Методические рекомендации по выполнению учебных заданий по теме

“Локализация точки на шкале”

Задание 1. Определение величины иллюзии Мюллера—Лайера методом минимальных изменений

Цель задания. Отработать метод минимальных изменений применительно к измерению разностного порога. Оценить величину иллюзии Мюллера—Лайера.

Методика

Аппаратура. Задание отрабатывается на IBM-совместимом персональном компьютере. Для предъявления сигнала “Внимание” используются головные телефоны, соединенные со звуковым синтезатором персонального компьютера. Для выполнения учебного задания используется компьютерная программа muler.exe.

Стимуляция. На экране дисплея предъявляются на одной горизонтальной линии две стрелы: стандартный стимул (S_st) — стрела с наконечниками наружу, имеет длину 11 см и предъявляется всегда слева; и переменный стимул (S_var) — стрела с наконечниками внутрь и предъявляется всегда справа. Ее длина может меняться в пределах от 17 до 10 см. Время экспозиции стрел — 1 с.

Процедура опыта. При отработке задания каждый студент выступает сначала в роли испытуемого, а затем обрабатывает собственные экспериментальные данные. Испытуемый сидит на расстоянии 1 м до экрана дисплея. Каждая проба начинается с появления звукового сигнала “Внимание”, затем через 500 мс экспонируются стандартный и переменный стимулы (1 с). Следующая проба начинается через 2 с, в течение которых испытуемый должен дать свой ответ, нажимая на одну из 3-х клавиш на клавиатуре компьютера. Задача испытуемого заключается в том, чтобы сравнить переменный стимул со стандартным, используя три категории ответов: “меньше”, “равно” и “больше”. Для ответа могут использоваться следующие клавиши: <1>, <2>,<3> (на цифровой клавиатуре) или клавиши управления движением курсора – <←>, <↓>, <→>.

Переменные стимулы предъявляются восходящими и нисходящими рядами, по 10 проб в каждом ряду. Всего 20 восходящих и 20 нисходящих рядов.

Обработка данных. После опыта студенту выдается компьютерная распечатка, в которой представлен полный протокол опыта, т.е. зафиксированы все ответы испытуемого на все стимулы (всего 400). Файл с полученными данными легко найти: его имя соответствует фамилии испытуемого, написанной латинскими буквами, а расширение — mul, например: ivanov.mul.

По данным протокола каждый студент должен вычислить следующие показатели:

1) нижний (L_lи L_l) и верхний (L_h и L_h) пороги в каждом ряду стимулов;

2) нижний (L_l) и верхний (L_h) пороги по опыту в целом (см. формулы (5) и (6)); оценить разброс полученных пороговых значений, рассчитав соответствующие значения стандартного отклонения — _l и _h;

3) IU и DL (формулы (7) и (8));

4) PSE (формула (9));

5) количественно оценить по данным опыта выраженность иллюзии, рассчитав CE (формула (10)).

Для выполнения необходимых статистических расчетов (среднее арифметическое и стандартное отклонение) следует воспользоваться статистическим пакетом “Stadia” (директория “Stadia”, командный файл — stadia.exe). После ввода полученных данных в электронную таблицу ( 40 значений L_l — в первую переменную и 40 значений L_h — во вторую) в меню статистических методов (F9) нужно выбрать самый первый пункт — “Описательная статистика” и указать номера анализируемых переменных: в нашем случае их две — 1, 2. После нажатия на клавишу <Enter> на экране распечатывается множество статистических показателей, в том числе — среднее арифметическое и стандартное отклонение для каждой переменной.

В качестве дополнительного задания по работе с данными можно рекомендовать построение графиков изменения пороговых значений в течение опыта, на которых в наглядной форме легко проанализировать возможные тенденции изменения верхнего и нижнего порогов, например: этап врабатывания, период стабилизации ответов и другие феномены динамики выполнения этой сенсорной задачи. Для этого, вернувшись в электронную таблицу (блок редактора данных), нужно нажать на клавишу F6 и перейти к построению нужного графика. В качестве типа графика выберите функциональный, далее укажите число графиков — 2 (один для L_l, другой для — L_h) и номера соответствующих им переменных (1 для первого графика и 2 — для второго); графики лучше нарисовать линиями, а разметку осей координат можно не делать.

Задание 2. Измерение порога частоты слияния мельканий методом установки

Цель задания. Отработать метод установки применительно к измерению абсолютного порога. Оценить величину критической частоты слияния мельканий.

