第三章心理物理学方法

1、极限法极限法恒定刺激法恒定刺激法平均差误法平均差误法引言引言 1860年，费希纳的巨著心理物理学纲要轰动了整个心理学界，年，费希纳的巨著心理物理学纲要轰动了整个心理学界，因为这不仅标志着一门新兴学科因为这不仅标志着一门新兴学科心理物理学的诞生，同时也使当心理物理学的诞生，同时也使当时的心理学工作者看到了心理学科学化道路的曙光。时的心理学工作者看到了心理学科学化道路的曙光。通过运用各种数学方法和测量技术，心理物理学正在逐步揭示心理通过运用各种数学方法和测量技术，心理物理学正在逐步揭示心理现象和物理现象之间对应的数量关系，这种对应关系的量化使得心现象和物理现象之间对应的数量关系，这种对应关系的量化

2、使得心理学家第一次有能力像物理学家测量物体属性那样，精确量化人的理学家第一次有能力像物理学家测量物体属性那样，精确量化人的心理事件。心理事件。而一门学科的量化程度则代表了它的科学水平的高低，因此，就像而一门学科的量化程度则代表了它的科学水平的高低，因此，就像著名的实验心理学家波林在著名的实验心理学家波林在1950年作出的评论那样：年作出的评论那样：内部印象（心理内部印象（心理物理学中的心理）与外部世界（心理物理学中的物理）之间相互关物理学中的心理）与外部世界（心理物理学中的物理）之间相互关系的测量技术的引入，标志了科学心理学的诞生系的测量技术的引入，标志了科学心理学的诞生。一、心理物理学方法概

3、述一、心理物理学方法概述心理物理学定义心理物理学定义： 心理物理学是研究心理量和物理量之间的关系心理物理学是研究心理量和物理量之间的关系的科学。的科学。 物理量是指对身体各感官的刺激；心理量是指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：各种感觉或主观印象。如： 亮度（物理量）亮度（物理量）明度（心理量）明度（心理量） 强度（物理量）强度（物理量）响度（心理量）响度（心理量）心理物理学的发展心理物理学的发展心理物理学的先驱是心理物理学的先驱是G. T. Fechner（1801-1887）。）。Fechner通过对感觉强度与刺激强度之间的数量关系的通过对感觉强度与刺激强度之

4、间的数量关系的长期研究，发展出了测量感觉的基本方法。长期研究，发展出了测量感觉的基本方法。 一百多年来，心理物理学方法不断发展，但它的中心一百多年来，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问题仍然是物理量和心理量之间的数量关系数量关系的问题。的问题。一、心理物理学方法概述一、心理物理学方法概述心理物理学的发展心理物理学的发展 心理物理学方法所处理的问题大体上可以分为心理物理学方法所处理的问题大体上可以分为两大类两大类 感觉阈限的测量；感觉阈限的测量； 阈上感觉的测量，也就是心理量表的制作。阈上感觉的测量，也就是心理量表的制作。一、心理物理学方法概述一、心理物理学方法概

5、述二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量什么是感觉阈限什么是感觉阈限 感觉阈限是测量感觉系统感受性大小的指标，感觉阈限是测量感觉系统感受性大小的指标，用刚能引起感觉的刺激量来表示。可分为用刚能引起感觉的刺激量来表示。可分为绝对绝对感觉阈限感觉阈限和和差别感觉阈限差别感觉阈限两类。两类。 刚刚能引起感觉的最小刺激量，叫绝对感觉阈限。刚刚能引起感觉的最小刺激量，叫绝对感觉阈限。 刚刚能引起差别感觉的刺激物之间的最小差别量，刚刚能引起差别感觉的刺激物之间的最小差别量，叫差别阈限或最小可觉差。叫差别阈限或最小可觉差。二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量请同学们思考：请同学们思考： 是不是知道了什么是绝对

6、感觉阈限和是不是知道了什么是绝对感觉阈限和差别感觉阈限，就能够测量它了呢？差别感觉阈限，就能够测量它了呢？ 阈限的操作性定义阈限的操作性定义 绝对阈限的操作性定义绝对阈限的操作性定义：有：有50%50%的次数能引起的次数能引起感觉，感觉，50%50%的次数不能引起感觉的刺激强度为的次数不能引起感觉的刺激强度为该刺激的绝对阈限该刺激的绝对阈限。 差别阈限的操作性定义差别阈限的操作性定义：有：有50%50%的次数能觉察的次数能觉察出差别，出差别，50%50%的次数不能觉察出差别的刺激强的次数不能觉察出差别的刺激强度差别值为该刺激的差别阈限。度差别值为该刺激的差别阈限。二、感觉阈限的测量二、感觉阈限

7、的测量 我们明确了阈限的操作定义，就能够用心理物我们明确了阈限的操作定义，就能够用心理物理学方法来测定阈限。关于测定阈限的实验，理学方法来测定阈限。关于测定阈限的实验，一般具有下列一般具有下列三个明显的特点三个明显的特点： 1.1.选择好刺激系列和反应系列选择好刺激系列和反应系列 2.2.要尽量简化被试对刺激所作的反应要尽量简化被试对刺激所作的反应 3.3.测定的次数要多些测定的次数要多些 二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量 测量感觉阈限的方法有三种：测量感觉阈限的方法有三种：极限法极限法恒定刺激法恒定刺激法平均差误法平均差误法 学习者应特别注意这三种方法的学习者应特别注意这三种方法的实验程

