音樂心理測試和統(tǒng)計的兩種新技術(shù)
時間:2022-04-23 02:59:00
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——實時測量和元分析的應(yīng)用
【內(nèi)容提要】實時測量和元分析的統(tǒng)計方法,是音樂心理學(xué)研究界新近開發(fā)和應(yīng)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?fàn)顩r,并分析了其應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】音樂心理;測量;統(tǒng)計;CRDI;元分析。
【內(nèi)容類別】音樂心理學(xué);音樂治療學(xué);研究方法。
CRDI:從非實時到實時音樂心理測量
20世紀(jì)80年代之前,音樂心理學(xué)和音樂治療學(xué)研究涉及的音樂情緒反應(yīng)和音樂認(rèn)知反應(yīng)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(yīng)觀察的方式。這些測量方式為音樂情緒和音樂認(rèn)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(zhì)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(rèn)知反應(yīng)的研究中,不能與音樂的進(jìn)行過程實施實時的記錄及再現(xiàn),不能使研究者對音樂進(jìn)行和被測反應(yīng)之間的同步關(guān)系做出全面、反復(fù)、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(jì)80年代初起,研究者從技術(shù)和裝置入手,開始解決音樂心理的非實時測量與音樂進(jìn)行的時間性之間的矛盾,使音樂心理學(xué)和音樂治療學(xué)的測量技術(shù)進(jìn)入實時反應(yīng)和記錄的時代。
實時測量技術(shù),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(yīng)。這種簡單的裝置上設(shè)有一個萬向的按鍵,被試根據(jù)對音樂情緒反應(yīng)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(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓,并給予與音樂進(jìn)行過程同步的記錄。
1983年,Nielsen又設(shè)計出一種簧制的夾鉗,用于研究被試在音樂進(jìn)行過程中對音樂緊張度的實時反應(yīng),并可將被試在研究過程中的持續(xù)反應(yīng)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(yīng)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"(themethodofcontinuousjudgmentbyselecteddescription)。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(dǎo)訓(xùn)練后,在音樂進(jìn)行過程中根據(jù)自己的情緒感受及與之相應(yīng)的形容詞描述,在鍵盤上連續(xù)操作相應(yīng)的鍵。這種實時反應(yīng)與記錄的方式,可以把被試的反應(yīng)以多維度的形式與音樂同步記錄和貯存在計算機內(nèi)。
20世紀(jì)90年代初,美國佛羅里達(dá)州立大學(xué)音樂研究中心在Madsen領(lǐng)導(dǎo)下,研制出"連續(xù)反應(yīng)數(shù)字接口"(ContinuousResponseDigitalInterface,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(shù)。在音樂認(rèn)知或音樂審美情緒反應(yīng)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(nèi)撥動帶有一枚凸針的旋鈕,連續(xù)不斷地對音樂進(jìn)行過程中情緒或認(rèn)知在兩極范圍內(nèi)的反應(yīng)及變化,同步地進(jìn)行調(diào)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(jīng)計算機處理,繪制成為與音樂進(jìn)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(yīng)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(diào)整滑桿在量表上的不同位置,以達(dá)到輸入反應(yīng)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(yīng)曲線進(jìn)行集合處理,使之成為能夠反映被試整體反應(yīng)的曲線。
值得一提的是,與連續(xù)反應(yīng)數(shù)字接口相類似的技術(shù),20世紀(jì)80年代后期在我國已有研制,不過沒有直接應(yīng)用于音樂心理的研究,而是應(yīng)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(shù)學(xué)的心理生理基礎(chǔ)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(zhuǎn)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(jīng)后期合成,視聽教學(xué)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(yīng)曲線這三個畫面同步地實時記錄于VCR,可供研究者反復(fù)觀察并做統(tǒng)計處理。筆者認(rèn)為,音樂心理和音樂治療可以直接采用這種技術(shù),開展音樂心理生理學(xué)有關(guān)不同音樂要素或音樂風(fēng)格與情緒反應(yīng)關(guān)系的實驗。
自從Madsen等人首次使用CRDI技術(shù),對音樂審美體驗給予實時測量以來,近八年中CRDI技術(shù)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(zhǔn)、力度、節(jié)奏、旋律、音色等)與認(rèn)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(jié)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(yīng)維度也從單一維度向多維度發(fā)展。
CRDI技術(shù)在音樂心理測量以及與音樂心理直接相關(guān)的實驗美學(xué)、教育、醫(yī)療、社會心理學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)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(xué)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(dāng)然不能僅僅天真地訴諸于音樂作品的標(biāo)題。如同一劑藥品必須通過大量的嚴(yán)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(xué)的角度講,也應(yīng)該就音樂的某種或某些成分以及它們所構(gòu)成的整體與接受者之間的關(guān)系,在情緒、感知或生理、神經(jīng)諸多方面給予實時的測試和驗證,以便達(dá)到最佳的預(yù)期效應(yīng)。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(jié)論的定性概括之間關(guān)系引發(fā)的課題。作為一門科學(xué),心理學(xué)隨定量研究方法的應(yīng)用得以建立和發(fā)展。定量研究是心理學(xué)的既定學(xué)術(shù)規(guī)范。