klasična psihofizikalna teorijapsy.ff.uni-lj.si/katedre/pm/gradiva/omp3-klasicna psihofizikalna...

Osnove merjenja v psihologiji 27.2.2011

1

Klasična psihofizikalna teorija

Univerza v Ljubljani, Filozofska fakulteta, Oddelek za psihologijo

Prvostopenjski študij psihologije, 4. semester

Predmet Osnove merjenja v psihologiji

Doc. dr. Anja Podlesek

Klasična teorija praga

Fi-gama hipoteza Reprezentativni prag 2

Klasična teorija praga

Razpršenost trenutnih pragov oz. strmina psihometrične krivulje 3

Metoda povprečne napake

metoda klasične psihofizike

(diskriminiranje dražljajev)

G. T. Fechner

Dražljajska situacija in naloga udeleženca

• Pri določanju ekvivalentnih dražljajev:

prilagajati variabilni dražljaj standardnemu, ki

ga določi eksperimentator, dokler se mu ne zdi enak

• Pri določanju absolutnega praga:

prilagoditi intenziteto variabilnega dražljaja tako, da je komaj (ne)zaznavna

• Različni možni načini prilagajanja

5

Rezultati

• Povprečna TSE

• Razpršenost trenutnih TSE

• Povprečni AL

• Razpršenost trenutnih AL

6


2

Prednosti in pomanjkljivosti

+ aktivnost motiviranost veliko podatkov v kratkem času (primerna za

spremljanje spremenljivega praga)

- uporabna samo, če udeleženec lahko sam in zvezno

spreminja vrednost dražljaja napake merjenj faktorski načrt

7

Napake merjenj

• konstantne (sistematične) napake manipulacija z dražljajem možnost motorične napake, nenatančnost mišične akcije (inercija) zaznavno vztrajanje časovne napake utrujenost, učenje hitrost prilagajanja nadzorovati oz. preveriti;

variirati smer prilagajanja,

primerjati različne dele meritev

• slučajne napake

ANOVA tabele in grafika

8

Primer: Merjenje reprezentacijskega premika

• Mentalne reprezentacije gibanja in sprememb niso statične. Potem, ko dejansko draženje poneha (gibajoči ali spreminjajoči se objekt izgine), reprezentacije še vztrajajo.

• Reprezentacijski moment (premik): Opazovalci si zadnje točke niza ne zapomnijo take, kot je bila. Zadnjo točko prestavijo v smeri gibanja ali spremembe.

9

Ena od razlag:

Reprezentacijski moment je posledica internaliziranih vidikov vedenja objektov v svetu (npr., gibajoči se objekti pridobijo moment in se ne morejo takoj ustaviti). Mnoge kognitivne aktivnosti (npr. zaznavanje, predstavljanje, mišljenje, sanjanje ...) naj bi sledile ponotranjenju nespremenljivih lastnosti sveta. Mentalne reprezentacije so dinamične in vključujejo časovni vidik draženja (Shepard, 1984).


10

• Mentalne reprezentacije gibanja sledijo fizikalnim zakonitostim (trenje, težnost, moment …).

• Njihov premik je odvisen od številnih dejavnikov: – hitrosti,

– pospeška,

– smeri gibanja,

– pričakovanj opazovalcev,

– dolžine premora med izginotjem tarče in ponovnim prikazom,

– konstantnosti oblike tarče, prototipičnosti lika, velikosti tarče


11

• Premiki reprezentacij gibanja v desno so večji kot premiki reprezentacij gibanja v levo (Hubbard, 1995).

• Velikost premika je večja pri pospešenih gibanjih likov kot pri upočasnjenih (Finke, Freyd in Shyi, 1986).


12


3

• NV1 – tip niza zvezen, nezvezen

• NV2 – pospešenost gibanja upočasnjeno, enakomerno, pospešeno gibanje

• NV3 – smer gibanja v levo, v desno

• učinek utrujenosti, učenja randomizirano zaporedje eksperimentalnih pogojev

• 2 x 3 x 2 faktorski načrt

• S trismerno ANOVO pregledamo, ali so podatki homogeni. Če niso, zaključimo, da imajo NV vpliv na reprezentacijski premik.


