热触觉辅助音乐感知实验

1）实验目的

与基于听觉的音乐感知相比，考察被试基于“听-热触觉”双通道交互感知音乐的沉浸感是否增强，研究两者之间的差异如何受热触觉、被试的性别与音乐喜好程度的影响，研究不同情感类型的音乐与热触觉感知如何交互增强被试感知音乐的沉浸感。

2）实验设计

根据本实验的目的，实验中包括4个因素，分别为2个被试间变量（被试的性别与音乐喜好程度）和2个被试内变量（音乐的情感类型、热触觉的情感类型），具体包括以下4个因素：

①被试性别（A），分为男性（A1）和女性（A2）2个水平。

②音乐喜好程度（B），分为喜欢（B1）和一般（B2）2个水平。

③音乐情感类型（C），分为平静的（C1）、欢快的（C2）、愤怒的（C3）和悲伤的（C4）4个水平。

④热触觉的情感类型（D），分为无热触觉（D1）、平静的（D2）、欢快的（D3）、愤怒的（D4）和悲伤的（D5）5个水平。

由于本实验要研究的不仅包含被试间变量，也包含被试内变量，所以本实验基于“重复测量两个因素的四因素混合设计”的实验方法，采用2×2×4×5的被试间与被试内混合设计法。被试间与被试内混合设计法是现代心理学实验中应用最广泛的一种实验设计，兼备被试间设计和被试内设计的优点；与被试间设计相比，混合设计不仅可以节省被试，而且可以更好地控制无关变异，从而获得更好的实验精度。

3）被试人员

根据本实验设计，研究被试是从某高校中随机抽选40位学生，男生和女生各20位，并且男生（A1）或女生（A2）中对音乐喜好程度为喜欢（B1）和一般（B2）的各占一半，共分为4组：

①一组（A1B1）：男生且喜欢音乐的10人。

②二组（A1B2）：男生且对音乐喜好程度一般的10人。

③三组（A2B1）：女生且喜欢音乐的10人。

④四组（A2B2）：女生且对音乐喜好程度一般的10人。

以上4组被试的年龄均为18～23岁，听觉、视觉和左右手手指的热触觉感知正常，无身心健康问题，在实验前被试的情绪正常。

4）实验材料

歌曲：从MediaEval音乐情感数据库中选择4首有代表性的不同情感类型的歌曲，4首音乐的情感空间坐标分别对应音乐效价-激励情感平面的4个象限。数据库中4首长度均为45 s，选择的4首歌曲的特征如表3-4所示。

表3-4　选择的歌曲列表

产生不同情感热触觉的热源：热触觉感知实验系统生成的4种不同情感类型的温度，如本章中表3-3所示。实验过程中，设置如下：平静的情感，温度设置为30℃；欢快的情感，温度设置为40℃；悲伤的情感，温度设置为14℃；愤怒的情感，温度设置为49℃。

其他材料：纸、笔和可视音乐感知实验记录表。

5）实验设备

计算机、高质量的耳机和热触觉感知实验装置，如图2-4（b）所示。

6）实验方法

为避免后效，首先进行无热触觉辅助的音乐情感实验的对照实验，然后出于人道角度考虑，先进行消极类（悲伤的或愤怒的）热触觉辅助音乐情感体验，再进行积极类（平静的或欢快的）热触觉辅助音乐情感体验；主试对不同情感类型的歌曲和不同情感类型的热触觉进行组合，被试佩戴耳机、食指触摸热触觉感知实验装置，主试播放音乐的同时告知被试实验开始。

可视音乐情感体验的沉浸度分为7级，分别为很差（1分）、差（2分）、较差（3分）、一般（4分）、较好（5分）、好（6分）、很好（7分）；每次实验后，被试在热触觉辅助音乐感知实验记录表上填写每次音乐情感体验的沉浸度分值。整个实验过程，每位被试要做20次实验，40位同学共做实验800次；为了避免听觉和热觉疲劳，要求同一被试每2次连续实验的时间间隔至少为1 min。整个实验过程在室温设置在（26±1）℃的实验室完成。

