恒定刺激法实验报告

恒定刺激法测重量差别阈限的测定
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摘要：本实验采用恒定刺激法，使用JGW—B实验操作台重量测量仪，选取一名大一男
被试，以100克为标准刺激，以88g到112g之间间隔为四的7个重量作为比较刺激，要求被试做轻重相等的三类反应，对重量的差别阈限进行了单盲测量。

通过实验所得该被试的重量的差别感觉阈限为2.2g
关键词：恒定刺激法差别阈限三类反应直线内插法时间误差
1.引言：
差别阈限指的是刚刚能引起差别感觉的刺激物间的最小差异量[1],在操作上的定义为有50%的实验次数能引起差别感觉的那个刺激强度之差。

1834年德国生理学家韦伯（E.H.Weber）曾系统研究了触觉的差别阈限。

1846年他发表了关于重量差别阈限的研究，系统地阐明了差别阈限和标准刺激之间的关系。

他指出差别阈限和标准刺激成正比，并且差别阈限和标准刺激的强度是一个常数，常以k=△I/I这个等式来表示（其中I为标准刺激的强度或原刺激量，△I为引起差别感觉的刺激增量，K为常数）。

后来费希纳(G. T. Fechner)把这个关于差别阈限的规律称之为韦伯定律。

但韦伯定律只适用于中等强度的刺激。

1860年德国物理学家费希纳的基础上，进一步探讨了刺激强度与感觉强度的关系，由韦伯定律推导出费希纳定律P=K㏒I。

[1]
恒定刺激法(The Method of Constant Stimuli)或（固定刺激法）是由费希纳(G. T. Fechner, 1860) 提出的测量感觉阈限的三种方法之一，是测量绝对阈限、差别阈限和其他一些心理量的主要方法之一，同时也是心理物理学中最准确、应用最广泛的方法。

恒定刺激法是以相同的次数呈现少数几个恒定的刺激，通过被试觉察到每个刺激的次数来确定阈限。

[2]
在采用恒定刺激法测量差别阈限时，首先要确定一个标准刺激和若干个比较刺激。

确定比较刺激和标准刺激的强度范围，并在该范围内选取5­7 个强度的刺激，其中一个作为标准刺激(一般为中等强度的刺激)，其余作为比较刺激。

被试按照比较的原则，对呈现的刺激进行比较。

如果是三类反应，要求被试判断呈现的刺激比标准刺激的强度“高”“相等”或“低”。

主试根据被试的反应记录“+”“= ”或“—”。

如果是两类判断，则要求被试判断呈现的刺激比标准刺激强度“高”或“低”。

恒定刺激法是心理物理学中最准确、应用最广的方法。

其特点是：(1)只采用少数固定刺激，根据被试做有无和大小的判断反应的频数来确定阈限；（2）刺激是按事前定好的随机顺序呈现，一般每个刺激呈现50到200次；（3）阈限值用直线内插法求得，完全符合阈限操作定义[2]。

具体作法如下：（1）主试从预备实验中选出少数刺激，一般是5到7个，这几个刺激值在整个测定过程中是固定不变的；（2）选定的每种刺激要向被试呈现多次，一般每种刺激呈现50到200次；（3）呈现刺激的次序事先经随机安排，不让被试知道。

用以测量绝对阈限，即无需标准值，如用以确定差别阈限或等值，则需包括一个标准值；（4）此法
在统计结果时必须求出各个刺激变量引起某种反应（有、无或大、小）的次数。

使用直线内插法，是将刺激作为横坐标，以正确判断的百分数作为纵坐标，画出曲线。

然后再从纵轴的50%或75%（判断次数百分率）处画出与横轴平行的直线，与曲线相交于a 点，从a点向横轴画垂线，垂线与横轴相交处就是两点阈，其值就是绝对阈限。

利用直线
内插法，计算差别阈限（DL）的公式应为：DL=[2]
在恒定刺激法中标准刺激和比较刺激继时呈现，可能会产生时间误差，如主观相等点小于标准刺激，就会产生负的时间误差，反之，则产生正的时间误差[3]
2.研究方法：
2.1被试
本实验被试为****应用心理学12405班1名男生，18周岁,重力感觉正常，无身体疾患。

2.2实验仪器
JGW—B心理实验台操作箱，高5cm直径4cm的圆柱体一套共8个其中100克两个，88克，92克，96克，104克，108克，112克各一个。

2.3实验程序
1．排出各对刺激呈现的顺序：将7个变异刺激（包括100克的一个）各与标准刺激（100克）配成一对，每对比较10次，为了消除时间误差，10次中有5次先呈现标准刺激，另5次先呈现变异刺激。

