最小变化法-明度的差别阈限.doc

实验3最小变化法－明度的差别阈限

1 引言
最小变化法是经典心理物理学测量感觉阈限的重要方法之一。经典心理物理学认为，可以用物理量来表达感觉量，因此，存在一种达到觉察水平所必需的临界量值，即绝对感觉阈限和差别感觉阈限。在测量上，常常用 50%次能感觉到，50%次不能感觉到的物理量表示绝对阈限；而用 50%次能感觉到差别，50%次不能感觉到差别的物理量表示差别阈限。
最小变化法的特点在于它系统地探察感觉转折点，因而具体地说明了感觉阈限的含义。根据刺激呈现的顺序不同，可有渐增法（↑）和渐减法（↓）两种呈现方法。
在用最小变化法测量差别阈限时，上限是指感觉比标准刺激稍强和感觉与标准刺激相等的两个刺激的平均值；下限是指感觉与标准刺激相等和感觉比标准刺激稍弱的两个刺激的平均值。上限减去标准刺激称为上差别阈限，标准刺激减去下限称为下差别阈限。上差别阈限和下差别阈限的平均值称为绝对差别阈限，绝对差别阈限和标准刺激之比称为相对差别阈限。
2 实验目的：
2.1通过使用最小变化法测量明度差别阈限，学习掌握最小变化法测量感觉阈限的基本方法和技巧。
2.2考察习惯误差或期望误差、练习效应或疲劳效应以及空间位置效应等对感觉阈限的影响。
2.3学习和掌握最小变化法在实际中的应用。
3 实验方法
3.1 被试
一人，女，20岁，视觉或矫正视觉正常，无色盲或色弱。
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：使用大学生实验心理学实验软件。在20cmⅹ15cm的黑色背景中同时呈现两个4.8cmⅹ4.8cm的灰色方块，其中一个为标准刺激，明度为192，另一个为变异刺激。刺激一共呈现八组，标准刺激按照左左右右右右左左的位置呈现，变异刺激的起始明度随机。组内时间间隔为500ms,组间间隔时间为2000ms。
3.3 实验程序
在“PsyKey系统”中选择 “最小变化法－明度的差别阈限”，单击鼠标左键，选择“开始实验”，进入“最小变化法－明度的差别阈限”实验设计主界面，开始进行实验。
实验开始时，被试首先阅读屏幕上呈现的指导语：
“实验开始时，请你紧盯注视点并判断屏幕上呈现的两个灰色方块的亮度，如果你认为左边的方块亮，则按红色键，如果你认为一样亮，则按黄色键，如果你认为右边的方块亮则按绿色键。明白实验要求后即可开始实验。”
实验正式开始时，黑色的屏幕中间会呈现两个灰度不同的方块，其中一个的下方写有蓝色的“标准刺激”，两个方块的下方写有黄色的“请比较两者的亮度”。被试即按照指示语的要求来按键判断标准刺激和变异刺激的亮度。在递增系列中，当被试认为变异刺激的明度强于标准刺激时，则该组实验结束并进入下一组；在递减系列中，当被试认为变异刺激的明度小于标准刺激时，则该组实验结束并进入下一组。当一组实验结束后，屏幕上出现黄色的“下一组”，则被试进入下一组实验。本实验一共分为8组。
实验的顺序安排力求克服期望误差、习惯误差和空间误差，因此采用如下安排，前后共测定 8次。 （图）
全部实验结束后，电脑会报告被试在八个系列中的转折点和变异刺激的起始明度。
4 结果
4.1计算被试在8个系列中明度差别阈限的上下限及绝对差别阈限。
表1：8个系列的明度差别阈的上下限及绝对差别阈限
标准刺激 在 左 在 右 在 左
顺 序 （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8）
变异刺激呈现方式 ↑ ↓ ↓ ↑ ↑ ↓ ↓ ↑
上 限 196.5 193.5 194.5 195.5 187.5 195.5 194.5 189.5
下 限 189.5 190.5 187.5 191.5 185.5 192.5 191.5 178.5
绝对阈限 3.5 1.5 3.5 2 1 1.5 1.5 5.5
由表1可见，被试的平均上限为193.375，平均下限为188.375，则平均绝对差别阈限为2.5，平均相对差别阈限为1.30%。
4.2 对被试在递增、递减系列中的差别阈限进行差异检验，结果见表2：
表2：递增与递减序列差别阈限的差异比较
t df sig
递增-递减 0.910 6 0.398
由表2可以看出，被试在递增系列中的绝对差别阈限同递减系列中的绝对差别阈限没有显著差异，表明被试在实验过程中习惯误差的影响较小。
4.3对被试在标准刺激在左和在右中的差别阈限进行差异检验，结果见表3：
表3：标准刺激在左和在右的差别阈限的差异比较
t df sig
在左-在右 0.910 6 0.398

由表3可以看出，被试在标准刺激在左的系列中的绝对差别阈限与标准刺激在右的绝对差别阈限不存在显著差异，表明在实验中空间位置误差的影响较小。
4.4对前四次与后四次的差别阈限进行差异检验，结果见表4：

表4：前四次与后四次差别阈限的差异比较
t df sig
前4次-后4次 0.214 6 0.838

由表4可以看出，被试前4个系列和后4个系列的绝对差别阈限没有显著差异，即被试在实验中不存在练习效应和疲劳效应。
5、讨论
5.1在本实验中，除了要平衡用最小变化法进行实验所产生习惯误差和期望误差之外，还有因标准刺激与比较刺激同时呈现所造成的空间误差等。为控制这种误差，我们可以采用ABBA法，对两个系列的起点做随机变化。在本实验中，我们采用标准刺激的位置分别在左左右右右右左左的设计来平衡空间误差，采用变异刺激↑↓↓↑↑↓↓↑顺序呈现的设计来平衡期望误差或习惯误差、练习误差或疲劳误差。从结果来看，这几种误差的影响均不明显，可以看出这种设计是十分科学和必要的。
5.2 由于本实验是教学实验，实验室人员较多，难免会对被试造成影响，使被试不能集中精神于当前的任务中，并且有可能使室内光线变暗，因而在判断刺激明度时产生误差，但由于条件的限制，我们只能尽量要求被试精神集中地完成实验，减少人员的走动。

6 结论：本实验被试的平均绝对阈限为2.5，平均相对差别阈限为1.30%。实验结果受实验室条件的影响，还可能受习惯误差、期望误差、练习误差和空间误差等因素的影响。
7 思考题
在最小变化法的实验中，如何检测出被试存在习惯误差、期望误差、练习误差和空间误差，并如何避免？
7.1习惯误差、期望误差的检测，我们可以通过t检验比较两个序列（递增和递减序列）的结果，若差异显著，则存在这两种误差。并且，若M增>M减，则存在期望误差，若M增<M减，则存在习惯误差。练习误差和疲劳误差的检测，我们可以通过t检验比较前四次和后四次的结果，若差异显著，则存在这两种误差。并且，若M前>M后，则存在练习误差，若M前<M后，则存在疲劳误差。空间误差的检测则通过比较标准刺激在左和标准刺激在右两部分的结果，若差异显著，则存在空间误差。
7.2为避免误差，可采用以下控制方法：1、切实掌握实验标准；2、采用ABBA法；3、对递增、递减两个系列的起点做随机变化；
8 参考文献
孟庆华、常建华编著 实验心理学 北京师范大学出版社 2001 53页
杨博民主编 心理实验纲要 北京大学出版社 1987 17-18
朱滢主编 实验心理学 北京大学出版社 2000年第一版 67-68页
9 附录