速度知觉实验.doc

西南大学心理学院学生实验报告
姓 名
向琳琳
学 号
222010306011022
专 业
心理学（师）
年 级
2010级
课 程
实验心理学
实验时间
2011/9/5
同组人姓名
周杰 冉光娅
成 绩

速度知觉阈限实验
向琳琳
（西南大学心理学院2010级师范班 重庆400715）
摘要 本实验的目的是学会测定人的速度知觉阈限，了解快速和慢速知觉阈限的差别，并探究距离对速度知觉的影响。实验方法是将西南大学心理学院一名2010级本科生作为被试，运用EP509速度知觉测试仪测试被试在速度和距离组合的四种条件下看遮挡模式下的速度知觉仪上移动的红灯，估计碰撞发生时按下电键。结果表明速度对速度知觉阈限有主效应，而挡板距离则没有，速度与挡板距离对速度知觉阈限的影响有交互作用。实验结论为速度对速度知觉阈限有着重大影响，这一结果在许多领域都有参考价值。
关键词 遮挡模式 速度知觉 阈限
1. 前言
知觉是个体把来自感觉器官的信息转化为有意义对象的心理过程，是个体对感觉信息的组织过程，是人对感觉信息的解释过程。运动知觉则是对客体或客体的部分在空间上的位置变化以及变化速度的知觉。速度知觉实际上就是运动知觉中的真动知觉。运动速度知觉是人脑对运动客体或本体运动持续时间快慢的反映， 是对客观事物运动时间特征的认识 ，是运动知觉的下属概念。阈限则是指有50%的实验次数能引起反应的刺激值。速度知觉的差别阈限则是指刚好有50%的实验次数能引起被试知觉到速度之间差别的两个时间之差。
在郭秀艳等的文章《遮挡范式下对碰撞时间的估计》中曾经提到，视觉信息对时间估计的影响有两种理论。一种是计算或认知的方法，一种是直接知觉论。实验中提到，如果碰撞时间Tc直接由光线分布决定，那么速度的提高会导致估计准确性的提高，距离则没有影响。如果Tc由认知计算得来，那么距离的降低会导致估计的准确性提高，速度的影响则不会显著。实验结果支持了直接知觉理论。本实验则是在这一基础上进行的实验，只是将时间估计的准确性的度量改为被试的速度知觉阈限。
本实验设计是以测试被试在遮挡模式下看速度知觉仪上移动的红灯，估计碰撞发生时按下电键的时间与实际时间的绝对误差来测定被试的速度知觉阈限，为了探究视觉信息对速度知觉阈限的影响，实验研究了光点速度与挡板距离组合的四种情况下速度知觉阈限的值。对于速度和速度知觉阈限之间的关系，假设光点移动速度越快，被试的速度知觉阈限越小，也就是说速度提高会提高时间估计的准确性。则当远快情况下的阈限小于远慢情况下，近快情况下的阈限小于近慢情况下时，假设成立；反之，则不成立。对于挡板距离和速度知觉阈限之间的关系，假设距离对被试速度知觉阈限的影响不大。则当远快、近快比较条件下和远慢、近慢比较条件下，被试的速度知觉阈限并不表现一致的规律时，假设成立；反之，若表现为相应的远近条件下的阈限值的大小不同，则假设不成立。