13

Analiza podatkov

TABELA z:

• aritmetičnimi sredinami

• standardnimi deviacijami

• za vsak pogoj (skupino)

• za posamezni faktor (povprečeno preko vseh variacij drugega faktorja)

A

B

1

2

1 2

M SD

M SD

M SD

M SD

M SD

M SD

M SD

M SD

M SD

14

Zvezno gibanje Nezvezno gibanje

Pospešenost niza v desno v levo v desno v levo Skupaj

upočasnjen niz

M 7,9 3,1 8,9 6,0 6,2

SD 8,8 5,1 9,2 8,1 8,3

enakomeren niz

M 11,0 6,0 10,7 6,7 8,6

SD 10,9 7,2 9,7 8,7 9,4

pospešen niz

M 14,9 9,0 12,0 7,3 10,8

SD 11,4 10,5 12,4 11,4 11,8

skupaj M 11,2 6,0 10,5 6,3 8,5

Tabela 1

Povprečni premiki reprezentacij gibanja v ravnini za skupino vseh

udeležencev (v zaslonskih pikah)

15

Analiza podatkov

GRAFIČNI PRIKAZ

Ali kaže na glavni učinek, interakcijo (ordinalno, disordinalno)?

interakcija učinek NV1 je na različnih nivojih NV2 različen

Pazimo na standarde APA!

16

0

2

4

6

8

10

12

14

upočasnjeno

gibanje

enakomerno

gibanje

pospešeno

gibanje

pre

mik

rep

reze

nta

cij

(pik

e)

zvezno

nezvezno

Slika 1. Interakcija tipa in pospešenosti gibanja. Slika prikazuje, za koliko

zaslonskih pik so opazovalci v povprečju premaknili variabilni dražljaj v smeri

gibanja dražljaja. Premike smo opazovali pri različnih načinih predhodnega

gibanja dražljaja v ravnini.

17

Tabela 2

Povzetek trismerne analize variance premikov reprezentacij gibanja v ravnini

Opombe: Prikazana je trismerna analiza variance s ponovljenimi meritvami vseh treh faktorjev pri 51 osebah. Faktor

Tip je imel dve variaciji, in sicer zvezno in nezvezno gibanje dražljaja. Faktor Pospešenost je imel tri variacije, in sicer upočasnjeno,

enakomerno in pospešeno gibanje dražljaja. Faktor Smer je imel dve variaciji, in sicer gibanje v levo in v desno. aKer je bila zahteva sferičnosti prekršena, je bil pri določanju ravni tveganja uporabljen Greenhouse-Geisserjev popravek. (Pri faktorju Pospešenost gibanja je Mauchlyjev W znašal ,701, 2 = 17,37, p = ,000. Pri interakciji Tip Pospešenost Smer je Mauchlyjev W znašal ,809, 2 = 10,41, p = ,005.)

Izvor variabilnosti SS df MS F p

Med osebami 30385,94 50 607,72 73,28 ,000

Znotraj oseb Tip 6,54 1 6,54 0,10 ,750

Napaka (Tip) 3172,33 50 63,45 Pospešenost 2158,32 1,54a 1401,29 33,75 ,000

Napaka (Pospešenost) 3197,13 77,01a 41,52 Smer 3403,55 1 3403,55 16,79 ,000

Napaka (Smer) 10133,47 50 202,67 Tip Pospešenost 382,32 2 191,16 7,23 ,001

Napaka (Tip Pospešenost) 2644,07 100 26,44 Tip Smer 37,38 1 37,38 1,23 ,273

Napaka (Tip Smer) 1523,86 50 30,48 Pospešenost Smer 27,22 2 13,61 0,57 ,570

Napaka (Pospešenost Smer) 2404,49 100 24,05 Tip Pospešenost Smer 0,29 1,68a 0,17 0,06 ,987

Napaka (Tip Pospešenost Smer) 2387,24 83,93a 28,44

18


4

Metoda mej

metoda klasične psihofizike

G. T. Fechner

Izvori metode

• Metoda komaj zaznavnih razlik- Sv izenačimo s Ss. Ga povečujemo ali pomanjšujemo v majhnih korakih, dokler oseba ne poroča o KZR.