8、实验程序序和实验结果的和实验结果的统计处理统计处理。二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定举例：用极限法测音高的感觉阈限举例：用极限法测音高的感觉阈限2、绝对阈限的测定、绝对阈限

9、的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定递增递减系列中的习惯误差递增递减系列中的习惯误差abba实际无感觉实际无感觉报告无感觉报告无感觉报告有感觉报告有感觉实际有感觉实际有感觉二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定 采用抵消平衡设计（即采用抵消平衡设计（即ABBAABBA设计）：设计）：第一次：递增（第一次：递增（A A）第二次：递减（第二次：递减（B B）第三次：递减（第三次：递减（B B）第四次：递增（第四次：递增（A A）2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限

10、的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定（二）（二）二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量（二）（二） 恒定刺

11、激法恒定刺激法（或固定刺激法）又叫正误法、次（或固定刺激法）又叫正误法、次数法，它是心理物理学中最准确、应用最广的数法，它是心理物理学中最准确、应用最广的方法，可用于测定绝对阈限、差别阈限。方法，可用于测定绝对阈限、差别阈限。 此法的特点是：此法的特点是：根据出现次数来定阈限，即以根据出现次数来定阈限，即以次数的整个分布求阈限。次数的整个分布求阈限。 二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量（二）（二） 2、用恒定刺激法测定绝对阈限、用恒定刺激法测定绝对阈限 （1 1）自变量）自变量 （2）反应变量反应变量（因变量）（因变量） （3）绝对阈限的计算绝对阈限的计算 二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测

12、量（二）（二） （1 1）自变量）自变量 用恒定刺激法测定绝对阈限，是用恒定刺激法测定绝对阈限，是从略高从略高于感觉到略低于感觉于感觉到略低于感觉这一范围内选这一范围内选5 5到到7 7个等距个等距的刺激强度的刺激强度，刺激要随机呈现，每个刺激呈现，刺激要随机呈现，每个刺激呈现的次数要相等。的次数要相等。二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定（二）（二） （2 2）因变量（反应变量）因变量（反应变量） 用恒定刺激法测定绝对阈限的反应变量要求被试者用恒定刺激法测定绝对阈限的反应变量要求被试者以以口头报告方式表示，口头报告方式表示，在实验中每呈现一次刺激后，被在实验

13、中每呈现一次刺激后，被试者若感觉到了，则报告试者若感觉到了，则报告“有有”，主试者记录，主试者记录“+ +”；被试；被试者若感觉不到，则报告者若感觉不到，则报告“无无”，主试者就记录，主试者就记录“- -”。 然后根据被试者对不同刺激所报告的然后根据被试者对不同刺激所报告的“有有”或或“无无”的次的次数来求出百分数，以此来计算阈限。数来求出百分数，以此来计算阈限。二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定（二）（二） （3 3）绝对阈限的计算）绝对阈限的计算 通常使用通常使用直线内插法直线内插法（linear interpolation）来求绝对阈）来求绝对阈限。限

14、。 直线内插法直线内插法是将刺激作为横坐标，以正确判断的百分数是将刺激作为横坐标，以正确判断的百分数作为纵坐标，画出曲线。然后再从纵轴的作为纵坐标，画出曲线。然后再从纵轴的50处画出与处画出与横轴平行的直线，与曲线相交于点横轴平行的直线，与曲线相交于点a，从点，从点a向横轴画垂向横轴画垂线，垂线与横轴相交处就是两点阈。线，垂线与横轴相交处就是两点阈。二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定举例：用恒定刺激法测定两点阈的实验记录举例：用恒定刺激法测定两点阈的实验记录2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量前进直线内插法直线内插法1011

15、.29.662、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量直线内插法直线内插法2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量想一想，直线内插法应用比例算式求绝对阈限，应想一想，直线内插法应用比例算式求绝对阈限，应该怎样计算？该怎样计算？以上例为例以上例为例(11-10)/(66-29)=(x-10)/(50-29) x=10.56mm（二）（二） （3 3）绝对阈限的计算）绝对阈限的计算 直线内插法作图被成为直线内插法作图被成为S-P作图作图。其。其优点优点是简单是简单易算，易算，缺点缺点是不够精确。当实验次数很多，实验是不够精确。当实验次数很多

16、，实验结果接近正态分布时，用这种直线内插法求出的结果接近正态分布时，用这种直线内插法求出的阈限值与其他方法求出的阈限值是很接近的。阈限值与其他方法求出的阈限值是很接近的。二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定（二）（二） 3、用恒定刺激法测定差别阈限、用恒定刺激法测定差别阈限 （1 1）自变量）自变量 （2）反应变量反应变量（因变量）（因变量） （3）差别阈限的计算差别阈限的计算 二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量（二）（二） （1 1）自变量）自变量 用恒定刺激法测定差别阈限，是让被试者将用恒定刺激法测定差别阈限，是让被试者将比较刺激比较刺激与与标标准刺激准

17、刺激加以比较；加以比较； 标准刺激标准刺激是能被感觉到的某一刺激强度；是能被感觉到的某一刺激强度； 比较刺激比较刺激可在标准刺激上下一段距离内确定，一般从完全可在标准刺激上下一段距离内确定，一般从完全没被感觉出差别到完全感觉出差别的范围内选定没被感觉出差别到完全感觉出差别的范围内选定5 5到到7 7个刺个刺激强度作为比较刺激。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比较刺激要随机呈现，每个比较刺激与标准刺激至少要比100100次次。 二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定（二）（二） （2 2）因变量（反应变量）因变量（反应变量）

