心理物理学方法

心理物理学方法第1页，课件共157页，创作于2023年2月心理物理学概述心理物理学传统心里物理学现代心理物理学第2页，课件共157页，创作于2023年2月传统心理物理学讲解大纲（一）阈限的测量（从无到有的测量）极限法平均差误法恒定刺激法（二）心理量表法（有之后的反应）等序量表：对偶比较法与等级排列法等距量表：感觉等距法与差别阈限法等比量表：感觉比例法与数量估计法第3页，课件共157页，创作于2023年2月第三章心理物理法本章主要内容：一、阈限的性质二、测定阈限的三种基本方法最小变化法恒定刺激法平均差误法三、心理量表法第4页，课件共157页，创作于2023年2月一、阈限的性质著名的实验心理学史专家EdwinG.Boring（1950）认为对内部感受与外部世界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。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，尽管这个定律不一定那么完美。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。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。第5页，课件共157页，创作于2023年2月阈限感觉连续体1、三种心理物理法适应性方法2、信号检测论方法阈上感觉心理物理量表法1、传统心理物理学研究的问题及方法(1)感觉阈限（从无到有：即绝对阈限和差别阈限）——测定方法随对阈限这一概念理解的演变而不同(2)阈上感觉（有之上的反应）——心理物理量表法第6页，课件共157页，创作于2023年2月2、感觉阈限的界定刚刚能引起感觉的最小刺激强度被叫做绝对阈限。刚刚能引起感觉的最小差别叫做差别阈限。按照这样的定义，还不能对这两种阈限进行测定。根据实验我们知道，某一特定数值的刺激，在重复作用于感官时，被试有时报告为“无感觉”，有时报告为“有感觉”，有时还报告为“刚刚有一点点感觉”。第7页，课件共157页，创作于2023年2月因此，根据统计学，可以把那个可以刚刚引起感觉的最小刺激强度以其算术平均数来表示。而这个平均数恰好有50％的实验次数报告为“有感觉”的刺激强度，由此可见，阈限是个统计值。因而，我们把阈限定义为：有50％的实验次数能引起积极反应的刺激之值；同理，把差别阈限定义为有50％的实验次数能引起差别感觉的那个刺激强度之差。第8页，课件共157页，创作于2023年2月此定义要比普通心理学的定义具体，也便于操作，故称为阈限的操作定义。操作定义是由物理学家布里奇曼提出的，他主张一个概念应由测定它的程序来下定义。操作定义的提出受到心理学家的欢迎。在心理学上，对一个心理现象根据它们的程序下定义就叫操作定义。具体说，操作定义就是用可感知、度量的事物、时间、现象和方法对变量或指标作出具体的界定。

第9页，课件共157页，创作于2023年2月4、差别阈限1846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。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。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（WeberLaw）。

第10页，课件共157页，创作于2023年2月二、测定阈限的三种基本方法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，一般具有下列三个明显的特点：1.选择好刺激系列和反应系列2.要尽量简化被试对刺激所作的反应3.测定的次数要多些第11页，课件共157页，创作于2023年2月测量感觉阈限的三种方法测量感觉阈限的方法有三种：最小变化法（极限法，序列搜索法）恒定刺激法（固定刺激法、正误法、次数法）平均差误法（调整法、均等法、再造法）学习者应注意这三种方法的实验程序和实验结果的统计处理,最重要的是误差的产生，如何判断存在这种误差。第12页，课件共157页，创作于2023年2月1、最小变化法什么是最小变化法？用最小变化法测定绝对阈限用最小变化法测定差别阈限第13页，课件共157页，创作于2023年2月第14页，课件共157页，创作于2023年2月（4）误差及其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（constanterror）。第15页，课件共157页，创作于2023年2月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。第16页，课件共157页，创作于2023年2月在极限法实验中，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。第17页，课件共157页，创作于2023年2月与习惯误差相反的是另一种误差叫期望误差（errorofanticipation）。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。第18页，课件共157页，创作于2023年2月递增递减系列中的习惯误差abba实际无感觉报告无感觉报告有感觉实际有感觉第19页，课件共157页，创作于2023年2月怎样消除习惯误差和期望误差？采用抵消平衡设计（即ABBA设计）：第一次：递增（A）第二次：递减（B）第三次：递减（B）第四次：递增（A）第20页，课件共157页，创作于2023年2月练习误差和疲劳误差练习误差（errorofpractice）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（erroroffatigue）。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。第21页，课件共157页，创作于2023年2月

递增系列递减系列(1)习惯误差阈值偏高偏低期望误差偏低偏高检测方法：T↑>T↓(p<0.05),说明习惯误差显著;反之亦然.

前半部分后半部分(2)练习误差偏高偏低疲劳误差偏低偏高检测方法：T前>T后(p<0.05),说明练习误差显著即由于练习效应导致了后面的试验阈值降低;反之亦然.练习降低阈值，疲劳增加阈值第22页，课件共157页，创作于2023年2月第23页，课件共157页，创作于2023年2月用最小变化法测定差别阈限（1）自变量（2）因变量（反应变量）（3）差别阈限的确定（计算）（4）误差及其控制第24页，课件共157页，创作于2023年2月差别阈限的确定(P45)两个转折点：（1）“＋”和“＝”；（2）“＝”和“—”68676665St＝6463626160595857单位：inT（＋）＝65.0T（－）＝60.5（1）上差别阈限＝T(＋)—St＝1.0下差别阈限＝St—T（—）＝3.5（绝对）差别阈限DL＝(上差别阈限＋下差别阈限)/2＝2.25（相对）差别阈限K＝DL/St（△I/I）＝0.035（2）不肯定间距IU＝T（＋）－T（－）＝4.5DL＝IU/2＝2.25主观相等点PSE(thepointofsubjectiveequality)＝（T（＋）＋T（－））/2＝62.75常误CE（theconstanterror）＝PSE－St=－1.25

