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Introduction to Psychology Lecture Notes

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University of Pittsburgh
PSY 0010
Allan Zuckoff

Introduction 01/06/2014 Study Tips: Study out loud Give yourself fresh examples Teach the material Test yourself Use available resources Weekly review sessions TA office hours Peer review Online resources that come with the book What is Psychology? The study of behavior and mental processes  Subject matter Behavior (directly observable) Voluntary and involuntary reactions Physiological activity Mental processes (not directly observable) Thinking Feeling Wanting Perceiving  Psychology and Science: Scientific Method A way of guarding against drawing incorrect conclusions about the way things work  Look for evidence that challenges our common sense beliefs Confirmation Bias Which of these popular and/or sensible interventions are actually effective? Scared Straight for delinquent teens DARE for middle and high school students Critical Incident Stress Debriefing for trauma Video self­confrontation for alcohol dependence  NONE OF THEM ACTUALLY WORK Research Methods 01/06/2014 Doing Psychological Science: Theory Explain a set of facts or observations Described causal (cause­and­effect) connections It’s falsifiable  It’s possible that evidence could be found that disproves the theory Allows predictions of new observations Research Tests a theory by testing its predictions Systematic and objective observation What is the Relationship between Violence on TV and Aggression in Children? Physical aggression Mimic violence seen on TV (imitation, children naturally imitate what they see) Live action violence Aggression based on what was watched on TV Scientific Method: Observe What happened in the specific situation? Generalize from our observations What will happen in the future? Develop a theory This will happen because… Research Methods 01/06/2014 Test the theory What will happen when I observe again? Revise the theory Testing a Theory: Develop a hypothesis Testable proposition that describes the relationship that may exist between events Makes a prediction If… Then… Testing a Hypothesis: Who will be observed? Population Entire group of interest to researchers, to which they wish to generalize their findings Sample Part of a population that is studied in order to reach conclusions about the entire population Descriptive Methods: Naturalistic Observation Observe in real­world settings Advantages Discovery Real­world applicability  Disadvantages Research Methods 01/06/2014 Uncontrolled What other influences are having an effect? Observer bias may influence the observation Case Studies Observe and describe a single individual Memory research: “H.M.” Advantages Rich detail Access to rare phenomena  Proof of existence Disadvantages Uncontrolled Problems of generalizability  Surveys and Interviews Obtain a representative sample Sample that mirrors the population of interest Randomly select participants Each member of the population has an equal chance of being selected Administer self­report measures Interview Questionnaires  Advantages Generalizable Efficient Research Methods 01/06/2014 Cost­effective Disadvantages Sample vs. population  How representative is the sample?  Response biases Inaccurate self­knowledge (don’t remember or underestimate) Social desirability (how they think a piece of information is going to make them look) Experimental Method: Systematically vary an aspect of the situation, control all the others (constant), and observe (measure) the  effects to establish a cause­and­effect relationship.  Variable: a characteristic that varies  Must have at least two values Male or female Can have an indeterminate number of values Age The Logic of Experimentation: What causes a change in variables? Does the Independent Variable cause a change in the Dependent Variable?  The Elements of an Experiment: Independent Variable The variable that the researcher manipulates (varies systematically) The CAUSE in a cause­and­effect relationship Research Methods 01/06/2014 Dependent Variable The variable that the researcher measures The EFFECT in a cause­and­effect relationship Hypothesis If… Then…  Operational Definition Specify and define the phenomena of interest, so they can be studied experimentally. Define the IV so you can manipulate it Exposure to X hours of violent TV shows Define the DV so you can measure it Number of aggressive behaviors Physical  Verbal  Controlling Uncontrolled Variables Assignment of participants to groups (multiple groups) Experimental group(s) Exposure to IV (in one or more versions) Control group Exposure to experimental