1、安 全 心 理 学 167第七章 安全心理学实验简介心理学实验是对心理现象进行定量分析的重要手段,是安全心理学的重要组成部分。本章将对安全心理学实验作简要介绍。第一节 心理实验概述一、心理实验概念心理实验是指在严密控制的条件下,有组织地逐次变化条件,根据观察,记录、测 定与此相伴随的心理现象的变化,确定条件与心理现象之间关系的过程。在所研究的心理现象的多种条件中,保持其他条件不变,只是有组织地操纵一个条 件 (有时也要操纵多个条件,这一点在设计中将要叙述 )使其变化,观察、记录、测定与其相随的心理现象的变化。在其他条件一定时,虽然某个条件变化了,但看不到心理现象的变化,那么这个条件就不是所欲研
2、究的心理现象规定的重要因素。一次变化一个条件,逐次重复上述的操作,直至把那个现象产生的条件搞清楚;进而再有组织地变化多个条件,搞清楚各个条件所伴随的心理现象的变化,条件与心理现象的函数关系就明确了,这就是心理实验的基本过程。例如,摆在某操作者面前一台未知的仪器,既没有说明书可查阅,又不能打开仪器,仪器的面板上,除了一些显示指标、开关之外,没有任何关于这台仪器功能的信息。在这种情况下,想了解仪器的性能和机构,操作者就要根据自己的已有知识,提出一些假设,系统地一个一个地去按按钮,在有插头的地方一个个接通电源,调查仪器的反应。这个最初的检验顺序是来自操作者的假设和过去经验的类推,但这并不保证当前这台
3、仪器就符合这种情况,于是他的假设就要不断地修正。操作者就是这样研究输入和输出的联系,找出这台仪器输入和输出关系的模式,再据此去预测与将来的输入相应的输出是什么。这个例子形象的表明了实验的性质,对心理学、物理学、生物学、化学的实验都具有普遍性。现代心理学为弄清所要研究行为的刺激条件,弄清刺激条件和行为的函数关系而采取的实验方法,不外乎是自然科学普遍使用的实验法或条件分析法。实验与观察的区别不在于是否使用仪器进行测定,实验是充分地控制条件,有计划地操纵各个条件,使其发生变化,并观察、测定这种现象的变化。与此相反,对自然状态的现象进行观察、记录和测定,则不是实验而是观察。从这个意义上,可以说实验是能
4、动的实验性的观察,而观察是被动的自然的观察。或者说,实验是在严格控制条件下的观察。由此可见,实验必然具有人为的性质,这就不能不使人产生这样一个疑问,在严密控制的条件下,实验所操纵的行为和日常的自然的行为是一回事吗?确实行为在实验中被操纵的时候,参与的条件是被限定的,这时排除了难以控制的条件,在这个意义上讲,实验是以“抽象的”条件下的行为为对象。但是,实验所控制的行为与日常“具体的”行为的差别,是由规定行为条件的多少决定的,即规定行为的条件越多,越接近日常的活动,其行为就越接近“日常的”行为。因而说实验规定的行为与日常观察的行为,是存在差别的(但这个差别是相对的,而不是本质的) ,这一点也恰是心
5、理第七章 安全心理学实验简介168实验在研究行为上的局限性。这个局限性是可以克服的,由系统地逐步变更实验条件,并把实验研究和用其他方法进行的研究相互对照补充,就可以克服实验研究的局限性。心理学研究采用实验的方法,优点很多。自然环境和调查的事实,由于条件不被控制,只能臆测行为是由什么条件所决定的,最多也只能搞清楚条件与行为之间是存在共变关系还是存在相关关系。在严密控制的条件下,控制条件的实验方法,能够探明条件和现象间的因果关系和功能性关系,对某行为为什么产生,或某心理现象为什么会出现的问题,能给予科学的解释。武德沃斯与施洛斯贝格在实验心理学一书中指出,心理实验可以做到:a. 实验者可以在他愿意时
6、使事件产生,所以他可以充分地做精确观察的准备。b. 为了验证,在同样条件下重复的观察,可以把所使用的条件描述出来,使别的实验者重复它们,对于他的结果做独立检验。c. 可以系统地变更条件,观察结果中的差异,研究与系统变更的条件相伴随的心理现象的变化。在这三个优点中,第二个验证的可能性特别重要。科学的结论必须被经验的事实所支配,这是不言而喻的。虽然是经验的事实,若只是特定的人的经验,那也不能成为科学的结论,只有按照同样的条件,能被重复验证的事实,才能构成科学的结论。科学的结论是客观存在的,是建立在别人以同样的手法或条件能够验证的基础上,它与自然的、偶然的现象相反,存在可以再验证可能性的实验方法,可
