恒定刺激法测重量差别阈限

姓名

（上海师范大学应用心理学，上海，201418）

摘 要本实验采用恒定刺激法测量重量的差别阈限，实验中，向被试呈现两类刺激：一个比

较刺激和几个变异刺激。测定是，用随机的顺序让被试分别将内个变异刺激和比较刺激进行比较。被试比较的结果将以“+，-，=”的形式进行记录。实验发现：（1）恒定刺激法能够测量出重量的差别阈限；（2）用恒定刺激法测量重量的差别阈限，可能会产生时间误差；（3）男女被试的重量差别阈限个体差异明显。

关键词恒定刺激法差别阈限标准刺激变异刺激

1 导言

恒定刺激法测定差别阈限需要两类刺激：一个标准刺激和几个变异刺激。测定时，用随机的顺序让被试分别将每个变异刺激和标准刺激进行比较。比较的方式可以是同时呈现两个刺激同时比较：也可以是先后呈现两个刺激继时比较。同时比较时，因为两个刺激在空间的位置上的差异会出现空间误差。继时比较往往又会产生时间误差，即因呈现刺激的时间先后不同所照成的感觉上的差异。例如，用一只手先后提两个重量，如果这两个重量是相等的，往往会感觉到后提的重些。产生这种现象的原因，可能是由于先前获得的感觉表象随时间的延长会逐渐消退，后来的感觉比较新鲜、清晰，而在感觉上比较两个刺激时，是用后获得的感觉和先获得的感觉表象做比较，把时间误差减小到最少；第二个方法是在安排呈现刺激的顺序时，使标准刺激在前和在后呈现的次数相等，这样就可以使产生的时间误差在平均值中抵消。

用恒定刺激法测差别阈限时，如测量差别阈限时，一般是要求被试做三种反应：第二个刺激比第一个刺激重、轻、还是相等（分不清哪一个重也是属于此种）这样，在总的反应系列里就可以得到两个感觉上的转折点，一个是从感到比标准刺激轻到比标准刺激相等，第二个是从感到相等到重。前一个转折点为差别阈限的下限，后一个转折点为差别阈限的上限，标准刺激在二者之间。上下限间的距离就是为感觉相等的范围，其中点为主观相等点（PSE）即感觉上和标准刺激相等的值。PSE和标准刺激往往是不一致的，两者的差叫常误（CE）CE=PSE---标准刺激，如果得正数说明高估，负数为低估。标准刺激和下限的距离为下差别阈限，标准刺激和上限的距离为上差别阈限。上下差别阈限不一定相等，二者的平均值才是

绝对差别阈限。为了便于比较在标准刺激不同的情况下的差别阈限，往往需要求出其相对值，即韦伯率。相对差别阈限值=绝对差别阈限|标准刺激。上下限和差别阈限可以根据实验结果和直线内插法计算，或是通过作图法求出。

2 方法 2.1被试

上海师范大学在校本科生，男女各一名，年龄均为19岁，心身健康，感知觉能力正常。

2.2仪器和材料

形状一样的圆柱体7个，分别重100g，100土4g，100土8g，100土12g，一张白纸（遮眼用）

2.3实验程序

主试安排刺激呈现的顺序：将7个变异刺激各和标准刺激配成一对，每对比较10次，5次先呈现标准刺激，另外5次先呈现变异刺激。7对刺激呈现的顺序和每对刺激中标准刺激和变异刺激呈现的顺序都按随机原则排列。

被试坐在桌边，不可看比较和标准刺激，比较时将优势手的前臂放在桌上，用拇指和食指拿住圆柱的上端，轻轻向上提起，让圆柱离开桌面0.5秒，2秒后放下，紧接着换第二个，两个刺激间的间隔不要超过1秒，两次比较间的间隔不要低于5秒。