environment, but not the IV Randomization (random assignment) Ensures equivalent groups before the IV is manipulated Minimize “Hawthorne (observation) effects” Participants “Single blind” study Research Methods 01/06/2014 Minimize “expectancy effects” Experimenters “Double­blind” study Limitations of the Experimental Method: External validity  Artificial situations Short durations Some variables can’t be manipulated You can’t control all variables (confounds) Observation (Hawthorne) effects can’t be eliminated Correlational Method: To what extent and in what ways are two or more variables related in already existing groups? Participants are not assigned to study group by the researcher They already belong to one category or another Personal history  Group membership Behavior Advantages Can compare groups (“natural experiments”) Can study phenomena that cannot be studied in controlled experiments Not possible to randomly assign participants Ethically wrong to randomly assign participants Research Methods 01/06/2014 Often less complex and expensive Disadvantages  Uncontrolled Confounding (“third”) variables Shoe size and math skills in school­age children Correlation doesn’t imply causation  Direction of the Correlation: Positive correlation When high values of one variable are associated with high values of another variable Vary in the same direction Negative correlation When high values of one variable are associated with low values of another variable Vary in opposite directions Strength of the Correlation: How close is the relationship? How accurate is the prediction? Perfect Strong Moderate Weak Non­existent  Measuring the Correlation: Correlation coefficient (r) Conducting a Research Study 01/06/2014 Conducting the Study: Conducting a Research Study 01/06/2014 Collecting data Information gathered by a researcher and used to test a hypothesis Analyzing the results Statistical analyses determine whether or not the hypothesis is accepted or rejected Publishing and Replicating the Study: Peer review Critique by other researchers before publication  Publication Hypothesis, methods, participants, results, and discussion (implications, limitations, future research  needed). Replication Repetition of the study by other researchers to see if the same results are found  Never put too much weight on a single study! Analyzing Data with Statistics: Statistics Methods for analysis, interpretation, and presentation of numerical data Descriptive Statistics Techniques used to describe, summarize, and organize data collected in research Measures of central tendency  A single score that represents the whole set Mean Arithmetic average of a data set Conducting a Research Study 01/06/2014 Median A score that seperates the upper half from the lower half in a data set Less affected by outliers than the mean Mode Most frequently occurring in a data set Measures of variability How similar or diverse scores are  Frequency The number of times a given score occurs in a data set  Frequency distribution Normal distribution A symmetrical “bell curve” in which scores cluster around the middle  Standard deviation (SD) Measure of how much scores vary around the mean The larger the SD, the more variability in the data Data sets with the same mean can have different standard deviations  Measures of effect size How large is the effect of the independent variable? Size of the difference between the distribution of scores in the experimental group vs. the control group  Cohen’s d Difference between the means of the distributions  Inferential Statistics Techniques used to test hypotheses  Significance testing How likely is it that a difference in the dependent variable in an experimental group was a result of chance,  rather than caused by the independent variable?  Probability level (p) T­test Compares two means to see how probable it is that they come from the same population  Early Approaches to Psychology  01/06/2014 Two Traditions in Psychology: Early Approaches to Psychology  01/06/2014 Applying psychological knowledge to real­world problems Practice tradition Treatment  Psychotherapy and counseling  Education  Developing psychological knowledge through scientific research Academic tradition Empiricism (empirical methods) Gaining knowledge through direct observation of the subject matter Early Approaches to Psychology: Psychophysics (Gustav Fechner, 1850) Study the subjective experience of physical sensations through laboratory observation  Detection of sensory stimulation under ideal conditions Sensitivity (thresholds) of the senses Absolute threshold Amount of stimulus energy necessary for detection in 50% of trails  Examples Humans can see a candle