2. 方法
2.1 被试
西南大学心理学院2010级本科生一名
2.2 实验仪器和材料
EP509速度知觉测试仪（华东师大科教仪器厂 ）
仪器的正面是由知觉箱、被试反应键和活动挡板组成。
仪器的背面是由控制操作面板、反应键插座和电源插座组成。控制操作面板上有许多开关和按钮：计时器、位置选择开关（近和远）、速度选择开关（快和慢）、启动按钮、复位按钮、电源开关和实验/演示切换开关。
2.3 实验设计
本实验采用被试内设计，是一个多因素2*2的实验设计。自变量有两个，分别为红灯移动的速度和挡板之间的距离。红灯移动速度分为快慢两个水平，挡板之间距离分为远近两个水平。因变量则是被试的按键时间与实际时间的绝对误差。
2.4 实验程序
被试坐在仪器正前方，眼睛平视右面光点，注意前面光点的变化，然后主试按下仪器操作面板左下方按键，使仪器工作在演示状态。主试按下“启动”键后，灯光自右向左移动，同时告诉被试：“要仔细观察光点移动速度，当光点进入挡板，则灯光立即被挡住，其移动速度仍然不变，移动到外面标志的终点位置，灯光停止。”主试可以通过快、慢、近、远几种不同组成一一演示，让被试加深理解。
主试按 “演示”开关使其弹出呈实验状态。让被试端坐在速度知觉仪前，距离1.2米，被试双眼和光点保持同一水平上，右手拿反应键。主试按下“启动” 按钮，灯光自右向左移动，当灯光进入挡板，则灯光立即被挡住了，被试应假设灯光以原来的速度仍在挡板后面移动，进而设想，当灯光正好到终点位置，用右手按下反应键。每做完一次，就需要按一下“复位”键，再进行下一次实验。
本实验共有四种条件：2（快速/慢速）×2（远/近）＝4（远快、近快、远慢、近慢）。用ABBA法，被挡距离远时，先在快速运动条件下，速度估计10次，再在慢速条件下速度估计20次，最后再在快速条件下速度估计10次，共40次；被挡住距离近时，重复距离远的速度估计40次。整个实验共计80次。每10次实验休息2分钟。
记录每次实验结果，记录显示屏呈现的误差值（仪器上显示负值说明被试滞后反应；正值表示被试提前反应）。实验过程中，主试不将实验结果告诉被试。
3．结果
本实验中，我们对这一名被试的数据进行处理，将她的数据看作20个人的数据结果，每个人做了四次条件下的实验。以下是统计结果。
3.1 速度对速度知觉阈限的影响
通过分析发现，速度对速度知觉阈限有主效应。如图1所示，速度提高会增大被试的速度知觉阈限。
3.2 挡板距离对速度知觉阈限的影响
通过分析发现，挡板距离对速度知觉阈限没有主效应。如图1所示，快速时，距离减小会增大被试的速度知觉阈限；而慢速时，距离减小会减小被试的速度知觉阈限。
3.3 速度与挡板距离对速度知觉阈限的影响
由分析可以发现，速度与挡板距离之间存在交互作用。如图1所示，快速时，挡板距离远时的速度知觉阈限更小；慢速时，挡板距离近时的速度知觉阈限更小。