• Metoda komaj nezaznavnih razlik - Sv se očitno razlikuje od Ss. Približujemo ga Ss, dokler oseba ne poroča o enakosti.

• DL leži med KZR in KNZR.

20

Metoda mej

Oseba ve, kako potekajo serije.

Oseba ve, kako se spreminja dražljajska intenziteta.

Večja konsistentnost sodb

Pozornost z bližanjem pragu narašča.

konstantne napake

naraščajoče in padajoče serije

vhodne in izhodne serije

21

Konstantne napake pri metodi mej

Napaka habituacije

Napaka pričakovanja

Napaka dražljaja

Vpliv učenja

Vpliv utrujenosti

višji prag pri vhodnih serijah

višji prag pri izhodnih serijah

višji prag v prvem delu

višji prag v drugem delu

22

Določanje absolutnega praga

Možni odgovori:

+ (da, imam občutek; dražljaj sem zaznal)

- (ne, nimam občutka; nisem zaznal dražljaja)

Ko oseba spremeni odgovor, se serija konča.

Trenutni pragi posameznih serij reprezentativni prag.

23

AL - povprečje trenutnih pragov

SD - nihanje trenutnih pragov

Homogenost meritev

V I

serije

del 1

2

Proučevanje konstantnih napak

Primer metode mej in določanja AL

24


5


25


26


27

prirast (px)

serija 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

trenutni prag

vhodna - - - - + 7

izhodna - + + + + + + + + + + + 9

vhodna - - - - + 7

izhodna - + + + + + + + + + + + + + 5

vhodna - - - - - - - + 13

izhodna - + + + + + + + + + + + + + 5

vhodna - - - - - - - - + 15

izhodna - + + + + + + + + + + + + 7

vhodna - - - - - - - - + 15

izhodna - + + + + + + + + + + + + 7

Tabela 1

Odgovori udeleženca pri različnih dražljajskih intenzitetah in trenutni pragovi v

eksperimentu z metodo mej


28

M SD

vhodna serija 11,4 4,10

izhodna serija 6,6 1,67

Tabela 2

Trenutni pragi v različnih serijah

M SD

1. del 8,2 3,03

2. del 9,8 4,82

Tabela 3

Trenutni pragi v različnih delih poskusa

Reprezentativni prag: AL = 9,0 SD = 3,89

napaka vztrajanja

ni izrazite utrujenosti

Določanje diferencialnega praga

29

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9

fizikalni kontinuum

odgovorni kontinuum

območje odgovora „manjši“

območje odgovora „enak“

območje odgovora „večji“

Lsp Lzg

interval negotovosti

TSE

DLsp DLzg

Različica z dvema odgovoroma: < > (prisilna izbira)


Primerjanje Sv s Ss < (Sv je manjši od Ss) = (je enak) > (je večji)

Zgornji prag (sprememba iz > v = ali obratno) Spodnji prag (sprememba iz < v = ali obratno) TSE = (Lzg + Lsp) / 2 DL = (Lzg - Lsp) / 2 Območje odgovorov = obsega dva DL.

