Observer行為觀察系統及其在心理學中的應用

薛 艷, 陳慶榮

(南京師范大學 心理學院,江蘇 南京 210097)

0 引 言

Observer行為觀察分析系統是研究人類行為的標準工具，也是一套專業用于收集、分析和演示觀察數據且操作簡便的行為事件記錄軟件[1]。該系統可以與許多實驗設備兼容，用來記錄被研究對象的動作、姿勢、運動、位置、表情、情緒、社會交往和人機交互等各種行為及其發生時刻，并且能夠在記錄的基礎上將觀察視頻導入分析系統，然后對觀測數據進行收集、管理、編碼和分析的標準化平臺，再進行統計處理，得到分析報告[2-3]。誕生20多年來，該系統廣泛應用于眾多科學研究領域，成為進行各類行為科學研究的有效和標準化工具。因此，本文在對已有文獻進行系統檢索、閱讀和分析的基礎上，闡述了Observer行為觀察系統的型號、基本模式、使用步驟及典型的Observer行為觀察系統實驗室。筆者將該系統運用于發展心理學的研究中，如：用來預測兒童童年中期的外顯行為;分析該系統是否能夠根據當下兒童的行為表現來預測其今后可能發生的問題行為，并介紹了Observer行為觀察分析系統在心理學其他應用領域中的典型研究。這有助于國內相關領域的研究者進一步認識 Observer行為觀察分析系統的特點和機制，從而推動該系統在不同領域中的應用。

1 型號及基本模塊

Observer行為觀察分析系統分為3種型號：Observer XT Basic，Observer XT Mobile和Observer XT Video。Observer XT Basic行為觀察分析系統為一套行為記錄統計分析軟件，研究人員事先將被研究對象的行為進行編碼，行為發生過程中研究人員將觀察到的行為按編碼輸入計算[2]。Observer XT Mobile 行為觀察分析系統由一套行為統計分析軟件和一個手持式數據輸入器Psion Workabout MX構成，通過將被研究對象的行為以編碼方式手動輸入數據輸入器，之后再傳輸到計算機。Observer XT Video行為觀察分析系統采用音頻視頻記錄設備將被研究對象的各種行為活動攝錄下來，以視頻文件方式存儲在計算機中。Observer XT軟件可以打開此MPG文件進行錄像回放，軟件通過編碼識別各種行為后進行分類整理統計分析從而得到行為報告。Observer XT Video可以與生理儀和眼動儀等外部設備同步記錄行為并讀入被觀察者的生理信號和注視位置以便綜合分析被觀察者的各種行為[3]。 一般而言，Observer XT軟件由6個基本模塊構成：基本模塊、視頻模塊、多視頻擴展模塊、外部數據模塊、抓屏模塊和移動模塊[4]。

2 基本模式和使用步驟

Observer有4種基本模式，其作用在于確定對象之間的關系，當一個目標對象狀態發生變化時，所有依賴于它的對象都能得到通知并自動更新[5]。包括主體類(被觀察者類)、觀察者類、具體主體類和具體觀察者類。

Observer采用項目的形式工作 ，一個項目包括編碼方案和自變量，也可以包括多個觀測試驗[6]。具體使用Observer行為觀察系統時采取如下步驟：①建立和詳細說明觀測來源。當創建新項目時，會出現Project Setup窗口，研究者可在該窗口中或Project 瀏覽器中，點擊Observation Sources打開觀測源，并對觀測源進行詳細規定。②定義編碼方案，確定觀測的重要獨立變量。Observer行為觀察系統可定義兩類行為：延續性事件和短暫性事件。研究者可給延續性事件定義Start鍵和Stop鍵。若一個延續性事件屬于一組互斥行為，只需定義Start鍵。③實驗觀測，收集數據，選擇數據。研究者根據記錄數據的方式，從“Setup”(設置)菜單選擇“Observation Settings”，調整實驗觀測設置，記錄延續性和短暫性事件。當需要按類別分析一些事件或是組群時，采用數據歸組的方法；當需要分析特定事件或種類時，采用數據篩選的方法。④可視化數據。創建一個圖表，展示所記錄的事件與時間之間的關系，從“Analyze”菜單，選擇“Visualize Data可視化數據”項，選擇所需要可視化的實驗觀測，最后點擊“OK”鍵。可視化后數據以不同的色條顯示，水平代表延續性事件，垂直代表短暫性事件。⑤計算統計參數。研究者可通過行為分析和序貫分析，計算統計參數。采用行為分析時，可計算行為的平均持續時間或者行為的總頻率等參數；采用序貫分析時，可計算在某個間隔或一個時間系列中，各對事件之間過渡的頻率[7]。

