我國教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究的現(xiàn)狀與趨勢分析

馮小燕+王志軍+吳向文

【摘 要】 眼動研究作為一種重要的心理學(xué)實(shí)驗(yàn)研究方法，為教育技術(shù)研究提供了新的視角與方法。利用科學(xué)文獻(xiàn)可視化分析工具CiteSpace，結(jié)合具體內(nèi)容分析，對教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究相關(guān)的文獻(xiàn)分布、作者和機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)、研究熱點(diǎn)聚類、實(shí)驗(yàn)設(shè)計與實(shí)施情況進(jìn)行知識圖譜展示和計量學(xué)分析，較為系統(tǒng)地展示了我國教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究的發(fā)展脈絡(luò)、現(xiàn)狀、熱點(diǎn)及趨勢，為教育技術(shù)研究者開展眼動研究提供有價值的參考。

【關(guān)鍵詞】 教育技術(shù)；眼動研究；學(xué)習(xí)資源；多媒體學(xué)習(xí)；可視化分析

【中圖分類號】 G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1009—458x（2016）10—0022—08

一、引言

對于人類學(xué)習(xí)的研究，可以通過眼動儀獲取學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中的眼動數(shù)據(jù)，分析其認(rèn)知加工過程和學(xué)習(xí)效果，進(jìn)而探索人類加工信息和認(rèn)識規(guī)律的生理學(xué)規(guī)律，有利于理解和掌握人類學(xué)習(xí)的本質(zhì)。眼睛的運(yùn)動非常復(fù)雜，眼球運(yùn)動分為注視、眼跳和追隨等基本類型。視知覺及其高級心理加工特性通過視覺空間信號和時間信號的加工特性表現(xiàn)出來，眼動可以反映視覺的時間和空間加工特性。利用眼動儀提供的眼動時間空間參量可以評估眼動的信號加工特性 （高闖，2012，p.124）。利用眼動研究可以開展基于腦假說的視覺注意研究（Tsai，Hou，Lai，Liu，&Yang，2012）。眼動的主要指標(biāo)包括眼動軌跡、注視時間、注視次數(shù)、瞳孔大小、眼跳距離、熱點(diǎn)圖等，它們是分析學(xué)習(xí)者信息加工過程的重要參數(shù)指標(biāo)。眼動軌跡反映學(xué)習(xí)者的視覺瀏覽過程（王雪，2015）；注視時間反映學(xué)習(xí)者對視覺材料的加工程度；注視次數(shù)反映學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)材料的熟練程度及學(xué)習(xí)材料本身的難易程度；注視點(diǎn)和注視時間相結(jié)合可以反映學(xué)習(xí)者的認(rèn)知過程和先前知識經(jīng)驗(yàn)情況，尤其是對于不同材料和不同任務(wù)類型的信息的加工處理情況；瞳孔大小反映學(xué)習(xí)材料是否引起學(xué)習(xí)者的思考和深度加工。

眼動研究始于19世紀(jì)末，是心理學(xué)研究的熱門領(lǐng)域（閆國利，2004，p.3-13）。 早期應(yīng)用主要集中在閱讀領(lǐng)域，隨著多媒體信息技術(shù)的融入，閱讀的內(nèi)容和形式發(fā)生了較大變化，眼動研究在多媒體學(xué)習(xí)、數(shù)字化資源設(shè)計、移動學(xué)習(xí)設(shè)備開發(fā)等方面的應(yīng)用熱度不斷提升，許多研究者利用眼動實(shí)驗(yàn)開展教育技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)研究。對我國教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究的現(xiàn)狀與熱點(diǎn)進(jìn)行梳理分析，有利于教育技術(shù)研究者以更加符合人類認(rèn)知特點(diǎn)的方法進(jìn)行資源的設(shè)計開發(fā)與具體教學(xué)實(shí)踐，進(jìn)而提高教育技術(shù)的應(yīng)用績效。

二、數(shù)據(jù)來源與方法

選取CNKI數(shù)據(jù)庫中的中國學(xué)術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫作為文獻(xiàn)來源，時間限定為2016年之前收錄的文獻(xiàn)，檢索日期為2016年9月9日。結(jié)合教育技術(shù)領(lǐng)域特色和眼動研究特點(diǎn)，從三個主題維度進(jìn)行檢索，以保證檢索的全面性。檢索主題1——學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展（教育技術(shù)or遠(yuǎn)程教育or教學(xué)設(shè)計or信息技術(shù)）and（眼動）；檢索主題2——資源開發(fā)（媒體or資源or課件or教學(xué)軟件or電子書包or微課 or PPT）and（眼動）；檢索主題3——界面設(shè)計（網(wǎng)絡(luò)課程or多媒體畫面or動畫or電視畫面or平面設(shè)計）and（眼動），模糊匹配后進(jìn)行檢索，將三個主題所檢索的文獻(xiàn)進(jìn)行匯聚，最后得到文獻(xiàn)113篇，剔除無關(guān)文獻(xiàn)，共得到有效文獻(xiàn)89篇。從文獻(xiàn)數(shù)量看，教育技術(shù)領(lǐng)域的眼動研究在量上還未形成規(guī)模效應(yīng)，未受到教育技術(shù)研究者的充分重視，眼動研究在教育技術(shù)領(lǐng)域的價值有待進(jìn)一步探索和挖掘；從文獻(xiàn)質(zhì)量看，所發(fā)文章核心期刊所占比例較大，文獻(xiàn)整體質(zhì)量高，研究較為嚴(yán)謹(jǐn)，研究結(jié)果能較客觀反映眼動研究在教育技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用狀況。