18、 用恒定刺激法测定差别阈限的反应变量用恒定刺激法测定差别阈限的反应变量要求被试者以要求被试者以口头报告口头报告方式表示：方式表示：三类反应三类反应二类反应二类反应 二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定三类反应 较早的方法是让被试作三类反应即较早的方法是让被试作三类反应即“大于大于”、“等于等于”和和“小于小于”，分别记为，分别记为“+ +”、“= =”和和“- -”。 让被试作三类反应时，因其中有让被试作三类反应时，因其中有“等于等于”的反应，的反应，若若被试较为自信被试较为自信，则作出，则作出“等于等于”的反应就较少；的反应就较少；若若被试较为谨慎被试较为谨

19、慎，则作出，则作出“等于等于”的反应就较多。的反应就较多。这样会直接影响到差别阈限的大小。也就是说这样会直接影响到差别阈限的大小。也就是说这种反应这种反应易受到被试的态度的影响易受到被试的态度的影响。 3、差别阈限的测定、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二类反应 只让被试者作只让被试者作“大于大于”和和“小于小于”两种判断，两种判断，即使分不清时，也要作出其中的一种判断。即使分不清时，也要作出其中的一种判断。 3、差别阈限的测定、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量（二）（二） （3 3）差别阈限的计算差别阈限的计算 三类反应的差别阈限的计算三类反应的差别阈限的

20、计算二类反应的差别阈限的计算二类反应的差别阈限的计算 二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定三类反应的差别阈限的计算三类反应的差别阈限的计算相等地带的上限定为相等地带的上限定为5050次重于标准刺激的比较刺激，相等地带次重于标准刺激的比较刺激，相等地带的下限定为的下限定为5050次轻于标准刺激的比较刺激，有了上限、下限，次轻于标准刺激的比较刺激，有了上限、下限，通过直线内插法就可以计算差别阈限。通过直线内插法就可以计算差别阈限。3、差别阈限的测定、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量标准刺激标准刺激200克克二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、

21、差别阈限的测定、差别阈限的测定用直线内插法求解差别阈限值用直线内插法求解差别阈限值比较刺激回答为重比较刺激回答为重(+)(+)比较刺激回答为轻比较刺激回答为轻(-)(-)根据上表中的根据上表中的、三、三个纵列的数据个纵列的数据画出三条曲线，画出三条曲线，用直线内插法用直线内插法求得求得50的次的次数被判断比标数被判断比标准刺激重的重准刺激重的重量为量为204.5克和克和50的次数被的次数被判断比标准刺判断比标准刺激轻的重量为激轻的重量为196.6克，这两克，这两个数值分别为个数值分别为上限和下限上限和下限（即（即Lu=204.5克，克，Ll=196.6克）。克）。上差别阈上差别阈=DLu=20

22、4.5克克-200克克=4.5克克下差别阈下差别阈=DLl=200克克-196.6克克=3.4克克差别阈限差别阈限=DL=（4.5+3.4）/2=3.95克克标准刺激标准刺激200克克二类反应的差别阈限的计算二类反应的差别阈限的计算 想一想，二类反应的计算，我们还能不想一想，二类反应的计算，我们还能不能依然选用能依然选用50%的差别阈限的定义？为的差别阈限的定义？为什么？什么？3、差别阈限的测定、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二类反应的差别阈限的计算二类反应的差别阈限的计算 二类反应的计算不能以二类反应的计算不能以50%引起感觉差别的刺引起感觉差别的刺激增量作为差别阈限；激

23、增量作为差别阈限； 以以75%感觉重于标准刺激的的比较刺激作为相感觉重于标准刺激的的比较刺激作为相等地带的上限；以等地带的上限；以25%感觉重于标准刺激的比感觉重于标准刺激的比较刺激作为相等地带的下限。较刺激作为相等地带的下限。 差别阈限为差别阈限为1/2（上限（上限-下限）下限）3、差别阈限的测定、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定比较刺激回答为重的实验结果比较刺激回答为重的实验结果78.478.482.982.97575的差别阈限的差别阈限根据表的数据用直线内插法根据表的数据用直线内插法求得的相等地带的上

24、限和下求得的相等地带的上限和下限分别为限分别为82.9克和克和78.4克。克。差别阈限为差别阈限为1/2(82.9-78.40)=2.25g标准刺激标准刺激80g（三）（三）二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量（三）（三）1、什么是平均差误法？、什么是平均差误法？ 平均差误法（或均误法）又称调整法、再造法、均等平均差误法（或均误法）又称调整法、再造法、均等法，是最古老且基本的心理物理学方法之一。法，是最古老且基本的心理物理学方法之一。 它最适用于测量绝对阈限和等值，但也可用以测量差它最适用于测量绝对阈限和等值，但也可用以测量差别阈限。平均差误法的特点是呈现一个标准刺激，令别阈限。平均差误法的特

25、点是呈现一个标准刺激，令被试再造、复制或调节一个比较刺激，使它与标准刺被试再造、复制或调节一个比较刺激，使它与标准刺激相等。比较刺激也可由实验者调节，由被试判断。激相等。比较刺激也可由实验者调节，由被试判断。二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量（三）（三）平均差误法的主要操作要点：平均差误法的主要操作要点：要求被试判断在什么时候比较刺激和标准刺激相等，直接给出主观要求被试判断在什么时候比较刺激和标准刺激相等，直接给出主观相等点，且这个主观相等点落在不肯定间距内。被试的反应不是口头相等点，且这个主观相等点落在不肯定间距内。被试的反应不是口头报告，而是报告，而是调整的等值调整的等值。被试积极参与，