＋＋＝＝＝＝＝＝－－－－例3：第25页，课件共157页，创作于2023年2月（4）误差及其控制与用极限法求绝对阈限一样，在测定差别阈限时，也必须想方设法控制常误。除了要控制习惯和期望误差外，还要控制因标准刺激和比较刺激同时呈现所造成的误差（空间误差）或者因先后呈现所造成的（顺序误差）。控制方法可采用多层次的ABBA法。第26页，课件共157页，创作于2023年2月多层ABBA法第27页，课件共157页，创作于2023年2月最小变化法的变式——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。阶梯法和最小变化法不同的地方，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。第28页，课件共157页，创作于2023年2月极限法的一个变式——阶梯法（staircasemethod）第29页，课件共157页，创作于2023年2月

最小变化法测定差别阈限和测量绝对阈限时的相同点和不同点相同点：（1）递增递减系列要保持数量一致，以抵消习惯误差和期望误差；（2）每一系列的起始位置要随机变化，以防止被试形成预测；（3）递增递减系列交替排列，以平衡练习误差和疲劳误差。不同点：由于测定差别阈限时有了标准刺激的存在，那么标准刺激和比较刺激每次呈现的相对关系（时间先后关系或空间位置关系）也可能构成干扰因素。为了控制标准刺激出现位置和时机的影响，通常采用的办法是多层次ABBA控制法。第30页，课件共157页，创作于2023年2月2.恒定刺激法什么是恒定刺激法？用恒定刺激法测定绝对阈限用恒定刺激法测定差别阈限第31页，课件共157页，创作于2023年2月什么是恒定刺激法？恒定刺激法（或固定刺激法）又叫正误法、次数法，通常由5-7个刺激组成，这几个刺激在实验过程中保持不变。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、差别阈限和等值，还可用于确定其他很多种心理值。此法的特点是：根据出现次数来定阈限，即以次数的整个分布求阈限。第32页，课件共157页，创作于2023年2月特别要注意的是，此法在实验之前需要选定刺激。所选定的刺激最大强度应为每次呈现几乎都能为被试感觉到的强度，它被感觉到的可能性应不低于95%。所选刺激的最小强度应为每次呈现几乎都不能感觉到的强度，它被感觉到的可能性应不高于5%。选定呈现刺激范围之后，再在这个范围内取距离相等的刺激，每种刺激强度呈现不得少于50次。第33页，课件共157页，创作于2023年2月用恒定刺激法测定绝对阈限

（1）自变量

（2）反应变量（因变量）（3）绝对阈限的计算

第34页，课件共157页，创作于2023年2月（3）绝对阈限的计算a.直线内插法b.平均Z分数法c.最小二乘法第35页，课件共157页，创作于2023年2月例：两点阈的测定属于绝对阈限测量：测量的是有无两点5个等距的刺激8、9、10、11、12毫米，每个呈现200次，要求被试报告是“两点”还是“一点”。刺激（mm）89101112回答“两点”的次数21058132186回答“两点”的百分数15296693用恒定刺激法测定两点阈的实验记录第36页，课件共157页，创作于2023年2月a.直线内插法1011.29.66第37页，课件共157页，创作于2023年2月用直线内插法来求绝对阈限RL=10+（11-10）(0.50－0.29）/（0.66－0.29）＝10.57第38页，课件共157页，创作于2023年2月当实验次数很多，实验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。直线内插法是求阈限值的一种简便方法。第39页，课件共157页，创作于2023年2月刺激强度刺激系列平均值被知觉的比率891011Z以标准差为单位原始分数与平均值的距离PZO转换原理第40页，课件共157页，创作于2023年2月平均Z分数法把实验结果的P值比例转化为标准分数Z分数。8对应-2.339-1.649mm的平均Z，1.5110-0.5510-0.55110.4411mm的平均Z，0.45121.48第41页，课件共157页，创作于2023年2月b.平均Z分数法第42页，课件共157页，创作于2023年2月c.最小二乘法X，Y代表原始分数，N代表个数。第43页，课件共157页，创作于2023年2月将纵坐标的Y值（即恒定刺激求得的P值）转化成对应的Z分数，使X（恒定刺激法中的刺激即S）与Y的关系转化为直线关系，因为此方法只是英语两变量有线性关系的情况。Z=a+bSZ=0，S就是两点阈第44页，课件共157页，创作于2023年2月例：两点阈的测定属于绝对阈限测量：测量的是有无两点5个等距的刺激8、9、10、11、12毫米，每个呈现200次，要求被试报告是“两点”还是“一点”。刺激（mm）89101112回答“两点”的次数21058132186回答“两点”的百分数15296693用恒定刺激法测定两点阈的实验记录第45页，课件共157页，创作于2023年2月刺激（X）X2Z(Y)分数XY864-2.33-18.64981-1.64-14.7610100-0.55-5.50111210.414.51121441.4817.76∑50510-2.63-16.63第46页，课件共157页，创作于2023年2月用恒定刺激法测定差别阈限