采用整體統(tǒng)計與文獻(xiàn)具體內(nèi)容分析相結(jié)合的方式，并輔以Excel2007和文獻(xiàn)計量可視化工具CiteSpaceⅢ進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。借助上述工具對我國教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究情況進(jìn)行計量學(xué)統(tǒng)計與可視化分析，對于透視我國教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和演進(jìn)趨勢具有重要意義。

三、研究結(jié)果與分析

（一）文獻(xiàn)年度分布

20世紀(jì)80年代，我國著名心理學(xué)家沈德立領(lǐng)銜在天津師范大學(xué)率先將眼動研究方法引入國內(nèi)，購置眼動儀開展閱讀方面的研究（蔣波，等，2011）。眼動研究方法在我國教育技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用則起步較晚。本研究檢索到教育技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用眼動研究始于2007年，王玉琴等（2007）發(fā)表于《電化教育研究》上的《媒體組合與學(xué)習(xí)步調(diào)對多媒體學(xué)習(xí)影響的眼動實(shí)驗(yàn)研究》一文，通過設(shè)計多媒體組合與學(xué)習(xí)步調(diào)影響學(xué)習(xí)效果的實(shí)驗(yàn)，利用眼動儀記錄數(shù)據(jù)，從視覺心理與生理層面探索媒體組合與學(xué)習(xí)步調(diào)對學(xué)習(xí)者信息加工、認(rèn)知負(fù)荷和學(xué)習(xí)效果的影響。之后熱度不斷提高，如圖1所示。眼動研究是一種認(rèn)知科學(xué)理論指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)研究范式，屬于基礎(chǔ)性研究，對實(shí)踐應(yīng)用起著重要的支撐作用。但從論文數(shù)量看，教育技術(shù)領(lǐng)域開展眼動研究的學(xué)者數(shù)量較少，影響力不足。這一方面與眼動儀器造價較高有一定關(guān)系，也反映了教育技術(shù)領(lǐng)域?qū)A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)研究不夠重視。

（二）發(fā)文期刊、機(jī)構(gòu)、作者及依托項(xiàng)目的特點(diǎn)

發(fā)文期刊的類型、高產(chǎn)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)、研究者合作團(tuán)隊(duì)和論文所依托項(xiàng)目的情況可從多維度全面反映教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究的開展情況與學(xué)術(shù)影響力。

1. 教育技術(shù)學(xué)、心理學(xué)、新聞出版類雜志關(guān)注度較高

文獻(xiàn)發(fā)表在包括教育技術(shù)學(xué)、心理學(xué)、新聞出版、綜合學(xué)報、教育類（除教育技術(shù)外）雜志等在內(nèi)的58種期刊上。如圖2所示，教育技術(shù)類雜志刊出27篇文獻(xiàn)，其次是心理學(xué)類雜志刊出16篇，新聞出版類雜志刊出12篇。可見教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究受到教育技術(shù)學(xué)、心理學(xué)、新聞出版類研究者的關(guān)注，研究者具有多學(xué)科背景的特點(diǎn)。

2. 高產(chǎn)機(jī)構(gòu)區(qū)域優(yōu)勢特征明顯

利用CiteSpaceⅢ對高產(chǎn)機(jī)構(gòu)及其發(fā)文主題特征進(jìn)行分析，參數(shù)設(shè)置年度為“2007—2016”，每個時間切片的跨度為1年，節(jié)點(diǎn)類型選擇“Institution”和“Keyword”，閾值為Top N=150，過濾掉每個時間切片內(nèi)頻次排在150名之后的作者及關(guān)鍵詞，選擇“Minimum Spanning Tree”算法優(yōu)化共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，去掉“眼動”和“眼動實(shí)驗(yàn)”兩個頻次突出的主題關(guān)鍵詞優(yōu)化顯示效果，運(yùn)行后獲得包括301個節(jié)點(diǎn)和287條連線的機(jī)構(gòu)與關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，如圖3所示。

結(jié)合Excel統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出高產(chǎn)機(jī)構(gòu)群體的特征如下：從發(fā)文機(jī)構(gòu)所處地區(qū)看，高產(chǎn)機(jī)構(gòu)主要來自于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，區(qū)域優(yōu)勢特征明顯。由于地處發(fā)達(dá)地區(qū)，研究機(jī)構(gòu)具備充足的經(jīng)費(fèi)和眼動儀設(shè)備開展眼動研究。對其研究主題進(jìn)行內(nèi)容分析發(fā)現(xiàn)，高產(chǎn)機(jī)構(gòu)目前的研究興趣主要集中在網(wǎng)絡(luò)教育資源設(shè)計、數(shù)字化閱讀和多媒體學(xué)習(xí)研究等領(lǐng)域。隨著各地經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、眼動研究價值的不斷凸顯以及眼動儀價格的降低，相信會有越來越多的教育技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)將眼動研究作為一種新的思路與方法，拓展教育技術(shù)研究的深度與廣度。

