《实验心理学》郭秀艳 第五章心理物理学

本人是大三在读心理学专业，希望能帮助大家，也欢迎大家的批评指正！主要包括：标志、阈限的测量、心理量表法、信号检测论等内容。

心理物理学

• 标志
  • 1860年，费希纳的《心理物理学纲要》标志着一门新兴的学科——心理物理学的诞生。
  • 20世纪中叶，史蒂文斯定律的提出和信号检测论在心理学实验中的引进，标志着心理物理学的发展进入了新的阶段。
    • 新阶段的主要贡献在于重新审视了传统心理物理学的两块奠基石： （1）心理感受的间接测量；（2）传统的阈限概念
• 阈限的测量
  • 感觉阈限
    • 理论定义
      • 感觉阈限又称为阈限，一般分为两种：一为绝对阈限，二为差别阈限。
      • 绝对阈限：通常简写为RL，指刚好能够引起心理感受的刺激大小
      • 差别阈限：通常简写为DL，指刚好能引起差异感受的刺激变化量
    • 操作性定义
      • 绝对阈限：由50%的实验次数能引起反应的刺激值
      • 差别阈限：由50%的实验次数能引起差别感觉的两个刺激强度之差
  • 阈限的测量
    • 最小变化法（极限法、序列探索法）
      • 该法是测量阈限的直接方法
      • 特点：将刺激按递增或递减系列的方式，以间隔相等小步变化，寻求从一种反应到另一种反应的瞬时转换点或阈限的位置。
      • 实验过程
        • 测定绝对阈限
          • 刺激
            • 递增系列：起点安排在被试基本觉察不到的物理刺激强度范围内，随机选择。
            • 递减系列：起点安排在被试基本觉察到的物理刺激强度范围内，随机选择
          • 实验时
            • 每个刺激系列都从起点处沿递增或递减方向，依次呈现，要求被试报告是否感受到刺激。若说不准，则进行猜测。”有““无”或“+”“-”记录
          • 结束实验
            • 递增系列：被试第一次报告“有”，停止实验
            • 递减系列：被试第一次报告“无”，停止实验
          • 计算步骤
            • 计算每个刺激系列的阈限，被试反应转折点所对应的两个刺激强度的中点就是这个系列的阈限
            • 求出所有系列阈限的均值，便是绝对阈限值
        • 测定差别阈限
          • 刺激
            • 一个强度大小不变的标准刺激，一个强度按递增货递减顺序排列的比较刺激
          • 实验时
            • 标准刺激每次比较时都出现，比较刺激按递增或递减系列与标准刺激匹配呈现，直到被试的反应发生转折
          • 记录
            • 被试报告分三类：（1）比较刺激大于标准刺激，记为“+”；（2）比较刺激等于标准刺激，记为“=”；（3）比较刺激小于标准刺激，记为“-”。猜测结果记为“？”
          • 计算公式
      • 误差控制
        • 四种主要误差：习惯误差、期望误差、练习误差、疲劳误差
        • 为了让习惯误差和期望误差尽可能相互抵消，最小变化法的递增和递减序列要做到数量一致
        • 为了平衡练习误差和疲劳误差，最小变化法的递增和递减系列要按照ABBA法安排。 测定差别阈限是通常采用多层次ABBA控制法。
    • 恒定刺激法（正误法、次数法）
      • 是最准确、应用最广泛的方法
      • 具体做法
        • 主试从预备实验中选出少数刺激，一般是5~7个，这几个刺激在整个测定过程中固定不变
        • 选定的每种刺激要向被试呈现多次，一般是50~200次
        • 刺激呈现的次序事先随机安排，被试不知道。 测量绝对阈限无须标准值，测量差别阈限或等值，则需要
        • 在统计结果是必须求出每个刺激变量引起某种反应的次数。
      • 计算
        • 绝对阈限：通常使用直线内插法。
          • 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，与曲线相交于点a，从点a向横轴画垂线，垂线与横轴相交处就是两点阈。
        • 差别阈限：使用直线内插法。
          • 当被试的反应类型为两类且上限和下限值相等时，采用75%差别阈限
    • 平均差误法（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
