用恒定刺激法测重量差别阈限的

实验报告

姓    名：

学    号:

指导老师：

时    间：2012/10/11

  

 恒定刺激法测重量差别阈限

***  ***  ***  ***

(长春大学光华学院         长春       130000)

摘要：本实验通过恒定刺激法测定被试的重量差别阈限，使用了直线内插法来精确重量差别阈限，得出被试的重量差别阈限为7.27克。

关键字：重量差别阈限  恒定刺激  直线内插法

1 引言

恒定刺激法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，此种方法的特点是：根据出现次数来定阈限，即以次数的整个分布求阈限。

此种方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%。

直线内插法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50%处画出与横轴平行的直线，与曲线相交于一点，从这一点向横轴画垂线，垂线与横轴相交处就是两点阈。

2 研究方法  

   2.1 被试

   1名在校女大学生，19岁，****学院11级应用心理学专业。

2.2 仪器和材料  JGW—B心理实验台操作箱，高5cm直径4cm的圆柱体一套共8个其中100克两个，88克，92克，96克，104克，108克，112克各一个。

2.3 试验过程  (1)．排出各对刺激呈现的顺序：将7个变异刺激（包括100克的一个）各与标准刺激（100克）配成一对，每对比较10次，为了消除时间误差，10次中有5次先呈现标准刺激，另5次先呈现变异刺激。全套重量共比较70次。

对刺激呈现的顺序，以及每对刺激中标准刺激先呈现和后呈现都按随机原则排列。

(2)．被试坐在实验台被试侧，右手伸入实验台中部操作箱套袖式测试口，主试用粉笔在测试面上放刺激物处标出位置，为要让被试的前臂在被试侧桌面上的位置保持不变，也应将被试前臂接触桌面的位置用粉笔标出来，以便休息后仍可回到原处。

(3)．实验开始时要向被试做示范操作：被试用右手的拇指和食指拿住圆柱体慢慢上举，使它离开测试面2cm，2秒后就放下（这时胳臂肘不要离开桌面）呈现两个刺激的时间间隔最好不要超过1秒，以免被试的第一个质量感觉消退，当被试防下第一个重量后，主试立即插上第二个重量。二次比较至少间隔5秒，以免各次感觉互相干扰，主试呈现刺激时，切莫让圆柱体碰被试的手。

(4).实验开始，主试给被试以下指示语：

“现在请你一对一对地比较圆柱体的重量。当你听到我把圆柱体放在测试面上时，你就用刚才要求的方法轻轻地把它提起，注意这时地重量感觉，放下后也要尽量保持住这个感觉。当拿起第二个圆柱体时，就用你对第二个圆柱体的重量感觉与第一个的重量感觉进行比较，如果你觉得第二个比第一个轻些就说“轻”；如果你觉得重些就说“重”；如果分不清轻重就说“相等”，这样一共要比较几十次，每次比较后必须做出判断，判断的标准要尽量前后一致。请注意要用第二个圆柱体的重量去比第一个圆柱体的重量。要你判断，第二个比第一个是轻、重、还是相等。”

5.       按排好的顺序呈现刺激，每次被试做出“轻”、“重”或是“相等”的判断，要在记录表的相应地方记下“－”、“＋”或“＝”，每比较10次后休息2分钟。

3.结果

表1-1每个变异刺激比较标准刺激轻,重和相等次数及所占百分比记录

图1-1

                           

差别阈限DL=(109.875-95.33)/2=7.27(克)

4 讨论与分析

（1）本实验显然是有时间误差的, 被试在试验后报告：试验时明细那感觉到总是后面右手那个砝码重！但是由于本试验程序的对称设计，所以可以抵消大部分空间误差所造成的不准确。故空间误差对实验结果有一定影响，但很小。主要的误差还是来自于每个被试不同的判断风格，即有些被试倾向于多做等于判断，有些被试倾向于多做差别判断

