异感受的刺激变化量；操作定义：绝对阈限：有50%的实验次数能引起反应的刺激值；差别阈限：有50%的实验次数能引起差别感觉的两个刺激强度之差；1）极限法又叫最小变化法、序列探索法、最小可觉差法；基本概念：不肯定间距Iu：上限与下限之间的距离；Iu=Lu-Ll主观相等点PSE：不肯定间距的中点；PSE=（Lu+Ll）/2差别阈限DL：取不肯定间距的一半，或上差别阈限与下差别阈限之和的一半。
误差方面极限法进行实验时，被试主要产生习惯误差和期望误差，还会偶尔产生练习误差和疲劳误差这两种系统误差。
习惯误差：被试因习惯于由原先的刺激所引起的感觉或感觉状态，而对新的刺激作了错误的判断；在递减系列中----使阈限偏低；在递增系列中---使阈限偏高；期望误差：被试因过早期望将要来临的刺激而导致错误的判断；在递减系列中---使阈限偏高，在递增系列中--使阈限偏低；采用递增递减交替进行的设计能抵消这两种误差，并且递增递减的系列要保持数量一致。
练习误差：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，导致反应速度加快和准确性逐步提高的一种系统误差。
可能使阈限降低；疲劳误差：由于实验多次重复而发展的疲倦或厌烦情绪，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，可能使阈限升高；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。
为了平衡这两种误差，最小变化法的递增与递减，采用ABBA法，交替进行；注：分清差别阈限的上限和上差别阈限的区别？差别阈限的上限：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，即Lu；上差别阈限：等于差别阈限的上限减去标准刺激的值：DLu=Lu-St具体测定方法：见实验心理学P2342）平均差误法实验规定以某一刺激为标准刺激，然后要求被试调节另一比较刺激，使后者在感觉上与标准刺激相等。
心理物理学方法
• 特别要注意得就是,此法在实验之前需要选定刺 激。
• 所选定得刺激最大强度应为每次呈现几乎都能 为被试感觉到得强度,它被感觉到得可能性应不 低于95%。所选刺激得最小强度应为每次呈现 几乎都不能感觉到得强度,它被感觉到得可能性 应不高于5%。
• (1)自变量 • (2)反应变量(因变量) • (3)差别阈限得计算
(1)自变量
• 用恒定刺激法测定差别阈限,就是让被试者将比 较刺激与标准刺激加以比较;
• 标准刺激就是能被感觉到得某一刺激强度; • 比较刺激可在标准刺激上ห้องสมุดไป่ตู้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得 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。
(2)因变量(反应变量)
• 用平均差误法测定差别阈限得反应变量就是被 试每次调整得数值,即其认为与标准刺激相等 得数值。
• 由于被试反复测试,每次得结果并不就是一个 固定得数值,它们就是围绕着一个平均数变化 得数值。这个变化范围就就是不肯定间距。
• 不肯定间距得中点,即多次调整结果得平均数, 就就是主观相等点,主观相等点与标准刺激得 差就就是常误。
二类反应得差别阈限得计算
• 不能以50%引起感觉差别得刺激增量作 为差别阈限;
• 以75%感觉重于标准刺激得得比较刺激 作为相等地带得上限;以25%感觉重于标 准刺激得得比较刺激作为相等地带得下 限。
3、平均差误法
• 平均差误法(或均误法)又称调整法、再造 法、均等法,就是最古老且基本得心理物 理学方法之一。
心理物理学方法
实验心理学3(心理物理法)分析
感觉阈限的测量
感觉阈限可以分为两种： 绝对阈限（RL），指刚好能够引起心理感受的刺激大 小。 差别阈限（DL）指刚好能引起差异感受的刺激变化量。
绝对阈限的操作定义：有50％的实验次数能引起感觉 的刺激值。 差别阈限的操作定义：为有50％的实验次数能引起差 别感觉的那个刺激强度之差。
