《实验心理学》PPT课件.ppt

《《实验心理学》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《实验心理学》PPT课件.ppt（85页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、,实 验 心 理 学,盐 城 师 范 学 院 YANCHENG TEACHERS UNIVERSITY,全国高等师范院校,第三章心理物理法,第一节 心理物理学产生的历史背景第二节 阈限及其操作定义 第三节 测定感觉阈限的三种方法 第四节 信号检测理论和信号检测实验 第五节 心理量表法 第六节 幂定律,心理物理学,心理物理学(Psychophysics)这个名词由两个希腊字根Psyche和physike所组成，它是研究物理量与心理量之间的关系。费希纳1860年出版心理物理学纲要一书，试图用科学的方法解决心理和物理之间的关系，从而提出了心理物理法。以费希纳为代表的研究称为古典心理物理法，或称为传统

2、心理物理学；以斯蒂文森为代表的研究称为近代心理物理学，或称新心理物理学。,最初心理实验的特点（1）,心理实验在它发展的最初阶段(大约从18世纪中叶到19世纪中叶)具有下列特点：企图以实验方法解决简单现象的量的问题。把这样或那样的刺激渐渐从量上加以改变，直到不再产生效应为止，以后再确定最初产生效应的强度。如，渐渐把物体从受试者跟前移开直到受试者不再看见它为止，以后确定相应视角的大小；渐渐增加转盘的速度(在转盘的边上固定着一个光亮)，直到受试者看到一个连续不断的亮圈为止，以后确定转盘的相应速度；,心理实验的最初特点（2）,渐渐增加两脚规上两脚之间的距离，直到两脚之尖端同时接触皮肤时，第一次获得两点

3、的印象，以后测定两脚之间相应的距离。这些最初的心理实验应用的一般方法十分类似于某些简单的物理实验。在这些最初的心理实验中自我观察是初级的，受试的陈述通常只涉及到某些效果的存在或不存在等等。实验的技术也是很简单的，但是上述研究无论从方法和内容上都为以后的心理物理学奠定了基础。,韦伯简介,韦伯(EHWeber，17951878)是德国莱比锡大学的解剖学和生理学教授，也是著名的生理心理学家。他在1820年开始研究触觉，他的创造性工作是用实验证明了赫尔巴特的阈限概念。韦伯对心理学有两大贡献。,韦伯对心理学的两大贡献（1）,第一，他最早系统地用实验证明了阈限的概念。这个概念从实验心理学的建立之日起直到今

4、天仍在沿用。后来他把这个方法推广到身体各部分阈限的测量，而且用于不同的人，并用“感觉圈”(sensory circle)来加以解释。所谓“感觉圈”是指每一外界部位都有一族神经纤维，且设想大脑皮层有与外周系统相适应的投射区。目前这种解释已无多大意义，但他的实验方法仍具有很大影响。,韦伯对心理学的两大贡献（2）,第二，也是他最大的贡献，即提出了心理学上第一个定量的法则韦伯律。他的发现被总结为一个公式，即：KI/I公式中：K常数，强度刺激增加量，I强度，I刚能引起较强感觉的刺激增加量。只适用于中等强度的刺激。,对韦伯的简评,后人在评价韦伯律时写道：“当哲学为对心灵的实验研究铺平了道路时，生理学就从实

5、验上来研究作为心理现象的基础的生理机制，下一步就是要应用实验方法于心灵本身了。”韦伯说：“因为对心理过程的准确测量的机会来得那么稀罕，所以我介绍这些研究请心理学家注意”。因此可以说韦伯已经预见到了实验与数量测定的结合对于心理学的意义。,费希纳简介,费希纳(18011887)是德国一位有名的物理学家，是心理物理学的创始人。在哲学上费希纳是个唯心主义的泛灵论者，他认为凡物都有灵魂，而心与物都是同一的、不可分的，不过心是主要的，物只是心的外观。他感到要使他所宣扬的哲学观点有科学的根据，必须求得心与物关系的法则，而要达到这个目的，则需要对它们作精确的数学测量。,对数定律,费希纳假设：每一个最小可觉差可

6、以看作感觉上的一个最小变化，每个最小可觉差的主观量是相等的；一个阈上感觉量可能是由绝对阈限以上有多少个最小可觉差来定量，即假设韦伯定律普遍适用。对数定律：S=KlgR。其中S代表感觉量，R代表刺激量，K为常数。对数定律表明，心理量是物理量的对数函数，即当物理刺激强度以几何级数增加时，心理量以算术级数增加。,心理物理学的诞生,心理物理学纲要标志着心理物理学的诞生。心理物理学实验和以前的心理学实验有着很大区别：（1）心理物理学利用了专门为研究心理物理学制定的实验方法最小觉差法，正误法和平均差误法；（2）心理物理学为了尽可能得到准确可靠的结果乃多次重复同一实验，并对所得结果作数学处理。上述两个特点在

