实验心理学实验讲义.docx
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实验心理学实验讲义
3对偶比较法－制作颜色爱好顺序量表
一、实验介绍
本实验目的是学习对偶比较法和顺序量表的概念，制作颜色爱好的顺序量表。
心理量表是经典心理物理学用来测量阈上感觉的。
心理量表根据其测量水平的不同，可分为四种：
命名量表、顺序量表、等距量表和比例量表。
其中等距量表和比例量表分别带来了心理物理学中的对数定律和幂定律。
顺序量表没有相等单位、没有绝对零点，它按某种标志将事物排成一个顺序，从中可以查出某事物在心理量表中所处的位置。
制作心理顺序量表有对偶比较法和等级排列法两种方法，其中，对偶比较法是制作心理顺序量表的一种间接方法。
对偶比较法是把所有要比较的刺激配成对，然后一对一对呈现，让被试对于刺激的某一特性进行比较并作出判断：
这种特性在两个刺激中哪个更为明显。
因此，若有n个刺激，则一共可配成n（n-1）/2对。
又因为有空间误差和时间误差，在实验中每对刺激要比较两次，互换其呈现顺序（时间误差）或位置（空间误差），所以一共要比较n（n-1）次。
二、方法与程序：
本实验用对偶比较法制作颜色爱好顺序量表。
计算机能产生不同色调的颜色，而且纯度高，适合于颜色爱好顺序量表的制作。
实验共有七种颜色，它们是：
红（Red）、橙（Orange）、黄（Yellow）、绿（Green）、蓝（Blue）、青（Cyan）和白（White）。
实验顺序如下表：
为抵消顺序误差，在做完21次后，应再测21次，顺序与前21次顺序相反；为抵消空间误差，在后做的21次中左右位置应颠倒。
刺激
红
橙
黄
绿
蓝
青
白
红
─
橙
1
─
黄
2
3
─
绿
12
4
5
─
蓝
13
14
6
7
─
青
19
15
16
8
9
─
白
20
21
17
18
10
11
─
实验前，主试应指导被试认真阅读指示语，并说明反应方法（按红、绿键认可，按黄键不认可），然后开始实验。
三、结果与讨论：
结果数据中有每种颜色被选择的次数，即选择分数（C）。
如果要制作等距量表，还需按如下公式计算选中比例P。
P＝C/（2*（n-1））=C/12
再把P转换成Z分数，按Z分数制图即可制作成颜色爱好的等距量表。
参考文献：
杨博民主编心理实验纲要北京大学出版社65-82页
4信号检测论-有无法
一、实验介绍
本实验的目的是通过测定和比较不同被试的重量辨别能力和判定标准，学习信号检测论--有无法。
考察不同的先验概率下被试的辨别能力和判断标准。
本实验的是通过检验刺激数目对汉字再认准确性的影响，
信号检测论（SignalDetectionTheory，简称SDT）是人们在对刺激做判断时，对不确定的情况做出某种决定的理论。
信号检测论最早应用在雷达和通讯技术中，用来解决信号接受的正确概率问题。
后来信号检测论被广泛应用到感知觉过程的研究中。
通过信号检测论的实验方法可以对被试的感受性和反应倾向性进行有效的测量，克服被试的主观因素和噪音干扰对感受性的影响。
信号检测论的实验方法有三种：
有无法、迫选法和评价法。
用有无法（Yes-NoMethod）测定被试的辨别力和判断标准时，用两种刺激--信号（SN）和噪音（N），信号和噪音的差别要足够小（一般接近被试的辨别阈限，可用传统心理物理法进行预备实验来确定），且信号和噪音的呈现顺序应为完全随机呈现。
为保证结果的稳定性，可选取有经验的被试或在实验过程中给被试以反馈（“对”或“错”）。
实验后求出辨别力（d´）和判断标准（β），并绘制等感受性曲线（ROC曲线）。