26、实验过程中由被试本人调整刺激的变化，通过渐增被试积极参与，实验过程中由被试本人调整刺激的变化，通过渐增与渐减系列求出刚刚不能引起和刚能引起感觉的刺激值，然后取其平与渐减系列求出刚刚不能引起和刚能引起感觉的刺激值，然后取其平均值作为感觉的绝对阈限。均值作为感觉的绝对阈限。刺激量是连续变化的，在极限法时，刺激一般是按梯级变化刺激量是连续变化的，在极限法时，刺激一般是按梯级变化在接近阈限时，被试可以反复调整刺激，以减少刺激的起始点对结在接近阈限时，被试可以反复调整刺激，以减少刺激的起始点对结果的影响，直到自己满意为止。果的影响，直到自己满意为止。二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量（三）（三）2、用

27、平均差误法测定绝对阈限、用平均差误法测定绝对阈限 （1）自变量）自变量 （2）因变量（反应变量）因变量（反应变量） （3）绝对阈限的测定（计算）绝对阈限的测定（计算）二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量（三）（三）（1）自变量）自变量 用平均差误法测定绝对阈限，是让被试者调整一个用平均差误法测定绝对阈限，是让被试者调整一个比较比较刺激刺激与一个与一个标准刺激标准刺激相等。不过，此时的相等。不过，此时的标准刺激假设标准刺激假设为零为零，即让被试者每次将比较刺激与，即让被试者每次将比较刺激与“零零”相比较。相比较。（2）因变量（反应变量）因变量（反应变量） 用平均差误法测定绝对阈限的反应变量是被试

28、者每次调用平均差误法测定绝对阈限的反应变量是被试者每次调整比较刺激与标准刺激相等的那个数值。整比较刺激与标准刺激相等的那个数值。二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定（三）（三）（3）绝对阈限的测定（计算）绝对阈限的测定（计算） 让被试者每次调到刚刚感觉不到（即与让被试者每次调到刚刚感觉不到（即与“零零”标标准刺激等值），然后把各次测定数值加以平均即准刺激等值），然后把各次测定数值加以平均即为绝对阈限。为绝对阈限。二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定、绝对阈限的测定（三）（三）3、用平均差误法测定差别阈限、用平均差误法测定差别阈限 （1）自变量

29、）自变量 （2）因变量（反应变量）因变量（反应变量） （3）绝对阈限的测定（计算）绝对阈限的测定（计算）二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量（三）（三）（1）自变量）自变量 用平均差误法测定差别阈限，是向被试者呈现一用平均差误法测定差别阈限，是向被试者呈现一个标准刺激，让其调整比较刺激。比较刺激是一个标准刺激，让其调整比较刺激。比较刺激是一种连续的量。在被试认为接近时，可反复调整，种连续的量。在被试认为接近时，可反复调整，直到其认为满意为止。直到其认为满意为止。二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定（三）（三）（2）因变量（反应变量）因变量（反应变量） 用平均差

30、误法测定差别阈限的用平均差误法测定差别阈限的反应变量是被试每次调整的数反应变量是被试每次调整的数值值，即其认为与标准刺激相等的数值。由于被试反复测试，即其认为与标准刺激相等的数值。由于被试反复测试，每次的结果并不是一个固定的数值，它们是围绕着一个平均每次的结果并不是一个固定的数值，它们是围绕着一个平均数变化的数值。这个数变化的数值。这个变化范围就是不肯定间距变化范围就是不肯定间距。不肯定间距。不肯定间距的中点，即多次调整结果的平均数，就是的中点，即多次调整结果的平均数，就是主观相等点主观相等点，主观，主观相等点与标准刺激的差就是常误。相等点与标准刺激的差就是常误。二、感觉阈限的测量二、感觉阈限

31、的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定（三）（三）（3）绝对阈限的测定（计算）绝对阈限的测定（计算） 用平均差误法求差别阈限，所得差别阈限只是一用平均差误法求差别阈限，所得差别阈限只是一个个估计值估计值，平均差误有两种计算方法：，平均差误有两种计算方法：1 1）把每次调整结果（）把每次调整结果（X X）与标准刺激（）与标准刺激（StSt）的差的绝对）的差的绝对值加以平均，作为差别阈限的估计，用符号值加以平均，作为差别阈限的估计，用符号AEstAEst表示：表示：二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定（三）（三）（3）绝对阈限的测定（计算）绝对阈限的测定（计算）

32、2 2）把每次的调整结果（）把每次的调整结果（X X）与主观相等点）与主观相等点（用（用M M或或PSEPSE表示）的差的绝对值加以平均，作表示）的差的绝对值加以平均，作为差别阈限的估计，这个差别阈限的估计值用为差别阈限的估计，这个差别阈限的估计值用符号符号AEAE表示：表示：二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定、差别阈限的测定（三）（三）4、平均差误法的误差及其控制：、平均差误法的误差及其控制： 在平均差误法实验中，一般要被试自己操纵实验仪器来调整在平均差误法实验中，一般要被试自己操纵实验仪器来调整比较刺

