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两点阈限实验报告 第二组

利用最小变化法测量两点阈限

2013级心理学系

第二组

利用最小变化法测定两点阈限

13级心理学系第二组

摘要:此次实验选取延边大学13级心理学系一名男生与女生共2名学生作为被试,运用传统心理物理学中最小变化法进行两点阈限的测量,利用ABBA设计控制误差,并与课本恒定刺激法测量两点阈限的方法进行对比探究,发现最小变化法的效率没有恒定刺激法高,使用产生的误差较多,但测量的数值较之精确。

关键词:最小变化法、两点阈限、对比探究

一、引言

通过对于第四章第一节的学习,我们可以了解到以费希纳为鼻祖创立的心理物理学主要是以研究心理现象与物理刺激之间对应关系的学科,费希纳的主要贡献在于开创了心理事件的量化方法,使用一系列严格的实验手段对感觉阈限进行测量,制作出一系列反映阈上感觉随物理刺激变化的心理量表,并在此基础上推导出费希纳定律①。费希纳提出了传统心理物理学三种经典的测量阈限测量法,分别为最小变化法,恒定刺激法和平均差误法。在郭秀艳所著的《实验心理学》中,对于两点阈限的测量运用的是恒定刺激法,通过对于课本中的几种方法的学习,了解两点阈限测量的是绝对阈限,以及规定的操作定义,本组构想两点阈限实验能否通过极限法测量得到类似实验结果。故本组在此次实验中主要研究采用极限测量法进行两点阈限的测量,通过此次实验收集实验后的数据,整理并分析后与利用恒定刺激法进行实验的组别进行对比分析,寻找两种方法的差别,比较在哪种情况下方法是否适用。

二、方法

2.1被试

2.11被试的数目:2人;

2.12被试的性别:一名男生和一名女生;

2.13被试的来源及年龄:延边大学师范学院心理学系2013级,1995年生;

2.14被试的选择方法:由于条件限制,被试数目不足,只能在本系同学中选取,但考虑到性别之间对于刺激的感受性差异的存在,仍旧选取一名男生与一名女生,且年龄相同,民族相同,均为朝鲜族同学。

2.2仪器

此次实验的仪器为天津师范大学生产的两点阈测量的游标卡尺,测量精度达到

0.1mm,且保存完好,实验中无任何故障。

2.3最小变化法(极限法)的原理

将被试需要接受到的刺激按递增或者递减序列的方式,以间隔相等的小步变化,寻求一种反应到另一种反应的转折点,即阈限的位置。①

2.4实验程序

2.41 确定自变量、因变量和额外变量

2.411自变量:本次实验的是刺激值,即刺激两点之间的距离值,操作定义为刚刚能引起两点刺激的量,测量的单位为毫米(mm),通过改变两个刺激点的距离,每次改变1mm,来进行,均刺激手背;

2.412因变量:被试的两点阈限大小,即被试恰好能感受到两点刺激的距离,通过被试汇报有无来记录;

2.413额外变量

2.4131分析:参考课本中误差出现的几种类型以及实验方法固有的误差进行分析,以本实验为主,确定了(1)期望误差:定义中指的是被试出现的误差,另外本组补充主试效应所带来的误差,即主试本身对于实验结果的一些期望可能造成在刺激被试时带来的不同影响,还有主试的性别会对被试产生一定的影响;(2)习惯误差:被试由于适应了实验中的一系列的刺激导致感觉判断的不正确性;(3)疲劳效应:由于实验时间过长造成被试的厌烦情绪,影响实验的精确性与效率,并且在此次实验中由于长久刺激皮肤带来的麻痹性,也需要通过定期的休息来缓解这种误差影响;(4)时间与空间误差:可能由于不同的时间点被试的感觉性不同或者不同地点对于被试的感觉影响不同;(5)其他影响:<1>测量方式的不同造成的影响,本组在测量时发现当测量方式不同造成被试的感受性不同并对比了与其他组别的测量方式确定垂直于手指方向的测量方式使得被试较多感受到两点刺激,而平行于手指方向的测量方式使得被试较少感受到两点刺激;<2>测量时的被试感受性欺骗;<3>性别带来的误差,考虑到男性可能存在感受性低于女性的情况<4>实验顺序的不同带来的影响。