Методика

Аппаратура. Задание выполняется на IBM-совместимом персональном компьютере, с параллельным портом которого соединен красный светодиод. Для выполнения учебного задания используется компьютерная программа kcm.exe.

Стимуляция. Светодиод расположен на расстоянии 1м от испытуемого. Мелькающий свет задается с помощью подачи на него коротких электрических импульсов длительностью 2 мс. Частота управляющих импульсов может изменяться испытуемым в диапазоне от 1 до 100 Гц с дискретностью 0.1 Гц.

Процедура опыта. При отработке задания каждый студент выступает сначала в роли испытуемого, а затем обрабатывает собственные экспериментальные данные. Испытуемый сидит на расстоянии 1 м до экрана дисплея. Задача испытуемого заключается в том, чтобы, регулируя частоту мелькания светодиода, установить пороговую (минимальную) величину частоты мелькания, при которой впервые появляется ощущение непрерывного свечения светодиода, т.е. отсутствие мельканий. Регулировка частоты мельканий осуществляется с помощью клавиш управления курсором на клавиатуре персонального компьютера: клавиша <¬> служит для уменьшения частоты, а клавиша <®> — для ее увеличения. В инструкции отмечают, что испытуемый может свободно регулировать частоту, переходя через пороговое значение и снова возвращаясь назад.

Опыт состоит из 2-х серий — тренировочной и основной. В тренировочной серии испытуемому даются две попытки для установки порогового значения: начать из явно надпорогового диапазона стимулов (5 Гц), а затем — из явно подпорогового (60 Гц). При нахождении порога нужно нажать на клавишу “пробел”. В основной серии испытуемый осуществляет 20 установок: по 10 из надпорогового и подпорогового диапазонов. В каждой следующей пробе частота начального стимула меняется в случайном порядке.

Обработка данных. После опыта студенту выдается компьютерная распечатка, в которой представлен протокол опыта, где зафиксированы результаты всех 20 установок. При желании можно найти и файл данных: его имя соответствует фамилии испытуемого, а расширение — kcm.

По данным протокола каждый студент должен вычислить следующие показатели:

1) пороговую частоту слияния мельканий — RL, усреднив результаты всех 20 установок;

2) разброс пороговых значений, рассчитав стандартное отклонение — ;

3) статистическую ошибку, допущенную при вычислении RL (формула (4)).

Необходимые статистические вычисления производятся с помощью статистической системы “Stadia” в меню “Описательная статистика” (см. задание 1.).

Задание 3. Измерение порога различения дли­тель­ности тональных сигналов методом постоянных раздра­жителей. Исследование влияния несенсорных факторов на пороговые меры

Цель задания. 1. Практическая отработка метода на примере определения дифференциального порога при различных инструкциях испытуемому. 2. Освоение процедуры вычислений различных пороговых мер, получаемых в этом методе (интервал неопределенности, точка субъективного равенства, константная ошибка). 3. Сравнение зависимости различных пороговых мер от несенсорных факторов.

Методика

Аппаратура. Задание отрабатывается на IBM-совместимом персональном компьютере. Для предъявления звуковых сигналов (тона частотой 1000 Гц) используются головные телефоны, соединенные со звуковым синтезатором персонального компьютера. Длительность стандартного стимула — 900 мс, длительность пяти переменных (сравниваемых) стимулов — 600, 750, 900, 1050 и 1200 мс.

Для выполнения учебного задания используется компьютерная программа mc.exe.

Процедура опыта. При отработке задания каждый студент выступает сначала в роли испытуемого, а затем обрабатывает собственные экспериментальные данные. Опыт состоит из одной тренировочной и трех основных серий. Испытуемому последовательно предъявляются два звуковых стимула, его задача — сравнить их по длительности. Место стандартного и сравниваемого стимулов в паре изменяется в квази-случайном порядке. Длительность сравниваемого стимула также меняется в квази-случайном порядке. Межстимульный интервал — 500 мс. Во время звучания каждого из стимулов на экране монитора последовательно появляются номера стимулов в паре (1 — 2, 1 — 2 и т.д. ), что позволяет испытуемому определить, в какой момент времени нужно давать ответ. Если испытуемый не дал ответ в прошедшей пробе, то предъявление пары стимулов повторяется. Межпробный интервал, в течение которого испытуемому требуется дать ответ, используя трехкатегориальную систему ответов (“первый больше”, “равны” и “первый меньше”), равен 2 с. Для ответа используются цифровые клавиши — <1>, <2>, <3> .