ROC曲线是在d´不变和β值不等的条件下绘制的。
d´和β的求法如下：
d´=ZSN-ZN
β=OSN/ON
其中，ZN和ZSN是根据信号分配的平均数（MSN）和噪音分配的平均数（MN）转换的标准分数。
ON和OSN分别为ZN和ZSN在正态曲线上对应的概率密度值。
有无法是信号检测论的一种方法。
用有无法测定被试的辨别力和判断标准时，用两种刺激——信号（SN）和噪音（N），信号和噪音的差别要足够小（一般接近被试的辨别阈限，可用传统心理物理法进行预备实验来确定），且信号和噪音的呈现顺序应为完全随机呈现。
为保证结果的稳定性，可选取有经验的被试或在实验过程中给被试以反馈（“对”或“错”）。
实验后求出辨别力（d′）和判断标准（β），并绘制等感受性曲线（ROC曲线）。
二、方法与程序：
1、设置实验参数：
主试在“编辑实验材料”菜单中选择“给定文本材料”或“给定图片材料”，在出现的窗体中定义信号与噪音的总次数、信号的先验概率等参数，并生成实验材料，保存材料并退出。
2、练习实验
首先，呈现指导语如下：
下面是一个测验你的辨别能力的实验。
实验时开始时，首先屏幕中心的窗口将依次呈现一系列的文字（图片），要求你尽量记住这些材料；呈现完这些材料之后，计算机将呈现两倍数量的文字（图片），其中有部分是刚才呈现过的，部分是没有呈现过的，并要求你判断哪一个呈现过，哪一个没有呈现过。
如果呈现过按“Ｙ”键，如果没有呈现过按“Ｎ”键。
明白上述指导语后，按“确定”键进行练习。
练习实验中屏幕上依次呈现8个信号刺激，每个信号刺激呈现的时间为2s，刺激间的间隔为1s，后面接着在屏幕上依次呈现信号+噪音共16个刺激，被试按照上述指导语的要求进行反应。
3、正式实验
首先，呈现指导语如下：
下面是一个测验你的辨别能力的实验。
实验时开始时，首先屏幕中心的窗口将依次呈现一系列的文字（图片），要求你尽量记住这些材料；呈现完这些材料之后，计算机将呈现两倍数量的文字（图片），其中有部分是刚才呈现过的，部分是没有呈现过的，并要求你判断哪一个呈现过，哪一个没有呈现过。
如果呈现过按“Ｙ”键，如果没有呈现过按“Ｎ”键。
明白上述指导语后，按“确定”键进行实验。
正式实验中屏幕上先依次呈现信号刺激，每个信号刺激呈现的时间为2s，刺激间的间隔为1s，后面接着在屏幕上依次呈现信号刺激和噪音刺激，被试按照上述指导语的要求进行反应。
实验结束后，记录被试正确判断的次数。
三、结果与讨论：
（1）记录每个被试的击中次数和虚报次数；
（2）记录每个被试的击中率P（y／SN）；
漏报率P（N／SN）；
虚报率P（y／N）；
正确否定P（N／SN）；
信号概率P（SN）。
参考文献：
张学民、舒华实验心理学纲要北京师范大学出版社171－175页
5深度知觉实验
一、实验介绍
深度知觉是考察视觉敏锐度的一个角度，本实验通过测试双眼对距离或深度的视觉误差的最小阈限来测量深度知觉的。
本实验可应用于各类驾驶员、运动员等和深度知觉有关的人员选拔或测试。
二、方法与程序：
1、被测试者坐于离标准刺激2米处，使双目或单目与观察窗成水平位置，可观察比较刺激的前后移动。
2、主试接通电源，打开照明灯。
此时比较刺激自动离开标准刺激最远处停下。
若测试过程中，电源开关始终处于开启状态，则主试者可按一下复位键，也可使比较刺激处于初始位置，即停于离标准刺激最远处。
3、由被试者操纵遥控键，使比较刺激与标准刺激三点成一线。
4、主试者从标尺中读出观察被试者的测定误差。
三、结果与讨论
1、记录同组被试视觉在深度上的差异性。
2、讨论差异性存在的原因。
6视觉搜索中的非对称性
一、实验介绍