（1）自变量

（2）反应变量（因变量）（3）差别阈限的计算

第47页，课件共157页，创作于2023年2月（2）反应变量（因变量）用恒定刺激法测定差别阈限的反应变量要求被试者以口头报告方式表示：三类反应二类反应第48页，课件共157页，创作于2023年2月三类反应即“大于”、“等于”和“小于”，分别记为“+”、“=”和“-”。让被试作三类反应时，因其中有“等于”的反应，若被试较为自信，则作出“等于”的反应就较少；若被试较为谨慎，则作出“等于”的反应就较多。这样会直接影响到差别阈限的大小。这种反应易受到被试的态度的影响。第49页，课件共157页，创作于2023年2月二类反应让被试者作“大于”和“小于”两种判断，即使分不清时，也要作出其中的一种判断。

第50页，课件共157页，创作于2023年2月（3）差别阈限的计算三类反应的差别阈限的计算

二类反应的差别阈限的计算

第51页，课件共157页，创作于2023年2月三类反应的差别阈限的计算相等地带的上限定为50％次重于标准刺激的比较刺激，相等地带的下限定为50％次轻于标准刺激的比较刺激，有了上限、下限，通过前面提到的几种方法就可以计算差别阈限。第52页，课件共157页，创作于2023年2月二类反应的差别阈限的计算不能以50%引起感觉差别的刺激增量作为差别阈限；以75%感觉重于标准刺激的的比较刺激作为相等地带的上限；以25%感觉重于标准刺激的的比较刺激作为相等地带的下限。第53页，课件共157页，创作于2023年2月现以重量辨别为例来演绎差别阈限的计算步骤。以200克为标准刺激，以从185到215克间隔为5克的7个重量作为比较刺激，要求被试做“重”、“相等”、“轻”三类反应。第54页，课件共157页，创作于2023年2月两个自变量，有两个或多个水平教学方法：正常讲授法（a1）独立学习和讨论（a2）。学生的学习能力：能力较高（b1）能力较低（b2）两因素完全随机设计24名被试第55页，课件共157页，创作于2023年2月同样，也使用直线内插法求解差别阈限值。根据表中的①、②、③三个纵列的数据画出三条曲线，用直线内插法求得50％的次数被判断比标准刺激重的重量为204.5克50％的次数被判断比标准刺激轻的重量为196.6克，这两个数值分别为上限和下限。上差别阈=204.5-200=4.5克下差别阈=200-196.6=3.4克差别阈限=（4.5+3.4）/2=3.95第56页，课件共157页，创作于2023年2月序号比较刺激（Si）1851901952002052102151正反应的％（p＋）4814286080912负反应的％（p-）887553331883一个提重实验的结果（St）两类反应举例T+：75%正反应的刺激值；T－：75%负反应的刺激值第57页，课件共157页，创作于2023年2月3.平均差误法平均差误法（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。虽然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。第58页，课件共157页，创作于2023年2月这个方法是要求被试判断什么时候比较刺激和标准刺激相等。被试判断为与标准刺激相等的比较刺激，并不总是一个固定的数值，而是围绕着一个平均数变化的一个数。这个变化的范围就是不肯定间距。不肯定间距的中点就是主观相等点。通过对主观相等点和不肯定间距的测量，就可以估计差别阈限。第59页，课件共157页，创作于2023年2月把平均误差作为差别阈限，与差别阈限的定义并不相符，但因为平均误差和差别阈限成正比，所以也作为测量差别感受性的指标。第60页，课件共157页，创作于2023年2月用平均差误法测定阈限用平均差误法测定绝对阈限用平均差误法测定差别阈限第61页，课件共157页，创作于2023年2月用平均差误法测定绝对阈限（1）自变量（2）因变量（反应变量）（3）绝对阈限的测定（计算）第62页，课件共157页，创作于2023年2月用平均差误法测定差别阈限（1）自变量（2）因变量（反应变量）（3）差别阈限的测定（计算）第63页，课件共157页，创作于2023年2月顺序XX－StX－M1148-2-0.2标准刺激St＝150mmM＝PSE＝ΣX/N（148+143+145……）＝148.2mmAEST＝Σ|X－St|/N＝0.8mmAEM＝Σ|X－M|/N＝3.4mmCE＝M－St＝－1.8mm2143-7-5.23145-5-3.24147-3-1.2515112.8615445.87144-6-4.28145-5-3.2915445.81015112.8用平均差误法测量长度差别阈限第64页，课件共157页，创作于2023年2月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。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。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。第65页，课件共157页，创作于2023年2月三、心理量表法

（量表的制作方法，代表例子）物理刺激可由物理量表来测量。但是，心理量的大小却不能用物理量表来测量。首先，这是因为刺激的物理值的变化不一定会引起心理上相应的一对一的变化。其次，有一些物理刺激本身就难以用物理量表来测量。因此，心理量需要用心理量表来测量。第66页，课件共157页，创作于2023年2月psychologicalscale(一)心理量表的类型：1、名称量表（nominalscale）2、顺序量表（ordinalscale）3、等距量表（equalintervalscale）4、比例量表（ratioscale）等级排列法对偶比较法感觉等距法差别阈限法分段法数量估计法第67页，课件共157页，创作于2023年2月（一）顺序量表

