平均差误法测定线段长度差别阈限
10教科1 第9小组
余华、黄文静、吴芸、王红娥、钟健有
摘要
随机选取上饶师范学院心理学专业本科二年级年龄均为19岁的男女生各一名，通过让被试调整比较刺激，使其与标准刺激相等，来学习用平均差误法来测定线段长度差别阈限。
关键词：平均差误法、差别阈限、标准刺激、比较刺激
1 引言
本实验是用平均差误法来测量线段长度的差别阈限，以此来学习平均差误法。
差别阈限是指刚好能引起差异感受的刺激变化量，其操作定义为有50%的实验次数能引起差别感觉的两个刺激强度之差。
平均差误法（或均误法）又称调整法、再造法、均等法，是最古老且基本心理物理学方法之一。虽然它最适用于测量绝对阈限和等值，但也可用以测量差别阈限。平均差误法的特点是呈现一个标准刺激，令被试再造、复制或调节一个比较刺激，使它与标准刺激相等。比较刺激也可由实验者调节，由被试判断。被试判断为与标准刺激相等的比较刺激，并不总是一个固定的数值，而是围绕着一个平均数变化的一个数。这个变化的范围就是不肯定间距。不肯定间距的中点就是主观相等点。通过对主观相等点和不肯定间距的测量，就可以估计差别阈限。把平均误差作为差别阈限，与差别阈限的定义并不相符，但因为平均误差和差别阈限成正比，所以也作为测量差别感受性的指标。
用平均差误法测定差别阈限
1) 自变量：用平均差误法测定差别阈限，是向被试者呈现一个标准刺激，让其调整比较刺激。比较刺激是一种连续的量。在被试认为接近时，可反复调整，直到其认为满意为止。
2) 反应变量：用平均差误法测定差别阈限的反应变量是被试每次调整的数值，即其认为与标准刺激相等的数值。由于被试反复测试，每次的结果并不是一个固定的数值，它们是围绕着一个平均数变化的数值。这个变化范围就是不肯定间距。不肯定间距的中点，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。
3) 差别阈限的估计值的计算：用平均差误法求差别阈限，所得差别阈限只是一个估计值，平均差误（AE）有两种计算方法：
a) 把每次的调整结果（X）与主观相等点（用M 或PSE 表示）的差的绝对值加以平均，作为差别阈限的估计，这个差别阈限的估计值用符号AEm表示:
AEm=Σ∣X-PSE∣/N
b) 把每次调整结果（X）与标准刺激（St）的差的绝对值加以平均，作为差别阈限的估计，用符号AEst 表示：
AEst=Σ∣X-St∣/N
2 方法
2.1 被试
随机选取上饶师范学院心理学专业本科二年级男女各一名同学，年龄均为19岁,视觉正常。
2.2 仪器和材料
仪器：计算机及PsyTech心里实验系统。材料：两根不同长度的线段，一个为标准刺激，长度固定不变，另一个为比较刺激。
2.3 程序
1) 登陆并打开PsyTech心理实验软件主界面，选中实验列表中的“平均差误法测定线段长度差别阈限”。单击呈现实验简介。点击“进入实验”按钮到“操作向导”窗口。实验者可进行参数设置，选择实验次数，也可直接点击“开始实验”按钮进入指导语界面。本实验不设练习，点击“正式实验”按钮开始。
2) 本实验的指导语是：这是一个需要比较两个线段长短的实验。屏幕上将并排呈现两条线段，其中一个是标准刺激，线段长度不变；另一个是比较刺激，你可以调整其长度。请你使用反应盒调整比较刺激线段的长度使两条线段相等。按红色键则比较刺激线段长度增加，按绿色键则比较刺激线段长度减少。如果认为已调整至相等请按中间的黄色键予以确认，然后自动进入下一次实验。实验需要做很多次。当你明白了上述指导语后，请点击下面的“正式实验”按钮开始。
3) 实验中为消除位置误差和顺序误差，每5次实验为一组，每组内顺序一样，但长短随机，具体排列顺序为：“右长”、“右短”、“左短”、“左长”、“左长”、“左短”、“右短”、“右长”。将比较刺激在右，长于标准刺激称为“右长”。同理有“右短”、“左短”、“左长”。一个循环共40次。被试每按键一次，线段长度改变一个像素单位。
4) 实验结束，数据被自动保存，实验者可直接查看结果，也可换被试继续实验，以后在主界面的“数据”菜单中查看。
