先定概率的重量鉴别.doc

先定概率下的重量鉴别摘要 本实验的目的在于通过重量鉴别，学习信号检测论实验的有无法；考察不同先定概率下被试的辨别力和判定标准；绘出受试者的操作特性曲线。本次实验采用信号检测论中的有无法，选取华东师范大学心理学（特殊教育）专业男生一名，在不同先定概率下，对呈现信号和噪音的击中率与虚报率，计算其辨别力d和判定标准，并绘制出被试操作特性曲线。结果：被试的辨别力在三种先定概率0.2、0.5、0.8条件下分别为 0.966、0.104、0.430，判定标准分别为1.413、0.974、0.728， 其操作特性曲线与标准曲线有较大的差异，结果在讨论中解释。结论：被试的辨别力受先定概率的影响，在先定概率接近0.5时，被试的辨别力弱；被试的判断标准受先定概率的影响，在先定概率低时（为0.2），标准严格；关键词 信号检测论 ROC曲线 有无法 辨别力 判断标准1引言本实验用两个不同重量的刺激作为“信号”和“噪声”，随机呈现。根据被试的击中率和虚报率计算辨别力d和判定标准，并绘制操被试操作特性曲线，即ROC曲线。1971年格希德等人对指尖振动刺激的绝对阈限测定实验反驳了阈限作为不变的感觉界限的观点。此后心理物理学家们从传统心理物理学的阈限理解出发进行推导，结果反证了最初前提假设的错误，为现代心理物理学-信号检测论的基本思想打开了道路。坦纳和斯韦等人第一次将信号检测论引入对感觉系统的研究上来。信号检测论是现代心理物理学最重要的内容之一， 它的出现彻底改变了以往人们对阈限的理解，将个体的感受性和主观的动机、反应偏好等加以区分，从而解决了传统心理物理学无法解决的问题。信号检测论其本质是一种统计决策程序。辨别力d：亦称感觉敏感性。不受情绪、期望、动机等变数影响。d值高说明辨别力强。公式为d=Z 击中 Z虚惊 似然比：定义为区分信号与噪音反应的心理感受水平Xc所对应的信号分布纵轴与噪音分布纵轴之比。一般认为，1说明被试掌握的标准较严。公式为= O击中/O虚惊根据前人的研究，ROC 曲线为一条减速曲线；ROC 曲线离对角线越远，表示被试辨别力越强。假设本实验被试的辨别力存在个体差异，但同一被试在不同先定概率下的辨别力保持相同；相同先定概率下，不同被试的判断标准存在个体差异；各被试的 ROC 曲线符合前人的研究结果，为一条减速曲线。2.方法2.1被试华东师范大学大三学生一名，身体健康。2.2 仪器与材料EPT512重量鉴别器，其中100克，92克各一个。EPT713迷宫（作为挡板）华东师范大学科教仪器厂生产2.3 程序首先应该采用传统心理物理法进行预备实验，但由于实验环境的限制，时间不足，所以在实验室老师的指导和建议下按照通常情况直接采用92克重量鉴别器为噪音，100克作为信号刺激。主试按照下列三种不同的SN和N出现的先定概率安排实验顺序 (1) (2) (3)P(SN) 20 50 80P(N) 80 50 20每种先定概率做100次（分两轮，每轮50次）。指导语是：实验开始时请你用优势手绕过迷宫挡板，手心向上。每次实验我会放一个小盒子在你手上。请你根据盒子重量的感觉告诉我是信号还是噪音。每50次实验前我会多次在你手上试放，并告诉你那个是信号那个是噪音，你要记住它们的区别。同时我还会告诉你下面这50次实验中信号出现的概率。实验要做很多遍，你要认真判断。每50次实验开始前，主试都要让被试熟悉信号（SN）和噪音（N）的区别，同样告诉被试这50次中信号出现的概率。接着实验开始，主试给被试重量刺激。距离：记录表中第一大列0.50概率。第一次主试呈现信号刺激，被试回答“信号”，则主试记录“+”，第二次呈现信号，被试回答“噪音”则记录“”，第3次呈现噪音，回答“噪音”则记录“”，第4次呈现噪音，回答信号，则记录“+”，第5次呈现信号，回答“噪音”则记录“”。总之，主试按照随机原则呈现信号和噪音，只要信号的呈现次数满足先定概率即可以（本例0.50，25次，而在0.20概率中，呈现信号10次）。每做完50次，休息3分钟，然后告诉被试下面要做实验的先定概率及让其在此熟悉信号和噪音的区别。