顺序量表是一种较粗略的量表，它既无相等单位又无绝对零点，只是把事物按某种标准排出一个次序。第68页，课件共157页，创作于2023年2月顺序量表的制作方法

1.等级排列法

2.对偶比较法

第69页，课件共157页，创作于2023年2月1.等级排列法等级排列法是一种制作顺序量表的直接方法。这个方法是把许多刺激同时呈现，让许多被试者按照一定标准，把这些刺激排成一个顺序，然后把许多人对同一刺激评定的等级加以平均，这样，就能求出每一刺激的各自平均等级，最后，把各刺激按平均等级排出的顺序就是一个顺序量表。

第70页，课件共157页，创作于2023年2月等级排列法举例某广告公司要对10张广告的优劣作评比，请来了17名评判者（即被试者）。评判的方法是让被试者将10张广告排成美到丑的一个顺序。通过众多被试者的比较，就可求出全体被试者对同一广告评判的等级的平均值，这个值就是广告的平均等级。各广告按平均等级排出的顺序就是一个顺序量表。

第71页，课件共157页，创作于2023年2月注意事项：（1）由于最终的顺序排列取决于所有被试的平均等级，因而要求被试的抽样具有代表性。如被试的性别、年龄、文化程度等都可能影响最终的评定结果。（2）由于每一个被试只进行一次排序，所以此法对被试的利用率不高，且难以排除被试在唯一一次排序中的各种随机误差。第72页，课件共157页，创作于2023年2月2.对偶比较法

对偶比较法是把所有要比较的刺激配成对，然后一对一对地呈现，让被试者对于刺激的某一特性进行比较，并做出判断：这种特性的两个刺激中哪一个更为明显。因为每一刺激都要分别和其他刺激比较，假如以n代表刺激的总数，所以配成对的个数是n（n-1）/2。如共有10个刺激则可配成45对。最后依它们各自更明显于其他刺激的百分比的大小排列成序，即可制成一个顺序量表。

第73页，课件共157页，创作于2023年2月10对样品呈现次序

如果有五种样品，A、B、C、D、E，则可配成5×（5-1）/2=10对。这10对呈现次序如下表所示。

第74页，课件共157页，创作于2023年2月对偶比较法的两类误差及消除如果各对样品同时呈现，则要消除空间误差——即样品在空间中不同方位呈现，于判断时产生的误差现象。若第一轮以AB形式呈现，则第二轮中以BA形式呈现即左右颠倒。如果是相继呈现，则要注意消除时间误差——即相等的二个样品在先后不同时间出现，于判断时产生的误差。若第一轮以先A后B次序相继呈现，则第二轮要按先B后A次序相继呈现。

第75页，课件共157页，创作于2023年2月（二）等距量表

等距量表（equalintervalscale）是一种有相等单位但没有绝对零点的量表。等距量表除了其有类别量表和等级量表的性质外，它要求整个量表的各个部分的单位是相等的，但没有绝对的零点。第76页，课件共157页，创作于2023年2月制作等距量表的方法1.感觉等距法2.差别阈限法第77页，课件共157页，创作于2023年2月1.感觉等距法要制作一个等距量表，最直接的方法是采用感觉等距法，它是通过把一个感觉分成主观上相等距离来制作。它要求被试者将某种感觉上的一段心理量分成两个或两个以上的等分。最简单的是二分法。第78页，课件共157页，创作于2023年2月二分法例如R1和R5是两个不同响度的声音，且R5＞R1。被试者的任务是：（1）找出R3，使其响度正好在R1和R5之间也即R5-R3=R3-R1。（2）再找出R4，使其响度正好在R3和R5之间，也即R5-R4=R4-R3。（3）再找出R2，使其响度正好在R1和R3之间，也即R3-R2=R2-R1。这样，利用三次二分法把R1和R5之间在响度上分成四分，即R5-R4=R4-R3=R3-R2=R2-R1。这就得到了按等距变化的一系列刺激。把这一系列的刺激作为横座标，把等响单位作为纵座标画出一条曲线，这就是响度的等距量表。第79页，课件共157页，创作于2023年2月2.差别阈限法

差别阈限法（或差异阈限法）是制作等距量表的一种间接方法，通过在不同强度的基础上测量最小可觉差来实现。具体地说，用任何一种古典的心理物理法测出感觉的绝对阈，并以此为起点，产生第一个最小可觉差的刺激强度，以第一个最小可觉差为基准，再测量第二个最小可觉差……。这样测得许多最小可觉差以后，以刺激强度为横坐标，以绝对阈以上的最小可觉差数为纵坐标，画出的心理物理关系图就是等距量表。

第80页，课件共157页，创作于2023年2月横坐标物理量纵坐标心理量第81页，课件共157页，创作于2023年2月（三）比例量表

比例量表（或比率量表）（ratioscale）既有真正的零点，也是等距的。一个比例量表除含有名称、等级这些等距量表的特征外，还有一个具有实际意义的绝对零点。它是测量的最高水平，也是科学家认为理想的量表。若一项测量结果在比例量表上是零，那么，我们可以说某个事物并不具有被测量的属性或特征。由于它具有绝对的零点，且量表上的单位相等，因此就可进行加、减、乘、除四则运算。第82页，课件共157页，创作于2023年2月比例量表的制作方法

1.分段法

2.数量估量法第83页，课件共157页，创作于2023年2月1.分段法

分段法是制作感觉比例量表的一种最直接的方法。这个方法是通过把一个感觉量加倍或减半或取任何其他比例来建立心理量表的。具体作法是呈现一个固定的阈上刺激作为标准，让被试者调整比较刺激，使它所引起的感觉为标准刺激的一定比例，例如，2倍、3倍、1/2倍、或1/3倍等等。每个实验只选定同一个比例进行比较，同一个标准刺激比较若干次后，再换另外几个标准刺激进行比较。如果所选定的比例是2∶1的话，就可找出哪些刺激所引起的感觉为标准刺激所引起的感觉的一半。当把所有的标准刺激都比较完之后，便可用与各标准刺激在感觉上成一定比例的相应的物理量值制成一个感觉比例量表。