7、见作为科学的方法是多么优越。实验无论如何正确而精密地重复,其结果也很有限,只是特定的经验,而不是所有事件、所有场合的普遍性经验。科学不是关于特定经验的东西,而应该建立在普遍性经验的事实上。这就产生了一个问题,科学所要求的一般命题,是如何从有限次数实验的特定经验中寻找出来?亦即在总结分析实验结果时,如何避免各种片面性?从哲学理论上可以帮助解释,但要进一步数量化,就要依靠数学、统计学的知识,从特殊到一般,即从样本推论总体。从特殊论述一般不可避免会伴随着某种危险性,当然危险性不等于不严密性,因为危险性的性质与程度,能用概率严密地表示。除了对实验结果的解释需要统计学以外,在实验设计上也离不开统计学的指
8、导,因为实验只是科学研究中搜集资料的一种手段,其设计必须有统计学的指导才能使之成为有效的手段,可见心理实验与心理统计学关系是十分密切的。二、心理实验的类型与研究程序(一)心理实验的类型心理学作为一门科学,不但要研究和解释各种心理现象,还要概括地揭露它们的本质,即确定一定的规律性。在这些规律性的基础上,阐明心理现象和过程的原因,预见他们未来的出现。在这种意义上,可以说心理学是关于“人和动物行为的科学” 。但是心理学研究的问题不是行为的单个现象,而是行为的本质。例如“笑”这个行为,即使详细地研究肌肉和腺体反应,或脑电、皮电反射,也不能把这叫做心理学的研究。心理学的研究是要弄清楚“为什么笑” , “
9、为什么在那时笑” 。因此,心理学的课题是“某个行为为什么产生” 。要探明“为什么产生”的方法,就是实验的方法。对“为什安 全 心 理 学 169么”的科学答案的寻求,通常分为两个阶段。第一阶段是探明所研究的行为产生的条件是什么,第二阶段是探明那些条件和行为的函数关系。与这两个阶段相对应,可以把实验分为两种类型:一种类型是因素型实验(factorial type experiment),它主要探索所研究的行为 (心理现象)产生的条件是什么,“什么型”实验即探明所要研究的行为产生的主要因素的实验。第二种类型的实验是函数型实验(functional experiment),是研究各种条件“怎样”地影
10、响行为(心理现象) 的“怎样型”实验,即研究条件和行为之间的函数关系。在因素型实验中,逐个地除去、破坏或变化被看作是与行为有关的几个条件,检查有无相应的行为变化,据此探明它是否是产生行为的主要因素。这时被操作的条件以外的条件都应该进行严格的控制。在明了产生所要研究行为的条件以后,系统地、分阶段地变化这个条件,进行确定条件和行为的函数关系的函数型实验,找出行为的规律来。在这个意义上,因素型实验是函数型实验的第一阶段,具有函数型实验预备实验的性质。在研究实验中,很多是将因素型实验同函数型实验作为一个实验而进行的。根据以前的研究,在所研究的行为原因已经探明的时候,多半是直接进行函数型实验。从因素型实
11、验进到函数型实验,是实验的基本进程。函数型实验与因素型实验二者同样都是重要的。(二)心理实验研究的程序1研究问题的提出和假设的确立进行一项心理实验研究,首先是从解答“为什么”这样的问题开始,为了解答这样的“为什么” ,就要通过实验寻求科学的答案。这些研究的问题怎样提出来呢?一般只有通过对人类或动物日常具体行为仔细、认真的观察,才能提出各种研究的问题,确定科学研究的起点。另外,研究的课题也可能是实际生活、教育、生产等方面提出的问题。如学习外文的方法哪种最好?填鸭式的教学方法,以分数为标准选人、教育人,是否是培养人才的途径等等。一个善于观察而又勤于思考的人,必定能够从实际生活所提出的各种各样的问题
12、中发现自己的研究课题。因而观察和实际需要是提出研究问题的关键。研究的问题提出来了,并不等于就可以进行实验设计了。还必须明确“什么行为的哪个条件” , “怎样地构成这些问题”才行,即问题要以假设的形式提出来,才变得最明确。假设是关于条件和行为关系的陈述,它的真假要用实验来加以验证。只有这时,实验设计才能够进行。因此说,没有假设就不能进行实验设计。假设具有两个特性:a. 以科学实验为基础的假设性;b. 具有推测的性质。但必须指出,实验中观察、记录以及在实验后处理实验结果的时侯,都不能带有任何假设。这是两个不容混淆的问题。根据日常的观察,和基于从已有的研究结果中归纳出来的假设,或由联想和直观的推测所
13、构成的假设等,来计划实验、确定实验的方法。当这个假设或由假设推导出的命题,被实验所证实,则作为科学的命题被采用,如果实验结果违背了假设,便要修正这个假设,或者放弃它,而提出新的假设,反复实验。2被试的选定根据实验目的、研究的问题来选定被试。选定什么样的被试样本,要依研究的问第七章 安全心理学实验简介170题和据此而推论的全体大小而定。如果研究七岁儿童的道德判断,那就要从城市、农村,各种家庭出身,各个民族不同性别中抽选被试,组成被试样本。要推论全世界的七岁儿童这一总体,那还要包括不同区域,不同社会制度下的七岁儿童。如果研究问题的总体是非正常人的,或非人类的,那就要从这些非正常人和非人类物种中取样