（2）在测定重量差别阈限时，使用最小变化法简单易行，速度较快。使用恒定刺激法由于顺序是完全打乱的，误差较小：不受期望、习惯、练习、误差的影响，虽然有时间误差，但可以抵消。和最小变化法测量差别阈限一样，恒定刺激法测量差别阈限结果同样受被试判断风格的影响。

（3）根据韦伯定律, k=△I/I

(其中I为标准刺激的强度或原刺激量，△I为引起差别感觉的刺激增量，K为常数)

得出该被试的K值为0.0727,基本符合韦伯定律.,

5 参考文献

［1］郭秀艳,杨治良.基础实验心理学.北京：高等教育出版社，2011.100～105

［2］张厚粲,徐建平.现代心理与教育统计学.北京：北京师范大学出版社,2011.

附录:

原始数据

表1-2用恒定刺激法测重量差别阈限的实验记录1(标准刺激在前)

表1-3用恒定刺激法测重量差别阈限的实验记录2(标准刺激在后)

表1-4表1-3试验记录转换后

 

第二篇：最小测量法测明度差别阈限实验报告

华中师大实验心理学

心理学实验报告

科目：实验心理学

学生姓名：

学号：

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华中师大实验心理学

实验心理学学生实验报告

姓 名 学 号

班 级 辅修班 专 业 年 级 2009级

实验时间 2011-10-26

实验名称：最小变化法测量明度的差别阈限

摘 要：本实验为心理物理学实验，采用计算机辅助测量，使用明度为192的标准刺激，用最小变化法测量一被试的明度差别阈限，并考察被试在实验过程中是否存在习惯误差、期望误差、练习效应、疲劳效应以及空间位置效应。结果表明，该被试的明度绝对差别阈限为4.375，并存在着习惯误差和空间位置效应，而不存在期望误差和练习效应、疲劳效应。

关键词：最小变化法，差别阈限，明度，心理物理学

1 前言: 心理物理学的先驱是G.T.Fechner(1801-1887)。作为一位哲学家，他始终关心心理与物理的关系问题，千方百计的企图在物理刺激与感觉之间发现某种定量的关系。他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。1860年，他发表了《心理物理学纲要》一书，为心理物理学研究方法的发展奠定了基础。他给心理物理学下的定义是：一门研究心身之间或心物之间的函数关系的精密科学。它的范围包括感觉、知觉、感情、行为、注意等等。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（对身体各感官的刺激）与心理量（各种感觉或主观印象）之间的数量关系问题。[1]

Fechner在心理物理学研究中提出, 心理物理学包括外部的心理物理学和内部的心理物理学。他认为: 人的感觉过程涉及外部物理世界的物理刺激,内部物理世界的脑活动过程,以及内部心理世界的感觉体验。 外部物理世界

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对人的感官有各种外部物理刺激, 它们引起人的内部物理世界的活动, 也就是脑的活动过程, 并且产生内部心理世界的感觉体验。他认为,外部的心理物理学研究外部物理刺激强度和感觉体验强度之间的关系, 而内部的心理物理学则研究内部物理世界即脑活动过程强度和感觉体验强度之间的关系。外部物理刺激的强度可用物理量I来表示。 外部物理刺激引起的脑活动过程(脑区激活)的强度可用生理量A表示。感觉体验的强度,即外部物理刺激通过脑活动过程产生的感觉体验的强度可用心理量S表示。 因此, 外部的心理物理学着重讨论外部物理刺激的物理量I和由外部物理刺激产生的感觉体验的心理量S之间的关系; 内部的心理物理学着重讨论脑活动过程的生理量A和由内部物理过程产生的感觉体验的心理量之S间的关系。[2] 在心理物理学中测量感觉阈限的方法有最小变化法、平均差误法和恒定刺激法。其中，最小变化法是最早被用来研究感觉阈限的方法。人们曾使用过最小变化法来测量音高的感觉阈限，视觉长度的差别阈限等。最小变化法是把有感觉和无感觉的转折点作为阈限，因此，它曾被认为很好的表达了感觉阈限的概念：在阈限以下人们一无所知。但是，阈下知觉的存在表明这种看法是不正确的，而且由于在用最小变化法实验时，被试可能会产生习惯误差和期望误差，使实验结果不可靠，因而，最小变化法已被淘汰，现在人们使用阶梯法来进行感觉测量。[3]