7）实验结果

在本实验的“重复测量两个因素的四因素混合设计”中，为了确定A、B、C和D 4个因素是否对“感知音乐的沉浸感”真的起作用，以及所起的作用是否受其他因素的影响，选用了“重复测量方差分析法”对实验数据进行统计分析，即F检验法。(www.xing528.com)

F检验法是英国统计学家Fisher提出的，又称为差齐性检验，主要通过比较两组数据的方差，以确定它们的精密度是否有显著性差异；至于两组数据之间是否存在系统误差，则在进行F检验并确定它们的精密度没有显著性差异之后，再进行t检验。

（1）主体间效应

根据被试性别和音乐喜好程度随机组成的4个被试组的主体间效应检验结果如表3-5所示，可以得出以下结论：

①被试性别（A）的主效应不显著，F（1，36）=0.032<1，P=0.858>0.05。

②被试音乐喜好程度（B）的主效应不显著，F（1，36）=1.773，P=0.191>0.05。

③被试性别与音乐喜好程度的交互作用边缘效应不显著，F（1，36）=1.969，P=0.169>0.05。

主体间效应检验的以上结果说明：被试性别和音乐喜好程度对被试基于“听-热触觉”双通道感知音乐的沉浸感的影响均不显著。

表3-5　主体间效应的检验结果

（2）主体内效应

根据被试性别和音乐喜好程度随机组成的4个被试组的主体内效应检验结果如表3-6所示，可以得出以下结论：

①音乐情感类型（C）主效应显著，F（3，108）=106.539，P<0.001。

②热触觉的情感类型（D）的主效应显著，F（4，144）=276.516，P<0.001。

③音乐情感类型（C）与热触觉的情感类型（D）的交互作用显著，F（12，432）=310.612，P<0.001。

④音乐情感类型（C）、热触觉的情感类型（D）、被试性别（A）与被试音乐喜好程度（B）之间的三者或四者的交互作用都不显著，它们的P值均大于0.05。

表3-6　主体内效应的检验结果

主体内效应检验的以上结果说明：音乐情感类型和热触觉的情感类型对被试感知音乐的沉浸感的影响显著，并且音乐情感类型与热触觉的情感类型交互作用显著；进一步说明，只有一定情感类型的音乐与特定情感的热触觉辅助才能让被试在音乐情感体验时有强烈的沉浸感。

（3）描述统计

由于被试的性别和音乐喜好程度对感知可视音乐的情感沉浸度影响不显著，在本节只列出了“由音乐情感类型的4个水平（C1～C4）和热触觉情感类型的5个水平（D1～D5）交叉组合构成的变异来源”相关的描述统计，如表3-7和图3-14所示。

表3-7　描述统计

图3-14　音乐情感类型与热触觉情感类型对被试感知音乐的情感体验度的影响

统计结果显示，与仅通过“听觉”单通道感知音乐相比，当音乐的情感类型与热触觉的情感类型一致时，基于“听触觉”双通道感知音乐的沉浸感得到显著增强；当音乐的情感类型与热触觉的情感类型不一致时，基于“听触觉”双通道感知音乐的沉浸感大幅减弱。具体如下：

①当平静类的音乐与平静类的热触觉辅助感知音乐时，被试有最好的情感体验，情感沉浸度为4.925；愤怒类的热触觉辅助感知平静类的音乐时，被试的情感沉浸度低至1.35。

②当欢快类的音乐与欢快类的热触觉辅助感知音乐时，被试有最好的情感体验，情感沉浸度为6.025；悲伤类的热触觉辅助感知欢快类的音乐时，被试的情感沉浸度低至1.9。

③当愤怒类的音乐与愤怒类的热触觉辅助感知音乐时，被试有最好的情感体验，情感沉浸度为6.075；悲伤类的热触觉辅助感知愤怒类的音乐时，被试的情感沉浸度低至1.75。

④当悲伤类的音乐与悲伤类的热触觉辅助感知音乐时，被试有最好的情感体验，情感沉浸度为6.150。欢快类的热触觉辅助感知悲伤类的音乐时，被试的情感沉浸度低至1.7。