陳麗君 鄭 雪

(1廣東技術(shù)師范學(xué)院教育學(xué)院,廣州 510665) (2華南師范大學(xué)心理學(xué)院,廣州 510631)

1 引言

當(dāng)個(gè)體覺(jué)察到現(xiàn)有的某一狀態(tài)與預(yù)想的目標(biāo)狀態(tài)之間存在差距,但卻不知如何消除這種差距時(shí),他就有了問(wèn)題(Hayes,1981)。問(wèn)題發(fā)現(xiàn)是指在解決一個(gè)已清晰呈現(xiàn)問(wèn)題之前經(jīng)歷的所有活動(dòng)、過(guò)程與事件,是人類探究未知世界的第一步(Csikszentmihalyi&Getzels,1970),其認(rèn)知實(shí)質(zhì)是為不理想的起始狀態(tài)設(shè)置相對(duì)理想的目標(biāo)狀態(tài)的過(guò)程(陳麗君,鄭雪,2009)。作為一種復(fù)雜的認(rèn)知加工活動(dòng),問(wèn)題發(fā)現(xiàn)能力的重要性很早就得到了學(xué)術(shù)界的認(rèn)同(Einstein&Infeld,1938)。

許多學(xué)者都嘗試對(duì)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行觀測(cè)和分析,探索其特征與規(guī)律。但問(wèn)題發(fā)現(xiàn)活動(dòng)本身的復(fù)雜性、隱蔽性、潛伏性與開(kāi)放性等特點(diǎn)(陳麗君,2012),給研究的深入帶來(lái)了很大困難。已有研究大多考察了問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的影響因素(Lee&Cho,2007;Reiter-Palmon&Robinson,2009)、外部表現(xiàn)(韓琴,胡衛(wèi)平,2005;肖浩宇,張慶林,史慧穎,2006;李明昆,洪振方,2011)、評(píng)價(jià)方法(Ramirez,2002;Norton-Meier,Hand,Hockenberry,&Wisw,2008)、相關(guān)關(guān)系(Colbert,Olson,&Clough,2007;Liu,Hu,Adey,Cheng,&Zhang,2013)及實(shí)踐應(yīng)用(Gautier&Solomon,2005;Hofstein,Navon,Kipnis,&Mamlok-Naaman,2005)等方面,考察問(wèn)題發(fā)現(xiàn)內(nèi)部認(rèn)知加工過(guò)程,揭示問(wèn)題發(fā)現(xiàn)認(rèn)知機(jī)制與規(guī)律的研究較少。

在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)研究中,一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是如何有效測(cè)評(píng)和記錄問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程及其結(jié)果。已有研究對(duì)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的記錄,主要采用了外部行為觀察(陳家富,1998;楊千慧,2002)、紙筆測(cè)驗(yàn)(Carson&Runco,1999;Chand&Runco,1993)、問(wèn)卷調(diào)查(Subotnik,1988)、口頭訪談(鄭瑛珍,2000)或出聲思維(Getzels&Csikszentmihalyi,1976;Patrick,1937)等方法,缺乏對(duì)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)信息加工過(guò)程更精確地記錄和分析。由于上述方法是通過(guò)比較間接或主觀的途徑追蹤問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程,其準(zhǔn)確性和可靠性往往受到質(zhì)疑。如何提高觀測(cè)與記錄的有效性是深入探索問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程需要解決的重要問(wèn)題。采用能夠更精確地反映個(gè)體信息加工活動(dòng)的測(cè)評(píng)方法和指標(biāo),將有助于更客觀地認(rèn)知問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的特點(diǎn)與規(guī)律。Magliano和Graesser(1991)在談到如何提高出聲思維報(bào)告的可靠性時(shí)指出,可以在分析口語(yǔ)報(bào)告數(shù)據(jù)時(shí),收集其他行為測(cè)量指標(biāo),比如時(shí)間、眼動(dòng)數(shù)據(jù)等,這些數(shù)據(jù)之間的一致性越高,口語(yǔ)報(bào)告就越可靠。問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中,對(duì)信息的注意、選擇、停留、轉(zhuǎn)換等反映出個(gè)體對(duì)信息的加工過(guò)程與特點(diǎn),有助于對(duì)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)認(rèn)知規(guī)律和機(jī)制的揭示。傳統(tǒng)的行為研究方法無(wú)法精確記錄個(gè)體在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中對(duì)信息的加工和處理過(guò)程,而眼動(dòng)技術(shù)在這方面具備優(yōu)勢(shì)。

眼動(dòng)即眼球的運(yùn)動(dòng),它與注意以及內(nèi)部信息加工機(jī)制之間存在密切關(guān)聯(lián)。作為一種重要的心理學(xué)研究方法,眼動(dòng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于心理學(xué)的各種基礎(chǔ)和應(yīng)用研究領(lǐng)域。眼動(dòng)記錄法能夠較好地體現(xiàn)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)的生態(tài)效度,眼動(dòng)技術(shù)也被視為洞悉個(gè)體信息采集行為的最佳工具(Pieters,Warlop,&Wedel,2002)。很多學(xué)者都借助眼動(dòng)儀更精確地探索了各類認(rèn)知加工活動(dòng),包括創(chuàng)造性活動(dòng)的隱秘過(guò)程。鄧鑄(2005)指出,眼動(dòng)反映了視覺(jué)信息的選擇模式,利用眼動(dòng)技術(shù)探索人在各種不同條件下的信息加工機(jī)制是當(dāng)今心理研究的重要范型。Knoblich,Ohlsson和 Raney(2001)用眼動(dòng)儀考察了對(duì)火柴棒算式頓悟問(wèn)題的解決;沃建中、陳婉茹、劉揚(yáng)和林崇德(2010)比較了創(chuàng)造能力不同學(xué)生的分類加工過(guò)程差異的眼動(dòng)特點(diǎn);周鵬生和周愛(ài)保(2011)認(rèn)為,眼動(dòng)指標(biāo)通常能夠反映人們對(duì)問(wèn)題的內(nèi)部表征過(guò)程,對(duì)問(wèn)題的注視時(shí)間、注視次數(shù)、瞳孔直徑等指標(biāo)能夠在很大程度上體現(xiàn)出對(duì)問(wèn)題的感知和理解過(guò)程。可見(jiàn),運(yùn)用眼動(dòng)儀對(duì)認(rèn)知加工過(guò)程做更客觀、更精確地探討是可行的。借助眼動(dòng)儀對(duì)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)思維過(guò)程做進(jìn)一步地深入考察,可以更精確地記錄與分析問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的相關(guān)規(guī)律和特點(diǎn),以便清晰把握個(gè)體信息加工的發(fā)生、發(fā)展與變化過(guò)程。比如,注視時(shí)間有助于考察被試對(duì)哪些區(qū)域加工時(shí)間更長(zhǎng),回視次數(shù)有助于了解被試在加工后期信息時(shí),對(duì)早期信息的重新關(guān)注與提取;瞳孔直徑有助于認(rèn)識(shí)被試在信息加工中的認(rèn)知負(fù)荷情況;眼動(dòng)軌跡記錄則能反映個(gè)體在整體問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中注視點(diǎn)隨時(shí)間的變化序列,進(jìn)而了解被試的信息加工順序和軌跡?；趩?wèn)題發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域已有研究多采用主觀、外部方式收集數(shù)據(jù)的不足,本研究擬借助眼動(dòng)技術(shù),更準(zhǔn)確地考察個(gè)體在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的信息采集行為,以探索問(wèn)題發(fā)現(xiàn)活動(dòng)的內(nèi)部加工過(guò)程與規(guī)律。

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的心理實(shí)質(zhì)是個(gè)體覺(jué)察到現(xiàn)有狀態(tài)與預(yù)想狀態(tài)之間存在差距(Hayes,1981),這個(gè)差距可能是明顯的,也可能是隱藏的,前者代表了矛盾式問(wèn)題情境,后者代表了潛藏式問(wèn)題情境。Dillon(1982)指出,矛盾式和潛藏式問(wèn)題是現(xiàn)實(shí)中最典型的兩類問(wèn)題發(fā)現(xiàn)活動(dòng),矛盾情境本身包含缺陷、不調(diào)和或矛盾等問(wèn)題事件,問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的任務(wù)就是找出這些已經(jīng)存在的矛盾、錯(cuò)誤、不足等問(wèn)題;而潛藏情境本身不存在錯(cuò)誤和矛盾,需要個(gè)體在不具有任何現(xiàn)成問(wèn)題的情境中去發(fā)現(xiàn)和挖掘潛藏的問(wèn)題事件。Shepardson和Pizzini(1991)提出,前者僅需要回憶信息,后者則需要以新的方式來(lái)假設(shè)、推測(cè)、概括、創(chuàng)造和評(píng)價(jià)以超越已有信息。因此,個(gè)體在兩類問(wèn)題發(fā)現(xiàn)情境中的認(rèn)知加工過(guò)程各有其重點(diǎn)。相應(yīng)的,在完成問(wèn)題發(fā)現(xiàn)任務(wù)中的眼動(dòng)指標(biāo)也會(huì)存在差異。已有研究缺乏對(duì)矛盾式和潛藏式問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程在具體信息的注意、選擇、加工等方面的差異性比較,本研究擬借助眼動(dòng)技術(shù)對(duì)此進(jìn)行探索,以揭示兩者在信息加工機(jī)制上的特點(diǎn)。

此外,以往對(duì)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的研究,往往采取整體研究的方式,即把構(gòu)建的問(wèn)題情境視為一個(gè)整體進(jìn)行考察,缺乏對(duì)構(gòu)成整體的各個(gè)部分,及其在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中的作用和地位進(jìn)行區(qū)分性研究。在現(xiàn)實(shí)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中,個(gè)體會(huì)基于一個(gè)主題收集各個(gè)類別和各個(gè)層面的信息,這些信息之間觀點(diǎn)可能一致,也可能矛盾,就需要對(duì)其進(jìn)行分析、判斷、取舍、整合,進(jìn)而提出發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。在整體研究之外,對(duì)代表不同觀念的各部分信息進(jìn)行獨(dú)立考察,有助于探索個(gè)體在面臨信息疊加或沖突時(shí)做出的判斷和選擇,更精確地揭示問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程信息加工的特點(diǎn)與規(guī)律。因此,本研究也將對(duì)構(gòu)成問(wèn)題情境的各個(gè)獨(dú)立段落(興趣區(qū)),及其相應(yīng)的眼動(dòng)特征進(jìn)行考察。