3. 高產(chǎn)作者核心團(tuán)隊(duì)尚未形成規(guī)模

利用CiteSpaceⅢ對發(fā)文作者的合作網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，參數(shù)設(shè)置為：時間跨度為“2007—2016”，時間切片值為“1”，節(jié)點(diǎn)類型選擇“Author”，閾值設(shè)為Top N=50%，保留每個時間切片中被引為前50%的數(shù)據(jù)作為節(jié)點(diǎn)，選擇“Minimum Spanning Tree”算法優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，得到了包含84個節(jié)點(diǎn)和43條連線的作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，如圖4所示。

對發(fā)文作者進(jìn)行合作網(wǎng)絡(luò)分析，節(jié)點(diǎn)的大小反映作者的發(fā)文量，連線反映作者間的相互合作關(guān)系（肖明，2014，pp.132-133）。字號大小表示中心性的高低，作者名字的字號越大中心度越高，表示該作者在共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜中與其他作者同時出現(xiàn)的概率越高（蔡建東，等，2012）。由圖4結(jié)合具體內(nèi)容分析發(fā)現(xiàn)教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究的高頻作者較少，王福興、劉世清、周宗奎和王佑鎂分別屬于不同研究聚類的高頻作者，這些作者及其研究團(tuán)隊(duì)圍繞某些相關(guān)主題開展研究，但其研究結(jié)果的輻射力與影響力有待進(jìn)一步提高。這表明目前教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究的作者群體形成的核心團(tuán)隊(duì)規(guī)模小且數(shù)量比較少，研究力量比較分散，缺少有影響力和輻射力的領(lǐng)軍人物。

4. 所依托項(xiàng)目質(zhì)量較高但類型有待多元化

各類項(xiàng)目為開展課題研究、撰寫和發(fā)表高質(zhì)量論文提供了物質(zhì)資源和人力保障。對文獻(xiàn)的課題信息進(jìn)行歸類整理與統(tǒng)計分析，結(jié)果如表1所示。有項(xiàng)目課題依托的論文占論文總數(shù)的77.5%，其中國家基金和教育部項(xiàng)目占46.1%，研究所依托的項(xiàng)目級別較高，文章總體質(zhì)量較高。與教育技術(shù)傳統(tǒng)的研究方法相比，眼動研究的起點(diǎn)相對較高，在科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性和典型性方面具有一定優(yōu)勢。但從項(xiàng)目課題的主管部門看，以教育部、各級教育科學(xué)規(guī)劃和教育廳項(xiàng)目居多，而橫向項(xiàng)目和相關(guān)部門委托項(xiàng)目等數(shù)量較少，在一定程度上反映眼動研究的學(xué)術(shù)性較強(qiáng)，但社會影響力和實(shí)際應(yīng)用價值還未得到充分發(fā)揮。在后續(xù)研究中，應(yīng)結(jié)合教育技術(shù)學(xué)科注重實(shí)踐應(yīng)用的特點(diǎn)，在保證研究質(zhì)量的前提下，多元化地開展各種類型的研究，縱向項(xiàng)目和橫向項(xiàng)目相結(jié)合，學(xué)術(shù)價值和應(yīng)用價值兼顧，進(jìn)一步提升教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究的影響力。

（三）主題內(nèi)容的研究熱點(diǎn)

利用CiteSpaceⅢ進(jìn)行高頻關(guān)鍵詞特征分析，參數(shù)設(shè)置為：時間跨度為“2007—2016”，時間切片值為“1”，節(jié)點(diǎn)類型選擇“Keyword”，Top N=150，過濾掉每個時間切片內(nèi)頻次排在150名之后的關(guān)鍵詞，選擇“Minimum Spanning Tree”算法優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，去掉主題高頻詞“眼動”和“眼動實(shí)驗(yàn)”，得到了包含216個節(jié)點(diǎn)和192條連線的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，如圖5所示。選取頻次和中心度均為前20位的關(guān)鍵詞，如表2所示?；趫D5和表2，結(jié)合文獻(xiàn)內(nèi)容分析發(fā)現(xiàn)，我國教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究熱點(diǎn)有以下幾個方面。