3 结果
本实验中标准刺激长度为160像素，我们将被试调整的比较刺激的结果减去160得到下表：
被试调整的比较刺激的结果
利用SPSS19.0作统计分析：
3.1 对女被试的数据作分析：
1）AEst =5.5；2）根据比较刺激长于标准刺激还是短于标准刺激将结果分为两组，对两组数据进行相关样本t检验（双侧检验）得：t= -0.676,p=0.507>0.05,df=19，所以两组数据在0.05水平下无显著差异；3）根据比较刺激在标准刺激的左边还是右边将结果分为两组，对两组数据进行相关样本t检验（双侧检验）得：t= -3.738,p=0.001<0.05,df=19,所以两组数据在0.05水平下差异显著。4）将数据分为前20次和后20次两组，对两组数据进行相关样本t检验（双侧检验）得：t= -3.381,p=0.003<0.05,df=19,所以两组数据在0.05水平下差异显著。
3.2 对男被试的数据作分析：
1) AEst =6.625；2) 根据比较刺激长于标准刺激还是短于标准刺激将结果分为两组，对两组数据进行相关样本t检验（双侧检验）得：t=4.312,p=0.000<0.05,df=19, 所以两组数据在0.05水平下差异显著；3) 根据比较刺激在标准刺激的左边还是右边将结果分为两组，对两组数据进行相关样本t检验（双侧检验）得：t=1.177,p=0.254>0.05,df=19, 所以两组数据在0.05水平下无显著差异。4）将数据分为前20次和后20次两组，对两组数据进行相关样本t检验（双侧检验）得：t= -1.608,p=0.109>0.05,df=19,所以两组数据在0.05水平下无显著差异。
3.3 对男女被试差别阈限的比较
对男被试和女被试的数据进行独立样本t检验（双侧检验）得：t= -2.681,p=0.009<0.05,df=78,所以两组数据在0.05水平差异显著。
4 讨论
4.1 实验中存在的各种误差及其控制方法
1) 动作误差
在平均差误法实验中，一般要被试自己操纵实验仪器来调整比较刺激，使其与标准刺激相等，这就要产生动作误差，亦即因被试所采用的方式不同而产生误差。
为消除动作误差，通常使一半比较刺激长于标准刺激，另一半则短于标准刺激
2) 空间误差
因实验系统所呈现的刺激是视觉的，所以标准刺激设置的位置不同（或左侧或右侧），易产生空间误差。
为消除空间误差，通常使比较刺激的位置一半在标准刺激左侧，一般在标准刺激右侧。
3) 习惯误差和期望误差
习惯误差和期望误差是一对相反的误差。
习惯误差：是指由于被试在长序列中有继续作同一种判断的倾向所引起的误差。
期望误差：是指由于被试在长的序列中给予相反判断（期望转折点的尽快到来）的倾向所导致的误差。
为了让习惯误差和期望误差尽可能相互抵消，可采用多层次的ABBA法和拉丁方设计。
4) 练习误差和疲劳误差
练习误差和疲劳误差是一对相反的误差。
练习误差：是由于实验的多次重复，被试逐渐熟悉了实验情景，对实验产生了兴趣和学习效果，而导致反应速度加快和准确性逐步提高的一种系统误差。
疲劳误差：与练习误差相反，由于实验多次重复，随着实验进程而发展的疲倦或厌烦情绪的影响，而导致被试反应速度减慢和准确性逐步降低的一种系统误差，称之为疲劳误差。
随着时间的进展，练习可能使阈限降低，而疲劳可能使阈限升高。为了检查有无这两种误差就要分别计算出前一半实验中测定的阈限与后一半实验中测定的阈限，若前一半实验中测定的阈限比后一半实验中测定的阈限大，并差别显著时，就可以认为在测定过程中有练习因素的作用，若前一半实验中测定的阈限比后一半实验中测定的阈限小，并差别显著时，就可以认为在测定过程中有疲劳因素的作用。练习误差和疲劳误差两种影响可能互相抵消，也可能一种影响比另一种影响要大。
为了消除两种误差的影响，可采用多层次的ABBA法和拉丁方设计。
4.2 对实验结果的分析
1) 通过对本实验中男女被试的结果数据进行独立样本t检验发现，男女被试的差别阈限差异显著。但这并不能说明用平均差误法测出的所有个体的差别阈限都差异显著，因为实验中样本过小（只有两个被试），得出的结论并无代表性。所以我们只能说在本实验中此男女被试的差别阈限差异显著。
