实验心理学 -心理物理法思维导图

这是一个关于实验心理学 心理物理法思维导图，实验心理学，包含信号检测论、韦伯定律，费希纳定律，最小变化法、平均差误法、恒定刺激法

心理物理学

心理物理学研究物理刺激与其所产生的心理行为和体验之间的关系

感觉阈限的测量

三大定律，感受性与感觉阈限【普心4感觉】

感受性E、感觉阈限R（成反比） E=1/R

感受性E是指感觉器官对适宜刺激的感觉能力，其大小是用感觉阈限的大小来度量的。感觉阈限和感受性之间成反比。

感受性E对...感觉能力

绝对感受性:刚刚能够觉察出最小刺激量的能力。绝对感受性可以用绝对感觉阚限来衡量。绝对感受性与绝对感觉阈限在数值上成反比例。

差别感受性:是指对最小可觉差的感觉能力。差别感受性与差别感觉阈限在数值上成反比例。

感受阈限R刚刚能引起.....的最小.....量

绝对阈限RL:刚刚能引起感觉的最小刺激量 操作定义为50%的实验次数能引起反应的刺激量。

差别阈限DL是指刚刚能引起差别感觉的刺激物间的最小差异量。 操作定义为50% 的实验次数能引起反应差别的刺激强度之差。

最小可觉差(JND)指差别感觉阈限值

操作性定义

50%

三方法，费希纳

最平恒

最小变化法（递增递减直至变）最直接 （极限法/序列探索法/最小可觉差法）

定义

递增或递减，间隔相等的小步变化，找到一种反应到另一种反应的转折点或阈限位置

特点

刺激按系列依次呈现，被试作觉察与否（或大小）判断

系列起始位置随机，各刺激强度间差异要小，以保证精确性，

递增和递减系列的数量相等，交替呈现，多用ABBA法控制：

求阈限的方法是对每一系列先分别求阈限，随后以所有系列的阈限平均值作为最终的阈限值，符合“50% 觉察”的阈限操作定义。

AL绝对阈限

测量

从无到有or从有到无

计算

转折点的中点

递增递减交替求多次取均值

每个系列起点不一样防止定势

得到绝对阈限值

DL差别阈限

测量

标准刺激与比较刺激（差异刺激）分别呈现

可以同时也可以先后，用+、=、－表示比较刺激与标准刺激的关系

计算

算每个系列上限（Lu）和下限（Ll）

分别求均值，此时上下限距离叫不肯定间距（Iu）

不肯定间距的中点是主观相等点（PSE），理论上与标准大小相等，差距称为常误（CE）

标准刺激与上限间距离为上差别阈（DLu），下差别阈（DLl）

上差别阈与下差别阈的平均值之差的一半

或者直接上下限计算

或者不肯定间距的一半

绝对差别阈限=不肯定间距的一半

相对差别阈限=绝对差别阈限/标准刺激

误差与控制

期习疲练时空

期望误差

有期望，早来

递减>递增

习惯误差

被试习惯，晚来

递减<递增

最小变化法的递增和递减序列数量一致

疲劳误差

实验多次被试疲劳，阈限偏高

前半段低于后半段

练习误差

多次实验，更加敏感，阈限偏低

前半段高于后半段

时间误差

空间误差

左右各一半

DL

ABBA法

每一系列起始位置随机变化，防止预测

ABBA法控制练习和疲劳误差

在测量绝对阈限时，可以通过使递增、递减系列按ABBA的顺序交替呈现来控制练习误差和疲劳误差

注意递增和递减各自所用的次数要相等，且在前后的机会也要均等。

而在测量差别阈限时，由于标淮刺激和比较刺激每次呈现的相对关系也可能成为干扰因素，因此通常采用多层次ABBA控制法来控制这些干扰，该方法的基本思想和简单的ABBA法完全一致。

