实验心理学实验心理学 1.相关统计分析的数据要求相关统计分析的数据要求 共同特性共同特性：相关系数的变化范围从-1.00 至+1.00.相关系数中的数字大小表示两个变量之 间相互关联的程度，数字越大，相关越高。 高相关高相关：并不一定意味着正在研究的两个变量间存在着因果关系。 （共变关系） 低相关低相关：全距限制全距限制：如果你取到的样本数据之间没有足够大的差异，这时即使变量 之间存在着高相关，但凭取到的数据却只能得出变量间的低相关，即由于取样的不 合理性，计算出的相关系数就不能反映出真正变量间的相关。 两变量是等距或等比的数据，且均为正态分布（身高与体重）两变量是等距或等比的数据，且均为正态分布（身高与体重） 皮尔逊相关皮尔逊相关 两列变量是等距或等比的数据但不为正态分布（视觉通道与听觉通道的反应时）两列变量是等距或等比的数据但不为正态分布（视觉通道与听觉通道的反应时） 斯皮尔曼相关斯皮尔曼相关 一变量时正态等距变量，另一正态变量被人为分为两类（考试成绩与某道题对错的一变量时正态等距变量，另一正态变量被人为分为两类（考试成绩与某道题对错的 关系）关系） 二列相关二列相关 一变量为正态等距变量，另一正态变量被人为分为多类（学习成绩与优、良、中、一变量为正态等距变量，另一正态变量被人为分为多类（学习成绩与优、良、中、 差四类思想品质）差四类思想品质） 多系列相关多系列相关 一变量为正态等距变量，另一变量为二分名义变量（学习成绩与性别）一变量为正态等距变量，另一变量为二分名义变量（学习成绩与性别） 点二列相关点二列相关 两变量均为等级变量（优、良、中、差四类学习成绩与优、良、中、差四类思想品两变量均为等级变量（优、良、中、差四类学习成绩与优、良、中、差四类思想品 质）质） 肯德尔相关肯德尔相关2实验假设类型及陈述方式实验假设类型及陈述方式根据陈述的方式：综合式综合式：或对或错的陈述；分析式分析式：总是正确的陈述；矛盾式矛盾式：总是 错误的陈述根据推理的方式：归纳推理，演绎推理根据实验结果的预测：定向实验假设和非定向实验假设 3简单反应时和选择反应时（视觉，听觉）概念和内涵简单反应时和选择反应时（视觉，听觉）概念和内涵反应时的概念反应时的概念：反应时间（reaction time）：是指从刺激作用发生到引起机体外部反应 开始动作之间的时间间隔。 简单反应时简单反应时：给予被试以单一的刺激，要求被试作相同的反应，刺激反应之间的时 间间隔就是简单反应时 选择反应时选择反应时：根据不同的刺激物，在多种反应方式中选择符合要求的，并执行反应所需 要的时间。 4 减数法，加因素法，开窗实验的逻辑基础及经典实验减数法，加因素法，开窗实验的逻辑基础及经典实验 减数法减数法：实验逻辑实验逻辑：如果一种作业包含另一种作业所没有的某个特定的心理过程，且除 此过程之外，二者在其他方面均相同，那么这两种作业的反应时的差即为此心理过程所 需的时间。经典实验经典实验：唐德斯反应时，心理旋转实验，短时记忆的视觉编码实验加因素法加因素法：实验逻辑实验逻辑：如果两个因素的效应是相互制约的，即一个因素的效应可以改变 另一个因素的效应，那么这两个因素只作用于同一个信息加工阶段。 如果两个因素的效应是分别独立的，即可以相加，那么这两个因素各自作用于不同的加 工阶段。经典实验经典实验：Sternberg，短时记忆信息提取开窗实验开窗实验：实验逻辑实验逻辑：一种能够比较直接地测量每个加工阶段的时间，而且也能比较明 显地看出这些加工阶段的新型反应时技术。由于利用这种方法可以象打开窗户一样直接 观察到认知加工过程的阶段，所以叫做“开窗”实验。经典实验经典实验：字母转换实验 （Hamilton，1977；Hockey,1988） ；句子图形匹配实验（Clark，Chase，1972） 5 感觉阈限的三种传统测量的实验逻辑，方法，数据处理方法，误差及控制方法感觉阈限的三种传统测量的实验逻辑，方法，数据处理方法，误差及控制方法（1）最小变化法）最小变化法：定义：定义：最小变化法的刺激由递减和递增的两个系列组成，每次呈现刺激后让被试报告是否有感觉。 