§2. Метод средней ошибки

В отечественной литературе этот метод известен также под названием метод воспроизведения, метод подгонки, метод подравнивания и метод установки. Этот метод отличается от других пороговых методов двумя процедурными особенностями — испытуемый сам регулирует величину изменяемого параметра стимула; стимул может принимать любое значение в заданном диапазоне, т. е. его изменения непрерывны. Фехнером этот метод предназначался для измерения дифференциальной чувствительности. Позднее он стал использоваться для измерения абсолютной чувствительности, хотя, по мнению Фехнера, метод средней ошибки (МСО) не позволяет прямо измерить порог; он дает меру, пропорциональную чувствительности. Вместе с тем это единственный метод, в котором субъективный эквивалент эталона определяется непосредственно в процедуре измерения. Второй отличительной особенностью этого метода является наиболее естественная для испытуемого процедура определения равного эталону стимула путем собственноручного подравнивания. Благодаря этим свойствам МСО довольно часто применяется в исследованиях восприятия. Именно этот случай применения метода средней ошибки стал хрестоматийным (Гилфорд, 1954; Вудвортс и Шлосберг, 1971).

1. Применение метода средней ошибки для измерения дифференциального порога.

Процедура. При измерении дифференциальной чувствительности испытуемому предъявляются одновременно два стимула, эталон — S_st и переменный S_var, величину которого может изменять испытуемый. Аппаратура должна позволять плавную регулировку изменяемого параметра переменного стимула. Задача испытуемого состоит в подравнивании переменного стимула к эталону. Испытуемому дается установка на точность, а не на быстроту воспроизведения эталона. Никаких ограничений на свободу движений при регулировке стимула в процессе подравнивания не вводится. Подравнивание должно начинаться то от большего, чем эталон, значения, то от меньшего. Чтобы исключить для испытуемого возможность осуществлять подравнивание на основе одного только кинестезического впечатления, необходимо в обоих случаях менять начальные точки. Обычно бывает достаточно выбрать три заметно различающиеся начальные значения переменного стимула, большие и меньшие, чем эталон, и чередовать их, применяя в течение опыта равное число раз. В силу наличия в протетических континуумах (Стивенc, 1960)* пространственной ошибки, в опыте должно быть сделано равное число проб с положением эталона слева и справа от переменного стимула или сверху—снизу от него.

* Этот термин введен Стивенсом для обозначения такого континуума стимулов, для которого количественные изменения стимула вызывают количественные изменения соответствующих ощущений; например: интенсивность звука и громкость.

Обработка данных. Для качественного анализа результатов опыта полезно построить гистограмму распределения подравниваний, что несложно сделать на компьютере с помощью практически любого статистического пакета. Кроме того целесообразно построить график распределения результатов подравниваний во времени. Наглядное представление результатов опыта в графической форме несомненно поможет глубже и содержательнее проанализировать не только различные стратегии решения испытуемым сенсорной задачи, но и наглядно оценить динамику его работы.

В качестве статистических мер, необходимых для оценки пороговых показателей, в МСО принято характеризовать полученное распределение чаще всего средним арифметическим (см. формулу (2) в предыдущем параграфе) и реже — медианой. В качестве мер разброса используются стандартное отклонение (см. формулу (3) в предыдущем параграфе) и реже — полумежквартальный размах. Очень редко в настоящее время используется такая мера изменчивости полученных данных, как среднее отклонение или средняя ошибка:

где x_i — одно из значений в ряду подравниваний; М — среднее арифметическое подравниваний; n — количество подравниваний.

Меры чувствительности, используемые в МСО. В литературе можно найти разноречивые рекомендации в отношении мер чувствительности, которыми следует пользоваться в пороговых измерениях с помощью МСО. В результате экспериментов по подравниванию исследователь получает распределение установок испытуемого, которое характеризуется локализацией на стимульной оси и отмеченными выше показателями изменчивости. По мнению автора МСО Фехнера, при измерении этим методом исследователь получает не прямую оценку порога, а только пропорциональную ей величину, коей является один из показателей разброса — средняя ошибка. Логическим основанием для этого могло служить соображение о том, что в соответствии с инструкцией (подравнять переменный стимул к эталону) центр распределения подравниваний должен характеризовать субъективный эквивалент эталона. По смыслу введенных выше понятий он является точкой субъективного равенства. (PSE). Вместе с тем, чем более размыт, расплывчат субъективный эквивалент эталонного стимула, чем меньше испытуемый может отличить его от соседних значений, тем ниже чувствительность. По-видимому, Фехнер придавал именно такой психофизический смысл этому показателю разброса и поэтому описанный им метод был назван методом средней ошибки. Однако в целом ряде исследований были получены разные типы локализации распределения подравниваний на стимульной оси — смещенное и несмещенное относительно положения эталона. В связи с этим ряд исследователей (Челпанов, 1925; Осгуд, 1954; Торгерсон, 1958; Вудвортс и Шлосберг, 1965; Бардин, 1976) предлагают использовать в качестве меры чувствительности также и величину отстояния субъективного эквивалента эталона (центра распределения подравниваний) от эталона. Обосновывается это предложение тем, что чем ниже чувствительность испытуемого, тем более далекие стимулы он принимает равными эталону, поэтому эти два разные показателя как бы характеризуют чувствительность с разных сторон, и потому оба имеют право на существование. Вместе с тем никто из этих авторов не обращает внимания на то обстоятельство, что по смыслу введенных выше определений предлагаемая ими мера оценки чувствительности как разность значений точки субъективного равенства и эталона является константной ошибкой: СЕ = PSE - S_st.

Экспериментальными исследованиями показано, что константная ошибка определяется главным образом систематическими ошибками измерения, такими как пространственные и временные ошибки*.

