06年10月心理實驗設計串講第四章

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第四章 心理物理學
    單項選擇、多項選擇、填空題:
    1、傳統(tǒng)的心理物理學方法所處理的問題大體上可以分為兩大類;一類是感覺閾限的測量,另一類是閾上感覺的測量,也就是心理量表的制作。
    2、自從20世紀50年代坦納和斯威茨把信號檢測論引入心理學領域以來,又為心理物理學研究提供了一個新的有力工具。
    3、費希納定律的前提有兩個:①假定韋伯比例在強弱不同的刺激水平上都是恒定的;②在所有刺激強度水平上的j.n.d都是相等的,即主觀的剛剛感到的差別在不同刺激水平上都是一樣的。
    4、SDT提出兩個假設。一個認為,重復呈現(xiàn)同一刺激并不產(chǎn)生相同的感覺量。另一個認為,被試在決定某一個感覺是由信號或噪音引起時,是根據(jù)自己的主觀標準來判斷的,這個判定標準還可以受SN呈現(xiàn)的先定概率和對反應的獎懲辦法兩個因素的影響而發(fā)生變化。
    5、與經(jīng)典的心理物理學不同,信號檢測論可以將人的感受性和其判斷標準區(qū)分開來。
    6、在信號出現(xiàn)的概率保持恒定的情形下,獎懲辦法導致被試不同的動機水平,最后影響β。當獎懲辦法是鼓勵多說信號時,β偏低;當獎懲辦法是鼓勵少說信號時,β偏高。
    名詞解釋:
    1、心理物理學——心理物理學是研究心物關系并使之數(shù)量化的一個心理學分支。費希納的定義是:一門研究心身或心物之間的函數(shù)關系的精密科學。
    2、感覺閾限——我們能感覺到的只是刺激系列中的一小段,因此就產(chǎn)生了感覺閾限的問題。
    3、絕對閾限——剛剛能引起感覺的最小刺激強度叫作絕對閾限。絕對閾限的操作性定義:有50%的次數(shù)能引起感覺、50%的次數(shù)不能引起感覺的刺激強度。
    4、差別閾限——剛剛能引起差別感覺的刺激之間的最小強度差叫作差別閾限又稱為最小可覺差(j.n.d)。差別閾限的操作性定義:有50%的次數(shù)能覺察出差別、50%的次數(shù)不能覺察出差別的刺激強度的增量。
    5、韋伯比例——1846年韋伯發(fā)表了他關于重量差別閾限的研究,系統(tǒng)地闡述了差別閾限與標準刺激之間的關系,他指出,差別閾限與標準刺激成正比,并且差別閾限和標準刺激的比例是一個常數(shù),用△T/I=K這個等式表示。其中△T代表差別閾限,I代表標準刺激的強度,K是小于1的一個常數(shù)。K也叫作韋伯比例或韋伯分數(shù)。
    6、最小變化法——最小變化法的刺激是按大小順序呈現(xiàn)的,有遞增和遞減兩類系列,刺激間的變化很小且間距相等。每次呈現(xiàn)刺激后讓被試報告是否有感覺。刺激的增減應盡可能地小,目的是系統(tǒng)地探求被試由一類反應到另一類反應的轉折點,即在多強刺激時由有感覺變?yōu)闊o感覺(遞減系列),或由無感覺變?yōu)橛懈杏X(遞增系列)。
    7、恒定刺激法——恒定刺激法的特點是只用少數(shù)幾個刺激,通常為5-7個,并且這幾個刺激在測定閾限的整個過程中是固定不變的。是以隨機的方式呈現(xiàn)。這個方法常以被試對不同刺激覺察的次數(shù)在該刺激呈現(xiàn)的總次數(shù)中所占的比例來計算閾限值,因此又叫作次數(shù)法。
    8、平均差誤法——平均差誤法的典型實驗程序是,實驗者規(guī)定以某一刺激為標準刺激,然后要求被試調節(jié)另一比較刺激,使后者在感覺上與標準刺激相等。客觀上一般不可能使比較刺激與標準刺激完全一樣,于是每一次比較就都會得到一個誤差,把多次比較的誤差平均起來就可得到平均誤差。因為平均誤差與差別閾限成正比,所以可以用平均誤差來表示差別感受性。
    9、習慣誤差——就是指被試因習慣于由原先的刺激所引起的感覺或感覺狀態(tài),當刺激和感覺早已發(fā)生了變化,被試還以先前的感覺來報告。
    10、期望誤差——是指被試過早期望將要來臨的刺激而導致錯誤的判斷。
    11、時間誤差——在用恒定刺激法測量重量差別閾限的實驗中,標準刺激和比較刺激是繼時成現(xiàn)的,這就可能產(chǎn)生時間誤差。
    12、空間誤差——標準刺激在左邊和右邊的次數(shù)不相等時就會產(chǎn)生空間誤差。每對刺激同時呈現(xiàn)也可產(chǎn)生。