之后重复上述方法测试，直到做完300次为止。两次呈现刺激时间间隔应大于3秒。被试有优势手绕过迷宫的挡板，接受刺激，被试提举重量时，提的高低，快慢要前后一致，并根据自己的判断报告“信号”或“噪音”。3.结果3.1 数据整理将实验所记录下的结果进行整理，得到如下表格：表1 先定概率P（SN）=0.50(测100次) Y nSN 31 19N 29 21表2 先定概率P（SN）=0.20(测100次) Y nSN 11 9N 16 64表3 先定概率P（SN）=0.80(测100次) Y nSN 66 14N 14 63.2 数据转换根据上述数据可以计算出相应的“击中”概率P（Y/SN）和虚报概率P（Y/N）。把各对P（Y/SN）和P（Y/N）相对应的Z值和O值通过PZO转换表查出来，并计算出辨别力指数d和似然比，可以得到下表：表4 数据转换P(SN)先定概率0.200.500.80PZOPZOPZOY/SNY/Nd0.550.200.125-0.8410.9660.39580.28011.4130.620.580.3050.2010.1040.38080.39090.9740.830.700.9540.5240.4300.25320.34780.7283.3 ROC曲线根据所得到的三对P（Y/SN）和P（Y/N），以P（Y/N）为横坐标，以P（Y/SN）为纵坐标，可以绘制出接受者操作特性曲线（ROC曲线），经过实验者描点绘制如下：4.讨论4.1比较被试d和值，不同先定概率下被试对声音频率的辨别力和判定标准的差异。 现对被试进行具体分析：在先定概率为0.20时，其d为0.966，为1.413；在先定概率为0.50时，其d为0.104，为0.9742；在先定概率为0.80时，其d为0.43，为0.7280。对d采用单一样本T检验得到：t=-9.949，sig.=0.00990.01可认为在统计上有极其显著差异，即先定概率的不同对被试的辨别力有显著影响。并且在噪音比重明显占优（先定概率0.2）被试的辨别力强。d平均值为0.50；在信号与噪音比重相近时被试判断力较弱， d仅为0.104。对采用单一样本T检验得到t=-9.792，p=0.01020.05，表明被试在判断标准上有显著差异，但是综合大量被试的d和还发现，先定概率为0.2时，被试的值比先定概率为0.5和0.8时高，这与前人的研究相符。先定概率很低时，降低是有利的反应策略，使被试产生反应倾向。4.2信号检测论与传统心理物理法之间的区别和联系。 两者为前后在各自时代背景下出现的测量人的主观感觉阈限的方法，其主要区分在于：传统心理物理学假设：被试报告为“有”的概率P(y) 仅是物理刺激强度的函数，不受到刺激出现概率P(S)等非感觉因素的影响。事实上，P(S)总是为1将反应局限在击中和漏报两种，真实的被试反应有击中、虚报、漏报、正确拒斥四种，P(y)=P(Hit)+P(FA) ，P(y)会受到 P(S)的影响。另外，被试反应=客观的感受过程+主观的决策过程。传统心理物理法无法把感受性的测量和被试的动机、态度等主观因素造成的反应分开。信号检测论是在科学技术发展的下对传统阈限测量方法前提的质疑中得到发展的，是阈限测量的完善过程。4.3为什么用有无法进行实验前要预先选定信号和噪声？否则将有可能出现什么情况？ 这当然是必要的，首先必须让被试清楚区分信号和噪音，因为“有”“无”都是建立在能否区分信号的基础上的。只有确定明确信号和噪音时才能对给出的刺激做出 “有” 或“无”的判断。否则被试在实验过程中被试很可能混淆SN与N至最终无法得到实验结果。4.4 SN 先验概率对被试判断标准的影响 一般来说，越大，则被试越不容易倾向于报告“信号” ，而越小则越容易虚报。而被试二的先验概率的增大，会使被试更容易倾向于报告“信号”，即越容易虚报。但从结果看来，被试的标准与先验概率之间的相关性较低。造成这一重大误差可能是由于时间急促，被试二在完成 80%先定概率的实验时有压力，影响其判断，故出现较大误差。5.结论