本实验通过对封闭圆和开口圆分别进行视觉搜索，了解视觉搜索中的非对称性现象
非对称性搜索是指在若干个甲类项目（干扰项）中找到一个乙类项目（靶子），与从同样的若干个乙类项目（干扰项）中找到一个甲类项目（靶子），两者的搜索速度有显著差异，出现非对称现象。
也就是说，当甲乙两类项目互易靶子或干扰项的角色时，搜索所需时间不同。
Treisman自八十年代以来进行了一系列非对称性搜索实验，其中拓扑特征与非拓扑特征的非对称性是较为复杂的一种，而且结果也不确定。
Treisman曾经用封闭的三角形和角做靶子分别进行搜索实验，结果表明三角形靶子的搜索快于角。
这提示封闭性这一拓扑特征是前注意加工的特征。
但是封闭性是否为前注意加工的特征一直存在争论。
Julesz（1981）根据他的质地分离实验结果否定封闭性是前注意加工的特征。
他认为自由线段的终端或终端子（terminater）是前注意加工的特征。
直线与角都有两个终端子，而三角形没有终端子。
如果要用终端子来说明上述三角形和角的搜索非对称性，那就意味着，从有终端子的干扰项中搜索无终端子的靶子要快于相反的条件。
但是在另外一个实验中，Treisman应用封闭圆和开口圆做靶子分别进行视觉搜索的实验却发现了与三角形实验相反的结果。
以封闭圆和开口圆作为靶子，可以研究封闭性和线段终端两类不同性质的特征。
开口的大小分成三种，分别占圆周长的1/2，1/4和1/8。
实验结果发现对这两类靶子的搜索存在着强烈的非对称性，开口圆的搜索是快速的，基本不受开口大小和干扰项数目的影响；但是，封闭圆的搜索却是较慢的、系列的。
总体上，开口圆的搜索要快于封闭圆的搜索。
比较以上的两个实验，结果令人困惑。
三角形搜索快于角，这提示封闭性是前注意加工的特征，但封闭圆搜索慢于开口圆又否定封闭性是前注意加工的特征。
Treisman尝试解释这种矛盾的结果，她设想三角形可能在某个其他的简单特征上有别于角或线段。
开口圆具有的线段终端可在前注意阶段被觉察，因此开口圆可被快速搜索；而封闭性可看作封闭程度的连续体，可在不同程度上被封闭圆和开口圆共有，当二者差别大时（开口比例为1/2），封闭圆较易搜索，而开口小时搜索就慢。
总的来说，这个领域还有待进一步的研究。
本实验通过对封闭圆和开口圆分别做靶子进行视觉搜索的实验，来了解视觉搜索中的非对称性现象以及封闭性这一拓扑特征在前注意加工中的作用。
二、方法与程序：
1、实验材料：
靶子：
开口圆或封闭圆。
开口大小：
三种，1/2、1/4、1/8（指开口占圆周长的比例）。
画面大小：
干扰项的数目，1个、6个、12个。
2、实验程序：
按实验要求在屏幕上搜索一段圆弧（开口圆）或一个圆圈（封闭圆）。
搜索到了，请按下红键；如果没有找到，请按下绿键。
如果按错键，要求立即改正。
每六个试次后休息10秒钟。
三、结果与讨论：
1．封闭圆和开口圆的非对称性搜索实验结果（建议取全班整体实验结果的平均数）。
表1封闭圆和开口圆的非对称性搜索的时间（ms）
搜索项目开口圆封闭圆
画面大小 开口大小 有靶子 无靶子 有靶子 无靶子
11/2
1/4
1/8
61/2
1/4
1/8
121/2
1/4
1/8
2．以画面大小（干扰项的数目）为横坐标，以搜索时间为纵坐标画折线图。
3．比较开口圆和封闭圆分别作靶子是否存在显著的搜索非对称性，以及是否受到画面大小的影响。
4．尝试解释导致实验结果的原因。
思考题：
1.除了拓扑特征与非拓扑特征的非对称性搜索之外，还有哪些非对称性现象?
参考答案：
不连续维量的有无性特征，连续维量的数量多少特征，标准特征与偏离特征。
2.非对称性搜索实验的研究意义?