flame 30 miles away on a clear night A way ticking 20 feet away 1 teaspoon of sugar dissolved in 2 gallons of water A single drop of perfume in a 3 bedroom household Difference threshold (just noticeable difference) Early Approaches to Psychology  01/06/2014 Smallest change in intensity of a stimulus that we can detect 50% of the time  Weber’s Law The size of the change needed to notice a difference is proportional to the original stimulus  Examples A weight must increase or decrease by 3% Tone must be .33% higher or lower Analytic Introspection in the Laboratory Wilhelm Wundt (1879) Present observers with a controlled experience Train the observers to report objectively on the mental events that result  Structuralism  Edward B. Titchener (1890) Mental atomism  Just as atoms combine to form complex molecules, mental events are comprised of combinations of mental  elements These elements can be identified Sensations and feelings Hoped to create a periodic table of mental elements But the results of introspection in the laboratory were not replicable  Different observers arrived at different elements through introspection  Functionalism  William James (1889) There are no “mental elements” but rather a “stream of consciousness”  Methods of contemplation, reflection, and theorizing  Explore the purposes and functions of mental processes and why the mind works as it does Early Approaches to Psychology  01/06/2014 How do mental processes help us adapt to our environment?  Theory of Evolution Charles Darwin (1859)  Natural selection (“survival of the fittest”) Individuals best adapted to their environments survive to reproduce  Individuals that reproduce pass on their adaptations (characteristics) Characteristics that are more adaptive become more common in the species All species of organisms came to their current form through this process  Gestalt Psychology Max Wertheimer & Kurt Koffka (1912) Our minds automatically interpret and organize our experience of events in predictable ways based in the  brain  We can identify and describe the laws of perceptual organization and mental functioning  Sensation  Reception of stimulation from the environment, creating a pattern of nerve impulses in the brain Perception Interpretation and organization of sensory information in the brain Gestalt Theory of Perception  Our brains are structured to organize sensory stimuli into meaningful patterns We do not perceive isolated features in a fragmented visual field Rather, we see the whole, or pattern, before we see constituent parts And the whole is not reducible to the sum of the parts Example: a family  Ambiguous Figures  Example Early Approaches to Psychology  01/06/2014 You can’t keep a cube from changing form  Gestalt Theory of Perceptual Organization Figure­ground organization Figure: sharply delineated, distinct shape “thing” quality closer to viewer more impressive, better remembered Ground: no clear contours, indistinct Figure appears to stand out against it  Law of Good Figure (Prägnanz) We perceive the “best” (most coherent) figure possible from the visual array we encounter Apparent motion  Gestalt Principles of Grouping Proximity  Elements near each other are grouped together Similarity Elements with similar attributes are grouped together Closure Elements with missing contours are completed Continuation  Elements that appear to flow or follow in the same direction are grouped together Modern Approaches to Psychology: Evolutionary Psychology Early Approaches to Psychology  01/06/2014 Humans, like all organisms, were shaped by evolutionary forces over time The human brain comprises many psychological adaptations that evolve through natural selection  Much of human behavior and personality is generated by the psychological adaptations  Evolve to solve common problems in human ancestral environments  Signal Detection Theory Sensation is not just a product of the stimulus Other factors impact whether stimulation is detected Background stimulation  Noise  Detector sensitivity  Sense organ Brain  Attention and distraction  Thresholds vary with all these factors Theories of Perceptual Processing  Feature detectors Cells in the brain specialize in detection of specific features or stimuli Hubel & Wiesel: cats Lines (orientation­specific) Light and dark patterns Edges and motion  Bottom­up processing  Using minimal patterns to identify objects From simple to complex to hypercomplex cells in the cerebral cortex Early Approaches to Psychology  01/06/2014 Building up visual perceptions from lines, shadows, edges, etc.. Top­down processing  Sensory inputs are organized by the mind according to preset structures or schemes  Learning­based inference theory Perceptual organization is primary shaped by prior learning and experiences Context  Perceptual set Readiness to detect a particular stimulus in a given context  Auditory Speech Processing  McGurk Effect Speech perception involves processing of auditory and visual sensations in the brain  Auditory input: ba Visual input: ga We hear: da The brain “compromises” to make sense of conflicting sensory information Perceptual Constancies: Ability to recognize the same object as the same under difference conditions, such as changes in  illumination, distance, or location.  