Observer行为观察系统及其在心理学中的应用

薛 艳, 陈庆荣

(南京师范大学 心理学院,江苏 南京 210097)

0 引 言

Observer行为观察分析系统是研究人类行为的标准工具，也是一套专业用于收集、分析和演示观察数据且操作简便的行为事件记录软件[1]。该系统可以与许多实验设备兼容，用来记录被研究对象的动作、姿势、运动、位置、表情、情绪、社会交往和人机交互等各种行为及其发生时刻，并且能够在记录的基础上将观察视频导入分析系统，然后对观测数据进行收集、管理、编码和分析的标准化平台，再进行统计处理，得到分析报告[2-3]。诞生20多年来，该系统广泛应用于众多科学研究领域，成为进行各类行为科学研究的有效和标准化工具。因此，本文在对已有文献进行系统检索、阅读和分析的基础上，阐述了Observer行为观察系统的型号、基本模式、使用步骤及典型的Observer行为观察系统实验室。笔者将该系统运用于发展心理学的研究中，如：用来预测儿童童年中期的外显行为;分析该系统是否能够根据当下儿童的行为表现来预测其今后可能发生的问题行为，并介绍了Observer行为观察分析系统在心理学其他应用领域中的典型研究。这有助于国内相关领域的研究者进一步认识 Observer行为观察分析系统的特点和机制，从而推动该系统在不同领域中的应用。

1 型号及基本模块

Observer行为观察分析系统分为3种型号：Observer XT Basic，Observer XT Mobile和Observer XT Video。Observer XT Basic行为观察分析系统为一套行为记录统计分析软件，研究人员事先将被研究对象的行为进行编码，行为发生过程中研究人员将观察到的行为按编码输入计算[2]。Observer XT Mobile 行为观察分析系统由一套行为统计分析软件和一个手持式数据输入器Psion Workabout MX构成，通过将被研究对象的行为以编码方式手动输入数据输入器，之后再传输到计算机。Observer XT Video行为观察分析系统采用音频视频记录设备将被研究对象的各种行为活动摄录下来，以视频文件方式存储在计算机中。Observer XT软件可以打开此MPG文件进行录像回放，软件通过编码识别各种行为后进行分类整理统计分析从而得到行为报告。Observer XT Video可以与生理仪和眼动仪等外部设备同步记录行为并读入被观察者的生理信号和注视位置以便综合分析被观察者的各种行为[3]。 一般而言，Observer XT软件由6个基本模块构成：基本模块、视频模块、多视频扩展模块、外部数据模块、抓屏模块和移动模块[4]。

2 基本模式和使用步骤

Observer有4种基本模式，其作用在于确定对象之间的关系，当一个目标对象状态发生变化时，所有依赖于它的对象都能得到通知并自动更新[5]。包括主体类(被观察者类)、观察者类、具体主体类和具体观察者类。

Observer采用项目的形式工作 ，一个项目包括编码方案和自变量，也可以包括多个观测试验[6]。具体使用Observer行为观察系统时采取如下步骤：①建立和详细说明观测来源。当创建新项目时，会出现Project Setup窗口，研究者可在该窗口中或Project 浏览器中，点击Observation Sources打开观测源，并对观测源进行详细规定。②定义编码方案，确定观测的重要独立变量。Observer行为观察系统可定义两类行为：延续性事件和短暂性事件。研究者可给延续性事件定义Start键和Stop键。若一个延续性事件属于一组互斥行为，只需定义Start键。③实验观测，收集数据，选择数据。研究者根据记录数据的方式，从“Setup”(设置)菜单选择“Observation Settings”，调整实验观测设置，记录延续性和短暂性事件。当需要按类别分析一些事件或是组群时，采用数据归组的方法；当需要分析特定事件或种类时，采用数据筛选的方法。④可视化数据。创建一个图表，展示所记录的事件与时间之间的关系，从“Analyze”菜单，选择“Visualize Data可视化数据”项，选择所需要可视化的实验观测，最后点击“OK”键。可视化后数据以不同的色条显示，水平代表延续性事件，垂直代表短暂性事件。⑤计算统计参数。研究者可通过行为分析和序贯分析，计算统计参数。采用行为分析时，可计算行为的平均持续时间或者行为的总频率等参数；采用序贯分析时，可计算在某个间隔或一个时间系列中，各对事件之间过渡的频率[7]。