7、心理实验的发展中，标志着心理学的研究方法向前迈了重要的一步。,对费希纳的评价（1）,著名心理学家詹姆士(wJames，18421910)在费希纳逝世三周年后，作了这样的评论：“费希纳的书是新心理学著作的起点，在正确和技巧上可以说是世无其匹，但据笔者鄙陋之见，其结果实无足称。”,对费希纳的评价（2）,“世如有所谓洞穴的偶像，那么费希纳的测量公式及以此公式为最后的心理物理律的一个概念，将永为这样的偶像。费希纳本身确为德国的一个理想的学者，既简朴，又灵敏；既为一玄秘者，又为一实验家；既谦逊，又勇敢；既忠于事实，而又忠于理论。最可笑的，批评费希纳的学者，对于他的学说力加攻击，务使他体无完肤，其后，却又

8、常回头来说他建立的那些学说，使心理学变成一个精密的科学，这就是他的不朽的英誉。”,对费希纳的评价（3）,近代著名心理学家波林(EGBoring，18861968)在他的实验心理学史一书中曾经写道；没有费希纳或类似于费希纳的人物，固仍可以有实验心理学，仍可以有冯特和赫尔姆霍兹，但在实验里头，可决没有科学的气息，因为一个学科，若没有测量以为其工具之一，则必不能成为科学的。我们称费希纳或冯特为实验心理学的“创始者”，这是毫无问题的。,对费希纳的评价（4）,创建了对数定律：费希纳提出的对数定律的功绩是无可非议的，也引起了许多争论。概括起来主要有四个方面：（1）以詹姆士为代表的内省心理学家认为，每个感觉

9、是完整的，是不能分析成部分的。他说：“粉红色的感觉显然不是深红色感觉的一部分”；屈尔佩说道：“这个灰色的感觉非二倍于或三倍于那个灰色的感觉”，,对费希纳的评价（5）,（2）认为韦伯定律并不是到处都适用的，这种局限性势必给费希纳定律带来同样的局限性。（3）有人对最小可觉差的主观量是否相等提出了疑问。（4）20世纪中期，史蒂文森根据他多年研究的结果建立了一个新的心理物理定律幂定律。,对费希纳的评价（6）,创建了心理物理学方法：费希纳在心理物理学纲要中提出了心理物理学的三种基本方法：（1）最小可觉差法(the method of just noticeable differences)，后称极限法（

10、the method of limits）；（2）正误法(the method Of right and wrong cases)，后称常定刺激法或常定法（the constant method）；（3）平均差误法(the method of average error)，后称调整法(the method Of adjustment)和复制法(the method Of reproduction)。,对费希纳的评价（7）,局限性形而上学气氛甚浓这主要表现在它在测量感觉阈限和阈上感觉时，没有考虑人的情绪、动机、欲望、生活经历等因素的影响，而且其实验条件也与实际生活情景相去甚远，因此所得结果难于说

11、明现实生活中人的感知能力。尽管经典心理物理学也曾在一定程度上注意到了这类因素的某些影响，并且采取了一些补救措施，但并不能把受试的反应偏好和辨别力区分开来。,操作定义（1）,“操作定义”是由物理学家布里奇曼(PN.Bridgman)于1927年提出的，他主张一个概念应由测定它的程序来下定义。在心理学上，对一个心理现象根据测定它们的程序下的定义就叫做操作定义。阈限定义为：有50实验次数能引起积极反应的刺激值，差别阈限定义为：有50实验次数能引起差别感觉的那个刺激强度之间的差别。,心理物理学方法测定阈限特征（1）,1测定的次数多阈限的定义明确指出，阈限值不是一个突然的分界点，而是一个逐渐的过渡区，因

12、此测定阈限时，一定要经过反复测量才能确定某一刺激强度是否是阈限值，一般需要测量上百次，常定刺激法所需次数更多。,心理物理学方法测定阈限特征（2）,2反应较简单心理物理法测定阈限的实验对受试的要求比较简单，不要求受试作复杂的反应，因为复杂的反应反而影响测定阈限值的准确性。受试对刺激作简化的判断，不外乎下列几种：（1）有A或无A；（2）A等于B，或A不等于B；（3）A大于B，或A小于B；（4）A是B的两倍，或C等于D的一半；（5）A与B之差与C与D之差相等。,心理物理学方法测定阈限特征（3）,3刺激系列大于反应系列用心理物理学方法测定感觉阈限，一般都经过预备实验，预备实验的首要目的就是确定和选择刺