Color constancy  Shape constancy  Size constancy  How do we maintain size constancy?  Binocular Depth Cues: Early Approaches to Psychology  01/06/2014 Retinal disparity The images cast on the retinas by an object are slightly different from each other The brain combines the two to create the perception of depth Binocular convergence The more the eyes must converge to bring an object into focus, the closer the object Monocular Depth Cues: Interposition When one object partially blocks your view of another, you perceive the partially blocked object as being  father away.  Linear Perspective Parallel lines are the same distance apart but appear to grow closer together, or converge, as they recede  into the distance.  Relative Size Larger objects are perceived as being closer to the viewer, and smaller objects as being farther away.  Texture Gradient Objects close to you seem to have sharply defined features, and similar objects farther away appear  progressively less well­defined, or fuzzier in texture.  Atmospheric Perspective  Objects in the distance have a bluish tint and appear more blurred than objects close at hand (sometimes  calledaerial perspective ).  Shadow or Shading When light falls on objects they cast shadows, which add to the perception of depth.  Motion Parallax  When you ride in a moving train and look out the window, the objects you see outside appear to be moving  in the opposite direction and at different speeds; those closest to you appear to be moving faster than those  in the distance.  Depth Cues and Size Constancy: Ames Room Illusion  Early Approaches to Psychology  01/06/2014 Müller­Lyer Illusion  Depth Perception: Visual cliff  01/06/2014 Learning and Behavior: Behaviorism  John B. Watson (1913) Psychology should be a branch of experimental natural science  Thinking and emotion lay outside the domain of scientific psychology because they can’t be directly  observed  Observable behavior is the proper subject matter for scientific psychology  All behavior is learned from and caused by events in the environment  Pavlov and his Dogs: Studying digestion in dogs, Pavlov used meat powder to stimulate digestive juices After a while the dogs began to salivate at… The sight of the powder The sound of the footsteps of the assistant who brought the meat powder What was going on?  Pavlov’s Classical Conditioning: Stimulus  Any event or object in the environment to which an organism responds Reflex An involuntary response to stimulus Knee­jerk when tapped Eye blink to a puff of air   UCS Unconditioned Stimulus Produces an automatic (“reflex”) response without learning  01/06/2014 UCR Unconditioned Response Automatic (“reflex”) response to UCS CS Conditioned Stimulus When a neutral stimulus (doesn’t trigger a UCR) is presented repeatedly before a UCS, it elicits a… CR Conditioned Response Learned response (same as UCR, but less intense) Classical Conditioning Phases: Acquisition  Learning phase  A CR is established gradually  Extinction When the CS is presented repeatedly without the UCS Gradual decrease in and elimination (doesn’t really go away, just becomes much weaker) of the CR Spontaneous Recovery When a conditioned stimulus is presented again after a pause in extinction trial, the “extinguished”  conditioned response suddenly re­emerges Aspects of Classical Conditioning: Stimulus Generalization CR occurs when a stimulus that is similar, but not identical, to the CS is presented Stimulus Discrimination CR doesn’t occur when a stimulus that is similar, but not identical, to the CS is presented Opposite of stimulus generalization  High­Order Conditioning 01/06/2014 When an established CS is paired with a neutral stimulus, the neutral stimulus becomes a CS Pair a CS (sound) with a (neutral) light The light alone soon elicits the CR Aversive Conditioning  Classical conditioning to an unpleasant UCS The stimulus triggers pain and/or a negative emotional response (fear) The UCR and CR are an avoidance (escape) Emotional Conditioning: Little Albert A 9­month old child unafraid of animals  Six times, Watson showed Albert a white rat and made loud