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不同性别的视觉阈限实验
不同性别的视觉阈限实验
-齐源
一，摘要：
利用平均误差法测被式视觉阈限。
平均差误法（methodofaverageerror）又称均等法，调整法，是传统心说理物理法之一。
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，如此复实验。
本实验是用平均差误法来测量线段长度的差别阈限。
最后计算被试线段长度估计的平均误差。
关键词：
平均差误法，差别阈限。
二前言
视觉是人和动物感知外界物体的大小、明暗、颜色、动静的主要途径，对机体生存具有重要意义。
研究表明，在人脑所获得的外界信息中，至少有70%以上来自于视觉。
眼睛之所以能看见物体是由于光照射到物体上，再由物体把光反射到人的视网膜上。
视网膜上的感光换能系统将光线的刺激转变成神经信息，通过神经将这些信息传递给大脑，这样就形成了视觉，然而每个人的视敏度是不一样的，由此对不同人形成了不同的视觉阈限。
视觉阈限属于感觉阈限的一种，感觉阈限（sensorythreshold），用于测量感觉系统感受性大小的指标，用刚能引起感觉的刺激量来表示。
可分为绝对感觉阈限和差别感觉阈限两类。
绝对感觉阈限测量感觉系统的绝对感受性。
例如，把一个非常轻的物体慢慢地放在被试的手掌上，被试不会有感觉，但如果一次次地稍稍增加其重量，并达到一定数量时，就会引起被试的感觉反应。
这个刚能引起感觉的最小刺激量称为刺激阈限或感觉的下绝对阈限。
当引起感觉的刺激量继续增加，并超过一定限度时，就会使该感觉受到破坏，引起痛觉。
能够引起感觉的最大刺激量为上绝对阈限。
从下绝对阈到上绝对阈之间的距离是有关感觉性的整个范围。
在已有感觉的基础上，为引起一个差别感觉，刺激必须增加或减少到一定的数量。
不同感觉通道或不同人之间，对差别的感觉能力是不同的。
刚能引起差别感觉的刺激的最小变化量称为差别感觉阈限或辨别阈限。
平均差误法（methodofaverageerror）又称调整法，再造法，均等法，是最古老且最基本的传统心理物理法之一。
它最适用于测量绝对阈限和等值，也可用于测量差别阈限。
平均差误法的比较（变异）刺激大都是由被试操作或调整而产生的连续量的变化。
接近阈限时，被试可反复调整，直到其满意为止。
被试调整到在感觉上相等的两个刺激值，其物理强度之差的绝对值的平均数就是所求的阈限值。
由于被试参与操作，也容易产生动作误差。
例如，从小于标准刺激调整到与标准刺激相等，和从大于标准刺激调整到与标准刺激相等，其结果就可能不同。
平均误差AE=∑│X－St｜/N，式中X为每次调整的结果，St为标准刺激N为实验次数，平均差误法就是因此而得名的。
用这个方法测得的阈限值比用其它两种方法测得的要小一些，因为其差别阈限处于上下限之间的主观相等地带之内，而绝对阈限则50%次感觉到的强度之下。
由于平均差误法获得数据的标准和计算的方法与其他方法不同，它所测得的结果可以说只是一个阈限的近似值。
因此，用此法测得的阈限不能直接与用其他方法测得的阈限进行比较。
本实验通过长度差别阈限的测定，了解性别对视觉阈限影响
三，实验环境以及影响因素
1）实验环境
1.实验在集体实验室进行具有较为齐全的仪器设备，方便使用操作
2.教师指导。
在老师的指导下减少人为误差的发生几率，更好的保证实验的准确性
3.被试为本班同学积极配合实验，不存在刻意的回避行为以及糊弄现象
2）影响因素
1.实验室为公共实验室，对被试心态及判断力有所影响
2.实验当天光线昏暗，对于视觉测试有显著影响
3.同学间没有约束力随意性较强
4.实验仪器存在损耗，对实验结果有必然的影响
四．实验方法
1.被试，被式的选择采取随机抽样的方法进行，即随机抽取本班同学组成被试组进行实验。
被试按性别被分为男女两组，每组三个人，并保证每个人有能够配合完成本次实验的基本条件，即没有眼睛疾病（近视类除外），会用数学语言描述物体长度，会使用长度的专有名词
2.实验仪器
大小估计器
3.实验过程
实验原则
1.控制其他变量并保证在实验进行的完整过程中不发生变化，尽量减少实验误差的产生
2.主试控制实验变量比对其严格负责，按步骤调整为适合记录员记录的变量数据，减少实验中产生的人为误差。
3.主试坐姿端正目光与实验仪器上的刻度尺保持同一高度，保证读数准确。
4.记录员在记录数据时，运用规范字体在记录表上认真填写，每次记录核对记录信息准确无误。
5.辅助人员积极配合主试进行实验，严禁干扰实验进行，不得与被试进行言语交流，肢体交流以及其他暗示被式的行为方法。
6.被式积极配合主试完成实验，不得擅自采取个人行动，导致实验无法进行，影响实验结果
7.被试要求坐姿端正目光与实验仪器上的刻度尺保持同一高度，保证读数准确
指导语
端正坐姿，注视主试在仪器上给出的标准线段，移动仪器另一端可移动线段使之长度达到与标准线段接近或者相同，等待主试更改标准线段，重复5次实验，即可.
