匹配法检验距离线索对视知觉大小恒常性的影响

系别：元培计划班级：03级姓名：攸佳宁同组成员：韩逊，郑尧，李婧思第10组实验日期：2005年9月27日 教师评定 匹配法检验距离线索对视知觉大小恒常性的影响摘要该实验在用筒和不用筒观察两种观察条件和3m、6m、9m三种观察距离的条件下，使用20名被试，采用2X3重复测量实验设计，根据匹配法来考察距离线索对视知觉大小恒常性的影响。研究结果表明：观察条件对大小恒常性的影响没有达到显著性水平，而观察距离、观察距离与观察条件的交互作用对大小恒常性的影响均达到了显著性水平，事后分析表明，3种观察距离对大小恒常性的影响两两之间都存在显著性差异。同时，在两种观察条件下，3种观察距离对大小恒常性的影响的简单效应都达到了显著性水平，另外，除了在6m的观察距离下，在3m和9m的观察距离下，两种观察条件对大小恒常性的影响都达到了显著性水平。关键词匹配法大小恒常性距离线索1.导言根据透视规律，当一个物体离我们越来越远时，它在视网膜上的像越来越小。而在正常情况下，我们知觉到的一个物体的大小不仅仅依赖于该物体在视网膜上所成像的大小，在一定范围内，知觉到的物体的大小是独立于视网膜像的大小。我们把当观察物体的距离（视网膜像）改变时，知觉到的物体大小保持恒定的现象称作大小恒常性。研究大小恒常性的实验方法，最常用的是匹配法：即给被试分别呈现固定的标准刺激和可调节的比较刺激，让被试根据其所知觉到的标准刺激的大小，调节比较刺激使其与标准刺激相匹配。A.H.Holway和E.G.Boring曾使用匹配法来研究影响视知觉大小恒常性的条件。他们设置了四种观察条件：双眼观察、单眼观察、单眼通过人造瞳孔观察以及单眼通过人造瞳孔和一个黑色的长管子观察。研究结果表明：在以上四种观察条件下，大小恒常性依次降低。实验者认为，大小恒常性之所以产生是由于被试无意识地把标准刺激的距离估计在内造成的，而在上述四种条件下的大小恒常性逐渐减小，则和被试用来估计标准刺激距离的线索越来越少有关。另外，伯因对于大小恒常性对被感知的客体的性质的依存性曾进行过研究，并发现当观察对我们熟悉的物体时，所表现出的常性要大些。[1]PhlipE.Kubzansky等人也曾对视知觉大小恒常性随年龄的发展及其受视觉刺激的性质的影响进行过研究，并发现3、4岁的儿童没有表现出大小恒常性，而5、6岁的儿童则表现出了比较强的大小恒常性，另外，三维物体比二维物体诱发出了更强的大小恒常性。[2]本实验采用匹配法，希望在前人研究的基础上，进一步探讨不同的观察条件，即不同的距离线索以及不同的观察距离对视知觉大小恒常性的影响。根据前人的相关研究结果，预期不同的观察条件所产生的不同的距离线索，不同的观察距离，以及观察条件与观察距离的交互作用都会对大小恒常性产生显著性影响。同时，观察距离和观察条件的简单效应均应达到显著性水平。2.方法被试北京大学心理系本科生20人，其中男人，女人，年龄19-22岁，视力或矫正视力正常，无散光，右利手，以前均未参加类似实验。仪器和材料大小常性测量器一对，每个测量器都是在黑背景上有一个白色等边三角形，三角形的面积可调节，三角形的高可在测量器背面的刻度上读出，同时，测量器的高也可调节。其中一个测量器作为标准刺激，三角形的高为10cm，另一个测量器作为变异刺激，由被试调节。3m,6m,9m的塑料绳各一条，报纸一张，卷成喇叭状纸筒，长约30cm，粗端直径约4cm，细端直径约lcm。椅子一把。实验设计该实验采用匹配法研究视知觉的大小恒常性。匹配法即给被试呈现两个刺激，在本实验中为两个大小常性测量器，一为标准刺激，由主试调节到三角形的高为10cm，另一为变异刺激，由被试根据其在不同观察条件和不同距离的情况下所知觉到的标准刺激的大小，来调节变异刺激的大小，以使变异刺激的大小与标准刺激相匹配。该实验采用2x3完全重复测量，自变量有两个因素，分别是观察条件和观察距离，均为组内自变量。观察条件有2个水平：用筒和不用筒。被试在不用筒观察时会受到周围环境距离线索的影响，而通过纸筒观察标准刺激时，则减少了距离线索的影响。被试离标准刺激的观察距离有3个水平：3m，6m和9m。而变异刺激放在被试右前方25cm处，以方便被试调节三角形的大小。