14、,总之,所选定被试的代表性关系到推论的可靠性问题。选定被试的多少,依研究的问题总体、人力物力条件、实验对象所供选择的可能、处理结果时使用何种统计方法、实验设计的类型、推论的可靠性程度来确定。最理想的是能够对所研究问题的全体被试逐一进行实验,但这是不可能的,另外,有些心理现象的总体很多都是无限的,因此,实验只能通过选取的样本进行。在人力、物力及实验对象可供选择并允许的情况下,被试的数目多以大样本(即个体数目大于 30)为好。如人力、物力不允许或可供选择的被试很少,被试可用 30 以下的小样本。如视觉的个别实验,选标准观察者,所用的被试只有少数的几个人。但这里有个假设,标准观察者的结果相当于很多人
15、的平均结果。一般情况下用随机取样的方法,个别情况下,可不用随机取样。例如选标准被试那样,就不是完全随机化选取被试。如果实验是属于因素型实验,采用相关设计的方法,那么样本数目大于 40 才好。如果这时样本小于 40,在分析结果时,使用 x2 检验就要受到影响,而用正确概率的计算方法则比较麻烦。上述诸条件中,当以研究问题的需要、推论的可靠性为主。其他条件只供综合考虑时应用。3实验的控制实验的控制,只包括实验过程中刺激变量、部分被试变量的控制,以及反应变量的观察、记录和测定等。1)刺激变量的控制。心理实验是要弄清所操作变化的条件和某现象之间的函数关系。在所研究现象的许多条件中,只是有组织地操作、变化
16、特定的条件,这个特定的条件就是自变量,心理实验中称为刺激变量。实验中对刺激变量的操作、变化称为对刺激变量的控制。对刺激变量控制的好坏,直接影响实验的成功与失败。(1) 控制或规定自变量时应注意的问题。 在整个的研究构思中,所规定的自变量是否是真正的自变量。 自变量的选择是否存在单一性偏差,即自变量的取样代表性。自变量取样代表性是影响实验效度的重要方面。 自变量的层次,有些自变量的层次可能对因变量产生影响,有些可能没影响。因此在研究构想中,要考虑不同自变量的层次对不同因变量层次的实验效应,切莫将间断性的层次(例如两种光源 )与不同层次的连续自变量(不同亮度水平)效果,误认为简单的线性关系而进行推
17、论,导致构想上的错误。假设白炽灯不同亮度水平对颜色辨别有影响,就简单推论日光灯不同亮度水平对颜色辨别也有影响。(2) 刺激变量的具体控制方法 对于自变量必须给以清楚的操作定义。 检查点的确定。自变量中,有的是属于连续变量,如时间和强度;也有的是质的不同,属于离散变量,如不同的感觉道,不同的学习方法等等。对于连续的自变量,实验时要选几个不同的自变量值称作检查点,才能进行,所选检查点的数目要足以找出自变量和因变量的函数关系,一般为 35 个。安 全 心 理 学 171 自变量的范围,对于连续的自变量来说,选择检查点的范围是一个重要的问题,关于这个范围的选择,有时可参考前人的研究。 自变量的间距。当
18、选好自变量的范围以后,还要确定各检查点之间的距离,间距的大小可依具体情况而定,原则是,两个不同的检查点,能引起被试不同的反应,即间距不能小于差别阈限。这个间距一般是等距变化的。如果自变量与因变量是接近于对数函数、指数函数时,间距若能按对数单位变化,则实验结果的精度会变得更高。 对呈现仪器的控制。在心理实验中,连续的自变量经常使用机械的或电子的仪器来呈现。这样就要对使用的仪器提出要求:a要准确精密不失真;b具有恒定性,即仪器的性能要稳定;c 操作方便,反应灵敏;d仪器的显示范围要满足自变量变化的要求;e 仪器不应干扰、阻碍、改变所要研究的行为,即具备控制一定的无关变量的机器;f同一型号的仪器同质
19、信度要高,如果不能前后用同一台仪器呈现刺激,则应该用同一型号且误差较小的两台或多台仪器呈现,对仪器的要求是实现自变量控制的重要环节,而恰恰在这一点上,经常易被忽视;g刺激呈现的方式、呈现的次序、空间位置,呈现的久暂等都应该根据要求加以控制。2)反应的控制反应的控制,是指对实验对象即被试如何反应所进行的控制。包括实验者的言行、表情态度等所产生的对被试反应的影响,即实验者效应,以及被试本身主观上的因素所产生的影响被试效应的部分控制问题。可以设想,对同一个刺激,被试个体所进行的全能形成的反应种类,是无限的。如何把无限的被试个体的反应控制在主试所意想的方向上,这就是所说的反应的控制问题,这个问题包括指