实验步骤
1，有请一名被式在主试以及实验仪器大小估计器的对面做好，调整仪器使被试能够正确应用。
2.宣读指导语，告知被式注意事项以及实验仪器操作方法
3.主试被式双方静坐一分钟，双方相互调节心态，保持良好状态
4.主试调整实验仪器变量即线段长度，记录员读取刻度尺下线段长度数值并记录变量数据，辅助测试员示意被试开始测试移动被式方线段，直到被试不再移动线段，向被式确认是否继续移动在得到对方否定答复后，辅助测试人员将信息转达给主试，记录员记录被式移动后得到的数据，，并记录在变量即标准线段的统一栏内。
5.主试调整变量长度，有相应变化，最好与以前数据不重复。
有一定的差异性
6.实验采取组别制以及混合制两种。
组别制是两组人员分别进行。
混合制是两人员混合交叉进行
7.结果汇总生成实验报告
五结果：
1实验的原始数据见附表1，包括每个被试的标准数据、估计数据以及标准数据和估计数据之间的差值。
27个被试标准数据和估计数据差值的平均值。
7被试控制数据和估计数据差值的平均值及标准差
被试
1
2
3
4
5
6
7
差值
0.4067
0.4667
0.2267
0.8033
0.6367
0.3033
0.4217
标准差
0.2551
0.3111
0.1507
0.8918
0.4713
0.1711
0.3056
分析：
依据表内数据可以得知个体间的估计数据是存在差异的，同一被试在不同条件下的测量结果不一样，动机水平，性别差异、练习效应以及照明条件都会影响到测试解说数据。
6讨论
6.1三种心理物理法的比较
虽然极限法、平均差误法和恒定刺激法这三种基本心理物理法都是用来测定感觉阈限的，但各有千秋。
极限法是测定阈限的直接方法，其特点是：
将刺激按递增或递减的方式沿着一定的维，以间隔相等的小步变化，寻求从一种反应到另一种反应的过渡点。
恒定刺激法的基本特点是：
根据次数来定阈限，即以次数的整个分布求阈限。
平均差误法是首先给被试呈现一个标准刺激，然后让被试再造、复制或调节一个比较刺激，使它与标准刺激相等，如光的明暗、声音强弱高低、线条长短等。
其特点是：
1）其调节幅度是连续变化的，既不像最小变化法那样以等距离、间断变化的，也不像恒定刺激法那样是几个固定刺激按随机顺序呈现的。
2）其比较刺激大都是由被试操作或调整连续的量的变化。
由于这个特点，这个方法又叫调整法。
接近阈限时，被试可反复调整，直到调整到其感觉相等时停止。
究竟使用哪种具体方法最为合适，则要根据研究的对象、要求而定。
下面我们从四个方面来比较这三种方法：
1）从感觉阈限的含义上比较根据感觉阈限的操作定义，极限法求得的阈限值较能符合感觉阈限的操作定义。
因为此法的操作是有系统地探查感觉的转折点，它的计算过程就具体准确地说明了感觉阈限的含义。
同时，因被试知道刺激呈现的次序，他可把注意力集中到特别需要集中的地方，从而取得较好的实验效果。
但也正是由于被试知道刺激呈现的次序，从而容易产生期望误差和习惯误差。
只要刺激序列可以按小阶梯变化，都能用此法测定阈限，它曾被用来测定声音、气味、味道、颜色、温度、痛、光及触觉的阈限。
但递减法不宜用于测定味觉和嗅觉阈限，因为嗅觉适应快，味觉的后作用不易被消除。
因此对于有一定后作用的刺激，就不易采用极限法。
2）从被试者方面比较通常，自变量（刺激）要通过被试者产生反应变化（因变量）。
测定的次数过多容易使被试者感觉单调而产生疲劳。
若让被试者主动参与测定工作，就可改变这种单调厌倦的情绪，从而使测定结果更准确。
平均差误法的实验程序，对被试来说比较自然，让被试自己主动调整比较刺激，也可引起他的兴趣，因此，在这方面平均差误法优于极限法和恒定刺激法。
3）从误差方面比较在心理实验中，除自变量外，其他变量都应予以控制，以减少误差。
极限法中各刺激是按刺激量的大小依次改变的，因此，被试者回答较有把握，每次测定结果间的差异也就较小。
但是，正是由于刺激量大小是依次改变的，因而易产生期望误差和习惯误差。
恒定刺激法所用的刺激数目较少，且不需随时调整刺激的强度，因此，用这个方法测量那些不易随时改变强度的刺激（诸如重量之类）则较为方便。