Homogenost meritev Preučevanje konstantnih napak

30


6

Primer metode mej in določanja DL

• Maxwellova barvna vrtavka

31

serija

D() I V I V I V I V I V I V I V I V I V I V I V I V

216 + + + 212 + + + + 208 + + + + + + 204 + + + + + + + 200 + + + + + + + + + + + + 196 + + + + + + + + + + + + 192 + + + = + + + + + + + + + + + = 188 + = + = = + + + + = + + = = = = = +

184 = = + + = + = + = + = = = = + = = = + = = = =

180 = = = = = = - = = = = = = = = + = = - = = = = =

176 - - = = - = = = = - = - = = = - - = = - = =

172 - - = - - - - = - = = - = - - - =

168 - = - - - - - = - - = - =

164 - - - - - - - - - - - - 160 - - - - - - - - - - - - 156 - - - - - - - - 152 - - - - - - 148 - - - 144 - - -

Lzg 186 190 178 182 194 182 190 182 186 182 186 186 176 190 182 178 186 190 190 182 190 190 194 186

Lsp 178 178 174 166 178 174 182 174 174 174 178 170 178 174 166 170 178 178 182 166 174 178 178 166

Tabela 1

Odgovori preizkušanca pri različnih dražljajskih intenzitetah in smereh spreminjanja dražljajskih intenzitet

Lzg: M=185,8

SD=4,8 Lsp: M=174,9

SD=5,4 TSE: M=180,4

32 Opombe: D pomeni dražljajsko intenziteto (delež bele površine vrtavke v stopinjah), I izhodno serijo in V vhodno serijo. Znak +

pomeni, da je preizkušanec variabilni dražljaj ocenil kot večji, znak = kot enak in znak - kot manjši od standardnega dražljaja.

Na kaj moramo paziti?

• Začetek serije

• Predpostavka o tem, kaj sledi spremembi odgovora

• Konstantne napake in kaj pomenijo

• Majhni koraki

• Možnost adaptacije

• Napaka dražljaja prepletanje serij

33

Kaj predstavlja dobljeni prag?

• občutljivost udeleženca

• odgovorni kriterij udeleženca

34

Ko določamo, kakšne konstantne napake so se pojavljale pri presojanju dražljajskih intenzitet, moramo upoštevati možnost premika odgovornega kriterija v času.

Metoda konstantnih dražljajev

klasična psihofizikalna metoda

G. T. Fechner

Dražljajska situacija

• 4-9 dražljajev, f = 30-200

• Ekperimentator naključno (po prej pripravljenem nesistematičnem načrtu) predvaja dražljaje, vsakega z isto frekvenco.

• Opredelimo tranzicijsko cono, okrog nje izberemo dražljaje.

• Najmanjši dražljaj nikdar ne izzove občutka, največji vedno.

36


7

Naloga opazovalca

• AL - (nimam občutka) + (imam občutek) metoda konstantnih dražljajev

• DL < (Sv je manjši od Ss) = (Sv je enak Ss, dvomljiv, ne vem) > (Sv je večji od Ss) ali različica z dvema odgovoroma: < > metoda konstantnih razlik med dražljaji

37

Določanje absolutnega praga

• preštejemo odgovore DA pri vsaki dražljajski intenziteti

• AL = intenziteta dražljaja, ki v 50 % izzove odgovor DA

• če drži fi-gama hipoteza, deleže pri posameznih dražljajih lahko pretvorimo v z-vrednosti in uporabimo zahtevnejše postopke za določanje praga

38

Primer podatkov, zbranih v fosfenskem laboratoriju

S (A) 0 20 40 60 80 100 120

p+ ,02 ,05 ,20 ,42 ,72 ,93 ,99 z+ –2,05 –1,64 –0,84 –0,20 +0,58 +1,48 +2,33

39

Postopki določanja AL

• grafični proces

• linearna interpolacija

• normalni grafični proces

• normalna interpolacija

• aritmetična sredina nekumulirane distribucije

• sumacijski postopek

• metoda najmanjših kvadratov

• MNK z Muller-Urbanovimi ponderji

40

Grafični proces

normalni grafični proces

L: z = 0 SD: z = +1.0 in z = -1.0

L: p = 0.50 SD: p = 0.841 in p = 0.159

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0 20 40 60 80 100 120

dražljajska intenziteta (A)

p+

-3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

0 20 40 60 80 100 120

dražljajska intenziteta (A)

z+

(A) (B)