作为教学实验，本试验的目的是希望同学们能够加深对心理物理学的理解，同时掌握最小变化法测量感觉阈限的基本方法和技巧。本实验使用最小变化法来测量明度差别阈限，一共进行8个系列，预期被试可能会产生习惯误差或期望误差，同时也可能出现练习效应或疲劳效应以及空间位置效应。

2 方法:

2.1 被试:华中师范大学本科女生一名,21岁, 矫正视力正常，无色盲或色弱，右利手，以前未参加过类似实验。

2.2 实验仪器与材料:

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2.2.1 仪器

17寸纯平显示器一台，配有红黄绿按键板一个，靠背椅一张。

2.2.2 刺激材料

使用大学生实验心理学实验软件。在20cmⅹ15cm的黑色背景中同时呈现两个4.8cmⅹ4.8cm的灰色方块，其中一个为标准刺激，明度为192，另一个为变异刺激。被试距离屏幕50cm。刺激一共呈现八组，标准刺激按照左左右右右右左左的位置呈现，变异刺激的起始明度随机。组内时间间隔为500ms,组间间隔时间为2000ms。

2.3 实验设计与实验程序:

Fechner提出的测量感觉阈限的方法有三种：最小变化法、恒定刺激法和平均差误法。本研究采用的是最小变化法来测量明度差别阈限。在用最小变化法测定阈限时，其特点是按物理量的强弱把刺激排成系列，各相邻刺激的强度差别很小而且相等；刺激呈现的顺序有两种不同的操作方式，按从强到弱的顺序叫渐减法（用↓表示）；按从弱到强的顺序呈现叫渐增法（用↑表示）。[4]被试需判断变异刺激与标准刺激的强度差别，并做出相应的反应。 在用最小变化法测定阈限时，有可能发生习惯误差和期望误差。如果有的被试习惯于前面几次刺激引起的感觉，那么，在用渐减法测定时，刺激强度必须减到远在他的实际阈限以下时他才感觉不到。这就产生了使阈限值降低的误差；当用渐增法测定时恰好相反，刺激值必须增到他的实际阈限以上时他才感觉得到，这是就产生了阈限值提高的误差。如果有的被试期望转折点迅速到来，用渐减法测定时就会产生阈限值偏高的误差；用渐增法测定时就会产生阈限值偏低的误差。为了避免这种常误（有一定倾向的误差）对所测阈限准确性的影响，在测定一个被试的阈限时，用渐增和渐减的次数要相等，并以二者的平均这作为所测结果。[4]

用最小变化法测定阈限时是否产生习惯误差或期望误差，这在不同的被试之间存在着差异：有的被试有习惯误差，有的被试有期望误差，有的被试则二者都没有。为了检查被试是否有期望或习惯误差，↑和↓的顺序还需要作适当的安排；因为在多次的测定过程中，往往会受练习或疲劳的影响而发

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生前后阈限值不一致的情况。要检查↑和↓所测结果是否有差别，就要使二者受练习或疲劳影响的程度相等，也就是说使二者在测定顺序上机会均等（假设练习或疲劳的作用随测定次数增多而等速变化）。[5]