3 典型的Observer行为观察系统实验室

对人和动物的行为进行科学系统的分析研究，建立行为观察实验室是最佳选择。Observer行为观察记录分析系统是该实验室的核心部分，该系统可将实验室所有设备整合而一起工作[8]。它将多模块数据采集同步化，包括视频和音频数据流、生理数据、眼动数据以及其他数据，使研究者可以完整地看到试验条件、行为、生理反应之间的关系(见图1)。

图1 典型Observer行为观察系统实验室结构图

典型的Observer行为观察系统实验室的构成如下：行为观察记录分析系统The Observer XT 2套，行为型式分析系统 Theme 1套，电脑2台，监视器若干，摄像机及摄像头若干，视频混合和控制系统1套，双向音频混合和放大系统1套，便携设备摄像头1套，生理数据采集设备(如MindWare)1套，眼动仪(如SMI 或 Tobi)1套，设备柜1个。

4 预测教师对儿童外显行为报告的研究

笔者运用Observer行为观察系统预测儿童童年中期的外显行为。在初次评测的2年之后，运用该系统预测幼儿园儿童的外显行为和内隐行为。该测量方法主要是通过在儿童家中12 min的视频，对儿童的破坏性、非抱怨性和无反应行为进行采样和评测，预测儿童入学后家长和老师报告的儿童行为问题的得分。该系统能够预测教师对儿童外显行为的打分，而家长对于儿童的报告却不能预测教师对于儿童行为的打分。说明了该系统在检查儿童长期的问题行为延续性方面的重要性和实用性。

实验方法：被试56名，30名女孩，26名男孩，被试的年龄在3岁以上。由经过训练的观察者拍摄12 min的录像，记录下儿童和母亲在一系列自由活动和半结构化任务中的表现。运用Observer行为观察系统，可以观测到当儿童与他们的监护人(父母)在3个连续的半结构式的任务中进行互动时，通过该系统来进行评价，对其心情、活跃程度、情绪的延续性、适应性等级、言语反应和对玩具的接近6个层面来打分(见表1)。在第一阶段，笔者邀请儿童玩耍一组全新的玩具，儿童和其监护人进行4 min的自由玩耍。这些玩具是根据年龄设置的，包含了一个玩具电话，一个洋娃娃，一套玩具餐具，两本图片书和一套积木。然后监护人被要求填写一份表格(这样监护人就不能陪同儿童玩耍)，这个观察阶段持续4 min。最后一个观察阶段持续4 min，监护人和儿童用家中本来的玩具进行游戏。然后由经过训练的观察者通过录像来进行打分。

表1 Observer行为观察系统打分项目的描述

在第一次进行观测时，由儿童的监护人填写一份Child Behaviour Checklist(CBCL)——父母报告表格，CBCL 2～3用于2～3岁的儿童。第二个时间点(第一次观测2年后)，由教师和监护人填写CBCL家长报告表格和教师报告(CBCL-PRF and CBCL-TRF)儿童外显和内隐行为量表。第一次测试(时间节点1)在儿童家中进行，首先通过电话征求家长的同意，然后笔者前往儿童家中，指导家长填写量表并进行摄像记录，用以进行行为观察评分。第二次测试(时间节点2)在2年后进行，参与的家庭通过电话回答一系列问题，并填写一系列问卷，评价儿童在学校的表现。同时，儿童的老师也要填写一系列的关于儿童的问卷，包括CBCL-TRF，学期结束时，笔者获取儿童的报告卡(类似于成绩报告单)。

结果发现，Observer行为观察系统的评分结果和时间节点2上家长和教师报告的儿童外显行为有联系(见表2、表3)，但和时间节点1家长报告的外显行为没有关联。该系统的评分结果和两个时间节点上家长和老师报告的儿童的内隐行为都没有关系。

通过协方差(ANCOVA)分析，根据CBCL外显问题行为分量表的分数截点的结果，探究其与Observer是否存在显著差异。儿童智商、母亲受教育程度、家庭环境与儿童年龄作为外显行为截点的协变量(见表4)，协方差结果显示依然具有显著差异。虽然处于临床截点之上的儿童在Observer上均分较高，就行为结果来看Observer得分表现出一定的可预测性。

