朱吉宽+李美华

一.引言

自人类开始把各种事迹记录在册开始，阅读的习惯便在逐步形成。古时候，阅读是贵族人家才能进行的认知活动，而随着社会的发展，阅读已经成为我们每个人在日常生活、工作和学习中必须进行得一种认知活动，并且这种认知活动能力从识字就开始就在不断地被训练和提高。阅读它不仅是一种心理认知活动，而且还是获得知识经验的重要手段之一。

关于阅读的眼动研究起源于西方，欧美国家对阅读眼动的发现、观察和研究开始的最早，因此欧美国家在这方面的研究拥有极高话语权。在19世纪，西方的科学工作者已经认识到眼动规律和阅读技能存在一定的关系，但是受限于技术发展水平因素，研究人员只能通过面对面观察的方法来研究阅读者的眼动规律，但是这种方法有比较大的局限性：一是研究的数据不够准确，所测量的数据具有较大的误差。二是研究在非自然的情景下进行，研究者很容易对阅读者造成干扰。

正是鉴于原始眼动研究方法的弊端，科技革命以来，尤其是电脑和摄像技术的发展，研究人员便将新技术应用其中，于是测量更加精确、自然的眼动仪诞生。眼动仪的出现极大的促进了眼动研究朝着精细化方向发展，即眼动研究开始关注严格的实验范式，精确数据的采集，科学的数据分析。在当今知识经济时代，如何快速获取信息成为相关研究人员的关注焦点。随着研究的一步步的深入和成熟，研究人员发现，阅读中能反映阅读规律的有注视次数，注视时间，瞳孔直径，回视次数，阅读速度，并且根据心理科学实验方法创立了的相应的研究理论和研究范式，在阅读研究方面也形成了先进移动窗口范式和命名法等技术和E-Z读者模型等理论体系。下面我将对眼动技术及理论，国内外眼动研究的发展现状以及眼动研究的应用前景展开分析。

二.主要研究范式与理论介绍

1.移动窗口法

移动窗口法就是研究人员事先将研究材料输入电脑，通过一定的程序设置，使得读者在自左至右阅读的过程中，眼睛所注视到的每一行文字的地方就会呈现文字，而没有注视到的地方则会被白色的屏幕遮挡住，也即所谓的掩蔽。有的实验中，采用的掩蔽材料可能会有所不同，比如使用“*”号将文字材料掩蔽掉。移动窗口技术主要用来研究阅读知觉广度问题。如果阅读知觉广度比较大，那么在阅读的过程中文字可能会间隔呈现或者呈现速度较快。如果阅读者的阅读知觉广度比较小，那么文字则可能会依次呈现。此方法的优点就是能够在比较自然的情景下准确的探讨阅读者阅读知觉广度的大小，但是被试在进行阅读时没法回视，这与真正的阅读环境有点出入。

2.命名法

命名法要求被试阅读一篇文章，随后呈现一个视觉目标刺激，并要求被试用语言回答。回答得方式有读出该目标词，或用一个词作答。使用最广泛的就是词的命名法，在这种方法中，要求被试阅读屏幕上呈现的刺激，屏幕上先出现的一个视觉信号提示目标刺激马上就要出现，并且要求被试尽快地说出该目标刺激，反应时长通常用音量键开关来标志，软件会自动记录反应时长。这种方法的优点是在比较自然的情况下能够测查阅读者大脑的认知加工时间。如果阅读者做出的反应比较快，说明心理加工速度快。但是也有缺点，就是所测量的时间仅反映了阅读者大脑加工负荷量的变化，但不能揭示大脑活动内部过程，所得实验结果也不能轻易下结论。

3.Reichle的E-Z读者模型

E-Z读者模型认为，阅读中的眼跳大多是由词汇通达引起的，阅读时的眼动过程包括五个阶段：1.对一个词的熟悉性验证；2.完成对该词的词汇通达；3.不稳定的眼动计划阶段；4.稳定的眼动计划阶段；5.实际的眼动阶段。前两个阶段由单词识别模块来执行，后三个阶段由计划和执行眼跳的模块来执行。不稳定的眼动计划容易被随后的眼动计划所取消。稳定的眼动计划不容易被取消。如果第二个目标词在第一个目标词呈现230ms之内出现，则第二个目标词的出现就容易取消对第一个目标词的眼跳计划。[1]该理论表明，发生跳读的原因是在注视当前词时，已完成了对该词的提取。