又因为刺激是随机呈现的，不会像极限法那样产生期望误差和习惯误差。
在用三类判断测定差别阈限时，不肯定间距的大小随被试的态度而变化，从而对所测的差别阈限产生影响。
用二类判断测差别阈限，虽然可以避免这一问题，但迫使被试作出肯定回答是不自然的，因为被试确实有难于判断比较刺激与标准刺激哪一个强或弱的情况。
此外，在恒定刺激法中，刺激的改变是没有一定方向的，被试者在回答时猜的成分较多，因而产生较大的误差。
在平均差误法中，由于它获得数据的标准和计算的方法有所不同，测得的结果可以说只是一个近似值，因此它测定的阈限不能直接与由其他方法求得的阈限进行比较。
4）从效率上比较效率是心理实验的质量指标。
平均差误法中刺激是由被试者自己调节，回答和记录的次数较少，因而能较快地得到测量结果。
而极限法中要回答和记录的次数较多，其效率不及平均差误法。
恒定刺激法可不必临时改变刺激，这是其优越之处。
在测重量阈限时，通常用恒定刺激法。
而且恒定刺激法中的每一个记下的数据都可以利用上，不像在极限法中用来计算阈限值的数据是少数，因此，恒定刺激法的效率较高。
应当指出，上述三种方法的比较是相对的，在确定用哪一种方法时要同时考虑研究对象、要求和各种方法的优缺点。
但是，在测定要进行比较的两种阈限时，必须用同一种方法，因为，不同的方法所用的指标不同。
6.2实验中存在的各种误差及其控制方法
1）动作误差
在平均差误法实验中，一般要被试自己操纵实验仪器来调整比较刺激，使其与标准刺激相等，这就要产生动作误差，亦即因被试所采用的方式不同而产生误差。
为消除动作误差，通常使一半比较刺激长于标准刺激，另一半则短于标准刺激
2）空间误差
因实验系统所呈现的刺激是视觉的，所以标准刺激设置的位置不同（或左侧或右侧），易产生空间误差。
为消除空间误差，通常使比较刺激的位置一半在标准刺激左侧，一般在标准刺激右侧。
3）习惯误差和期望误差
习惯误差和期望误差是一对相反的误差。
习惯误差：
是指由于被试在长序列中有继续作同一种判断的倾向所引起的误差。
期望误差：
是指由于被试在长的序列中给予相反判断（期望转折点的尽快到来）的倾向所导致的误差。
为了让习惯误差和期望误差尽可能相互抵消，可采用多层次的ABBA法和拉丁方设计。
4）练习误差和疲劳误差
练习误差和疲劳误差是一对相反的误差。
练习误差：
是由于实验的多次重复，被试逐渐熟悉了实验情景，对实验产生了兴趣和学习效果，而导致反应速度加快和准确性逐步提高的一种系统误差。
疲劳误差：
与练习误差相反，由于实验多次重复，随着实验进程而发展的疲倦或厌烦情绪的影响，而导致被试反应速度减慢和准确性逐步降低的一种系统误差，称之为疲劳误差。
随着时间的进展，练习可能使阈限降低，而疲劳可能使阈限升高。
为了检查有无这两种误差就要分别计算出前一半实验中测定的阈限与后一半实验中测定的阈限，若前一半实验中测定的阈限比后一半实验中测定的阈限大，并差别显著时，就可以认为在测定过程中有练习因素的作用，若前一半实验中测定的阈限比后一半实验中测定的阈限小，并差别显著时，就可以认为在测定过程中有疲劳因素的作用。
练习误差和疲劳误差两种影响可能互相抵消，也可能一种影响比另一种影响要大。
为了消除两种误差的影响，可采用多层次的ABBA法和拉丁方设计。
6.3对实验结果的分析
1）通过对本实验中男女被试的结果数据进行独立样本t检验发现，男女被试的差别阈限无显著差异。
但这并不能说明用平均差误法测出的所有个体的差别阈限都无显著差异，因为实验中样本过小（只有两个被试），得出的结论并无代表性。
所以我们只能说在本实验中此男女被试的差别阈限无显著差异。
2）通过结果中数据的分析可以看出，不管比较刺激是在标准刺激的左侧还是右侧，比较刺激是短于标准刺激还是长于标准刺激，对于男女被试而言，均无显著差异。
这说明至少对于本实验中的男女被试而言，我们设置的实验确实控制了空间误差和动作误差，从这个方面讲，我们的实验设计是成功的。