noises After 6 trials, Albert fears the rat Also fear fuzzy objects (fur coat) Watson & Little Albert: White rat = condition stimulus Loud clanging metal noise = unconditioned stimulus Fear/avoidance of noise = unconditioned response Fear/avoidance of white rat = conditioned response Fear of furry coat and mask = stimulus generalization Doesn’t fear cotton balls = stimulus discrimination  01/06/2014 ”Undoing” Conditioning: Phobias Intense, irrational, or excessive fears Feared object or situation is avoided Creates distress and/or impairment  Mary Clover Jones (1924)  Treated a 3­year­old’s rabbit phobia Gradually introducing a rabbit paired with candies until the rabbit was no longer feared Extinction and counter­conditioning to create an incompatible response Advances in Classical Conditioning: Renewal Effect Tendency of a CR extinguished elsewhere than in the original conditioning environment to return in the  original environment without further conditioning trials Multiple stimuli are conditioned together Conditioning occurs to various aspects of the environment that the animal perceives  Extinction trials must be conducted in the environment in which the CR was learned  What is learned in classical conditioning? An association between CS and CR? No: CS predicts the UCS Presenting the UCS before the CS, or long after the CS, results in weak learning  Extinction trials teach that the CS doesn’t predict the UCS Is extinction “unlearning”? No: new learning Old association remains, along with a new one that conflicts with it  01/06/2014 Can we understand classical conditioning without understanding the biology of conditioning?  Behaviorist answer: yes The causes of behavior are observable environmental events Behaviors are observable events Preparedness Animals are predisposed to develop conditioned responses to some “neutral” stimuli more than others  Belongingness  Innate disposition to learning some associations and not others Phobic Responses Monkeys: toy snakes vs. toy flowers  People: rarity of knife or gun phobias  Conditioned Taste Aversion Developing avoidance reactions to the taste of food  Single trial learning  Long delay between presentation of the CS and UCS Light/sound doesn’t become a CS for nausea What Else is Learned? Classical conditioning helps us understand how automatic responses (reflexes) occur in the presence of  previously neutral stimuli  Organisms also engage in voluntary actions  What influences learning of new voluntary behavior? Thorndike’s Puzzle Box: How does a cat learn to pull a string?  01/06/2014 Hungry cat must pull the string to escape and get the food that’s outside of the box  Accidently finds the correct solution  Put back in the box repeatedly, time to escape gradually decreases The Law of Effect: If a response occurs in the presence of a stimulus and is followed by a satisfying state of affairs, the bond  between stimulus and response will be strengthened.  Learning involves an association between a stimulus and response (S­R) Learning occurs through trial­and­error What is learned are the effects of behavior Operant Conditioning: Operant Chamber (“Skinner Box”) Allows for conditioning and measurement of behavior  Positive Reinforcement Increases the probability of a response occurring when presented after the response (reward) Press bar, get food  Negative Reinforcement Increase the probability of a response occurring when removed after the response (reward) Press bar, electrified floor turns off Punishment Decreases the probability of a response when an unpleasant consequence is presented or a pleasant  consequence is removed Negative Reinforcement vs. Punishment Discriminant Stimulus Stimulus that indicates that reinforcement or punishment will follow a specific behavior  01/06/2014 Applications of Operant Conditioning: Shaping by successive approximation Reinforcing behaviors that are progressively closer versions of the target behavior  Chaining Linking a number of interrelated behaviors to form a long series Secondary reinforcement Creation of new reinforcers via classical conditioning  Four Kinds of Consequences: Positive Add Positive reinforcement (increases behavior) Positive punishment (decreases behavior) Negative Subtract  Negative reinforcement (increases behavior) Negative punishment (decreases behavior) Aspects of Operant Conditioning: Acquisition  Phase during which response is established Extinction  Trials during which response is not reinforced 01/06/2014 Stimulus Generalization Learned response emitted in presence of stimulus similar to previously reinforced stimulus  Stimulus Discrimination Reinforcement of dif
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