第84页，课件共157页，创作于2023年2月听觉响度量表的制作给被试者一个响度的音，作为标准刺激，让他调节另一个音直到他感觉到比标准刺激的音低一半。用这个方法，以不同的强度音作为标准刺激，让被试调节另一个音直到他感觉到比标准刺激的音低一半。

第85页，课件共157页，创作于2023年2月例：Stevens&Davis,1936年为测量工作噪音制作了响度量表。史蒂文斯采用半分法（即分段法的一种），给被试者一个响度的音，作为标准刺激，让他调节另一个音直到他感觉到为该标准刺激的响度的一半。用这个方法，测量出了其他几个标准刺激一半响度的强度。史蒂文斯确定一个o宋为在绝对阈限以上40dB(1000赫兹)的音。标准刺激是47分贝，被式调整到这个声音的一半时为一个宋，就可肯定47dB的响度就是2个o宋。同样，得出4o宋——55分贝，25o宋——80分贝，80o宋——100分贝。以此为根据制成响度量表。标准刺激47分贝（2）55分贝（4）80分贝（8）标准刺激1/240分贝（1宋）47分贝（2）55分贝（4）单位1个宋-40分贝第86页，课件共157页，创作于2023年2月第87页，课件共157页，创作于2023年2月2.数量估计法

数量估计法也是制作比例量表的一种直接方法。此法的具体步骤是主试者先呈现一个标准刺激，例如，一个重量，并赋予标准刺激一个主观值，例如为10，然后让被试者以这个主观值为标准，把其他不同强度比较刺激的主观值，放在这个标准刺激的主观值的关系中进行判断，并用数字表示出来。然后计算出每组被试者对每个比较刺激量估计的几何平均数或中数，再以刺激值为横坐标，感觉值为纵坐标，即可制成感觉比例量表。

第88页，课件共157页，创作于2023年2月数量估量法的数据处理：在心理量和物理量关系的实验中，常会出现特别大的数字，所以数量估计法采用的数据处理通常是几何平均值。几何平均值定义为n个数值相乘之积的n次方根。例如，有三个数据：4、8、16，则几何平均数X为：第89页，课件共157页，创作于2023年2月例：气味强度指导语：“我们让你估计一种气味的强度。这个刺激是标准强度，其他它的刺激将随机呈现，它们都属于同一种气味，只是强度不同。”“把这个标准气味的强度叫做10，你的任务就是把其它刺激的强度，放在标准刺激的关系中进行估计，换句话说就是，把这个标准气味叫做10，你将把那个比较气味叫做几？”“你可以用任何你认为合适的数字来表示，分数或整数都可以。如果你觉得比较刺激是标准刺激的7倍就称它为70，如果觉得是标准刺激的1／5，就称它为2，如果是1／20，就称它为0.5等等。”“回答无所谓对或错，我们要知道你是怎样判断气味的强度的。”第90页，课件共157页，创作于2023年2月四、心理物理函数心理物理函数是描述对刺激的心理感受和刺激的物理属性之间关系的函数。一、韦伯定律德国生理学家韦伯发现同一刺激差别量必须达到一定比例，才能引起差别感觉。这一比例是个常数，用公式表示：ΔI(差别阈限)/I(原刺激量)=k(常数/韦伯分数)，这就是韦伯定律。

第91页，课件共157页，创作于2023年2月韦伯分数（Weber’sfraction）：对于任何同一类的刺激，产生一个最小可觉差（jnd）所需增加的刺激量，总是等于当前刺激量与一个固定分数的乘积，这个固定分数被称作韦伯分数。第92页，课件共157页，创作于2023年2月二、费希纳定律ψ=KlgΦ.其中ψ是心理感觉的量值，Φ是物理刺激高出绝对阈限以上的单位数量，K是固定的系数。这个公式就是费希纳定律。我们可将这个公式读为：感觉强度的变化和刺激强度的对数变化成正比。第93页，课件共157页，创作于2023年2月二、史蒂文斯定律

1957年，史蒂文斯提出了刺激强度和感觉量之间关系的幂定律：S＝bIa其中：S是感觉量；b是由量表单位决定的常数；a是感觉道和刺激强度决定的幂指数。幂函数的指数值决定着按此公式所画曲线的形状。例如，当指数值为1.0时，便是一条直线，即刺激和感觉之间为简单的正比关系；指数大于1时，则为正加速曲线；小于1时，便为负加速曲线。第94页，课件共157页，创作于2023年2月史蒂文斯用数量估计法（methodofmagnitudeestimation）获得了大量的实验数据。根据图5-16，如果把这三个感觉道的实验结果画在双对数坐标上，就形成了三条斜率不同的直线，如图5-17所示。我们从图

