北京大学实验心理学课件PPT版 第三章 心理物理学方法

1、心理学考研基础础学习习：指定教材配套教辅辅网络络班强化训练训练 ：历历年真题题及详详解章节习题节习题 +专题专题 突破过过关冲刺：全真试题详试题详 解在线测试线测试中华心理学习网 基础础学习习：指定教材配套教辅辅网络络班强化训练训练 ：历历年真题题及详详解章节习题节习题 +专题专题 突破过过关冲刺：全真试题详试题详 解在线测试线测试中华心理学习网 实验心理学讲义1第三章心理物理学方法第三章 心理物理学方法 PSYCHOPHYSICAL METHODn感觉阈限的测量n感觉阈限n感觉阈限测量的方法n最小变化法n恒定刺激法n平均差误法n信号检测论n色子游戏n人对信号刺激的觉察n信号检测论的实验方法n有无法n评价法n心理量表n差别阈限法、等距量表与Fechner定律n数量估计法、比例量表与Stevens定律n心理物理判断的相对性n对偶比较法、等级排列法与顺序量表实验心理学讲义2第三章心理物理学方法心理物理学（1） Psychophysicsn定义：就是研究心理量和物理量之间的关 系的科学。n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。n亮度（luminance）明度（brig

2、htness）n强度响度实验心理学讲义3第三章心理物理学方法心理物理学（2） Psychophysicsn心理物理学的先驱是G. T. Fechner（1801-1887）。nFechner通过对感觉强度与刺激强度之间的数量关系的长期 研究，发展出了测量感觉的基本方法。 n一百多年来，心理物理学方法不断发展，但它的中心问题 仍然是物理量和心理量之间的数量关系的问题。n心理物理学方法所处理的问题大体上可以分为两大类n感觉阈限的测量；n阈上感觉的测量，也就是心理量表的制作。n自从本世纪50年代，W. P. Tanner, Jr.和J. A. Swets把信号检 测论（signal detection theory，SDT）引入心理学领域以来 ，又为心理物理学的研究提供了一个新的有力工具。实验心理学讲义4第三章心理物理学方法一、感觉阈限的测量n著名的实验心理学史专家Edwin G. Boring（1950） 认为对内部感受（internal impression）（the psycho of psychophysics）与外部世界（the physics of the psychophysi

3、cs）之间关系的测量方法 的引入，是科学心理学开始的一个标志。n这主要是因为科学家使用心理物理学的方法提出了第一个心理现象的精确定律（mathematical laws ），尽管这个定律不一定那么完美。n首先，测量感觉是非常困难的，我们不能象测量石头 的重量或光的强度那样来测量感觉。n其次，内部判断与作用于感受器的物理量之间并不是 完全一对一的。因此，我们必须把物理刺激及其引起 的感觉区分开。 实验心理学讲义5第三章心理物理学方法（一）感觉阈限（1）n刚刚能引起感觉的最小刺激强度被叫做绝 对阈限（absolute threshold）。n按照这种说法，低于绝对阈限的刺激强度 我们总是感觉不到的，而高于绝对阈限的 刺激强度我们总是能感觉到的。n有50%的次数能引起感觉，50%的次数不能 引起感觉的那一种刺激强度。 （操作定义 ）实验心理学讲义6第三章心理物理学方法（一）感觉阈限（2）表1 某些近似的觉觉察阈阈限感觉觉种 类类觉觉察阈阈限值值视 觉清晰无雾的夜晚30英里处看到的一只烛光听 觉安静条件下20ft.处表的滴答声味 觉一茶匙糖溶于8L水中嗅 觉一滴香水扩散到三室一套的整个房间触

4、觉一只蜜蜂的翅膀从1cm高处落到你的背部*引自Schiffman（1996），这这些阈阈限值仅值仅 作示意用。1ft. = 30.48cm实验心理学讲义7第三章心理物理学方法（一）感觉阈限（3）n差别阈限是有50%的次数能觉察出差别， 50%的次数不能觉察出差别的刺激强度的差 别。n差别阈限值也称最小可觉差（just noticeable difference，j.n.d）。实验心理学讲义8第三章心理物理学方法（一）感觉阈限（4）n1846年E. H. Weber发表了他关于重量差别阈限的 研究，系统地阐明了差别阈限和标准刺激之间的 关系。n他指出差别阈限和标准刺激成正比，并且差别阈限和标准刺激的比例是一个常数，通常用 I/I = k 表示。在这里，I代表差别阈限，I代表标准刺 激强度，k是小于1的常数。K也称作韦伯比例或 韦伯分数。n不同感觉道的韦伯分数是不同的。后来，Fechner 把这个 关于差别阈限的规律称为韦伯定律（Weber Law）。 实验心理学讲义9第三章心理物理学方法（一）感觉阈限（5）表2 最优优条件下各种感觉觉道的韦韦伯比例感 觉觉 道韦韦 伯 比 例音高/200