4.Morrison的眼动理论模型

该理论于1984年提出，Morrison认为，眼动是由于成功地加工而引起的，而不是由于遇到困难而引起的。[2]注视的内部注意机制一次只加工一个词，当注意机制转向下一个词时，就说明是对这个词的成功加工识别。成功识别后，就会有一个神经冲动传输到眼动控制系统，进而使眼跳发生。Morrison眼动模型可以解释一些阅读中的现象。如：1.副中央凹预视效应。学者认为，人在阅读文字时，有两个模块起作用，一是中央凹区域，通过眼肌的协调运动和眼睛的微颤将刺激物呈现在中央凹区域，然后通过眼睛的机制作用将刺激转化为神经冲动传输至大脑皮层，因此我们就感知到了刺激物。第二个就是副中央凹区域。中央凹处理处于注视点上的文字信息，在知觉广度范围内注视点右侧的信息是副中央凹区域在处理，正是因为有副中央凹预加工存在，所以才出现了跳读现象。2.注视点持续时间。Morrison认为，在同一时间里可以计划出不只一次的眼动，每次注意机制移动到一个新词上时，新的眼动信號就发出了，而不论先前发出的指令是否被执行。3.跳读。跳读就是在阅读过程中跳过某些不被注视的词。如果两次注意转移之间的时间间隔过短，那么第一次眼跳就会被放弃。

三.国外研究现状

国外眼动研究快速发展时期是上世纪70年代以后，快速发展的原因是由于摄像技术和红外技术还有微电子技术的迅猛发展，加上计算机技术的普及，极大推动了高精度眼动仪的研发、应用。研究者也不再受仪器的局限开始研究旁视野区域（副中央凹区域）信息，进一步了解阅读者从旁视野区域获得何种信息以及对注视对象，注视时间的影响。眼动研究最大的优势就是研究者能够通过对注视内容的分析间接推测大脑信息的加工，进而了解阅读过程。眼动仪已在心理学、体育学、广告学、教育学中得到了广泛的使用并取得了一系列的科研成果。Lefton[3]等人研究了三、五年级和大学生在阅读文章时的眼动情况，结果表明，随着年龄的增大，阅读速度加快，注视次数和注视时间不断减少。Kintsch[4]认为在阅读过程中，课文理解是以循环为单位进行的，循环就是每句话中的短语。读者在每个循环里建立一个新的网络，建立后，大脑就开始整合这些网络。因此阅读理解有一个自动建构和加工整合的过程。Bower和Morrow[5]等人认为阅读过程就是一个随当前阅读内容不断变化而主动激活读者背景知识并将当前信息与先前脑海中已有信息进行整合成文章的过程。Sun[6]等人设计了一个实验，被试为4名熟练掌握汉语的中国人，8名在美国居住的中国人，8名美国人。实验材料为横排版的中文和英文材料，竖排版的中文和英文材料。实验程序让这三组被试阅读横排版的中英文材料和竖排版的中英文材料，分析实验中阅读的眼动模式。得出以下结论：横排版的眼动模式非常相似；横排版的阅读的知觉广度是竖排版的知觉广度的大约两倍。

相关研究还有很多，有了大量的理论铺垫后，国外开始将注意力转向实际应用，开始研究插图对于阅读的影响，网页阅读中阅读者的兴趣区域，广告阅读中消费者的注视点，厌恶实验中瞳孔直径的应用，等等。近来，由于脑认知的研究深入，研究人员开始将眼动仪和Eprime、ERP脑电等结合起来供研究使用，在人工智能和认知科学的道路上不断探索前进。

四.国内研究现状

我国学者彭聃龄[7]等人研究了中美阅读者在阅读中英文故事时的眼动数据，结果发现，在读者的眼动模式中，认知因素更重要。就是关于对文章故事背景的了解在很大程度上影响阅读者的眼动轨迹。白学军[8]等人研究了三年级、五年级、初一、高一年级学生理解课文时的眼动特征，结果表明：随着年级的升高，阅读时间、注视次数、回视次数都在不断减少；随着年级的升高，阅读文章时的注视频率也在不断增加。白学军[9]等人还对不同年龄阶段的学生在有阅读任务的情况下的眼动特征进行研究，结果发现：随着年级的升高，阅读速度在加快。回视次数随着年级的升高而降低。吕勇[10]等人以四年级学年级学生为被试，研究通过快速阅读训练来提高学生的阅读速度，探究改变阅读时眼动特征的可行性。结果发现，通过快速阅读训练后，小学生的阅读速度得到提高，小学生的阅读时间、回视次数、注视次数明显减少，眼动特征明显改变。对韩国留学生在阅读议论文、记叙文、说明文时的眼动情况进行分析，结果发现：对文体的熟悉程度影响读者的阅读效果，议论文是三种文体中难度最高的。