      • 实验程序
        • 呈现一个标准刺激，令被试再造、复制或调节一个比较刺激，是它与标准刺激相等。
        • 由于被试亲自参与，所以更能调动被试的实验积极性。 被试的调节方向也分为递增和递减两种
      • 计算
        • 绝对阈限：每次调节结果的算术平均数
        • 差别阈限:
      • 误差控制
        • 一般有两种误差，动作误差和时间误差
        • 一般次啊用多层次ABBA法
  • 心理物理函数
    • 心理物理函数是描述对刺激心理感受和刺激的物理属性之间关系的函数
    • 韦伯定律
      • 在刺激强度水平很低的条件下会失效
      • 韦伯定律的修正
    • 费希纳定律{对数定律）
      • 艾克玛的修改
      • 成立条件
        • 韦伯定律对所有类型和强度的刺激都是正确的
        • 所有最小可觉察差在心理上都是相等的
• 心理量表法
  • 量表的类型
    • 分类标准：量表是否等距和有无绝对零点
      • 顺序量表
        • 不等距，无绝对零点，只求将事物按某一标准排出一个次序
        • 主要建立方法：等级排列法和对偶比较法
      • 等距量表
        • 体现事物属性的大小顺序关系，还有一个固定的测量单位
        • 主要建立方法：感觉等距法和差别阈限法
      • 比例量表
        • 有真正的零点，也有等距单位，量表中的零点不代表完全没有感觉
        • 主要建立方法：分段法和数量估计法
  • 等级排列法和对偶比较法
    • 等级排列法
      • 是制作顺序量表的直接方法
      • 程序
        • 把许多刺激同时呈现，让许多被试按照一定标准给刺激排序，然后把所有被试对同一刺激评定的等级加以平均。最后，把各刺激按平均等级排序，得到的就是顺序量表
      • 注意事项
        • 要求被试的抽样能够代表实验试图研究的人群总体
        • 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
    • 对偶比较法
      • 程序
        • 将所有要比较的刺激配成对，然后一对一对的呈现，让被试依据某一特性进行比较，并作出判断：这种特性在两个刺激中哪一个上表现的更为突出。最后，依据它们各自明显于其他刺激的百分比的大小排列成序，即得到顺序量表。
      • 优势
        • 能保证实验精度，又能有效减轻被试负担，在老人和儿童为被试的实验中尤其适用
      • 注意事项
        • 用该方法得到的顺序量表不能直接推广到更大的人群
        • 要求对偶比较是可传递的。 例，刺激A优先于刺激B，且刺激B优先于刺激C，那么刺激A优先于刺激C
  • 感觉等距法和差别阈限法
    • 感觉等距法
      • 最直接的方法
      • 最早和最简单的形式是普拉托使用的二分法
        • 二分法：呈现两个刺激A和C，要求观察者选择第三个刺激B，使得A和B之间的距离等于B和C之间的距离。
      • 平均差误法
        • 同时的解决方案
          • 要求被试一次给出所有的等距点
        • 渐进的解决方案
          • 一次要求被试选择一个刺激来等分一个感觉距离，然后在两个更小的感觉距离上进行等分
        • 有关实验
          • 史蒂文斯和沃尔克曼有关纯音音高差别的实验
    • 差别阈限法
      • 是一种间接方法
      • 程序
        • 通过在不同强度的基础上测量差别阈限来实现
        • 最小可觉差
          • 代表在当前刺激强度下最细微（刚刚可以觉察）主观感受变化
          • 该法认为每个最小可觉差在心理上都是相等的，所以最小可觉差可以作为心理物理量表的等距单位
  • 分段法和数量估计法
    • 分段法
      • 最直接的方法
      • 方法
        • 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
      • 有关实验
        • 史蒂文斯和戴维斯的听觉响度度量测量
    • 数量估计法
      • 也是一种直接方法
      • 方法