20、导语、被试态度(由指导语以外的因素所引起的被试对反应的态度)以及被试个体差异问题。(1) 指导语。是向被试说明实验,交待实验中被试要干什么,完成什么任务等,主试向被试所说的这一系列话,称作指导语。指导语不同,被试的反应就不同。实验若以人为被试,则其往往按指导语反应,指导语的一个微小的变化,都能影响实验结果。因而对指导语的控制即成了对反应控制的一个主要部分。因此,指导语的编制要标准化,不能含糊不清,要严密,要使任何被试都能做出同样的反应方式,这就是说,要保证被试都能听懂,不能模棱两可,不能因被试的水平不同而产生理解上的差异,同时指导语也不能带有任何对反应的暗示成分。 (2) 实验中主试对被试的态
21、度,也是影响被试反应的一个重要方面。因为心理实验的主要对象是人,在实验中要经常与人打交道,这就要求遵循与人交往的基本道德规范,同时这也是控制被试反应的一个重要方面。(3) 对要求特征的控制。在一个实验中,实验者往往对自己的意图保密,这就促使被试极力想从实验者所能提供的任何微小的线索中,确定实验的目的是什么,这样,实验对于被试来说,就成了解决问题的一个游戏。在整个实验过程中,被试始终在猜测实验在测他什么,对他有利无利等等,我们把在实验情境中被试对反应过于敏感的特征叫做要求特征,这个要特征有些是由实验者的效应引起的,有些则是其他实验情境典型的是心理实验要求“盲”被试的情境引起的。在实验中这个要求特
22、征不可能完全避免。只能要求做到较好地控制。3)反应的观察、测定与记录第七章 安全心理学实验简介172(1) 关于反应的观察、记录与测定问题,在心理学的不同实验的文献中,制定了很多方法,并为此设计了许多仪器。对记录、测定反应仪器的要求基本是仪器要能够真实地、灵敏地记录和测定实验中所要求的反应。(2) 反应指标及度量问题,某一个刺激施于被试之后,作为被试的反应,如何来度量呢?尤其是心理活动往往都是一些数量上含义不清楚的现象,如反应快慢,好或不好等。为能够具体地度量它,就要按一定的标准,将反应情况加以数量化,使之达到操作的程度,这就是说要给反应规定一个操作定义。这是一步很重要的工作,否则,反应就不能
23、测量。如反应快慢以时间作标准,反应的好坏用作业分数、或速度、或频率来作为标准等,这个标准又称为指标。作为反应的指标有:正确率、错误率、反应的速度、频率、强度等。究竞选择什么样的指标来度量反应,要依具体的实验而定。指标选择得好不好,直接影响实验的成功与失败。怎样选择一个好的反应指标,归纳起来大致有以下几个方面: 指标要具有有效性即特异性或相关性,能够真实地反映反应的情况,能够度量刺激所引起的反应而不是别的。 要具有客观性,指标是客观存在的,可用客观的方法和仪器加以测量并记录下来。如愉快,忧虑等情绪状态可以通过测定机体内部发生的一系列变化,如皮电、心率、呼吸、脉搏、血压、脑电等来反映。情绪是一个复
24、杂的心理过程,当然不能只用单一的生理指标度量,应该用多项指标综合度量,才能有效地反映情绪状态。因为指标是客观存在的,因而也是能够重复的,是可靠的。 指标要能够数量化。 指标要能够精确地度量反应的变化。即指标本身要具有灵敏性和分辨性,既要精确,又要准确。很多时候对一个反应的测定,要考虑用两个或两个以上的指标来度量,究竞选多少指标合适,要看具体的反应而定。4实验结果的分析与综合实验的最后阶段是实验结果的分析和综合。首先要用统计或数学的方法,分析、综合实验所得到的资料,证实实验的假设。如果实验的结果能证明假设,就要进一步推论,寻求下面的假设,并推进实验。如果不能证明假设,并不意味必然否定原来的假设,
25、要细心、全面地分析实验设计,反省执行实验过程中对影响因素的控制。如果发现问题,就总结教训,再进行实验。如果得出了与假设相反的结果,反省实验设计和实验执行又没有什么问题,那就要修正原来的假设,反复实验,或放弃它,建立新的假设。不能验证假设的实验,并不一定就是失败的实验,而控制不好的实验一定是不成功的实验。其次,充分地考虑实验结果,与以往的研究结果和理论进行比较检查,写成实验报告。关于实验报告的写法归纳起来有如下几点:(1) 题目。言简意赅,并能提供较多的信息,说明所研究的问题,一般多以描述条件与行为的关系为基本形式。(2) 作者姓名、单位。(3) 摘要。简要叙述研究设计、方法及研究结论,约三百字