该实验的因变量为被试所调节的变异刺激中三角形的高，由测量器背面的刻度上读出。控制变量包括照明条件，该实验所有被试的结果均在同一时间的自然光条件下得出；被试匹配刺激的标准，所有被试以知觉到变异刺激与标准刺激大小相同为准，忽略其他信息如距离等；用筒观察的方式，该实验所有被试均为右利手，因此用筒观察时，被试左手拿筒右手调整变异刺激；同时，所有被试眼被控制在与刺激三角形中心在同一水平线上，以及所有被试视力或矫正视力正常。由于本实验采用两种观察条件：用筒和不用筒，为了避免产生顺序效应，将所有被试随机分为A、B两组，每组各为10人，A组首先在不用筒的条件下观察，然后用筒观察；B组的实验顺序与A组相反。同时，由于观察距离有3个水平，为了防止产生顺序效应，每个被试分别在两种观察条件下按照标准刺激在3m，6m，9m，9m，6m，3m的顺序观察。在每一个距离水平上，为了平衡被试的动作误差，被试需分别按照递减（以符号（表示）和递增（以符号f表示）两个系列两次调节变异刺激，使之与所观察到标准刺激相匹配。组被试的实验顺序见表1：表1：A组被试的实验顺序（由左向右）3不用筒3用筒36 99 636 99 6_门LX- __ B组被试除在观察条件上先用筒后不用筒观察外，其他顺序与A组相同。实验程序1．首先调节两个测量器三角形的高度，使其中心与被试眼同一水平，将标准刺激的高调为10cm，并放置在距被试正前方3m处，同时变异刺激的高调为大于10cm，并放在被试右前方25cm处。2．A组被试首先不用筒观察标准刺激的大小，并调节变异刺激使其看起来与标准刺激一样大，主试记录变异刺激的高并登记，然后将变异刺激调到明显比标准刺激小，之后被试再按照递增序列再调一次。3．A、B组被试分别按照实验设计中的顺序进行实验，每个被试共需调节变异刺激24次，并由主试分别记录结果。在用筒观察时，被试左手拿筒，右手转动旋钮来调节变异刺激。3.结果分别计算出各被试在不同观察条件和不同距离时两次匹配结果的平均值（R）,结果见附表1。根据公式S/250=100/距离（mm）,计算出三种观察距离条件下的S值（S值为完全没有常性时三角形应有的高），分别为S（3m）=8.33mm,S（6m）=4.17mm,S（9m）=2.78mm。用下列公式分别计算出各种条件下的大小恒常性系数（KB和KT）:K=R-s K=igR-1SBA-S，TlgA-1S其中，A为标准三角形的高（实物大小），在本实验中为100mm,R为被试匹配的三角形的咼（判断的大小，见附表1），S为完全没有常性时三角形的咼，各被试在不同条件下的KB值见表2：表2：各种观察条件和观察距离下的大小常性系数值（KB）被试3m不用筒6m9m用筒3m6m9m11.000.980.991.001.000.9921.151.131.171.121.131.1630.970.950.940.991.031.0440.880.870.870.680.550.4251.010.960.911.060.920.8661.000.960.931.040.900.8271.000.940.891.050.960.8681.021.001.050.940.90.9791.041.011.010.960.870.87100.880.90.850.990.820.67110.850.680.620.930.900.90120.970.950.91.070.910.63130.980.930.840.960.820.68141.010.870.760.90.690.46150.850.730.670.780.710.65161.041.081.091.161.101.07171.111.131.141.081.091.11180.930.880.801.010.870.77191.041.020.911.150.880.73201.031.021.080.620.470.28