2) 通过结果中数据的分析可以看出，比较刺激在标准刺激的左侧或右侧时，对于女被试有比较显著的差异；比较刺激是短于标准刺激还是长于标准刺激，对于男被试而言有比较显著的差异。这说明对于本实验中的被试而言，我们设置的实验并没有很好的控制空间误差（女被试）和动作误差（男被试），从这个方面讲，我们的实验设计并不算很成功。
3) 通过结果中数据的分析可以看出，男被试前20次的差别阈限和后20次的差别阈限无显著差异，而女被试前20次的差别阈限和后20次的差别阈限有显著差异，且其前20次的差别阈限为3.6，后20次的差别阈限为7.4，通过前面的讨论可知，若前一半实验中测定的阈限比后一半实验中测定的阈限小，并差别显著时，就可以认为在测定过程中有疲劳因素的作用。所以我们说女被试在测定过程出现了明显的疲劳现象，并造成了疲劳误差。
5 结论
平均差误法可用于测定线段长度差别阈限。
6 参考文献
杨治良.实验心理学.杭州：浙江教育出版社，1998，177—180.
郭秀艳.实验心理学.北京：人民教育出版社，2004，231—240.
7 附录
实验中两名被试的原始数据如下：
女被试
测验耗时：695秒
[参数表]
间隔时间(毫秒)=500
标准刺激长度(像素)=160
＝＝＝＝＝ 详细反应 ＝＝＝＝＝
标准刺激 始 终
左 短 120 155
左 短 135 156
左 短 126 157
左 短 123 161
左 短 121 161
左 长 204 160
左 长 185 165
左 长 185 162
左 长 179 167
左 长 208 161
右 长 189 160
右 长 191 163
右 长 209 172
右 长 183 163
右 长 173 161
右 短 127 167
右 短 150 162
右 短 118 167
右 短 124 164
右 短 111 164
右 短 134 172
右 短 146 173
右 短 150 171
右 短 117 164
右 短 129 174
右 长 209 171
右 长 199 169
右 长 185 171
右 长 192 168
右 长 186 167
左 长 179 165
左 长 171 155
左 长 172 160
左 长 174 161
左 长 179 163
左 短 128 160
左 短 142 163
左 短 113 165
左 短 145 172
左 短 132 174
男被试
测验耗时：477秒
[参数表]
间隔时间(毫秒)=500
标准刺激长度(像素)=160
＝＝＝＝＝ 详细反应 ＝＝＝＝＝
标准刺激 始 终
左 短 149 153
左 短 138 151
左 短 122 139
左 短 128 144
左 短 120 151
左 长 185 159
左 长 198 168
左 长 192 169
左 长 200 165
左 长 192 161
右 长 190 173
右 长 204 161
右 长 177 161
右 长 199 166
右 长 193 164
右 短 138 157
右 短 130 155
右 短 119 158
右 短 131 157
右 短 128 154
右 短 130 148
右 短 145 161
右 短 136 158
右 短 129 163
右 短 117 152
右 长 171 151
右 长 200 162
右 长 178 156
右 长 175 155
右 长 171 166
左 长 174 180
左 长 182 176
左 长 193 173
左 长 183 166
左 长 173 166
左 短 124 158
左 短 142 167
左 短 143 161
左 短 126 164
左 短 136 168
第二篇：心理实验报告
最小变化法测响度的阈限
应用心理系
