書寫行為的研究，包括認(rèn)知活動(dòng)、肌動(dòng)協(xié)調(diào)以及人與工具的配合，是一內(nèi)容豐富的研究領(lǐng)域。從功效學(xué)的角度來看，書寫是最簡單的一種人與工具協(xié)和的控制體系，此控制體系可分為書寫者、書寫工具及書寫環(huán)境三方面來討論。因此，對書寫行為的研究亦可以從書寫工具著手。筆是書寫必備的工具，對書寫工具的研究也以筆為重點(diǎn)。過去對一般書寫所用的硬筆研究頗多； 但對于書法所用的毛筆，其書寫的效應(yīng)如何，與其他種類之硬筆比較下的差異如何，則文獻(xiàn)中尚未見有系統(tǒng)的記載。本節(jié)列出數(shù)個(gè)與此有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果不僅對于書寫的學(xué)習(xí)有所影響，對于書寫者在身心活動(dòng)上的效應(yīng)，亦是不容忽視。
毛筆與簽名筆之比較。本實(shí)驗(yàn)初步探討毛筆與其他種類書寫用筆在書寫效應(yīng)上的差異，比較以毛筆與一種硬筆書寫時(shí)的心理生理反應(yīng)。所采用的硬筆為筆尖大小與中楷毛筆相似的簽名筆，因此在描寫刺激字時(shí)，不會(huì)有因筆尖大小不一致而造成差異的問題。
資料分析后有以下主要發(fā)現(xiàn)：用毛筆書寫時(shí)，其對心理生理反應(yīng)的減緩效果，大于用簽名筆書寫，且差異達(dá)到統(tǒng)計(jì)上的顯著性，結(jié)果說明毛筆的柔軟特性的確會(huì)造成書寫上的特殊效果。由于需要高度的注意力，故對心臟活動(dòng)的減緩，具有更大的效用，亦即以毛筆作為書寫工作，其效果較使用硬筆為優(yōu)。
結(jié)果亦發(fā)現(xiàn)書寫漢字時(shí)，其對心理生理反應(yīng)的減緩效果，大于用書寫英文字時(shí)，且無論使用毛筆或硬筆都出現(xiàn)相同的現(xiàn)象，此結(jié)果說明書寫對于心理生理反應(yīng)的緩和效果，是一個(gè)一般性的現(xiàn)象，不只是限于書寫漢字。然而，漢字由于其文字本身的特性，所造成的效果更佳。所以文字特色也會(huì)影響書寫行為。
實(shí)驗(yàn)一： 毛筆硬度對書寫者的效應(yīng)。
曾有研究指出書寫工具的設(shè)計(jì)會(huì)影響書寫的表現(xiàn)，筆者發(fā)現(xiàn)就書寫速度而言，圓珠筆所需時(shí)間最少，絨頭筆及鉛筆需較多時(shí)間，而鋼筆所需時(shí)間最多；但就書寫筆壓而言，各種筆的筆壓由小而大依次為：絨頭筆最小，鋼筆與鉛筆相等次之，圓珠筆筆壓最大。亦有研究發(fā)現(xiàn)筆尖形狀的差異也會(huì)影響書寫表現(xiàn)，傾斜筆尖的書寫時(shí)間較直筆尖為短，而直筆尖的書寫時(shí)間又較彎曲筆尖為短。筆者在一篇書寫功效學(xué)的總結(jié)報(bào)告中認(rèn)為，書寫疲倦與書寫工具各部分的設(shè)計(jì)有關(guān)。較小的握柄、不良的筆尖，都會(huì)導(dǎo)致握筆的壓力增加，筆壓亦隨之增加，因此而導(dǎo)致疲倦、手指僵硬以及束縛感；很可能筆尖愈硬，則筆壓愈大，所造成的書寫的不舒適也愈大。因此，用硬筆書寫可能較為緊張，而用軟筆書寫則可能較為松弛。為了要看看筆尖的硬度是否會(huì)影響生理活動(dòng)，本實(shí)驗(yàn)選用了三種毛筆，分別用三種不同的動(dòng)物毛制成。其硬度依次為：硬、中等、軟。
資料分析后有以下之主要發(fā)現(xiàn)： 無論使用何種毛筆書寫，書寫時(shí)的心律活動(dòng)都較書寫前后的休息時(shí)間緩和。
當(dāng)使用軟及中度毛筆書寫時(shí)的平均IBI較高，而以硬度毛筆書寫時(shí)的平均IBI較低。比較各組平均數(shù)差異，發(fā)現(xiàn)硬度與中度毛筆間的差異達(dá)顯著水準(zhǔn)，硬度與軟度毛筆間的差異亦達(dá)顯著水準(zhǔn)，但在中度與軟度毛筆之間，卻無顯著影響。因此，實(shí)驗(yàn)證明筆尖硬度會(huì)影響寫書法時(shí)的心律量，亦即使用中度與軟度毛筆書寫時(shí)的心律減緩程度，顯著地大于用硬度毛筆。這與用毛筆書寫時(shí)的心律減緩程度大于用硬筆書寫的結(jié)果是一致的。亦即書寫工具愈柔軟，手部移動(dòng)時(shí)所需的控制愈多，因此也就需要格外注意才能有效地執(zhí)行書寫活動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)一： 毛筆筆尖大小對書寫的影響。