Три основные серии отличаются друг от друга различными инструкциями испытуемому, что приводит к изменению его стратегии при выборе ответа. В значительной степени данный эксперимент повторяет известное исследование С. Фернбергера (цит. по: Бардин, 1976), в котором было четко показано, что при использовании в методе констант трехкатегорийной системы ответов значение дифференциального порога существенно зависит от сугубо несенсорных факторов.

Инструкция к первой серии — нейтральная: испытуемый должен давать ответы согласно своим впечатлениям. Инструкция ко второй серии рассчитана на минимизацию ответов в промежуточной категории (“равно”): испытуемый должен пользоваться этой категорией в тех редких случаях, когда, несмотря на все усилия, он не способен различить сигналы по длительности. Инструкция к третьей серии рассчитана на максимизацию ответов “равно”: к этой категории необходимо относить все ощущения равенства или сомнения в сравнении стандарта и переменного стимулов; причем ответы “больше” и “меньше” нужно давать лишь при большой уверенности в разнице стимулов.

В каждой из этих серий испытуемым предъявляется 150 проб (по 30 предъявлений каждого переменного стимула). После каждой серии делается 2—3-минутный перерыв.

Обработка результатов. После окончания опыта испытуемый получает компьютерную распечатку, где для каждой серии приводятся частоты ответов “больше ”, “равно” и “меньше” для каждого из пяти переменных стимулов.

По каждой серии обработка результатов осуществляется следующим образом:

1. Строятся два графика с психометрическими кривыми в линейных координатах. На первом графике строятся психометрические кривые для 3-х категорий ответов (см. рис. 7—9). На втором — для 2-категориального варианта, при этом нейтральные ответы делятся поровну между пропорцией ответов “больше” и “меньше” (достаточно построить только одну кривую — для ответов “больше”).

2. Для расчета всех пороговых показателей (IU, DL, PSE, CE) используется графический метод, основанный на способе линейной интерполяции.

3. Затем, используя 2-категориальный вариант расчетов, строятся психометрические функции в нормальных координатах для ответов “больше”.

С помощью метода наименьших квадратов по пяти экспериментальным точкам проводится наилучшая прямая, проходящая через эти точки. Для этого целесообразно воспользоваться статистическим пакетом “Stadia”. В редакторе данных длительности переменного стимула заносятся в первую переменную (это будут значения X ), а z-оценки — во вторую (это будут значения Y). Затем переходят в меню статистических процедур (F9) и выбирают опцию “Простая регрессия (тренд)”. Войдя в нее, нужно указать номера переменных (1,2), а затем указать тип функции для построения регрессии — линейная. После этого программа построит для вас математическую модель ваших данных, представляя их в виде уравнения прямой: Y = a₀ + a₁X. Получив коэффициенты a₀ и a₁, можно без труда построить на графике аппроксимирующую прямую. Статистическая оценка адекватности сделанной линейной аппроксимации приводится внизу экрана результатов анализа. Не выходя из программы, можно легко вычислить и все необходимые показатели: PSE, S_s+ и S_s- . Это означает, что по уравнению регрессионной прямой нужно найти 3 неизвестных X по трем известным Y: z=0, z=+1 и z=-1. Для проведения расчетов нужно снова вернуться в меню статистических методов и, выбрав ту же опцию (“Линейная регрессия”), указать другой порядок переменных — 2,1. Это будет означать , что в качестве X мы выбираем z-оценки, а в качестве Y — длительность стимула. После расчета нового регрессионного уравнения нужно последовательно ввести три указанные выше величины z, и считать результат вычисления PSE, S_s+ и S_s-.

Далее вычисляются все необходимые пороговые показатели: IU, DL и CE.

4. Результаты обработки по каждой серии сводятся в итоговую таблицу.

Таким образом в этой таблице в компактном виде должны быть представлены все полученные пороговые показатели в зависимости от инструкции (“жесткая”, “нейтральная” и “либеральная”) и метода обработки (3-х категориальный, 2-х категориальный и интерполяция в нормальных координатах).

Если проводится обработка групповых результатов (см. выше), то данные, полученные по трем группам испытуемых, усредняются и также сводятся в одну общую таблицу.

Обсуждение результатов. В ходе анализа полученных результатов следует оценить влияние такого мощного несенсорного фактора как инструкция на различные пороговые показатели, а также посмотреть, зависят ли рассчитанные показатели от метода обработки результатов.

В выводах нужно оценить возможности и ограничения метода констант применительно к задаче оценки сенсорной чувствительности.