5D Library

第八章 一个可以被推翻的实验：预注册方案 1.0

5D Library › 反闻闻自性 · English

第八章 一个可以被推翻的实验：预注册方案 1.0

前几章提出的假说，只有在可能被推翻时才有意义。这一章把实验方案在收集任何数据之前写下来、公开发表。按照 5D Library 的规则：方案先公开，判定标准先写死，结果不论正负都发表。

注

这是方案的 1.0 版，取代本书样书中的 0.1 草稿。正式开始招募前，会在开放科学框架（OSF，osf.io）免费登记一份不可修改的版本，并把登记编号写进本书的下一个版本。如果登记的方案与本章有任何不同，以登记版为准，并列出差异。

1. 要回答的问题

四周的耳根圆通法练习（第七章），是否比同样四周、用常规指导语练同样歌唱练习，更能改善业余歌者的音准？

2. 为什么这样比较

最显而易见的比较——练与不练——只能说明练习有用。这里的问题要窄得多：这个方法关于注意力的指导（解耦、反闻、从内在的音起音），是否在「唱」本身之外还增加了什么。所以两组每天唱同样的练习、同样的时长，只有指导语不同。

3. 假说与判定标准

假说 · 尚未验证

主要假说：四周后，在考虑每个人前测误差的前提下，练习组的音准误差（中位绝对误差，单位音分）低于对照组。

判定：用协方差分析比较两组的后测误差，以前测误差为协变量（双侧）。若 p<0.05p < 0.05，且练习组校正后的平均误差比对照组至少低 5 音分，判定假说得到支持；否则判定不支持。这个标准在收集数据前固定，事后不改。

次要假说（会报告，但不用来判定方法是否有效）：

  1. 起音准确度：每个音前 150 毫秒的误差，练习组下降更多。
  2. 用力程度：自评唱歌用力（0–10），练习组下降更多。
  3. 内在参照：凭记忆哼出参照音的误差，练习组下降更多。

4. 受试者

  • 18 至 60 岁的业余歌者，近一年每周至少唱歌一次。
  • 纯音听力筛查：0.5、1、2、4 kHz 双耳听阈均不高于 20 dB HL。
  • 排除：职业歌手；已经学过耳根圆通法的人；自报目前有听力或嗓音疾病的人；做过嗓音手术的人。
  • 伦理：招募之前，方案将提交独立的研究伦理委员会审查；未获批准不开始招募。委员会名称与批准编号将写进 OSF 登记和本书的下一个版本。所有受试者签署书面知情同意书，可随时退出。

5. 分组与干预

受试者用电脑随机分为两组，比例 1:1，采用区组随机，使两组人数保持平衡。

练习组 对照组
练习内容 哼鸣、滑音、持续元音、音阶和一个乐句，如第七章 同样的哼鸣、滑音、持续元音、音阶和乐句
指导语 三个阶段：注意两条路、保持工作音量；注意力放在听而不是做；每个音从内在音高起音 常规指导语：注意正确的气息支撑、放松的下巴和准确的音高
剂量 每天 15 分钟，共 4 周，由录音引导 每天 15 分钟，共 4 周，由录音引导
记录 练习记录（日期、分钟） 练习记录（日期、分钟）

两组的引导录音由同一个声音录制、长度相同，向受试者介绍时用同样积极的措辞，以削弱「某一组期待更高」这种解释。

6. 测量

主要结局：音准，前测、后测各一次。受试者听一个参照音，用 /a/ 唱出同一个音，在自己舒服的音域内共 24 个目标音，按固定的随机顺序。用 Praat 从录音中提取基频；每个音取稳定段（起音后 300 毫秒到结束前 300 毫秒）的中位数，用第二章的公式换算成音分误差；结局取 24 个绝对误差的中位数。

次要结局：

  • 起音准确度：每个音前 150 毫秒的中位绝对误差；
  • 测试后自评的唱歌用力程度（0–10）；
  • 内在参照：前测时选定一个音高，后测时凭记忆哼出，误差以音分计；
  • 若有设备：测试时舌骨上肌群的表面肌电，以及耳声发射的对侧抑制。这些属于探索性指标。