本实验是采用最小变化法来测量明度差别阈限，需要两类刺激，一类固定不变叫做标准刺激，另一类的刺激量是可变的，叫做变异刺激。测定差别阈限时，要求被试从变异刺激中找出一个在感觉上与标准刺激相等的刺激来，也就是使变异刺激和标准刺激相匹配。在匹配时，无论变异刺激按渐增或渐减的顺序变化，都有两个转折点：渐增时从感觉到变异刺激比标准刺激稍弱到感觉到二者相等；再从相等到感觉到变异刺激比标准刺激稍强。渐减时从感觉到变异刺激比标准刺激稍强到感觉到两者相等，再从相等到感觉到变异刺激比标准刺激稍弱。感觉到稍强和相等的两个刺激的平均值称为上限，感觉到相等和稍弱的两个刺激量的平均值称为下限。上限减去标准刺激成为上差别阈，标准刺激减去下限成为下差别阈。上差别阈和下差别阈的平均值称为绝对差别阈限，绝对差别阈限和标准刺激之比成为相对差别阈限。

[2]在本实验中给定一标准的明度刺激（明度为192的灰色方块），变异刺激按最小变化法排成系列，分别以递增和递减的顺序呈现。为了消除定势的影响，变异刺激呈现的起始明度由电脑随机选择。实验共分成8组，被试的任务是判断标准刺激与变异刺激的明度差别，然后选择不同的按键做出反应。在递增系列中，当被试认为变异刺激的明度强于标准刺激时，则该组实验结束并进入下一组；在递减系列中，但被试认为变异刺激的明度小于标准刺激时，则该组实验结束并进入下一组。为了平衡被试的习惯误差、期望误差、练习效应、疲劳效应以及空间误差，本实验对标准刺激的呈现位置做出了安排，即标准刺激在八组中的位置依次为左左右右右右左左，同时，变异刺激按照↑↓↓↑↑↓↓↑的顺序呈现。

2.4 实验程序:

实验开始时，被试首先阅读屏幕上呈现的指导语：

“实验开始时，请你紧盯注视点并判断屏幕上呈现的两个灰色方块的亮度，如果你认为左边的方块亮，则按红色键，如果你认为一样亮，则按黄色键，如果你认为右边的方块亮则按绿色键。明白实验要求后即可开始实验。”

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实验正式开始时，黑色的屏幕中间会呈现两个灰度不同的方块，其中一个的下方写有蓝色的“标准刺激”，两个方块的下方写有黄色的“请比较两者的亮度”。被试即按照指示语的要求来按键判断标准刺激和变异刺激的亮度。在递增系列中，当被试认为变异刺激的明度强于标准刺激时，则该组实验结束并进入下一组；在递减系列中，当被试认为变异刺激的明度小于标准刺激时，则该组实验结束并进入下一组。当一组实验结束后，屏幕上出现黄色的“下一组”，则被试进入下一组实验。本实验一共分为8组。

实验中，呈现递增系列时，电脑会自动记录被试判断变异刺激比标准刺激“相等”和“亮”的转折点，呈现递减系列时，电脑会自动记录被试判断变异刺激比标准刺激“相等”和“暗”的转折点。全部实验结束后，电脑会报告被试在八个系列中的转折点和变异刺激的起始明度。

3 实验结果:

按照实验设计中的计算方法，分别计算被试在8个系列中的明度差别阈限的上下限以及绝对差别阈限（见表1）：

详细反应记录

标准刺激 始 等 终 上/下限

左 亮 153 186 190 189.50/185.50

左 暗 225 194 177 194.50/177.50

右 暗 225 191 187 191.50/187.50

右 亮 158 196 200 199.50/195.50

右 亮 153 193 195 194.50/192.50

右 暗 222 188 186 188.50/186.50

左 暗 229 187 184 187.50/184.50

左 亮 153 191 193 192.50/190.50

综合8个系列的实验，该被试的平均上限为192.25，平均下限为187.50，则平均绝对差别阈限为2.38，平均相对差别阈限为1.24％。

为考察被试是否存在习惯或期望误差，分别将递增和递减的4

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个系列合并求平均值，并分别计算递增递减系列的绝对差别阈限，结果见表2：