13、激系列和反应系列。例如，一系列强弱不同的声音称为刺激系列，当这一系列强弱不同的声音作用于人耳会引起一系列大小不同的感觉，这一系列大小不同的感觉，称为反应系列。一般而言，刺激系列的范围总要大于反应系列的范围。,心理物理学方法适用的问题,心理物理学方法适用于两大类问题：感觉阈限的测量，阈上感觉的测量，也就是心理量表的制作。具体可分为七个问题：（1）绝对阈限；（2）差别阈限；（3）等值；（4）次序；（5）等距；（6）等比；（7）刺激的估计。,最小变化法（1）,最小变化法又称系列探查法和极限法。用最小变化法测定阈限时，刺激是按大小的顺序呈现的，每次呈现的刺激系列变化很小并间隔相等。每次呈现刺激后，要求

14、被试作出报告，如觉察到有刺激出现，就报告“有”，如觉察不到，就报告“无”。刺激系列的顺序分为两种，一种从小到大的顺序呈现，这种刺激系列称为渐增法，以“”表示，另一种从大到小的顺序呈现，这种刺激系列称为渐减法，以“”表示。,最小变化法（2）,在以渐增法进行测定时，刺激系列的起点刺激强度要低于预计阈限值，然后逐渐以较小而相等的梯级增加，每增一梯级，让被试报告，直到被试报告“有”为止。被试最后一次报告“无”和第一次报告“有”的刺激强度的算术平均数就是这一次测定的绝对阈限值。以渐减法进行测定时，刺激系列起点刺激强度要在预计阈限值以上，然后逐渐以较小并相等梯级减少，每减一梯级，让被试报告，直到被试报告“

15、无”为止。被试最后一次报告“有”和第一次报告“无”刺激强度算术平均数就是这一次测定的绝对阈限值。,最小变化法测定绝对阈限(1),自变量自变量是刺激系列。刺激系列要按渐增和渐减系列交替方式呈现。渐增时，刺激要从阈限以下的某个强度开始；渐减时，刺激的起点要大于阈限的某个强度，一般应选1520个检查点，为了使测定的阈限准确，并使每一刺激系列的阈限能相对稳定，一般渐增和渐减系列要分别测50次左右(共100次左右)，刺激应由实验者操纵和变化。,最小变化法测定绝对阈限(2),反应变量反应变量要求被试以口头报告方式表示。当刺激呈现之后，被试感觉到有刺激，就报告“有”，当被试没感觉到刺激，就报告“无”，其依据

16、是被试的内省，而不是依刺激是否呈现。被试报告后，主试以“有”、“无”或“+”、“”记录被试的反应，渐增时直到第一次报告“有”之后，这一系列才能停止；渐减时直到第一次报告“无”之后，这一系列才能停止，然后再进行下一个系列，如果被试表示怀疑就当作改变判断。,最小变化法测定绝对阈限(3),阈限的确定在一刺激系列中，被试报告“有”和“无”相应的两个刺激强度的中点，就是这一刺激系列的阈限。把各刺激系列的每一个阈限计算出来，然后求出渐增系列和渐减系列的平均数，再求出此两系列的平均数，这个平均数就是阈限值。,期望和习惯误差,由经常起作用的因素引起的一定倾向的误差，叫做常误。由期望和习惯所引起的误差是最小变化

17、法所特有的误差。这一对误差可以通过对实验结果的统计处理计算出来。(1)将所有的渐增系列的各阈限值加以平均，(2)将所有的渐减系列的各阈限值加以平均，(3)用t检验法检验两个系列的平均数的差异是否显著。如果显著，说明存在这类误差。若渐增平均数大于渐减平均数，则存在习惯误差；若渐减平均数大于渐增平均数，则存在期望误差。,练习和疲劳误差,无论用什么方法测定阈限，只要重复多次就有可能产生练习和疲劳误差。检查方法如下：(1)计算出前一半实验中所测定的阈限值的平均数；(2)计算出后一半实验中所测定的阈限值的平均数；(3)用t检验法检验这两个平均数的差异是否显著，如果显著，就说明存在这类系统误差。若前大于后

18、，说明存在疲劳误差；若前小于后，说明存在练习误差。,控制这两类误差的方法,在实验前要训练被试，让被试确实掌握判断标准，并争取被试合作，以标准判断“有”或“无”的感觉。在整个实验中对渐增和渐减系列作合理的安排，一般采用ABBA法来安排实验系列，即或。以四次作一轮回来安排。实验中是否还存在哪种误差还必须用t检验法加以检验。,最小变化法测定差别阈限（1）,自变量最小变化法测定差别阈限时每次呈现两个刺激，让被试作比较，其中一个是标准刺激，另一个是比较刺激。标准刺激在每次比较时都呈现，比较刺激按渐增和渐减系列，并以测定绝对阈限的同样方法呈现。标准刺激和比较刺激可同时呈现，也可继时呈现，这要视具体实验情况