2.4132本组在分析了以上的误差后,采取了相对应的措施控制误差:将实验地点进行统一,都安排在了一食堂三楼,较为安静的环境下;实验的时间为周五下午三点开始到五点半结束,考虑到下午一点是人体较为疲惫的时刻,下午三时被试精神状况较为良好;女性被试在女性主试的指导下进行实验,男性被试在男性主试的指导下进行实验,由于条件原因,主被试都了解实验目的,所以在实验前分别对主被试进行规则的详细解读与告知;在实验每进

行2-3组时让被试休息5-6分钟;测量时统一使用45°标准,即与手指方向偏向45°进行测量,每个刺激标准刺激五次并在手背区域进行五点法测量,即五点取样法,在手背区域近似正方形区域四个角各为一个刺激点,中心区域为一个刺激点,每次刺激时尽量保持力量一致并持续2秒。实验中递增与递减序列交替进行,让被试蒙上眼睛看不到测量的数值,主试不告知被试测量的数据大小。

2.42预实验的进行

由于对于每位被试无法直接确定两点阈限的大致范围,因而通过进行预实验判断出大致范围。预先采用5mm,10mm,15mm,20mm四个维度分别对男被试与女被试进行刺激,每个维度刺激持续五次,每次刺激力量尽量一致并保持2秒。经测量,男被试除5mm外其余维度都有两个刺激点的感觉,在此基础上开始确定2-12mm为测量的大致范围,女被试四个维度都有两个刺激点的感觉,因而对于女被试进行多次测量后发现测量结果不稳定,故采用1-12mm 为测量的大致范围。根据预实验测定出的大致范围,设计好实验记录表格(见附录)。

2.43正式实验步骤

2.431正式实验一共20组测量序列,以一列递减一列递增的方式进行,总共10列递增10列递减的数目,预先根据预实验测量的大致数据进行确定推算。例如:在对男被试进行正式实验时,第一列为递增序列,因为不太确定大概的值,所以从最小的2mm开始起测,遵循上述规则,一直到8mm开始有两点刺激感觉。在递减序列,主试根据预实验时得到的数据大致推测转折点为7-10mm之间,因此选取10mm为起始点开始测量,结果为“有”,4mm时结果为“无”,一直到2mm为止。之后实验中采用随机法确定测量起始点,并记录相关数据。女被试组呈现类似情况。

2.432根据预先实验估计要求,在做完2-3个序列后,让被试进行为时5分钟的休息,减少疲劳效应带来的影响,然后继续进行实验。

2.433当实验进行到16-17组时,被试反映手背皮肤的感觉性下降,表现为在原有可感知两点刺激下无法感知到,在加重刺激程度的情况下或更换刺激点时可以感知,在进行适当休息后只能得到部分的缓解。

2.434实验中,由主试将数据记录在自己制作的表格中,全部实验组完成后整理好相关实验器材,将收集到的数据记录在电子表格中,并进行相关的阈限值运算。并认真了解了主被试的对于实验的相关感受,做好相关记录以便了解实验中未考虑因素与总结此次实验,为今后的实验做好经验准备。

三、结果

3.1绝对阈限的计算(数据见附录)

将每组的转折点上下的两个数取出,取中位数,分别记录于阈限值中,将20个数据相加再除以20,即为最后的平均值,男性被试为5.7mm,标准差为1.29mm,女性被试为6.9mm,女性被试为1.59mm,可以认定为近似于两点阈的绝对阈限。该数据在一定程度上反映了性别与两点阈限感受性的相关性,与课本中的恒定刺激法做出来的数据比较,相差较大。(课本中为10.5mm)

3.2检验是否存在习惯误差与期望误差

男性被试组中递增序列的阈限值为58mm,递减序列的阈限值为56mm,相差的百分比为0.035<0.05,因此两者并不存在期望效应与习惯效应;女性被试组中递增序列阈限值为68mm,递减序列的阈限值为69mm,相差百分比为0.015<0.05,因此两者也不存在期望与习惯效应。 3.3检验是否存在练习效应和疲劳效应

男性被试组中递增序列的阈限均值为5.8mm,递减序列的阈限均值为5.6mm,相差的百分比为0.036<0.05,因此两者并不存在练习效应与疲劳效应;女性被试组中递增序列阈限均值为6.8mm,递减序列的阈限均值为6.9mm,相差百分比为0.015<0.05,因此两者也不存在练习效应与疲劳效应。以上两个验证说明实验采用ABBA法控制实验误差,效果显著。四、讨论