1. 多媒體學(xué)習(xí)效果的影響因素研究

由圖5可知多媒體學(xué)習(xí)與高頻關(guān)鍵詞認(rèn)知負(fù)荷、眼動指標(biāo)、眼動追蹤和學(xué)習(xí)效果等關(guān)聯(lián)緊密，多媒體學(xué)習(xí)效果的影響因素是眼動研究關(guān)注的熱點(diǎn)之一。梅耶（Mayer，2006，p.7）認(rèn)為教學(xué)信息應(yīng)根據(jù)人類大腦的工作方式來設(shè)計，多媒體信息的設(shè)計應(yīng)建立在多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知理論基礎(chǔ)上。歐美地區(qū)多媒體學(xué)習(xí)研究范式已經(jīng)轉(zhuǎn)向認(rèn)知心理學(xué)和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，并使用眼動儀和ERP等儀器進(jìn)行認(rèn)知資源分配、多媒體學(xué)習(xí)機(jī)制等研究（胡衛(wèi)星，等，2011）。畫面要素設(shè)計對學(xué)習(xí)效果的影響一直是多媒體學(xué)習(xí)研究者關(guān)注的熱點(diǎn)，圖、文、聲、像等畫面要素應(yīng)科學(xué)設(shè)計與合理搭配，提高學(xué)習(xí)者的注意力，減輕其認(rèn)知負(fù)荷，以保證學(xué)習(xí)效果。結(jié)合學(xué)習(xí)者的生理特征和認(rèn)知特點(diǎn)，利用眼動實(shí)驗(yàn)開展多媒體學(xué)習(xí)研究，探究多媒體學(xué)習(xí)中文本、圖像、視頻等畫面要素的設(shè)計規(guī)則，提出與之適應(yīng)的教學(xué)策略，可以更好地提高學(xué)習(xí)效果（王雪，2015；王雪，等，2015）。圖像具有生動形象的優(yōu)勢，但多媒體畫面上的裝飾性圖片則會對低知識經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)產(chǎn)生干擾，激發(fā)不恰當(dāng)?shù)南惹爸R經(jīng)驗(yàn)而影響學(xué)習(xí)效果（龔少英，等，2014）。不同認(rèn)知特點(diǎn)的學(xué)習(xí)者在進(jìn)行多媒體學(xué)習(xí)時具有不同的需求。例如，聽障兒童在瀏覽圖文混排界面時，注意力分配較困難，不恰當(dāng)?shù)牟鍒D會使其在文字區(qū)域的有意注意受到干擾（肖瑞雪，2013）。相較于傳統(tǒng)媒體，圖文并茂的多媒體教學(xué)資源在彌補(bǔ)聽覺通道缺失帶來的影響方面有著特殊意義，但資源設(shè)計應(yīng)符合聽障兒童的認(rèn)知特點(diǎn)，充分考慮其特殊需求。

豐富的畫面元素對多媒體學(xué)習(xí)效果的影響是雙向的，需要科學(xué)分析、嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計。眼動研究跟蹤實(shí)時、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)、結(jié)果可靠性高，在分析多媒體學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知規(guī)律與畫面要素的視覺吸引力方面有著獨(dú)特優(yōu)勢。眼動研究的廣泛應(yīng)用可以使我國基于經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、理論思辨、課堂準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究的多媒體學(xué)習(xí)研究進(jìn)一步融合學(xué)習(xí)科學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的最新理論與實(shí)踐成果，提高研究結(jié)果的信效度及推廣價值。

2. 教育類網(wǎng)絡(luò)資源的排版設(shè)計研究

表2中的網(wǎng)絡(luò)課程、網(wǎng)頁設(shè)計、教育網(wǎng)頁等高頻關(guān)鍵詞在圖5中與視覺搜索等詞聯(lián)系緊密，教育類網(wǎng)絡(luò)資源的設(shè)計是眼動研究關(guān)注的熱點(diǎn)之一。利用眼動研究開展網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的可用性測試，分析學(xué)習(xí)者在瀏覽網(wǎng)頁時的視覺特性，可使網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的設(shè)計更加符合學(xué)習(xí)者需求，提高學(xué)習(xí)效率（瞿彬，等，2008）。網(wǎng)絡(luò)資源的設(shè)計風(fēng)格與結(jié)構(gòu)布局對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果有一定影響；不同學(xué)習(xí)者在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)時，由于認(rèn)知風(fēng)格、學(xué)科背景、學(xué)習(xí)喜好不同，其學(xué)習(xí)效果也有一定差異。劉世清（2010，2011，2012）分析了大學(xué)生在學(xué)習(xí)文本、動畫、圖片以不同方式排版的網(wǎng)絡(luò)課程時眼動及注視行為等視覺特性，并提出了相關(guān)的網(wǎng)頁設(shè)計原則，以提高網(wǎng)頁類教育資源的設(shè)計和開發(fā)質(zhì)量。曹衛(wèi)真（2010）利用眼動實(shí)驗(yàn)探討了網(wǎng)頁結(jié)構(gòu)類型及導(dǎo)航結(jié)構(gòu)對大學(xué)生認(rèn)知有效性的影響，為網(wǎng)絡(luò)課程的導(dǎo)航設(shè)計提供了建議。學(xué)習(xí)者的注意力在單位時間內(nèi)是有限的，網(wǎng)絡(luò)課程中教師形象呈現(xiàn)方式對學(xué)習(xí)者注意力有一定影響（張家華，等，2009）。網(wǎng)絡(luò)課程中教師形象、字幕等外源性因素對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果也存在一定影響（刁永鋒，等，2014）。教育類網(wǎng)絡(luò)資源排版設(shè)計與優(yōu)化的眼動研究涉及的資源類型十分廣泛，研究內(nèi)容涉及課程資源的頁面設(shè)計，圖、文、聲、像等畫面元素的優(yōu)化，學(xué)習(xí)者認(rèn)知因素對學(xué)習(xí)效果的影響等方面，關(guān)注焦點(diǎn)呈現(xiàn)多元化趨勢。

