音樂心理測量和統(tǒng)計的兩種新技術

――實時測量和元分析的應用

New Techniques in Measurement and Statistics

of Music Psychology

----Real­-Time Testing and Meta-Analysis

劉沛、丁東紅

【內容提要】實時測量和元分析的統(tǒng)計方法，是音樂心理學研究界新近開發(fā)和應用的研究方法。本文描述了這兩種研究方法在國外音樂心理、治療和教育研究中的發(fā)展狀況，并分析了其應用價值。

【關鍵詞】音樂心理；測量；統(tǒng)計；CRDI；元分析。

【內容類別】音樂心理學；音樂治療學；研究方法。

CRDI：從非實時到實時音樂心理測量

20世紀80年代之前，音樂心理學和音樂治療學研究涉及的音樂情緒反應和音樂認知反應的測量，多采用問卷、形容詞核對表、單維度或多維度量表以及操作反應觀察的方式。這些測量方式為音樂情緒和音樂認知的研究收集了大量的數(shù)據(jù)。但是，這類方法的最大缺陷，在于與音樂的時間性質相悖。它們收集的數(shù)據(jù)，是被測在聆聽音樂之后依賴記憶所做的反思。另外，這些方法在音樂情緒和音樂認知反應的研究中，不能與音樂的進行過程實施實時的記錄及再現(xiàn)，不能使研究者對音樂進行和被測反應之間的同步關系做出全面、反復、精確和深入的觀察。簡言之，這些測量及記錄方法是非實時的。

從20世紀80年代初起，研究者從技術和裝置入手，開始解決音樂心理的非實時測量與音樂進行的時間性之間的矛盾，使音樂心理學和音樂治療學的測量技術進入實時反應和記錄的時代。

實時測量技術，最早的形式是Clynes于1982年研制的“情緒記錄器”（Sentograph），用于測量被試對音樂的情緒反應。這種簡單的裝置上設有一個萬向的按鍵，被試根據(jù)對音樂情緒反應的不同描述和強度操縱此鍵，便可將不同方向和壓力的操作按不同類別和比例，轉換成相應的電壓，并給予與音樂進行過程同步的記錄。

1983年，Nielsen又設計出一種簧制的夾鉗，用于研究被試在音樂進行過程中對音樂緊張度的實時反應，并可將被試在研究過程中的持續(xù)反應繪制成圖形。這種裝置所記錄的數(shù)據(jù)，在后來的驗證性實驗中表現(xiàn)出很高的效度。

1991年，Namba等人在音樂情緒反應的系列研究中，利用現(xiàn)有的計算機鍵盤，開發(fā)出一種“選擇性描述連續(xù)判斷方法”（the method of continuous judgment by selected description）。研究者把用于不同類別情緒感受的形容詞指派于特定的鍵，被試接受半小時的實驗指導訓練后，在音樂進行過程中根據(jù)自己的情緒感受及與之相應的形容詞描述，在鍵盤上連續(xù)操作相應的鍵。這種實時反應與記錄的方式，可以把被試的反應以多維度的形式與音樂同步記錄和貯存在計算機內。

20世紀90年代初，美國佛羅里達州立大學音樂研究中心在Madsen領導下，研制出“連續(xù)反應數(shù)字接口”（Continuous Response Digital Interface，簡稱CRDI）。這是一種電位器與計算機實現(xiàn)數(shù)字接口的技術。在音樂認知或音樂審美情緒反應的研究中，被試在聆聽音樂的全過程中，根據(jù)實驗的具體要求，可以在250度范圍內撥動帶有一枚凸針的旋鈕，連續(xù)不斷地對音樂進行過程中情緒或認知在兩極范圍內的反應及變化，同步地進行調整。被試在操縱旋鈕時，實際上是將不同的電壓持續(xù)不斷地輸入計算機，并經計算機處理，繪制成為與音樂進行的時間橫軸線實時發(fā)展，依輸入強度變化形成的曲線圖。這種旋鈕操作輸入的信號的變化是無級的。CRDI的另一種輸入方式，是11點量表型的滑桿。它以零為中心，依據(jù)反應強弱程度的不同，使被試可以在+5和-5之間的11個點位上，連續(xù)不斷地調整滑桿在量表上的不同位置，以達到輸入反應強度的目的。

