平均差誤法測定線段長度差別閾限

1、 平均差誤法測定線段長度差別閾限 摘要隨機選取華東師范大學應用心理學系本科二年級年齡均為19歲的男女生各一名，通過讓被試調(diào)整比較刺激，使其與標準刺激相等，來學習用平均差誤法來測定線段長度差別閾限。關鍵詞：平均差誤法、差別閾限、標準刺激、比較刺激1 引言本實驗是用平均差誤法來測量線段長度的差別閾限，以此來學習平均差誤法。差別閾限是指剛好能引起差異感受的刺激變化量，其操作定義為有50%的實驗次數(shù)能引起差別感覺的兩個刺激強度之差。正是基于上述操作定義，費希納設計了三種測量感覺閾限的方法最小變化法、恒定刺激法和平均差誤法，后來被統(tǒng)稱為傳統(tǒng)心理物理法。平均差誤法（或均誤法）（method of aver

2、age 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。平均差誤法的特點是呈現(xiàn)一個標準刺激，令被試再造、復制或調(diào)節(jié)一個比較刺激，使它與標準刺激相等。比較刺激也可由實驗者調(diào)節(jié)，由被試判斷。調(diào)整法曾是過去在天文學上常用的一個方法。那時讓觀察者調(diào)整一個光表面的強度，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準刺激相等。被試判斷為

3、與標準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。不肯定間距的中點就是主觀相等點。通過對主觀相等點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，但因為平均誤差和差別閾限成正比，所以也作為測量差別感受性的指標。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)一個標準刺激，讓其調(diào)整比較刺激。比較刺激是一種連續(xù)的量。在被試認為接近時，可反復調(diào)整，直到其認為滿意為止。2)反應變量 用平均差誤法測定差別閾限的反應變量是被試每次調(diào)整的數(shù)值，即其認為與標準刺激相等的數(shù)值。由

4、于被試反復測試，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，即多次調(diào)整結(jié)果的平均數(shù)，就是主觀相等點，主觀相等點與標準刺激的差就是常誤。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（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=X-PSE/Nb.把每次調(diào)整結(jié)果（X）與標準刺激（St）的差的絕對值加以平均，作為差別閾限的估計

5、，用符號AEst 表示：AEst=X-St/N還可用標準差、四分位差表示差別閾限。多次調(diào)節(jié)結(jié)果的標準差表示差別閾限：標準差小數(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，則被試辨別力強標準差大數(shù)據(jù)分散，表明被試對于相距甚遠的兩個刺激感覺是相等的，則被試辨別力差注：標準差表示一組數(shù)據(jù)的離散程度2 方法2.1 被試隨機選取華東師范大學應用心理學系本科二年級男女各一名同學，年齡均為19歲。2.2 儀器和材料 儀器：計算機及PsyTech心里實驗系統(tǒng)。材料：兩根不同長度的線段，一個為標準刺激，長度固定不變，另一個為比較刺激。2.3 程序 1）登陸并打開PsyTech心理實驗軟件主界面，選中實驗

6、列表中的“平均差誤法測定線段長度差別閾限”。單擊呈現(xiàn)實驗簡介。點擊“進入實驗”按鈕到“操作向?qū)А贝翱?。實驗者可進行參數(shù)設置，選擇實驗次數(shù)，也可直接點擊“開始實驗”按鈕進入指導語界面。本實驗不設練習，點擊“正式實驗”按鈕開始。2）本實驗的指導語是：這是一個需要比較兩個線段長短的實驗。屏幕上將并排呈現(xiàn)兩條線段，其中一個是標準刺激，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。如果認為已調(diào)整至相等請按中間的“=”鍵予以確認，然后自動進入下一次實驗。實驗需要做很多次。當你明白

7、了上述指導語后，請點擊下面的“正式實驗”按鈕開始。3）實驗中為消除位置誤差和順序誤差，每5次實驗為一組，每組內(nèi)順序一樣，但長短隨機，具體排列順序為：“右長”、“右短”、“左短”、“左長”、“左長”、“左短”、“右短”、“右長”。將比較刺激在右，長于標準刺激稱為“右長”。同理有“右短”、“左短”、“左長”。一個循環(huán)共40次。如做60次或80次則按上面順序增加。20次則只取前20次。被試每按鍵一次，線段長度改變一個像素單位。4）實驗結(jié)束，數(shù)據(jù)被自動保存，實驗者可直接查看結(jié)果，也可換被試繼續(xù)實驗，以后在主界面的“數(shù)據(jù)”菜單中查看。3 結(jié)果本實驗中標準刺激長度為200像素，我們將被試調(diào)整的比較刺激的結(jié)

