极限法测定几种频率的听觉阈限
摘 要 本实验通过测定几种频率的听觉阈限熟悉极限法的应用，了解纯音听觉阈限与不同频率的关系，
发现听觉阈限值随声音刺激频率的增大而减小。被试为华东师范大学本科二年级的10名学生。实验中采用交替地使用递增和递减系列，这样既能抵消习惯误差，又能抵消期待误差。通过分析实验结果发现听觉阈限与不同频率的声音刺激有关。
关键词： 极限法 听觉阈限 习惯误差 期待误差
1引言
感觉阈限，又称阈限，是传统心理物理学的核心概念。阈限可以分为两种：一为绝对阈限（简称RL ），指刚好能够引起心理感受的刺激大小；二为差别阈限（简称DL ），指刚好能引起差异感受的刺激变化量。
传统心理物理法有三种基本方法。作为心理物理学方法之一的极限法是一种测定阈限的直接方法，又称最小变化法、最小可觉刺激或差别法。其特点是刺激按“渐增”和“渐减”两个序列交替变化组成，且每次变化的数量是相等的。每一个序列的刺激强度包括足够大的范围，能够确定从一类反应到另一类反应的瞬间转换点或阈限的位置。因为极限法刺激的两个系列被试预先知道，他也知道每次都有一定强度的刺激出现，因此极限法便易产生两种误差：一种是在渐增序列中提前报告“有”和在渐减序列中提前报告“无”的期望误差；另一种是在渐减序列中坚持报告“有”和在渐增序列中坚持报告“无”的习惯误差。渐增序列和渐减序列相互交替出现，在确定阈限时，求各次结果均值的方法就是为了平衡这一系统误差（一般称作“常误”）。因为极限法的刺激系列反复出现，被试很快就会了解刺激范围，为了克服定势的影响，两个系列的起始点不要相同，要经常无规则的变化才行。为了检查被试是否有期望或习惯误差，渐增序列和渐减序列的操作顺序还要作适当的安排。因为在多次测量的过程中，往往会受练习或疲劳的影响而产生不一致的情况。要检查渐增序列和渐减序列所测结果是否有差别，就要使两者受练习或疲劳的影响程度相等，也就是使两者在测定顺序上机会均等（假设练习或疲劳的作用随测定次数增多而等速变化）。
声音响度与声波的振幅相对应，音高则是与声波的频率相对应的。但是这种对应关系并不是简单的直线性的。对不同频率的纯音进行听觉阈限的测定，可以揭示这种对应关系，而且也是一切与听觉有关的研究的基础工作之一。同时，这种工作对于通讯器材的设计、医用测听器的校准和聋症的诊断等有很大的裨益。
极限法是测定阈限的直接方法，能形象表明阈限这一概念。也就是说，在记录纸上可以直接看出这一类与那一类（感觉得到和感觉不到）反应的界限。极限法一般交替地使用递增和递减系列，这样既能抵消习惯误差，又能抵消期望误差。
2方法
2.1 被试 华东师范大学心理学系大二的10名学生 2.2 仪器 EP304A 听觉仪 2.3 程序
（1）被试面对仪器背面坐下，戴上耳机。主试打开仪器开关。按亮耳机插口对应的开关和左右耳输出开关。声音刺激的呈现是从弱到强（递增）或从强到弱（递减），被试分别报告听到声音和听不到声音。 （2）实验时主试使用200，400，1000，2000，4000，8000（Hz/s）六种频率作为刺激。可以先使用1000再顺序使用2000、400、4000、200和8000Hz 。每种频率都交替进行递增、递减各4个系列的测试（共8次）。每次增减（改变）的幅度都为5分贝。递减系列从远超于听觉阈限的声音强度开始逐渐衰减分贝，直到被试者听不见为止，记下这时的衰减分贝值。递增系列从远在阈限以下的声音强度开始逐渐增加分
贝，直到被试者刚刚听到声音为止，记下这时的衰减分贝值。不论是递增还是递减系列，主试必须随机改变每次测试的起始点。
为了避免被试疲劳，可组成主被试小组，每完成两种频率测试，主试与被试轮换一次。主试应事先准备好两个人的实验记录表格，分别记录实验数据。
3结果
收集10组被试数据，将它们按频率分类求平均数，绘制上表。
3.2根据3.1所制折线图
其中横坐标所示1,2,3,4,5,6
分别代表200,400,1000,2000,4000,8000 Hz六种频率。由图可看出，阈限随频率的增大而逐渐减小。