    13、階梯法——階梯法和最小變化法不同的地方,就在于它把增加和減少刺激強度的程序連續(xù)進行。當被試報告感覺不到呈現(xiàn)的刺激時,主試就按一定梯級來增加刺激強度;而當增加到被試感覺到了時,又按一定的梯級來減少刺激強度。實驗按這樣的順序繼續(xù)下去,直至達到一個先定的標準或先定的實驗次數(shù)為止。
    14、主觀相等點——不肯定間距的中點被稱為主觀相等點(PSE)。它的含義是,被試在做比較時,實際上是以62.75in為標準刺激,而不是以規(guī)定的64in為標準刺激。
    15、相等地帶——上限與下限之間叫做不肯定間距(I/U)或叫做相等地帶。
    16、直線內插法—— (x2-x1)(y-y1)
    x=x1+———————— 優(yōu)點是簡單易算,但不夠精確。
    (y2-y1)
    17、平均Z分數(shù)法——平均Z分數(shù)法可以避免直線內插法的缺點,因而提高了結果的精確度。這種方法首先要求把實驗結果的P值比例轉換為標準分數(shù)即Z分數(shù),這可以通過P-Z轉換表來獲得。
    18、最小二乘法——比平均Z分數(shù)法更為精確的方法。用最小二乘法做直線時,要先確定直線方程:Y=a+bX中的a和b.
    19、心理量表——心理量是如何隨刺激的物理量的變化而變化的呢?要回答這個問題,就需要制作心理量表。心理量表大體上可以分為三類:順序量表、等距量表和比例量表。
    20、順序量表——是一種比較粗略的量表,它既無相等單位又無絕對零點,只是把事物按某種標準排一個順序。
    21、等距量表——是一種有相等單位但沒有絕對零點的量表,因此它只能做加減運算,不能做乘除運算。
    22、對偶比較法——是把所要測的刺激配成對,逐對呈現(xiàn)給被試,讓被試判斷在兩個刺激中哪一個某種特性更明顯。若有n個刺激,一共可配成n(n-1)/2對。
    23、等級排列法——是一種更為直接的方法,它要同時呈現(xiàn)所有的刺激,讓被試根據(jù)一定的心理特點,將其中的刺激排在第一位,把最差的刺激排在最后,其他刺激依次排在中間,以等級來表示與各刺激相應的心理量的順序。
    24、感覺等距法——是一種制作心理等距量表的直接方法。特點是讓被試把兩個感覺的距離分成幾等份??梢酝瑫r分成幾個等份,也可以用一次分成兩個等份的方法,最后分成幾個等份。以刺激值為橫坐標,以等距的感覺為縱坐標畫成曲線
    25、差別閾限法——是制作心理等距量表的一種間接方法。費希納提出,差別閾限(△T)造成了最小可覺差(j.n.d),因而j.n.d可以用作單位來測量感覺量的大小。
    26、分段法——是制作心理比例量表的一種直接方法。這種方法是通過把一個感覺加倍或減半或取任何其他比例來建立心理量表。
    27、數(shù)量估計法——用數(shù)量估計法制作比例量表比分段法簡單易行。它要求被試對各種刺激引起的感覺量直接用數(shù)字估計。
    28、感覺道交*匹配法——斯蒂文斯曾用不同感覺道的交*匹配法來進行實驗,以進一步驗證斯蒂文斯定律。實驗中被試緊握手壓力計,用握力大小來匹配電流、白噪音、振動等等。
    29、費希納定律——感覺量與刺激量的對數(shù)成正比,這就是韋伯-費希納定律。
    30、斯蒂文斯定律——冪定律指的是心理量S(如長度的主觀單位)是物理量I(如線段的長度)的冪函數(shù),用公式表示即S=kIn.這就是斯蒂文斯提出的冪定律或稱斯蒂文斯定律。
    31、信號檢測論——簡稱SDT,是關于人們在不確定的情況下如何作出決定的理論。它是信息論的一個重要分支。在SDT實驗中常常以SN(信號加噪音)表示信號,以N表示噪音。
    32、擊中——色子游戲的4種情形。當特殊色子是3,被試也以“是3”反應,稱為擊中。
    猜
    3 0
    特殊色子 3 擊中 漏報
    0 虛報 正確否定
    33、虛報——當特殊色子是0,被試以“是3”反應,稱為虛報。
    34、ROC曲線——接受者操作特征曲線簡稱ROC曲線,在心理學上又稱等感受性曲線。這就是說,曲線上各點反映著相同的感受性,它們是對同一信號刺激的反應,不過 是在幾種不同的判斷標準下所得的結果就是了。
    35、有無法——這種方法要求事先選定SN刺激和N刺激,SN和N的差別要比較小,約接近被試的辨別閾限。并規(guī)定SN和N出現(xiàn)的概率,然后以隨機方式呈現(xiàn)SN或N,要求被試回答,剛才的刺激是SN還是N.