3 典型的Observer行為觀察系統實驗室

對人和動物的行為進行科學系統的分析研究，建立行為觀察實驗室是最佳選擇。Observer行為觀察記錄分析系統是該實驗室的核心部分，該系統可將實驗室所有設備整合而一起工作[8]。它將多模塊數據采集同步化，包括視頻和音頻數據流、生理數據、眼動數據以及其他數據，使研究者可以完整地看到試驗條件、行為、生理反應之間的關系(見圖1)。

圖1 典型Observer行為觀察系統實驗室結構圖

典型的Observer行為觀察系統實驗室的構成如下：行為觀察記錄分析系統The Observer XT 2套，行為型式分析系統 Theme 1套，電腦2臺，監視器若干，攝像機及攝像頭若干，視頻混合和控制系統1套，雙向音頻混合和放大系統1套，便攜設備攝像頭1套，生理數據采集設備(如MindWare)1套，眼動儀(如SMI 或 Tobi)1套，設備柜1個。

4 預測教師對兒童外顯行為報告的研究

筆者運用Observer行為觀察系統預測兒童童年中期的外顯行為。在初次評測的2年之后，運用該系統預測幼兒園兒童的外顯行為和內隱行為。該測量方法主要是通過在兒童家中12 min的視頻，對兒童的破壞性、非抱怨性和無反應行為進行采樣和評測，預測兒童入學后家長和老師報告的兒童行為問題的得分。該系統能夠預測教師對兒童外顯行為的打分，而家長對于兒童的報告卻不能預測教師對于兒童行為的打分。說明了該系統在檢查兒童長期的問題行為延續性方面的重要性和實用性。

實驗方法：被試56名，30名女孩，26名男孩，被試的年齡在3歲以上。由經過訓練的觀察者拍攝12 min的錄像，記錄下兒童和母親在一系列自由活動和半結構化任務中的表現。運用Observer行為觀察系統，可以觀測到當兒童與他們的監護人(父母)在3個連續的半結構式的任務中進行互動時，通過該系統來進行評價，對其心情、活躍程度、情緒的延續性、適應性等級、言語反應和對玩具的接近6個層面來打分(見表1)。在第一階段，筆者邀請兒童玩耍一組全新的玩具，兒童和其監護人進行4 min的自由玩耍。這些玩具是根據年齡設置的，包含了一個玩具電話，一個洋娃娃，一套玩具餐具，兩本圖片書和一套積木。然后監護人被要求填寫一份表格(這樣監護人就不能陪同兒童玩耍)，這個觀察階段持續4 min。最后一個觀察階段持續4 min，監護人和兒童用家中本來的玩具進行游戲。然后由經過訓練的觀察者通過錄像來進行打分。

表1 Observer行為觀察系統打分項目的描述

在第一次進行觀測時，由兒童的監護人填寫一份Child Behaviour Checklist(CBCL)——父母報告表格，CBCL 2～3用于2～3歲的兒童。第二個時間點(第一次觀測2年后)，由教師和監護人填寫CBCL家長報告表格和教師報告(CBCL-PRF and CBCL-TRF)兒童外顯和內隱行為量表。第一次測試(時間節點1)在兒童家中進行，首先通過電話征求家長的同意，然后筆者前往兒童家中，指導家長填寫量表并進行攝像記錄，用以進行行為觀察評分。第二次測試(時間節點2)在2年后進行，參與的家庭通過電話回答一系列問題，并填寫一系列問卷，評價兒童在學校的表現。同時，兒童的老師也要填寫一系列的關于兒童的問卷，包括CBCL-TRF，學期結束時，筆者獲取兒童的報告卡(類似于成績報告單)。