参考答案：
证实了前注意加工阶段的存在及靶子和干扰项的互动关系。
参考文献：
王甦等主编当代心理学研究北京大学出版社19-22页
指在若干个甲类项目（干扰项）中找到一个乙类项目（靶子），与从同样的若干个乙类项目（干扰项）中找到一个甲类项目（靶子），两者的搜索速度有显著差异，出现非对称现象。
也就是说，当甲乙两类项目互易靶子或干扰项的角色时，搜索所需时间不同。
7部分报告法－瞬时记忆
一、实验介绍
本实验目的是学习部分报告法，检验瞬时记忆的差异。
过去的再现法实验是在被试识记完项目后，要求他尽量多地再现全部项目（全部报告法），以此确定其保存量，但此方法不能用来测量极为短暂的记忆（毫秒级）。
部分报告法的特点在于：
它不要求被试再现全部项目，而只要求再现指定的一部分，再根据这一部分的结果估算保存的总量。
在Sperling的实验中，他比较了部分报告法和全部报告法，结果表明全部报告法一般只能记住4－5个，而部分报告法则可多达8－9个。
Sperling还做了延迟部分报告法实验，即在呈现识记材料之后过一段时间再让被试部分报告。
结果发现，当延迟0.5s时，部分报告法所得结果与全部报告法接近；当延迟1s时，两者就没有什么差别了。
二、方法与程序：
屏幕上出现三行英文字母，每行4个（12个字母之间没有重复），呈现时间为75ms。
实验为组间设计。
全部报告法：
字母呈现完后，屏幕提示进行回忆。
请被试把所记得的内容尽可能多地回忆出来，输入到屏幕上输入框中，然后按“确定”键开始下一次。
部分报告法：
字母呈现完之后，在屏幕左边会出现一个箭头，指向第一行、第二行或第三行的位置，即表示要被试回忆第一行、第二行或第三行（箭头的颜色分别是红、黄、绿）。
让被试立即将回忆的结果输入到输入框中，然后按“确定”键开始下一次。
延迟部分报告法：
字母呈现完之后，屏幕提示延迟，2秒之后出现箭头。
让被试回忆箭头所指的那一行的项目，将回忆的结果输入到输入框中，然后按“确定”键开始下一次。
一共做30次，在第15次后有一段时间的休息。
三、结果与讨论：
记录被试的反应，计算被试的总保存量。
在部分报告法和延迟部分报告法中，将被试每一行的平均保存量相加，就得到了总的保存量。
参考文献：
杨博民主编心理实验纲要北京大学出版社142-144页
8河内塔
一、实验介绍
本实验的目的是检验问题解决的过程。
问题解决是一种重要的思维活动，它在人们的实际生活中占有特殊的地位，一直受到心理学家的重视和研究。
认知心理学兴起后，信息加工观点在问题解决研究中占主导地位，将人看作主动的信息加工者，将问题解决看作是对问题空间的搜索，并用计算机来模拟人的问题解决过程。
河内塔问题是问题解决研究中的经典实验。
给出柱子1、2、3，在柱1上，有一系列圆盘，自上而下圆盘的大小是递增的，构成金字塔状。
要求被试将柱1的所有圆盘移到柱3上去，且最终在柱3上仍构成金字塔排列，规则是每次只能移动一个圆盘，且大盘不可压在小盘之上，可以利用圆柱2。
完成河内塔作业的最少移动次数为2的n次方减1次，其中n为圆盘的数目。
解决河内塔问题有以下四种常用策略：
（1）循环子目标，又称目标递归策略：
思路是要把最大的金字塔移到柱3，就要先把次大的金字塔移到柱2；而要把次大的金字塔移到柱2，就要先把比它小一层的金字塔移到柱3；…依次类推，直到只需要移动最上面的盘为止。
这种策略类似计算机的递归，它是内部指导的策略，被试不必看具体刺激，只是把内部目标记在脑中，然后一步步循环执行，直到解决问题。
（2）知觉策略：
这种策略是刺激指导的策略，根据所看到的情景与目标的关系，排除当前最大的障碍，从而一步步达到目标。
（3）模式策略：
