Vorraussetzung der klassischen Schwellentheorie nach Fechner ist die Annahme eines physikalischen Reizkontinuums, eines internen Reaktionskontinuums und eines Beurteilungskontinuums. Die zu bestimmende Schwelle ist ein fester Punkt innerhalb des internen Reaktionskontinuums dessen Überschreitung zu einer Wahrnehmung des Reizes führt. Eine weitere Annahme ist, dass Reizintensitäten unterhalb dieser Schwelle zu keiner bewussten Wahrnehmung führen können. [Saborowski 2001]
Unter der Voraussetzung, dass alle Faktoren während der Messung konstant gehalten werden, kann nach der klassischen Schwellentheorie eine scharf abgegrenzte Reizintensität ermittelt werden, welche die absolute Schwelle darstellt (siehe Abb. 1(a)). Sämtliche Faktoren während der Messung konstant zu halten ist in der Realität nicht zu erreichen und somit führen individuelle Variationen der Versuchspersonen (z. B. Änderung der Aufmerksamkeit) zu leichten Veränderungen der psychometrischen Funktion (siehe Abb. 1(b)) und zur veränderten Bestimmung der absoluten Schwelle, gegebenenfalls durch Interpolation. Zu den Messmethoden der klassischen Schwellentheorie gehören u.a. die Herstellungsmethode, die Grenzwertmethode und die Konstanzmethode (zur näheren Erläuterung siehe Abschnitt 2.1.1 bis 2.1.3), die gegen die 50% Detektionswahrscheinlichkeitsschwelle konvergieren.
Die klassischen Messmethoden können nicht zwischen den individuellen Urteilstendenzen (konservativ oder liberal) und den Detektions- und Diskriminationsleistungen der Versuchsperson trennen, haben jedoch auf Grund ihrer breiten Anwendbarkeit, auch für komplexe Reize, einen hohen Stellenwert bezüglich der Schwellenbestimmung in der Psychophysik. [Goldstein 2002]
Inhaltsverzeichnis
1 Grundlagen der Psychometrie
1.1 Klassische Schwellentheorie
1.2 Signalentdeckungstheorie
2 Psychophysikalische Messmethoden
2.1 Messmethoden der klassischen Schwellentheorie
2.1.1 Herstellungsmethode - method of adjustment
2.1.2 Grenzwertmethode - method of limits
2.1.3 Konstanzmethode - method of constant stimuli
2.2 Adaptive Methoden
2.2.1 Up-Down Methode
2.2.2 Transformierte Up-Down Methoden - UDTR
2.2.3 Block-Up-Down Temporal Interval Forced-Choice - BUDTIF Methode
2.2.4 Bekesy’s Tracking Methode - method of tracking
2.2.5 Audioscan
2.2.6 Parameter Estimation by Sequential Testing - PEST
2.3 Messmethoden mit binärem Trialcharakter
2.3.1 Alternative-Forced-Choice Methode-AFC
2.3.2 Ja-Nein-Experiment
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit vermittelt einen wissenschaftlichen Überblick über die Methoden der Schwellenbestimmung in der Psychometrie. Dabei wird untersucht, wie sensorische Wahrnehmungsschwellen unter Berücksichtigung individueller Urteilstendenzen und verschiedener experimenteller Versuchsaufbauten präzise gemessen werden können.
- Theoretische Grundlagen der klassischen Schwellentheorie und Signalentdeckungstheorie
- Klassische psychophysikalische Messverfahren wie Herstellung-, Grenz- und Konstanzmethode
- Adaptive Messprozeduren zur effizienten Schwellenbestimmung (z.B. Up-Down, PEST, Bekesy)
- Spezialisierte Verfahren wie Audioscan zur Detektion von Hörschädigungen
- Binäre Experimentdesigns wie AFC-Methoden und Ja-Nein-Versuche
Auszug aus dem Buch
2.1.1 Herstellungsmethode - method of adjustment
Bei dieser Messmethode kontrolliert die Versuchsperson den Stimulus selbst und hat die Aufgabe den vorgegebenen Stimulus so einzustellen (z. B. mittels eines Potis auf einer kontinuierlichen Skala), dass er eine bestimmte Empfindung hervorruft. Typische akustische Messungen nach diesem Verfahren sind Pegel- und Frequenzeinstellungen eines Stimulus, so dass dieser von der Versuchsperson „gerade eben hörbar“ ist oder bis er die gleiche wahrgenommene Tonhöhe hervorruft wie ein Referenzstimulus. Der mehrfach wiederholte Vorgang des Einstellens auf den gesuchten Wert des Reizes wird auch als Einpendeln bezeichnet. Die Berechnung des arithmetischen Mittelwertes aller Einstellungen, wobei vorausgesetzt wird, dass sich die einzelnen Werte der Durchgänge normalverteilen, dient zur Schwellenbestimmung. Um Habituations- und Erwartungseffekte der Versuchperson zu verringern, sollte während der Messwiederholungen die Ausgangsintensität des Stimulus durch den Versuchsleiter verändert werden [Zwisler, Rainer 1998].