3. 數(shù)字化閱讀及其資源的優(yōu)化設(shè)計研究

圖5中電子課本、紙質(zhì)課本等與高頻關(guān)鍵詞數(shù)字化閱讀、眼動行為關(guān)聯(lián)緊密，數(shù)字化閱讀及其資源的優(yōu)化設(shè)計是眼動研究關(guān)注的熱點(diǎn)之一。紙質(zhì)課本和電子課本是兩種不同的載體，傳統(tǒng)紙質(zhì)課本可以使學(xué)習(xí)者養(yǎng)成良好的閱讀習(xí)慣，電子課本豐富的表現(xiàn)形式與交互作用對學(xué)習(xí)者有著較強(qiáng)的吸引力。賴文華等（2014，2015）研究發(fā)現(xiàn)小學(xué)生閱讀紙質(zhì)課本和電子課本時，在注意分配、認(rèn)知負(fù)荷、閱讀效果等方面存在差異，電子課本可以帶來更積極的學(xué)習(xí)交互；語言圖式與內(nèi)容圖式對未成年人數(shù)字化閱讀效果有一定影響。王佑美（2014）關(guān)于電子課本不同版面要素的眼動研究發(fā)現(xiàn)，畫面要素是最容易引起注意的信息區(qū)，但文字仍然是信息深度加工的核心，文本在電子課本閱讀中起著核心作用。電子課本的重要載體是電子閱讀器，其可用性可從效果、效率、可學(xué)習(xí)性和滿意度四個維度反映出來，對其界面進(jìn)行可用性測評有助于改善閱讀器的界面設(shè)計，提高閱讀效果（孫洋，等，2014）。此外，張冰等（2012）利用眼動實(shí)驗(yàn)探索了視覺、聽覺共同刺激下的電子雜志閱讀行為。

閱讀是眼動研究的傳統(tǒng)領(lǐng)域，近年來隨著手機(jī)閱讀、Pad終端閱讀、網(wǎng)絡(luò)閱讀等閱讀需求的迅猛增長，數(shù)字化閱讀已經(jīng)成為影響人們閱讀方式和閱讀體驗(yàn)的重要形式。閱讀是一種復(fù)雜的學(xué)習(xí)行為，有關(guān)數(shù)字化閱讀與紙質(zhì)閱讀對學(xué)習(xí)者認(rèn)知機(jī)制的影響是否存在差異、不同介質(zhì)對閱讀者有何深入影響，還有待進(jìn)一步研究。出版單位、出版設(shè)計專業(yè)及教育技術(shù)研究人員應(yīng)充分利用眼動實(shí)驗(yàn)開展數(shù)字化閱讀相關(guān)研究，推動電子書包和電子教材等數(shù)字化資源的優(yōu)化設(shè)計，提高學(xué)習(xí)者的數(shù)字閱讀素養(yǎng)與學(xué)習(xí)效果。

4. PPT課件設(shè)計與應(yīng)用研究

由圖5和表2可以看出，眼動追蹤技術(shù)、文本內(nèi)容線索、色彩情感等關(guān)鍵詞與高頻關(guān)鍵詞PPT關(guān)聯(lián)緊密，研究者利用眼動實(shí)驗(yàn)探索PPT課件在結(jié)構(gòu)設(shè)計、內(nèi)容安排、色彩搭配、裝飾處理等方面的規(guī)律，使其成為教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究很有特色的熱點(diǎn)之一。安璐等（2012，2014）從色彩心理學(xué)視角，利用眼動實(shí)驗(yàn)研究PPT中不同背景顏色對大學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響，并進(jìn)一步探索PPT中插圖位置對學(xué)習(xí)效果的影響。顧容等（2014）利用眼動實(shí)驗(yàn)研究教學(xué)PPT中插圖顏色與插圖布局對學(xué)習(xí)的影響，并提出不同圖文組合下的PPT設(shè)計原則。鄭燕等（2014）結(jié)合認(rèn)知行為，利用眼動實(shí)驗(yàn)探討焦點(diǎn)—背景信息可視化技術(shù)在優(yōu)化PPT學(xué)習(xí)效果方面的作用，發(fā)現(xiàn)以標(biāo)題作為背景的“焦點(diǎn)—背景”方式可以改進(jìn)PPT的設(shè)計，進(jìn)而提高PPT課件的教學(xué)效果。