也是内部指导的策略，但不涉及目标，而是按一定规则来采取行动。
解决河内塔的通用规则是，当圆盘的总数为奇数时，最小的圆盘按1－>3－>2－>1－>3－>2的顺序移动；当总数为偶数时，按1－>2－>3－>1－>2－>3的顺序移动。
（4）机械记忆策略：
这种策略是将做对的一系列步骤死记硬背下来，但无法创新，不可迁移。
本实验的目的是了解被试在解决河内塔问题时所用的思维策略。
如果加入口头报告任务，还可研究口头报告对思维的影响。
二、方法与程序：
实验时屏幕上呈现河内塔。
练习：
使用三个圆盘的河内塔进行练习，可以用红、黄、绿键移动对应的柱子上的圆盘，或用鼠标直接移动盘片。
练习阶段可以重复，并有自动演示。
正式任务：
被试依次完成3到8个圆盘的河内塔问题。
记录其移动次数、重复次数和时间。
每一水平最多可以重复的次数：
30；每一水平最多可以移动的次数：
800。
三、结果与讨论：
统计被试的结果，填入下表。
表1.河内塔问题解决的次数和时间
河内塔盘数
三
四
五
六
七
八
重复次数
移动次数
移动时间
注：
移动次数和移动时间只是记录的通过该水平实验的那一次。
依据上表，系统作出相应直观的图示。
1.请被试报告他是如何解决河内塔问题的，结合结果文件（结果文件中有被试移动步骤的记录）分析判断被试采用的是何种策略。
2.让被试分析自己都犯了哪些错误，为什么犯这些错误。
思考题：
分析河内塔问题解决的四种策略在学习时间、对记忆的要求、事后回忆、迁移各方面的差别。
参考答案：
这四种策略有以下的差别。
（1）学习时间：
掌握前三种学习方法要比第四种方法用的时间短。
（2）对记忆的要求：
目标递归策略的记忆负担很大，用这种方法解决问题时，要随时在头脑里记住最终目标与分目标，并注意解决的进程。
在知觉策略中，不论有多少圆盘，只要记住最终目标和当前移动的最大障碍，就可以达到问题的解决。
模式策略中，短时记忆不需要记任何东西，只要把移动河内塔的通用规则记在长时记忆中，就能够解决问题，这种策略对记忆的要求最少。
机械记忆策略则要把所有的信息都保持在长时记忆中。
（3）回忆：
在记忆中，具有某种图式的内容容易被记住，在学会后经过一段时间也能够将它复述出来。
前三种策略都有一定的图式或模式，故容易记住，特别是模式策略的规则最为简单。
而第四种策略需要死记硬背，回忆难度大。
（4）迁移：
迁移就是用已学会的方法解决类似的新问题的能力。
前两种策略可以用于解决圆盘数更多或更少的河内塔问题。
第三种策略稍加修改也容易迁移到新的情境中。
第四种策略是不容易迁移的。
最好的策略当然是：
学习的时间最短，不给短时记忆造成太大负担，可以长期保持，同时又容易迁移到新的情境中。
参考文献：
王甦汪安圣认知心理学北京大学出版社276-303页
9概念形成
一、实验介绍
本实验的目的是检验人工概念的形成过程。
概念是人脑反映事物本质属性的思维形式。
个体掌握一类事物本质属性的过程，就是概念形成的过程。
实验室中为了研究概念形成的过程，常使用人工概念。
制造人工概念时先确定一个或几个属性作为分类标准，但并不告诉被试，只是将材料交给被试，请其分类。
在此过程中，反馈给被试是对还是错。
通过这种方法，被试可以发现主试的分类标准，从而学会正确分类，即掌握了这个人工概念。
通过人工概念的研究，可以了解概念形成的过程。
一般来讲，被试都是经过概括-假设-验证的循环来达到概念形成的。
实验室中为了研究概念形成的过程，常使用人工概念（artificialconcept）。
人工概念是对自然概念的模拟，一般是选择刺激的若干维度和属性加以结合而制造出来的。