综上，在本研究中，通过预测教师报告的儿童的外显行为，Observer行为观察系统证实了之前研究中所表明的儿童早期困难表现和之后的儿童行为问题间的联系。而Observer行为观察系统的评分和老师及家长报告的儿童外显行为间的联系也证明了该系统不仅能对当前儿童的问题进行评分，而且能够预测将来儿童的问题行为，即使评分人不同。

5 心理学其他领域中的应用

Observer行为观察系统具有强大的数据采集、离线和在线分析功能，因此被广泛应用心理学各个研究领域(见图2)。

(1) 教育心理学中的应用。Observer系统可以应用于课堂观察。课堂观察方法近年来在课堂研究中广为运用，并取得一些成效，其主要目的指向教学有效性和学生学业成就的提高[9]。课堂观察技术本来部分就是从行为科学、行为观察的技术中借鉴而来，借助于Noldus Observer 5.0 分析软件[10]，对教师手势语进行观察。结果发现：教师随意性手势的使用频率和持续时间都高于功能性手势的使用；随着教师获奖等级的提高，不论是手势语的总体使用还是随意性手势语的使用上，都呈上升的趋势；优秀教师更加注重手势语与传统板书教学的结合[11-12]。Observer行为观察系统可以对所要观察的行为进行事先编码，通过设定好的快捷键或者鼠标对在自然情境下拍摄的行为进行记录分析[13]。使用Observer 软件观察既减少了对观察者当前活动的干扰，又能保证分析的客观性和准确性。这对观察注意力容易被环境中新异刺激吸引的幼儿来说尤为重要[14]，Observer行为观察系统可以在最大程度上使我们确保想要观察的行为不受到观察环境中额外变量的影响。

表2 相关矩阵

*P<0.05，**P<0.01

表3儿童在CBCL量表上的分数截点和他们在Observer观察系统上得分的标准差相关

正常范围(0～65)边界(65～70)临床诊断(70+)1SD2SDs1SD2SDs1SD2SDsCBCLT1 外显76239%4%50%50%0%0% 内隐75519%5%20%0%20%0%CBCLT2PRF 外显722711%6%50%50%0%29% 内隐684913%3%25%0%0%22%CBCLT2TRF 外显726311%5%17%0%67%0% 内隐689414%6%0%0%0%0%

注:表中“%”为高于Observer均值百分比

表4 教师和母亲报告的外显行为

*P<0.05，**P<0.01

(2) 人因工程学中的应用。人因工程学是研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适目的的一门科学。在人因工程学领域，可以有效地利用Observer行为观察分析系统来收集、统计和分析受测试者在人机交互作用过程中的行为指标，推断受测试者的心理状态[15]，进而对机器进行改进，使人在使用过程当中更加安全健康和舒适。尤其在典型的太空飞行、深海潜艇作业等仿真实验中，身处其中的被试心理状态与行为活动与在实际系统中是基本相同的，人机系统相互作用程度比较大、相互依赖性比较强，在人机交互系统中利用Observer行为观察分析系统对被试者的行为进行同步地采集和处理，可以非常准确地去推定人处于实际的复杂系统中的行为反应和状态。

(3) 体育心理学中的应用。人的心理状态可以通过行为反映出来，运动员亦是如此，行为是体育运动及竞技比赛中是运动员心理状态的最明显的表现形式，是反映运动员在比赛中心理状态的晴雨表，从运动员特定的行为可以间接了解运动员的心理状态[16]。世界顶尖级运动员在比赛中的特定行为具有较强的代表性，如果可以对他们的行为特点及频率进行分析，推测其在临场竞技中的状态，进而分析其心理状态，能为其他运动员的训练和比赛提供参考[17-18]。

(4) 工业心理学中的应用。在工业心理学中主要用于对产品性能进行测试。有研究者通过Observer动作分析系统，以操作时间与操作路径长度作为测试指标。对诺基亚3100与托普MT58两款手机进行可用性测试[19]。通过测试中的被观察者使用手机行为的观察记录研究论证用户绩效测试方法，进而对产品可用性评估的有效性，同时，在观察系统中定义“操作路径长度”为一个单独观测变量，作为手机操作的评价指标，可以更准确地评价手机的可用性水平。