全套重量共比较70次。

对刺激呈现的顺序，以及每对刺激中标准刺激先呈现和后呈现都按随机原则排列。

2．被试坐在实验台被试侧，右手伸入实验台中部操作箱套袖式测试口，主试用粉笔在测试面上放刺激物处标出位置，为要让被试的前臂在被试侧桌面上的位置保持不变，也应将被试前臂接触桌面的位置用粉笔标出来，以便休息后仍可回到原处。

3．实验开始时要向被试做示范操作：被试用右手的拇指和食指拿住圆柱体慢慢上举，使它离开测试面2cm，2秒后就放下（这时胳臂肘不要离开桌面）呈现两个刺激的时间间隔最好不要超过1秒，以免被试的第一个质量感觉消退，当被试防下第一个重量后，主试立即插上第二个重量。

二次比较至少间隔5秒，以免各次感觉互相干扰，主试呈现刺激时，切莫让圆柱体碰被试的手。

4．实验开始，主试给被试以下指示语：
“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测试面上时，你就用刚才要求的方法轻轻地把它提起，注意这时地重量感觉，放下后也要尽量保持住这个感觉。

当拿起第二个圆柱体时，就用你对第二个圆柱体的重量感觉与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”；如果分不清轻重就说“相等”，这样一共要比较几十次，每次比较后必须做出判断，判断的标准要尽量前后一致。

请注意要用第二个圆柱体的重量去比第一个圆柱体的重量。

要你判断，第二个比第一个是轻、重、还是相等。

”
5.按排好的顺序呈现刺激，每次被试做出“轻”、“重”或是“相等”的判断，要在记录表的相应地方记下“－”、“＋”或“＝”，每比较10次后休息2分钟。

3.实验结果：
通过对实验结果的百分比换算，分别列出“－”、“＋”和“＝”在各个重量当中所占的百分比，得到图3-1。

表3.1 用恒定刺激法测定重量差别阈限的结果(g)
比较刺激
比较的结果（次数的%） “—” “=” “+” “+”+ “=” 88
90 6 4 10 92
68 16 16 32 96
48 16 36 52 100
36 18 46 64 104
28 10 62 72 108
18 6 76 82 112
10 4 86 90
三类反应的实验结果曲线
0%
20%
40%
60%
80%
100%
889296100104108112
比较刺激
判断次数的百分率“-”“+”“=”
表3.2三类反应的实验结果曲线图
根据3.1,3.2表格数据，用直线内插法求重量的差别阈限：
下限选用（96,48）和（100,36）两点，得下限为96.6g ，
上限选用（100,46）和（104,62）两点，得上限为101g ；
被试的重量差别阈限为DL=2.2g.
DL
101g 96.6g
2.2g
表3.3 实验结果表
4.讨论分析：
4.1关于是否出现时间误差:
由于在本实验中被试是用同一只手先后对标准刺激和比较刺激做出反应，期间有2-5秒的时间间隔，从图3.2可以看出主观相等点小于100g标准刺激，所以存在一定的时间误差。

在实验中主试可以通过变换标准刺激呈现的前后顺序，从而削弱时间误差对实验结果的影响。

4.2特点，以及与最小变化法的比较:
恒定刺激法是心理物理学中最准确、应用最广的方法。

其特点是：(1)只采用少数固定刺激，根据被试做有无和大小的判断反应的频数来确定阈限；（2）刺激是按事前定好的随机顺序呈现，一般每个刺激呈现50到200次；（3）阈限值用直线内插法求得，完全符合阈限操作定义。

与最小变化法的比较其优点是：1）比最小变化法更符合操作定义；2）不易随时改变强度的刺激较为方便，且因刺激随机呈现，不会像最小变化法那样产生期望误差和习惯误差；3）恒定刺激法采用少数几个固定刺激，不必临时改变刺激，对数据利用率高，而最小变化法在计算阈限是只用到少部分数据，数据利用率最低。

4.3关于实验结果是否符合韦伯定律:
韦伯定律的公式为:
k=△I/I
(其中I为标准刺激的强度或原刺激量，△I为引起差别感觉的刺激增量，K为常数) 根据该公式得该被试的K值为0.022，与韦伯定律的定义值标准刺激的K值0.02，仅相差10%的误差，因此该被试的重力感觉阈限基本符合韦伯定律。

5.结论：
在标准刺激为100g时，该被试的重量差别阈限为DL=2.2g.
参考文献：
[1].彭聃龄.普通心理学（修订版）---3版. 北京:北京师范大学出版社. 2004.3.82-84
[2].郭秀艳, 杨治良. 基础实验心理学—2版 .北京:高等教育出版社.2011.6.
[3].朱莹. 实验心理学.北京：北京大学出版社. 2003.55
[4].张厚粲，徐建平.现代心理与教育统计学---3版.北京：北京师范大学出版社.2011.12。