在認(rèn)知研究中的一個(gè)重要范式是專家與新手的對(duì)比研究。對(duì)比研究能夠反映出問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的認(rèn)知差異情況,有助于探索問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的信息加工機(jī)制。比如林沂升(2003)探討了研究生與小學(xué)生科學(xué)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的思維模式差異,發(fā)現(xiàn)研究生在思維方式的多樣化和復(fù)雜性上遠(yuǎn)高于小學(xué)生。鄧鑄(2005)指出,將眼動(dòng)分析應(yīng)用于問(wèn)題解決研究,可以探究與比較不同學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)對(duì)外部信息的提取差異并推斷其表征問(wèn)題的過(guò)程與機(jī)制。而沃建中等(2010)以及馮虹、陰國(guó)恩和陳士俊(2009)也在眼動(dòng)研究中采用了專家與新手的對(duì)比研究范式。本研究也擬借鑒專家-新手對(duì)比研究范式,通過(guò)比較能力高和低兩類被試的表現(xiàn),分析兩者在眼動(dòng)指標(biāo)上的異同及特點(diǎn)。

綜上,本研究擬在矛盾式與潛藏式兩類問(wèn)題情境中,以眼動(dòng)儀為工具,探討高低能力大學(xué)生問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的整體以及各興趣區(qū)中的眼動(dòng)規(guī)律與特點(diǎn),并借此更細(xì)致地分析問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的內(nèi)部認(rèn)知加工過(guò)程。研究假設(shè),高能力組學(xué)生在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)上的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在對(duì)關(guān)鍵信息區(qū)域的準(zhǔn)確判斷并投入更多的注意,而并非總體加工時(shí)長(zhǎng),因此,他們對(duì)關(guān)鍵興趣區(qū)的回視次數(shù)可能會(huì)高于低能力組學(xué)生,在注視時(shí)間和注視次數(shù)上與低能力組相當(dāng)。潛藏情境的問(wèn)題更不明顯,認(rèn)知加工難度更大,因此在平均注視時(shí)間上可能高于矛盾情境,其余眼動(dòng)指標(biāo)差異可能不顯著。在兩個(gè)情境的多個(gè)興趣上,第一興趣區(qū)均是介紹情境的背景,后面的興趣區(qū)各自提供不同方面和層次的信息,因此被試對(duì)提供具體信息的后面的區(qū)域?qū)⒔o予更多關(guān)注,各項(xiàng)眼動(dòng)指標(biāo)均有增加的趨勢(shì)。對(duì)信息注意得越多,加工時(shí)間越長(zhǎng)就越有助于問(wèn)題發(fā)現(xiàn),注視時(shí)間、注視次數(shù)、回視次數(shù)等與問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量之間可能存在正相關(guān)關(guān)系。眼動(dòng)軌跡描繪了個(gè)體注視點(diǎn)隨時(shí)間變化的序列,個(gè)體在認(rèn)知過(guò)程中的眼部活動(dòng)情況反映出他們的信息加工情況,即眼睛注視的區(qū)域?yàn)檎诩庸さ男畔^(qū)域,因此,發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題與其注視的區(qū)域之間可能存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。

利用眼動(dòng)技術(shù)對(duì)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)信息加工過(guò)程中的信息搜尋、選擇、停留、轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵性環(huán)節(jié)進(jìn)行考察,有助于提高實(shí)驗(yàn)研究的精確性,對(duì)相關(guān)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)理論進(jìn)行驗(yàn)證或補(bǔ)充,并為揭示問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的認(rèn)知加工機(jī)制提供依據(jù),為建構(gòu)科學(xué)的問(wèn)題發(fā)現(xiàn)認(rèn)知模型奠定基礎(chǔ)。也可以為從信息加工角度,提出促進(jìn)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)能力提升的相關(guān)對(duì)策,提供理論依據(jù)與實(shí)踐指導(dǎo)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)采用2(問(wèn)題情境：矛盾式情境、潛藏式情境)×2(組別：高能力組、低能力組)×4(興趣區(qū)：第一到第四興趣區(qū))混合設(shè)計(jì)。問(wèn)題情境和興趣區(qū)為組內(nèi)因素,組別為組間因素。因變量是問(wèn)題的數(shù)量與質(zhì)量,以及問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程中被試的眼動(dòng)情況,包括整體和在4個(gè)興趣區(qū)中的注視時(shí)間、注視次數(shù)、回視次數(shù)、瞳孔直徑、眼動(dòng)軌跡等。

2.2 被試

在預(yù)備研究中,采用團(tuán)體實(shí)驗(yàn)對(duì)620名大學(xué)生(男302人,女318人,平均年齡20.82歲)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)能力的基本狀況進(jìn)行考察。從團(tuán)體實(shí)驗(yàn)得分較高(高問(wèn)題發(fā)現(xiàn)能力組,以下簡(jiǎn)稱高能力組)和較低(低問(wèn)題發(fā)現(xiàn)能力組,以下簡(jiǎn)稱低能力組)的前后20%大學(xué)生中,隨機(jī)各挑選出20名參與眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)。40名大學(xué)生中,男女各半;最大年齡23歲,最小年齡19歲,平均年齡21.26歲。所有被試均視力(或矯正視力)正常,無(wú)眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),被試完成實(shí)驗(yàn)后可獲得一份禮物。

2.3 材料

在材料設(shè)置上,參考了邵惠靖(2001)和林沂升(2003)的設(shè)計(jì)。從網(wǎng)絡(luò)中收集數(shù)十篇候選材料,根據(jù)專家建議結(jié)合本研究的特點(diǎn)篩選并整理出矛盾式與潛藏式情境備選材料各5段。請(qǐng)20名大學(xué)生從難度、啟發(fā)性和熟悉性等三個(gè)方面對(duì)材料進(jìn)行5點(diǎn)評(píng)分,選擇難度與熟悉性適中,啟發(fā)性較強(qiáng)的材料作為正式實(shí)驗(yàn)材料。

團(tuán)體實(shí)驗(yàn)中,矛盾式情境材料介紹了一種“排毒基強(qiáng)離子排毒儀”,其中存在多處錯(cuò)誤與漏洞;潛藏式情境材料則講述對(duì)“外星生命存在的探索”,材料本身沒(méi)有任何現(xiàn)成的矛盾和錯(cuò)誤。兩段材料難度(

M

=3.15,

M

=3.35;

t

(1,19)= -1.17,

p

>0.05)與熟悉性(

M

=3.00,

M

=3.05;

t

(1,19)=-0.30,

p

>0.05)適中,啟發(fā)性(

M

=3.95,

M

=3.85;

t

(1,19)=0.53,

p

>0.05)較強(qiáng),材料間差異不顯著,團(tuán)體實(shí)驗(yàn)材料沒(méi)有在字?jǐn)?shù)上作控制?；趩?wèn)題總數(shù)量、思維產(chǎn)品得分、思維層次得分、變通性、深刻性、精致性、新穎性和矛盾問(wèn)題擊中率(僅在矛盾式情境)等8個(gè)指標(biāo),對(duì)大學(xué)生問(wèn)題發(fā)現(xiàn)能力做出評(píng)價(jià)。各指標(biāo)的具體含義如下：(1)問(wèn)題總數(shù)量指被試在一個(gè)情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的總數(shù)。(2)思維產(chǎn)品得分的評(píng)價(jià)依據(jù)是Guilford(1959)提出的,把思維產(chǎn)品分為單元、門類、關(guān)系、系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換、蘊(yùn)含等6類,評(píng)分時(shí)將問(wèn)題歸屬于其中一類,并依次賦予1～6分的分值。(3)思維層次得分的評(píng)價(jià)基于將問(wèn)題按照思維層次高低分為事實(shí)性、推論性、綜合性和評(píng)價(jià)性等4類(Blosser,1973;Shepardson&Pizzini,1991),評(píng)分時(shí)將問(wèn)題歸屬于其中一類,并依次賦予1～4分的分值。(4)變通性代表問(wèn)題的發(fā)散程度,評(píng)價(jià)方法是把問(wèn)題按照內(nèi)容進(jìn)行分類,問(wèn)題的類別數(shù)量就是變通性得分。(5)深刻性指問(wèn)題的概括性、間接性和抽象程度,由評(píng)分者以5分制評(píng)價(jià)。(6)精致性指對(duì)問(wèn)題描述的準(zhǔn)確和細(xì)致程度,以及問(wèn)題中修飾語(yǔ)和專有名詞的運(yùn)用情況,以5分制評(píng)價(jià)。(7)新穎性指問(wèn)題的新奇性和獨(dú)創(chuàng)性,與問(wèn)題的出現(xiàn)頻率有關(guān),也以5分制評(píng)價(jià)。(8)矛盾問(wèn)題擊中率指在矛盾情境中,被試發(fā)現(xiàn)矛盾問(wèn)題的比率高低,計(jì)算公式為：矛盾問(wèn)題擊中率=矛盾問(wèn)題數(shù)量/問(wèn)題總數(shù)量。將8個(gè)指標(biāo)上的得分轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)分后求和即為總評(píng)分,并依據(jù)此選擇眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)的被試。眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)則在矛盾式與潛藏式情境中,分別選取了一段科學(xué)騙局“腦紋測(cè)試儀”和一段科學(xué)探索故事“50萬(wàn)年后的人類”作為實(shí)驗(yàn)材料。兩段材料在難度(

