第一章 心理物理法
第一节 古典心理物理法
一、恒定刺激法
（一）实验背景
恒定刺激法（method of constant stimulus）也称正误法、次数法，是费希纳（Fechner）于1860年提出的测量感觉阈限的三种方法之一，被广泛地应用于测量心理量和物理量之间的对应关系。本实验用恒定刺激法测定线段长度的差别阈限（differential threshold）。差别阈限是指人们刚刚能够感觉到的两个刺激（同一物理量）之间的*小差别的变化值。实验心理学中又把它定义为有50%的实验次数能引起差别感觉的那个刺激强度之间的差别。通常个体对线段长度的知觉是有一定限度的，当长度变化幅度很小时，人们通常是知觉不到的；当长度变化幅度增大到一定程度时，人们便能够感觉到两个刺激的长度差异的存在，那么个体感觉到的*小的长度变化就是长度差别阈限。本实验通过恒定刺激法测定长度的差别辨别阈限，以增进对个体感觉功能的了解。
恒定刺激法和*小变化法在实验实施过程上的差异不大，两者间的不同主要体现在阈限值的计算上。本实验采用相继呈现的方式进行恒定刺激法任务，探索线段长短的差别阈限。
（二）实验目的
本实验意在通过测量线段长度的差别阈限，使学生学习使用传统心理物理法—恒定刺激法测量差别阈限；掌握测量长度应该控制的各种因素，并考察不同性别被试的长度差别阈限是否存在显著差异。
（三）实验设计
采用单因素设计，自变量为线段长度，因变量为被试对线段长度的判断（上侧的更长、下侧的更长或一样长）。
（四）实验材料
实验材料为由相同长度的微小线段组成的不同长度的线段，标准刺激为70个单位长度的线段。
（五）实验过程
被试阅读完指导语后，经过500ms的间隔，屏幕中央上、下会出现两条线段，如果上面的线段更长，被试需要按“F”键；如果下面的线段更长，被试需要按“J”键；如果一样长，被试则需要按“空格”键。为了控制被试的观察时间，被试需要在2s内做出判断，否则会直接进入下一试次。判断后会经过3s的时间间隔，进行下一次判断，每进行14次判断，被试可以选择休息，*多休息200s。为了避免空间误差，一半标准刺激会出现在屏幕上方，另一半标准刺激会出现在屏幕下方。实验中共有7个比较刺激，其中1个比较刺激与标准刺激等长，其余6个比较刺激中的3个比较刺激分别比标准刺激短3个、6个和9个单位，另外3个比较刺激分别比标准刺激长3个、6个和9个单位。共有2×7=14种刺激呈现方式，呈现5轮，共计70个试次。
（六）结果分析
E-prime软件可以收集被试的反应数据。在生成的E-DataAid数据文件中，属性“s1Longth”为屏幕中上方的刺激长度，属性“s2Longth”为屏幕中下方的刺激长度，属性“response”为被试反应。具体数据分析如下。
1）记录每个试次的上限、下限，并计算差别阈限。
2）分别计算出各种情况下每个被试的差别阈限平均值。
3）检验实验中被试是否有空间误差。
4）检验实验中被试是否有练习或疲劳效应。
（七）讨论
结合不同被试的实验结果，探讨线段的长度差别阈限是否存在性别差异。
建议阅读文献
胡振江.（1995）. 恒定刺激法与差别阈限. 牡丹江师范学院学报（哲学社会科学版），（3），79-80.
李新旺，李永鑫，丁新华.（2000）. 弱智儿童与正常儿童触觉长度知觉的对比研究. 心理科学，（2），240-241.
吴颖.（2010）. 使用恒定刺激法探索刹车行为中线索的选择. 硕士学位论文，西南大学.