3.3递增和递减系列差异的显著性检验
递增和递减系列独立样本t 检验
顺序 递增系列 递减系列
均值 17.77 18.36
t -0.718 -0.718
df 478 477.692
P 0.473 0.473
F=0.358，P=0.55，所以方差具有齐性。P=0.473>0.05,所以可认为递增和递减系列无显著差异。可见ABBA 设计起到消除练习误差和疲劳误差的作用。
4讨论
4.1本实验为什么要随机改变相继系列的起始点？
因为极限法的刺激系列反复出现，被试很快就会了解刺激范围，为了克服定势的影响，两个系列的起始点要不同，要经常无规则地变化才行。
4.2本实验中，被试的练习和疲劳对实验有无影响？还有什么主客观因素影响了实验结果？ 4.2.1练习误差和疲劳误差
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。
与此相反，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。为了平衡练习和疲劳效应的影响，在实验中，采用抵消平衡设计（即ABBA 设计），这样，即使可以让练习或疲劳效应平均作用在递增或递减序列上。
4.2.2习惯误差和期待误差
在极限法实验中，由于刺激是按一定的顺序呈现的，被试在长序列中有继续给同一种判断的倾向，如在下降序列中继续说“有”或“是”，在上升序列中继续说“无”或“否”，这种被试习惯于前面几次刺激所引起的感觉叫作习惯误差。
由于习惯误差在递增法序列中，即使刺激强度早已超出阈限，被试仍报告感觉不到，这就会使测得阈值偏高。相反，在递减法序列中，即使刺激强度早已小于阈限，被试仍报告有感觉，这就会使测得的阈值偏低。
与习惯误差相反的是另一种误差叫期望误差。它表现为被试在长的序列中给予相反判断的倾向，期望转折点的尽快到来。用递增法测定时，阈值就会偏低；用递减法测定时，阈值就会偏高。
实验中，采用递增序列和递减序列在数量上保持一致的办法，来让习惯误差和期望误差尽可能相互抵消。 4.2.3其他因素
1）实验当天正是雨天，外面淅淅沥沥的雨声加上路上行人发出的声响对被试产生噪音，影响实验精度。条件允许的情况下，应选择安静环境做实验。
2）实验所选取的声音刺激为纯音，这在自然界中很少听到，使得被试在一开始无法辨别出这就是所给刺激，导致误差。改进方法为在实验开始前就将分贝调大，让被试事先感受声音刺激，有利于作出更精确的判断。
3）由于本实验耗时较长，被试容易产生焦躁的情绪，从而影响实验精度。需要主试给予被试适当休息，安抚好被试情绪。
4.3 极限法用于本实验听觉阈限的测定有什么缺点？如何改进？
极限法测定听觉阈限的理论假设是存在一个分界点, 此点之前是绝对听得到的, 此点之后是绝对听不到的, 并且这点至少在一定的时期内是固定不变的。这一假设本身就有欠妥之处。首先, 研究表明, 从听到→听不到不是绝对的突变, 而是存在一个过渡带的, 即它是一个渐变的过程。而在实验中要求被试在某一刻报告“听到”或“听不到”时, 被试可能是从这个过渡带上选取一个点来报告, 但是由于被试无法保证每次都选同一个点, 所以, 结果会随机地出现一系列的数字。其次, 在数据处理时, 只是简单地进行加减求平均数, 这本身就是一个缺陷。倘若把阈限定义为一个区间, 通过被试的报告, 根据统计学原理, 就可
以找到一定的置信区间, 用区间来对阈限进行描述, 其可靠性必然会有所提高。同时, 这样也可以消除被试报告中的抽样误差。
5结论
听觉阈限值随声音刺激频率的增大而减小。
6参考文献
杨治良. 实验心理学. 杭州：浙江教育出版社，1998:167-174
刘源. 对音乐速度差别感受阈限的研究. 重庆师范大学学报（自然科学版），2009，26（4）：127—130 郭秀艳. 实验心理学. 人民教育出版社2004：231—236
7附录
（10个被试的具体数据此处省略）