M

=3.20,

M

=3.15;

t

(1,19)=0.30,

p

>0.05)與熟悉性(

M

=3.05,

M

=3.15;

t

(1,19)=-0.81,

p

>0.05)上得分中等,啟發(fā)性(

M

=4.10,

M

=3.95;

t

(1,19)=1.00,

p

>0.05)較強(qiáng),材料之間差異不顯著。眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)的兩段材料均分為4個(gè)段落(對(duì)應(yīng)于4個(gè)興趣區(qū)),包含10句話,477個(gè)字。

2.4 儀器

實(shí)驗(yàn)儀器為加拿大 SR Research公司開(kāi)發(fā)的EyeLinkⅡ型眼動(dòng)儀。該設(shè)備由兩臺(tái)計(jì)算機(jī)組成,通過(guò)以太網(wǎng)連接。其中一臺(tái)計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)材料,另一臺(tái)計(jì)算機(jī)記錄眼動(dòng)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)材料由19英寸顯示器呈現(xiàn),顯示器的刷新率為85 Hz,分辨率為1024×768像素。眼動(dòng)儀采樣頻率為250 Hz。實(shí)驗(yàn)材料呈現(xiàn)和數(shù)據(jù)記錄均由眼動(dòng)儀專用軟件完成。此外,還準(zhǔn)備了一支錄音筆,用來(lái)記錄被試發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。

2.5 程序

實(shí)驗(yàn)在隔音和勻光的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。為排除主試個(gè)人因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾,對(duì)主試在實(shí)驗(yàn)中的行為做了書面上嚴(yán)格的規(guī)范。眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)程序分為以下4個(gè)步驟。

第一步,實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備。包括主試向被試介紹實(shí)驗(yàn)程序和要求、測(cè)試錄音效果、被試填寫個(gè)人資料等內(nèi)容。

第二步,眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練程序。目的是訓(xùn)練被試熟悉整個(gè)眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程,并要求被試在實(shí)驗(yàn)中大聲說(shuō)出發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。具體程序包括：①被試坐在顯示器前面,與顯示器中心的距離約為0.65 m,眼睛正對(duì)顯示器中心。②戴好眼動(dòng)儀頭盔。③對(duì)被試進(jìn)行眼矯正。④呈現(xiàn)練習(xí)材料訓(xùn)練被試。

第三步,正式實(shí)驗(yàn)。被試按照順序依次完成兩段材料的實(shí)驗(yàn)。每一段材料的實(shí)驗(yàn)程序與訓(xùn)練程序相同。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程大約需要20分鐘。為避免順序效應(yīng),每個(gè)組別的大學(xué)生各隨機(jī)分配一半先參加矛盾式情境實(shí)驗(yàn),另一半先參加潛藏式情境實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)沒(méi)有時(shí)間限制。

第四步,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的工作。包括拷貝錄音和眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),給被試紀(jì)念品等。

為了區(qū)分被試在閱讀材料時(shí)的眼動(dòng)數(shù)據(jù)和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題過(guò)程中的眼動(dòng)數(shù)據(jù),把每一張材料的圖片都呈現(xiàn)兩次。第一次呈現(xiàn)圖片時(shí),要求被試完整地閱讀完一次實(shí)驗(yàn)材料,讀完之后進(jìn)行報(bào)告。在被試報(bào)告讀完以后,更換第二張圖片讓被試開(kāi)始問(wèn)題發(fā)現(xiàn)活動(dòng)。由于兩張圖片的內(nèi)容完全相同,因此,被試并不會(huì)感覺(jué)到有差異。這樣,收集到的眼動(dòng)數(shù)據(jù)就把閱讀數(shù)據(jù)和問(wèn)題發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)區(qū)分開(kāi)了。

2.6 興趣區(qū)的劃分

興趣區(qū)是指研究者關(guān)注和感興趣的被試對(duì)刺激信息的注視區(qū)域,是分析眼動(dòng)結(jié)果的基本單位。為了對(duì)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的內(nèi)部認(rèn)知過(guò)程進(jìn)行更精確地考察,在導(dǎo)出眼動(dòng)數(shù)據(jù)之前作了興趣區(qū)的劃分。由于每一個(gè)情境材料都分為4個(gè)段落,并且在每一個(gè)段落中都有相對(duì)獨(dú)立的含義,因此對(duì)興趣區(qū)的劃分就是基于這4個(gè)段落進(jìn)行的。也就是說(shuō),一個(gè)自然段落就對(duì)應(yīng)一個(gè)興趣區(qū),它代表了一個(gè)意義相對(duì)獨(dú)立和完整的認(rèn)知加工區(qū)域。

在矛盾式情境的“腦紋測(cè)試儀”材料中,第一興趣區(qū)介紹腦紋測(cè)試儀的風(fēng)行現(xiàn)狀,第二興趣區(qū)介紹腦紋收集器的工作情況,第三興趣區(qū)介紹腦紋數(shù)據(jù)分析軟件,第四興趣區(qū)介紹腦紋修復(fù)CD。4個(gè)興趣區(qū)的內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立,并按照“背景—工作過(guò)程—數(shù)據(jù)分析—結(jié)果應(yīng)用”4個(gè)方面逐次推進(jìn)。

在潛藏式情境的“50萬(wàn)年后的人類”材料中,第一興趣區(qū)介紹科學(xué)家對(duì)50萬(wàn)年后人類開(kāi)展研究的背景,第二興趣區(qū)介紹積極進(jìn)化論觀點(diǎn),第三興趣區(qū)介紹消極進(jìn)化論觀點(diǎn),第四興趣區(qū)介紹穩(wěn)定進(jìn)化論觀點(diǎn)。4個(gè)興趣區(qū)的內(nèi)容也相對(duì)獨(dú)立,按照“背景—積極觀點(diǎn)—消極觀點(diǎn)—中立觀點(diǎn)”4個(gè)方面展開(kāi)論述。

從現(xiàn)實(shí)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)活動(dòng)來(lái)看,個(gè)體往往會(huì)針對(duì)一個(gè)主題,收集并獲取多個(gè)層面或角度的信息,每一類信息都為發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提供新的思路和啟發(fā)。本研究對(duì)4個(gè)興趣區(qū)的設(shè)置,正是基于對(duì)現(xiàn)實(shí)情境的模擬,即考察在接收到多方面信息后,被試對(duì)信息的注意、選擇、加工、轉(zhuǎn)換等情況,及其與發(fā)現(xiàn)問(wèn)題結(jié)果之間的關(guān)系。著重分析產(chǎn)生這種選擇和加工差異的原因、影響因素,以及帶來(lái)的效果差異。

2.7 眼動(dòng)指標(biāo)

眼動(dòng)指標(biāo)的選取,參考了姚海娟和沈德立(2006)、沃建中等人(2010)以及陳俊杰、嚴(yán)會(huì)霞和相潔(2011)的研究,同時(shí)也基于本研究對(duì)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)認(rèn)知過(guò)程眼動(dòng)情況的預(yù)期和假設(shè)。在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中,個(gè)體會(huì)根據(jù)信息的重要性、情境的啟發(fā)性和自身的興趣、需求等,對(duì)部分信息投入更多的關(guān)注和加工,表現(xiàn)出在注視時(shí)間、注視次數(shù)和瞳孔直徑大小上的差異。同時(shí),根據(jù)前面信息的意義,在需要進(jìn)行前后信息的聯(lián)系性加工時(shí),表現(xiàn)出回視次數(shù)的變化。而整個(gè)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程中,眼睛會(huì)隨著加工信息的內(nèi)容和區(qū)域的不同,一直處于運(yùn)動(dòng)變化中,對(duì)整體眼動(dòng)軌跡變化的記錄有助于我們探索問(wèn)題發(fā)現(xiàn)全過(guò)程的信息選擇、變換、采集等特點(diǎn)。基于上述分析,本研究擬選取以下眼動(dòng)指標(biāo)進(jìn)行考察。

(1)總注視時(shí)間。總注視時(shí)間指被試在某一興趣區(qū)內(nèi)所有注視時(shí)間的總和,注視時(shí)間越長(zhǎng)表示對(duì)該區(qū)域的信息加工時(shí)間越長(zhǎng)。

(2)平均注視時(shí)間。指平均每次注視所需要的時(shí)間,即注視點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間。在眼動(dòng)研究中,通常將被試視線在注視目標(biāo)上停留時(shí)間超過(guò)100ms、面積不大于1°×1°視角的停留點(diǎn)定義為一個(gè)注視點(diǎn)。

(3)注視次數(shù)。在注視材料過(guò)程中,被試的眼睛不是連續(xù)運(yùn)動(dòng),而是跳躍式前進(jìn)的,每次跳躍之后都會(huì)緊跟一次注視。注視次數(shù)就是指注視點(diǎn)的數(shù)量。

(4)回視次數(shù)。在閱讀中,回視是指眼睛的注視點(diǎn)從右向左的運(yùn)動(dòng)(不包括從每行行尾到每一行行首的眼動(dòng)),即眼睛又退回到剛才注視過(guò)的內(nèi)容上。在本實(shí)驗(yàn)中,由于對(duì)材料作了興趣區(qū)的劃分,因此,將回視次數(shù)定義為注視點(diǎn)離開(kāi)某個(gè)興趣區(qū)后,又從后面區(qū)域重新返回到該區(qū)的次數(shù)。

(5)瞳孔直徑大小。瞳孔直徑大小是指被試注視某一區(qū)域時(shí),瞳孔直徑變化的平均大小。

(6)眼動(dòng)軌跡。眼動(dòng)軌跡指注視點(diǎn)隨時(shí)間變化的序列,動(dòng)態(tài)反映出個(gè)體在認(rèn)知過(guò)程中的眼部活動(dòng)情況。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

用SR Research公司提供的數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)全部數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3.1 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的數(shù)量與質(zhì)量

表1列出了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的數(shù)量與質(zhì)量的總體情況,以及按照組別、問(wèn)題情境和興趣區(qū)因素分類統(tǒng)計(jì)的問(wèn)題在各個(gè)主要指標(biāo)上的得分情況。

以組別、問(wèn)題情境和興趣區(qū)為自變量,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的數(shù)量與質(zhì)量評(píng)分為因變量進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析,結(jié)果顯示,在組別因素上,高能力組學(xué)生在問(wèn)題總數(shù)量(