5-16和图5-17上可看到，电击的感觉强度比产生电击的物理强度的增长快得多（a＝3.5），明度比光能的增长却慢得多（a=0.34），线段的主观长度和线段的物理长度则有同样的增长率（a=1）。第95页，课件共157页，创作于2023年2月五、信号检测论的原理（一）信号检测论的由来（二）信号检测论的统计学原理（三）信号检测论的二个独立指标（四）接受者操作特征曲线（五）信号检测论的实验方法第96页，课件共157页，创作于2023年2月（一）信号检测论的由来1、电子侦察系统中的信号检测问题电子侦察系统中的关键问题是信息的传输和处理。首先将待传输的数据、资料等各类信息变换为电信号，再借助发射天线辐射到空间，经过电磁波传播，抵达接收天线，接受系统。将接收到的信号加以处理后还原，为所需要的信息，送入接收系统终端或使用者，从而完成信息传输任务。第97页，课件共157页，创作于2023年2月这里必须分清两个问题:一个是电子侦察系统接收部分的辨别力问题另一个是判定反应部分对所收到信息如何处理的问题。信号检测论要解决的就是如何区分这两方面的问题。第98页，课件共157页，创作于2023年2月2．人类感知过程的信号检测问题人类的感知系统好比是一个信号觉察器，各感官都可看作是一个信息处理系统。我们把各种刺激看作是信号，把刺激的随机物理变化和感官信息处理中的随机变化看作是噪音。这普遍存在于各个实验之中，各感官对信号的分辨问题与电子侦察系统对信号的分辨非常相似。第99页，课件共157页，创作于2023年2月传统的心理物理学方法所测定的阈限，实际上包含着两方面的内容：一是对刺激的感受性或者叫做辨别刺激的能力，一是被试判定刺激是否出现的标准。第100页，课件共157页，创作于2023年2月信号检测论认为，信号检测通常由两个基本的内部过程来控制：感觉过程和决策过程。1、感受性因素即感觉过程给决策过程传递一个能量值。一个接受者接收到一个信号或刺激，产生一个取决于信号强度大小的平均水平的感觉印象。但是这种感觉印象不至于引起回答“是”的反应—即使对于很强的信号也是如此。感觉印象的大小，由后来的决策过程给出。当一个观察者报告自己感觉到一个信号时，他的感觉和决策过程一定都参与了这一过程。假若该量值较高，那么一旦得与失都被考虑之后，决策过程更有可能产生“是”的反应;如果这个量值较小，考虑得失后，做“是”的判断会更好，决策过程很可能产生一个“是”的反应。2、非感受性因素即调节系统会影响决策的偏向第101页，课件共157页，创作于2023年2月感觉过程决策过程信号能量人格/动机/情绪等调节系统认知系统信号处理系统组织反应第102页，课件共157页，创作于2023年2月小结决策过程影响因素感受性因素非感受性因素（如先定概率、决策后果即奖励与惩罚等）第103页，课件共157页，创作于2023年2月（二）信号检测论的统计学原理心理学上的信号检测实验一般是在信号和背景不易分清的条件下进行的。对信号检测起干扰作用的背景叫噪音，这“噪音”不仅是指纯音信号出现时其他的噪音而言的；在视觉实验中，伴随着亮点信号出现时的照度均匀的背景也叫做“噪音”。总之，对信号起着干扰作用的因素都可当作“噪音”。一般的心理物理的辨别实验，其中包含着刺激A和刺激B。在这种情况下，可将其中一个刺激作为噪音，另一个作为信号。第104页，课件共157页，创作于2023年2月主试呈现的刺激，有时只呈现“噪音”刺激（以N表示）；有时在信号刺激加噪音刺激同时呈现（以SN表示），让被试对信号刺激做出反应。在呈现刺激前，主试要先告诉被试者N和SN各自出现的概率。这个概率称为先定概率（或先验概率）。同时对被试者说明判定结果的奖惩办法。因为先定概率和奖惩办法都将影响被试者的判定标准，每次实验呈现的是N还是SN是随机安排的。主试在呈现刺激之前（约2秒前）要先给被试者一个预备信号。第105页，课件共157页，创作于2023年2月第106页，课件共157页，创作于2023年2月被试者对有无信号出现的判定在信号检测实验中，被试者对有无信号出现的判定，可以有四种结果：

1.击中当信号出现时（SN），被试报告为“有”，这称为击中，以Y/SN表示。我们把这个判定的概率称为击中的条件概率，以P（H）或P（Y/SN）表示。2.虚惊当只有噪音出现时（N），被试报告“有”，这称为虚惊（或误报），以Y/N表示。我们把这个判定的概率称为虚惊条件概率，以P（FA）或P（Y/N）表示。第107页，课件共157页，创作于2023年2月3.漏报当有信号出现时，被试报告为“无”，这称为漏报（或失察）（miss），以n/SN表示。把这种判定概率称为漏报条件概率，以P（M）或P（n/SN）表示。4.正确拒斥当无信号而只有噪音出现时，被试报告为“无”，这称为正确拒斥（correctrejection）或正确（correct），以n/N表示。我们把这个判定的条件概率称为正确拒斥的条件概率，以P（CR）或P（n/N）来表示。第108页，课件共157页，创作于2023年2月这样，噪音背景下的信号检测实验，在每种刺激状态下都存在二种反应可能，其组合就构成一个两择一判决矩阵，其中H(hit)和CR(correctrefuse)是正确反应，M(miss)和FA(falseaccept)是错误反应。如果用概率表示，则有:P（H）＋P（M）=1P（FA）＋P（CR）=1从式中可见，其他两个条件概率是这两个条件概率的补数，即知道其中一个数，就可求出互补的另一个数：P（H）=1-P（M）P（FA）=1-P（CR）第109页，课件共157页，创作于2023年2月统计学上也就是H0是无信号，H1是是信号。通常根据被试对信号的击中率和虚报率，来计算被试的判断标准和感受性，进而对被试判断标准的严格性和感受性高低进行分析和判断。第110页，课件共157页，创作于2023年2月例在一段时间内有10架飞机飞过，其中6架为敌机，雷达报告到其中的5架，并把2架民用机误报为敌机，击中率为多少？漏报率为多少？虚报率为多少？雷达的正确拒绝率为多少？击中率：击中了5个，漏报1个，因此击中率：5÷6=0.83；0.8漏报率：和击中率对应的：1÷6=0.167；0.2。虚报率：虚惊2个，因此：2÷4=0.5

