掩蔽视觉分析在单一被试实验研究中的应用

1、掩蔽视觉分析在单一被试实验研究中的应用摘要视觉分析是单一被试实验研究中主要的数据分析方法，一直以来都被研究者广泛使用。掩蔽视觉分 析方法的产生主要是为了解决由单一被试实验过程中的实验操作以及视觉分析方法等因素可能造成的实验结果分析 不准确的问题，包括实验进行期和数据分析期&该方法将假设检验加入单一被试实验研究中，提高了实验的内在效 度。在实际运用中，与传统的视觉分析相结合，有利于提高对实验结果解释的精确度，同时也有利于研究人员更好地 探讨实验中其他可能存在影响的变量。但视觉分析在实验过程中仍然面临着很多的问题，在实际应用时还应加以注意。关键词掩蔽视觉分析;单一被试实验;操作程序单一被试实验法是

2、一种以少量被试展开实验 研究的研究方法,尤为适用于样本量小、异质性大 的特殊教育研究。视觉分析是单一被试研究中常 用的数据分析方法，它通过可视化的图表数据来判 断干预效果的可靠性或一致性。视觉分析在单 一被试实验中主要起到了指导实验进行和揭示功 能关系的作用，但在实际的操作中也面临着许多问 题。因此，为明确干预效果，避免其他因素的影响， 产生了一种新的视觉分析方法一掩蔽视觉分析 方法(Masked Visual Analysis，简称 MVA)。一、掩蔽视觉分析方法的产生掩蔽视觉分析方法的产生主要是为了解决可 能出现的实验结果分析不准确的问题，这些问题主 要由单一被试实验过程中的实验操作以及视

3、觉分 析方法等因素造成，通常有以下三个方面：第一，单一被试实验中以反应为导向的实验设 计(Response-Guided Experimentation)常常会造成实 验的I型错误，即当某种干预没有效果时，推断其 有效果。以反应为导向的实验设计是指在单一 被试实验过程中，当实验人员发现基线期或干预期 的数据呈现一种不稳定的状态或干预没有达到预 期效果时，实验人员通过延长数据点来获得稳定的 数据模式的做法。Todman等人指出，在以反应为导 向的实验过程中，实验人员倾向于在基线期选择那 些与理想干预效果趋势相反的数据点开始干预，这 种主观地选择数据点开始干预的做法可能会影响 到最终的实验结果。T

4、odman等人做了一个实验, 实验人员依据一条没有干预效果但趋势呈总体上 升的直线设计了一些数据，这些数据随着直线的数 值随机上下波动,但波动的范围稳定在均值为0、标 准差为1-5的范围内。在以反应为导向的实验设计 中,经过视觉分析，这些没有干预效果的数值被认 定为有干预效果。Ridgway指出，在一些相似的数 值出现之后，实验数据很有可能出现递增或者递减 的趋势，而这会影响到实验人员对于干预效果的判 断。Ferron等人使用蒙特卡洛的方法来检验单一 被试实验随机化测试的I型错误。结果显示，以反 应为导向的方法增加了错误分析数据的可能性。第二，传统的视觉分析程序同样会导致实验中 的I型错误。研

5、究表明，视觉分析受到自相关、数 据周期性等数据自身的影响。Allison等人指 出，由于以反应为导向的实验设计中会重复地进行 视觉分析，这在一定程度上又增加了其中的I型 错误T。第三，传统的视觉分析对不同干预效果的敏感 度不同，这可能会影响到对实验结果的判断。传统 的视觉分析对于那些干预效果明显、被试对干预方 法反应较为迅速的实验比较敏感,能够比较准确地 判断干预效果，而对于那些干预效果比较缓慢的实 验就显得不那么敏感S。在此情况下，传统的视觉 分析方法对于那些干预效果不明显的实验结果的 判断，就有可能会产生误差。为解决上述问题,掩蔽视觉分析将假设检验纳 入数据分析当中，使其能够更好地明确自变

6、量和因 变量之间的关系，同时仍然使用视觉分析、以反应 为导向的实验设计，以确保实验的每个阶段呈现出 一种连续可解释的模式。二、掩蔽视觉分析的程序掩蔽视觉分析的程序主要涉及实验进行期和 数据分析期两个部分。（一）实验进行期的掩蔽视觉分析程序实验进行期的掩蔽视觉分析程序的主要特点 是在实验过程中将干预人员与分析人员分离，一方 面避免实验人员的主观因素对实验的影响；另一方 面在以反应为导向的前提下，实施随机化组合，为 数据分析期的假设检验提供条件。如图1所示，以 多基线跨被试实验设计为例，掩蔽视觉分析方法将 实验人员分为两组，一组为干预组,一组为数据分 析组。在实验开始之前，实验人员共同拟定实验细