F

(1,38)=31.07,

p

<0.001)、變通性(

F

(1,38)=35.96,

p

<0.001)和新穎性(

F

(1,38)=6.42,

p

<0.05)得分上,均高于低能力組。在情境因素上,被試在矛盾式情境中,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的精致性高于潛藏式情境,

F

(1,38)=15.11,

p

<0.001。在興趣區(qū)因素上,被試在第二、三、四區(qū)的矛盾問(wèn)題擊中率顯著高于第一區(qū)(

F

(1,38)=16.88,

p

<0.001;

F

(1,38)=30.41,

p

<0.001;

F

(1,38)=73.07,

p

<0.001);第四區(qū)的矛盾問(wèn)題擊中率高于第二、三區(qū)(

F

(1,38)=22.94,

p

<0.001;

F

(1,38)=19.50,

p

<0.001)。被試在第二、四區(qū)的思維層次得分高于第一區(qū)(

F

(1,38)=4.55,

p

<0.05;

F

(1,38)=13.93,

p

<0.001);第四區(qū)的思維層次得分高于第二、三區(qū)(

F

(1,38)=6.14,

p

<0.05;

F

(1,38)=8.80,

p

<0.05)。被試在第一、二、四區(qū)的思維產(chǎn)品得分高于第三區(qū)(

F

(1,38)=26.57,

p

<0.001;

F

(1,38)=10.82,

p

<0.01;

F

(1,38)=12.48,

p

<0.01)。被試在第三區(qū)的變通性高于第二區(qū),

F

(1,38)=5.46,

p

<0.05。被試在第二、四區(qū)的深刻性得分高于第一區(qū)(

F

(1,38)=7.95,

p

<0.01;

F

(1,38)=31.54,

p

<0.001);第四區(qū)的深刻性還要高于第二、三區(qū)(

F

(1,38)=14.16,

p

<0.001;

F

(1,38)=23.53,

p

<0.001)。被試在第二、三、四區(qū)的精致性得分高于第一區(qū)(

F

(1,38)=13.47,

p

<0.01;

F

(1,38)=5.38,

p

<0.05;

F

(1,38)=16.20,

p

<0.001);第四區(qū)的精致性還要高于第二、三區(qū)(

F

(1,38)=5.99,

p

<0.05;

F

(1,38)=6.64,

p

<0.05)。被試在第一、三、四區(qū)的新穎性得分高于第二區(qū)(

F

(1,38)=60.89,

p

<0.001;

F

(1,38)=56.39,

p

<0.001;

F

(1,38)=41.79,

p

<0.001)。其余主效應(yīng)和交互作用均不存在顯著差異。

表1 問(wèn)題數(shù)量與質(zhì)量的基本情況

總體來(lái)看,在問(wèn)題數(shù)量與質(zhì)量上,高能力組被試優(yōu)于低能力組,這說(shuō)明團(tuán)體實(shí)驗(yàn)篩選出的被試在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)活動(dòng)中保持了較高的一致性,顯示出本研究實(shí)驗(yàn)材料的選取是可信的,被試的選擇也是可靠的。各個(gè)興趣區(qū)之間在問(wèn)題數(shù)量上沒(méi)有差異,但在問(wèn)題質(zhì)量上存在較大差異,普遍趨勢(shì)是后面興趣區(qū)的質(zhì)量高于前面興趣區(qū)。

3.2 問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的眼動(dòng)情況

從總注視時(shí)間、平均注視時(shí)間、注視次數(shù)、回視次數(shù)和瞳孔直徑等5個(gè)方面對(duì)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程中大學(xué)生的眼動(dòng)情況進(jìn)行考察。在分析中,比較了4個(gè)興趣區(qū)之間的眼動(dòng)指標(biāo)差異,以及情境和組別因素對(duì)各個(gè)眼動(dòng)指標(biāo)的影響。由于在研究中只控制了情境總字?jǐn)?shù),對(duì)每個(gè)興趣區(qū)內(nèi)部的字?jǐn)?shù)沒(méi)有進(jìn)行控制,因此,擬采用事后控制的補(bǔ)救措施,在對(duì)總注視時(shí)間、注視次數(shù)和回視次數(shù)等指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)中,將興趣區(qū)的字?jǐn)?shù)作為協(xié)變量納入方差分析。

3.2.1 總注視時(shí)間

表2列出了兩組被試分別在兩類情境,及其各自包含的4個(gè)興趣區(qū)中的總注視時(shí)間(單位:s)的基本情況。

以組別、問(wèn)題情境和興趣區(qū)為自變量,問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的總注視時(shí)間為因變量,各興趣區(qū)的字?jǐn)?shù)為協(xié)變量進(jìn)行重復(fù)測(cè)量的方差分析,結(jié)果顯示,在組別和情境因素上,總注視時(shí)間的所有主效應(yīng)和交互作用差異均不顯著。在興趣區(qū)因素上,總注視時(shí)間存在顯著差異。在矛盾情境中,第二、三、四區(qū)長(zhǎng)于第一區(qū)(

F

(1,38)=21.97,

p

<0.001;

F

(1,38)=15.73,

p

<0.001;

F

(1,38)=22.57,

p

<0.001)。在潛藏情境中,第二、三、四區(qū)長(zhǎng)于第一區(qū)(

F

(1,38)=16.39,

p

<0.001;

F

(1,38)=25.56,

p

<0.001;

F

(1,38)=19.21,

p

<0.001)。

表2 問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的總注視時(shí)間

3.2.2 平均注視時(shí)間

表3列出兩組被試在兩類情境,及其各自包含的4個(gè)興趣區(qū)平均注視時(shí)間(單位:ms)的基本情況。

表3 問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的平均注視時(shí)間

以組別、問(wèn)題情境和興趣區(qū)為自變量,問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的平均注視時(shí)間為因變量進(jìn)行重復(fù)測(cè)量的方差分析,結(jié)果顯示,在情境因素上,被試在潛藏情境的總體和第二、三區(qū)的平均注視時(shí)間長(zhǎng)于矛盾情境(

F

(1,38)=5.56,

p

<0.05;

F

(1,38)=4.14,

p

<0.05;

F

(1,38)=5.41,

p

<0.05)。在興趣區(qū)因素上,平均注視時(shí)間存在顯著差異。在矛盾情境中,第四區(qū)長(zhǎng)于第一、二區(qū)(

F

(1,38)=8.30,

p

<0.01;

F

(1,38)=16.98,

p

<0.001),第三區(qū)長(zhǎng)于第二區(qū)(

F

(1,38)=4.43,

p

<0.05);在潛藏情境中,第四區(qū)長(zhǎng)于第一區(qū)(

F

(1,38)=7.70,

p

<0.01),第三區(qū)長(zhǎng)于第一、二區(qū)(

F

(1,38)=5.80,

p

<0.05;

F

(1,38)=4.73,

p

<0.05)。其余主效應(yīng)與交互作用均不顯著。

3.2.3 注視次數(shù)

表4列出了兩組被試分別在兩類情境,及其各自包含的4個(gè)興趣區(qū)中的注視次數(shù)的基本情況。

表4 問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的注視次數(shù)

以組別、問(wèn)題情境和興趣區(qū)為自變量,問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的注視次數(shù)為因變量,各興趣區(qū)的字?jǐn)?shù)為協(xié)變量進(jìn)行重復(fù)測(cè)量的方差分析,結(jié)果顯示,在組別和情境因素上,注視次數(shù)的所有主效應(yīng)和交互作用均不存在顯著差異。在興趣區(qū)因素上,注視次數(shù)存在顯著差異。在矛盾情境中,第二、三、四區(qū)多于第一區(qū)(

F

(1,38)=23.81,

p

<0.001;

F

(1,38)=16.12,

p

<0.001;

F

(1,38)=21.80,

p

<0.001);在潛藏情境中,第二、三、四區(qū)多于第一區(qū)(

F

(1,38)=17.19,

p

<0.001;

F

(1,38)=25.80,

p

<0.001;

F

(1,38)=18.16,

p

<0.001)。

3.2.4 回視次數(shù)

表5列出了兩組被試分別在兩類情境,及其各自包含的4個(gè)興趣區(qū)中的回視次數(shù)的基本情況。

表5 問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的回視次數(shù)

由于在劃分興趣區(qū)時(shí),是按照段落進(jìn)行區(qū)分的,4個(gè)興趣區(qū)從上到下依次排列。這樣,依據(jù)本研究的定義,在第四興趣區(qū)中是不存在回視的。因此,只有前三個(gè)興趣區(qū)的回視次數(shù)數(shù)據(jù)。以組別、問(wèn)題情境和興趣區(qū)為自變量,問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的回視次數(shù)為因變量,各興趣區(qū)的字?jǐn)?shù)為協(xié)變量進(jìn)行重復(fù)測(cè)量的方差分析,結(jié)果顯示,在組別因素上,矛盾情境中,高能力組在第二區(qū)的回視次數(shù)多于低能力組,

F

(1,38)=4.49,

p

<0.05;潛藏情境中,高能力組在總體、第二、三區(qū)的回視次數(shù)多于低能力組(

F

(1,38)=5.93,

p

<0.05;

F

(1,38)=4.92,

p

<0.05;

F

(1,38)=5.14,

p

<0.05)。在興趣區(qū)因素上,各主效應(yīng)與交互作用均不顯著。

3.2.5 瞳孔直徑

表6列出了兩組被試分別在兩類情境,及其各自包含的4個(gè)興趣區(qū)中的瞳孔直徑的基本情況。

表6 問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的瞳孔直徑

以組別、問(wèn)題情境和興趣區(qū)為自變量,問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的瞳孔直徑大小為因變量進(jìn)行重復(fù)測(cè)量的方差分析,結(jié)果顯示,在情境因素上,被試在矛盾情境的總體和第二、三、四區(qū)的瞳孔直徑均大于潛藏情境(

F

(1,38)=10.65,

p

<0.01;

F

(1,38)=4.83,

p

<0.05;

F

(1,38)=8.43,

p

<0.01;