上述測量和記錄方法，可以用計算機對若干被試的各個反應曲線進行集合處理，使之成為能夠反映被試整體反應的曲線。

值得一提的是，與連續(xù)反應數(shù)字接口相類似的技術，20世紀80年代后期在我國已有研制，不過沒有直接應用于音樂心理的研究，而是應用在被試對視聽電教材料的注意實驗中，其范疇屬教育技術學的心理生理基礎研究。研究者黎加厚開發(fā)的裝置，由兩部分組成。一方面，將傳感器和A/D轉換器與計算機連接，把被試在接受視聽電教材料刺激作用下的皮膚電阻（GSR）及其變化的全過程輸入計算機；另一方面，用攝像機對被試在實驗過程中的外部變化過程給予攝制。經后期合成，視聽教學材料的畫面（包括背景音樂），被試表情和動態(tài)，以及被試的皮電阻反應曲線這三個畫面同步地實時記錄于VCR，可供研究者反復觀察并做統(tǒng)計處理。筆者認為，音樂心理和音樂治療可以直接采用這種技術，開展音樂心理生理學有關不同音樂要素或音樂風格與情緒反應關系的實驗。

自從Madsen等人首次使用CRDI技術，對音樂審美體驗給予實時測量以來，近八年中CRDI技術在美國音樂心理、治療和教育研究中所涉及的課題大致包括：音樂聽賞過程中的注意焦點；兒童音樂偏好；音樂審美體驗；聽賞者差異；音樂要素（速度、音準、力度、節(jié)奏、旋律、音色等）與認知和情緒；音樂緊張度的感知等等。另外，由于CRDI是一種非詞語和過程性的測量，研究課題還涉及非詞語和詞語，以及形成性與終結性測量的信度。此外，近兩年來，隨著研究者探討課題的深入，CRDI描述的刺激反應維度也從單一維度向多維度發(fā)展。

CRDI技術在音樂心理測量以及與音樂心理直接相關的實驗美學、教育、醫(yī)療、社會心理學等領域的應用價值無疑是巨大的，這里僅舉一例。1989年，在中國音樂治療學會成立大會暨第一屆年會上，一位醫(yī)生曾提問：“音樂處方的開具依據(jù)是什么？”他的意思是明白的，當然不能僅僅天真地訴諸于音樂作品的標題。如同一劑藥品必須通過大量的嚴格驗證才能投入臨床使用一樣，在音樂治療中，音樂作為處方，雖然不大可能使人 “中毒”，但是從科學的角度講，也應該就音樂的某種或某些成分以及它們所構成的整體與接受者之間的關系，在情緒、感知或生理、神經諸多方面給予實時的測試和驗證，以便達到最佳的預期效應。就這一點而言，實時測量的概念和方法是必不可少的。

元分析：從“見樹”到“見林”的音樂心理統(tǒng)計

這是一個由音樂心理的定量研究方法與研究結論的定性概括之間關系引發(fā)的課題。作為一門科學，心理學隨定量研究方法的應用得以建立和發(fā)展。定量研究是心理學的既定學術規(guī)范。音樂心理研究作為分支心理學科，同樣是把主流心理學的定量實證作為它的基本研究范式的。在近一個世紀的漫長歲月后，實驗音樂心理研究者逐漸認識到，由于實驗設計必須對變量進行控制，所以少量的音樂心理定量實證研究不可能為這個領域的重大課題提供現(xiàn)成答案。當某一相同或相近課題的量化實證研究達到充分的積累時，情形依然如此。即便是相同的研究課題，受研究變量、被測狀況、測量工具以及其他種種條件的影響，它們的結論，主要是統(tǒng)計的差異顯著性，會是不同甚至相反的。過去，對已有大量的相同或相近課題研究結論進行概括時，研究者的方法是粗糙的tallying method，即羅列所有相近的文獻，根據(jù)符合統(tǒng)計的差異顯著性要求的研究的比例，大致確定對研究假設的論證程度。這種方法實際上人為地強化或掩蓋著研究數(shù)據(jù)的趨勢和形態(tài)。