正确拒绝率：和虚报率对应的：2÷4=0.5第111页，课件共157页，创作于2023年2月噪音背景下的信号检测在噪音背景下，无信号时X并不总是等于A0，有信号时X也并不总是等于A1，而是分别形成两个概率分布P0（X）和P1（X）。这时，检测者需要确定一个反应标准Xc，将X分成二个值域，当X≤Xc时，判定H0为真；当X≥Xc时，判定H1为真。

第112页，课件共157页，创作于2023年2月在实验的每一个过程中，给被试事实呈现的只有两种可能，要么是信号加噪音，要么是噪音。被试的判别反应也很简单，要么认定是信号，要么认定是噪音。第113页，课件共157页，创作于2023年2月第114页，课件共157页，创作于2023年2月在噪音背景下，无论将Xc确定在哪一位置，都存在有错误的可能，即虚惊错误FA和漏检错误M。如上图所示，曲线P0（X）在Xc右面部分所包含面积为虚惊率QFA，曲线P1（X）在Xc左面部分所包面积为漏检率QM。

因此，在信号分布和噪音分布不变的情况下，检测者选择的反应标准Xc将影响P（H）、P（M）、P（FA）和P（CR）。第115页，课件共157页，创作于2023年2月第116页，课件共157页，创作于2023年2月（三）信号检测论的二个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。第117页，课件共157页，创作于2023年2月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立指标：一个是感觉辨别力指标（d‘），表示感知能力，又称为感觉敏感性；另一个是反应偏向，可用似然比值（β），有时也用报告标准（C）来表示，它包括利益得失、动机、态度等因素。第118页，课件共157页，创作于2023年2月1.敏感性指标

信号检测论的最主要贡献是在反应偏向与反应敏感性之间能作出区分。击中概率P可以因为检测者持严格的反应标准（高β）而减低；另一方面，即使观测者持宽松的反应标准（低β），P也可能因为敏感性的降低而降低。第119页，课件共157页，创作于2023年2月敏感性可以表现为内部噪音分布fN(X)与信号加噪音分布fSN(X)之间的分离程度。两者的分离程度越大，敏感性越高；分离程度越小，敏感性越低。下图给出了反应偏向（β）相同的情况下，两种敏感性情况。第120页，课件共157页，创作于2023年2月第121页，课件共157页，创作于2023年2月内部噪音分布fN(X)与信号分布fSN(X)的分离程度既受信号的物理性质影响，也受被试者（测验者）特性的影响。因此，fN(X)与fSN(X)之间的距离（平均数MSN与MN之间的距离）就可作为敏感性的指标，称为辨别力d’：即辨别力（d’）等于两个分布的均数之差除以N分布的标准差。假设两个分布的标准差相等。

第122页，课件共157页，创作于2023年2月由击中率与虚报率所得Z有正负，而上式中是要求为绝对值。所以就需要对d=Xc在SN分布中的|Z|+Xc在N分布中的|Z|进行符号转化。在一个标准正态分布图中，当概率小于0.5时，z为负，概率大于0.5时，z为正。

但要留意到一点，在SDT中的概率P值并不直接对应着通常规定下的标准正态分布POZ中的概率P。SDT中的概率P是指击中率或虚报率，从图中可明显看出，击中率或虚报率是在正态分布图的右端，所以【1-击中率或虚报率P】后，才是对应着通常下POZ中的概率P。

第123页，课件共157页，创作于2023年2月2.反应偏向

反应偏向可由二种方法计算：一种是似然比值另一种是报告标准。第124页，课件共157页，创作于2023年2月（1）似然比值——β

信号检测论中用以表示反应偏向的指标之一是似然比值β，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第125页，课件共157页，创作于2023年2月我们可以将信号和噪音两个感觉分布视为无数次感觉过程累计。这样，观察者（被试）的每一次感觉过程都会产生一定的感觉量值X。这个X必定落在噪音分布和信号分布所覆盖的范围内。如果X很弱并离开了信号分布，就必定来自噪音分布；反之X很强并离开了噪音分布，也就一定是信号（如）。问题集中在信号分布和噪音分布重叠的中间感受区域上：这一区间的X值即可能对应信号，也可能对应于噪音（如图）。第126页，课件共157页，创作于2023年2月第127页，课件共157页，创作于2023年2月对于此区间内任意一个X，它来自信号分布或噪音分布的可能性，可以用其在两个分布中对应的纵线高度（O）来衡量。X对应的两个分布上的纵线高度之比被称做似然比（likelihoodratio）。观察者选择某一个似然比的值作为产生“信号”、“噪音”两种判断反应的分界点，或称决策标准（β）。

第128页，课件共157页，创作于2023年2月第129页，课件共157页，创作于2023年2月第130页，课件共157页，创作于2023年2月第131页，课件共157页，创作于2023年2月（2）报告标准——C