19、而定。,最小变化法测定差别阈限（2）,反应变量是被试的口头报告，一般用三类反应，比较刺激与标准刺激加以比较，当比较刺激大于标准刺激时，主试记录“+”，当比较刺激等于标准刺激时，记录“=”，小于时，记录“”。当被试在比较时表示怀疑，可当作“=”记。一列标准刺激与一列比较刺激比较时，主试记录上述三类反应，直到被试的反应较稳定时停止，然后再进行下一系列。,差别阈限的确定（1）,首先确定一系列差别阈限的上限(Lu)和下限(Ll)。确定的规则是：(1)在渐减系列中最后一次“+”到非“+”(即“=”或“”或“?”)之间的中点为差别阈限的上限；从第一次非“负”到“负”之间的中点为差别阈限的下限。(2)渐增系

20、列中，最后一次“负”到第一次“非负”之间的中点为差别阈限的下限；从第一次非“正”到“正”之间的中点为差别阈限的上限。(3)在上限与下限之间的距离为不肯定间距(Iu)。,差别阈限的确定（2）,(4)不肯定间距的中点为主观相等点(PSE)，在理论上PSE应与标准刺激(St)相等，但实际上两者总是有一定的差距，这个差距称为常误(CE)。(5)取不肯定间距的一半或者取上差别阈（DLu=LuSt）和下差别阈（DLl=StLl）之和的一半为差别阈限。DLu=LuSt DLl=StLl PSE=（Lu+Ll）/2 CE=StPSEDL=（LuLl）/2,误差及控制,在测定差别阈限时，必须想方设法把常误加以控

21、制，除了要控制期望和习惯误差外，还要控制因标准刺激与比较刺激相继呈现而造成的时间误差，或者因标准刺激与比较刺激同时呈现而造成的空间误差。控制的方法可采用多层次的ABBA法。,恒定刺激法（1）,恒定刺激法的特点是只用少数几个(例如57个)刺激，并且这几个刺激在整个测定过程中是固定不变的。此法要求在实验以前选定刺激并随机确定各刺激的呈现顺序。所选刺激的最大强度应是每次呈现几乎都能为被试感觉到的强度，其感觉到的可能性不低于95，所选刺激的最小强度应是每次呈现几乎都不能为被试感觉到，其感觉到的可能性不高于5。按此选好刺激范围之后，再在这个范围内选出5至7个等距的刺激。,恒定刺激法（2）,在实验中每个刺

22、激呈现的次数不可少于10次，并且各刺激呈现的次数要相同，呈现的顺序要随机安排。如果一个刺激经常处在感觉到和不被感觉到的中间地带，当其百分数为50时，那么这个刺激的强度就处在阈限的位置。这个方法因刺激按随机顺序呈现，所以它能避免期望和习惯误差。此法虽然要求较大量的实验次数，但每次试验只用很短时间，因此也比最小变化法节省时间，且测得的阈限也更准确。,恒定刺激法测定绝对阈限,自变量是从感觉到和不被感觉这一中间地带选57个等距的刺激强度。反应变量是被试的口头报告，在实验中每呈现一个刺激后，被试如感觉到，就报告“有”，主试记录“+”；如感觉不到，就报告“无”，主试记录“一”，然后根据被试对不同刺激所报告

23、的“有”或“无”的次数来求出百分数，以此来计算阈限。,恒定刺激法测定差别阈限(1),自变量是把比较刺激与标准刺激加以比较。首先确定一个标准刺激，常常确定一个能被感觉的某一刺激强度。比较刺激可在标准刺激上下一段间距内确定，一般从完全没被感觉出差别到完全感觉出差别的范围内选定5至7个刺激强度作为比较刺激。比较刺激要随机呈现。把每个比较刺激与标准刺激相比至少要100次。在比较时有50次标准刺激在前，另50次标准刺激在后。,恒定刺激法测定差别阈限(2),反应变量是被试的口头报告。较早的方法是让被试作三类反应即“大于”，“等于”，“小于”。或记为“+”，“=”，“”。后来有人提出，让被试作三类反应，因其