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实验心理学
第三章 心理物理法
第二节 心理量表的建立
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心理物理量表
心理物理量表：将心理感受与物理刺激强度间对应关系进 行完全量化的图表。可表现为物理强度与心理反应强度的 函数关系图，也可表现为数学公式。 建立心理量表的方式： – 顺序量表 – 等距量表 – 比例量表
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顺序量表
定义：将给定的刺激按照一定的标准进行顺序排位，如强 度从大到小，从喜爱到讨厌。 顺序量表的建立方式： – 等级排列法：被试对所有的刺激进行等级排序，之后计 算出所有被试对每一个刺激排序的平均值，据此建立顺 序量表。 – 对偶比较法：通过两两比较对刺激进行等级排序。
实验心理学
第三章 心理物理法
1
心理物理学概述
心理物理学：描述由物理量刺激变化而引起的心理反 应变化的学科，由德国心理学家费希纳所提出。 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： – 物理光强度 —— 心理明度 – 物理声音强度 —— 心理响度 – 物理称重大小 —— 心理重量 – 物理电强度 —— 心理疼痛
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运用恒定刺激法测量RL和DL
主试选出少数刺激，一般是5到7个强度差异成等比数列的刺 激，这几个刺激值在整个测定过程中是固定不变的；测量绝 对阈限时，最大强度刺激应可以较为明显的被人感受到，最 小强度刺激应则应几乎感受不到。测量差别阈限时，最大强 度刺激与标准刺激的差异应较为明显，而最小强度刺激与标 准刺激的差异则应几乎感受不到。 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；刺激呈现的次序完全随机安排。被试则报告是否感 受得到刺激（RL）或刺激与标准刺激强度是否有差异 （DL）。之后根据数据作图并使用直线内插法就可以求出绝 对阈限或差别阈限。
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• 这样，利用三次二分法把R1和R5之间在响度上分 成四分，即R5-R4=R4-R3=R3-R2=R2-R1。这就得 到了按等距变化的一系列刺激。把这一系列的刺 激作为横座标，把等响单位作为纵座标画出一条 曲线，这就是响度的等距量表。
（三）比例量表
• 比例量表（或比率量表）（ratio scale）既有真正 的零点，也是等距的。一个比例量表除含有名称、 等级这些等距量表的特征外，还有一个具有实际 意义的绝对零点。它是测量的最高水平，也是科 学家认为理想的量表。若一项测量结果在比例量 表上是零，那么，我们可以说某个事物并不具有 被测量的属性或特征。由于它具有绝对的零点， 且量表上的单位相等，因此就可进行加、减、乘、 除四则运算。在物理学中，我们所用的绝对温度 量表就属于这类量表。更为熟悉的是公制的尺所 采用的量表制度。
对偶比较法的数据处理
• 参见教材第191~193页。
（二）等距量表
• 等距量表（equal interval scale）是一种有相等单位 但没有绝对零点的量表。等距量表除了其有类别 量表和等级量表的性质外，它要求整个量表的各 个部分的单位是相等的，但没有绝对的零点。
–例如在普通温度上60°和70°的差别与70°和80°的差别 是一样的，都是10°。这在量表上单位是等距的。但它的 参照点是人定的，这不是绝对的零点。而温度的绝对零点 是摄氏零下273℃。因此我们不能说80°是40°的二倍。因 为这是不合理的，等距量表没有绝对的零点，只能做加减 的运算，不能作乘除的运算。
制作等距量表 的方法
• 1.感觉等距法 • 2.差别阈限法
1.感觉等距法
• 要制作一个等距量表，最直接的方法是 采用感觉等距法，它是通过把一个感觉 分成主观上相等距离来制作。它要求被 试者将某种感觉上的一段心理量分成两 个或两个以上的等分。最简单的是二分 法。