极限法的变式

系列组法：阶梯法

其他

平均差误法 最古老、最基本（再造） （均误法、调整法、再造法、均等法）

定义

主试出一个刺激，被试再造一个同等刺激，调动被试积极性

特点

刺激不是间隔相等的序列，由明显不同的起点开始向标准靠近

被试主动参与刺激调节

得到的值为估计值，不完全符合阈限的操作定义

AL绝对阈限

每次调节结果平均值

DL差别阈限

此方法所得差别阈限是个估计值：平均差误AE

计算

每次调整结果（X）与主观相等点之差绝对值平均：AE右下角m

离均差之和

每次调整结果与标准刺激（S右下角t）之差平均值：AE右下角st

误差

动时空

动作误差

最大

被试操纵实验仪器来调整比较刺激,会因为被试所采用的方式不同而产生误差。

时间误差

两种刺激相继出现

多层次ABBA法

空间误差

位置不同

恒定刺激法最准确、运用最广 （正误法/次数法/固定刺激法）

定义

以相同的次数呈现少数几个恒定的刺激，通过被试觉察到的每个刺激的次数来确定阈限

最准确，应用最广

步骤

主试选5－7个刺激，实验中保持不变

每种呈现50－200次（最少不少于20次），测量AL不需要标准值，DL需要

被试报出来最大刺激概率＞95%，最小刺激＜5%

求出各个刺激变量引起某种刺激反应的次数（直线内插法）

AL/RL

确定自变量

确定反应变量

被试说有无，主试记+－

计算

直线内插法（最常用）

看成一次函数，求50%对应的阈限

平均Z分数法

比上面更精确，P值转化为Z分数

最小二乘法

建立回归方程

最精确

斯皮尔曼分配法

用次数分布计算，梯级间距够大时用

DL

确定自变量

确定反应变量

二类反应

被试说刺激比标准强度高、低，主试记录+，－

三类反应

高、相等、低，主试记+、=、－

三类反应容易受到被试态度的影响

被试自信：做相等判断的次数少，差别阈限小

谨慎：做相等判断的次数多，差别阈限大

变式

分组法

刺激分组匹配，减少不停调整刺激

单一刺激法

一系列刺激，随机顺序反复呈现，被试将其分为一定类别

省去标准刺激，节省时间

用对数单位的比较刺激系列

刺激系列用对数梯级

针对DL较大的领域

误差

练习

疲劳

差别阈限：时间/空间误差

比较

心理量表

量表类型

具体见心理测量-1

顺序量表

等级排列法（直接）

多个刺激同时呈现、排序

所有被试同一刺激等级平均

赋予数值

计算方法：肯德尔W系数

注意：被试的抽样要能够代表实验试图研究的人群总体，另外由于每个被试只进行一次排序，因此该方法对被试的利用率不高，对于同一被试在多次排序中可能出现的结果偏差缺乏抵抗力。

对偶比较法/配对比较法（间接）

刺激配对呈现

针对某一特性选更明显

按优于其他的百分比排序

肯德尔U系数

要比n(n-1)/2次

注意：这种方法得到的量表是仅针对一个被试的心理物理量表，尚不能推广到更大的人群中去，而且这种量表模型要求对偶比较是可传递的。

等距量表

顺序量表转化法

建立顺序量表的方法有等级排列法和对偶比较法，用不同的方法建立的顺序量表转化为等距量表的方法是不同的。经顺序量表转化而来的等距量表可以反映与各物理刺激对应的各心理量值之间差异量的大小，但它只实现了心理量这一个维度上的等距，并不是严格意义上的等距量表。

感觉等距法（直接）

感觉等距法是通过由被试将某种感觉上的一段心理量分成主观上相等的若干距离来制作等距量表的方法。按是否要求被试同时确定多个主观差异相等的中间刺激

同时

二分法（最简单）

音高等距量表

渐进

选一个刺激等分一个感觉距离，类似夹逼法

差别阈限法（间接）

韦伯定律和费希纳定律

差别阈限法是通过在不同强度的基础上测量差别阈限来制作等距量表的方法。该方法认为每一个最小可觉差在心理上都是相等的，并以最小可觉差作为心理物理量表的等距单位。它构建的心理物理量表的值由绝对阈限以上最小可觉差的总数决定。

测RL，作为起点

以RL为标准，确定第一个DL

以这个DL为基准测第二个DL

每个DL都是一个“最小可觉差JND”，心理量是相等的

RL是量表的零点，DL是单位

比例量表

感觉比例法/分段法（最直接）

被试调整刺激，使比较刺激的感觉与标准刺激成比例

分段法是通过对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方法。具体做法是呈现一个固定的阈上刺激作为标准，让被试调整比较刺激，使比较刺激引起的感觉与标准刺激成一定比例，比较若干然后，再换另外几个标准刺激进行比较，比较所有的标准刺激后，便可根据与各标准刺激在感觉上成一定比例的相应物理量值制成感觉比例量表

数量估计法（直接）

史蒂文斯幂定律

数量估计法是制作比例量表的一种特殊方法，是一种感觉的直接测量法，要求被试根据心理感受直接按其强度赋予数值。

斯蒂文斯幂定律P=K*I的n次方

主试出一个标准刺激，赋予一个主观值

被试放相同的刺激

计算平均数or中数

刺激值横坐标，感觉值纵坐标

数据处理：几何平均值

信号检测论（SDT） signal detection theory

4+2+1

信号检测论是一种心理物理法，是关于人们在不确定的情况下如何作出决定的理论。坦纳、斯威茨 分离了两种指标：辨别能力（用判别力指数d'表示）与判断标准（用似然比β表示）。在确定感受性时，能将被试的主观因素进行分离。