24、中有“等于”的反应，所以如被试十分自信，则“等于”的反应就会少，如被试十分谨慎，则“等于”的反应就会多，这样会直接影响差别阈限的大小。为了消除这类影响，建议只让被试作“大于”，“小于”两种判断，即使分不清时也要作出其中一种判断。,三类反应差别阈限的计算,在提重实验里可以容许有“较重”、“相等”和“较轻”三类反应，可以测出两个介乎类与类之间的阈限。一个阈限介乎“负”和“相等”之间，另一个阈限位于“相等”和“正”反应之间。因此，这种实验方法需要中间一类判断，即“相等”。要想计算从“正”到“非正”和从“负”到“非负”两个阈限，确定其平均数、标准差和机误即可求出差别阈限。这里平均数代表从“正”到“非正

25、”之间的平均转折点，正如在极限法里的Lu。用同法可求出Ll。Lu和Ll之间就是不肯定间距（IU），不肯定间距之半就是差别阈限。,二类反应差别阈限的计算（1）,二类判断乃是主试采用一系列扩展到标准刺激以上和以下的比较刺激与标准刺激比较令受试作“较大”或“较小”的判断。主试动员受试放弃“相等”的判断，告诉他们在不能肯定时可以猜。以重于标准刺激的比例和轻于标准刺激的比例分别画出两条曲线。这两条曲线必在50%处相交。这一点所对应的刺激与标准刺激在主观上是相等的。,二类反应差别阈限的计算（2）,在这种情况下，就不可能取与50%点相对应的比较刺激作为上限和下限了。与标准刺激完全能够辨别的重量在100%处，

26、与标准刺激不能分辨的重量于50%处。因此，取此两点的中点75%处作直线内插与两条曲线相交，求得上限Lu与下限Ll。依此计算差别阈限DL=(LuLl)/2，这样求得的差别阈限和前面的操作定义不相符，因为上限和下限与标准刺激比较都有75%的次数可以辨别，常把这种差别阈限称之为75%的差别阈限。,平均差误法,平均差误法是让被试去调整一个比较刺激，直到他感到与所给的标准刺激相等，如此反复试验。它的主要特点是：要求被试判断在什么情况下比较刺激与标准刺激相等，直接给出主观相等点。,平均差误法测定绝对阈限,自变量是让被试调整一比较刺激与一标准刺激相等。不过，此时的标准刺激假设为零。亦即让被试每次调整比较刺激

27、与“0”相比较。反应变量是被试每次调整比较刺激与标准刺激相等的数值。绝对阈限的确定让被试每次调到刚刚感觉不到(亦即与“零”标准刺激等值)，然后把各次测定数值加以平均即为绝对阈限。,平均差误法测差别阈限（1）,自变量是向被试呈现一个标准刺激，让其调整比较刺激。比较刺激是一连续的量。在被试认为接近时，可反复调整，直到满意为止。反应变量是被试每次调整的数值，即认为与标准刺激相等的数值。由于被试反复测试，各次结果并不是一个固定的数值，是围绕一个平均数变化。这个变化范围就是不肯定间距。不肯定间距的中点，亦即多次调整结果的平均数，就是主观相等点，主观相等点与标准刺激的差就是常误。,平均差误法测差别阈限（2

28、）,差别阈限估计值的计算：(1)把每次调整结果(X)与主观相等点的差的绝对值加以平均，作为差别阈限的估计值。(2)把每次调整的结果(X)与标准刺激的差的绝对值加以平均，作为差别阈限的估计值。上述两种方法计算的结果往往并不相同，因此差别阈限只是一个估计值，而不是一个定值。,平均差误法测差别阈限（3）,平均差误法实验，要被试自己操纵实验仪器，来调整比较刺激使之与标准刺激相等。这就会产生动作误差，即因被试所采用的动作方式不同，因而过高或过低地估计比较刺激反应的误差。若刺激是视觉的易产生空间误差，若标准刺激和比较刺激是继时呈现，又易产生时间误差。因此在实验中应加以控制。控制的方法可依具体实验情境不同而

29、不同，一般采用多层次的ABBA法，还可使比较刺激从小到大，从大到小两方面进行调整，以便控制动作误差等。,调整法、极限法和常定法的比较（1）,从测定方式上分析：极限法和常定法是阈限的直接测量，而调整法是间接测量。直接测量的操作能有系统地探查感觉的转折点，计算过程就具体准确地说明感觉阈限的含义。间接测量所求得的阈限值，是一个估计值，测定的阈限也不能直接与其他方法求得的阈限进行比较。另外，在极限法中，因为受试知道刺激呈现的顺序，可把注意力集中到特别需要注意的地方，从而取得较好的实验效果。,调整法、极限法和常定法的比较（2）,从效率上分析：常定法效率较高。调整法中刺激由受试者自己调节，回答和记录的次数