33、激，使其与标准刺激相等。这就要产生比较刺激，使其与标准刺激相等。这就要产生动作误差动作误差，亦，亦即因被试所采用的方式不同而产生误差。若标准刺激和比较即因被试所采用的方式不同而产生误差。若标准刺激和比较刺激是相继呈现的，又易产生刺激是相继呈现的，又易产生时间误差。时间误差。 因此，在实验中应加以控制，控制方法依具体实验不同而不因此，在实验中应加以控制，控制方法依具体实验不同而不同，一般可采用同，一般可采用多层次的多层次的ABBA法法，还可使比较刺激从小到，还可使比较刺激从小到大，从大到小两方面来进行调整，以便控制动作误差等。大，从大到小两方面来进行调整，以便控制动作误差等。二、感觉阈限的测量二

34、、感觉阈限的测量测量阈限的三种方法的比较测量阈限的三种方法的比较 测量阈限的三种方法各有自己的特点测量阈限的三种方法各有自己的特点极限法极限法的实验程序和计算过程都具体地说明了感觉阈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等。习惯误差与期望误差等。恒定刺激法恒定刺激法的实验结果可以应用各种数学方法加以处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。在理，因而便于与其它测定感受性的方法进行比较。在应用应用3 3类反应的实验程序时，被试的态度会对差别阈限类

35、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。值有较大影响。平均差误法平均差误法的特点是求等值，它的实验程序容易引起的特点是求等值，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。差误法来测其差别阈限。 二、感觉阈限的测量二、感觉阈限的测量信号检测论信号检测论是信息论的一个重要分支，是信息论的一个重要分支，19541954年，美国心理学家坦纳年，美国心理学家坦纳(W.P.Tanner)(W.P.Tanner)和斯维茨和斯维茨(J.A.Swets)(J.A.Swets)把它应用于人的知把它应用于人的知觉

36、过程，使心理物理学方法发展到一个觉过程，使心理物理学方法发展到一个新的阶段。知觉过程中的信号检测论是新的阶段。知觉过程中的信号检测论是怎么一回事呢？怎么一回事呢？让我们先看一件发生在我们生活中的事让我们先看一件发生在我们生活中的事情。情。三、信号检测论三、信号检测论刺激），还同时考察人对噪音刺激的反应（上例中电视的声音就是噪音刺激）。刺激），还同时考察人对噪音刺激的反应（上例中电视的声音就是噪音刺激）。三、信号检测论三、信号检测论三、信号检测论三、信号检测论 信号检测论中的基本概念信号检测论中的基本概念 信号：信号：S 噪音：噪音：N 信号刺激的出现总是伴随有背景噪音信号刺激的出现总是伴随有背

37、景噪音,所以表示所以表示为：为：SN三、信号检测论三、信号检测论 在信号检测实验中，被试对信号出现的判在信号检测实验中，被试对信号出现的判断，可以有四种结果：断，可以有四种结果： 击中：当击中：当SN时，被试报告时，被试报告“有有”，表示为，表示为y/SN或或H 虚报：当虚报：当N时，被试报告时，被试报告“有有”，表示为，表示为y/n或或FA 漏报：当漏报：当SN时，被试报告时，被试报告“无无”，表示为，表示为n/SN或或M 正确否定：当正确否定：当N时，被试报告时，被试报告“无无” ，表示为，表示为n/N或或CR三、信号检测论三、信号检测论反反 应应y nSN击中f1漏报f2P(y/SN)=

38、f1/(f1+f2)N虚报f3正确否定f4P(y/N)=f3/(f3+f4)信号检测率的基本概率计算信号检测率的基本概率计算 信号检测论的两种独立指标信号检测论的两种独立指标 信号检测论者认为阈限不是一个纯净的感知能力的指信号检测论者认为阈限不是一个纯净的感知能力的指标，它受利害得失、动机、态度、意志等因素的影响。标，它受利害得失、动机、态度、意志等因素的影响。而且，一般纠偏和校正猜测机遇的公式都不能对被试而且，一般纠偏和校正猜测机遇的公式都不能对被试者的真实感知能力作正确的估计。因为被试者在报告者的真实感知能力作正确的估计。因为被试者在报告他对某个刺激或信号的感受时，总是受到动机等因素他对某

39、个刺激或信号的感受时，总是受到动机等因素的影响，考虑其得失利害，采用某种策略，做出某一的影响，考虑其得失利害，采用某种策略，做出某一抉择，使被试者自己的报告符合他最大的利益抉择，使被试者自己的报告符合他最大的利益。三、信号检测论三、信号检测论 信号检测论的两种独立指标信号检测论的两种独立指标 根据信号检测论把刺激的判断看成对信号的侦察和做根据信号检测论把刺激的判断看成对信号的侦察和做出抉择的过程。这样，在同一过程中就出现了两个独出抉择的过程。这样，在同一过程中就出现了两个独立指标：立指标： 一个是一个是感觉辨别力感觉辨别力指标（指标（dd），表示感知能力，又），表示感知能力，又称为感觉敏感性；

40、称为感觉敏感性； 另一个是另一个是反应偏向反应偏向，可用似然比值，可用似然比值()()，有时也用，有时也用报告标准（报告标准（C C）来表示，它包括利益得失、动机、态）来表示，它包括利益得失、动机、态度等因素。度等因素。三、信号检测论三、信号检测论 三、信号检测论三、信号检测论信号检测论的两种独立指标信号检测论的两种独立指标1 1、信号和噪音引起的感觉强度分、信号和噪音引起的感觉强度分别呈正态分布，二者有一定的重别呈正态分布，二者有一定的重叠；叠；2 2、被试在进行信号识别判断时总、被试在进行信号识别判断时总会有一标准会有一标准 ；3 3、噪音感觉分布与信号感觉分布、噪音感觉分布与信号感觉分布