主试设置好比较刺激和标准刺激的前后，记录时要分清楚。主试指导语要说清，分清楚要求被试用第二个来比第一个，要求被试判断标准尽量保持一致。然后被被试以下指导语：“现在请你一对一对地比较圆柱体的重量，当你听到我把圆柱体放在桌上时，你就用刚才看到的方法轻轻地把它提起，注意当时的感觉，放下后也要尽量保持这个感觉。当拿着第二个圆柱的时候，就用你对第二个圆柱体的重量感觉和第一个的重量感觉进行比较。如果你觉得第二个比第一个轻些，就说轻。如果你觉得重些就说重；如果分不清就说相等。这样一共要比较几十次，每次比较后还必须做出判断，判断标准尽量前后一致，请注意，要用第二个圆柱体的重量去比第一圆柱体的重量，要你判断第一个比第二个轻、重、还是相等。” 主试要把圆柱体呈现给同一个位置上，被试的前臂在桌上的位置保持不变，主试可把位置用粉笔标出。

按先前排好的顺序呈现刺激，每次被试做出轻、重、或相等的判断。要在记录表上相应的记下--、=、+。每比较10次后适当休息2分钟，并让被试将手臂离开桌面自由活动一会儿。

每次被试反应后主试都要及时将被试的反应结果填入表1中。

2.4数据处理

采用Excel 2010 进行数据处理

3 结果

3.1 描述性统计结果

表1 女被试重量差别阈限原始数据

呈现顺序 刺激（先） 刺激（后） 反应（女） 标准刺激事后转换

1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

100 108 100 92 100 100 100 100 96 104 112 92 112 100 92 100 100 88 100 100 104 100 92 100 100 96 100 100 100 88 108 100 96 108 100

104 100 100 100 108 96 96 100 100 100 100 100 100 92 100 88 104 100 112 112 100 88 100 104 100 100 92 108 100 100 100 100 100 100 112

+ - + + + - = + + - = + - + + = + + + + - = + + + = = = + + = + + = + + + + - + - = + - + = - + + - = + - + + + = - + + = = = + - = + - = +

36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

100 100 100 100 104 100 112 108 88 100 100 108 100 92 100 88 100 100 100 104 88 96 100 100 104 88 96 100 100 112 100 100 100 100 100 100 88 108 96 100 92 100 100 100 100 112 100 104 100 100 100 100 104 100 100 100 100 88 100 100 100 100 100 96 100 92 88 104 100 96 = = + + = = + + + + + + = = + + = = + + + + - + = + + = - + - - = = + = = + + = = - - - + + - = = + - = = + - - - - + = - - = - - - - = = +

表1 描述统计了女被试用恒定刺激法测量重量差别阈限的实验结果。其中，+代表被试感觉变异刺激比标准刺激重，-代表被试感觉变异刺激比标准刺激轻，=代表被试感觉变异刺激和标准刺激差不多。

表2 男被试重量差别阈限原始数据

呈现顺序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

刺激（先）

100 108 100 92 100 100 100 100 96 104 112 92 112 100 92 100 100 88 100 100 104 100 92 100 100 96 100 100 100 88 108 100 96 108 100 100 100 100 100 104 100

刺激（后） 反应（男）

104 100 100 100 108 96 96 100 100 100 100 100 100 92 100 88 104 100 112 112 100 88 100 104 100 100 92 108 100 100 100 100 100 100 112 100 88 108 96 100 92

标准刺激事后转换

+ - - = + + - = = - - + = = + - = + + + - - + - - + - - - + - = + - + = - + = = - + + - = + + - = = + + - = = - - = - + + + - - - - - - - - - + = - + + = - + = = -

42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

112 108 88 100 100 108 100 92 100 88 100 100 100 104 88 96 100 100 104 88 96 100 100 112 100 100 100 100 100 100 100 100 100 112 100 104 100 100 100 100 104 100 100 100 100 88 100 100 100 100 100 96 100 92 88 104 100 96 - + + - = + - + + = - = - + + + - + - + + - - - - - - = - + - - - = - - - + = - = - - - - - + + - - - - + - - - = -

表2 描述统计了男被试用恒定刺激法测量重量差别阈限的实验结果。其中，+代表被试感觉变异刺激比标准刺激重，-代表被试感觉变异刺激比标准刺激轻，=代表被试感觉变异刺激和标准刺激差不多。

