用最小变化法测响度的绝对阈限

用最小变化法测响度的绝对阈限

何晶

摘要：本实验使用华东师范大学科教仪器厂生产的听觉实验仪，采用最小变化法，测定了400HZ与2000HZ纯音响度的绝对阈限。并用假设检验中的相关样本的显著性差异检验的方法检验了期望、习惯、练习、疲劳误差。

关键词：纯音响度听觉阈限最小变化法上海师范大学实验心理学

导言：

本实验为上海师范大学本科应用心理学专业实验心理学课程内容的一部分。本实验为实验心理学课上进行的第一次实验，实验日期为2009年10月12日，周一，上午。

感觉是物理刺激作用于感官的结果，有一定的刺激作用于感官就会引起一定的反应。由于不同的刺激在不同的时间、作用在不同的个体会产生不同的感觉，因此物理刺激这个概念并不能很好的表明个体的心理感受。所以需要引入另外一个概念——阈限，以区分刺激和刺激所引起的反应。

阈限可以分为绝对阈限和差别阈限两类。绝对阈限是指刚刚能够引起反应的那个刺激的大小。统计学上把有50%的几率能引起被试反应的刺激值定义为绝对阈限，把有50%几率能引起被试差别感觉的刺激值定义为差别阈限。

阈限的研究起于费希纳(Gustav Fechner)，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。他的实验主要有以下特点：

在实验中，刺激按递增或者递减两个序列交替呈现，每个系列的刺激强度包括足够大的范围，能够确定从一类反应到另一类反应的瞬间转换点或是阈限位置；各个刺激系列刺激是由小到大或是由大到小的按阶梯式顺序变化的：刺激在阈限以上或者以下一段范围。每次试验要确定15-20个检查点，每个点的间距由实验仪器的可能以及所欲确定的感觉通道的性质决定，检查点的距离越小，所测定的结果就越精确。

在最小变化法的实验中，绝对阈限可以用以下几种方法来确定。

在一系列中，被试报告“有”、“无”两个刺激强度的中点，就是这个刺激系列的阈限。就是说在递增系列时，把最后一个“－”的刺激强度和第一个“＋”的刺激强度相加再除以2；然后再求每个系列的阈限的平均数，这个总平均数便是此次试验测得的听觉阈限。

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。①

实验目的：通过测定纯音的响度绝对阈限学习如何用最小变化法来测量绝对阈限。

方法：

被试：每组两名被试，男女各一。

材料和仪器：本实验采用华东师范大学科教仪器厂生产的EP304S型听觉实验仪。仪器序列号为：20803481。机器附带耳机一副，品牌及型号为：XingQiu EOL-II。

程序：

1、每组选出两名被试，主试呈现纯音让被试熟悉。

2、确定呈现声音刺激的频率。本次试验选择了400HZ和2000HZ两个项目。

3、初步找出被试的阈限范围，在该点以下7-8分贝为最低点，以上7-8分贝为最高点。分别在400hz和2000hz两个频率内操作，每个频率8个系列。

4、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。”

5、主试给出一个弱刺激，从喊预备到开始之间间隔2秒。递增和递减序列按照ABBA BAAB的顺序排列，临近两个系列的起点强度不能相同，避免形成练习和预期。

6、每次测定4个系列休息3分钟

7、换一个频率，重复上述操作

8、换一个被试，重复上述操作。

9、在实验时，记录员按照中将测得数据记入表格，表格附带在本报告的“结果”一块重。

10、在表格最后一行填写每列的阈限数值，阈限数值为在转折线上方一格的分贝数与下方一个分贝数的算术平均数。使用EXCEL计算每个表格内所有系列的平均阈限。

11、对实验进行误差分析。使用平均数差异的显著性检验中的相关样本、相关系数未知的检验方法③。

结果：

注一：以下实验结果内的误差分析中，如未标注“差异显著”，均表示没有显著差异。

注二：根据实验仪器的说明书所述，由于先今技术在耳机功率转换上存在问题，不同频率的声音以同样的电流强度输出，但最后耳机放出的音量大小会有不同。400HZ的声音比原来低了5分贝，2000HZ的声音比原来高了5分贝。所以，在最后结果上，400HZ的绝对阈限需要-5db，而2000HZ的绝对阈限需要+5db。以下结果内的声音响度数据和最后算得的绝对阈限值均为仪器显示值，未校正。

第一次实验： 男被试，400HZ

db ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ 54 + 53 + + 52 + + + 51 + + + + 50 + + + + 49 + + + + 48 + + + + + 47 + + + + + + + 46 + - + - + - + - 45 - - + - + - + - 44 - - + - - 43 - - - - 42 - - - 41 - - - 40 - 阈限值 45.5

46.5

44.5

46.5

43.5

46.5

44.5

46.5

总平均值

M=45.5 σ=1.11 δM =0.39

期望与习惯误差分析：

↑ ↓ di 45.5 46.5 -1 44.5 46.5 -2 43.5 46.5 -3 44.5 46.5 -2

m↑=44.5 m↓=46.5 s 2d =0.5 t=-4.90

t (0.05/2)=3.18 |t|>t (0.05/2) p<0.05 差异显著 ∵m↑< m ↓ ∴有期望误差

练习与疲劳误差： 前四 后四 di 45.5 43.5 2 46.5 46.5 0 44.5 44.5 0 46.5 46.5 0

m 前四=45.75 m 后四=45.25 s 2d =0.87 t=0.93