表1 快速慢速条件下的速度知觉阈限分析
平均数 标准差
快速 0.18 0.09
慢速 0.66 0.25

表2 远近距离条件下的速度知觉阈限分析
平均数 标准差
远 0.50 0.37
近 0.34 0.20

表3 被试速度知觉阈限的平均值(s)
远快 远慢 近慢 近快
阈限值 0.16 0.84 0.48 0.19

4. 讨论
本实验中自变量有两个，分别为红灯移动的速度和挡板之间的距离，并均有两个水平，分别为快、慢和远、近，并组合为四种情况，为远快、远慢、
近快、近慢。因变量则是被试的按键时间与实际时间的绝对误差。本实验中的控制变量有被试接受刺激的顺序，不过实验中通过ABBA平衡法已经减小了刺激顺序带来的误差。同时实验时间也是控制变量，为免被试很疲劳，实验要求每10次实验休息2分钟，且只做80次，因此也得到较好控制。实验环境也是控制变量，不过选择在较为安静的实验室中做实验，因此也较好地得到了控制。实验中先给被试演示，再进行正式实验，且实验过程中不告知被试他的误差值，额外变量均得到了较好的控制。
不同的实验条件下，被试的速度知觉阈限不同。所谓主效应，指的就是由单个自变量所引起的因变量的变化。通过分析可以看出，速度对被试的速度知觉阈限明显存在主效应。图1中，在挡板距离远的条件下，降低速度会使被试的速度知觉阈限明显增大；而在挡板距离近的条件下，降低速度仍然会增大被试的速度知觉阈限，只是距离远的情况下，降低速度对被试速度知觉阈限的影响稍大一些。至于挡板距离对被试的速度知觉阈限则没有主效应。图1中，在快速条件下，将距离由远变近只是稍稍增大了速度知觉阈限；而在慢速条件下，距离的减小反而使速度知觉阈限减小且减小幅度较大。交互作用指的是某一自变量所引起的因变量的变化，受其他自变量的变化而随之变化。而速度与挡板距离之间明显存在交互作用。速度对知觉阈限的影响受挡板距离的影响，而挡板距离对知觉阈限的影响也受速度的影响。总之，实验结果验证了实验假设，且与前人的实验结果相同，验证了速度对速度知觉阈限的影响。
一般情况下, 司机判断碰撞时间有一定难度，因为他们无法得到障碍物的连续视觉信息，司机在开车时必须得将视觉注意分配于环境的其他方面 ,转弯时障碍物还会暂时地被隔绝于司机的视野之外。因此司机的时间估计线索只能是障碍物遮住之的视觉信息。本研究的发现有着潜在的重要启发 。研究者建议司机开车时速可以更快些 ,那么司机的速度知觉能力阈限会降低。但不提倡广泛使用这个策略 ,因为开车速度快 ,会减少遇事时的反应和应变时间,虽然估计的准确性提高了 ,仍然得不偿失。这个策略还会加大碰撞后果的严重性。此外,我们还建议 ,慢速行驶时 ,要拿出更多的注意力到降低了的时间估计能力上去。最后，此研究在工程和军事领域还有更广泛的启示 ，它们表明，不管在哪儿 ，时问估计都是重要的 ,不管是为了躲开碰撞还是中途防止碰撞 ,物体和观察者间的相对速度较慢会导致较糟糕的时间估计。因此 ,无论何时只要有可能 ,并且只要快速不会引起损伤性的后果 ,那么都应该提高它们的相对速度。在运动实践中该理论仍然具有非常重大的意义和应用前景。
5. 结论
本实验在遮挡模式下，探讨了速度与挡板距离对速度知觉阈限的影响，发现了速度知觉阈限中光点移动速度的重大影响。除理论意义外，该实验结果在交通、军事等应用领域中也有着潜在的重要启发。
6. 参考文献
[1] 郭秀艳.实验心理学[M].北京:人民教育出版社，2004
[2] 黄希庭.心理学导论[M].北京：人民教育出版社，2007
[3] 王甦，王安圣.认知心理学[M].北京：北京大学出版社，1992
[4] 郭秀艳，贡晔，薛庆国，袁小芸.遮挡范式下对碰撞时间的估计[J].心理科学，2000,23（1）：34-38
[5] 赵诚民，宋亮.运动速度知觉信息对提高篮球长传球技术准确性的实验研究[J].西安体育学院学报，2007,24（4）：124-126
[7] 方士敏.浅谈提高感知觉能力在运动实践中的作用[J].齐齐哈尔师范学院学报，1995，（1）：132-133
[8] 张祥.安全人机工程试验—速度知觉的试验设计与统计分析[J].安全，2009,（3）:8-11
[9] 刘瑞光.基于视觉信息的驾驶员制动行为分析[J].山东师大学报（自然科学版），1999,14（1）：36-38
7. 附录
不同情况下的误差值（s）
远快
远慢
远慢
远快
近快
近慢
近慢
近快
0.34
0.92
0.68
0.08
0.18
0.36
0.31
0.34
0.28
0.97
0.60
0.19
0.22
0.78
0.55
0.34
0.29
1.00
0.76
-0.08
0.27
0.35
0.56
0.24
0.14
0.87
0.86
0.20
0.06
0.37
0.31
-0.18
0.14
0.96
1.23
-0.07
0.11
0.45
0.66
0.05
-0.04
0.60
1.02
0.15
0.22
0.49
0.22
-0.15
0.30
0.60
1.10
-0.03
0.28
0.70
0.46
0.24
-0.08
0.63
0.87
0.21
-0.10
0.65
0.51
-0.09
0.07
0.73
0.85
0.27
-0.29
0.66
0.36
-0.27
0.14
0.70
0.90
0.08
-0.09
0.17
0.61
0.15

第 8 页，共 8 页