恒定刺激法測重量差別閾限

心理學（師范）年級11級課程實驗心理學實驗時間年級11級課程實驗心理學實驗時間2012.5.18Wta定刺激法W定重量差別閾限()西南大學心理學院，重慶，400715西南大學心理學院，重慶，400715)摘要：本實驗通過被試對重量的判別學習用恒定刺激法測定差別閾限。采用一名大學生為被試，以100克為標準刺激，以88克到112克間隔為4克的7個重量作為比較刺激，要求被試做輕相等重三類判斷反應，測量被試對重量的差別感覺閾限。實驗通過作S-P圖用直線內插法求得差別閾限。結果表明，此被試的差別閾限為5.4克。關鍵詞：恒定刺激法重量差別閾限1弓I言：恒定刺激法（或固定刺激法）（methodofconstantstimulus）又叫正誤法（true-falsemethod）、次數法（frequencymethod），它是心理物理學中最準確、應用最廣的方法。重量差別閾限是指剛好（或有50%的試驗次數）能讓被試產生重量差異感受的兩個刺激之間的最小重量差異值，在重量感受方面具體表現(xiàn)為重量差異感受的變化與實際重量的變化之間的不同步性。換言之，對于重量不同的無勵磁機，能引起被試的重量差異感受所需的重量變化值（即重量差別閾限）不同，而且兩者之間比例是恒定的。恒定刺激法：又叫正誤法、次數法，它是心理物理學中最準確、應用最廣的方法。其具體作法為：（1）主試從預備實驗中選出少數刺激，一般是5到7個，所選定的刺激最大強度被感覺到的可能性應不低于95%，刺激的最小強度被感覺到的可能性應不高于5%；（2）選定的每種刺激呈現(xiàn)50到200次；（3）刺激呈現(xiàn)的次序事先經隨機安排，不讓被試知道。用以測量絕對閾限時，則無需標準值；如用以確定差別閾限或等值時，則需包括一個標準值；（4）此法在統(tǒng)計結果時必須求出各個刺激變量引起某種反應（有、無或大、?。┑拇螖?，并根據出現(xiàn)次數來定閾限。在用直線內插法求絕對閾限時，只要將刺激作為橫坐標，以正確判斷的百分數作為縱坐標，畫出曲線。然后再從縱軸的50%處畫出與橫軸平行的直線，與曲線相交于點a，從點a向橫軸畫垂線，垂線與橫軸相交處就是閾限。在用直線內插法差別閾限時，如要求被試做三類反應，則用直線內插法求得50%的次數被判斷比標準刺激大的刺激強度和50%的次數被判斷比標準刺激小的刺激強度，兩者相間除二便是差別閾限。韋伯（Weber，1834）通過對最小可覺差（jnd，即差別閾限）與物理刺激強度之間的關系的研究發(fā)現(xiàn)，對于作用于同一感覺通道的刺激，其差別閾限和當前刺激強度之比為一個定值（即韋伯分數）。用公式表示為：80二C，其中^①表示差別閾限，0表示刺激的強度水平，C代表韋伯分數。這就是著名的韋伯定律，它適用于中等強度范圍內的刺激。之后，費希納（Fechner，1860）繼承了韋伯的研究成果，他認為，差別閾限引起感覺量增加一個可覺差量（JND），因此JND可用作單位來測量感覺量的大小。費希納使用差別閾限作為刺激測量單位、最小可覺差作為感覺量的測量單位，對閾上刺激進行了大量的實驗研究，并對這些實驗結果進行歸納與推導，得到了刺激量與心理量的對數關系定律：隨著刺激強度以幾何級數增加時，刺激引起的心理量則以算術級數增加，即刺激引起的心理量與刺激強度的對數成正比。對數定律的表達式為：S=kXlogR。其中：S代表心理量，R代表刺激量，k為常數。該定律可由韋伯定律推導而來，所以費希納定律也稱為費希納-韋伯定律（Fechner-Weber'sLaw）。該定律有兩個假設前提：首先，假定在一種特定的感覺范疇內，差別閾限與標準刺激之比的韋伯分數是一常數；其次，在所有刺激強度水平上，最小可覺差在心理強度上是相等的，即它是一個心理量的度量單位。費希納-韋伯定律得到后來大量研究的證實，被看作是一種經典的心理物理學定律。但是，也有研究認為，費希納定律只在中等刺激強度的變化范圍內才能成立，在強刺激條件下就不成立了。之后，史蒂文斯（Stevens，1957）認為刺激量與心理量之間不是對數關系，而是幕函數關系，即史蒂文斯幕定律（Stevens'powerlaw）：S=kXR*，其中S代表心理量，R代表刺激量，k為常數，a是隨刺激類型不同而變化，而且也隨刺激強度而變化的常數。幕定律可用于測量幾乎所有心理量，大大改進了費希納定律，使得心理物理學關于心理量與物理量的關系描述和闡釋達到了一個新的水平。本實驗通過對重量的判別來學習用恒定刺激法測定差別閾限。2方法2.1被試西南大學心理學院2011級女生一名，19歲，身體健康，手部感覺正常。