(5) 临床心理治疗中的应用。比较 Observer行为观察系统和诊所/临床对于精神病和狂躁症病人的打分发现，临床观察者通过积极症状评价量表、消极症状评价量表以及狂躁评价量表来对住院病人进行评分，同时经过训练的研究者在同1天对病人通过行为观察系统进行评分。结果证明了该系统的有效性，并且证明了可以通过该系统来对精神病和狂躁症病人的行为来进行评价。

(6) 心理学科研合作方面的应用。使用Observer行为观察系统可以有效地开展、促进心理学不同领域之间的合作。研究者们无须担心如何在不同的项目之间划分编码工作。研究负责人可以使用完全许可证建立一个主要项目，作为研究主题，并统一对观察行为代码的使用，然后，在不同项目和不同工作站之间相互交换编码方案和观察结果。不同的研究人员可以取得副本并使用简单编码版来编码行为。即使在受限制的环境和时间下，积累行为编码的工作也可以同时开展。不同部分完成观察后，负责人可以将所有的数据都重新导入主要项目，进行综合分析。

图2 Observer行为观察系统在心理学领域中的应用

6 结 语

近些年来，各科研机构和高校对实验室建设投入逐步加大，实验教学设备得到较大的更新[20-21]，Observer行为观察系统也越来越受到各行各业的关注。纵观已有研究，国内主要以基础研究为主，记录分析各种活动，例如：吃、喝、睡、卧、谈话、表情、行走、奔跑等；记录被研究对象各种行为发生的时刻、持续时间和发生次数，然后进行统计处理研究。随着计算机和材料技术日新月异的发展，Observer行为观察系统的记录精确度越来越高、质量越来越轻(如便携式行为观察系统，Pocket Observer等)，视频分析技术也越来越趋于成熟。因而，随着产品的制造成本降低，Observer行为观察系统已经成为行为研究的常规工具，国内的许多科研机构和高校都相继购置Observer行为观察系统并开展所对应的研究。许多研究者也在关注基础研究的同时，更加关注其在应用研究领域中的使用，譬如，应用于心理学、人因工程、产品可用性测试、人机交互等领域的实验研究等。Observer行为观察系统已经形成了比较稳定的行为研究的各个组成要素，今后的研究应当逐步完善更加贴近应用型研究特点，具有较高信度和效度的行为测评指标体系。此外，大力推动实验室信息化建设，可以构建实验设备的共享管理模式，实现网上预约，进一步提高实验设备的使用效率[22]。

[1] 韩映虹，赖 洁，梁 霄，等．布质书和纸质书对2～3 岁幼儿阅读效果的影响[J]．学前教育研究， 2012(5)：8-16．

HAN Ying-hong，LAI Jie，LIANG Xiao，CHANG Ming. The influence of books made of cloth and paper on the reading effects of children between 2 and 3 years old. [J]. Studies in Preschool Education, 2012(5):8-16.

[2] Tare M，Chiong C，Ganea P，etal. Less is more: How manipulative features affect children’s learning from picture books[J].Journal of Applied Developmental Psychology, 2010,31: 395-400.

[3] Johnson J E. Play，development，and early education[M]. Allyn & Bacon，2004.

[4] Patrick Zimmerman.BIOPAC MP system:The Observer XT 11 Technical Note[M]．Noldus Information Technology b.v.2012,4-11．

[5] Olga Krips. he Observer XT 11 Quick start Guide Human_Chinese[M]．Noldus Information Technology b.v.2012,7-37．

[6] Hebert J，Attridge C. A Guide for Developers and Users of Observation Syestems and Manuals[J].American Educationnal Research Journal，1975，12(1):6-8.