PPT在日常課堂教學(xué)中應(yīng)用十分廣泛，通過對PPT中結(jié)構(gòu)安排、標(biāo)題處理、色彩選擇等方面的問題進(jìn)行眼動研究，可為廣大教師制作PPT提供參考意見。由于教學(xué)PPT圖文排版及顏色搭配樣式十分豐富，不同學(xué)科對PPT的設(shè)計要求也不盡相同，目前有關(guān)PPT科學(xué)設(shè)計的眼動研究還未形成體系，對具體學(xué)科和不同教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用缺少針對性研究，這是后續(xù)眼動研究值得關(guān)注的問題。

（四）教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究的不足之處

研究方法反映的是“如何做”的方法論問題，是不同學(xué)科間交流合作的重要聯(lián)結(jié)點(diǎn)，也是學(xué)術(shù)研究的生命力和價值所在。眼動研究屬于實(shí)驗(yàn)研究范式，具有心理學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的特征。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卦O(shè)計實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地選擇被試，恰當(dāng)?shù)剡x取儀器材料，規(guī)范地開展實(shí)驗(yàn)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析與處理是眼動實(shí)驗(yàn)成功的保證。所檢索到的89篇文獻(xiàn)中，開展具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計與實(shí)施的有64篇，約占72%。我國教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究在實(shí)驗(yàn)設(shè)計與實(shí)施方面還存在一些問題與不足，對其進(jìn)行分析梳理，有利于增強(qiáng)研究的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，提高眼動研究在教育技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用價值。

1. 被試選取具有代表性但樣本量不足

被試的選擇和樣本量的確定與實(shí)驗(yàn)設(shè)計類型有關(guān)，一般通過隨機(jī)抽樣和分層抽樣方法選擇。眼動實(shí)驗(yàn)在挑選被試時遵循心理學(xué)實(shí)驗(yàn)的共同規(guī)則，如知情同意、遵循倫理規(guī)范等。同時，還要遵循眼動實(shí)驗(yàn)的特殊規(guī)范，如被試睫毛不宜過長過密或戴假睫毛；眨眼頻率不能過高否則易造成數(shù)據(jù)丟失過多；裸眼視力正?；虺C正后視力正常；無散光、色盲、色弱等問題；不宜佩戴有色隱形眼鏡等。所檢索的文獻(xiàn)中被試的選擇均能做到遵循倫理規(guī)范和眼動實(shí)驗(yàn)的特殊要求，所選被試具有一定的代表性。

眼動實(shí)驗(yàn)研究的誤差主要來自測量儀器、測量對象和測量過程。而測量對象，即被試引起的誤差最復(fù)雜也最難控制，被試樣本量太小，容易產(chǎn)生取樣誤差，從而降低樣本的代表性。薩爾金德（Salkind，2011，p.91）指出，被試樣本量的選取有許多公式可以計算，在涉及每個實(shí)驗(yàn)組所需要的被試數(shù)時，30是個基本的數(shù)字。對于眼動實(shí)驗(yàn)，30名被試基本可以滿足被試內(nèi)設(shè)計的樣本量要求；但相同情況下，被試間設(shè)計比被試內(nèi)設(shè)計需要的樣本量更多。對64篇文獻(xiàn)的被試樣本數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，所開展的實(shí)驗(yàn)大部分屬于被試間設(shè)計，樣本量需求整體偏高。文獻(xiàn)的被試數(shù)量均值為29人，最少的僅為6人，總體被試數(shù)量偏少。被試數(shù)量分布如表3所示。

眼動儀屬于高端精密儀器，價格昂貴，一般一個眼動實(shí)驗(yàn)室配備一到兩臺；而且為保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性和剔除設(shè)備誤差，每次實(shí)驗(yàn)都使用同一臺眼動儀，對被試逐個進(jìn)行測試，實(shí)驗(yàn)人員的工作量較大。眼動實(shí)驗(yàn)中被試樣本的選擇應(yīng)根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計類型，選擇有典型代表性的被試，盡量使被試樣本量適中，符合實(shí)驗(yàn)要求，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

2. 眼動指標(biāo)選取不全面

根據(jù)認(rèn)知加工過程選擇相應(yīng)的眼動指標(biāo)是研究的關(guān)鍵?？傋⒁晻r間、首次注視時間、回視時間屬于時間維度的眼動指標(biāo)；眼跳距離、注視位置、注視次數(shù)、回視次數(shù)屬于空間維度的眼動指標(biāo)。首次注視時間反映早期識別過程；總注視時間反映對所注視內(nèi)容的認(rèn)知加工情況；眼跳距離反映閱讀效率和信息加工難度。回視次數(shù)反映對先前閱讀信息的再加工過程；瞳孔大小變化反映認(rèn)知加工的努力程度或認(rèn)知負(fù)荷大?。ㄩZ國利，等，2013）。熱點(diǎn)圖反映學(xué)習(xí)者的視覺加工熱區(qū)或興趣區(qū)；眼動軌跡反映眼動的時空特性（王雪，2015）。一項(xiàng)眼動研究中的眼動指標(biāo)不能太多，也不宜過少，應(yīng)根據(jù)研究需要綜合選擇不同類型的眼動指標(biāo)，從時間和空間的不同維度對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，各指標(biāo)應(yīng)相互補(bǔ)充、相互支持。64篇開展實(shí)驗(yàn)的文獻(xiàn)中，各眼動指標(biāo)選取的頻率如表4所示。