极限法测定几种频率的听觉阈限
摘 要 本实验通过测定几种频率的听觉阈限熟悉极限法的应用，了解纯音听觉阈限与不同频率的关系，
发现听觉阈限值随声音刺激频率的增大而减小。被试为华东师范大学本科二年级的10名学生。实验中采用交替地使用递增和递减系列，这样既能抵消习惯误差，又能抵消期待误差。通过分析实验结果发现听觉阈限与不同频率的声音刺激有关。
关键词： 极限法 听觉阈限 习惯误差 期待误差
1引言
感觉阈限，又称阈限，是传统心理物理学的核心概念。阈限可以分为两种：一为绝对阈限（简称RL ），指刚好能够引起心理感受的刺激大小；二为差别阈限（简称DL ），指刚好能引起差异感受的刺激变化量。
传统心理物理法有三种基本方法。作为心理物理学方法之一的极限法是一种测定阈限的直接方法，又称最小变化法、最小可觉刺激或差别法。其特点是刺激按“渐增”和“渐减”两个序列交替变化组成，且每次变化的数量是相等的。每一个序列的刺激强度包括足够大的范围，能够确定从一类反应到另一类反应的瞬间转换点或阈限的位置。因为极限法刺激的两个系列被试预先知道，他也知道每次都有一定强度的刺激出现，因此极限法便易产生两种误差：一种是在渐增序列中提前报告“有”和在渐减序列中提前报告“无”的期望误差；另一种是在渐减序列中坚持报告“有”和在渐增序列中坚持报告“无”的习惯误差。渐增序列和渐减序列相互交替出现，在确定阈限时，求各次结果均值的方法就是为了平衡这一系统误差（一般称作“常误”）。因为极限法的刺激系列反复出现，被试很快就会了解刺激范围，为了克服定势的影响，两个系列的起始点不要相同，要经常无规则的变化才行。为了检查被试是否有期望或习惯误差，渐增序列和渐减序列的操作顺序还要作适当的安排。因为在多次测量的过程中，往往会受练习或疲劳的影响而产生不一致的情况。要检查渐增序列和渐减序列所测结果是否有差别，就要使两者受练习或疲劳的影响程度相等，也就是使两者在测定顺序上机会均等（假设练习或疲劳的作用随测定次数增多而等速变化）。
声音响度与声波的振幅相对应，音高则是与声波的频率相对应的。但是这种对应关系并不是简单的直线性的。对不同频率的纯音进行听觉阈限的测定，可以揭示这种对应关系，而且也是一切与听觉有关的研究的基础工作之一。同时，这种工作对于通讯器材的设计、医用测听器的校准和聋症的诊断等有很大的裨益。
极限法是测定阈限的直接方法，能形象表明阈限这一概念。也就是说，在记录纸上可以直接看出这一类与那一类（感觉得到和感觉不到）反应的界限。极限法一般交替地使用递增和递减系列，这样既能抵消习惯误差，又能抵消期望误差。
2方法
2.1 被试 华东师范大学心理学系大二的10名学生 2.2 仪器 EP304A 听觉仪 2.3 程序
（1）被试面对仪器背面坐下，戴上耳机。主试打开仪器开关。按亮耳机插口对应的开关和左右耳输出开关。声音刺激的呈现是从弱到强（递增）或从强到弱（递减），被试分别报告听到声音和听不到声音。 （2）实验时主试使用200，400，1000，2000，4000，8000（Hz/s）六种频率作为刺激。可以先使用1000再顺序使用2000、400、4000、200和8000Hz 。每种频率都交替进行递增、递减各4个系列的测试（共8次）。每次增减（改变）的幅度都为5分贝。递减系列从远超于听觉阈限的声音强度开始逐渐衰减分贝，直到被试者听不见为止，记下这时的衰减分贝值。递增系列从远在阈限以下的声音强度开始逐渐增加分
贝，直到被试者刚刚听到声音为止，记下这时的衰减分贝值。不论是递增还是递减系列，主试必须随机改变每次测试的起始点。
为了避免被试疲劳，可组成主被试小组，每完成两种频率测试，主试与被试轮换一次。主试应事先准备好两个人的实验记录表格，分别记录实验数据。
3结果
收集10组被试数据，将它们按频率分类求平均数，绘制上表。
3.2根据3.1所制折线图
其中横坐标所示1,2,3,4,5,6
分别代表200,400,1000,2000,4000,8000 Hz六种频率。由图可看出，阈限随频率的增大而逐渐减小。