摘 要 本实验采用最小变化法对被试进行响度的绝对阈限测量。主要使用的实验仪器是听觉实验仪，频率采用400赫兹。被试为本专业两名同学，一男一女，听觉皆正常。实验采取升序降序交替进行，每位被试测得8组数据，每做4组则交换被试。实验测得的纯音响度的绝对阈限平均值为29.38dB。
关键词 听觉绝对阈限；最小变量法；听觉实验仪
1. 导言
感觉是物理刺激作用于感官的结果,一定的刺激作用于感官就引起一定的反应。感觉阈限又称阈限，可以分为两种,一种是绝对阈限,另一种是差别阈限。绝对阈限是指刚刚能引起感觉的最小刺激强度。差别阈限是指刚刚能引起差别感觉的刺激变化量。在统计学上，把绝对阈限定义为,有50%的实验次数能引起积极反应的刺激值。
阈限的研究起于费西纳，他最初采用了最小变化法、恒定刺激法和平均差误法。最小变化法也叫极限法和系列探查法。主要有以下特点：1.刺激按“渐增”和“渐减”两个系列交替变化组成，每个系列的刺激强度包括足够大的范围，能都确定从一类反应到另一类反应的瞬间转换点或阈限的位置。2.各系列刺激是由小到大（渐增）或由大到小（渐减）按阶梯式顺序变化的。3.刺激的范围在阈限以上和以下一段强度距离，实验时一般确定15~20个检查点，每个相邻检查点的间距，根据实验仪器的可能以及所欲测定的感觉道的性质决定。4.检查点的距离越小，测定结果就越精确。
在使用最小变化法测定绝对阈限的时候，常常会出现期望误差和习惯误差。期望误差是指在递增系列中提前报告有和在递减系列中提前报告无的倾向产生的误差。误差随实验情境和被试不同而异，实验中的个体差异明显。
2 方法
2.1 被试
本科在读学生2名，男女各一人，听觉皆正常，之前未参加过类似实验。参与本实验无任何报酬。
2.2 仪器
本实验使用华东师范大学科教仪器厂生产的听觉实验仪。
2.3实验程序
一组两名被试，男女各一名。主试先呈现较强纯音让被试熟悉确定呈现声音刺激的频率，如400Hz，每个系列8次。初步找出被试的阈限范围，以该点之下7-8个分贝为最低点，该点之上7-8个分贝为最高点，选定15个连续的纯音强度。
主试读指导语：这是一个听力实验，实验时请你把耳机带好，用右或者左耳听，在整个实验过程中不要换耳朵。每次我喊预备，你就注意听如果你听到了刚才你听的嘟声，就马上报告，接着休息。若在我喊预备4、5秒后你还没有听到就向我报告，接着休息。等待我下一次叫预备。这样总共要做10多次，请你在每次反应时候标准尽量保持一致，也就是说，只有当你听到的确是嘟声时候才报告。
主试给出一个刺激，从开始到下一个纯音响之间要间隔2秒，每次记录被试的反应直至出现转折点。采用升序和降序交替进行，每测定4次被试休息三分钟以免出现习惯误差。
换一个频率，重复上述操作。换一个被试，重复上述操作。
2.4数据收集和分析
一个系列中，被试报告“有”、“无”这两个刺激强度的中点，就是这个刺激系列的阈限（若在渐增系列时用最后一个“-”与第一个“+”相应刺激强度值相加除以2）；将所有各系列的阈限求平均数；或先分别求出渐增和渐减系列的平均数再求二系列的平均数。可以通过计算，分别求出渐增和渐减系列的阈限平均值，渐增的平均值大于渐减的并且差异显著就存在习惯误差，反之则存在期望误差。
3 结果
3.1描述统计结果
数据表明个体的绝对阈限有显著差异，平均绝对阈限在29.38。
3.2平均数差异的显著性检验
表2 相关样本t检验
表2显示了在400HZ的频率下，递增递减顺序的平均数差异检验。如表所示，t = 1，p = 0.05。可得知，两种顺序时，被试的绝对阈限差别不显著。
4 讨论
4.1期望与习惯误差分析
M↑=40, M↓=39，t=1。由于M↑> M↓但差异不显著，所以不存在期望误差和习惯误差。
4.2练习与疲劳误差分析
M前=40, M后=39。由于M前>M后，存在练习误差，不存在疲劳误差。
5 结论
1) 不同响度变化顺序对绝对阈限的影响不显著
2) 实验控制是可以降低期望、习惯、练习和疲劳误差的。
参考文献
1．张厚粲(2004).现代心理与教育统计学.第3版.北京:北京师范大学出版社,272-279.
2．高湘平（2005）.心理实验指导手册.