F

(1,38)=14.14,

p

<0.001)。在興趣區(qū)因素上,在矛盾情境中,第四區(qū)大于第一、二、三區(qū)(

F

(1,38)=25.57,

p

<0.001;

F

(1,38)=17.00,

p

<0.001;

F

(1,38)=15.24,

p

<0.001),第三區(qū)大于第一、二區(qū)(

F

(1,38)=17.18,

p

<0.001;

F

(1,38)=7.85,

p

<0.01),第二區(qū)大于第一區(qū)(

F

(1,38)=15.85,

p

<0.001);在潛藏情境中,第四區(qū)大于第一、二區(qū)(

F

(1,38)=9.44,

p

<0.01;

F

(1,38)=5.96,

p

<0.05),第三區(qū)大于第一、二區(qū)(

F

(1,38)=10.39,

p

<0.01;

F

(1,38)=5.14,

p

<0.05),第二區(qū)大于第一區(qū),

F

(1,38)=4.38,

p

<0.05。其余主效應(yīng)與交互作用均不顯著。

3.3 眼動(dòng)指標(biāo)與問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量的關(guān)系

3.3.1 總體眼動(dòng)指標(biāo)與問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量之間的關(guān)系

為了全面考察問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的眼動(dòng)情況與實(shí)際發(fā)現(xiàn)問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量之間的關(guān)系,把各個(gè)眼動(dòng)指標(biāo)與問(wèn)題的數(shù)量和質(zhì)量求相關(guān)。其中,問(wèn)題數(shù)量是指問(wèn)題總數(shù)量,問(wèn)題質(zhì)量是指問(wèn)題總評(píng)分,總評(píng)分計(jì)算公式是：?jiǎn)栴}總評(píng)分＝Z+Z+Z+Z+Z+Z+Z?？傮w上, 各眼動(dòng)指標(biāo)與問(wèn)題數(shù)量和問(wèn)題質(zhì)量之間的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表7。

從表7可看到以下特點(diǎn)：(1)在矛盾情境中,總注視時(shí)間、注視次數(shù)、回視次數(shù)與問(wèn)題數(shù)量之間正相關(guān)顯著;在潛藏情境中,回視次數(shù)與問(wèn)題數(shù)量之間正相關(guān)顯著。(2)相關(guān)顯著的項(xiàng)目大多出現(xiàn)在問(wèn)題數(shù)量與眼動(dòng)指標(biāo)的相關(guān)上,在問(wèn)題質(zhì)量上,僅矛盾情境中的回視次數(shù)與問(wèn)題質(zhì)量正相關(guān)顯著。

3.3.2 各興趣區(qū)內(nèi)眼動(dòng)指標(biāo)與問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量之間的關(guān)系

考察在每一個(gè)興趣區(qū)內(nèi),眼動(dòng)指標(biāo)與問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量之間的關(guān)系。把每一個(gè)問(wèn)題從內(nèi)容上進(jìn)行判斷,并把它歸類為某一個(gè)興趣區(qū)的問(wèn)題。如果一個(gè)問(wèn)題同時(shí)涉及到兩個(gè)或兩個(gè)以上興趣區(qū)的內(nèi)容,就把問(wèn)題歸為跨區(qū)問(wèn)題,不列入4類興趣區(qū)問(wèn)題的任何一類。之后,把每一個(gè)興趣區(qū)內(nèi)的問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量,與對(duì)應(yīng)興趣區(qū)的各眼動(dòng)指標(biāo)之間進(jìn)行相關(guān)分析,結(jié)果見(jiàn)表8。

從表8可看到以下特點(diǎn)：(1)在矛盾情境中,第二、三區(qū)的總注視時(shí)間、注視次數(shù)與問(wèn)題數(shù)量之間正相關(guān)顯著;在潛藏情境中,第一區(qū)的瞳孔直徑,第二區(qū)的回視次數(shù),第三區(qū)的總注視時(shí)間、注視次數(shù)、回視次數(shù)與問(wèn)題數(shù)量之間正相關(guān)顯著。(2)相關(guān)顯著的項(xiàng)目大多出現(xiàn)在問(wèn)題數(shù)量與眼動(dòng)指標(biāo)的相關(guān)上。在問(wèn)題質(zhì)量上,僅潛藏情境中,第一區(qū)的瞳孔直徑和第二區(qū)的回視次數(shù)與問(wèn)題質(zhì)量正相關(guān)顯著。

表7 總體眼動(dòng)指標(biāo)與問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量之間的相關(guān)系數(shù)

表8 各興趣區(qū)內(nèi)的眼動(dòng)指標(biāo)與問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量之間的相關(guān)系數(shù)

3.4 眼動(dòng)軌跡

在兩類情境中,分別選擇高低能力組被試各一名,考察問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的眼動(dòng)軌跡,著重分析注視點(diǎn)在4個(gè)興趣區(qū)之間的轉(zhuǎn)換特點(diǎn)。為了直觀展示眼動(dòng)進(jìn)程,對(duì)眼動(dòng)軌跡圖的繪制做出以下規(guī)定：(1)把圖形的橫坐標(biāo)同時(shí)設(shè)置注視時(shí)間(單位為ms)和注視次數(shù)兩個(gè)維度,縱坐標(biāo)為注視點(diǎn)落在的興趣區(qū)。(2)在每一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的注視階段(本研究定義為注視點(diǎn)在某個(gè)興趣區(qū)的連續(xù)停留次數(shù)在5次及以上),都標(biāo)注上對(duì)應(yīng)的注視區(qū)域,如“1、2”等。當(dāng)在某個(gè)階段,被試的注視點(diǎn)在幾個(gè)興趣區(qū)之間頻繁轉(zhuǎn)換時(shí)(本研究定義為注視點(diǎn)在某個(gè)興趣區(qū)的連續(xù)停留次數(shù)在4次以下,隨后跳到另一個(gè)興趣區(qū)),判斷為跨區(qū)注視,標(biāo)注為“23區(qū)轉(zhuǎn)換”、“234區(qū)轉(zhuǎn)換”等。此外,在跨區(qū)注視中,把相對(duì)注視更多的區(qū)域?qū)懺谇懊妗１热绫辉囋?、2兩個(gè)興趣區(qū)跨區(qū)注視,當(dāng)對(duì)1區(qū)注視更多時(shí),標(biāo)注為“12區(qū)轉(zhuǎn)換”;當(dāng)對(duì)2區(qū)注視更多時(shí),標(biāo)注為“21區(qū)轉(zhuǎn)換”。(3)根據(jù)被試口語(yǔ)報(bào)告錄音中記錄的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)間點(diǎn),在圖中的對(duì)應(yīng)時(shí)間位置和興趣區(qū)標(biāo)注出問(wèn)題。如“P4,2區(qū)”,代表這是被試發(fā)現(xiàn)的第4個(gè)問(wèn)題,問(wèn)題屬于第2興趣區(qū)。對(duì)于跨區(qū)問(wèn)題標(biāo)注如“P8,1～4區(qū)”,代表被試發(fā)現(xiàn)的第8個(gè)問(wèn)題,問(wèn)題屬于第1和第4興趣區(qū)的跨區(qū)問(wèn)題。有時(shí)注視點(diǎn)和問(wèn)題落在同一區(qū)域,由于要根據(jù)注視點(diǎn)畫出眼動(dòng)軌跡圖,會(huì)優(yōu)先標(biāo)注出注視點(diǎn)的位置,即將注視點(diǎn)標(biāo)在對(duì)應(yīng)區(qū)域,問(wèn)題標(biāo)在相鄰區(qū)域。根據(jù)上述規(guī)則繪制的4個(gè)被試的眼動(dòng)軌跡如圖1～圖4所示。

由圖1可知,被試在矛盾情境的問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中,注視總次數(shù)為895次,總時(shí)間為225491 ms,共經(jīng)過(guò)28個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的注視階段,每階段的平均注視次數(shù)31.96次,平均注視時(shí)間8053.25 ms,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題7個(gè)。

由圖2可知,被試在矛盾情境的問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中,注視總次數(shù)為425次,總時(shí)間為108356 ms,共經(jīng)過(guò)9個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的注視階段,每階段的平均注視次數(shù)47.22次,平均注視時(shí)間12039.56 ms,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題5個(gè)。

由圖3可知,被試在潛藏情境的問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中,注視總次數(shù)為684次,總時(shí)間為148460 ms,共經(jīng)過(guò)18個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的注視階段,每一階段的平均注視次數(shù)38次,平均注視時(shí)間8247.78 ms,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題10個(gè)。

圖1 矛盾情境高能力組個(gè)案問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程眼動(dòng)軌跡

圖2 矛盾情境低能力組個(gè)案問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程眼動(dòng)軌跡

圖3 潛藏情境高能力組個(gè)案問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程眼動(dòng)軌跡

圖4 潛藏情境低能力組個(gè)案問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程眼動(dòng)軌跡

由圖4可知,被試在矛盾情境的問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中,注視總次數(shù)為1046次,總時(shí)間為299568 ms,共經(jīng)過(guò)25個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的注視階段,每階段的平均注視次數(shù)41.84次,平均注視時(shí)間11982.72 ms,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題5個(gè)。

4 討論

4.1 問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的眼動(dòng)特點(diǎn)