二分法
• 例如R1和R5是两个不同响度的声音，且R5＞R1。 被试者的任务是：
• 在心理测量中，智力的绝对零点是难以 决定的，同时，由于等距量表对于大多 数心理测量已经足够，所以，我们就不 考虑用比例量表作为心理测验的标准化 记分量表。但比例量表所适用的统计方 法，除上面在等距量表上可采用的统计 方法外，还可用几何平均数和相对差异 量等计算，所以，对于心理物理学来说， 应尽可能使用比例量表。
顺序量表的制作方法
• 1.等级排列法 • 2.对偶比较法
1.等级排列法
• 等级排列法是一种制作顺序量表的直接 方法。这个方法是把许多刺激同时呈现， 让许多被试者按照一定标准，把这些刺 激排成一个顺序，然后把许多人对同一 刺激评定的等级加以平均，这样，就能 求出每一刺激的各自平均等级，最后， 把各刺激按平均等级排出的顺序就是一 个顺序量表。
2.差别阈限法
• 差别阈限法（或差异阈限法）是制作等距量表 的一种间接方法，通过在不同强度的基础上测 量最小可觉差来实现。具体地说，用任何一种 古典的心理物理法测出感觉的绝对阈，并以此 为起点，产生第一个最小可觉差的刺激强度， 以第一个最小可觉差为基准，再测量第二个最 小可觉差……。这样测得许多最小可觉差以后， 以刺激强度为横坐标，以绝对阈以上的最小可 觉差数为纵坐标，画出的心理物理关系图就是 等距量表。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
10对样品呈现次序
• 如果有五种样品，A、B、C、D、E，则可配成5×（51）/2=10对。这10对呈现次序如下表所示。
对偶比较法的两类误差及消 除
• 如果各对样品同时呈现，则要消除空间误差— —即样品在空间中不同方位呈现，于判断时产 生的误差现象。若第一轮以AB形式呈现，则 第二轮中以BA形式呈现即左右颠倒。 • 如果是相继呈现，则要注意消除时间误差—— 即相等的二个样品在先后不同时间出现，于判 断时产生的误差。若第一轮以先A后B次序相 继呈现，则第二轮要按先B后A次序相继呈现。
等级排列法举例
• 某广告公司要对10张广告的优劣作评比， 请来了17名评判者（即被试者）。评判 的方法是让被试者将10张广告排成美到 丑的一个顺序。通过众多被试者的比较， 就可求出全体被试者对同一广告评判的 等级的平均值，这个值就是广告的平均 等级。各广告按平均等级排出的顺序就 是一个顺序量表。
实验结果和具体运算过程
–差别 –强度 –等距 –绝对零点
• 从量表有无相等单位和有无绝对零点来 分，心理量表可分为顺序量表、等距量 表和比例量表三类。
（一）顺序量表
• 顺序量表是一种较粗略的量表，它既无相等单位又无 绝对零点，只是把事物按某种标准排出一个次序。 • 例如赛跑时不用秒表测速，按先到终点的算第一名， 第二个到的算第二名等等。这样，我们可以按快慢排 出一个顺序，这个顺序在一定程度上也可以表示跑的 速度量。因为它没有相等单位，所以就是知道了第二 名比第一名慢5秒，也不能以此推算出第三名比第二名 慢几秒；又因为它没有绝对零点，所以不能推知第二 名的速度是第三名的几倍。 • 所以，顺序量表只是在一个分类基础上对事物进行分 类，每一类别只具有序列性，并不表示数与数之间的 差别是相等的。
三、心理量表法
• 物理刺激可由物理量表来测量。 • 但是，心理量的大小却不能用物理量表 来测量。
– 首先，这是因为刺激的物理值的变化不一定 会引起心理上相应的一对一的变化。 – 其次，有一些物理刺激本身就难以用物理量 表来测量。
• 因此，心理量需要用心理量表来测量。
• 一个量表具有以下四个测量属性：
• 书上189页表4-8上我们可以看清楚等级 排列法制作顺序量表的具体过程。
2.对偶比较法
• 对偶比较法是把所有要比较的刺激配成对，然 后一对一对地呈现，让被试者对于刺激的某一 特性进行比较，并做出判断：这种特性的两个 刺激中哪一个更为明显。因为每一刺激都要分 别和其他刺激比较，假如以n代表刺激的总数， 所以配成对的个数是n（n-1）/2。如共有10个 刺激则可配成45对。最后依它们各自更明显于 其他刺激的百分比的大小排列成序，即可制成 一个顺序量表。