5、0Hz1/333重压觉/400g1/77视明度/100光子1/62举重/300g1/52响度/100dB，1000Hz1/11橡胶气味/200嗅单位1/10皮肤压觉/5g/mm21/7咸味道/3mol/L（3克分子/公升）1/5实验心理学讲义10第三章心理物理学方法（一）感觉阈限（6）n韦伯定律的主要贡献n第一，给我们提供了一个比较辨别能力的指标 。n第二，可对不同感觉道的感受性进行比较。 实验心理学讲义11第三章心理物理学方法（二）测量感觉阈限的方法n测量感觉阈限的方法有三种n最小变化法n恒定刺激法n平均差误法n学习者应特别注意这三种方法的实验程序 和实验结果的统计处理。实验心理学讲义12第三章心理物理学方法1、最小变化法（1）n最小变化法的刺激由递减和递增的两个系 列组成，每次呈现刺激后让被试报告他是 否有感觉。刺激的增减应尽可能地小，目 的是系统地探求被试由一类反应到另一类 反应的转折点，即在多强刺激时，由有感 觉变为无感觉，或由无感觉变为有感觉。 每个系列的转折点就是该系列的绝对阈限 。实验心理学讲义13第三章心理物理学方法1、最小变化法（2）n当用最小变化法进行实验时，被试会

6、产生 习惯误差或期望误差。n所谓习惯误差就是指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。n期望误差是指被试因过早期望将要来临的 刺激而导致错误的判断。 实验心理学讲义14第三章心理物理学方法1、最小变化法（3）abba实际无感觉报告无感觉报告有感觉实际有感觉实验心理学讲义15第三章心理物理学方法2、恒定刺激法n刺激通常都由57个组成，在实验过程中维持不变 ，因而这种方法叫做恒定刺激法。刺激的最大强度要 大到它被感觉的概率达到95%左右，刺激的最小强度 要小到它被感觉的概率只在5%左右。各个刺激之间的 距离相等，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。n在用恒定刺激法来测量差别阈限时，标准刺激和比较 刺激是继时呈现的，这就可能产生时间误差。如主观 相等点小于标准刺激，就产生负的时间误差。反之， 就产生正的时间误差。实验心理学讲义16第三章心理物理学方法3、平均差误法（1）n这个方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个比较 刺激，使后者在感觉上与标准刺激相等。n客观上一般不可

7、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。n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。实验心理学讲义17第三章心理物理学方法3、平均差误法（2）n求平均误差的方法有两种n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。n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。在这里，主观相等点 是相等地带的中点，它等于各比较刺激的平均 值。实验心理学讲义18第三章心理物理学方法三种方法的比较n以上3种古典心理物理学方法各有自己的特点n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。n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。n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。 实验心理学讲义19第三章

8、心理物理学方法二、信号检测论n信号检测论（signal detection theory，SDT） 是信息论的一个重要分支。n1954年，美国心理学家W. P. Tanner和J. A. Swets把它应用于人的知觉过程，使心理物 理学方法发展到一个新的阶段。实验心理学讲义20第三章心理物理学方法（一）色子游戏（1）n假设一次掷三颗色子：两颗是正常的，即 每个面有一个数字，依次为1到6。第三颗是 特殊的，三面写0，另三面写3。n你的任务是猜测，特殊色子的哪一面朝上 ？n在猜测之前，告诉你三颗色子朝上的数目 总和。实验心理学讲义21第三章心理物理学方法（一）色子游戏（2）击 中漏 报虚 报正确否定色子游戏的四种情形猜 3030特殊色子实验心理学讲义22第三章心理物理学方法（二）人对信号刺激的觉察色子游戏已知色子数目总和3判断0信号觉察获得某种感觉 信号判断噪音实验心理学讲义23第三章心理物理学方法（三）信号检测论的实验方法n有无法nndn评价法nnd 实验心理学讲义24第三章心理物理学方法总结Psychophysical Laws and TheoriesLaw/TheoryDescri

9、ptionCommentsWebers LawS/S = k; the difference threshold is a constant ratio of the stimulus value at which it is computedHolds for the middle ranges of most stimulus dimensions. Is useful for comparing the sensitivity of different sense modalities. Fechners LawR = kS; sensation is proportional to the logarithm of stimulus intensity.Fechners Law was derived from Webers law, using the jnd as the unit of sensation. Stevens Power LawR = kSn; sensation is proportional to the nth power of stimulus intensity.The power law tends to be supported in studies using direct scaling methods. Signal Detection TheoryIn a detection task the observer evaluates the relative likelihood that the perceived stimulus level comes from signal plus noise rather than noise alone. A cutoff point is established for reporting whether or not a signal was presented.This theory is especially useful for separatin

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