4.1.1 眼動(dòng)指標(biāo)的組別差異

分析高、低能力組被試的眼動(dòng)指標(biāo)差異,有助于了解問(wèn)題發(fā)現(xiàn)能力強(qiáng)的個(gè)體在信息加工過(guò)程中的眼動(dòng)特點(diǎn)。結(jié)果顯示,在矛盾情境中,高能力組在第二區(qū)的回視次數(shù)多于低能力組;潛藏情境中,高能力組在總體、第二、三區(qū)的回視次數(shù)多于低能力組。在其余眼動(dòng)指標(biāo)上,組別差異均不顯著?？梢?jiàn),眼動(dòng)的組別差異僅出現(xiàn)在回視指標(biāo)上。本實(shí)驗(yàn)中,回視是指注視點(diǎn)離開(kāi)某個(gè)興趣區(qū)后,又從后面的興趣區(qū)返回到該區(qū)域進(jìn)行再次注視,回視次數(shù)是指回視的數(shù)量。已有研究表明,當(dāng)材料難度加大時(shí),回視次數(shù)會(huì)明顯增加(Rayner&Sereno,1994;Rayner,1998;左銀舫,楊治良,2006)。此外,回視也顯示出被試對(duì)某個(gè)興趣區(qū)的再次關(guān)注,回視次數(shù)越多說(shuō)明該區(qū)對(duì)解答問(wèn)題的貢獻(xiàn)越大(陳俊杰等,2011)。本研究中被試的任務(wù)是從材料中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。在矛盾情境中,4個(gè)興趣區(qū)按照“背景—工作過(guò)程—數(shù)據(jù)分析—結(jié)果應(yīng)用”的順序進(jìn)行敘述,其中,第二區(qū)是一個(gè)承前啟后的關(guān)鍵區(qū)域,三、四區(qū)的內(nèi)容都是基于第二區(qū)展開(kāi)的。白學(xué)軍、張興利和史瑞萍(2004)提出,對(duì)興趣區(qū)回視越多,表明該區(qū)對(duì)認(rèn)知加工活動(dòng)越重要。高能力被試對(duì)第二區(qū)的回視更多,顯示出他們對(duì)于關(guān)鍵信息的準(zhǔn)確判斷和關(guān)注。在潛藏情境中,問(wèn)題設(shè)置是隱蔽的,被試需要在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題過(guò)程中對(duì)情境進(jìn)行更深入地“挖掘”,做更加細(xì)致地分析,經(jīng)常聯(lián)系前后文進(jìn)行推敲和理解。Hoover和 Feldhusend(1994)在其假設(shè)成分理論中,將問(wèn)題發(fā)現(xiàn)闡述為將新的數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)或信息整合到組織化的記憶結(jié)構(gòu)中,并基于知識(shí)之間的聯(lián)結(jié)而形成假設(shè)的過(guò)程。陳麗君和鄭雪(2009)的研究指出,聯(lián)系性表征對(duì)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)有積極影響。回視體現(xiàn)出將前、后信息進(jìn)行連接和整合加工的過(guò)程。高能力組被試回視次數(shù)更多,表明對(duì)材料的整合和反復(fù)加工對(duì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題有促進(jìn)作用。如果能夠更有意識(shí)地關(guān)注新舊信息、前后信息之間的聯(lián)系,并進(jìn)行有效地關(guān)聯(lián)和重構(gòu),將有助于問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)。

4.1.2 眼動(dòng)指標(biāo)的情境差異

情境材料與任務(wù)性質(zhì)的差異會(huì)不會(huì)在眼動(dòng)指標(biāo)中體現(xiàn)呢？研究顯示,被試在潛藏情境的總體和第二、三區(qū)的平均注視時(shí)間長(zhǎng)于矛盾情境,這與我們的設(shè)想以及相關(guān)研究結(jié)論一致。平均注視時(shí)間反映出被試對(duì)各個(gè)加工區(qū)域的重視程度,以及信息加工中的視覺(jué)重心分布(陳俊杰等,2011)。造成兩類情境平均注視時(shí)間出現(xiàn)差異的主要原因可能是材料本身和任務(wù)性質(zhì)的差異。Dillon(1982)指出,潛藏式與矛盾式情境的問(wèn)題發(fā)現(xiàn)涉及不同的認(rèn)知加工過(guò)程。在矛盾式情境中,個(gè)體僅需要去知覺(jué)、認(rèn)知與辨識(shí)問(wèn)題;而在潛藏式情境中,問(wèn)題是潛在的,個(gè)體必須去創(chuàng)造、建構(gòu)和發(fā)明問(wèn)題。在潛藏情境中,問(wèn)題本身是不存在的或處于隱含狀態(tài)的,需要學(xué)生調(diào)用更多的內(nèi)部信息或者外部聯(lián)想來(lái)理解和加工信息,難度更大,所以在平均注視時(shí)間上會(huì)更長(zhǎng)。這也體現(xiàn)出,任務(wù)難易程度與平均注視時(shí)間長(zhǎng)短之間可能存在正相關(guān)關(guān)系。

在矛盾情境的總體和第二、三、四區(qū)的瞳孔直徑均大于潛藏情境。瞳孔直徑變化可能與認(rèn)知加工負(fù)荷有關(guān)。閆國(guó)利等(2013)指出,瞳孔大小變化可以作為心理加工的強(qiáng)度指標(biāo),用于推測(cè)認(rèn)知加工的努力程度或認(rèn)知負(fù)荷大小。瞳孔擴(kuò)大是心理負(fù)荷的敏感指標(biāo)(吳燕,隋光遠(yuǎn),2006),瞳孔放大意味著認(rèn)知活動(dòng)中更大的加工負(fù)荷或心理努力(Verney,Granholm,&Marshall,2004)。被試在矛盾情境中瞳孔更大,反映出他們?cè)诿芮榫持型度肓烁嗟呐?認(rèn)知負(fù)荷更大。由于矛盾情境本身存在矛盾或錯(cuò)誤,被試在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中往往能夠感受到這個(gè)科學(xué)騙局中包含的疏漏與不足,這對(duì)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)活動(dòng)提出了挑戰(zhàn),促使他們?cè)谡J(rèn)知加工中投入更多的努力去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,認(rèn)知負(fù)荷變大。

在組別和情境因素上,總注視時(shí)間和注視次數(shù)的各主效應(yīng)和交互作用均不顯著,其差異只出現(xiàn)于各個(gè)興趣區(qū)之間,這與研究假設(shè)一致。高能力組學(xué)生在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)上的優(yōu)勢(shì)可能主要體現(xiàn)在對(duì)關(guān)鍵信息區(qū)域的準(zhǔn)確判斷并投入更多的精力,而并非整體加工時(shí)間。陳麗君和鄭雪(2009)指出,對(duì)問(wèn)題情境的高質(zhì)量表征需要個(gè)體摒棄和剔除無(wú)關(guān)因素,把握關(guān)鍵信息并理順各要素之間的內(nèi)在聯(lián)系,高能力學(xué)生在信息搜尋后能夠更有效地篩選和辨識(shí)出關(guān)鍵信息。對(duì)于不同情境信息加工的差異,也不在于總體加工時(shí)長(zhǎng)和次數(shù)上,而與對(duì)具體興趣區(qū)的注視時(shí)間和次數(shù)分配有關(guān)。Mumford,Roni和Redmond(1994)在問(wèn)題建構(gòu)的心智過(guò)程模型中指出,問(wèn)題發(fā)現(xiàn)初期個(gè)體會(huì)選擇并注意那些與個(gè)人期待相關(guān),但卻還沒(méi)有達(dá)到理想目標(biāo)的事件作為發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的線索?？梢?jiàn),信息的選擇在一開(kāi)始就已經(jīng)存在,之后個(gè)體將把認(rèn)知資源投入到他們已選擇的區(qū)域上。本研究結(jié)果也反映出對(duì)關(guān)鍵信息的準(zhǔn)確辨識(shí)和加工,有助于個(gè)體集中認(rèn)知資源深入加工有效信息,促進(jìn)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)。

4.1.3 眼動(dòng)指標(biāo)的興趣區(qū)差異

本研究的兩類情境材料均劃分為4個(gè)相對(duì)獨(dú)立和完整的興趣區(qū),每一個(gè)興趣區(qū)均從不同的側(cè)面提供情境信息。Tsai和McConkie(2003)指出,在閱讀時(shí),眼睛會(huì)移動(dòng)到文章的不同位置以獲取必要信息來(lái)理解材料。因此,對(duì)不同興趣區(qū)眼動(dòng)指標(biāo)的考察,有助于進(jìn)一步了解被試在信息注意、選擇、加工和轉(zhuǎn)換等方面的特點(diǎn)。研究結(jié)果顯示,所有觀測(cè)的眼動(dòng)指標(biāo)在興趣區(qū)上均存在顯著差異。

總注視時(shí)間直接反映出被試對(duì)某個(gè)區(qū)域加工時(shí)間的長(zhǎng)短。在總注視時(shí)間方面,兩個(gè)情境都是第二、三、四區(qū)長(zhǎng)于第一區(qū)。一方面,這可能與第一區(qū)文字較短有關(guān)。Pieters和Wedel(2004)研究顯示,文字的吸引力往往與其大小成正比,即文字部分所占表面積越多,就越能吸引注意。另一方面,也可能與第一區(qū)的文字性質(zhì)有關(guān)。從具體內(nèi)容上看,第一興趣區(qū)都是介紹整個(gè)材料的背景資料,提供一個(gè)展開(kāi)內(nèi)容的大環(huán)境。因此,通常只需要對(duì)其理解并形成一個(gè)大概認(rèn)識(shí)就可以了,它并不是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的關(guān)鍵區(qū)域。大學(xué)生對(duì)第一區(qū)的總注視時(shí)間更少,也反映出他們對(duì)信息重要性的整體判斷是合理的。

在平均注視時(shí)間上的總趨勢(shì)是,后面的興趣區(qū)要長(zhǎng)于前面的興趣區(qū),這也與材料性質(zhì)有關(guān)。通常,在加工難度大或者不熟悉的材料時(shí),平均注視時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)(左銀舫,楊治良,2006;潘玲娜,趙廣平,黃發(fā)杰,2009)。在本研究中,一方面,第二、三、四區(qū)的內(nèi)容比第一區(qū)更多,更有難度。另一方面,由于各個(gè)區(qū)域的材料之間是相互關(guān)聯(lián)的,因此在理解后面興趣區(qū)的內(nèi)容時(shí),往往需要結(jié)合前面各區(qū)的內(nèi)容進(jìn)行綜合分析,這也進(jìn)一步增大了理解和加工信息的難度,所以表現(xiàn)出對(duì)越后面的興趣區(qū)平均注視時(shí)間越長(zhǎng)。