信号检测论中用以表示反应偏向的另一个指标是报告标准，又称判断标准（或判定标准）。在数学上，反应标准的另一种表示方法是感受经验强度，用符号C表示。C是横轴上的判定标准位置。在数学上，C的单位要转换成刺激强度单位。第132页，课件共157页，创作于2023年2月计算方法：C=[(高强度刺激的强度值-低强度刺激的强度值)/被试的感受性]*低强度刺激的正确拒绝率+低强度刺激的强度值第133页，课件共157页，创作于2023年2月（四）接受者操作特性曲线

接受者操作特性曲线，简称ROC曲线，在心理学上又称为感受性曲线，这就是说，曲线上各点反映着相同的感受性，它们都是对同一信号刺激的反应，不过是在几种不同的判定标准下所得的结果就是了。接受者操作特性曲线以虚惊概率为横轴，击中概率为纵轴所组成的坐标图和被试者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。第134页，课件共157页，创作于2023年2月ROC曲线每一条曲线上的点意味着同一感受性变化不大，主要受先定概率和奖惩关系影响；ROC曲线的曲率反应敏感性指标d’，ROC曲线离机遇线愈远，表示被试者辨别力愈强，d’的值当然就愈大,不同的曲线表示感受性的差异，这可能是由被试的个体的感知能力的差异所致，也可能是信号与噪音之间的区别性。

第135页，课件共157页，创作于2023年2月（五）信号检测论的实验方法1.有无法事先选定SN和N，并规定两者出现的频率，随即呈现，要求被试回答出现的是什么。计算击中率P(y/SN)和虚报率P(y/N).检测纯音信号，随机呈现100次信号和100次噪音，发现100次信号被试说是信号16次，100次噪音被试说是信号2次。P(y/SN)=16/100=0.16;P(y/N)=2/100=0.02第136页，课件共157页，创作于2023年2月被试在进行判断过程中，事先选择某一个似然比作为信号和噪音的分界点，也称判断标准。判断标准=击中率的纵坐标/虚报率的纵坐标击中率的纵坐标=击中率相应Z分数上正态曲线的高度，可以通过查正态曲线表获得。被试只要比较当前的似然比与自定的判断标准的大小，就可以做出反应了。第137页，课件共157页，创作于2023年2月第138页，课件共157页，创作于2023年2月击中率的纵坐标指击中率相应Z分数上正态曲线的高度。查表P=0.16时为0.242；P=0.02时为0.048判断标准β=击中率的纵坐标/虚报率的纵坐标=5.042第139页，课件共157页，创作于2023年2月感受性：辨别力指标d’，是观察者对刺激的感受性的度量。由信号和噪音引起的感觉个为一个正态分布曲线。两个曲线的距离即两个正态分布的平均数之间的距离来作为感受性指标。查表P=0.16时Z为1；P=0.02时Z为2

感受性d’=ZN-ZSN=1第140页，课件共157页，创作于2023年2月影响判断标准变化的原因信号出现的概率和被试回答的奖惩办法当信号出现概率变大，判断标准β变低。分辨能力d’不变。当奖惩方法是鼓励多说信号时，β偏低，当奖惩方法是鼓励少说信号时，β偏高。第141页，课件共157页，创作于2023年2月实验举例：先定概率为0.1时，则当作”信号”的画页为10张;当做”噪音”的画页为90张。作为信号的画页呈现完毕之后，与此组作为噪音的画页混合，然后随机地逐张呈现给被试。这时，每呈现一张画页，即要求被试判断此画页是“信号”还是“噪音”，并要求被试把结果记录在实验纸上。第142页，课件共157页，创作于2023年2月2.评价法有无法的缺点？评价法：同一实验，被试用不同的标准有几个不同的等级，代表了被试对刺激的不同确信程度。相应不同的等级，被试存在不同的判断标准。第143页，课件共157页，创作于2023年2月第144页，课件共157页，创作于2023年2月（1）特点噪音分布信号Xcx3x4x1x2C1C2C3C4C5123456各个确信程度的含义确信程度含义相应的概率判断第6等十分肯定有信号出现100％有信号出现第5等肯定有信号出现80％有信号出现第4等可能有信号出现60％有信号出现第3等可能没有信号出现40％有信号出现第2等肯定没有信号出现20％有信号出现第1等十分肯定没有信号出现0％有信号出现从c5到c1判断标准越来越宽松第145页，课件共157页，创作于2023年2月例：图片再认评价法实验结果1确信程度654321合计2Fi(SN.Ri）1761541016659446003Fi(N.Ri）245466961621986004Pi(y/SN）0.290.260.170.110.100.075Pi(y/N）0.040.090.110.160.270.33各种标准下的击中率和虚报率1不同判断标准下的击中率与虚惊率C5C4C3C2C12Fi(SN.Ri）17615410166593Fi(N.Ri）245466961624Pi(y/SN）0.290.260.170.110.105Pi(y/N）0.040.090.110.160.27第146页，课件共157页，创作于2023年2月第一，我们只需要判断标准右侧的击中率和虚惊率；第二，每一个判断标准下都有一个原始的击中率和虚惊率；第三，在评价法当中,判断标准宽松时的虚惊概率和击中概率需要累加.第147页，课件共157页，创作于2023年2月第148页，课件共157页，创作于2023年2月各种标准下的d’和β判断标准C5C4C3C2C1P(y/SN)0.290.550.720.830.93P(y/N)0.040.13