30、少，一次只需一个测定值，因而能较快地得到测定的结果。极限法则需要几次，甚至近十次才能获得一个测定结果。用常定法比其他两法优越的地方是可不必临时改变刺激，而且常定法中每一个记下的数据都可用上，不象在极限法中用来计算阈限值的数据只是少数。在测定重量的阈限时，多用常定法。,调整法、极限法和常定法的比较（3）,从误差上分析极限法容易产生期望误差和习惯误差。常定法在用三种判断测定差别阈限时，不肯定间距大小常随受试的态度而变化，从而对所测的差别阈限产生影响。用两种判断测定差别阈限，虽然可以避免这个问题，但迫使受试作出确定的回答是很不自然的，此外在常定法中刺激的改变没有一定的方向，受试者在回答时猜的成分较多

31、，由此导致产生较大的误差。,调整法、极限法和常定法的比较（4）,从受试角度分析：极限法曾被用来测定声音、气味、味道、颜色、温度、痛、光以及触觉的阈限，但因为嗅觉适应速度很快，味觉的后作用不易消除，所以渐减序列不宜用于味觉和嗅觉的阈限测定。在研究知觉到视觉形状所需要的最低照度时，也不能使用渐减序列，因为受试知道了所要知觉的形状以后，也难于判断这个形状是否消失。痛也有时间累积作用。因此，对于一些有后作用的刺激，不宜采用极限法。,调整法、极限法和常定法的比较（5）,从发挥受试在实验过程中的主动性上考虑，调整法具有优越性。测定的次数过多，容易使受试感到单调而产生疲劳，如果让受试者自己主动参与测定工作，

32、就可改变这种单调厌烦的情绪，从而使测定结果更准确。调整法的实验程序，对受试来说比较自然，让受试自己主动调整比较刺激，可以引起他的兴趣。,调整法、极限法和常定法的比较（6）,极限法，调整法和常定法在大量的应用中，已充分地显示了它们的优点，也同时暴露了它们的不足之处，要根据上述四点具体分析，针对实验的具体要求，选择较为恰当的方法，扬长避短求得较为精确的阈限值。,信号检测论的由来,信号检测论又称信号觉察论或信号侦察论。英文名称为Signal Detection Theory，简称SDT。这个理论首先在雷达等电子侦察系统中使用。雷达系统把电波讯号发送到卫星表面，然后试图检测返回的讯号，由于返回讯号微弱

33、，以致只有最灵敏的雷达系统才能检测到它，当工程师们试制很灵敏的放大器时，又将受到电子噪声的干扰。为此科学家们就研究在噪音背景中信号检测的情况，后形成了信号检测论。,传统方法的局限性,用传统方法获得的结果，有时甚至是相互对立的。例如，精神分裂症患者和正常人关于大小常性的对照研究：珀雷斯(1961)等人认为精神分裂症患者比正常人的大小常性要高；汉密尔顿(1963)等人则认为精神分裂症患者比正常人的大小常性要低；而皮什克姆一史密斯(1962)等人的看法认为彼此没有差别。,信号检测论是心理物理法的新发展,心理物理法最根本的问题是无法把感受性的测量和被试的动机机、态度等主观因素所造成的反应偏好区分开。而

34、信号检测论，在测定感受性上，能把被试的主观态度区分开。所以，信号检测论是心理物理法的新发展。,信号与噪音,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做“噪音”，这“噪音”不仅是指纯音信号出现时其它的噪音，在视觉实验中，伴随着亮点信号出现的照度均匀的背景也叫做“噪音”。总之，对信号起干扰作用的因素都可当作“噪音”。一般的心理物理辨别实验，其中包含着信号A和信号B。任务是要求被试报告出现的是哪一个信号刺激。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。,信号检测实验,在信号检测实验中，主试有时只呈现“噪音”刺激(以N表示)，有时是信号刺激加噪音刺激

35、同时呈现(以SN表示)，让被试对有信号刺激出现作出反应。在呈现刺激前，主试要先告诉被试N和SN各自出现的概率。这个概率称为先定概率。同时对被试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的判定标准，每次实验呈现的是N还是SN随机安排。主试在呈现刺激之前(约2秒前)要先给被试一个预备信号。,对有无信号判定的结果,当信号出现时(SN)，报告为“有”，称为“击中”以ySN表示。把这个概率称为“击中的条件概率”，以P(ySN)表示。当只有噪音出现时(N)，报告为“有”，称为“虚报”以yN表示，把这个概率称为“虚报的条件概率”，以P(yN)表示。当有信号出现，报告为“无”，称为漏报以nSN