实验者事先规定某个维度的某一属性（如红色）或几个维度的属性（如红色圆形）为某个人工概念的特有属性，即以这些维度和属性构成某个人工概念。
二、方法与程序：
本实验共有4个人工概念，难度顺次增加。
实验时，屏幕上会出现十二个圆键，有空心和实心两种。
其中只有一个实心圆与声音相联系，此键出现的相对位置是有规律的，被试要去发现其中的规律（概念），找到这个键。
被试用鼠标点击相应的实心圆，如果没有发生任何变化，表明选择错误；如果有声音呈现，同时该圆变为红色，则表明选择正确。
只有选择正确，才能继续下一试次。
当连续三次第一遍点击就找对了位置时，就认为被试已形成了该人工概念，实验进行到下一个概念。
如果被试在60个试次内不能形成正确概念，实验自动终止。
三、结果与讨论：
结果文件结果分数列出的是被试达到正确前所用的遍数（不包括连续第一次就对的三遍）。
详细反应里面有概念内容的介绍，另外分四列印出其它结果：
第一列是概念编号；第二列为遍数；第三列为每遍中反应错的次数，如为0则表示这一遍第一次就做对了；第四列表示这一遍所用的时间，以毫秒为单位。
根据结果试说明被试概念形成的过程。
参考文献：
杨博民主编心理实验纲要北京大学出版社319-321页
10STROOP效应
一、实验介绍
本实验目的是检验STROOP效应。
STROOP效应是指字义对命名的干扰效应。
一般认为，念字和命名是两个不同的认知过程。
Stroop于1935年做了一个实验，他使用的刺激字与书写它所用的颜色相矛盾，结果发现，说字的颜色时会受到字义的干扰，但在用一年级小学生做实验时却没有发现这种现象。
一般认为，STROOP效应是由于念字自动化造成的。
人们对字加工快，而对颜色加工慢，因此，当要说颜色时，就会受到字义的干扰，而反过来，念字却不会受到字的颜色的干扰。
二、方法与程序：
本实验验证色词STROOP现象。
每次实验要求被试完成七项任务（见附录）。
有时念字，有时唱色（即说出字的书写颜色），并记录所用时间。
为了避免可能的练习和疲劳影响，实验采用拉丁方设计。
被试组号 任务顺序
主试指导被试阅读指示语，要强调从头念到尾，再从尾念到头，错了要改正然后再继续。
任务完成后，主试按“停止”键停止计时，屏幕下面给出反馈（总时间/2，即每念一遍所用时间）。
三、结果与讨论：
以任务类型为横坐标，被试反应时（ms）为纵坐标，作图。
图表下面列出被试的实验顺序。
整理结果，填入下表：
任务
被试
1
2
┇
N
比较各种任务所用的反应时的不同，并做解释。
参考文献：
杨博民主编心理实验纲要北京大学出版社355-359页
附录：
STROOP实验材料：
中文色词测验表
１ （念字）红 绿 蓝 黄 蓝 绿 黄 红 绿 红 黄 蓝
（颜色）黑 黑 黑 黑 黑 黑 黑 黑 黑 黑 黑 黑
２ （念字）绿 红 黄 蓝 绿 红 黄 蓝 黄 红 蓝 绿
（颜色）蓝 绿 红 黄 红 黄 蓝 绿 绿 蓝 红 黄
３ （唱色）绿 红 黄 蓝 绿 红 黄 蓝 黄 红 蓝 绿
（颜色）蓝 绿 红 黄 红 黄 蓝 绿 绿 蓝 红 黄
４（唱色）XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
（颜色）红 绿 蓝 黄 黄 红 蓝 绿 蓝 红 黄 绿
５ （唱色）心 友 上 放 上 有 心 放 友 心 放 上
（颜色）蓝 绿 红 黄 绿 红 蓝 红 红 黄 绿 蓝
６ （唱色）蛋 草 花 天 鹅 海 墙 火 竹 金 菜 叶
（颜色）蓝 黄 绿 红 黄 红 绿 蓝 蓝 绿 红 黄
７ （唱色）棕 紫 灰 黑 灰 黑 紫 棕 灰 棕 黑 紫
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