表3 女被试各重量与标准刺激比较时的三种判断结果

判断的次数（%）

变异刺激（g）

（-）

112 108 104 100 96 92 88

表3描述了女被试在各重量与标准刺激比较时的三种判断结果

表4 男被试各重量与标准刺激比较时的三种判断结果

（=） 12.5 37.5 45.5 30.8 20 33.3 27.3

（+） 62.5 37.5 45.5 0 20 11.1 0

25 25 9.1 69.2 60 55.6 72.7

判断的次数（%）

变异刺激（g）

（-）

112 108 104 100 96 92 88

表4描述了女被试在各重量与标准刺激比较时的三种判断结果

0 37.5 36.4 53.8 70 77.8 90.9

（=） 25 0 27.3 30.8 20 22.2 9.1

（+） 75 62.5 36.4 15.4 10 0 0

3.2 折线图统计描述

80706050403020100112108104100969288轻等重图1 女被试各重量与标准刺激比较时的三种判断结果

1009080706050403020100112108104100969288轻等重图2 男被试各重量与标准刺激比较时的三种判断结果

3.3 用直线内插法计算重量差别阈限

计算公式：xx1(x2x1)(yy1)/(y2y1)

说明：其中，x1,x2,y1,y2为实验结果，y1是感觉到重量稍大（或稍小）的次数稍小于

50%的百分数，其相应的刺激为x1；y2是感觉到重量稍大（或稍小）的次数稍大于50%的百分数，其对应的刺激是x2，y为所求的感觉到重量稍大（或稍小）的百分数，即50%，x是其相应的刺激值，即重量的差别阈限上限（或下限）。 由上述公式求得：

表3：男女被试的重量的差别阈限（g）

被试 被试一（女） 被试二（男）

两点阈（g） 3.35 2.11

被试一（女）的重量的差别阈限为3.35，被试二（男）的两点阈为2.11。

4 讨论

4.1本实验结果说明被试是否有时间误差，如有，它是否影响了测定的结果；

有，在测定重量阈限时，表现为一只手先后提两个重量，如果两个重量是相等的，往往会感觉到后提的重。这种现象与我们的数据情况相符。因此说，本实验被试有时间误差。但并不影响测定的结果，因为在消除时间误差方面，我们在实验过程中采用了两种方法：标准刺激和变异刺激呈现的时间间隔要尽可能的短些，让先前获得的感觉表象还处于清晰状态时就与后来的感觉比较，把时间误差减到最小；第二个方法是在安排呈现刺激的次序时，使标准刺激在前和在后呈现的次数相等，这样可以使产生的时间误差在平均值中抵消。

4.2在测定重量差别阈限时，用恒定刺激法与用最小变化法相比的优点和缺点；

用恒定刺激法比用最小变化法的优点：恒定刺激法又叫正误法，次数法，它是心理物理学中最准确的方法；它对于测量那些不易随时改变强度的刺激，比如重量，比较方便。而最小变化法由于渐增和渐减的刺激系列，略微复杂，而且会产生习惯误差与期望误差。用恒定刺激法比用最小变化法的缺点：运用恒定刺激法容易产生空间误差或是时间误差，而这种误差运用最小变化法不会产生。

4.3如果要检查重量差别阈限是否符合韦伯定律，除了利用本实验结果外，还应做什么补充实验？

们可以改变一个刺激的量值，并反复测量其在各个量值上的差别阈限大小，检验最后发现每一次测量中差别阈限和刺激量值的比值是否为一个常数。如果是一个常数，则说明重量差别阈限符合韦伯定律，反之亦然。

5 结论

5.1恒定刺激法能够测量出重量的差别阈限；

5.2用恒定刺激法测量重量的差别阈限，会产生时间误差，但是通过实验设计可以避免； 5.3男女被试的重量差别阈限个体差异明显。

参考文献

郭秀艳(2010).心理实验指导手册.上海：高等教育出版社,103—105 高湘萍等（2005）.心理实验指导手册.上海

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,241-242