    36、評價法——在信號檢測論的實驗中我們可以首先回答有信號或無信號,然后說明我們對回答的確信程度,這就是評價法的實驗。用這樣的辦法,我們就可以把信號或噪音引起的感覺離標準多遠表達出來。
    簡答題:
    1、心理物理學研究的核心問題是什么?
    一百多年來,心理物理學方法不斷發(fā)展,但它的中心問題仍然是物理量(對身體各感官的刺激強度)與心理量(各種感覺的強度)之間的數(shù)量關系問題。在日常生活中可以觀察到這樣一種數(shù)量關系,即感覺強度的增長同刺激強度的增長并不是1 :1的關系。
    2、如何理解絕對閾限和差別閾限的概念?
    “剛剛感覺到”意味著這種感覺量正處在“感覺到”與“感覺不到”的過渡地帶,而且在從“感覺到”到“感覺不到”的轉折點上。
    剛剛能引起感覺的最小刺激強度叫作絕對閾限。絕對閾限的操作性定義:有50%的次數(shù)能引起感覺、50%的次數(shù)不能引起感覺的刺激強度。
    剛剛能引起差別感覺的刺激之間的最小強度差叫作差別閾限又稱為最小可覺差(j.n.d)。差別閾限的操作性定義:有50%的次數(shù)能覺察出差別、50%的次數(shù)不能覺察出差別的刺激強度的增量。
    3、什么是韋伯定律?它的適用條件是什么?
    1846年韋伯發(fā)表了他關于重量差別閾限的研究,系統(tǒng)地闡述了差別閾限與標準刺激之間的關系,他指出,差別閾限與標準刺激成正比,并且差別閾限和標準刺激的比例是一個常數(shù),用△T/I=K這個等式表示。其中△T代表差別閾限,I代表標準刺激的強度,K是小于1的一個常數(shù)。K也叫作韋伯比例或韋伯分數(shù)。后來,費希納把這個關于差別閾限的規(guī)律稱之為韋伯定律。這個定律只適用于中等強度的刺激,標準刺激接近絕對閾,韋伯比例增加很多。
    4、測量感覺閾限的三種基本方法是什么?舉例說明它們的實驗程序和結果處理。
    測量感覺閾限的基本方法有三種,它們是最小變化法、恒定刺激法和平均差誤法。
    用最小變化法測量音高的絕對閾限的實驗程序和實驗結果的計算方法。P82頁
    用恒定刺激法測定重量的差別閾限的實驗程序和實驗結果的計算方法。P93頁
    用恒定刺激法測定手掌的兩點閾(絕對閾限)的實驗程序和實驗結果的計算方法。P88頁
    用平均差誤法測量視覺的長度辨別的差別閾限的實驗程序和實驗結果的計算方法。P95頁
    5、什么是75%的差別閾限,它有什么優(yōu)點?
    當要求被試只作兩類回答時,只有50%次能與標準刺激區(qū)分的比較刺激,實際上是不能與標準刺激區(qū)分的比較刺激。在這種情況下,我們就取75%次感覺重于標準刺激的比較刺激作為相等地帶的上限,因為它處在50%次與100%次感覺重于標準刺激的比較刺激之間的中點;同理,我們取25%次感覺重于標準刺激的比較刺激作為相等地帶的下限。這樣求得的差別閾限與前面規(guī)定的閾限的操作性定義并不相符,所以稱之為75%的差別閾限。因為25%次感覺重于標準刺激的比較刺激也就是75%次感覺輕于標準刺激,這樣,上限和下限與標準刺激比較就都有75%的次數(shù)可以辨別。
    6、在感覺閾限的測量中,如何鑒別和抵消各種誤差?