        • 主试呈现一个标准刺激，并赋予标准刺激一个主观值
        • 让被试以这个主观值为标准，将其他比较刺激的主观强度用数据表示
        • 计算每组被试对每个比较刺激量估计的几何平均数或中数
        • 以刺激值为横坐标，以感觉值为纵坐标，即可制成感觉比例量表
      • 由于常会出现比较大的数字，所以数据处理中常用几何平均值
      • 有关实验
        • 贝克尔和杜德克有关长度的实验
  • 史蒂文斯定律（幂定律）
    • 对最小可觉差的重新理解
      • 推论基本神经过程是按全或无律进行的
        • 只有在增量大到足够能兴奋一个神经量子单位时，才能察觉到刺激增量
    • 幂定律
      • • 幂指数决定这按公式所画曲线的形状。幂指数大于1时，为正加速曲线；幂指数小于1时，为负加速曲线
      • 幂定律不适用于十分靠近阈限的微弱刺激
    • 幂定律的改进
      • 不同感觉通道的指数不同，说明了不同感觉传导者是以能量的不同形式转换的，即具有不同的转换特征
• 信号检测论
  • 由来
    • 实验反驳了阈限作为不变的感觉界限的观点
    • 传统心理物理学方法无法把人的感受性与受动机、态度等主观因素影响的决策过程区分开
    • 具体见书237~238页
  • 基本原理
    • 信号和噪声
      • 信号和噪声可理解为刺激
      • 信号（信号加噪声）分布的均值总是大于噪声分布均值
    • 反应偏向
      • 似然比
        • 数学定义：区分“信号”和“噪声”反映的心理感受水平所对应的信号分布纵轴与噪声分布纵轴之比。
        • 决策标准β
          • 观察者选择某一个似然比的值作为产生“信号”“噪声”两种判断反应的分界点
          • 观察者的决策规则：比较当前观察得到的X所对应的似然比l(X)与观察者自定的决策标准β的大小
          • 支付矩阵
            • 击中、虚报、漏报、正确拒斥所对应的利益得失排列在一张表上，就构成“支付矩阵”
            • 最大收益的β值可以在给定信号强度和敏感性水平下可得到
              • 主要影响因素：信号概率、支付矩阵
              • β不再是对被试感受状态的绝对分界，而是被试主观决策反映的判断标准
      • 报告标准
        • 感受经验强度
          • C受被试的动机、态度、利害得失等心理因素影响
          • C高表示被试判断的标准严格，C低表示被试判断的标准宽松
  • 辨别力指数及接收者操作特性曲线
    • 辨别力指数
      • 信号分布和噪声分布间的距离就是被试感受性的衡量指标
      • 只有在信号分布和噪声分布是正态分布且离散程度相同，即方差齐性假设成立的前提下，计算d'的计算才是有意义的。
    • 接收者操作特性曲线(ROC曲线、感受性曲线)
      • ROC曲线就是在以虚惊率为横轴、击中率为纵轴所组成的坐标中，根据被试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
      • ROC曲线的属性
        • β值的改变独立于d'的变化
          • β接近0时，判断标准最松，当β逐渐变大时，判断标准逐渐变严格
        • ROC曲线的曲率反映辨别力指标d'
          • d'的变化使ROC曲线形成一个曲线簇 ，而β的变化体现在这一曲线簇中的某一条曲线上不同点的变化
      • 方差齐性检验
        • ROC曲线可用于检验方差齐性假设
          • 满足方差齐性：若ROC曲线是斜率为1的直线，该直线与对角线的距离即为d'值
          • 不满足方差齐性：ROC曲线在Z分数坐标上的斜率为两个分布的标准差之比
        • 校正公式
        • 非参数模型
          • 具体见书254~256页
  • 应用
    • 再认记忆
    • 对抑郁症和老年痴呆患者表现出的记忆衰退现象
    • 攻击行为
• 具体见书216~219页
• 具体见书215页
• 具体见书206页
• 具体见书213页
• 选择刺激时，最大强度应为每次呈现几乎都能为被试感觉到的强度（感觉到的可能性不低于95%），最小强度应为每次呈现几乎都不能为被试感觉到的强度（感觉到的可能性不高于5%）。选定范围后，在范围内取距离相等的刺激。