8、果減去200得到下表： 被試調(diào)整的比較刺激的結(jié)果被試次數(shù)右長右短左短左長左長左短右短右長女13291063310215121011957354116111310445114699145791131212719男1406661016192122014710121236214710981041708243142052610201339利用SPSS13.0作統(tǒng)計分析： 3.1 對女被試的數(shù)據(jù)作分析：1）AE=7.475；2）根據(jù)比較刺激長于標準刺激還是短于標準刺激將結(jié)果分為兩組，對兩組數(shù)據(jù)進行相關樣本t檢驗（雙側(cè)檢驗）得：t= -0.699,p=0.493>0.05,df=19，所以兩組數(shù)據(jù)在

9、0.05水平下無顯著差異；3）根據(jù)比較刺激在標準刺激的左邊還是右邊將結(jié)果分為兩組，對兩組數(shù)據(jù)進行相關樣本t檢驗（雙側(cè)檢驗）得：t= -1.203,p=0.244>0.05,df=19,所以兩組數(shù)據(jù)在0.05水平下無顯著差異。4）將數(shù)據(jù)分為前20次和后20次兩組，對兩組數(shù)據(jù)進行相關樣本t檢驗（雙側(cè)檢驗）得：t= -1.196,p=0.246>0.05,df=19,所以兩組數(shù)據(jù)在0.05水平下無顯著差異。3.2 對男被試的數(shù)據(jù)作分析：1) AE=7.875；2) 根據(jù)比較刺激長于標準刺激還是短于標準刺激將結(jié)果分為兩組，對兩組數(shù)據(jù)進行相關樣本t檢驗（雙側(cè)檢驗）得：t=0.696,p=0.

10、495>0.05,df=19, 所以兩組數(shù)據(jù)在0.05水平下無顯著差異；3) 根據(jù)比較刺激在標準刺激的左邊還是右邊將結(jié)果分為兩組，對兩組數(shù)據(jù)進行相關樣本t檢驗（雙側(cè)檢驗）得：t=0.915,p=0.372>0.05,df=19, 所以兩組數(shù)據(jù)在0.05水平下無顯著差異。4）將數(shù)據(jù)分為前20次和后20次兩組，對兩組數(shù)據(jù)進行相關樣本t檢驗（雙側(cè)檢驗）得：t= -2.177,p=0.042<0.05,df=19,所以兩組數(shù)據(jù)在0.05水平下有顯著差異。3.3 對男女被試差別閾限的比較對男被試和女被試的數(shù)據(jù)進行獨立樣本t檢驗（雙側(cè)檢驗）得：t= -1.427,p=0.158>0

11、.05,df=78,所以兩組數(shù)據(jù)在0.05水平下無顯著差異。4 討論4.1 三種心理物理法的比較雖然極限法、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。極限法是測定閾限的直接方法，其特點是：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，尋求從一種反應到另一種反應的過渡點。恒定刺激法的基本特點是：根據(jù)次數(shù)來定閾限，即以次數(shù)的整個分布求閾限。平均差誤法是首先給被試呈現(xiàn)一個標準刺激，然后讓被試再造、復制或調(diào)節(jié)一個比較刺激，使它與標準刺激相等，如光的明暗、聲音強弱高低、線條長短等。其特點是：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

12、化的，也不像恒定刺激法那樣是幾個固定刺激按隨機順序呈現(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，這個方法又叫調(diào)整法。接近閾限時，被試可反復調(diào)整，直到調(diào)整到其感覺相等時停止。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。因為此法的操作是有系統(tǒng)地探查感覺的轉(zhuǎn)折點，它的計算過程就具體準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，從而取得較好的實驗效果。但也正是由于被試知道刺激

13、呈現(xiàn)的次序，從而容易產(chǎn)生期望誤差和習慣誤差。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，因為嗅覺適應快，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)果更準確。平均差誤法的實驗程序，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