    用最小變化法進行實驗時,當遞增系列的閾限值大于遞減系列的閾限值且差異顯著時,就可以斷定被試存在著習慣誤差。當遞減系列的閾限大于遞增系列的閾限且差異顯著時,被試就有期望誤差。為了消除習慣和期望誤差,我們在用最小變化法來測閾,就不能只用一種系列的刺激,而應該是遞增和遞減系列交替進行,而且二者的次數(shù)還應相等,這樣還可以平衡練習和疲勞因素對兩種系列造成的影響。在用恒定刺激法測量重量差別閾限的實驗中,標準刺激和比較刺激是繼時呈現(xiàn)的,這就可能產(chǎn)生時間誤差。為了消除時間誤差的影響,在整個實驗過程中,就不能總是先呈現(xiàn)標準刺激后呈現(xiàn)比較刺激,而要使標準刺激的呈現(xiàn)先后各半。在平均差誤法中,為了消除空間誤差,標準刺激在左邊和右邊的次數(shù)應各占一半。為了消除動作誤差,被試從長于和短于標準刺激處開始調節(jié)的次數(shù)也各占一半。
    7、信號檢測論相對于經(jīng)典心理物理學方法的優(yōu)點是什么?
    信號檢測論(SDT)對心理物理學的貢獻,就是使實驗者可以用一些方法測量反應的傾向性,并使測得的被試的辨別力不受反應傾向性的影響。
    8、信號檢測論中,擊中率和虛報率是如何隨標準而變化的?
    在色子游戲中當我們判斷特殊色子是3還是0的標準發(fā)生變化時,擊中率、虛報率等就會發(fā)生相應的變化。隨著標準愈來愈高(總點數(shù)變大),擊中率愈來愈小,但虛報率也愈來愈小,另外,同一標準下的擊中率與虛報率之和,也不等于100%.
    9、什么是ROC曲線?如何根據(jù)曲線分析被試的分辨力和判斷標準?
    接受者操作特征曲線簡稱ROC曲線,在心理學上又稱等感受性曲線。這就是說,曲線上各點反映著相同的感受性,它們是對同一信號刺激的反應,不過 是在幾種不同的判斷標準下所得的結果就是了。
    將具有不同分辨能力的被試的實驗結果畫在一起,便可得到一組d‘不同的ROC曲線。圖中連接(0,0)和(⒈0,⒈0)的45°對角線是代表被試的辨別力等于0的一條線,也可以說是擊中率等于虛報率的一條線。ROC曲線離這條線愈遠,表明被試的辨別力愈強。圖4-22 P127頁
    當信號本身的強度很大或被試的感受性很高時,信號容易被覺察,因此ROC曲線向左邊彎得更高;當信號較弱或被試的感受性較低時,ROC曲線就向45對角線*攏。換句話說,ROC曲線的曲率是由信號強度和被試的感受性共同決定的,而與被試的判斷標準無關。當被試的判斷標準高時,他傾向于少說信號,A點。當被試的判斷標準低時,他傾向于多說信號,C點。圖4-23 P127頁 圖4-21 P125頁。
    10、怎樣計算d‘和β?影響d’的因素是什么?影響β的因素是什么?
    d‘=ZN-ZSN就是擊中率P(y/SN)對應的Z分數(shù)與虛報率P(y/N)對應的Z分數(shù)之差。
    11、有無法和評價法的實驗程序是怎樣的?比較二者的優(yōu)缺點。
    有無法要求事先選定SN刺激和N刺激,SN和N的差別要比較小,約接近被試的辨別閾限。并規(guī)定SN和N出現(xiàn)的概率,然后以隨機方式呈現(xiàn)SN或N,要求被試回答,剛才的刺激是SN還是N.
    在信號檢測論的實驗中我們可以首先回答有信號或無信號,然后說明我們對回答的確信程度,這就是評價法的實驗。
    用評價法的結果,強度不同的感覺就分屬于不同的評價等級,反應的把握程度就可以表達出來,從而也就避免了有無法中感覺強度不同,只用有信號或無信號來反應的簡單做法,而保留了較多的信息。由于評價法在一輪實驗中使用了多個標準,故它可以獲得有無法多輪實驗才能得到的結果。
    12、評價法中低標準下的擊中率和虛報率為什么應該是累計概率?