出于對已有一批單獨研究的結果進行再分析，以便全面和精確地總結這些研究結論的目的，20世紀70至80年代，格拉斯（G . V. Glass）提出元分析的概念，并發(fā)展了元分析的步驟和方法。元分析（meta―analysis）亦稱總分析，其過程和功能，是對已有大批研究提供的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的再統(tǒng)計分析和綜合（或說分析的分析），繼以探查在這批研究中每次單獨研究顯現(xiàn)不出的，而對于解決重大問題具備更高價值的結論趨勢和形態(tài)。元分析作為一種統(tǒng)計方法，其性質屬于量化研究。不過筆者認為，它是連接一批單獨定量研究的個別結果和形成定性結論概括之間的一座重要橋梁：通過總分析的統(tǒng)計過程，實現(xiàn)從個別結論（即便它們之間看起來存在沖突）到一般結論的科學歸納。

元分析的方法自確立以來，在醫(yī)學、社會學和心理學中得以廣泛的應用，效益顯著。1987年后的10年中，僅“心理學信息”（Psyc INFO）數(shù)據(jù)庫中，涉及元分析關鍵詞的研究已近2000項。在音樂心理和音樂治療研究的英語文獻中，使用元分析的研究者，僅有美國佛羅里達州立大學音樂研究中心J.M.Standley一人。這位女學者在1986年和1996年，先后發(fā)表《醫(yī)學/牙科治療中的音樂研究：元分析的臨床應用》（這項研究在10年后由作者充實修訂），《對用于教育/治療目標的音樂強化效應的元分析》。由于元分析具備的“總”分析性質，應用此方法的一項研究便可覆蓋數(shù)以百計的已有成果。因而，元分析的結論厚度和應用價值，必然以集中、凝煉和確切的形態(tài)大大超過這一批單獨的研究本身。

這里，把與元分析相關的基本概念扼要敘述如下，并以Standley1996年有關音樂作為強化物在教育和治療中的元分析應用為例，說明這種新的統(tǒng)計方法的步驟、方法和意義。

元分析之所以能夠把大批單獨研究給予分析和合成，是因為它使用的是一種新的度量概念――效果量（effect size，可簡稱ES）。效果量是在大批單獨研究中的每一項研究使用的一種共同的統(tǒng)計單位。與傳統(tǒng)的統(tǒng)計過程不同，元分析觀察的是大批研究中所有效果的分布，如果某種結論趨勢或形態(tài)的確存在，效果量則會集中于一個方向。

研究統(tǒng)計中有四個互為制約的因素：檢驗力，樣本容量，顯著性水平，以及效果量。前三個概念，是傳統(tǒng)統(tǒng)計方法的使用者所熟悉的。簡單地說，檢驗力，指統(tǒng)計檢驗能產生的顯著性和拒絕某特定實驗的原假設的概率。擴大樣本容量，則增強檢驗力。顯著性水平由研究者設定，它代表拒絕原假設所犯錯誤的概率。而效果量則是實驗設計旨在探查效果的準確度量，是一種備擇假設的參數(shù)。

元分析的基本步驟包括三個部分。

第一，確定研究的領域和納入分析的已有研究的資格，據(jù)此對相應課題的研究進行全的

文獻檢索，并注意避免納入分析的研究在結果和來源等方面的偏頗（例如，研究結果本身具有缺陷；不能僅僅檢索已發(fā)表的文獻等）。

Standley的研究，就這一步驟的界定是，納入分析的研究：（1）是采用量化實證方法的英語文獻；（2）自變量采用音樂作為行為矯正的強化依隨；（3）因變量以教育和治療為目的；（4）研究結果的形式，具備數(shù)據(jù)分析的可重復驗證性。文獻檢索首先涉獵以下數(shù)據(jù)庫：PsycInfo，PsycFirst，ERIC，Dissertation Abstracts，以及MEDLINE。然后，根據(jù)被檢索研究所列資料目錄再次檢索。兩次檢索共獲得該課題的100項研究，其中98項符合前述資格界定；有關因變量的效果變量達208個。

