极限法测定几种频率的听觉阈限

1、极限法测定几种频率的听觉阈限华东师范大学 心理与认知科学学院 心理系 基地班 李梦韵 10090330302摘要本实验采用多变量实验设计，运用极限法来测定华师大心理与认知科学学院大二学生的不同频率的纯音听觉阈限，以测量听觉响度绝对阈限为测验对象，测量被试的绝对阈限，形成相应的函数关系。试验目的是为了进一步熟悉极限法的应用以及初步理解纯音听觉阈限与不同频率的关系。实验结果表明：（1）不同频率的听觉阈限不同，被试的纯音听觉阈限随频率的增加而呈降低趋势，在2000Hz时，阈限达到最小值，随后又有一定幅度的上升。实验结果论证了音高不等于声音的物理频率，说明它是一种主观心理量。（2）听觉阈限具有较显著的

2、个体差异（3）实验中被试的练习和疲劳均对实验结果有影响。实验讨论中探讨了几种主要的实验误差和控制方法，以及其他可能影响实验结果的因素，并对实验提出改进建议。关键词 极限法 听觉阈限 频率1 引言在心理物理学纲要一书中，费希纳把心理物理学定义为一门精密的关于身体和心理之间函数依附关系的理论。可以说，心理物理学的目标就是最终用精确的函数形式来描述外部的物理刺激与由此而发生的感觉和知觉之间的定量关系。因此心理物理学家必须测量感觉阈限和量化阈上感觉。费希纳最初用三种方法研究阈限：最小变化法、恒定刺激法和平均差误法。最小变化法是测定绝对阈限的基本方法。声音响度（心理量）与声波的振幅（物理量）相对应，音高

3、（心理量）则是与声波的频率（物理量）相对应的。但是这种对应关系并不是简单的直线性的。对不同频率的纯音进行听觉阈限的测定，可以揭示这种对应关系，而且也是一切与听觉有关的研究的基础工作之一。同时，这种工作对于通讯器材的设计、医用测听器的校准和聋症的诊断等有很大的裨益。1.1阈限的性质 感觉阈限简称阈限，用于衡量感觉器官的辨别力。分为绝对阈限和差别阈限。绝对阈限指刚好能引起心理感受的刺激大小。在统计学上将绝对阈限定义为，有50的实验次数能引起反应的刺激值。 测定阈限有三种基本方法：极限法、恒定刺激法和平均差误法。本实验主要研究极限法的运用。1.2极限法的应用 极限法,又称最小变化法,序列探索法,最小

4、可觉差法，是测量阈限的直接方法，它能形象地表明阈限这一概念。每次呈现刺激后让被试报告其是否有感觉，在记录纸上可以直接看出这一类与那一类（感觉得到和感觉不到）反应的界限。极限法的特点是:刺激由递减和递增的两个系列组成,以间隔相等的小步变化,寻求一种反应到另一种反应的瞬间时转换点或阈限的位置。极限法既可以以用于测定绝对阈限,也可以用于测定差别阈限。极限法一般交替地使用递增和递减系列，这样既能抵消习惯误差，又能抵消期待误差。本实验主要研究用极限法测定不同频率的纯音听觉阈限。1.3最小变化法的变式阶梯法 最小变化法是按一定的梯级增加或减少刺激强度来测定阈限的，并且渐增系列和渐减系列是完全分开的。阶梯法

5、和最小变化法的区别，就在于它把增加和减少刺激强度的程序连续进行。当被试报告感觉不到开始呈现的刺激时，主试就按一定梯级来增加刺激强度；而当增加到被试感觉到了时，又按一定的梯级来减少刺激强度。实验按这样的顺序继续下去，直至达到一个先定的标准或先定的实验次数为止。2 方法2.1被试本实验的被试为华东师范大学心理系本科学生一名，20岁，女生。2.2仪器与材料 听觉仪（ 型号EP304A，华师科教仪器厂生产）2.3试验程序a实验之前让被试者面对仪器坐下，戴上耳机，刺激的呈现有时从强到弱，有时从弱到强，被试分别报告听到声音时和听不到声音。b正式测听时随机使用200，400，1000，2000，4000，8

6、000（周/秒）六种频率。每种频率都交替进行递增、递减各4个系列的测试。递减系列从远超于听觉阈限的声音强度开始，每次衰减2分贝，直到被试者听不见时，记下这时的衰减数值。递增系列从远在阈限以下的声音强度开始，每次增加2分贝，直到被试者刚刚听到声音时，记下这时的衰减数值。不论递增或递减系列，主试者必须随机改变相继系列的开始点。每次刺激延续26秒，两次刺激间间歇24秒。开始时较快，到接近阈限时，刺激时间和间歇时间要略微延长，每次增加或衰减1分贝。c正式开始实验之前，可对递增、递减系列各做几次练习，使被试者熟悉测听的步骤。d为了避免被试者疲劳，每完成两种频率测听，主试者、被试可以轮换一次。一人改变声音