    對C5來說,擊中率P(y/SN)是當SN呈現(xiàn)時被試以“6”反應的概率。對C4而言,擊中率P(y/SN),除了SN呈現(xiàn)時以“5”反應的概率以外,還應加上以“6”反應的概率。因為當被試把標準定在C4時,就意味著對任何大于或等于C4的感覺都以“y”(是信號)反應,凡大于或等于C5的感覺也必然大于C4,所以對于C4來說,P(y/SN)應為SN呈現(xiàn)時以“6”和“5”反應的概率的總和。其余標準下的P(y/N)以此類推。因此,對于C5以下的各標準來說,擊中率P(y/SN)都應該是累計概率。各標準下的虛報率P(y/SN)也應以類似方法計算。
    13、什么是費希納定律?它與韋伯比例有什么關系?
    費希納定律——感覺量與刺激量的對數(shù)成正比,這就是韋伯-費希納定律。
    韋伯比例——1846年韋伯發(fā)表了他關于重量差別閾限的研究,系統(tǒng)地闡述了差別閾限與標準刺激之間的關系,他指出,差別閾限與標準刺激成正比,并且差別閾限和標準刺激的比例是一個常數(shù),用△T/I=K這個等式表示。其中△T代表差別閾限,I代表標準刺激的強度,K是小于1的一個常數(shù)。K也叫作韋伯比例或韋伯分數(shù)。
    費希納在韋伯研究的基礎上,進行了大量的實驗研究。提出了感覺與刺激強度的關系并非是一對一的,而是成對數(shù)的依存關系。兩個定律只適用中等強度的刺激。
    14、舉例說明心理順序量表、等距量表和比例量表的制作方法。
    順序量表是一種比較粗略的量表,它既無相等單位又無絕對零點,只是把事物按某種標準排一個順序。⑴對偶比較法是把所要測的刺激配成對,逐對呈現(xiàn)給被試,讓被試判斷在兩個刺激中哪一個某種特性更明顯。若有n個刺激,一共可配成n(n-1)/2對。以消費者對某種商品顏色喜愛程度的實驗為例。P82頁。⑵等級排列法是一種更為直接的方法,它要同時呈現(xiàn)所有的刺激,讓被試根據(jù)一定的心理特點,將其中的刺激排在第一位,把最差的刺激排在最后,其他刺激依次排在中間,以等級來表示與各刺激相應的心理量的順序??ㄌ貭枌Ξ敃r10個的天文學家排過等級。P100頁。(參考書上)
    等距量表是一種有相等單位但沒有絕對零點的量表,因此它只能做加減運算,不能做乘除運算。⑴感覺等距法是一種制作心理等距量表的直接方法。特點是讓被試把兩個感覺的距離分成幾等份。可以同時分成幾個等份,也可以用一次分成兩個等份的方法,最后分成幾個等份。以二等分法制作一個音高的等距量表。P102頁。⑵差別閾限法是制作心理等距量表的一種間接方法。費希納提出,差別閾限(△T)造成了最小可覺差(j.n.d),因而j.n.d可以用作單位來測量感覺量的大小。(參考書上)
    比例量表既有絕對零又有相等單位,因此它除了可以測量對象之間的差別,還可以確定它們之間的比例。⑴分段法是制作心理比例量表的一種直接方法。這種方法是通過把一個感覺加倍或減半或取任何其他比例來建立心理量表。以線段長度的比例為例,說明如何用減半法制作比例量表。P108頁。⑵數(shù)量估計法用數(shù)量估計法制作比例量表比分段法簡單易行。它要求被試對各種刺激引起的感覺量直接用數(shù)字估計。斯蒂文斯1975年的一項數(shù)量估計實驗。P110頁。(參考書上)
    15、什么是斯蒂文斯定律?它與費希納定律有什么不同?
    冪定律指的是心理量S(如長度的主觀單位)是物理量I(如線段的長度)的冪函數(shù),用公式表示即S=kIn.這就是斯蒂文斯提出的冪定律或稱斯蒂文斯定律。
    費希納定律——感覺量與刺激量的對數(shù)成正比,這就是韋伯-費希納定律。