盲法：负责提取音高、计算误差的人只处理编号文件，不知道受试者属于哪一组。

7. 样本量

推导

假设中等效应（Cohen’s d=0.5d = 0.5），显著性水平 α=0.05\alpha = 0.05（双侧），检验效能 0.80.8 (Cohen 1988)。两组比较每组所需人数约为 n≈2(z1−α/2+z1−βd)2+z1−α/224,n \approx 2\left(\frac{z_{1-\alpha/2} + z_{1-\beta}}{d}\right)^2 + \frac{z_{1-\alpha/2}^2}{4}, 最后一项是一个小修正，使正态近似与 tt 检验一致 (Guenther 1981)：

from statistics import NormalDist
import math

def n_per_group(d, alpha=0.05, power=0.80):
    z = NormalDist().inv_cdf
    za, zb = z(1 - alpha / 2), z(power)
    n = 2 * ((za + zb) / d) ** 2 + za ** 2 / 4   # 正态近似 + Guenther 修正
    return math.ceil(n)

for d in (0.5, 0.4, 0.3):
    n = n_per_group(d)
    print(f"d = {d}: {n} per group, {math.ceil(n / 0.85)} to recruit (15% drop-out)")
# d = 0.5: 64 per group, 76 to recruit (15% drop-out)
# d = 0.4: 100 per group, 118 to recruit (15% drop-out)
# d = 0.3: 176 per group, 208 to recruit (15% drop-out)

本研究每组招募 76 人，共 152 人。用前测作校正（协方差分析）通常比这个计算假设的效能更高，所以这个估计是保守的。由于对照组每天也在唱，两组的真实差别很可能小于 d=0.5d = 0.5；若是这样，本研究可能检测不出来，报告会如实说明，而不会声称「不存在效应」。

8. 分析计划

  • 主要分析采用意向治疗原则：所有被随机分组的人都纳入。后测缺失值用多重插补处理（依据前测值和组别）；同时报告仅含完成者的分析。
  • 报告两组的依从性（练习分钟数）；对完成至少 80% 练习的受试者所作的符合方案分析，标为次要。
  • 不做事后亚组分析；任何额外分析都标明为探索性。
  • 数据去除身份信息后以 CSV 公开，连同分析代码和 Praat 设置。

9. 怎样算失败

如果练习组校正后的音准误差没有比对照组至少低 5 音分且 p<0.05p < 0.05，这个方法就没有通过检验。次要结局若朝有利于对照组的方向变化，也算不利于这个方法的证据。失败并不表明经文错了，也不表明「听」不重要；它表明的是：这些指导语、以这种方式练四周，并不能让业余歌者比常规指导唱得更准。知道这一点是有用的，失败会和成功一样醒目地发表。

10. 发表承诺

不论结果是否支持假说，都会：

  1. 作为本书的新版本发布到 Zenodo，获得新的 DOI；
  2. 在 5dlibrary.com 公开原始数据和代码；
  3. 在本书中如实写明，包括「耳根圆通法不能改善音准」这一可能的结论。

小结

  • 方案在收集任何数据之前公开，判定标准事先写死。
  • 两组唱同样的练习、同样的时长，只有指导语不同，所以检验的正是方法关于注意力的指导。
  • 主要结局是以音分客观测量的音准；起音准确度、用力程度和内在参照误差为次要结局。
  • 每组约需 64 人（考虑流失为 76 人）；结果不论正负都会发表。

参考文献

Cohen, Jacob. 1988. Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences. 2nd ed. Lawrence Erlbaum Associates.
Guenther, William C. 1981. “Sample Size Formulas for Normal Theory t Tests.” The American Statistician 35 (4): 243–44.

Fan, Y. (2026). Turning the Hearing Inward: A Bioacoustic Study of the Ergen Yuantong Listening Method [反闻闻自性] (Version 1.0.0). 5D Library. https://doi.org/10.5281/zenodo.23666557 · Licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0).