音樂心理研究作為分支心理學(xué)科,同樣是把主流心理學(xué)的定量實證作為它的基本研究范式的。在近一個世紀(jì)的漫長歲月后,實驗音樂心理研究者逐漸認(rèn)識到,由于實驗設(shè)計必須對變量進(jìn)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(lǐng)域的重大課題提供現(xiàn)成答案。當(dāng)某一相同或相近課題的量化實證研究達(dá)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(jié)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(jié)論進(jìn)行概括時,研究者的方法是粗糙的tallyingmethod,即羅列所有相近的文獻(xiàn),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(shè)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(jié)果進(jìn)行再分析,以便全面和精確地總結(jié)這些研究結(jié)論的目的,20世紀(jì)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(jié)論趨勢和形態(tài)。元分析作為一種統(tǒng)計方法,其性質(zhì)屬于量化研究。不過筆者認(rèn)為,它是連接一批單獨定量研究的個別結(jié)果和形成定性結(jié)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(jié)論(即便它們之間看起來存在沖突)到一般結(jié)論的科學(xué)歸納。
元分析的方法自確立以來,在醫(yī)學(xué)、社會學(xué)和心理學(xué)中得以廣泛的應(yīng)用,效益顯著。1987年后的10年中,僅"心理學(xué)信息"(PsycINFO)數(shù)據(jù)庫中,涉及元分析關(guān)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(xiàn)中,使用元分析的研究者,僅有美國佛羅里達(dá)州立大學(xué)音樂研究中心J.M.Standley一人。這位女學(xué)者在1986年和1996年,先后發(fā)表《醫(yī)學(xué)/牙科治療中的音樂研究:元分析的臨床應(yīng)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(biāo)的音樂強化效應(yīng)的元分析》。由于元分析具備的"總"分析性質(zhì),應(yīng)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(jié)論厚度和應(yīng)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(guān)的基本概念扼要敘述如下,并以Standley1996年有關(guān)音樂作為強化物在教育和治療中的元分析應(yīng)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(effectsize,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(jié)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?zāi)墚a(chǎn)生的顯著性和拒絕某特定實驗的原假設(shè)的概率。擴(kuò)大樣本容量,則增強檢驗力。顯著性水平由研究者設(shè)定,它代表拒絕原假設(shè)所犯錯誤的概率。而效果量則是實驗設(shè)計旨在探查效果的準(zhǔn)確度量,是一種備擇假設(shè)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(lǐng)域和納入分析的已有研究的資格,據(jù)此對相應(yīng)課題的研究進(jìn)行全的文獻(xiàn)檢索,并注意避免納入分析的研究在結(jié)果和來源等方面的偏頗(例如,研究結(jié)果本身具有缺陷;不能僅僅檢索已發(fā)表的文獻(xiàn)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(xiàn);(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(jié)果的形式,具備數(shù)據(jù)分析的可重復(fù)驗證性。文獻(xiàn)檢索首先涉獵以下數(shù)據(jù)庫:PsycInfo,PsycFirst,ERIC,DissertationAbstracts,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(guān)因變量的效果變量達(dá)208個。
第二,確定納入分析的有關(guān)被試特征、因變量和自變量,并對其做出描述和分類。Standley98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(xué)習(xí)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(xué)術(shù)變量、社會變量、身體康復(fù)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(guān)因變量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計,計算出標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)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(jié)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(biāo)準(zhǔn)差。在她確定的11種變量類別中,相應(yīng)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(shù),強化程式,教育和治療目的,被試年齡和特征等方面的結(jié)果,以及這些結(jié)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(nèi)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(jié)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(fù)和發(fā)展行為,其次是治療和教育目的,再次是體育運動應(yīng)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(jié)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(yīng)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(jīng)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(yīng)用最多的是教育領(lǐng)域。它能夠強化正常被試班中非音樂學(xué)科的學(xué)習(xí)成就,尤其是數(shù)學(xué)和閱讀,并能有效作用于音樂學(xué)習(xí)中的聽辨、歌唱的音準(zhǔn)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(xí)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(lǐng)域,音樂依隨強化能增進(jìn)足球射門準(zhǔn)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(biāo)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(jié)果時"見樹不見林"的弊端。結(jié)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(jié)論上的歸納,有著成熟的應(yīng)用價值。