注視時間和注視次數(shù)是比較常用的指標(biāo)，選取比例較高；瞳孔大小、熱點(diǎn)圖、興趣區(qū)和眼動軌跡可以從時間、空間維度反映學(xué)習(xí)者對材料的關(guān)注程度和加工過程，教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究對這類指標(biāo)關(guān)注和分析程度不夠；眼跳距離、眼跳次數(shù)和回視是反映深度加工的眼動指標(biāo)，這類指標(biāo)被嚴(yán)重忽視，容易造成有價值數(shù)據(jù)信息的丟失，不利于對認(rèn)知加工過程的深入分析，從而影響研究結(jié)果。

3. 報告的嚴(yán)謹(jǐn)性有待提高

實(shí)驗(yàn)報告是對實(shí)驗(yàn)設(shè)計和實(shí)驗(yàn)過程的提煉與升華，科學(xué)、規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報告是實(shí)驗(yàn)研究價值的直接體現(xiàn)，可供同行和相關(guān)研究者學(xué)習(xí)與交流。由于人的眼動指標(biāo)十分復(fù)雜，且眼動儀屬于精密度較高的儀器，其型號選擇、參數(shù)設(shè)置、環(huán)境要求等都對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大的影響，需要精確描述。Tobii和Eyelink是當(dāng)前開展眼動研究使用的主流眼動儀，Eyelink眼動儀適合做數(shù)據(jù)種類、數(shù)據(jù)精度要求較高的研究，如閱讀、視覺加工等研究；Tobii眼動儀可用于可用性測評、不同視覺要素排版分析、界面設(shè)計、人機(jī)交互等研究，側(cè)重于應(yīng)用研究。

分析發(fā)現(xiàn)，文章中部分研究者對眼動儀的描述過于籠統(tǒng)、簡略，甚至沒有對所選用的設(shè)備做任何描述。這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的來源和真實(shí)性無法保證，誤差無法判斷，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性差。開展眼動實(shí)驗(yàn)研究的64篇文獻(xiàn)中，有51篇報告了眼動儀名稱及相關(guān)參數(shù)設(shè)置，而另外13篇文獻(xiàn)未對所選用的眼動儀做任何說明，嚴(yán)謹(jǐn)性不足。建議后續(xù)研究者在開展眼動研究時，應(yīng)對眼動儀進(jìn)行充分了解，操作規(guī)范、合理，研究報告詳盡寫出所選設(shè)備的型號、參數(shù)設(shè)置、實(shí)驗(yàn)環(huán)境及操作要求，保證所做的實(shí)驗(yàn)可重復(fù)、可驗(yàn)證，進(jìn)而確保研究結(jié)論的可信度，提高研究的現(xiàn)實(shí)意義與推廣價值。

四、我國教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究趨勢分析

在教育技術(shù)領(lǐng)域探索與應(yīng)用眼動研究，使得教育技術(shù)學(xué)的認(rèn)識論基礎(chǔ)更加寬厚，方法論體系更加多樣，交叉學(xué)科的特色更加突出。認(rèn)知科學(xué)、學(xué)習(xí)科學(xué)與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)成為教育技術(shù)學(xué)的理論基礎(chǔ)，同時又與教育技術(shù)學(xué)相互作用，彰顯了新技術(shù)支撐下的學(xué)習(xí)科學(xué)的生命力。從潛在研究價值和應(yīng)用前景看，我國教育技術(shù)領(lǐng)域的眼動研究需要進(jìn)一步發(fā)展。

（一）注重基礎(chǔ)理論研究，夯實(shí)教育技術(shù)眼動研究的認(rèn)識論基礎(chǔ)

心理學(xué)家在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和觀測到的眼動現(xiàn)象基礎(chǔ)上提出了不同的眼動控制模型，以適應(yīng)不同的視覺任務(wù)（閆國利，等，2012，p.120）。教育技術(shù)研究者應(yīng)積極借鑒閱讀、視覺搜索、模式識別及真實(shí)情境知覺等不同研究領(lǐng)域的眼動理論和模型，夯實(shí)教育技術(shù)眼動研究的理論基礎(chǔ)，從生理和心理層面理解視覺及視知覺加工的神經(jīng)基礎(chǔ)，結(jié)合注意與意識的機(jī)制，把握眼動研究的心理學(xué)基礎(chǔ)。延展認(rèn)知理論認(rèn)為認(rèn)知不局限于生物性的身體或大腦，而且延伸至外部環(huán)境，應(yīng)將認(rèn)知活動放在大腦、身體、情境和文化的整體系統(tǒng)中去討論（何靜，2013，p.26），強(qiáng)調(diào)身體作為認(rèn)知要素的參與性與重要性，以及環(huán)境在認(rèn)知過程中的能動性與交互性。未來應(yīng)關(guān)注學(xué)習(xí)環(huán)境的影響，強(qiáng)調(diào)參與式學(xué)習(xí)，利用眼動儀記錄學(xué)習(xí)者的視知覺與學(xué)習(xí)資料及環(huán)境的交互過程，使數(shù)字化環(huán)境下認(rèn)知過程與學(xué)習(xí)效果的研究具有更堅(jiān)實(shí)的生理、心理和神經(jīng)學(xué)基礎(chǔ)。