刺激的增减幅度应尽可能地小，目的是系统地探求被试由一类反应到另一类反应的转 折点，即在多强刺激时，由有感觉变为无感觉，或由无感觉变为有感觉。 每个系列的转折点就是该系列的绝对阈限。 方法：方法：极限法（limit method）序列探索法（method of serial explortation）最小可觉差法 （或最小差异法） （method of least difference）测量阈限的直接方法。 数据处理方式：最小变化法测绝对阈限：数据处理方式：最小变化法测绝对阈限：自变量：刺激系列（递增或递减系列） 刺激系列包括 15-20 个具体的刺激值，即检查点 反应变量：被试的内省报告，具体反应为“有”和“无”，主试分别用“+”和“-”记录被试的 反应。 程序：呈现刺激系列，要求被试报告是否感觉到刺激，当被试反应变化时停止 为了控制顺序效应，二者以 ABBA 的顺序交替呈现。 递增系列从阈下刺激开始，递减系列从阈上刺激开始。两种系列的实验次数分 别至少需要 50 次。 递增系列在第一次报告“有”时停止，递减系列在第一次报告“无”时停止。 阈限的计算 求每个系列的阈限值； 求所有系列阈限的平均值，即总的阈限值 极限法测差别阈限：极限法测差别阈限：自变量（实验刺激） 每次试验都包含两个刺激：标准刺激和比较刺激；比较刺激也有递增系列和递 减系列；标准刺激与比较刺激可以同时呈现也可以继时呈现。 反应变量 有关差别感觉的内省报告。记录反应结果： 比较刺激标准刺激，记录为“+”； 比较刺激M 后，则存在 练习误差若 M 前M 后，则存在疲劳误差） 控制方法：切实掌握实验标准，采用 ABBA 法，对两个系列的起点做随机变化。（2）恒定刺激法：）恒定刺激法：又叫正误法或次数法，是一种通过对数目有限的刺激进行多次实验，根据被试反应的次数分布求解阈限的方法。 心理物理学中最准确、应用最广的方法。 通过预备实验，选取 5-7 个刺激。 最大刺激强度应是每次呈现均有不低于 95%的可能性被觉察到； 最小刺激强度应是每次呈现均只有不超过 5%的可能性被觉察到。 实验过程中，刺激值保持固定不变。 安排好向被试随机呈现刺激的顺序。通过这种随机呈现方式，能有效地控制期望误差和习 惯误差。 向被试多次呈现刺激，每个刺激呈现的次数不少于 10 次，一般为 50-200 次。在同一个实 验中，各刺激呈现的次数要相等。 记录被试对每个刺激每次呈现的反应结果（“有、无”或“大、小”） ，计算出每个刺激引起积 极特定反应的次数和百分比。最后，根据次数分布图求出阈限值。 恒定刺激法测量绝对阈限：恒定刺激法测量绝对阈限：自变量：刺激强度，由从感觉到和不被感觉到这一中间地带选 出的 5-7 个等距的刺激组成。 反应变量：被试的口头报告， “有”或“无”，主试分别记录为“+”和“-”。 绝对阈限的确定：采用直线内插法求解。 恒定刺激法测量差别阈限： 自变量 标准刺激（200g） ，每次都要呈现； 比较刺激（从 185 到 215 克间隔为 5 克的 7 个重量） ，实验过程中随机呈现；分别 与标准刺激比较； 实验程序 每个比较刺激要至少与标准刺激比较 100 次； 用 ABBA 法控制两类刺激前后呈现顺序不同导致的误差，如 50 次标准刺激在前， 另 50 次比较刺激在前。 因变量：被试的口头报告。 两种报告方式： 三类反应和二类反应。 “大于”、 “小于”和“等于”。 二类反应只包括“大于”和“小于”。 差别阈限的确定：直线内插法 三类：直线内插求得 50%次被判断为比标准刺激重的重量和 50%次被判断比标准刺激轻的 重量，分别作为上限和下限，并以如下公式计算之。 