26、左右,最后列出 35个关键词。(4) 引言(或称实验目的或称问题的提出等 )。主要叙说假设是如何提出来的,此项研究的理论及实际意义,当前国内外文献中关于这个问题的研究现状和有关问题。安 全 心 理 学 173行文不能太长,以简略为要旨。(5) 方法。说明进行研究的实验设计,包括被试的情况、实验所用仪器与材料、自变量的有关规定、实验的一些具体情境设计、要求程序等,简单扼要,以能使人明确实验设计的基本内容,并照此可重复这一实验为原则。(6) 结果。实验结果要直观明了,一般多用统计表和统计图的形式表示。并附以统计处理后的简单结论(多以显著性水平表示差异的情况 ),统计分析过程一般不要列入。对所列出的
27、结果,要用恰当的文字加以说明。(7) 讨论。主要分析本实验的成功与失败之处,发表自己的见解,哪些结果验证了假设,与哪些理论相符,哪些结果没能验证假设,怎样来认识。结果与讨论可以分别叙述,也可以边叙述结果边分析讨论。(8) 结论。要简明、扼要、只列出几条,说明本实验证实了什么或否定了什么,不可夸大也不可缩小,要根据本实验结果实事求是反映实验的成就。(9) 参考文献。本研究参考了哪些文献。具体格式,按国家标准。第二节 心理实验方法简介一、传统的心理物理学方法传统的心理物理方法,主要是用于对感觉阈值(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。阈限是把引起一种反应的刺激,与
28、引起另一种反应的刺激区分开来的界限。 )的测定。这些方法对科学心理学的发展起到重要的作用。 长期以来,人们对感觉是否能进行测量的问题,进行了激烈的争论。但现实生活和工程技术领域中常常遇到这样一些问题,这个炒菜要比那个炒菜咸些或淡些、这个飞机发动机的噪音要比那个飞机响些等,这些感觉上的差别是客观存在的。与这些感觉的差别相对应的物理刺激是盐的浓度、声波振幅的大小等也都有一定物理量上的差别。能否找到引起某一感觉的最小的刺激量,是很有实际意义的事情。可见,心理物理学方法是研究和揭露主观如何反映客观存在的一种手段。1极限法极限法是一种测定阈限的直接方法,又叫最小变化法,最小可感觉刺激或差别法,系列探索法
29、等。它的程序上的特点是刺激按“渐增”和“渐减”两个系列交替变化组成,每一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阈限的位置。一般说来,各系列刺激是由小到大(渐增) 、由大到小(渐减)按阶梯式顺序变化的。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 1520 个检查点,每一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。如对长度的分辨,尽管仪器可提供毫米以下的刺激变化,但这没有什么必要,一般以毫米为单位的间距,就足够很好地测定其差别阈限了。一般地说,检查点的距离小些,测定的结果就更精确些。至于反应变量指标、结果处理及具体方法步
30、骤(包括各种误差的平衡) 随测定的内容而定。极限法是一个适应范围很大的方法,它可以利用十分不同的刺激并达到十分不同的研究目的。它具有一个很大的优点,就是能够清楚地表现出“阈限”这个概念。它第七章 安全心理学实验简介174曾经用来测定声音、气味、味道、颜色、温度、痛觉、触觉等的阈限。2平均差误法平均差误法又称均等法或调整法。它的最典型的形式是,让被试去调整一个比较刺激,直到他感觉到与所给予的标准刺激相等,如此反复实验。平均差误法的主要特点是:1)要求被试判断在什么时候比较刺激与标准刺激相等,直接给出主观相等点,且这个主观相等点落在不肯定间距之内。被试的反应不是口头报告,而是调整的等值。2)被试积
31、极参与,实验过程中由被试本人调整刺激的变化,通过渐增与渐减两个系列求出刚刚不能引起和刚刚能够引起感觉的刺激值,然后取其平均值作为感觉的绝对阈限。3)刺激量是连续变化的,在极限法时,刺激一般是按梯级变化。4)在接近阈限时,被试可以反复调整刺激,以减少刺激的起始点对结果的影响,直到自己满意时为止。平均差误法实验对被试来说比较自然,可引起他的兴趣,不易厌烦。可直接测量被试的反应,实验结果可以采用正常的统计处理。其缺点是由于被试调整仪器,动作技巧在判断中也常产生影响。因为被试调整的动作,有时对他的判断起着干扰作用,因此,有时他调整的位置,并不就是他当时认为的相等点,这影响到差别阈限的测定。3恒定刺激法