結果發現，Observer行為觀察系統的評分結果和時間節點2上家長和教師報告的兒童外顯行為有聯系(見表2、表3)，但和時間節點1家長報告的外顯行為沒有關聯。該系統的評分結果和兩個時間節點上家長和老師報告的兒童的內隱行為都沒有關系。

通過協方差(ANCOVA)分析，根據CBCL外顯問題行為分量表的分數截點的結果，探究其與Observer是否存在顯著差異。兒童智商、母親受教育程度、家庭環境與兒童年齡作為外顯行為截點的協變量(見表4)，協方差結果顯示依然具有顯著差異。雖然處于臨床截點之上的兒童在Observer上均分較高，就行為結果來看Observer得分表現出一定的可預測性。

綜上，在本研究中，通過預測教師報告的兒童的外顯行為，Observer行為觀察系統證實了之前研究中所表明的兒童早期困難表現和之后的兒童行為問題間的聯系。而Observer行為觀察系統的評分和老師及家長報告的兒童外顯行為間的聯系也證明了該系統不僅能對當前兒童的問題進行評分，而且能夠預測將來兒童的問題行為，即使評分人不同。

5 心理學其他領域中的應用

Observer行為觀察系統具有強大的數據采集、離線和在線分析功能，因此被廣泛應用心理學各個研究領域(見圖2)。

(1) 教育心理學中的應用。Observer系統可以應用于課堂觀察。課堂觀察方法近年來在課堂研究中廣為運用，并取得一些成效，其主要目的指向教學有效性和學生學業成就的提高[9]。課堂觀察技術本來部分就是從行為科學、行為觀察的技術中借鑒而來，借助于Noldus Observer 5.0 分析軟件[10]，對教師手勢語進行觀察。結果發現：教師隨意性手勢的使用頻率和持續時間都高于功能性手勢的使用；隨著教師獲獎等級的提高，不論是手勢語的總體使用還是隨意性手勢語的使用上，都呈上升的趨勢；優秀教師更加注重手勢語與傳統板書教學的結合[11-12]。Observer行為觀察系統可以對所要觀察的行為進行事先編碼，通過設定好的快捷鍵或者鼠標對在自然情境下拍攝的行為進行記錄分析[13]。使用Observer 軟件觀察既減少了對觀察者當前活動的干擾，又能保證分析的客觀性和準確性。這對觀察注意力容易被環境中新異刺激吸引的幼兒來說尤為重要[14]，Observer行為觀察系統可以在最大程度上使我們確保想要觀察的行為不受到觀察環境中額外變量的影響。

表2 相關矩陣

*P<0.05，**P<0.01

表3兒童在CBCL量表上的分數截點和他們在Observer觀察系統上得分的標準差相關

正常范圍(0～65)邊界(65～70)臨床診斷(70+)1SD2SDs1SD2SDs1SD2SDsCBCLT1 外顯76239%4%50%50%0%0% 內隱75519%5%20%0%20%0%CBCLT2PRF 外顯722711%6%50%50%0%29% 內隱684913%3%25%0%0%22%CBCLT2TRF 外顯726311%5%17%0%67%0% 內隱689414%6%0%0%0%0%

注:表中“%”為高于Observer均值百分比

表4 教師和母親報告的外顯行為

*P<0.05，**P<0.01

(2) 人因工程學中的應用。人因工程學是研究人和機器、環境的相互作用及其合理結合，使設計的機器和環境系統適合人的生理、心理等特點，達到在生產中提高效率、安全、健康和舒適目的的一門科學。在人因工程學領域，可以有效地利用Observer行為觀察分析系統來收集、統計和分析受測試者在人機交互作用過程中的行為指標，推斷受測試者的心理狀態[15]，進而對機器進行改進，使人在使用過程當中更加安全健康和舒適。尤其在典型的太空飛行、深海潛艇作業等仿真實驗中，身處其中的被試心理狀態與行為活動與在實際系統中是基本相同的，人機系統相互作用程度比較大、相互依賴性比較強，在人機交互系統中利用Observer行為觀察分析系統對被試者的行為進行同步地采集和處理，可以非常準確地去推定人處于實際的復雜系統中的行為反應和狀態。