二类：75的差别阈限1/2(Lu-Ll) 误差：时间误差（3）平均差误法：）平均差误法：基本方法：呈现一个标准刺激，令被试再造、复制或调节一个比较刺激，使它与标准刺激相等。 被判断为与标准刺激相等的比较刺激值的变化范围就是不肯定间距。根据不肯定间距与主 观相等点，就可以求出阈限。逻辑逻辑：客观上一般不可能使比较刺激与标准刺激完全一样，于是每一次比较就都会得到一 个误差，把多次比较的误差平均起来就可得到平均误差。 因为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。 平均差误法测量绝对阈限：平均差误法测量绝对阈限：自变量： 以“零”为标准刺激，调节比较刺激的大小。 反应变量：被判断为与标准刺激相等的比较刺激值，即被试刚刚调到感觉不到时的比较刺 激值。 绝对阈限的确定：各次测定数值的平均数即为绝对阈限。 平均差误法测量差别阈限：平均差误法测量差别阈限：自变量：呈现一个标准刺激，要求被试调节比较刺激的大小， 使其与标准刺激相等。比较刺激是一连续变量。 反应变量：被判断为与标准刺激相等的比较刺激值。 误差及其控制：误差及其控制：空间误差：标准刺激左右位置各半 动作误差：比较刺激长于和短于标准刺激各半 时间误差：比较刺激和标准刺激的先后机会均等 多层次的 ABBA 法予以抵消 6 感觉的直接测量方法感觉的直接测量方法 数量估计：根据标准刺激的数值，给其他刺激赋值；无已赋值的标准刺激，按被试自己的 恒定标准给所有刺激赋值；几何平均数 数量生产：给被试一个用数字表示的感觉量值，要求被试调整刺激以产生相应的感觉量 7 信号检测论信号检测论 基本思想：基本思想：信号检测论就是通过信号和噪音的两个概率分布来求被试的反应偏向和辨别能 力的。 击中率 P(Y/3)+漏报率 P(N/3) 100 虚报率 P(Y/0)+正确否定率 P(N/0)100 信号刺激（SN） ；噪音起干扰作用的所有背景（N） 先定概率（先验概率）：是指在呈现刺激前，主试事先告诉被试的 SN 和 N 各自出现 的概率 对有无信号出现判定的四种结果：信号是否出现信号是否出现被试报告情况被试报告情况判定概率及表示方法判定概率及表示方法击中击中有（有（SN）有有(y)击中条件概率：击中条件概率：P（y/SN）虚报虚报无无(N)有有(y)虚报条件概率：虚报条件概率：P（y/N）漏报漏报有有(SN)无无(n)漏报条件概率：漏报条件概率：P（n /SN）正确否定正确否定无无(N)无无(n)正确否定条件概率：正确否定条件概率：P（n/N）两个独立指标：两个独立指标： （1）反应偏差：）反应偏差：似然比：似然比是信号检测论中用以表示反应偏向的一个指标，是指 信号加噪音引起的特定感觉的条件概率与噪音引起的条件概率的比值。 具体表示为在特定的刺激值（XC）上，信号分布的纵轴与噪音分布的纵轴之比。 公式为：数学定义 = 纵轴击中 / 纵轴虚报 报告标准 C: C 是横轴上的判断标准位置 （2）辨别力指标：）辨别力指标： 辨别力的含义：辨别力的含义：是用来衡量被试辨别力大小的一个参数， d表现为噪音分布 fN（X）与信 号分布 fSN(X)之间的分离程度。两者的分离程度越大，辨别力越高；分离程度越小，辨别 力越低。用公式表示为：d =(MSN-MN)/ N 如果两个分布均为常态分布时 ZSN ZN = Z 击中 Z 虚报 d值越大，辨别力越强， d值越小，辨别力越弱。 辨别力的算法：根据实验获得的击中条件概率 P（y/SN）和虚报条件概率 P（y/N） ，利用 POZ 转换表求出两种概率所对应的 Z 击中和 Z 虚报，代入上述公式即可求得 d值。 接受者操作特征曲线（接受者操作特征曲线（ROC 曲线）曲线） 在特定刺激条件下，以被试在不同判断标准下所得的虚报概率 P（y/N）为横坐标，以击中 概率 P（y/SN）为纵坐标，画得的各点的连线 ROC 曲线的特性： （1）对于一条特定的 ROC 曲线来说，d是恒定的，所以也叫等感受