32、恒定刺激法又称次数法、常定刺激差别法、以及不经常使用的正误示例法等。在测定感觉阈限时,对一些不能轻易连续调整的刺激,平均差误法不能应用,而极限法又会带来习惯误差和期望误差。但在常定刺激法中,由于刺激按随机的顺序出现,故可避免上述两种误差。同时,常定刺激法可以利用被试的全部反应,它虽然要求大量的试验次数,但每一次试验只用很短的时间,这比极限法只应用每一个递增和递减系列中一两个转折点,优越得多。相对地讲,这种方法测定的阈限更为准确,应用也最广。它不仅可以测定绝对阈限和差别阈限,也可以测定等值及其他心理值。恒定刺激法的特点是,只用经常被感觉到和经常不被感觉到这一感觉过渡地带的57 个刺激,而且这几个
33、刺激在整个测定阈限的过程中是固定不变的,恒定刺激法因此而得名。如果一个刺激经常处在被感觉到和永远不被感觉到之间的过渡地带,就是说,它只会在有些时间而不是全部时间被感觉到,它能被感觉到的次数只是一定尝试次数的百分数。如果它的强度越强,能被感觉到的百分数就越大,当百分数恰为 50时,这个刺激强度就在阈限的位置,就把这个刺激定义为阈限。恒定刺激法的要求是,在实验以前,需要选定刺激,并随机确定各刺激的呈现顺序。所选刺激最大的强度,应为每次呈现几乎都能为被试感觉到的强度。它被感觉的可能性不低于 95。所选刺激的最小强度,应为每次呈现几乎都不能为被试所感觉,即它被感觉到的可能性不高于 5。选定好刺激范围以
34、后,再在这个范围内选出 57个距离相等的刺激。每种刺激强度呈现的次数不能少于 20 次,各刺激呈现的次数要相等,呈现的顺序要随机排列,防止任何系统性顺序出现,因而对实验要精心的安排。实验中,主试安排好随机顺序,反复呈现这些刺激,要被试报告他是否感觉到了刺激,因而叫它为正误示例法,当主试每次将结果登记在一个表格中时,就会发现每一个刺安 全 心 理 学 175激被报告的次数,从这里又产生了常用的名称次数法。二、适应性方法随着心理实验中计算机的应用,以及心理实验的发展,一些新的心理物理方法应运而生,心理物理学理论与方法也随之发展。20 世纪 60 年代以后,计算机作为心理物理实验中的一种控制仪器、记
35、录反应的设备逐渐普及,给心理实验带来了很多方便,使呈现刺激的仪器及记录反应、数据处理等都能做到自动化,使原来手工操作不可能的或难于进行的一些实验成为可能。由于电子计算机的广泛应用,要求实验者提供一些新的实验方法以适应计算机的要求,这种情况下,一些适应性方法便产生了。由于在测定感受性的心理物理实验中广泛使用这一方法,因此,用这一方法所获得的结果就构成心理物理学的主要内容。适应性方法不是凭空产生的,它是在传统心理物理学方法的基础上经过进一步发展而形成。这些适应性方法主要为适应心理实验中一些问题而产生。这些问题是,在应用传统的心理学方法测定感受性时,实验者要选择一定刺激值才能据此设计实验,这些刺激到
36、底选多大才合适?在许多情况下对于这类问题知道的很少。另外,一般情况下,研究者都想快速而又准确地了解所研究的问题,但传统的心理物理学方法所应用的刺激值范围较大,刺激点较多,费时较长。例如极限法,每一刺激系列所选的刺激点值在 20 个左右,有些刺激值对于测定阈限没有什么用处,但由于该方法的要求,刺激点值必须保持在较多数量情况下才符合要求,这样,势必浪费时间。而在有些感觉道领域里,应用这些方法又会引进新的参变量,影响实验结果。为弥补上述传统的心理物理学方法的不足,便产生了适应性方法。适应性方法既适应测定感受性的要求,即选择较少的刺激点值便能较准确地测定阈限值,又适应用计算机的要求。虽然这种方法是在极
37、限法的基础上进一步发展变化而来,但其方法发展至今,无论从计算方法上看,还是对阈限的解释,都已与极限法明显不同。1阶梯法阶梯法(staircase method)又称上下法(Updown method)或极限法的变式。20 世纪40 年代发展出来的一种测定感受性的方法。贝克赛(Von Bekesy)最早应用这种方法于听力测量上,故又称此法为贝克赛听力测量法(Bekesy Audiometric Method)。阶梯法又分简单阶梯法和变形阶梯法。阶梯法的主要特点有:1)刺激强度的增加或减少要根据被试的反应,依一定的规则来确定。2)刺激强度的增加或减少要连续进行。例如,若开始呈现的刺激被试报告感觉不