7、频率和强度，一人给预备信号、发出刺激并记录被试者反应。主试事先准备好随机使用的频率和递增、递减系列开始点的安排，列入表格，以作记录。 e记录数据并用spss13.0对数据进行处理。3结果频率2004001000200040008000平均阈限31.2524.2513.7525.7525.2524.50标准差1.892.220.961.262.50.58实验结果显示不同频率的听觉阈限有显著差异，听觉阈限受到频率影响，在频率很高和很低的情况下标准差较大，说明数据波动较大，可能存在误差较大，而在中间频率下数据波动较小。图1不同频率的听觉阈限曲线图从图中可以看出，被试听觉阈限随频率的增加而呈降低趋势，

8、在1000 Hz时，阈限达到最小值，随后又有一定幅度的上升并趋于稳定。 在对多名被试数据进行比较后发现，听觉对不同频率的阈限变化规律大致相似，但对不同频率的具体阈限值存在个体差异。4讨论4.1实验误差及控制 用极限法求绝对阈限经常会产生一些误差。在这些误差中，有些是由直接对感觉产生干扰的因素引起的；还有些是非感觉方面的因素引起的，如习惯和期望、练习和疲劳、时间和空间等等。这些因素在测定阈限的过程中经常起作用，以致使测定结果产生一定倾向的误差。这类误差叫做常误（constant error）。极限法测定绝对阈限产生的误差主要有四种：习惯误差和期望误差、练习误差和疲劳误差。4.1.1 在极限法实验

9、中，由于刺激是按一定的顺序呈现的，被试在长序列中有继续给同一种判断的倾向，如在下降序列中继续说“有”或“是”，在上升序列中继续说“无”或“否”，这种被试习惯于前面几次刺激所引起的感觉叫作习惯误差。由于习惯误差在递增法序列中，即使刺激强度早已超出阈限，被试仍报告感觉不到，这就会使测得阈值偏高。相反，在递减法序列中，即使刺激强度早已小于阈限，被试仍报告有感觉，这就会使测得的阈值偏低。与习惯误差相反的是另一种误差叫期望误差（error of anticipation）。它表现为被试在长的序列中给予相反判断的倾向，期望转折点的尽快到来。用递增法测定时，阈值就会偏低；用递减法测定时，阈值就会偏高。实验中

10、，采用递增序列和递减序列在数量上保持一致的办法，来让习惯误差和期望误差尽可能相互抵消。4.1.2练习误差和疲劳误差的控制 练习误差（error of practice）是由于实验的多次重复，被试逐渐熟悉了实验情景，对实验产生了兴趣和学习效果，而导致反应速度加快和准确性逐步提高的一种系统误差。与此相反，由于实验多次重复，随着实验进程而发展的疲倦或厌烦情绪的影响，而导致被试反应速度减慢和准确性逐步降低的一种系统误差，称之为疲劳误差（error of fatigue）。随着时间的进展，练习可能使阈限降低，而疲劳可能使阈限升高。为了平衡练习和疲劳效应的影响，在实验中，采用抵消平衡设计（即ABBA设计）

11、，这样，即使可以让练习或疲劳效应平均作用在递增或递减序列上。4.2对被试反应定势的控制 用极限法测定绝对阈限，自变量是刺激系列，被试容易产生反应定势，为了避免被试者形成这种定势，每次呈现刺激的起点不应固定不变，而应随机变化。4.3噪音干扰 虽然实验室采用了单独的隔音环境，但噪音都是客观存在的。窗外的汽车声、门外的走动声都是不可避免的。由于本次实验测的是听觉阈限，所以即使很小的噪音都可能会影响实验结果。因此我们可以一方面尽量改善实验条件来降低噪音，同时引入信号检测论的方法来排除噪音对实验结果的影响。4.4听觉疲劳 另外一种影响实验准确性的误差是听觉疲劳，即声音的刺激强度大大超过听觉感受器的正常反

12、应限度，或刺激声音长时间作用于听觉器官而引起的听觉阈限暂时提高的现象。因此在实验中要每隔一段时间让被试休息片刻再继续实验，以减轻听觉疲劳带来的影响。4.5主试的规范操作 由于不同频率的听觉刺激不同，因此被试很容易误把刺激当作噪音而不做出反应，因此在实验前主试应该让被试先熟悉这一频率的听觉刺激，以帮助他作出正确的判断。 实验中，被试判断标准的不一致也会引起误差，避免这一误差的方法之一是主试实验前要训练被试，使其掌握恰当的判断标准。由于本实验需要重复多次，被试很容易产生焦躁的情绪，会在很大程度上影响实验结果，所以实验中要注意及时休息，要求被试努力克服不良情绪。在转动仪器转钮是要尽可能掌握节凑，避免过快或过慢，从而发出转动声响引起被试的心理波动。特别在可能接近被试阈限值的前后不宜转动过快，而导致当被试报告时不能记录准确的数值。5结论 实验结果显示，被试听觉阈限随频率的增加而呈降低趋势，在1000 Hz时，阈限达到最小值，随后又有一定幅度的上升。实验结果论证了音高不等于声音的物理频率，说明它是一种主观心理量。不同频率的听觉阈限有显著差异，听觉阈限受到频率影响，在频率很高和很低的情况下误差较大，而在中间频率下误差较小。不同个体在听觉阈限上存在显著差异。6参考文献杨治良.实验心理学，浙江教育出版社,1998杨治良 王新法.心理实验指导手册,2006孟庆茂等.