36、表示，把这种概率称为漏报的条件概率，以P(nSN)表示。当只有噪音出现，报告为“无”，称为“正确否定”以nN表示。把这个概率称为“正确否定的条件概率”，以P(nN)表示。,辨别力d,辨别力取决于个体的感觉鉴别能力。在统计图上，用噪音分布和信号加噪音分布二者的强度差来表示。当噪音强度不变的情况下，信号强度越大，就越容易从噪音中分辨出来。因此，MSN和MN的距离就可以作为受试辨别力的指标。这个距离通常以d表示。即d=（MSNMN）/M。d值越大，表明感受性灵敏；d值越小，表明感受性越差。如果SN和N为常态分布，并且变异数相同，则d=ZSNZN即d=Z击中Z虚惊,似然比,似然比取决于“击中”概率和“

37、虚惊”概率所确定的判定点的位置，其求法是信号加噪音分布的纵轴与噪音分布的纵轴两者的比率。即=纵轴击中/纵轴虚惊=O击中/O虚惊,报告标准C,报告标准又称判断标准或判定标准。在数学中，它是纵轴在横轴上的交点，以符号C表示。横轴上的刺激强度单位，就是C的单位。C的计算公式如下：C=（I2I1）/d*Z1+I1式中：I1为低强度刺激，I2为高强度刺激，d 为辨别力指数，Z1为低强度刺激时的正确拒斥概率的Z值。,信号检测实验一有无法,基本程序是：当主试呈现刺激以后，让被试判断刚才呈现的刺激中有无信号。事先主试要规定在这轮实验中SN和N呈现的先定概率和判定结果的奖惩办法以及对被试的要求一并向被试说明，然

38、后根据被试对呈现刺激回答的四种结果，估计P(y/SN)和P(y/N)。主试可以通过改变先定概率P(SN)和P(N)，改变判定结果的奖惩办法，以及改变指示语等等来改变被试采用的判定标准。,感受性曲线（简称ROC曲线）,根据每一对的P(y/SN)和P(y/N)，以P(y/N)为横坐标，以P(y/SN)为纵坐标。画一条曲线。这条曲线称为接受者操作特点曲线（简称ROC曲线），也可称为等感受性曲线。就是说，曲线的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。,信号检测实验一评价法,基本程序是：让被试在每次实验中对自己的判断做出评价。如果被试判断“有信号”出

39、现，还要求他对这个判断有多大的把握做出评价。例如把评价分成五等，“5”代表最有把握，“1”代表最没有把握。“4”、“3”、“2”处在“5”和“1”之间。同有无法相比，评价法是更为有效的一种方法。用评价法，可使感觉中所包括的信息都能保持在被试的反应中。而在有无法中只把感觉的连续体分为“有”、“无”两部分。这样会失去许多信息，使用评价法，可以在一次实验中获得用有无法多次实验才能获得的结果。,影响报告准确性的因素,有信号多，标准过低，冒进；无信号多，标准过高，保守；有无信号一样多，标准适当，既不冒进，也不保守；击中奖大，错误惩罚小，冒进；击中奖小，错误惩罚大，保守；击中奖和错报罚一样，既不冒进，也不

40、保守；多获得正确判断，标准过低，冒进；少出错误判断，标准过高，保守；既要多获正确判断，又要少出错误判断，标准适当，既不冒进，也不保守。,心理物理学与信号检测论比较,信号检测论是在传统心理物理学的基础上发展起来的，它既是一种理论，又是一种方法。从理论上讲，信号检测论是传统心理物理学的一个发展。经典的心理物理学在看待人们对客观事物在量度方面差别的知觉事实时，形而上学气氛甚浓。这主要表现在测量感觉阈限和阈上感觉时，没有考虑人的情绪、动机、欲望、生活经历等因素的影响，其实验条件也与实际生活情景相去甚远，因此所得结果难以说明现实生活中人的感知能力。,心理物理学与信号检测论比较,信号检测论克服了传统的阈限

41、测量法没有把受试的辨别力和反应偏好区别开来的严重缺陷。在具体应用中，信号觉察论能够解决经典心理物理学不能解决的一些问题。如对实验中指导语作用的估价问题。在经典的心理物理实验中，指导语变了，测得的阈限值也变了。不同的指示语使阈限发生变化的原因，不在于受试的辨别力变了，而在于其改变了判断标准。更引人注目的是，在人的态度对实验结果影响较大的实验中。,心理量表法,心理量表是测量心理量的尺度，通过制作心理量表可以寻找心理量和物理量之间的函数关系。以刺激的物理量为横坐标，以相应的心理量为纵坐标，画出心理物理函数图，即可制成心理量表。从心理物理函数图上可以找出两个强度不同的物理刺激，在感觉上强度的差；或者给