总起来说，我国的眼动研究与西方国家相比起步晚，但是随着与国外交流越来越深入，国内的眼动研究近几年也是蓬勃发展，并开展了大量的本土化研究。关于小学生的，中学生的，大学生的眼动研究都很充分，关于少数民族的研究近几年也开始涌现，可见阅读眼动的研究在我国取得了非常大的进步，并取得的成绩也是非常的喜人。但是我们应该知道，国外已经把阅读的眼动研究机制研究透彻并建立了理论体系和阅读眼动模式与阅读规律之间的模型。而我国尚且还没有建立此种模型，这是我国学者今后努力的方向。建立起成熟的眼动模型以后，我们就能够分析阅读者现有的阅读眼动模式是不是成熟，以及今后努力改进的方向，从而更加有利于人才的开发和成长。

五.眼动未来发展前景与展望

阅读的眼动研究理论已经接近完善，下一步科学研究工作作者的主要研究方向将是理论研究的应用，也不再仅限于阅读方面的眼动研究，而是进一步拓展研究和应用范围。比如人机工程学中提高工作人员效率的研究，教育工作者科学排版的要求等，同时眼动研究将更加重视与神经科学的结合。随着科技的发展，无人驾驶、阿尔法狗、眼动控制等人工智能的发展迫切需要应用眼动技术在智能控制中的作用。当今的人工智能不仅仅是以前所要求的在特定的时间出现特定的反应，而是利用神经科学的深度算法，通过深度拓扑算法使得智能机器人自己能够不断地深度学习，即知识节点自动连接，自己进行方程计算，自己根据错误不断改进更新程序。相信未来时代是 人工智能的时代，也是眼动研究广泛应用的时代。我国的科学工作者只有紧跟时代步伐，积极探索，勇于实践，相信我们一定能够弥补以往在眼动研究等方面造成的落后局面，从而引领眼动、人工智能科学的发展。

六.小结

综合国内外研究发现，可以得出以下几条结论：

1.眼动机制与脑认知具有一定的关系，可以通过眼动研究来测查脑认知规律。

2.影响眼动模式的因素有：对文字材料的熟悉程度和阅读者自身的认知加工速度以及文体类别。

3.文字的排版方式会影响眼动模式，竖排版的阅读知觉广度小于横排版的知觉广度。

4.眼动模式具有可塑性，可以通过一定的强化训练提高阅读技能。

5.眼动研究应用前景广阔，尤其是在人工智能的深度算法方面具有重要的应用价值。

参考文献

1.Just，M.A.&Carpenter，F.A.（1993）.The intensity dimension of though：pupillometric indices of sentence processing，Canadian Journal of Experimental Psychology，47，310-399.

2.Morrison R E.manipulation of stimulus of onset delav in reading Evidence for paralled programming of saccades[J].Joumal of experimental psychology.Human perception and performance.1984（10）.

3.Lefton，L. A.nagle，J. R.，jonson，G.&fisher，D.F.eye movement dynamics of good and poor readers：then and now.journal of reading behavior，1979，11（4）：319-328.

4.Kintsch W.the role of knowledge in discourse comprehension：A construction-intergration modle.psychology review，1988，95：163-182.

5.Bower G， morrow D. mental models in narrative comprehension.science，1990，247（1）：44-48.

6.Sun.F.H. morital，M. &stark ，L.W.（1985）.comparative patterns of reading eye movement in chinese and English，perception &psychophysics.VOL.37，502-506.

7.Peng D L，orchard L N，stern J N.Evalution of eye movements variables of Chinese and American readers .pavlovian journal of biological science，1983，18（2）：56-60.

8.白學军，闫国利.儿童理解课文时眼动过程研究.天津师范大学学报，1993，6，12-18.

9.白学军，沈德立.不同年级学生阅读课文时眼注视方式的研究.心理科学，1996，19（1）：6-10.

10.吕勇，闫国利，陈连燕等.小学生快速阅读训练实验研究.心理学探新，2000，20（2）：5-29.

（作者介绍：朱吉宽，青海师范大学教育学院2014级发展与教育心理学研究生；李美华，本文通讯作者，青海师范大学教育学院发展与教育心理学教授）