第二，確定納入分析的有關被試特征、因變量和自變量，并對其做出描述和分類。Standley

從98項研究中歸納出正常被試和六種異常被試：智力障礙、情緒障礙、學習障礙、行為障礙、多動癥和腦癱。98項研究所含208個因變量則被分類為：學術變量、社會變量、身體康復變量、其他醫(yī)療變量、注意/交往變量、自助變量、交通行為變量、刻板行為變量、抱怨變量、作業(yè)變量和偏好變量。

第三，對有關因變量的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，計算出標準化的效果量。不論已有研究的統(tǒng)計方式

如何，他們均可被轉化統(tǒng)計為一致的效果量。其后，再根據(jù)前述確定的被試特征，對統(tǒng)計得出的效果量給予組織和比較，并分析和闡釋其結果。

Standley的研究對208個因變量的效果量的統(tǒng)計，使用的是最保守的統(tǒng)計公式：實驗組的因變量平均值減去控制組的因變量平均值，再除以控制組的標準差。在她確定的11種變量類別中，相應地得出208個效果量。按照該研究的宗旨（音樂作為依隨強化物，其效果如何），這些元分析統(tǒng)計，在它涉及的實驗條件的比較，依隨音樂與其他條件的比較，強化作用，強化技術，強化程式，教育和治療目的，被試年齡和特征等方面的結果，以及這些結果的討論價值是引人入勝的。雖然本文的目的主要是向國內音樂心理和音樂治療同行推薦元分析的特殊功能和方法，這里還是有必要對Standley研究的結論給予扼要的歸納，供同行參考。

總的看來，與其他非音樂的依隨強化物和非依隨性的音樂強化相比較，音樂作為行為矯正過程的依隨強化物，其作用最為有效。它表現(xiàn)在能夠有效地增強期望行為的頻度，減低非期望行為的頻度，前者較后者更為明顯。從強化程式來看，音樂的程式性強化較非程式性的連續(xù)作用更為明顯；另外，即時強化比延遲強化有效。音樂依隨強化效果最明顯的首先是身體康復和發(fā)展行為，其次是治療和教育目的，再次是體育運動應用。

就各種不同年齡的被試而言，音樂依隨強化作用，在各種年齡被試中均為顯著的前提下，其最佳對象首先是成人和四歲以下嬰幼兒，其他依次為5-11歲、12-14歲、15-18歲的青少年以及老年人。結合被試特征看，音樂依隨強化對心理障礙和正常被試的效果優(yōu)于情緒障礙或醫(yī)療和身體殘疾的被試。

從分析所涉及的已有研究還可以看到，音樂依隨強化的應用和效果是廣泛的。在醫(yī)療中，它作用于昏迷、腹痛、啼哭、神經殘疾者的頸部強度和頭部體位，以及通過生物反饋治療頭痛等。在音樂依隨強化研究中，應用最多的是教育領域。它能夠強化正常被試班中非音樂學科的學習成就，尤其是數(shù)學和閱讀，并能有效作用于音樂學習中的聽辨、歌唱的音準和音樂知識及聽賞的技能。在特殊教育中，它有助于正常班級對殘疾兒童的接納；增強自助能力，減緩刻板行為、破壞行為、遺尿癥、習慣性反胃；增強諸如遵從教師指示、模仿和眼光交流等社會行為。在體育和運動領域，音樂依隨強化能增進足球射門準確率，游泳和健身器的運動耐力。值得一提的，是心理咨詢研究中有虐待傾向的父親在音樂依隨強化作用下，對其嬰女啼哭的容忍增強，虐待行為減低。

正如本文第二個小標題所示，元分析的根本作用，是解決了量化實證在闡釋研究結果時“見樹不見林”的弊端。結合我國音樂心理和音樂治療研究現(xiàn)狀，元分析對我國近十多年來大批音樂治療的個別研究在一些重要結論上的歸納，有著成熟的應用價值。

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丁東紅（1957―  ），女，清華大學藝術教育中心

本文發(fā)表于《中國音樂》2001年第2期）