fi-gama hipoteza

41

Interpolacija

Linearna

ocena Q1 in Q3 Če N.D.: Me = M

simetričnost razpršitve

L = Me

μA3,65608042,072,0

42,050,060

AL

μA5,34204005,020,0

05,0159,020

S

μA5,918010072,093,0

72,0841,080

S

2

13 QQQ

spzg

spzg

sp

sp

50,0SS

pp

pSAL

42


8

Interpolacija

Normalna

• p transformiramo v z-vrednosti, prag = Sz=0

• SD pri z = +1.0 in z = -1.0

k

zz

zzSS

spzg

spS

sp

μA1,656080)20,0(58,0

)20,0(00,060

AL

μA0,36)2040()64,1(84,0

)64,1(00,1201

S

μA3,898010058,048,1

58,000,1802

S

43

S 0 20 40 60 80 100 120 140

razred (–20, 0) (0, 20) (20, 40) (40, 60) (60, 80) (80, 100) (100, 120) (120, 140) m –10 10 30 50 70 90 110 130 p ,02 ,03 ,15 ,22 ,30 ,21 ,06 ,01 p · m –0,2 0,3 4,5 11,0 21,0 18,9 6,6 1,3 (m – AL)

2 5387,6 2851,6 1115,6 179,6 43,6 707,6 2171,6 4435,6

p (m – AL)2 107,8 85,5 167,3 39,5 13,1 148,6 130,3 44,4

Spearmanova postopka

ARITMETIČNA SREDINA NEKUMULIRANE PORAZDELITVE

iimpM

i

2

i pMmSD

44

Spearmanova postopka

SUMACIJSKI POSTOPEK

pk

kSAL

200,1

ppcpk2

2σ

S 0 20 40 60 80 100 120

p+ ,02 ,05 ,20 ,42 ,72 ,93 ,99 cp+ 0,02 0,07 0,27 0,69 1,41 2,34 3,33

μA4,6333,3202

20140 AL

μA1,2733,333,313,8220σ 2 45

Metoda najmanjših kvadratov

bSaz

22

SSn

zSSznb

Sz bMMa

dražljaji

S (A) 0 20 40 60 80 100 120 420

z+ –2,05 –1,64 –0,84 –0,20 +0,58 +1,48 +2,33 –0,34 S

2 0 400 1600 3600 6400 10000 14400 36400

S · z 0 –32,8 –33,6 –12,0 46,4 148,0 279,6 395,6

037,0420364007

)34,0(4206,39572

b

037,0

μA27.2

037,0μA27,2

zS

Sz

μA27,260037,005,0

05,0

μA60

z

S

a

M

M

μA4,61037,0

)27,2(00,0

AL

μA4,34037,0

)27,2(00,1

S

μA4,88037,0

)27,2(00,1

S

46

Korekcija zaradi napake merjenja

0

0ikor

1 p

ppp

S (A) 0 20 40 60 80 100 120

p+ ,02 ,05 ,20 ,42 ,72 ,93 ,99 pkor ,00 ,03 ,18 ,41 ,71 ,93 ,99

18,002,000,1

02,020,0kor

p

47


• iz frekvence vseh treh vrst odgovorov pri vsaki intenziteti

• Lsp p(<) = 0.50 Lzg p(>) = 0.50

• DL = polovica intervala negotovosti

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9

fizikalni kontinuum

odgovorni kontinuum

območje odgovora „manjši“

območje odgovora „enak“

območje odgovora „večji“

Lsp Lzg

interval negotovosti

TSE

DLsp DLzg

48


9

Določanje diferencialnega praga S (°/s) 16 17 18 19 20 21 22 23 24

p< 1,00 ,90 ,54 ,32 ,12 ,04 ,02 ,00 ,00 p= ,00 ,08 ,42 ,66 ,80 ,68 ,48 ,02 ,00 p> ,00 ,02 ,04 ,02 ,08 ,28 ,50 ,98 1,00

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

16 17 18 19 20 21 22 23 24

hitrost gibanja Sv (°/s)

p

p<

p=

p>

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

16 17 18 19 20 21 22 23 24


pp<

p>

(A) (B)