3）通过结果中数据的分析可以看出，女被试前20次的差别阈限和后20次的差别阈限无显著差异，而男被试前20次的差别阈限和后20次的差别阈限有显著差异，且其前20次的差别阈限为6.00，后20次的差别阈限为9.75，通过前面的讨论可知，若前一半实验中测定的阈限比后一半实验中测定的阈限小，并差别显著时，就可以认为在测定过程中有疲劳因素的作用。
所以我们说男被试在测定过程出现了明显的疲劳现象，并造成了疲劳误差。
结论：
在知觉类仪器测试中，性别差异并不显著。
知觉误差主要与动机水平，性别差异、练习效应以及照明条件相关。
参考文献：
《实验心理学》
原始数据
大小估计器实验数据（第四组）—陈景景
标准值（cm）
估测值（cm）
误差（cm）
1
6.00
5.70
-0.3
2
3.10
3.10
0
3
6.80
6.20
-0.6
4
10.10
9.50
-0.6
5
8.20
7.80
-0.4
6
14.20
14.35
0.15
7
8.30
8.00
-0.3
8
16.60
16.40
-0.2
9
3.00
2.90
-0.1
10
1.00
1.20
0.2
11
6.20
5.90
-0.3
12
9.00
8.90
-0.1
13
10.00
9.60
-0.4
14
13.00
12.10
-0.9
15
9.40
9.40
0
16
4.30
3.90
-0.4
17
8.30
8.10
-0.2
18
8.90
9.00
0.1
19
13.50
13.20
-0.3
20
3.90
3.80
-0.1
21
10.80
10.75
-0.05
22
1.00
1.10
0.1
23
7.20
7.20
0
24
12.00
11.70
-0.3
25
1.50
1.60
0.1
26
17.10
16.80
-0.3
27
14.50
14.60
0.1
28
5.90
6.00
0.1
29
9.70
9.50
-0.2
30
0.80
0.90
0.1
大小估计器实验数据（第四组）—吕雪
标准值（cm）
估测值（cm）
误差（cm）
1
2
1.9
-0.1
2
11.2
10.5
-0.7
3
6.8
6.25
-0.55
4
0.5
0.4
-0.1
5
9.2
8.4
-0.8
6
6.1
6
-0.1
7
17.4
15.9
-1.5
8
6.5
6.4
-0.1
9
2.6
2.3
-0.3
10
8
7.2
-0.8
11
12.9
12.4
-0.5
12
7.3
6.8
-0.5
13
4.8
4.4
-0.4
14
10.2
9.5
-0.7
15
18.3
17.9
-0.4
16
12.1
11.4
-0.7
17
1.8
1.8
0
18
5.3
5
-0.3
19
12.2
11.2
-1
20
5.2
5.2
0
21
13.2
13.4
0.2
22
9.9
9.7
-0.2
23
0.2
0.1
-0.1
24
3.7
3.6
-0.1
25
19.7
19.6
-0.1
26
7.1
7
-0.1
27
2.4
2.2
-0.2
28
4
4
0
29
7.6
7.5
-0.1
30
10.6
10.2
-0.4
大小估计器实验数据（第四组）—吕俊
标准值（cm）
估测值（cm）
误差（cm）
1
5
4.6
-0.4
2
7.3
6.7
-0.6
3
10.9
10.4
-0.5
4
1.5
1.5
0
5
13.1
12.3
-0.8
6
16.2
15.3
-0.9
7
5.6
5.5
-0.1
8
8.7
8.4
-0.3
9
11.2
11.2
0
10
18.5
17.4
-1.1
11
6.8
6.6
-0.2
12
3
3.4
0.4
13
15.5
14.4
-1.1
14
4.2
4.15
-0.05
15
11
10.4
-0.6
16
13.1
14
0.9
17
5.5
5.7
0.2
18
19.8
18.4
-1.4
19
0.3
0.1
-0.2
20
0.4
0.4
0
21
9.5
8.7
-0.8
22
12.3
11.9
-0.4
23
17.6