41、重叠的越多，距离越小，越难区重叠的越多，距离越小，越难区分；相距越远则越容易辨别。分；相距越远则越容易辨别。 1 1、反应偏向：、反应偏向：似然比值似然比值三、信号检测论三、信号检测论似然比是似然比是x x对应的两个对应的两个分布上的纵线高度之分布上的纵线高度之比。比。似然比是似然比是X X的函数，图的函数，图5-295-29就反应了在一个就反应了在一个固定的信号分布和噪固定的信号分布和噪音分布下，似然比是音分布下，似然比是如何随着如何随着X X的变化而变的变化而变化的。化的。 1 1、反应偏向：、反应偏向：似然比值似然比值 信号检测论中用以表示反应偏向的指标之一是似然比信号检测论中用以表示反

42、应偏向的指标之一是似然比值值，意指信号加噪音引起的特定感觉的条件概率与，意指信号加噪音引起的特定感觉的条件概率与噪音引起的条件概率的比值，其数学定义为给定噪音引起的条件概率的比值，其数学定义为给定X Xc c水水平上信号分布的纵轴与噪音分布的纵轴之比，即：平上信号分布的纵轴与噪音分布的纵轴之比，即：三、信号检测论三、信号检测论XcXc为心理感受，为心理感受，式中式中“O”“O”代表纵轴。从中可以看到，代表纵轴。从中可以看到，因先定概率不因先定概率不同和判定结果的奖惩办法不同而不同。同和判定结果的奖惩办法不同而不同。三、信号检测论三、信号检测论1、反应偏向：、反应偏向：似然比值似然比值如左图所示

43、：随着观察者如左图所示：随着观察者掌握的判别标准掌握的判别标准Xc的变化，的变化，不但不但值发生改变，与此同值发生改变，与此同时改变的还有上述时改变的还有上述4种反应种反应的概率。当的概率。当Xc右移，检测右移，检测者的反应标准变得严格，者的反应标准变得严格，于是击中率和虚报率均下于是击中率和虚报率均下降，而漏报率和正确拒斥降，而漏报率和正确拒斥率均上升，率均上升，值上升；当值上升；当Xc左移，左移，值变低时，击值变低时，击中率和虚报率都会上升，中率和虚报率都会上升，而漏报率和正确拒斥率下而漏报率和正确拒斥率下降。降。三、信号检测论三、信号检测论1 1、反应偏向：、反应偏向：似然比值似然比值

44、图图5-31A5-31A，击中概率为，击中概率为0.280.28，虚惊概率则是，虚惊概率则是0.060.06，通，通过查过查PZOPZO转化表，求得转化表，求得O O击中的纵轴值为击中的纵轴值为0.33680.3368，O O虚惊的虚惊的纵轴值为纵轴值为0.11920.1192。=0.3368/0.11923 ,=0.3368/0.11923 ,即标准比较严即标准比较严格。格。 图图5-31B5-31B：当击中概率为：当击中概率为0.700.70，虚报概率为，虚报概率为0.300.30时，时，=03478/0.3478=1=03478/0.3478=1，即标准不严也不松，适中。，即标准不严也不

45、松，适中。 图图5-31C5-31C：当击中率为：当击中率为0.940.94，虚报率为，虚报率为0.720.72时，时，=1/3=1/3，即标准比较宽松。，即标准比较宽松。 1 1、反应偏向：、反应偏向：似然比值似然比值 当当大于大于1 1时，判断标准位于偏右的部分，即判断标准时，判断标准位于偏右的部分，即判断标准比较严格，倾向于比较严格，倾向于“无信号无信号”的判断；的判断； 当当小于小于1 1时，判断标准位于偏左的部分，即判断标准时，判断标准位于偏左的部分，即判断标准比较宽松，倾向于比较宽松，倾向于“有信号有信号”的判断；的判断； 当当等于等于1 1时，即两个分布曲线相交的横轴的值，这时时

46、，即两个分布曲线相交的横轴的值，这时判断倾向适中，漏报率等于虚报率，击中（报准）率判断倾向适中，漏报率等于虚报率，击中（报准）率等于正确拒绝的概率。等于正确拒绝的概率。三、信号检测论三、信号检测论三、信号检测论三、信号检测论2 2、辨别力指数、辨别力指数d d/ / 我们可以很容易的理解，对于同一个被试来说，我们可以很容易的理解，对于同一个被试来说，在噪在噪音强度不变的情况下音强度不变的情况下，信号的强度越大，越容易从噪，信号的强度越大，越容易从噪音中分辨出来，这样，音中分辨出来，这样，噪音分布的平均数噪音分布的平均数M MN N和信号噪和信号噪音分布的平均数音分布的平均数M MSNSN相差就