Die ursprüngliche Bezeichnung Fechners für dieses Verfahren war „Methode des mittleren Fehlers“, denn er berechnete zusätzlich die durchschnittliche Abweichung der einzelnen Werte zum Mittelwert, um ein Maß für die Genauigkeit der Schwelle zu erhalten. [Hellbrück 1993]
Zusammenfassung der Kapitel
1 Grundlagen der Psychometrie: Einführung in die theoretischen Modelle, insbesondere die klassische Schwellentheorie und die Signalentdeckungstheorie zur Analyse von Detektions- und Diskriminationsexperimenten.
2 Psychophysikalische Messmethoden: Umfassende Darstellung verschiedener Messverfahren, unterteilt in klassische, adaptive und binäre Methoden, inklusive ihrer mathematischen Herleitung und Anwendungsbereiche.
Schlüsselwörter
Psychometrie, Schwellenbestimmung, Signalentdeckungstheorie, Psychophysik, Herstellungsmethode, Grenzwertmethode, Konstanzmethode, Adaptive Methoden, Up-Down Methode, BUDTIF, Bekesy-Tracking, Audioscan, PEST, AFC-Methode, Sensitivität
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit?
Die Arbeit behandelt die methodischen Ansätze der Psychometrie zur Bestimmung von Wahrnehmungsschwellen, insbesondere im Kontext der medizinischen Physik und Psychoakustik.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Die Schwerpunkte liegen auf der Unterscheidung zwischen klassischen Schwellenmodellen und der Signalentdeckungstheorie sowie der Anwendung verschiedener Messverfahren zur Stimulussteuerung.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist die Erläuterung wissenschaftlich anerkannter Verfahren, um sensorische Schwellenwerte präzise und unter Kontrolle von Antworttendenzen der Versuchspersonen zu ermitteln.
Welche wissenschaftlichen Methoden finden Anwendung?
Es werden mathematisch fundierte Verfahren wie das Signal-Rausch-Verhältnis, ROC-Kurvenanalysen sowie diverse Up-Down-Algorithmen und Forced-Choice-Designs beschrieben.
Was wird im Hauptteil detailliert beschrieben?
Im Hauptteil werden konkrete Messmethoden wie die Herstellungsmethode, die Grenzwertmethode, adaptive Verfahren wie PEST und BUDTIF sowie das Ja-Nein-Experiment im Detail analysiert.
Was charakterisiert die vorgestellten Schlüsselwörter?
Die Schlüsselwörter spiegeln die wissenschaftliche Terminologie der psychophysischen Forschung wider, von spezifischen Testverfahren bis hin zu statistischen Parametern der Signalentdeckungstheorie.
Wie unterscheidet sich die PEST-Methode von einer einfachen Up-Down-Methode?
Die PEST-Methode zeichnet sich dadurch aus, dass sie zusätzlich zur Richtungssteuerung des Stimulus auch die Schrittweite adaptiv in Abhängigkeit von den Antworten anpasst, was eine effizientere und präzisere Konvergenz ermöglicht.
Warum wird beim Audioscan die Sweep Rate variiert?
Die Sweep Rate ist entscheidend für die Genauigkeit der Erkennung von „Notches“ (Hörschwellenabfällen). Eine langsamere Sweep Rate erhöht die Genauigkeit bei der Detektion von Hörschädigungen, kann jedoch die Aufmerksamkeit der Testperson beeinflussen.
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- Jacqueline Rausch (Autor), 2007, Einführung in die Psychometrie und Psychophysikalische Messmethoden, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/313381
