书写行为的研究,包括认知活动、肌动协调以及人与工具的配合,是一内容丰富的研究领域。从功效学的角度来看,书写是最简单的一种人与工具协和的控制体系,此控制体系可分为书写者、书写工具及书写环境三方面来讨论。因此,对书写行为的研究亦可以从书写工具着手。笔是书写必备的工具,对书写工具的研究也以笔为重点。过去对一般书写所用的硬笔研究颇多; 但对于书法所用的毛笔,其书写的效应如何,与其他种类之硬笔比较下的差异如何,则文献中尚未见有系统的记载。本节列出数个与此有关的实验,其结果不仅对于书写的学习有所影响,对于书写者在身心活动上的效应,亦是不容忽视。
        毛笔与签名笔之比较。本实验初步探讨毛笔与其他种类书写用笔在书写效应上的差异,比较以毛笔与一种硬笔书写时的心理生理反应。所采用的硬笔为笔尖大小与中楷毛笔相似的签名笔,因此在描写刺激字时,不会有因笔尖大小不一致而造成差异的问题。
        资料分析后有以下主要发现:用毛笔书写时,其对心理生理反应的减缓效果,大于用签名笔书写,且差异达到统计上的显著性,结果说明毛笔的柔软特性的确会造成书写上的特殊效果。由于需要高度的注意力,故对心脏活动的减缓,具有更大的效用,亦即以毛笔作为书写工作,其效果较使用硬笔为优。
        结果亦发现书写汉字时,其对心理生理反应的减缓效果,大于用书写英文字时,且无论使用毛笔或硬笔都出现相同的现象,此结果说明书写对于心理生理反应的缓和效果,是一个一般性的现象,不只是限于书写汉字。然而,汉字由于其文字本身的特性,所造成的效果更佳。所以文字特色也会影响书写行为。
        实验一: 毛笔硬度对书写者的效应。
        曾有研究指出书写工具的设计会影响书写的表现,笔者发现就书写速度而言,圆珠笔所需时间最少,绒头笔及铅笔需较多时间,而钢笔所需时间最多;但就书写笔压而言,各种笔的笔压由小而大依次为:绒头笔最小,钢笔与铅笔相等次之,圆珠笔笔压最大。亦有研究发现笔尖形状的差异也会影响书写表现,倾斜笔尖的书写时间较直笔尖为短,而直笔尖的书写时间又较弯曲笔尖为短。笔者在一篇书写功效学的总结报告中认为,书写疲倦与书写工具各部分的设计有关。较小的握柄、不良的笔尖,都会导致握笔的压力增加,笔压亦随之增加,因此而导致疲倦、手指僵硬以及束缚感;很可能笔尖愈硬,则笔压愈大,所造成的书写的不舒适也愈大。因此,用硬笔书写可能较为紧张,而用软笔书写则可能较为松弛。为了要看看笔尖的硬度是否会影响生理活动,本实验选用了三种毛笔,分别用三种不同的动物毛制成。其硬度依次为:硬、中等、软。
        资料分析后有以下之主要发现: 无论使用何种毛笔书写,书写时的心律活动都较书写前后的休息时间缓和。
        当使用软及中度毛笔书写时的平均IBI较高,而以硬度毛笔书写时的平均IBI较低。比较各组平均数差异,发现硬度与中度毛笔间的差异达显著水准,硬度与软度毛笔间的差异亦达显著水准,但在中度与软度毛笔之间,却无显著影响。因此,实验证明笔尖硬度会影响写书法时的心律量,亦即使用中度与软度毛笔书写时的心律减缓程度,显著地大于用硬度毛笔。这与用毛笔书写时的心律减缓程度大于用硬笔书写的结果是一致的。亦即书写工具愈柔软,手部移动时所需的控制愈多,因此也就需要格外注意才能有效地执行书写活动。
        实验一: 毛笔笔尖大小对书写的影响。
        实验二: 发现毛笔笔尖硬度对书写时的心律变化有不同的影响,本实验则欲探讨毛笔笔尖的大小是否会影响心律。因此,测量受试用由大到小不同笔尖的毛笔摹写刺激字时,其心生理变化如何。刺激字的大小保持一致。
        实验被试总计有取自中国大学的十六位中国男性大学生,平均年龄为20.9岁,均无任何书法经验。实验程序及资料之获取方法,与前此的研究方法相同。所用的刺激字与实验一相同,被试用小、中、大三种尺寸的白狼毫笔将二十个刺激字摹写三次,摹写的次序是随机安排的。小、中、大三种尺寸的笔尖大小分别为6.3mm、6.45mm、7.85mm,而笔尖的长度则分别为36mm、38mm、37mm。
        资料分析后有以下之主要发现: 无论使用何种毛笔书写,书写时的心律都较书写前后的休息时间缓和。
        笔尖大小的平均IBI差异未达统计上的显著性,但亦有一般趋向。可见,用中笔尖毛笔书写时的平均IBI略高于用大笔尖及小笔尖毛笔(亦即心律较低),表示笔尖大小的确有可能会影响心律,后续研究可扩大笔尖大小的差异范围,作进一步的探讨。
        虽然笔尖大小对心律的影响未达统计上的显著程度,但仍有一趋向:用中毛笔书写时的心律减缓程度,大于用大及小毛笔书写。这可能是因为当毛笔笔尖太大时,无法做到摹写大小笔划不同的汉字所需要的紧密与精密的肌肉控制,受试一旦明白他无法有效地控制,亦就放弃了书写时的注意与控制,他们可能沾上大量墨汁随意地书写。另一方面,当毛笔笔尖太小时,也无法有效地摹写,因为有些汉字的字迹是较大的。因此写字时最好是使用适合字迹大小的毛笔尺寸。中毛笔因为与字迹的大小较为一致,受试明白他能有效地摹写字迹,故能表现出书写所需的肌肉控制与注意。
        书写工具的研究系属功效学(ergonomics)的范围,所谓功效学简言之即人与工具及环境的最完美配合,以达到有效操作的目的。一般而言,学者对书写的功效学研究尚属草创阶段,但其基本的观点和重要的研究方针已受到普遍的注意。目前在此领域内的探索目标,乃是寻求最有利于操作的工具和设计,以便作选择与改良。
        有关毛笔笔尖的实验,涉及笔头毛的软硬度及笔头的大小尺码问题。从结果可知不同硬度与大小的毛笔,在书写效果上的确有所差别。因此,对儿童、成人、初学书法者以及有经验的书法家来说,所用的毛笔都应各随其特性而有所不同,这是一个值得注意的问题,也是首次出现于文献中的研究报告。
        就毛笔与其他种类笔的比较而言,发现毛笔对缓和心生理反应的效果优于其他种类的笔。这除了更进一步证明不同书写工具对书写者的效应有别外,也符合“工欲善其事,必先利其器”的古训。笔具的选择及应用,对不同的书写者及书写性质,都会有不同的影响,这也是一个值得注意的问题,同时亦是首次出现于文献中的研究报告。