2.2儀器和材料高5CM，直徑4CM圓柱體兩套，其重量如下：88g、92g、96g、104g、108g、112g各1個，100g2個。遮光鏡、粉筆。實驗設計采用被試內設計，以不同水平的重量刺激為自變量，以被試的口頭報告為因變量，控制變量為時間誤差（即控制一次實驗中的間隔和兩次實驗之間的時間誤差），并以呈現(xiàn)變異刺激恒定刺激之間的順序來消除順序誤差。實驗程序2.4.1準備程序準備好實驗材料，以100g為標準刺激，其他7個為變異刺激（包括一個100g）。實驗時，要求被試戴上遮光鏡，把右手按握舉姿式自然放在桌上，主試用粉筆記下手臂在桌上的位置，以便在實驗休息后仍可放回原處，在被試右手指前方，也用粉筆劃一圓柱大小的圓圈作為以后重量刺激出現(xiàn)的固定位置。7個變異刺激分別與標準刺激（重量為100g）各比較20次，為了消除時間誤差，其中有10次應先給標準刺激，10次先給變異刺激，每70次比較按隨機排列。2.4.2先呈現(xiàn)標準刺激前70次比較中，每次比較先呈現(xiàn)標準刺激，讓被試用拇指和食指拿起圓柱慢慢上舉，使之離開桌面2CM。2秒后放下，然后在同一位置呈現(xiàn)變異刺激，如法請被試舉起放下，要被試報告第二個刺激比第一個刺激重、輕還是相等，主試分別用“+”、“一”、“二”記錄。每比較十次，休息2分鐘。為了避免每次比較的第一個重量感覺消退，兩刺激的間隔最好不要超過1秒；為了減少前一次比較對后一次比較的影響，每兩次比較之間的間隔至少要大于5秒。為了避免意外刺激干擾，主試在呈現(xiàn)刺激時要防止碰撞被試的手。2.4.3先呈現(xiàn)變異刺激后70次比較中，每次比較同樣要求被試報告第二個刺激比第一個刺激的結果，記錄結果。但是，因為變異刺激先呈現(xiàn)，記錄材料要進行轉換處理。分別計算每個變異刺激比標準刺激重、輕、相等的次數及百分數，并列成表格。作圖（S—P圖），用直線內插法求出重量差別閾限。3實驗結果3.1頻率分布表三用恒定刺激法得到的重量差別閾限的結果頻數所占百分比比較刺激 +885158092152560962530451004545101043545201087025511275205OOOOOOOOOOOOOOOOOOOO987654321圖三用直線內插法求解差別閾限值由表三和圖三以直線內插法求得50%的次數被判斷為比標準刺激重的比較刺激的重量為105.8克和50%的次數被判斷為比標準刺激輕的比較刺激重量為95克。前者即重量差別閾限的上限Lu，后者即下限Ll，由此可得：差別閾限DL=（Lu-Ll）/2=5.4克上差別閾二DLu=105.8g-100g=5.8g下差別閾=DLl=100g-95g=5g4討論4.1誤差分析在赫葆源、張厚粲和陳舒永（1983）的研究中，用直線內插法得到的200克的重量差別閾限的數據為3.93,且在以往的研究中，100克的重量差別閾限多為3點多，而此次實驗的差別閾限值為5.4，明顯偏大，可能原因是被試在做實驗時精神不太好，有些犯困，導致精神不夠集中，對結果有些影響。而且作為主試在實驗過程中在被試的手不夠張開的情況下，多次用言語或者用于撥開被試的手，這在一定程度上會影響被試的情緒。在對待時間誤差上，基本符合了實驗要求。由前70次和后70次的數據分析表明，被試的波動比較大，總體上來說，被試偏向于報告第二個刺激比第一個刺激重，這可能是在一秒的時間里被試舉手時感覺上累了些，才導致了這樣的結果。同時，還可以看出，后70次的實驗結果要比前70次的好些，這可能是受練習效應的影響。一般說來，每種刺激要向被試呈現(xiàn)50-200次，而本次試驗每種刺激向被試呈現(xiàn)了20次，實驗次數相對較少，數據可能有些偏差。4.2恒定刺激法測定差別閾限的信度胡振江（1995）在對兩名心理學教師所做的實驗中，認為恒定刺激法測定差別閾限是只用少數（本實驗只用7個變異刺激）刺徽，并且這幾個刺激在整個測定過程中是固定不變的。刺激的選定，順序的排列、刺激的量、刺激的次數都是實驗前確定好的，因此整個實驗容易控制、易于操作，由于刺激是采取隨機性，這就防止了任何系統(tǒng)性順序出現(xiàn)，這不象最小變化法那樣按漸增和漸減系列呈現(xiàn)，所以它能避免期望和習慣。這是恒定刺激法的優(yōu)點之一，另外，運用恒定刺激法考察差別悶限，雖然要求較大量的實驗次數，但每次實驗只用很短的時間，因此也比最小變化法節(jié)省時間，并測得的閩限也比較準確，總之，恒定刺激法測定差別閾限是簡便、易行的有效方法.4.3差別閾限的應用楊志良等（1989）人探討假肢裝戴者的重量感覺能力及其康復途徑.通過一年多來對29例殘肢病人提重差別閾限的研究，觀察到積極的心理康復治療