7、节，进行统一的培训，保证干预与分析的统一性。 在实验的基线期，干预人员将被试的实验数据传达 给分析人员;分析人员在对被试其他信息完全不知 情的情况下,仅凭干预人员传达的数据进行分析， 进而决定是否进行阶段的转换（从基线期到干预 期）。若分析人员经过分析后认为现有数据不稳 定，则要求干预人员继续收集相应的数据，直到产 生稳定的数据模式或者达到数据点收集的上限;若 分析人员认为现有数据比较稳定，确定可以进行阶 段转换，干预人员将随机选取被试进行干预，进入 实验的干预期。在实验的干预期，干预人员和分析 人员同样分开，重复执行上述步骤。在一些采用掩 蔽视觉分析的实验中，干预人员会将收集到的被试 数据交

8、由第三方评定等级，然后再交由分析人员， 这时分析人员依然只凭借传达的数据来确定是否 进行阶段的转换。当需要进行等级评定时,第三方的介入能够使等级评定更加客观。图1多基线跨被试掩蔽视觉分析程序图Byun等人在“反馈干预对北美英语中/r/的语 音错误的影响”的系列研究中采用了掩蔽视觉分析 的方法皿。该系列研究分为三部分,分别探究了视 觉-听觉生物反馈干预技术、超声波生物反馈技术、 电子腭图（EPG）生物反馈技术的干预效果。三部 分实验设计保持一致，均采用多基线跨被试实验设 计。实验选取4名被试。实验开始前研究人员共同 拟定了操作定义。实验在基线期、干预期以及维持 期都会对被试进行音节、词汇、句子的

9、标准化测试。 实验基线期，规定最少收集四个数据点，分析人员 只能要求延长两个数据点。干预人员收集被试数 据后,将收集的结果上传至亚马逊的Amazon Mechanical Turk（简称MTurk）平台进行评定，然后 将评定的结果交由分析人员。当数据呈现出稳定 模式时，分析人员告知干预人员可以随机选取被试 进行干预;若数据出现异常值，分析人员就会要求 干预人员再额外收集两个数据点。如图2所示，在 超声波生物反馈实验基线期收集完四个数据点之 后，被试Katherine显示出异常值，这时分析人员要 求干预人员再继续收集两个数据点。分析人员在 分析完两个数据点之后，观察到数据呈现稳定状 态,这时候便

10、通知干预人员进行干预。干预人员随 后随机选取被试进行干预。因为该实验采用的是 固定时间实验设计，若在额外收集了两个数据点之 后，数据仍然没有达到要求，干预人员仍然会随机 选取被试进行干预。在随后的干预期，重复上述步骤。同时保证在这个过程中,分析人员只能看到被 试在基线期和干预期的数据，但并不知道哪一个被 试接受了干预。在该实验中每个被试都完成了 10 周(20次)的干预。SMOSHJCL%02u。dWo仁ODCLDP1 DP3 DPS图2超声波生物反馈实验基线期图13(二)数据分析期的掩蔽视觉分析程序干预人员在收集完所有数据之后，分析人员根 据实验数据对被试的干预顺序做出猜测，以此进行 假设检

11、验。这里的假设检验主要依据小概率原理, 即在虚无假设前提下，随机试验中某小概率的随机 事件是几乎不可能发生的，但事实上真实发生了， 两者互相矛盾，这时就可以拒绝虚无假设，支持科 学假设。首先根据研究目的提出的科学假设是自 变量与因变量之间存在功能关系，虚无假设即自变 量与因变量之间不存在功能关系。假定虚无假设 成立，即干预不会对因变量产生影响；同时，因为在 干预过程中随机选择被试进行干预，因此分析人员 猜中正确干预顺序的概率P就等于干预人员猜测 的次数a除以所有可能干预顺序的个数n,即 P = a/n&当实验中确定的显著性水平# = 0.05时， 若P = a/n0.05,则该随机事件为大概率

12、事件，大概 率事件在一次随机试验中极有可能发生，事实上也 发生了，故接受虚无假设，拒绝科学假设，即自变量 与因变量之间不存在功能关系。当被试较少时，例 如3名被试进行实验时,可能的干预顺序就有6种, 即n = 6,1/6 = 0.160.05,在这种情况下不可能拒绝 原假设，这时就需要增加“没有人接受干预”一项, 使原本三个排列组合项增加为四个,使可能的排列 组合增加为24种,以此来进行假设检验。图3视觉-听觉生物反馈干预实验结果图14在视觉-听觉生物反馈部分的实验中，分析人 员依据图3对被试干预的顺序进行猜测。第一个被 试Alejandro在前四个阶段数据保持稳定，在第五阶 段开始上升。因此

13、猜测Alejandro是第四个接受干 预的被试;第二个被试Frank在第四阶段显示出干 预效果，但是由于之前阶段数据的变动性较大，所 以不能确定被试是第二个还是第三个接受干预,结 合实验过程中对单词的测试，猜测Frank为第二个 接受干预的被试;第三被试Samantha在第二阶段显 示出干预效果，因此猜测为第一个接受干预的被 试;Tim对干预无反应，但是根据上述三个被试干预 顺序的猜测,分析人员认为Tim为第三个接受干预 的被试。最终分析人员给出的干预顺序为(1) Samantha&( 2) Frank&( 3) Tim、( 4) Alejandro。干预小 组报告该顺序是正确的。在该实验中共