47、越大，这两个分布的重叠部相差就越大，这两个分布的重叠部分就越小，即敏感性高。分就越小，即敏感性高。如果信号强度越小，就越不如果信号强度越小，就越不容易从噪音中分辨，这时，容易从噪音中分辨，这时，信号噪音分布的平均数和信号噪音分布的平均数和噪音分布的平均数相差很小，两个分布的重叠部分就噪音分布的平均数相差很小，两个分布的重叠部分就大，即敏感性小大，即敏感性小。如果信号强度和噪音完全相同，则。如果信号强度和噪音完全相同，则二者分布完全重叠，对于信号和噪音就不能分辨。二者分布完全重叠，对于信号和噪音就不能分辨。三、信号检测论三、信号检测论2 2、辨别力指数、辨别力指数d d/ / 我们可以用两个感觉

48、强度的正态分布的距离我们可以用两个感觉强度的正态分布的距离即两个正态分配的平均数之间的距离作为感即两个正态分配的平均数之间的距离作为感受性的指标。为了便于在不同条件下进行比受性的指标。为了便于在不同条件下进行比较这个距离是以标准差为单位表示的，常称较这个距离是以标准差为单位表示的，常称为辨别力指数为辨别力指数dd。 2 2、辨别力指数、辨别力指数d d/ /三、信号检测论三、信号检测论辨别力辨别力d等于两个分布的均数之差除以等于两个分布的均数之差除以N分布的标准差。当分布的标准差。当N分布与分布与SN分布均为常态分布时，其变异数类同，则有：分布均为常态分布时，其变异数类同，则有：Z Z击中与击

49、中与Z Z虚惊分别为击中率虚惊分别为击中率P P与虚报率与虚报率P P对应的对应的Z Z分数分数 ；dd越大，表示敏感性越高，越大，表示敏感性越高，dd越小，表示敏感性越低。越小，表示敏感性越低。2 2、辨别力指数、辨别力指数d d/ /三、信号检测论三、信号检测论2 2、辨别力指数、辨别力指数d d/ /三、信号检测论三、信号检测论反应偏向反应偏向相同时两种敏感性相同时两种敏感性dd的情况的情况三、信号检测论三、信号检测论信号检测论的实验方法信号检测论的实验方法 （一）有无法（一）有无法1、基本程序：、基本程序： 选定选定SN刺激和刺激和N刺激之后，事先规定刺激之后，事先规定SN和和N呈现的

50、概呈现的概率（先验概率），然后以随机方式呈现率（先验概率），然后以随机方式呈现SN或或N，要求，要求被试判断所呈现的是被试判断所呈现的是SN还是还是N 根据被试对呈现刺激的判断结果来估计根据被试对呈现刺激的判断结果来估计P(y/SN)和和P(y/N)。（即。（即P(y/SN)=f1/(f1+f2)，P(y/N)=f3/(f3+f4)。三、信号检测论三、信号检测论信号检测论的实验方法信号检测论的实验方法 （一）有无法（一）有无法2、对主试的规定：、对主试的规定： （1）确定实验中信号和噪音的先验概率，以及对被试）确定实验中信号和噪音的先验概率，以及对被试判断结果的奖惩办法。判断结果的奖惩办法。

51、（2）主试告诉被试实验要求，信号和噪音出现的先验）主试告诉被试实验要求，信号和噪音出现的先验概率和奖惩办法，以此来影响被试概率和奖惩办法，以此来影响被试判断标准判断标准的变化。的变化。三、信号检测论三、信号检测论信号检测论的实验方法信号检测论的实验方法 （一）有无法（一）有无法2、对主试的规定：、对主试的规定： （3）计算辨别力指数。）计算辨别力指数。 （4）画出等感受性曲线（）画出等感受性曲线（ROC曲线）曲线）三、信号检测论三、信号检测论等感受性曲线（等感受性曲线（ROC曲线）曲线） 接受者操作特性曲线，简称接受者操作特性曲线，简称ROC曲线，又称等感曲线，又称等感受性曲线，即曲线上各点反

52、映相同的感受性，他受性曲线，即曲线上各点反映相同的感受性，他们是在不同的判断标准下得到的结果而已。们是在不同的判断标准下得到的结果而已。 ROC曲线以虚报率为横坐标，击中率为纵坐标组曲线以虚报率为横坐标，击中率为纵坐标组成的坐标图和被试在特定刺激条件下由于采用不成的坐标图和被试在特定刺激条件下由于采用不同的判断标准得出的不同结果画出的曲线。同的判断标准得出的不同结果画出的曲线。（一）有无法（一）有无法三、信号检测论三、信号检测论等感受性曲线（等感受性曲线（ROC曲线）曲线） ROCROC曲线特征图曲线特征图（一）有无法（一）有无法曲率：曲率：当信号本身的强度当信号本身的强度很大时，容易被觉察，

53、因很大时，容易被觉察，因此此ROCROC曲线向左边弯的更高；曲线向左边弯的更高；当信号变弱，当信号变弱，ROCROC曲线就像曲线就像4545度对角线靠拢。即度对角线靠拢。即ROCROC曲曲线的曲率是由信号强度和线的曲率是由信号强度和被试的感受性决定的，而被试的感受性决定的，而与被试的判断标准无关。与被试的判断标准无关。 曲率曲率三、信号检测论三、信号检测论等感受性曲线（等感受性曲线（ROC曲线）曲线） ROCROC曲线特征图曲线特征图（一）有无法（一）有无法判断标准：判断标准：当数据点在曲线的当数据点在曲线的左下方时，判断标准较高，即倾左下方时，判断标准较高，即倾向于说向于说“无信号无信号”（