38、到,主试就按规定的阶梯增加刺激强度,如果还感觉不到此刺激时,就再增加一个梯级,直至被试报告感觉到刺激。这时主试不停止试验,而是按先前规定的梯级减少刺激强度,直至减少到被试再报告感觉不到时,又按一定的梯度增加刺激强度。实验就按这样的程序连续下去,直至达到一个先定的标准,或规定的实验次数时为止。可见这种方法的每一次实验所应用的刺激值,均由前一次实验的刺激值和被试的反应来决定,从而表现出实验进程对于被试的适应性。这种方法实际上是一种追踪,这种追踪是沿被试选择的阈限水平,上下移动的。3)刺激变化的幅度,即梯度大小前后相同,即无论增加刺激还是减小刺激,变化的梯度都要相同。第七章 安全心理学实验简介176
39、4)对于阈限的估计,不同的阶梯法有不同的估计方法,也就是对阈限的操作定义是不一样的。其中一种简单的阶梯法确定阈限,是当实验达到最后水平时,求出各转折点,即两种不同反应(十 一) 中点值的平均数或最后水平两个刺激值的均数 (对于实验的最后水平,不同的方法有不周的规定)。这种方法所确定的阈限,是对于正反应概率为 50的刺激值。它所评定的心理计量函数(即正反应的函数) 为 50点。而其他的阶梯法,则对应于正反应概率为 70.7或 29.3,79.4或 20.6等等不同的正反应概率。2系列试验的参数评定法系列试验的参数评定法,是泰勒(Taylor)和克瑞尔曼(Greelman,1967)提出来的一种适
40、应性方法。因其英文为 Parameter Estimation by Sequential Testing,故又称作PEST 法。参数评定法的主要特点是:在应用这种方法的试验里,刺激值的变化受试验进程所决定,而且某一刺激值的试验次数不固定,其多少也由试验进程决定;参数评定法的刺激梯级大小可以变化,这点与阶梯法明显不同,根据前一次试验的刺激值及被试的反应,决定下一个刺激值是增大还是减小一个梯级,以及其梯级的大小。变形的上下法都采用同样的刺激梯级,只是在某些特殊的情况下才改变梯级的大小,而参数评定法却不是这样。试验从始至终都可以增大或减小刺激梯级。参数评定法要求事先规定本实验所追踪的正反应的概率,
41、又称靶概率,以及一定刺激所引起的正反应数目变化范围,和系列实验的偏离界。一般规定正反应的概率为0.75 或 0.5,当然也可规定其他的概率值。正反应次数的范围,按泰勒及克瑞尔曼提出的计算公式计算。三、信号检测论方法信号检测论(Signal Detection Theory)原是信息论的一个分支,研究的对象是信息传输系统中信号的接收部分。这个理论自 1954 年由坦纳(W.P.Tanner)与斯维茨(J.A.Swets) 引进到心理学实验中以来,在对感受性的测量上获得了成功。至今已形成了一些基本方法,如有无法、评价法及迫选法等等。它不仅在感受性的测量上,而且在记忆等研究中也起到了作用。信号检测论
42、方法应用于心理物理实验是对传统的心理物理学方法的重大突破,对心理科学的发展起到了一定的作用。1有无法1)基本程序。当主试呈现刺激之后,让被试判定所呈现的刺激中有无信号,并予以口头报告,被试的反应是很简单的。2)对主试者的规定。(1) 确定各轮实验中信号和噪音呈现的先验概率是多少,以及对被试判定结果的奖惩办法。(2) 实验前主试者要把实验中规定的信号和噪音呈现的先验概率以及对被试判定结果的奖惩办法,对被试的要求等以指导语的形式明白而通俗地向被试说清楚,藉以影响被试判断标准的变化。在这种实验中,每种先定概率的情况下,信号和噪音出现的总次数要在 100200安 全 心 理 学 177以上,才能取得比
43、较稳定的结果。在一轮实验中信号和噪音各自呈现的次数由先定概率规定,并要随机呈现。2评价法评价法又称多重决策法,或评级量表法。这一方法呈现刺激的方式同“有无法”一样,对信号和噪音的先验概率,对反应结果的奖惩办法,都可随实验要求,由主试者确定。不一定要求先验概率和奖惩办法等都均等,这一点同“有无法”也一样。不同之点是,对于被试的反应不是简单的“有信号”或“无信号”方式,而是将被试从“有信号”到“无信号”这一感觉的连续体,规定出不同的感觉评价等级,然后让被试根据对所呈现刺激的自信度情况,报告有信号(或无信号 )的评价等级。把量表的等级看成多重判断标准,这就成为多重决策,其判断标准的数目(C j)等于