表2：递增递减序列的差别阈限比较

上 限 194 190.5

下 限 191 184

注：DL代表绝对差别阈限

由以上结果可以看出，被试在递增系列中的绝对差别阈限高于在递减系列中的绝对差别阈限，表明被试在实验过程中存在着习惯误差。

为考察空间位置对绝对差别阈限的影响，分别将标准刺激在左和在右的系列合并求平均值，并分别计算标准刺激在左和在右的绝对差别阈限，结果见表3：

表3：标准刺激的空间位置对差别阈限影响

标准刺激 在 左 在 右

上 限 191 193.5

下 限 184.5 190.5

DL 2.75 1.5

由以上结果可以看出，被试在标准刺激在左的系列中的绝对差别阈限高于标准刺激在右的绝对差别阈限，表明在实验中存在着空间位置的误差。

为考察测定顺序对差别阈限的影响，分别将前四个和后四个系列合并求平均值，并分别计算前四个系列和后四个系列的绝对差别阈限，结果见表4：

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表4：测定顺序对差别阈限的影响

顺 序 前 4 次 后4次

上 限 193.75 190.75 下 限 186.5 188.5

由以上结果可以看出，被试前4个系列和后4个系列的绝

对差别阈限有差异，即被试在实验中存在练习效应和疲劳效应。

综合8个系列的实验数据，我们得到该被试在标准刺激为

明度192时的明度差别阈限的上下限，上差别阈和下差别阈，绝对差别阈限和相对差别阈限。（见表5）：

表5：被试在本实验中的相关数据

192.25 187.5 0.25 4.5 2.38 1.24%

4 讨论：

在本实验中，除了要平衡用最小变化法进行实验所产生习

惯误差和期望误差之外，还有因标准刺激与比较刺激同时呈现所造成的空间误差等。为控制这种误差，我们可以采用ABBA法，对两个系列的起点做随机变化。在本实验中，我们采用标准刺激的位置分别在左左右右右右左左的设计来平衡空间误差，采用变异刺激↑↓↓↑↑↓↓↑顺序呈现的设计来平衡期望误差或习惯误差、练习误差或疲劳误差。从结果来看，这几种误差的影响均不明显，可以看出这种设计是十分科学和必要

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的。

另外，我们还发现被试在标准刺激在左的系列中的绝对差别阈限高于标准刺激在右的绝对差别阈限，表明在实验中存在着空间位置的误差。这可能是因为在实验中被试的眼睛没有正对屏幕造成的，这是主试在实验中不够细心的地方，这种情况完全可以避免。另外，空间误差也有可能是被试本身双眼的颜色敏感度不同造成的，这种情况不能完全消除，但可以通过实验设计来改进 。在本实验中，我们采用标准刺激的位置分别在左左右右右右左左的设计，希望能减小空间位置带来的误差，从结果来看，这种设计也是十分科学和必要的。

由于本实验是教学实验，实验室人员较多，难免会对被试造成影响，使被试不能集中精神于当前的任务中，并且有可能使室内光线变暗，因而在判断刺激明度时产生误差，但由于条件的限制，我们只能尽量要求被试精神集中地完成实验，减少人员的走动。

此外，在主客观因素的影响下，实验不可避免地产生了疲劳效应和练习效应，但其影响并不明显。

最后，由于是个人实验，没有横向比较，实验数据没有参照意义。建议统计被试群体横向比较表格，让实验更具客观性。

5 结论：

本实验的结果表明该被试的绝对差别阈限为2.38，说

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明物理量与心理量并不是一一对应的关系，给定一个恒定的刺激量可能在不同的被试心理上产生不同的感觉；同样，给定不同强度的刺激量，可能在同一被试的心理上产生相同的感觉。 参考文献：孟庆华、常建华编著 实验心理学 北京师范大学出版社 2001 53页

中华心理学习网 最小变化法－明度差别阈限 第10页，共10页