S (°/s) 16 17 18 19 20 21 22 23 24

p< 1,00 ,94 ,75 ,65 ,52 ,38 ,26 ,01 ,00

p> ,00 ,06 ,25 ,35 ,48 ,62 ,74 ,99 1,00

49

hitrost variabilnega dražljaja (°/s)

16 17 18 19 20 21 22 23 24

krivulja odgovorov počasnejši

razred 1716 1817 1918 2019 2120 22 21 2322 2423 2524

m 16,5 17,5 18,5 19,5 20,5 21,5 22,5 23,5 24,5

p ,10 ,36 ,22 ,20 ,08 ,02 ,02 ,00 ,00

p · m 1,65 6,30 4,07 3,90 1,64 0,43 0,45 0,00 0,00

krivulja odgovorov hitrejši

razred 1516 1617 1718 1819 1920 2021 2122 2223 2324

m 15,5 16,5 17,5 18,5 19,5 20,5 21,5 22,5 23,5

p ,00 ,02 ,02 –,02 ,06 ,20 ,22 ,48 ,02

p · m 0,00 0,33 0,35 –0,37 1,17 4,10 4,73 10,80 0,47

Lsp = 18,44 º/s Lzg = 21,58 º/s TSE = 20,01 º/s DL = 1,57 º/s

hitrost variabilnega dražljaja (°/s)

16 17 18 19 20 21 22 23 24

krivulja odgovorov počasnejši

p< 1,00 ,90 ,54 ,32 ,12 ,04 ,02 ,00 ,00

cp< 2,94 1,94 1,04 0,50 0,18 0,06 0,02 0,00 0,00

krivulja odgovorov hitrejši

p> ,00 ,02 ,04 ,02 ,08 ,28 ,50 ,98 1,00

cp> 0,00 0,02 0,06 0,08 0,16 0,44 0,94 1,92 2,92

/sº58,2192,12

124

200,1zg

pkk

SL

/sº44,1894,12

116

200,1sp

pkk

SL

TSE = 20,01 º/s DL = 1,57 º/s

-3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

16 17 18 19 20 21 22 23 24


z

z<

z>

50

(1) Linearna interpolacija

- v bližini praga sta predvajana le dva dražljaja,

- distribucija ni normalna,

- najti želimo le točkovno pražno vrednost,

- pri 4 dražljajih, ko lahko ocenimo Me in Q,

- NE: če dražljaji ne dajo p na obeh straneh

0.50, če obstajajo inverzije 1. reda na

področju praga.

(2) Normalna interpolacija

- velja isto kot za (1)

- želimo interpolirati še točneje kot pri (1)

- ob N.D. in več kot petih dražljajih lahko

ekstrapoliramo

(3) Normalni grafični proces

- če potrebujemo večjo natančnost od (1) in (2)

- če točkam lahko prilagodimo premico

(4) Spearmanov postopek aritmetične sredine in

sumacijska metoda

- p = 0.0 in p = 1.0 ali zelo blizu,

- število dražljajev je večje od 5,

- za natančno intervalno oceno praga (L, SD, SEL)

(5) Postopek najmanjših kvadratov

- štiri ali več dražljajev,

- ne moremo uporabiti postopkov (4)

- rez. obetajo prileganje ogivi,

- porazdelitev je simetrična okrog praga

- želimo natančno mero razpršenosti

(intervalno oceno praga)

UPORABA POSTOPKOV DOLOČANJA PRAGA

51

Različice metode

• Metoda posamičnih dražljajev

• Spremenljiv standardni dražljaj

• Metoda reakcijskih časov

• Uporaba drugih funkcij za opis psihometrične krivulje

• Adaptivne metode

52

Težave pri uporabi MKD

• Časovno potratna

• Težnja k enakomerni uporabi različnih vrst odgovorov

• Liberalnost/konzervativnost udeleženca in širina intervala negotovosti

53

klasična psihofizikalna teorijapsy.ff.uni-lj.si/katedre/pm/gradiva/omp3-klasicna psihofizikalna...

Documents