由来

电子侦查系统

人类感知过程

最大优点是在测定感受性时，能对被试的主观因素进行分离。

信号检测论分离了两种指标

辨别能力

辨别力指数d'

判断标准

似然比β

基本原理

概念

信号N

即刺激

噪音S

对信号检验起干扰作用的所有背景（广义）

基本思想

假定

噪音总是处于系统之中，无法消除

任务

把噪音和信号区分开来

噪音（N） 与 信号+噪音(SN) 在感受强度上形成两个正态分布

重叠程度--客观辨别力d'

理论基础：统计决策理论（四种结果）

四种结果

击中 H (Y/SN) 漏报 M （N/SN） 虚报 FA （Y/N） 正确否定 CR （N/SN）

P（H）+P（M）=1 P（FA）+P（CR）=1

两种独立指标

辨别力指标d'客观

d'=Z击中-Z虚报

即两正态的分离程度大，d'变大，客观辨别力（敏感性）⬆️

实验心理学信号检测论中判别指数的计算。d'=ZN—ZSN=1，关于不同教材的公式是否有误，朱滢教材中的公式是d'=ZN—ZSN，是符合理论推导的。但是在实际应用中，我们需要保证d'大于0，因此才会在其他教材中看到d'=ZSN—ZN的公式，本质上d'应该用更大的Z分数减去更小的Z分数．

当信号刺激强度不变，同一个被试的d'相对稳定

影响因素

信号的物理强度

被试特性（换人，训练）

反应偏向/判断标准

判断标准β（似然比）主观

β=1适中，β⬆️，越高越严格

β：+∞，击中率=0，最右边，严格 β：0，虚报率=1，最左边，宽松

报告标准C

与被试的反应标准相对应的物理强度，越高越严格

I2高强度刺激，I1低强度刺激，d'辨别力指数，Z1低强度刺激时正确拒绝的概率的Z值

C靠近I2标准严，靠近I1标准宽

影响因素 （最优决策原则）

强差先概 被试奖惩

信号和噪声的强度差异

信号的先定概率

信号概率高， β小松，左移

被试主观

知识经验

动机

速度准确性平衡

奖惩方法: 越鼓励报告信号，β小松

拒绝倾向⬆️（虚报惩罚⬆️，正确否定奖励⬆️），ß⬆️右移，越严格

报告倾向⬆️（击中奖励⬆️，漏报惩罚⬆️），ß⬇️左移，越宽松

接收者操作特征曲线ROC（等感受性曲线）

判断标准 宽松，β小（高小松） 严格，β大（矮大紧）

击中率为纵轴，虚报率为横轴

斜虚线为机遇线（偶然事件对角线）

仅靠猜测，无感受性

等偏好对角线

连接(1,0)和(0,1)两点的对角线,其上各点的β=1

β值的改变独立于d'的变化，↙️严格β大，↗️宽松β小

曲率反应d'的大小

离对角线越远 d'越大，辨别力⬆️

曲率由被试的感受性和信号强度共同决定，与被试的判断标准β无关

如果将ROC曲线的坐标轴变为Z分数坐标，我们将看到ROC曲线从曲线形态变为直线形态。验证信号检测论的方差齐性假设。

三种实验方法

迫选法：最精确

应用

医学诊断

信号强度及操作人员敏感性受多种因素影响:异常的显著性、各种综合征数量及医生对线索关注的训练等

再认记忆与目击证人口供

需要高敏感性水平和适当的值标准

方法:队列呈现

判断准确性的影响因素:

队列呈现方法:同时呈现vs序列呈现一鼓励保守反应标准)

说明:嫌疑犯可能不在队列中一可提高敏感性，减少误报

事后反馈:一提高“错误确认”

内隐记忆

自动报警系统

感知觉

评价

与经典心理物理学技术相比，信号检测论具有独特的价值和优势。

在感受性的测量上，把主观态度与辨别力分开，获得成功。

在解决辨别力指数问题上，明确地建立起反映噪声变量的虚报概念，这一点对于辨别力的评估不可缺少，而且对于被试主观态度或反应偏好的测量具有重要意义。

信号检测论不仅把信号当信息，也把噪声当信息，这相对于传统心理物理学来说是一个发展，因为噪声引起的感觉分布是信号检测的主要困难，只有充分地分析噪声信息，才能更好地研究被试辨别力的性质。