14、限法和恒定刺激法。3）從誤差方面比較 在心理實驗中，除自變量外，其他變量都應予以控制，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)整刺激的強度，因此，用這個方法測量那些不易隨時改變強度的刺激（諸如重量之類）則較為方便。又因為刺激是隨機呈現(xiàn)的，不會像極限法那樣產(chǎn)生期望誤差和習慣誤差。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

15、使被試作出肯定回答是不自然的，因為被試確實有難于判斷比較刺激與標準刺激哪一個強或弱的情況。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)的標準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行比較。4）從效率上比較 效率是心理實驗的質(zhì)量指標。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

16、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。應當指出，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。但是，在測定要進行比較的兩種閾限時，必須用同一種方法，因為，不同的方法所用的指標不同。4.2 實驗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驗中，一般要被試自己操縱實驗儀器來調(diào)整比較刺激，使其與標準刺激相等，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準刺激，另一半則短于標準刺激2）空間誤差因?qū)嶒炏到y(tǒng)所呈現(xiàn)的刺激是

17、視覺的，所以標準刺激設置的位置不同（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準刺激左側(cè)，一般在標準刺激右側(cè)。3）習慣誤差和期望誤差習慣誤差和期望誤差是一對相反的誤差。習慣誤差：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)折點的盡快到來）的傾向所導致的誤差。為了讓習慣誤差和期望誤差盡可能相互抵消，可采用多層次的ABBA法和拉丁方設計。4）練習誤差和疲勞誤差 練習誤差和疲勞誤差是一對相反的誤差。 練習誤差：是由于實驗的多次重復，被試逐漸熟悉了實驗情景，對實驗產(chǎn)生了興趣和學習效果，而導致反應速度

18、加快和準確性逐步提高的一種系統(tǒng)誤差。疲勞誤差：與練習誤差相反，由于實驗多次重復，隨著實驗進程而發(fā)展的疲倦或厭煩情緒的影響，而導致被試反應速度減慢和準確性逐步降低的一種系統(tǒng)誤差，稱之為疲勞誤差。 隨著時間的進展，練習可能使閾限降低，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驗中測定的閾限與后一半實驗中測定的閾限，若前一半實驗中測定的閾限比后一半實驗中測定的閾限大，并差別顯著時，就可以認為在測定過程中有練習因素的作用，若前一半實驗中測定的閾限比后一半實驗中測定的閾限小，并差別顯著時，就可以認為在測定過程中有疲勞因素的作用。練習誤差和疲勞誤差兩種影響可能互相抵消，也可能一種影

19、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法和拉丁方設計。4.3 對實驗結(jié)果的分析1)通過對本實驗中男女被試的結(jié)果數(shù)據(jù)進行獨立樣本t檢驗發(fā)現(xiàn)，男女被試的差別閾限無顯著差異。但這并不能說明用平均差誤法測出的所有個體的差別閾限都無顯著差異，因為實驗中樣本過?。ㄖ挥袃蓚€被試），得出的結(jié)論并無代表性。所以我們只能說在本實驗中此男女被試的差別閾限無顯著差異。2）通過結(jié)果中數(shù)據(jù)的分析可以看出，不管比較刺激是在標準刺激的左側(cè)還是右側(cè)，比較刺激是短于標準刺激還是長于標準刺激，對于男女被試而言，均無顯著差異。這說明至少對于本實驗中的男女被試而言，我們設置的實驗確實控制了空間誤差和動作誤

20、差，從這個方面講，我們的實驗設計是成功的。3）通過結(jié)果中數(shù)據(jù)的分析可以看出，女被試前20次的差別閾限和后20次的差別閾限無顯著差異，而男被試前20次的差別閾限和后20次的差別閾限有顯著差異，且其前20次的差別閾限為6.00，后20次的差別閾限為9.75，通過前面的討論可知，若前一半實驗中測定的閾限比后一半實驗中測定的閾限小，并差別顯著時，就可以認為在測定過程中有疲勞因素的作用。所以我們說男被試在測定過程出現(xiàn)了明顯的疲勞現(xiàn)象，并造成了疲勞誤差。5 結(jié)論平均差誤法可用于測定線段長度差別閾限。6 參考文獻楊治良.實驗心理學.杭州：浙江教育出版社，1998，177180.郭秀艷.實驗心理學.北京：人民教育出版社，2004，231240. 7 附錄實驗中兩名被試的原始數(shù)據(jù)1） 女被試序號比較刺激位置初始值終止點1右2012032右2071993右2122054右2022045右2002076右182