44、评价等级的数目(K1,2,j)减去 1 即 CjK 1。对于不同判断标准下报准和虚报条件概率的计算,是将某标准以上各等级的概率累积。关于感觉连续体可以分为多少评价等级,很多人的实验证明,至少可以分为六个,不是每一个实验都分为六个,可多于六个,也可少于六个。有了各标准的报准与虚报条件概率,便可计算出相关参数,并画出等感受性曲线。3迫选法迫选法(forced choice method)与有无法、评价法不同的地方在于让被试进行判断之前,信号与噪音要连续呈现数次,然后让被试判断在哪个时间间隔上是信号,哪个是噪音,而不是刺激一呈现就让被试判断是信号还是噪音。刺激连续呈现两次即一次信号一次噪音,称为二项
45、迫选法(2AFC)。如果连续呈现三次( 二次噪音一次信号),称为三项迫选(3AFC),如果连续呈现四次(三次噪音一次信号),称为四项迫选(4AFC)。在连续呈现的刺激中哪次是信号哪次是噪音都是随机排列。在迫选法实验中,何时呈现刺激,一般是由主试通过一定的方法告诉被试,通常的做法是,在视觉实验中由瞬间的声响作为提示刺激出现的标志。因为刺激是在不同的时间间隔中呈现,因而有时称迫选法为时间迫选法。时间间隔可有 m 个,即连续呈现的刺激有 m 个,一般称呼为 m择一迫选法。另外触觉实验可以应用不同的空间呈现,而不是时间呈现的抉择方法。可见迫选法是按刺激的呈现方法不同,而进行分类的一种方法。当刺激连续呈
46、现 m 次后,让被试报告在哪一个时间间隔顺序上,最可能含有信号,而且一定要报告连续呈现的刺激中哪一个是信号,把握不准可以去猜。如二择一迫选法信号是按 AB 还是 BA的顺序呈现的。四、心理物理量表法阈上感知的测量所谓对阈上感知觉进行度量,就是依据一定的规则,将感知觉以及某些心理特质,用一定的数字符号来表示,对心理特质的度量,同对物理特质的度量十分相似。关于物理量尺,经过长期实践及人类的努力,至今已相当完善。而心理量尺尚在进一步确定和完善之中,它随着人类对自身认识的深化,会大大向前发展。对阈限以上每一种感觉的全部范围如何来度量,即反应倾向如何建立,这就是量表(或称量尺) 的问题。有了量表,就能够
47、说这个声音比另一个声音响两倍,这个房间的亮度是另外一个房间亮度的一半,或这个灰色距离黑色和白色一样远等等。作为物理刺激,已有很好的物理量表( 测量工具) 来进行度量,并且这些物理量表经过人类的长期第七章 安全心理学实验简介178努力,已日臻完善,有些已经有了国际化的标准测量单位。但是它不能度量人们的感觉和知觉,这只能用心理量表才能解决。如一个收音机设计者想把这个收音机的响度设计为另一牌号的两倍,如果设计者只是把物理输出量增加两倍,他只感觉到比原来响一倍多一点,究竟要输出多少物理量,才能使人们感觉到比另一牌号的收音机响一倍或二倍呢?这就要编制心理物理量表,看一看物理量的增加或减少,与心理量的增加
48、或减少究竟是一种什么关系。可见,心理物理量表要处理两个对象,一为物理向度,一为心理向度。研究者操纵物理量的变化,借以观察感觉量的变化。大体上包括如下几方面的问题:感觉距离:被判断为相等的两对刺激之间的差别;感觉比率;刺激顺序;刺激的等级评定等,反应倾向方面的诸问题。对心理量进行度量并制成量表,探讨心理量与物理量之间的关系,在理论上和实践上都具有非常重要的意义。直接量表和间接量表。直接量表就是可以直接测量所要测量事物的特性,如用尺去量物体的长度,尺的长度就代表所要测量的物体的长度。间接量表是借助于测量另一事物来推知所要测量事物的情况,因为它测量的是这一事物对另一事物的影响。例如,用温度计测量气温
49、,就是一种间接的度量。温度计所测量的不是热量,而是热量影响温度计水银柱的变化,通过水银柱的变化而测量热量的变化。等级量表、等距量表和比例量表。这是以量尺有无相等单位和有无绝对零点来划分的量表类型。等级量表,又称顺序量表。这种量表既没有相等单位又没有绝对零点,只是把事物按某种标志排成一个顷序。例如,运动会竞赛时不用计时器,将先到终点的列为第一名,次到的列为第二名,这样,人们只知道第一名比第二名快,第二名比第三名快,但究竟快多少就不知道了。由于等级量表只按某种特质排列事物的顺序,它没有相等单位。这是一种最粗糙的量表,但也能对事物的特质进行一定程度的度量。只要符合 ab,bc ,并且有证据说 ac,那么等级测量的条件就得到满足。运用的统计方法有中位数、百分位数、等级相关、肯德尔和谐系数及符号检验、等级变异数分析法。等距量表,是有相等单位的量表。它比等级量表进了一步。根据等距量表,不仅可以知道两事物之间在某种特质上有差别,而且可以知道相差多少。这个相等的单位就是刻度表上的刻度数,但这种量表没有绝对零点。心理测量方面的等距量表,通常在对一些测量做些假设和转换成正态之后,才能成为等距量表。等距量表适用的统计方法大体有平均数、标准差、积差相关、T