54、或者说是少（或者说是少说信号）；当在右上方时，判断说信号）；当在右上方时，判断标准较低，倾向于说标准较低，倾向于说“有信号有信号”（或者是多说信号），同一感受（或者是多说信号），同一感受性下都有高判断标准和低判断标性下都有高判断标准和低判断标准的情形，即感受性准的情形，即感受性d d与判断标与判断标准准是彼此分离的是彼此分离的 。 三、信号检测论三、信号检测论等感受性曲线（等感受性曲线（ROC曲线）曲线） 绘制等感受性曲线时，一般地横坐标为虚报率，纵坐标绘制等感受性曲线时，一般地横坐标为虚报率，纵坐标为击中率，则坐标原点为（为击中率，则坐标原点为（0，0）；如果横坐标为正确）；如果横坐标为正确

55、拒绝率，纵坐标为漏报率，则坐标原点为（拒绝率，纵坐标为漏报率，则坐标原点为（1，1） 将具有不同分辨能力的被试的实验结果画在一起，便可将具有不同分辨能力的被试的实验结果画在一起，便可得到一组得到一组d不同操作者特征曲线。不同操作者特征曲线。（一）有无法（一）有无法三、信号检测论三、信号检测论等感受性曲线（等感受性曲线（ROC曲线）曲线） 一组一组d d不同的不同的ROCROC曲线曲线图中，过原点的图中，过原点的对角线为对角线为机遇线机遇线，即完全没有感受即完全没有感受性的人，只靠猜性的人，只靠猜测，在不同的判测，在不同的判断标准下，所得断标准下，所得到的击中率和虚到的击中率和虚报率相等，各点报

56、率相等，各点基本上都落在这基本上都落在这条机遇线上。条机遇线上。ROCROC曲线离这条线愈曲线离这条线愈远，表明被试的远，表明被试的辨别力愈强。辨别力愈强。（一）有无法（一）有无法三、信号检测论三、信号检测论等感受性曲线（等感受性曲线（ROC曲线）曲线） 一组一组d d不同的不同的ROCROC曲线曲线图解图解：（：（1 1）曲线上不同的）曲线上不同的点反映的是相同的感受性；点反映的是相同的感受性；（2 2）曲线的曲率反映出感）曲线的曲率反映出感受性的大小；受性的大小；（3 3）当数据点在曲线的左）当数据点在曲线的左下方时，判断标准较高，即下方时，判断标准较高，即倾向于说倾向于说“无信号无信号”

57、（或者（或者说是少说信号）；当在右上说是少说信号）；当在右上方时，判断标准较低，倾向方时，判断标准较低，倾向于说于说“有信号有信号”（或者是多（或者是多说信号）说信号） （一）有无法（一）有无法（二）评价法（二）评价法 在在有无法有无法实验中，当定下判断标准后，实验中，当定下判断标准后，凡等于或大于标准的感觉都说是信号引起凡等于或大于标准的感觉都说是信号引起的。但在标准之上或标准之下，刺激引起的。但在标准之上或标准之下，刺激引起的感觉强度是不一样的，我们反应的肯定的感觉强度是不一样的，我们反应的肯定程度也是不一样的。程度也是不一样的。三、信号检测论三、信号检测论三、信号检测论三、信号检测论在有

58、无法实验中，当定下判断标准以后，凡等于或大于标准的感觉都说在有无法实验中，当定下判断标准以后，凡等于或大于标准的感觉都说是信号引起的。是信号引起的。（二）评价法（二）评价法 如前图所示，如前图所示，x x2 2代表的感觉强度大于代表的感觉强度大于x x1 1，被试判断，被试判断为信号的把握更大，或者说更为肯定。为信号的把握更大，或者说更为肯定。x x3 3比比x x4 4判断为噪判断为噪音的把握更大。但在有无法实验中，这些信息都被忽略音的把握更大。但在有无法实验中，这些信息都被忽略掉了。掉了。x x1 1和和x x2 2都报告为有信号，都报告为有信号，x x3 3和和x x4 4都报告为噪音。

59、都报告为噪音。 为了得到反应肯定程度的信息，我们可以让被试先为了得到反应肯定程度的信息，我们可以让被试先回答有无信号，然后回答有无信号，然后说明对回答的确信程度说明对回答的确信程度，这就是所，这就是所谓的谓的评价法评价法实验。那么在这种实验中，被试就会应用到实验。那么在这种实验中，被试就会应用到多个判断标准。多个判断标准。三、信号检测论三、信号检测论（二）评价法（二）评价法评价法又叫多重决策法或评级量表法。评价法又叫多重决策法或评级量表法。它的刺激呈现方式同它的刺激呈现方式同“有无法有无法”一样，对信号和噪音的先一样，对信号和噪音的先验概率，对反应结果的奖惩办法，都可随实验要求，由主验概率，对

60、反应结果的奖惩办法，都可随实验要求，由主试决定。试决定。评价法和评价法和“有无法有无法”的的不同之处不同之处在于：在于：l评价法将被试从评价法将被试从“有信号有信号”和和“无信号无信号”这一感觉的连续体，规定这一感觉的连续体，规定出不同的感觉评价等级，然后让被试根据对所呈现刺激的出不同的感觉评价等级，然后让被试根据对所呈现刺激的自信心程自信心程度度，报告有信号或无信号的评价等级。，报告有信号或无信号的评价等级。把量表的等级看成多重判断标准，这就成为多重决策，其把量表的等级看成多重判断标准，这就成为多重决策，其中判断标准的数目等于评价等级的数目减去中判断标准的数目等于评价等级的数目减去1 1。三