14、有四个被 试，因此共有24种可能的干预顺序,分析人员在第 一次尝试中就说出了正确的干预顺序，因此P = 1/24 = 0.040.05,拒绝因变量与自变量之间无功能 性关系的虚无假设，支持二者之间存在功能关系的 科学假设。以上例子为多基线跨被试情境,在多基 线跨行为以及多基线跨情境中，只需要把随机选择 的被试替换成行为或者情景即可。三、掩蔽视觉分析的特点掩蔽视觉分析与传统的视觉分析都需要将实 验中的一些数据进行可视化，然后进行分析处理。 例如在实验的基线期以及干预期，这两种方法中实 验人员都需要将数据转化为图表进行分析处理，同 样都要依靠分析数据的水平、趋势以及变动幅度等 来做出判断。同时，实

15、验人员在这个过程中都承担 着干预者和分析者两种角色。但二者也有不同。从实验的阶段来看,在干预 期，掩蔽视觉分析与传统的视觉分析相比，最大的 不同在于,干预人员需要随机选取被试，这是进行 假设检验的前提条件。其次,掩蔽视觉分析增加了 假设检验的步骤,加强了其内部效度。从实验人员 角色分工来看，掩蔽视觉分析将实验干预和数据分 析原本附加于一人身上的两种职责拆分开来，干预 人员和分析人员在实验中各司其职。从对实验人 员的技术要求来看,掩蔽视觉分析对分析人员的技 术要求更高。分析人员不仅要通过实验数据判断 干预是否有效，还要通过实验数据判断被试干预的 顺序,实验人员对被试干预顺序的判断,直接影响 到假

16、设检验的结果。这在技术操作上增加了对分 析人员的要求。四、掩蔽视觉分析的评价掩蔽视觉分析方法通过将干预人员与分析人 员分离，引入随机化组合，进而进行假设检验，以此 解决推断统计与传统的视觉分析方法之间的矛盾。 它在与传统的视觉分析相结合时，增加了对结果的 解释性。当两种分析方法得出一致的结果时，掩蔽 视觉分析增强了结果的说服力；当二者结果有差异 时，研究人员会更加关注实验中的其他变量，从而 谨慎地解释实验的结论。例如，在Hua等人的一项 关于重读适应与 回答理解(Reread - Adapt and Answer- Comprehend，简称RAAC)加目标设定的干 预方法对青年智障学生阅读理

17、解能力的影响的研 究中侦，在实验流程上遵循掩蔽视觉分析的实验流 程，在最后实验数据分析时，依据掩蔽视觉分析方 法得出的数据，同样也进行了传统的视觉分析。两 种分析方法都得出了干预与青年智障学生阅读理 解能力之间不存在功能关系的结论。但通过传统 的视觉分析方法发现，干预提高了两名被试的解码 能力。因此，研究人员在对结果进行解释时会更加 谨慎。两种数据分析方法的结合，使研究者得出了 更加详细的实验结果，也为进一步深入分析问题指 引了方向。掩蔽视觉分析也存在一些缺点。第一,单一被 试实验与随机对照组实验不同，单一被试实验具有 形成性的特征，研究中始终伴随着实验决策的进 行。掩蔽视觉分析在实验过程中将

18、干预人员和分 析人员分离，虽然允许以反应为导向进行实验设 计，但在一定程度上降低了实验的灵活性。同时对 实验人员的数量提出了一定的要求，必须具备两名 及以上的实验人员。第二，将掩蔽视觉分析与传统 的视觉分析结合起来对实验结果进行解释时,将掩 蔽视觉分析得到的数据结果直接运用到传统的视 觉分析中，对传统的视觉分析的结果是否有影响以 及影响的程度还有待进一步研究。第三，近年来, 一些研究采用了掩蔽视觉分析的方法：16-17，但该方 法还没有得到广泛的应用，还需要在具体的实践中 不断地检验和完善。第四，掩蔽视觉分析方法侧重 于用概率的方法控制实验中的I型错误，得到准确 的实验结果,但对干预效果量的关注还不够。五、应用建议掩蔽视觉分析方法作为单一被试实验研究中 一种新的数据分析方法，正在逐渐得到运用。 Ferron等人运用蒙特卡罗法对掩蔽视觉分析方法的 多基线单一被试实验设计进行了评估分析，结果表 明，掩蔽视觉分析是一个有价值的方法和数据分析 工具网。该方法将假设检验加入单一被试实验研 究中，增加了实验的内在效度。在实际运用中，将 其与传统的视觉分析方法相结合，有利于提高对实 验结果解释的精确度，同时也有利于研究人员更好 地探讨实验中其他可能存在影响的变量。掩蔽视 觉分析方法与传统视觉分析方法有