（二）加強(qiáng)本土化改進(jìn)，形成教育技術(shù)眼動研究范式

基于閱讀的傳統(tǒng)眼動研究范式在引入教育技術(shù)領(lǐng)域時存在諸多不適應(yīng)。當(dāng)前，我國教育技術(shù)領(lǐng)域中眼動研究存在被試選擇不夠科學(xué)、眼動數(shù)據(jù)選取不夠全面、具體數(shù)據(jù)分析的系統(tǒng)性和周密性不足、實(shí)驗(yàn)中關(guān)鍵信息缺失、撰寫的研究報告規(guī)范性不足等問題，主要原因在于研究者對眼動研究方法認(rèn)識和掌握不夠深入和系統(tǒng)，具體應(yīng)用中因地制宜改良不夠。相對于傳統(tǒng)閱讀領(lǐng)域，教育技術(shù)領(lǐng)域的眼動研究具有視覺資源形式多樣化、展示動態(tài)化、屏幕多元化、強(qiáng)調(diào)交互作用等特點(diǎn)，這對于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇、被試的選取和實(shí)驗(yàn)的設(shè)計與實(shí)施都有著更高的要求。進(jìn)行眼動研究時，應(yīng)遵循科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的基本要求，同時結(jié)合教育技術(shù)學(xué)科的特點(diǎn)進(jìn)行本土化改進(jìn)，開展前沿性的實(shí)證研究，逐漸形成教育技術(shù)學(xué)科獨(dú)特的眼動研究范式。

（三）探索更多結(jié)合點(diǎn)，豐富教育技術(shù)領(lǐng)域眼動研究的內(nèi)容體系

隨著技術(shù)的發(fā)展，定性與定量研究的有機(jī)結(jié)合不斷豐富著當(dāng)前教育技術(shù)研究的方法與內(nèi)容體系。眼動研究作為一種以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的定量研究，在一定程度上可以增強(qiáng)教育技術(shù)學(xué)科在科學(xué)計量方面的學(xué)術(shù)生命力。在研究內(nèi)容方面，眼動研究在多媒體畫面藝術(shù)理論建構(gòu)、可視化學(xué)習(xí)效果測量、學(xué)習(xí)者視覺素養(yǎng)培養(yǎng)、游戲化體驗(yàn)式學(xué)習(xí)等方面都有著傳統(tǒng)研究方法所不具備的獨(dú)特優(yōu)勢（王志軍，等，2015）。在教育技術(shù)領(lǐng)域的后續(xù)研究中，可以利用眼動研究開展基于系統(tǒng)化學(xué)習(xí)過程的多媒體畫面設(shè)計、知識可視化表征、深度交互開發(fā)、視覺素養(yǎng)培養(yǎng)、游戲化學(xué)習(xí)體驗(yàn)探究等研究，在推動教育技術(shù)學(xué)科前沿研究科學(xué)化與實(shí)證化的同時，豐富其研究內(nèi)容體系。

（四）促進(jìn)實(shí)驗(yàn)與具體教學(xué)情境相結(jié)合，提升眼動研究結(jié)果的實(shí)踐價值

眼動技術(shù)的成熟和完善，眼動指標(biāo)的豐富，數(shù)據(jù)采樣頻率的提升，無頭盔式、便攜式眼動儀的推出，使得眼動研究的場所突破了實(shí)驗(yàn)室局限，擴(kuò)展到真實(shí)場景，促使其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大（常文豪，等，2014）。當(dāng)前教育技術(shù)領(lǐng)域的眼動研究大多是在嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行的驗(yàn)證性、探索性實(shí)驗(yàn)，但真實(shí)的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中影響學(xué)習(xí)效果的因素復(fù)雜多樣。眼動研究應(yīng)將實(shí)驗(yàn)與具體教學(xué)情境有機(jī)結(jié)合，盡可能地接近和還原真實(shí)的學(xué)習(xí)過程，分析學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的眼動指標(biāo)，探究其認(rèn)知規(guī)律與學(xué)習(xí)效果。將學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計和教學(xué)資源開發(fā)建立在學(xué)習(xí)者認(rèn)知規(guī)律的基礎(chǔ)上，使學(xué)習(xí)方式的變革與創(chuàng)新具備堅(jiān)實(shí)的認(rèn)知科學(xué)和學(xué)習(xí)科學(xué)基礎(chǔ)；探索學(xué)生信息素養(yǎng)和教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升過程中的關(guān)鍵性要素，使眼動研究的結(jié)果具有豐富的實(shí)踐意義和應(yīng)用價值。

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收稿日期：2016-03-11

定稿日期：2016-05-17

作者簡介：馮小燕，博士研究生，講師；王志軍，教授，博士生導(dǎo)師；吳向文，博士研究生，講師。天津師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院（300387）。

責(zé)任編輯 單 玲