[7] Fabrizio Grieco, Leanne Loijens, Patrick Zimmerman. Tobii Studio The Observer XT 11Technical Note[M]. Noldus Information Technology b.v.2012，13-20．

[8] 贾丽虹．浅谈Observer 设计模式及其应用[J]．大众科技， 2006，(6)：72-74．

JIA Li-hong. A brief look of Observer design pattern and its application [J].Public Technology,2006(6)：72-74．

[9] 陈 瑶．课堂观察：限度及其问题[J]．上海教育科研，2011(1)：68-72．

CHEN Yao. Observation in class: Limitation and problems [J]. Science and Research of Education in Shanghai, 2011(1)：68-72．

[10] 陈 韬．“弗兰德互动分析系统”在课堂教学中的应用[J]．职业教育研究，2007(4):111-115．

HEN Tao. The application of ‘Friend interaction analysis system’ in teaching in class[J]. Research in profession education, 2007(4):111-115．

[11] 白学军，梁菲菲．不同获奖等级青年教师手势语的量化研究[J]．宁波大学学报， 2009(8):49-54．

BAI Xue-jun, LIANG Fei-fei. The quantitative research on the gestures of young teachers of different award levels[J]. Journal of Ningbo University, 2009(8):49-54．

[12] CHURCH R B, AYMAN-NOLLEY S, MAHOOTIAN S. The role of gesture in bilingual education: does gestureenhance learning?[J].International Journal of Bilingual Education and Bilingualism, 2004(7): 303-319.

[13] 王冬兰，郭 猛，严燕华．弗兰德斯互动分析系统在幼儿园集体教学中的应用[J]．学前教育研究，2009(8)：3-8．

WANG Dong-lan, GUO Meng, YAN Yan-hua. The application of Friend interaction analysis system in collective education in kindergarden[J]. Studies in Preschool Education, 2011(3)：248-254．

[14] 于 珩，张明浩．婴儿气质的实验室观察与母亲报告的一致性及其影响因素研究[J]．心理发展与教育，2011(3)：248-254．

YU Yan,ZHANG Ming-hao. The consistency of babies’ disposition observed in laboratory and reported by mothers and the research of the affecting factors [J]. Psychological Development and Education, 2011(3)：248-254．

[15] 崔 凯，孙林岩．浅谈人因工程实验室建设[J]．实验室研究与探索， 2011(8)：186-189.

CUI Kai, SUN Lin-yan.A brief look into the laboratory construction of human factors engineer [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2011(8)：186-189.

[16] 张松林，张 忠．世界顶级男子跳水3M板运动员奥运会决赛面部表情特征研究[J]．中国体育科技，2012(3)：59-63．

ZHANG Song-lin, ZHANG Zhong. The research of facial expressions of top The men’s diving 3 m board in Olympic finals [J]. The Chinese Sports Science and Technology, 2012(3)：59-63．

[17] 张忠秋，赵国明．中国跳水队备战北京奥运会的心理训练与监控[J]．体育科学，2009(11)：248-254．

ZHANG Zhong-qiu, ZHAO Guo-ming. The psychological training and observation for Chinese diving team preparing for BeiJing Olympic Games [J]. China Sport Science, 2009(11)：248-254．

[18] 邱卓君，陈文琦．教练员训练行为观察系统的实验研究[J]．武汉体育学院学报，1993(4)：49-54．

QIU Zhuo-jun,CHEN Wen-qi. The research of observer system in coach training [J]. Journal of Wuhan Institute of Physical Education, 1993(4)：49-54．

[19] 葛列众．手机可用性的绩效评估实验[J]．人类工效学，2006(12)：8-10．

GE Lie-zhong. The performance evaluation research of cellphones’ usability [J]. Ergonomics, 2006(12)：8-10．

[20] 付庆玖．高等教育创新性实验教学体系的探索[J]．实验室研究与探索，2009，28(6)： 14-16．

FU Qing-jiu. The discovery of innovative experimental teaching system for higher education[J]. Research and Exploration in Laboratory, 2009，28(6)： 14-16．

[21] 李 丁，曹 沛，王 萍，赵建新．开放式实验教学模式的研究与实践[J]．实验室研究与探索，2010，29(2)： 91-93．

LI Ding, CAO Pei, WANG Ping, ZHAO Jian-xin. Research and practice of open experimental teaching pattern[J]. Research and Exploration in Laboratory, 2010，29(2)： 91-93．

[22] 蒋妍妍．高校实验室建设的探讨[J]．实验室研究与探索，2013，32(11)： 472-475．

JIANG Yan-yan. The discussion of the construction of laboratory in colleges and universities[J]. Research and Exploration in Laboratory, 2013，32(11)： 472-475．