42、定一个刺激的物理强度，从图上找出感觉上强度为它的两倍的刺激的物理强度是多少。因此，量表法就是尝试用数学方法来表示心理现象的某些特征。,名称量表,名称量表的英文名为nominal scale，有的译作类别量表、名义量表、形式量表等。名称量表用指定数字将客体分类，与其它三种测量形式相比，名称量表是测量的最低形式分类。名称量表的一个典型的例子是按地区将邮件进行编码，例如，A地区的邮政编码前面的两个数字是20，B地区是19。这就是说，20代表A地区的邮件，19代表B地区的邮件。作标记的数字，并不表示大小或多少，而只是一种代号。,顺序量表,顺序量表（ordinal scale）又称等级量表或位次量表。顺

43、序量表按次序把事物排列起来，既没有相等单位也没有绝对零。如赛跑，知道第二名比第一名跑得慢些，又比第三名快些，但是等级并不告诉我们这三个选手之间的差别有多大。顺序量表的制作方法有对偶比较法和等级排列法。,对偶比较法,对偶比较法是把所要比较的刺激配成对，然后一对一对地呈现，让被试对于刺激的某一特性进行比较并作出判断：两个刺激中哪一个这种特性更为明显。由于每一刺激都要分别与其他刺激比较，如果以n代表刺激的总数，则配对的数目等于n(n-1)/2，那么依刺激明显程度（百分比的大小）排列成序，即可制成一个顺序量表。,等级排列法,等级排列法是把待测对象同时呈现，让受试按事先指定的属性，把所有对象就其待测属性

44、的多少排出一个顺序。排出的顺序用数字表示，其中数字的大小要严格地反映出原来的顺序关系，然后把许多人对同一刺激评定的等级数加以平均，并按每一对象所得的平均等级数的大小排出顺序，这就是一个顺序量表。,等距量表,等距量表的各个部分单位数量是相等的，但是没有绝对的零点。例如，甲地从30降到20，乙地从20降到10。甲、乙两地气温降低的幅度相等，都降低了10。相等单位是温度计上的度数，但这种量表没有绝对零点，不能说20是10的两倍，而只能说前者比后者多10。这是因为它的参照点是人定的，正因为等距量表没有绝对零点，只能作加减法的运算，不能做乘除法的运算。,心理学家喜欢用等距量表,心理学家对于等距量表产生兴

45、趣有两个原因：第一，根据观测值间一致变化效应规律，在等距量表的一组资料中，对每一观测值加减或乘除同一个参数并不破坏这些数值的关系，因此在一个等距量表上所得到的测量值可以转换到另一个等距量表上去。第二，等距量表能最广泛地应用统计方法。,感觉等距法,等距量表主要有感觉等距法和差别阈限法两种制作方法。感觉等距法是制作等距量表的一种直接方法，它是通过把一个感觉距离分成主观等分来实现的。最简单的感觉等距法是二分法，还有似等距离法(要求受试把一般主观的距离分成三个或三个以上的等距)。如用似等距离法把2006500赫的纯音，按音高分出四个等分，可在这个范围内找出3个频率的声音，使5个纯音在音高的感觉上相等。

46、,差别阈限法,差别阈限法是制作等距量表的一种间接方法，通过在不同刺激强度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绝对阈限，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，再测得第二个最小可觉差。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（DL）数为纵坐标，画出的心理物理关系图就是等距量表。,比例量表,比例量表既有真正的零点，也是等距的。它是测量的最高水平，也是科学家们认为理想的量表。一个比例量表除含有名称、等级、等距量表的特征外，还有一个有实际意义的绝对零点。由于它具有绝对零点且量表上的单位相等，因此就可以进行加减

47、乘除四则运算。在物理学中，所用的绝对温度量表就属于此类。在心理测量中，由于等距量表对于大多数心理测量已经足够用了，所以就不考虑用比例量表作为心理测验的标准化记分量表。,分段法,比例量表的制作方法有分段法和数量估计法。分段法是制作比例量表的一种直接方法。它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。具体的作法是呈现一个固定的阈上刺激作为标准，让受试调整比较刺激，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、1/3或3/4等。每个实验只选定一个比例进行比较。用一个标准刺激比较若干次以后，再换另几个标准刺激进行比较。,数量估计法,数量估计法也是制作比例量表的一种直接

48、方法。具体步骤是主试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10；然后让受试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。因为反应值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。,幂定律,史蒂文森(S.S.Stevens)经过多年大量研究，提出了幂定律。如果两个刺激的比例不变，由它们引起的感觉的比例也不变。这样心理量的比例和物理量的比例成正比关系。这个结果表明在双对数坐标上心理物理函数是一条直线。,幂定律的形式,幂定律认为，心理量与物理量的关系，不是象对数定律所指出的物理量按几何级数增加时，心理量只依算术级数增加，而是心理量和物理量都是按几何级数增加。即心理量是物理量的幂函数：bIa式中代表感觉量，I代表刺激量，b和a为常数。,