各被试在不同条件下的Kt值见表3：表3：各种观察条件和观察距离下的大小常性系数值（0）被试3m不用筒6m9m3m用筒6m9m11.000.9911.001.001.0021.051.041.041.041.041.0430.990.980.981.001.011.0140.950.960.970.860.830.7851.000.990.981.020.980.9661.000.990.981.010.970.9571.000.980.971.020.990.9681.011.001.010.980.970.9991.011.001.000.990.960.96100.950.970.961.000.940.90110.940.880.880.970.970.97120.990.990.971.020.970.88130.990.980.960.990.940.9141.000.960.930.960.890.81150.940.910.90.910.90.89161.011.021.021.061.031.02171.041.041.031.031.031.03180.970.960.941.000.960.93191.011.000.981.050.960.92201.011.011.020.830.780.69对各被试的KB和Kt值求平均数，结果见表4：表4：被试在各种观察条件和观察距离下的大小常性系数值的平均数（标准差）观察距离3m6m9mKb不用筒0.987(0.078)0.950(0.113)0.921(0.146)用筒0.975(0.142)0.876(0.169)0.798(0.237)KT不用筒0.994(0.029)0.982(0.038)0.976(0.042)用筒0.987(0.059)0.954(0.065)0.930(0.089)分别根据KB和Kt来考察距离线索与大小恒常性的关系，结果见图1、图2：BT

—用筒—用筒…■…不用筒观察距离图1：距离线索对大小常b生的影响斗性常小大斗性常小大观察距离图2：距离线索对大小常性的影响根据表2的KB值，使用SPSS11.5做2x3重复测量方差分析，考察不同的观察条件和观察距离以及这两者的交互作用对大小恒常性的影响。结果发现，观察条件，即用筒和不同筒对于大小恒常性的影响没有达到显著性水平，F(1,19)=3.912,p〉0.5；而观察距离对大小恒常性的影响达到了显著性水平,F(1.075,20.419)=24.678,p〈0.001；观察条件与观察距离的交互作用对大小恒常性的影响也达到了显著性水平,(1.185,22.515)=9.454,p〈0.005。对观察距离的3个水平作两两事后检验，发现3个水平之间都存在显著性差异，结果见表4:表4：观察距离两两事后检验表(KB)6m9mMD=0.069MD=0.1223mp〈0.001p〈0.001MD=0.0546mp<0.005根据表3的Kt值，同样使用SPSS11.5做2x3重复测量方差分析。结果发现：观察条件对于大小恒常性的影响没有达到显著性水平，F(1,19)=3.205，p〉0.05；而观察距离对大小恒常性的影响显著，F(1.138,21.613)=27.351，p〈0.001；观察条件与观察距离的交互作用对大小恒常性的影响也达到了显著性水平，F(1.221,23.197)=9.522，p〈0.01。对观察距离的3个水平进行事后检验，发现3个水平之间的差异都达到了显著性水平，结果见表5：表5：观察距离两两事后检验表(0)6m9m3m6mMD=0.021p〈0.001MD=0.037p〈0.001MD=0.016p<0.005对自变量的两个因素，观察条件和观察距离分别作简单效应分析。结果发现：使用KB值时，在不用筒的观察条件下，3种观察距离的简单效应显著，F(2,38)=6.19,p〈.O1。在用筒的观察条件下，3种观察距离的简单效应也显著，F(2,38)=11.96,p〈.001。在观察距离为3m时，两种观察条件的简单效应显著，F(1,19)=10.86,p〈.005,在观察距离为6m时，两种观察条件的简单效应不显著，F(1,19)=1.90,p〉.1,在观察距离为9m时，两种观察条件的简单效应显著，F(1,19)=14.37,p〈.005。使用kt值对观察距离和观察条件进行简单效应分析。结果发现：在不用筒的观察条件下，3种观察距离的简单效应显著，F(2,38)=4.83,p〈.05。在用筒的观察条件下，3种观察距离的简单效应显著，F(2,38)=8.85,p〈.005。