在注視次數(shù)方面,從總體來(lái)看,大學(xué)生對(duì)第二、三、四區(qū)的注視次數(shù)要多于第一區(qū),這與總注視時(shí)間的研究結(jié)果是一致的。注視次數(shù)是指注視點(diǎn)的數(shù)量,反映出對(duì)問(wèn)題的理解情況(姚海娟,沈德立,2006)。由于對(duì)材料的認(rèn)知加工主要是在注視時(shí)進(jìn)行的,因此注視次數(shù)越多就意味著對(duì)信息的加工次數(shù)越多。前面闡述過(guò),第一區(qū)主要是介紹整個(gè)材料的背景信息。相對(duì)來(lái)說(shuō),其內(nèi)容比較短,難度比較低,理解起來(lái)更加容易,第一區(qū)也不是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的關(guān)鍵區(qū)域。大學(xué)生對(duì)這一區(qū)的注視次數(shù)相對(duì)較少,說(shuō)明他們?cè)谡w上對(duì)材料的理解和判斷是合理的。

在瞳孔直徑大小方面,總的來(lái)看,后面興趣區(qū)的瞳孔直徑普遍大于前面區(qū)域。瞳孔直徑是反映認(rèn)知加工活動(dòng)中資源分配和心理負(fù)荷的靈敏指標(biāo)(Martinsen,1995)。在加工難度較大的材料時(shí),心理負(fù)荷大,瞳孔直徑會(huì)相應(yīng)變大。在后區(qū)瞳孔的增大可能是由于,隨著問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程的推移,被試逐漸投入更多的精力,想到的內(nèi)容越來(lái)越多,思考的程度也越來(lái)越深,因此心理負(fù)荷逐漸增加,瞳孔直徑也相應(yīng)變大。

綜上所述,在材料總體以及各個(gè)興趣區(qū)上,各眼動(dòng)指標(biāo)均會(huì)隨著材料內(nèi)容、加工性質(zhì)和思維活動(dòng)的變化而發(fā)生相應(yīng)的改變。在各個(gè)眼動(dòng)指標(biāo)數(shù)據(jù)上,整體趨勢(shì)是后面興趣區(qū)高于前面興趣區(qū)。已有研究表明,被試在完成難度高的題目時(shí),注視時(shí)間、注視次數(shù)、瞳孔直徑等均高于難度低的任務(wù)(任桂琴,韓玉昌,周永壘,任延濤,2007;汪夏,陳向陽(yáng),2012)。后面區(qū)域在眼動(dòng)數(shù)據(jù)上的普遍提升,可能與材料和問(wèn)題發(fā)現(xiàn)任務(wù)難度的加大有關(guān)。值得注意的是,雖然在總注視時(shí)間、注視次數(shù)、瞳孔直徑等指標(biāo)上,后面興趣區(qū)普遍高于前面,尤其是第一興趣區(qū),但在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的數(shù)量上,4個(gè)區(qū)卻是相當(dāng)?shù)摹Ｒ簿褪钦f(shuō),對(duì)第一區(qū)的注視時(shí)間等雖然明顯少于其他興趣區(qū),但發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的數(shù)量卻并不少。這反映出,被試在剛接觸到一個(gè)情境主題時(shí),會(huì)出于新鮮感、求知欲等多個(gè)因素,直接發(fā)現(xiàn)很多問(wèn)題并在該區(qū)中提出,甚至不需要從情境中獲取更多的支持信息。也就是說(shuō),剛開(kāi)始問(wèn)題很多,越到后面越難發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。但在問(wèn)題質(zhì)量上,后面的興趣區(qū)卻明顯優(yōu)于前面的興趣區(qū),尤其是第一區(qū)。結(jié)合眼動(dòng)指標(biāo)的變化,我們發(fā)現(xiàn),在開(kāi)始接觸到一個(gè)新主題時(shí),個(gè)體僅基于背景信息的介紹,就能夠較容易地發(fā)現(xiàn)較多的問(wèn)題,問(wèn)題大多屬于較淺層次的基本問(wèn)題。此時(shí)并不需要對(duì)情境信息進(jìn)行較深入的加工,各項(xiàng)眼動(dòng)指標(biāo)均處于低位狀態(tài)。隨著基本問(wèn)題已經(jīng)提出,要發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題的難度增加,就必須充分利用和挖掘情境提供的信息,結(jié)合更多的新材料進(jìn)行更深入、細(xì)致地加工,這時(shí)在注視時(shí)間、次數(shù)、瞳孔直徑等指標(biāo)上,會(huì)出現(xiàn)明顯的上升,表現(xiàn)出積極加工情境信息的特點(diǎn)。從問(wèn)題空間角度看,問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的心理實(shí)質(zhì)是個(gè)體覺(jué)察到現(xiàn)有的某一狀態(tài)與預(yù)想的目標(biāo)狀態(tài)之間存在差距(Hayes,1981),從而基于問(wèn)題情境,設(shè)定不同于其起始狀態(tài)的目標(biāo)狀態(tài),即找出起始狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)之間的“動(dòng)態(tài)差距”的過(guò)程(Brown,1989)。這種差距的尋找往往從最明顯的地方開(kāi)始,所以初期比較容易,越到后面越難。而要發(fā)現(xiàn)更高質(zhì)量的問(wèn)題,則還要對(duì)情境提供的多個(gè)角度和多個(gè)層面的材料進(jìn)行聯(lián)系性和整合性加工,需要通過(guò)更多的回視來(lái)促進(jìn)這種信息的整合,表現(xiàn)出高能力組被試在回視次數(shù)上占優(yōu)的特點(diǎn)。

4.2 眼動(dòng)指標(biāo)與問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量之間的關(guān)系

4.2.1 總體眼動(dòng)指標(biāo)與問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量之間的關(guān)系

從總體上,對(duì)各眼動(dòng)指標(biāo)與問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行考察。結(jié)果顯示,在眼動(dòng)指標(biāo)與問(wèn)題數(shù)量和問(wèn)題質(zhì)量的關(guān)系上,存在以下特點(diǎn)。首先,在矛盾情境中,總注視時(shí)間、注視次數(shù)、回視次數(shù)與問(wèn)題數(shù)量之間正相關(guān)顯著。在注視期間人們能夠獲得大量有用信息(朱瀅,2000)。以上三個(gè)指標(biāo)均體現(xiàn)了信息獲取的時(shí)間長(zhǎng)度和頻次,說(shuō)明在注視期間,被試可能通過(guò)對(duì)情境信息的有效提取,獲得問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的新線索,促進(jìn)發(fā)現(xiàn)更多數(shù)量的問(wèn)題。因此,對(duì)材料內(nèi)容給予更多次的注視和更長(zhǎng)時(shí)間的加工,可能有助于提高問(wèn)題發(fā)現(xiàn)數(shù)量。在潛藏情境,回視次數(shù)與問(wèn)題數(shù)量之間正相關(guān)顯著。回視意味著對(duì)信息更多的關(guān)注和加工,潛藏情境更需要通過(guò)信息之間的關(guān)聯(lián)來(lái)挖掘出潛在的問(wèn)題,因此回視促進(jìn)了更多問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)。

其次,出現(xiàn)顯著性相關(guān)的項(xiàng)目大部分是問(wèn)題數(shù)量與眼動(dòng)指標(biāo)的相關(guān)。在問(wèn)題質(zhì)量與眼動(dòng)指標(biāo)之間,僅矛盾情境中,回視次數(shù)與問(wèn)題質(zhì)量正相關(guān)顯著。閻國(guó)利(2004)指出,回視通常發(fā)生在被試閱讀過(guò)程中出現(xiàn)加工困難或者進(jìn)行深加工時(shí)。問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中,當(dāng)被試對(duì)某段信息進(jìn)行回視,意味著可能之前沒(méi)有很好地理解該內(nèi)容,需要再次注視并進(jìn)行理解,或者結(jié)合后面的信息對(duì)先前材料進(jìn)行更深層次地加工。由于這種回視可以促進(jìn)對(duì)材料更清晰的理解和更深入的整合性加工,往往也有助于發(fā)現(xiàn)更高質(zhì)量的問(wèn)題。在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中,眼動(dòng)數(shù)據(jù)可以較好地反映出問(wèn)題數(shù)量這類只需要較低層次思維活動(dòng)的指標(biāo),而在問(wèn)題質(zhì)量這類需要較高層次思維活動(dòng)的指標(biāo)上則較難體現(xiàn)。這說(shuō)明,在反映更高級(jí)和更復(fù)雜的信息加工活動(dòng)上,大多數(shù)靜態(tài)眼動(dòng)數(shù)據(jù)可能并不是很敏感的指標(biāo)。

4.2.2 各興趣區(qū)內(nèi)眼動(dòng)指標(biāo)與問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量之間的關(guān)系

本研究把每一個(gè)問(wèn)題從內(nèi)容上進(jìn)行判斷,并歸類為某一個(gè)興趣區(qū)的問(wèn)題,這樣就把所有的問(wèn)題進(jìn)行了分區(qū)。之后,把每一個(gè)興趣區(qū)內(nèi)的問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量與對(duì)應(yīng)興趣區(qū)的各眼動(dòng)指標(biāo)之間進(jìn)行了相關(guān)分析。結(jié)果顯示,在矛盾情境中,被試在第二、三區(qū)的總注視時(shí)間、注視次數(shù)與問(wèn)題數(shù)量之間正相關(guān)顯著;在潛藏情境中,第一區(qū)的瞳孔直徑,第二區(qū)的回視次數(shù),第三區(qū)的總注視時(shí)間、注視次數(shù)和回視次數(shù)與問(wèn)題數(shù)量之間正相關(guān)顯著?？傋⒁晻r(shí)間、注視次數(shù)和回視次數(shù)等三個(gè)指標(biāo)都在2個(gè)以上的項(xiàng)目上與問(wèn)題數(shù)量之間存在顯著相關(guān),說(shuō)明這三個(gè)指標(biāo)可能是反映問(wèn)題數(shù)量的敏感指標(biāo)。這與對(duì)材料的整體分析結(jié)果基本一致。