3.3递增和递减系列差异的显著性检验
递增和递减系列独立样本t 检验
顺序 递增系列 递减系列
均值 17.77 18.36
t -0.718 -0.718
df 478 477.692
P 0.473 0.473
F=0.358，P=0.55，所以方差具有齐性。P=0.473>0.05,所以可认为递增和递减系列无显著差异。可见ABBA 设计起到消除练习误差和疲劳误差的作用。
4讨论
4.1本实验为什么要随机改变相继系列的起始点？
因为极限法的刺激系列反复出现，被试很快就会了解刺激范围，为了克服定势的影响，两个系列的起始点要不同，要经常无规则地变化才行。
4.2本实验中，被试的练习和疲劳对实验有无影响？还有什么主客观因素影响了实验结果？ 4.2.1练习误差和疲劳误差
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。
与此相反，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。为了平衡练习和疲劳效应的影响，在实验中，采用抵消平衡设计（即ABBA 设计），这样，即使可以让练习或疲劳效应平均作用在递增或递减序列上。
4.2.2习惯误差和期待误差
在极限法实验中，由于刺激是按一定的顺序呈现的，被试在长序列中有继续给同一种判断的倾向，如在下降序列中继续说“有”或“是”，在上升序列中继续说“无”或“否”，这种被试习惯于前面几次刺激所引起的感觉叫作习惯误差。
由于习惯误差在递增法序列中，即使刺激强度早已超出阈限，被试仍报告感觉不到，这就会使测得阈值偏高。相反，在递减法序列中，即使刺激强度早已小于阈限，被试仍报告有感觉，这就会使测得的阈值偏低。
与习惯误差相反的是另一种误差叫期望误差。它表现为被试在长的序列中给予相反判断的倾向，期望转折点的尽快到来。用递增法测定时，阈值就会偏低；用递减法测定时，阈值就会偏高。
实验中，采用递增序列和递减序列在数量上保持一致的办法，来让习惯误差和期望误差尽可能相互抵消。 4.2.3其他因素
1）实验当天正是雨天，外面淅淅沥沥的雨声加上路上行人发出的声响对被试产生噪音，影响实验精度。条件允许的情况下，应选择安静环境做实验。
2）实验所选取的声音刺激为纯音，这在自然界中很少听到，使得被试在一开始无法辨别出这就是所给刺激，导致误差。改进方法为在实验开始前就将分贝调大，让被试事先感受声音刺激，有利于作出更精确的判断。
3）由于本实验耗时较长，被试容易产生焦躁的情绪，从而影响实验精度。需要主试给予被试适当休息，安抚好被试情绪。
4.3 极限法用于本实验听觉阈限的测定有什么缺点？如何改进？
极限法测定听觉阈限的理论假设是存在一个分界点, 此点之前是绝对听得到的, 此点之后是绝对听不到的, 并且这点至少在一定的时期内是固定不变的。这一假设本身就有欠妥之处。首先, 研究表明, 从听到→听不到不是绝对的突变, 而是存在一个过渡带的, 即它是一个渐变的过程。而在实验中要求被试在某一刻报告“听到”或“听不到”时, 被试可能是从这个过渡带上选取一个点来报告, 但是由于被试无法保证每次都选同一个点, 所以, 结果会随机地出现一系列的数字。其次, 在数据处理时, 只是简单地进行加减求平均数, 这本身就是一个缺陷。倘若把阈限定义为一个区间, 通过被试的报告, 根据统计学原理, 就可
以找到一定的置信区间, 用区间来对阈限进行描述, 其可靠性必然会有所提高。同时, 这样也可以消除被试报告中的抽样误差。
5结论
听觉阈限值随声音刺激频率的增大而减小。
6参考文献
杨治良. 实验心理学. 杭州：浙江教育出版社，1998:167-174
刘源. 对音乐速度差别感受阈限的研究. 重庆师范大学学报（自然科学版），2009，26（4）：127—130 郭秀艳. 实验心理学. 人民教育出版社2004：231—236
7附录
（10个被试的具体数据此处省略）