在观察距离为3m时，两种观察条件的简单效应显著，F(1,19)=7.11,p〈.05,在观察距离为6m时，两种观察条件的简单效应不显著，F(1,19)=0.60,p〉.1，在观察距离为9m时，两种观察条件的简单效应显著，F(1,19)=14.00,p〈.005。由此可见，使用KB值和Kt值所得结果相似。综合以上结果，本实验发现无论使用KB值还是Kt值，观察条件对大小恒常性的影响都不显著，而观察距离、观察条件与观察距离的交互作用都对大小恒常性有显著性的影响。通过考察简单效应发现，在用筒和不用筒观察时，3种观察距离对大小恒常性的影响的差别都达到了显著性水平，而对于不同的观察距离，只有当观察距离为6m时，两种观察条件对大小恒常性的影响的差别没有达到显著性水平，另外两种距离条件都达到了显著性水平。4.讨论从实验结果可以看出，本实验的结果与预期大致相符。从方差分析的结果可以看出，观察距离对大小恒常性的影响达到了显著性水平，这表明，大小恒常性受观察距离的影响显著，在不同的观察距离下，人们知觉同一物体的大小是不同的，虽然我们能够通过各种距离线索来判断物体的实际大小，但显然，不同的距离还是影响了我们判断的准确性。同时，事后分析表明，3种距离线索两两之间大小恒常性的差别都达到了显著性水平，这同样证实了大小恒常性对距离的远近十分敏感。另外，本实验发现观察条件对大小恒常性的影响不显著，这说明我们判断物体的大小受距离线索的影响不明显，这与我们的实验预期和前人的实验结果不符。实验者认为这可能是由于本实验用于减少距离线索所使用的纸筒不够精确统一所致。由于条件所限，本实验将报纸卷起来作为纸筒，被试通过这样的纸筒来观察标准刺激，在使用时可能没有十分注意，没有完全排除距离线索，且不同的组使用不同的纸筒，纸筒的大小没用统一，这样被试之间在用筒时的距离线索没用完全统一；此外，由于是教学实验，本实验分成不同小组同时进行，不同小组在不同的地点，可供参照的距离线索也不尽相同，这些原因都可能造成我们不能从实验结果中看到观察条件对大小恒常性的显著性影响。同时，本实验发现观察条件与观察距离的交互作用对大小恒常性有显著性的影响，说明在不同的观察距离时，不同的观察条件下的大小恒常性是有显著差异的，说明大小恒常性同时依赖于这两个因素。通过简单效应的分析，本实验发现，在两种观察条件下，3种观察距离的大小恒常性的简单效应都达到了显著性水平，这说明不管被试可得到的距离线索有多少，观察距离的远近显著的影响了被试的大小恒常性。同时，在3m和9m的观察距离下，两种观察条件的简单效应达到了显著性水平，这表明在观察距离为3m和9m时，不同的距离线索对被试的大小恒常性有显著性的影响，但在6m的观察距离下，则没有发现两种观察条件的简单效应。对于这个与实验预期不符的结果，实验者也没有找到合适的解释，可能还是由于该实验没有完全标准化，所用仪器不够精密，以及被试没有严格服从指导语的要求：只根据知觉到的大小来匹配变异刺激，而是受到了距离线索的干扰。虽然该实验在操作过程中不够科学严谨，，但实验的设计还是十分科学的。本实验采用2x3重复测量，对两个自变量都进行了实验顺序上的匹配。对于用筒和不用筒两种观察条件，我们采用了被试间匹配，即将被试随机分为两组，其中一组先用筒观察，后不用筒观察，另外一组与之相反，这样就平衡了观察条件的顺序效应。对于3种不同的观察距离，我们采用了被试内匹配，即采用ABCCBA平衡法，这样就抵消了观察距离的顺序效应。同时，本实验为了防止动作误差，让每个被试在每一距离匹配变异刺激时，都进行递增和递减两个系列。应该说，本实验设计考虑的还是比较全面的，只是由于对实验任务的理解偏差，而导致了不理想的实验结果。同时，本实验启示我们，一定要在以后的实验中严格按照实验设计和操作程序执行，严格控制混淆变量，并在确定被试已经清楚指导语的要求后才开始实验，以科学和严谨的态度对待每一次实验。参考文献杨博民•心理实验纲要.北京：北京大学出版社，1989年.214-216.PhilipE.Kubzansky,FredaRebelskyandLynnDorman.ADevelop-mentalStudyofSizeConstancyforTwo-versusThree