* Пространственная ошибка связана с различным расположением в пространстве эталонного и переменного стимулов; например, эталон может переоцениваться или недооцениваться в зависимости от того, где расположен переменный стимул — снизу или сверху от него. Временные ошибки обусловлены порядком предъявления в паре эталонного и переменного стимулов; например, если эталон предъявляется первым, то он может переоцениваться.

Цель измерения и выбор адекватной инструкции для испытуемого. Причиной получения разных типов локализации распределения подравниваний на стимульной оси является то, что классический вариант инструкции " подравнять переменный стимул к эталону" дает испытуемому большую свободу в ее трактовке, поскольку в переходной зоне от значений стимула меньших, чем эталон, до значений больших, чем эталон, существует целый ряд стимулов, кажущихся равными эталону — интервал неопределенности (IU), а инструкция не уточняет, какую именно точку в этом ряду должен искать испытуемый. Экспериментальные исследования последних лет (Михалевская, Скотникова, 1978) позволили дать обоснованную интерпретацию психофизического смысла статистических показателей, получаемых в методе средней ошибки, и показали, что при определенных модификациях инструкции метод средней ошибки позволяет обоснованно и точно определить все основные психофизические показатели, а именно, интервал неопределенности, точку субъективного равенства и дифференциальный порог. Оказалось, что психофизический смысл среднего значения подравниваний определяется тем, какую сенсорную задачу решает испытуемый, т. е. тем, какая инструкция или самоинструкция им принята. Для измерения границ интервала неопределенности, и, следовательно, разностного порога как половины интервала неопределенности, испытуемому должно быть указано на поиск точки первого равенства переменного стимула и эталона. В таком эксперименте, где подравнивание начинается от стимулов, заметно больших и заметно меньших, чем эталон, результаты подравнивания представляют собой бимодальное (двугорбое) распределение (рис. 4).

Если отдельно обработать данные, полученные в пробах, где исходные значения переменного стимула были заметно меньше и где они были заметно больше, чем эталон, то центры этих распределений (их средние арифметические) будут характеризовать нижнюю и верхнюю границы интервала неопределенности. Следовательно, при такой организации процедуры МСО становится возможным получить оценку дифференциального порога, т. е. снимается то ограничение этого метода, которое имел в виду Фехнер.

Если исследователя интересует локализация субъективного эквивалента эталона, т. е. точка субъективного равенства, то испытуемый должен подравнивать к центру зоны неразличения (равенства) переменного стимула и эталона. Экспериментально доказано, что среднее распределения подравниваний, полученного в результате выполнения испытуемым такой инструкции, локализуется в центре интервала неопределенности и совпадает с точкой субъективного равенства.

Величина другого показателя метода средней ошибки — стандартного отклонения подравниваний — зависит преимущественно от сенсорной способности и характера двигательных действий испытуемого по подравниванию. Стандартное отклонение (σ ) является индивидуально устойчивой характеристикой испытуемого в метатетических континуумах стимулов (Стивенc, 1960)* и не зависит от локализации среднего подравниваний в зоне перехода от различения к неразличению. Поэтому при условии обучения испытуемых определенным оптимальным двигательным действиям по подравниванию стандартное отклонение, хотя и является мерой исполнения (т. е. зависит не только от чувствительности сенсорной системы, но и от особенностей процесса принятия испытуемым решения, включенного в этот эксперимент), может служить хорошей операциональной оценкой дифференциальной чувствительности к метатетической стимуляции.

* В метатетическом континууме количественные изменения стимулов вызывают качественные изменения ощущений, например: длина волны светового стимула и цветовой тон.

2. Применение метода средней ошибки для измерения абсолютной чувствительности.

В этом случае испытуемый регулирует величину стимула, первоначально вызвавшего отчетливое ощущение, до тех пор, пока не установит такое его значение, при котором он впервые утрачивает ощущение воздействия стимула. Если установка начинается с явно неощущаемой величины стимула, то испытуемый должен найти такое его значение, при котором ощущение впервые появляется. Обычно рекомендуется для оценки абсолютного порога использовать такие меры центральной тенденции, как медиана и среднее. Меры изменчивости (межквартильный размах и стандартное отклонение) в данном случае характеризуют только вариативность установок. В случае получения бимодального распределения за оценку абсолютного порога следует брать середину расстояния между двумя экстремумами аналогично определению точки субъективного равенства в задаче измерения разностного порога.

3. Общая оценка и область применения метода средней ошибки.

Является общепризнанным, что метод средней ошибки дает наиболее низкие значения порога по сравнению с другими методами. Это объясняется, по-видимому активной сенсомоторной деятельностью субъекта, т. е. возможностью регулировки самим испытуемым стимуляции и связанным с этим привлечением других источников информации (кинестезии) для решения стоящей перед ним задачи, а также большим, как правило, временем действия стимула, а, следовательно, возможностью более полного извлечения информации из стимуляции.

Процедура подравнивания очень естественна и легко принимается всеми испытуемыми — взрослыми и детьми. Это расширяет область ее применения по сравнению с другими методами. Метод подравнивания оказывается незаменим при оценке чувствительности во всех случаях, когда сенсорная чувствительность оператора является средством (орудием), используемым оператором при решении профессиональных задач в процессе трудовой деятельности, как, например, у фотометриста, определяющего плотность вещества путем подгонки к эталону, или токаря, обтачивающего деталь с точностью до микрона.

Наиболее адекватно применение МСО в тех случаях, когда требуется оценка точки субъективного равенства. Именно этим объясняется довольно широкое применение метода в шкалирующих процедурах.

Существенно ограничивает область применения метода средней ошибки необходимость обеспечения плавной регулировки стимуляции, что, в свою очередь, может быть достаточно сложной технической проблемой.