此次实验本着与课本中恒定刺激法测量两点阈限的实验进行对比的目的,在开始初期就做了相当多的准备,仔细阅读完课本上关于绝对阈限的定义与所采用的最小变化法的方法原理,了解实验的主要步骤与报告的大致框架,草拟出一份初期实验研究报告。考虑到各种额外变量的控制,(1)在主被试的选择中,例如书上所提出的期望效应,在书中所指为被试存在,本组将主试可能存在的主试效应考虑到其中,例如同样与被试存在的期望效益、疲劳效应,由于此次实验主试是第一次担任,在实验前先告知主试所需了解的注意事项,例如在实验中尽量较少与被试沟通,学习熟练使用游标卡尺,认真按照被试反映的数据记录,遵循实验的既定要求,每次刺激时控制好刺激的力度,不能通过一些加强强度的措施来暗示被试等。对于被试,由于也是第一次做这次实验,因而告知被试真实反映刺激结果,不用猜测主试的测量组顺序与实验的两个刺激点的距离,或者可能在得到主试暗示下怀疑自身的判断等。了解并记录主被试在实验后的反应后,不难发现实验中仍会存在少许此类现象。(2)在实验地

点与实验时间的选择中,考虑过人体的生理因素,例如在下午1-2时、下午9-10时易犯困早上8-9时与下午3-5点人精神较好注意力几种的特点,将两组实验安排在下午3时至5时半进行;实验场所的环境会对被试的感受性有影响,在嘈杂环境中影响被试的心情,造成厌烦、抵触心理,加大了疲劳效应对于实验的影响,天气情况可能会影响人皮肤的感受的灵敏度,因而选择在晴天,并且在安静的一食堂三楼进行实验。(3)实验前考虑到此实验是被试内设计,序列位置会对实验产生影响,因而采用一组递增一组递减的交替法进行,延续效应的存在使得实验采用ABBA设计来控制误差。经过后期的实验数据整理可以发现此种方法的优越性,使得练习效应、疲劳效应、期望效应与习惯效应对实验影响很小,低于0.05的水平。

虽然初期的实验设计较为充分,但是在正式实验中仍然存在着许多问题。(1)由于实验条件的限制,被试数目过少,只有两组,不符合实验规范,并且对于需要验证和排除存在对于实验影响的一些额外变量的步骤无法进行,例如此次实验中可能需要考虑的主试性别与被试性别与实验结果的相关,即假设女性主试对于男性被试或男性主试对女性被试的潜在影响,无充足样本进行检验排除;(2)在对男性被试进行预实验时,由于只做了一次,测出大致范围为5-15mm,当记录好相关数据后进行正式实验时被试在感受性中产生偏差,有时在2-3mm时产生“有”的反应,因此主试取消了先前所做的预实验数据,重新进行多次频繁测量,最终确定测量范围为2-12mm;在对女性被试进行实验时,由于主试猜测女性被试感受性强,因而做预实验时测量方式中刺激强度偏轻,而在正式实验中力度突然加强,导致正式实验与男性被试组产生相同的情况;(3)没有考虑到皮肤在大量刺激后会产生麻痹状态,使得测量进行不顺利,中间几次测量很不标准,数据偏差较大;(4)数据的分析没有采取较为科学的方法,只是简单地将几组看似无用数据取平衡值的做法;(5)没有遵循实验的目的,没有大量查阅文献寻找关于恒定刺激法测量两点阈限的实验报告,可能导致分析产生偏差。

本次实验主要设想通过对于最小变化法测量两点阈限的实验过程,加深对于此种方法的运用,寻找出与恒定刺激法之间的差异,比较两种方法的适用点,对于未来进行相关实验时可以准确做出选择,对于传统心理物理学的三种经典方法有更为深刻的认识。总结了以上实验中产生的问题,可以在今后的实验中考虑更加仔细,确保实验所需的实验器材与被试数目,在草拟好实验研究报告的同时广泛征求意见,对额外变量的考虑与控制更加细致,设计实验时充分考虑几种效应对于实验的影响,区分清楚组内与组间设计,实验时更加符合科学规范,了解与熟悉心理学实验的大致过程。

五、结论

在对利用最小变化法测量两点阈限的实验与课本中利用恒定刺激法测量两点阈限的实验比较中,我们发现最小变化法的效率较恒定刺激法低,且每个维度的实验次数不稳定,主要误差与恒定刺激法相比较多,但实验数据精确度较高,可信度较高,较为理想地达到了本次实验的目的。

六、参考文献

郭秀艳、杨治良著《实验心理学》

七、附录(实验数据(手背))(原始数据)

合理处理后数据(阴影标注为无效数据)

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