實(shí)驗(yàn)二： 發(fā)現(xiàn)毛筆筆尖硬度對書寫時(shí)的心律變化有不同的影響，本實(shí)驗(yàn)則欲探討毛筆筆尖的大小是否會(huì)影響心律。因此，測量受試用由大到小不同筆尖的毛筆摹寫刺激字時(shí)，其心生理變化如何。刺激字的大小保持一致。
實(shí)驗(yàn)被試總計(jì)有取自中國大學(xué)的十六位中國男性大學(xué)生，平均年齡為20.9歲，均無任何書法經(jīng)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)程序及資料之獲取方法，與前此的研究方法相同。所用的刺激字與實(shí)驗(yàn)一相同，被試用小、中、大三種尺寸的白狼毫筆將二十個(gè)刺激字摹寫三次，摹寫的次序是隨機(jī)安排的。小、中、大三種尺寸的筆尖大小分別為6.3mm、6.45mm、7.85mm,而筆尖的長度則分別為36mm、38mm、37mm。
資料分析后有以下之主要發(fā)現(xiàn)： 無論使用何種毛筆書寫，書寫時(shí)的心律都較書寫前后的休息時(shí)間緩和。
筆尖大小的平均IBI差異未達(dá)統(tǒng)計(jì)上的顯著性，但亦有一般趨向?？梢?，用中筆尖毛筆書寫時(shí)的平均IBI略高于用大筆尖及小筆尖毛筆(亦即心律較低),表示筆尖大小的確有可能會(huì)影響心律，后續(xù)研究可擴(kuò)大筆尖大小的差異范圍，作進(jìn)一步的探討。
雖然筆尖大小對心律的影響未達(dá)統(tǒng)計(jì)上的顯著程度，但仍有一趨向：用中毛筆書寫時(shí)的心律減緩程度，大于用大及小毛筆書寫。這可能是因?yàn)楫?dāng)毛筆筆尖太大時(shí)，無法做到摹寫大小筆劃不同的漢字所需要的緊密與精密的肌肉控制，受試一旦明白他無法有效地控制，亦就放棄了書寫時(shí)的注意與控制，他們可能沾上大量墨汁隨意地書寫。另一方面，當(dāng)毛筆筆尖太小時(shí)，也無法有效地摹寫，因?yàn)橛行h字的字跡是較大的。因此寫字時(shí)最好是使用適合字跡大小的毛筆尺寸。中毛筆因?yàn)榕c字跡的大小較為一致，受試明白他能有效地摹寫字跡，故能表現(xiàn)出書寫所需的肌肉控制與注意。
書寫工具的研究系屬功效學(xué)(ergonomics)的范圍，所謂功效學(xué)簡言之即人與工具及環(huán)境的最完美配合，以達(dá)到有效操作的目的。一般而言，學(xué)者對書寫的功效學(xué)研究尚屬草創(chuàng)階段，但其基本的觀點(diǎn)和重要的研究方針已受到普遍的注意。目前在此領(lǐng)域內(nèi)的探索目標(biāo)，乃是尋求最有利于操作的工具和設(shè)計(jì)，以便作選擇與改良。
有關(guān)毛筆筆尖的實(shí)驗(yàn)，涉及筆頭毛的軟硬度及筆頭的大小尺碼問題。從結(jié)果可知不同硬度與大小的毛筆，在書寫效果上的確有所差別。因此，對兒童、成人、初學(xué)書法者以及有經(jīng)驗(yàn)的書法家來說，所用的毛筆都應(yīng)各隨其特性而有所不同，這是一個(gè)值得注意的問題，也是首次出現(xiàn)于文獻(xiàn)中的研究報(bào)告。
就毛筆與其他種類筆的比較而言，發(fā)現(xiàn)毛筆對緩和心生理反應(yīng)的效果優(yōu)于其他種類的筆。這除了更進(jìn)一步證明不同書寫工具對書寫者的效應(yīng)有別外，也符合“工欲善其事，必先利其器”的古訓(xùn)。筆具的選擇及應(yīng)用，對不同的書寫者及書寫性質(zhì)，都會(huì)有不同的影響，這也是一個(gè)值得注意的問題，同時(shí)亦是首次出現(xiàn)于文獻(xiàn)中的研究報(bào)告。