二、平均差误法测量线段长度差别阈限
（一）实验背景
平均差误法（method of average error）又称调整法、再造法，可以用于测量绝对阈限（absolute threshold）以及差别阈限，是基本的心理物理学方法之一。平均差误法的典型特点是呈现一个标准刺激，让被试再造、复制或调节一个比较刺激，使它与标准刺激相等。新的比较刺激会围绕一个平均数变化，而这个变化区间被称为不肯定间距（interval of uncertainty，IU），这个区间的中点被称为主观相等点（point of subjective equality，PSE）。因此，通过测量主观相等点和不肯定间距就可以计算差别阈限。
平均差误法的典型应用程序是：实验者以某一刺激为标准刺激，在实验过程中同时呈现标准刺激和比较刺激，要求被试调节比较刺激，使其在感觉上与标准刺激相同。客观上，一般来说，比较刺激与标准刺激不一定相同，因此每一次比较都会得到一个误差，可以把多次比较的误差平均，得到平均误差。平均误差与差别阈限成正比，所以可以用平均误差来表示差别感受性。其计算公式如下：
式中，AE表示平均误差；X表示每次测定所得数据；S表示标准刺激；N表示测定总次数。平均差误法获得数据的标准和计算的方法与其他方法不同，它所测得的结果是一个阈限的近似值。
（二）实验目的
实验目的是通过测量线段长度辨别差别阈限，学习使用传统心理物理法中的平均差误法测量差别阈限，了解长度测量应该控制的各种因素。
（三）实验设计
采用单因素实验设计，自变量为线段长度，因变量为被试对线段长度的判断（上侧的更长、下侧的更长或一样长）。
（四）实验材料
实验材料为采用E-prime编制的线段长度辨别差别阈限的实验程序，以及由相同长度的微小线段组成的不同长度的线段，标准刺激为70个单位。
（五）实验过程
阅读完指导语后，经过500ms的间隔，屏幕左右会出现两条线段，被试要根据指导语的提示，选择对左侧或右侧线段进行调整。“F”为增加1个单位，“J”为缩短1个单位，“S”为增加5个单位，“L”为缩短5个单位。如果被试认为两线段已经等长，就按“空格”键，休息3s后进入下一个试次。为了平衡空间误差，比较刺激会在屏幕左侧、右侧随机呈现，次数相同。为了平衡习惯误差与期望误差及动作误差，一半的比较刺激更短，另一半的更长，且初始刺激与标准刺激随机相差9～15个单位。每完成10次判断，被试可以选择休息，休息时间*多为200s。4种刺激呈现方式重复15轮，共计60个试次。
（六）结果分析
通过E-prime软件可以收集被试的反应数据。在生成的E-DataAid数据文件中，属性“ans”为被试反应，正值表示被试的调整值大于标准刺激x个单位，负值表示小于标准刺激x个单位，标准刺激为70个单位。具体数据分析如下。
1）记录不同呈现方式下的主观相等点，并按照公式计算长度差别阈限。具体记录内容和公式见表1-1。
表1-1 长度差别阈限数据记录表
注：St为标准刺激，M为均值，PSE为主观相等点，X为每次的调整结果，n为调节的次数，AE为平均误差，AESt为与标准刺激比较的平均误差，AEM为与平均数比较的平均误差，CE为常误
2）分别计算所有被试在不同呈现方式下的主观相等点，填入表1-2。
表1-2 不同呈现方式下被试的主观相等点
3）检验实验中被试是否有空间误差和动作误差。
4）检验实验中被试是否有练习或疲劳效应。
（七）讨论
结合不同被试的实验结果，探讨长度差别阈限是否存在显著差异，以及长度差别阈限是否存在性别差异。
建议阅读文献
董利军.（2014）. 明代扶手椅的尺寸比例与其视觉感受之间的关系研究. 硕士学位论文，苏州大学.
王同健，田秀华，王琳.（2013）. 恶臭监测嗅觉测试方法的比较分析. 中国环境监测，29（5），169-172.
三、*小变化法测量线段长度差别阈限
（一）实验背景
*小变化法（minimal-change method）又称极限法、序列探索法，是费希纳提出的测量感觉阈限的三种方法之一。它是一种测量阈限的直接方法，既可以测定绝对阈限，也可以测定差别阈限。绝对阈限是指刚刚能引起感觉的*小
展开