17.4
-0.2
24
14.5
15
0.5
25
7.8
7.6
-0.2
26
3.9
3.8
-0.1
27
10.8
10.45
-0.35
28
13.6
13.6
0
29
16.5
16.6
0.1
30
2.5
2.6
0.1
大小估计器实验数据（第四组）——虞俊文
标准值（cm）
估测值（cm）
误差（cm）
1
2.7
2.5
-0.2
2
4.1
4
-0.1
3
7.9
7.3
-0.6
4
11.2
10.9
-0.3
5
14.2
13.4
-0.8
6
10.1
10.1
0
7
4.7
4.4
-0.3
8
1.9
1.8
-0.1
9
0.5
0.4
-0.1
10
5.3
4.9
-0.4
11
12.2
11
-1.2
12
16.9
16
-0.9
13
19
17.5
-1.5
14
15.3
14.4
-0.9
15
6.8
6.3
-0.5
16
1.9
1.9
0
17
8.3
7.6
-0.7
18
13.7
12.7
-1
19
15.9
15.6
-0.3
20
4.9
4.4
-0.5
21
1.3
1.4
0.1
22
12.9
11.9
-1
23
2
1.9
-0.1
24
9.3
9.1
-0.2
25
7.5
8
0.5
26
3.5
3.7
0.2
27
1.5
1.65
0.15
28
6.4
6.2
-0.2
29
18.8
16.6
-2.2
30
0.4
0.5
0.1
大小估计器实验数据（第四组）——索占海
标准值（cm）
估测值（cm）
误差（cm）
1
2.8
2.7
-0.1
2
3.9
3.8
-0.1
3
10.9
11.1
0.2
4
7.7
7.3
-0.4
5
12.7
12.4
-0.3
6
4.6
4.6
0
7
10.2
9.5
-0.7
8
6.2
6.2
0
9
19.1
17.8
-1.3
10
11.5
11.5
0
11
1.4
1.55
0.15
12
3.5
3.4
-0.1
13
6.2
6.3
0.1
14
13.6
15.2
1.6
15
15.5
16.6
1.1
16
5.5
6
0.5
17
8.35
8.7
0.35
18
10.8
10.45
-0.35
19
13.9
14.3
0.4
20
15.4
14.8
-0.6
21
12.2
12.8
0.6
22
0.2
0.4
0.2
23
9
9.4
0.4
24
9.2
9.2
0
25
19.4
19.4
0
26
15.3
15.3
0
27
13.2
13.1
-0.1
28
5.2
5.4
0.2
29
2.8
2.75
-0.05
30
7
6.5
-0.5
大小估计器实验数据（第四组）—齐源
标准值（cm）
估测值（cm）
误差（cm）
1
6.7
6.5
-0.2
2
3.3
3.1
-0.2
3
10
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-1.2
4
14.8
14.9
0.1
5
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0.4
6
2.3
2.6
0.3
7
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8
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-0.1
9
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10
9
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13.8
-0.1
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14
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