(3) 體育心理學中的應用。人的心理狀態可以通過行為反映出來，運動員亦是如此，行為是體育運動及競技比賽中是運動員心理狀態的最明顯的表現形式，是反映運動員在比賽中心理狀態的晴雨表，從運動員特定的行為可以間接了解運動員的心理狀態[16]。世界頂尖級運動員在比賽中的特定行為具有較強的代表性，如果可以對他們的行為特點及頻率進行分析，推測其在臨場競技中的狀態，進而分析其心理狀態，能為其他運動員的訓練和比賽提供參考[17-18]。

(4) 工業心理學中的應用。在工業心理學中主要用于對產品性能進行測試。有研究者通過Observer動作分析系統，以操作時間與操作路徑長度作為測試指標。對諾基亞3100與托普MT58兩款手機進行可用性測試[19]。通過測試中的被觀察者使用手機行為的觀察記錄研究論證用戶績效測試方法，進而對產品可用性評估的有效性，同時，在觀察系統中定義“操作路徑長度”為一個單獨觀測變量，作為手機操作的評價指標，可以更準確地評價手機的可用性水平。

(5) 臨床心理治療中的應用。比較 Observer行為觀察系統和診所/臨床對于精神病和狂躁癥病人的打分發現，臨床觀察者通過積極癥狀評價量表、消極癥狀評價量表以及狂躁評價量表來對住院病人進行評分，同時經過訓練的研究者在同1天對病人通過行為觀察系統進行評分。結果證明了該系統的有效性，并且證明了可以通過該系統來對精神病和狂躁癥病人的行為來進行評價。

(6) 心理學科研合作方面的應用。使用Observer行為觀察系統可以有效地開展、促進心理學不同領域之間的合作。研究者們無須擔心如何在不同的項目之間劃分編碼工作。研究負責人可以使用完全許可證建立一個主要項目，作為研究主題，并統一對觀察行為代碼的使用，然后，在不同項目和不同工作站之間相互交換編碼方案和觀察結果。不同的研究人員可以取得副本并使用簡單編碼版來編碼行為。即使在受限制的環境和時間下，積累行為編碼的工作也可以同時開展。不同部分完成觀察后，負責人可以將所有的數據都重新導入主要項目，進行綜合分析。

圖2 Observer行為觀察系統在心理學領域中的應用

6 結 語

近些年來，各科研機構和高校對實驗室建設投入逐步加大，實驗教學設備得到較大的更新[20-21]，Observer行為觀察系統也越來越受到各行各業的關注。縱觀已有研究，國內主要以基礎研究為主，記錄分析各種活動，例如：吃、喝、睡、臥、談話、表情、行走、奔跑等；記錄被研究對象各種行為發生的時刻、持續時間和發生次數，然后進行統計處理研究。隨著計算機和材料技術日新月異的發展，Observer行為觀察系統的記錄精確度越來越高、質量越來越輕(如便攜式行為觀察系統，Pocket Observer等)，視頻分析技術也越來越趨于成熟。因而，隨著產品的制造成本降低，Observer行為觀察系統已經成為行為研究的常規工具，國內的許多科研機構和高校都相繼購置Observer行為觀察系統并開展所對應的研究。許多研究者也在關注基礎研究的同時，更加關注其在應用研究領域中的使用，譬如，應用于心理學、人因工程、產品可用性測試、人機交互等領域的實驗研究等。Observer行為觀察系統已經形成了比較穩定的行為研究的各個組成要素，今后的研究應當逐步完善更加貼近應用型研究特點，具有較高信度和效度的行為測評指標體系。此外，大力推動實驗室信息化建設，可以構建實驗設備的共享管理模式，實現網上預約，進一步提高實驗設備的使用效率[22]。

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