相關(guān)顯著的項(xiàng)目大多出現(xiàn)在問(wèn)題數(shù)量與眼動(dòng)指標(biāo)的相關(guān)上。在問(wèn)題質(zhì)量上,僅潛藏情境中,第一區(qū)的瞳孔直徑和第二區(qū)的回視次數(shù)與問(wèn)題質(zhì)量正相關(guān)顯著。這可能是由于對(duì)第一區(qū)的瞳孔直徑大小體現(xiàn)了被試對(duì)材料和任務(wù)的感興趣程度,對(duì)材料的積極關(guān)注促進(jìn)了高質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)。第二區(qū)的回視反映了被試對(duì)于關(guān)鍵信息的特別關(guān)注和反復(fù)加工,對(duì)關(guān)鍵材料的有效關(guān)注也促進(jìn)了高質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)。在所有眼動(dòng)指標(biāo)中,僅回視次數(shù)不管在總體還是在分區(qū)中,都同時(shí)與問(wèn)題數(shù)量和質(zhì)量呈現(xiàn)出顯著正相關(guān),說(shuō)明回視是反映問(wèn)題發(fā)現(xiàn)能力的一個(gè)敏感指標(biāo)。

4.3 關(guān)于眼動(dòng)軌跡的分析

眼動(dòng)軌跡包含了非常豐富的信息。僅對(duì)靜態(tài)的單個(gè)眼動(dòng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到的結(jié)論比較有限,而動(dòng)態(tài)的眼動(dòng)軌跡分析更有助于對(duì)思維模式的解讀(陳俊杰等,2011)。通過(guò)對(duì)4個(gè)被試眼動(dòng)軌跡的詳細(xì)記錄和分析,本研究考察了以下問(wèn)題。

4.3.1 注視點(diǎn)與問(wèn)題一致性的考察

在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中,是否存在著“眼隨心動(dòng)”現(xiàn)象呢？即眼睛注視到哪一個(gè)興趣區(qū),就會(huì)提出那個(gè)區(qū)域的問(wèn)題。為此,對(duì)4個(gè)被試眼動(dòng)軌跡中注視點(diǎn)與問(wèn)題的一致性進(jìn)行考察。在本研究中,只要問(wèn)題區(qū)域與注視點(diǎn)區(qū)域有重合(不需要完全吻合)就可判定為一致。比如,如果注視點(diǎn)在14區(qū)轉(zhuǎn)換,而提出的問(wèn)題是4區(qū)的,或者3～4區(qū)的,均為一致。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),研究結(jié)果顯示,全部27個(gè)問(wèn)題中,不一致的問(wèn)題有2個(gè),4個(gè)被試的一致性比例分別為：85.71%,100%,90%,100%。一致性程度均在85%以上,說(shuō)明在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程中,也存在著“所思即所看”現(xiàn)象,即個(gè)體通常會(huì)提出與當(dāng)前注視區(qū)域一致的問(wèn)題。有學(xué)者指出(Just&Carpenter,1987),在問(wèn)題解決中,閱讀理解和解題過(guò)程與注視之間存在關(guān)聯(lián),當(dāng)被試注視某個(gè)詞時(shí),他就在對(duì)其進(jìn)行心理加工,本研究結(jié)果與其一致。進(jìn)一步對(duì)兩個(gè)不一致問(wèn)題做分析。第一個(gè)不一致是,高能力組個(gè)體在矛盾情境的第2個(gè)問(wèn)題,注視第3區(qū),問(wèn)題在第2區(qū)。由其眼動(dòng)軌跡可知,被試在此之前注視的三個(gè)階段都涉及到了第2區(qū)。另一個(gè)不一致則是,高能力組個(gè)體在潛藏情境的第10個(gè)問(wèn)題,注視第2、3區(qū),問(wèn)題在第1～4區(qū),眼動(dòng)軌跡顯示,被試在此之前注視的三個(gè)階段也都涉及到了第1和第4區(qū)。這反映出對(duì)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)有稍微延后的現(xiàn)象。Reichle,Rayner和Pollatsek(2003)指出,個(gè)體能在一定知覺(jué)范圍內(nèi)提取注視點(diǎn)以外的信息,從而為后繼信息識(shí)別提供必要的語(yǔ)境基礎(chǔ)。也就是說(shuō),在閱讀中注視一個(gè)詞,并不一定是在加工這個(gè)詞,也可能是將該詞與前面內(nèi)容進(jìn)行整合。本研究中,注視點(diǎn)與問(wèn)題不一致的情況也可能是由于被試在以該注視區(qū)域?yàn)榛c(diǎn),與之前注視的內(nèi)容進(jìn)行整合性加工。本研究在兩個(gè)不一致問(wèn)題中發(fā)現(xiàn),問(wèn)題區(qū)域與當(dāng)前注視區(qū)之前的幾個(gè)區(qū)域保持一致,正好反映出該加工特點(diǎn)。

4.3.2 注視軌跡的順序分析

整體來(lái)看,學(xué)生在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中的注視軌跡呈現(xiàn)出波浪型起伏的特點(diǎn),說(shuō)明被試會(huì)將注視點(diǎn)在各個(gè)興趣區(qū)之間劃過(guò),不間斷地從中獲取和加工相關(guān)信息。而從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的區(qū)域性來(lái)看,有的學(xué)生會(huì)按照材料的呈現(xiàn)順序,依次提出第1、2、3、4區(qū)的問(wèn)題,而有的學(xué)生則將4個(gè)興趣區(qū)的順序打亂來(lái)提問(wèn),還有的學(xué)生會(huì)大量提出跨區(qū)域(即問(wèn)題同時(shí)涉及到兩個(gè)以上的興趣區(qū))。那么,這些學(xué)生在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的注視軌跡存在哪些相應(yīng)的特點(diǎn)呢？為此,從這三類學(xué)生的眼動(dòng)軌跡進(jìn)行考察。由圖2可知,學(xué)生的問(wèn)題分別在2、3、4、4、1～4區(qū),可作為依序提出問(wèn)題的代表。在其注視軌跡中,可以看出從低區(qū)向高區(qū)漸次移動(dòng)的趨勢(shì),之后注視點(diǎn)重回第1區(qū),再次從低區(qū)向高區(qū)依序移動(dòng)。而由圖4可知,學(xué)生提出的問(wèn)題分別在2、3、2、3、3區(qū),可作為無(wú)序提出問(wèn)題的代表,他的注視軌跡相對(duì)也沒(méi)有明顯地從低區(qū)到高區(qū)漸次移動(dòng)的順序,而是在各個(gè)區(qū)域無(wú)序轉(zhuǎn)換。兩類學(xué)生在高低能力組均有出現(xiàn),說(shuō)明注視順序可能更反映出被試的認(rèn)知風(fēng)格,而非認(rèn)知水平。Palmquist和Kyung-Sun(2000)提出,不同認(rèn)知風(fēng)格個(gè)體對(duì)信息系統(tǒng)的反應(yīng)不同。柯青和王秀峰(2011)在其融合認(rèn)知風(fēng)格的信息搜索模型中,將認(rèn)知風(fēng)格視為影響信息搜索的關(guān)鍵要素。Liu和Reed(1995)發(fā)現(xiàn),在信息加工時(shí),場(chǎng)獨(dú)立型個(gè)體傾向于自由地從一個(gè)節(jié)點(diǎn)跳至另一個(gè)節(jié)點(diǎn),而場(chǎng)依存型傾向于從頭到尾的遵循順序。本研究中,學(xué)生對(duì)各區(qū)域注視軌跡的順序差異也可能是認(rèn)知風(fēng)格差異在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)信息加工中的體現(xiàn)。也有學(xué)生提出跨區(qū)問(wèn)題,如圖3中的8、9、10題,圖2中的5題。由軌跡可知,跨區(qū)問(wèn)題大多在眼動(dòng)的后階段才會(huì)出現(xiàn),且對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)也多為跨區(qū)。這可能是由于跨區(qū)問(wèn)題涉及到對(duì)信息的綜合加工,它是在信息獨(dú)立加工基礎(chǔ)上才產(chǎn)生的,所以會(huì)較晚出現(xiàn)。

4.3.3 注視區(qū)域特點(diǎn)分析

由4個(gè)眼動(dòng)軌跡圖可知,被試的第一個(gè)和最后一個(gè)注視區(qū)域,均是跨區(qū)的。Reiter-Palmon和Robinson(2009)在其構(gòu)建的問(wèn)題發(fā)現(xiàn)心智過(guò)程理論將由情境信息引發(fā)問(wèn)題線索視為問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的第一步。陳麗君和鄭雪(2011)指出,問(wèn)題發(fā)現(xiàn)過(guò)程可以劃分為現(xiàn)狀搜尋與表征、目標(biāo)探索、提出問(wèn)題、評(píng)價(jià)和修正問(wèn)題等4個(gè)階段。被試在第一個(gè)注視區(qū)域的跨區(qū)性,可能體現(xiàn)出被試對(duì)現(xiàn)有信息的搜尋和捕捉,也是尋找問(wèn)題線索的過(guò)程。而最后一個(gè)區(qū)域的跨區(qū)注視,則可能反映出被試在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)完畢后,在各個(gè)區(qū)域之間掃視、檢查,確保沒(méi)有遺漏和疏忽的過(guò)程。Jay和Perkins(1997)提出,問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中需要定期評(píng)估所形成問(wèn)題的質(zhì)量,并不斷地重新構(gòu)建問(wèn)題?？梢?jiàn),與問(wèn)題解決有明確的終點(diǎn)不同,問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中,個(gè)體即使已經(jīng)提出了多個(gè)問(wèn)題,還是會(huì)不斷地檢索和整合信息,不斷嘗試重構(gòu)問(wèn)題。因?yàn)?在最后階段,注視點(diǎn)依然會(huì)在多個(gè)區(qū)域之間來(lái)回搜索。此外,從注視區(qū)域的穩(wěn)定性來(lái)看,高能力組兩位被試在每一個(gè)注視階段的平均注視時(shí)間和注視次數(shù)分別是8053.25 ms(31.96次),8247.78 ms(38次);低能力組兩位被試分別是12039.56 ms(47.22次),11982.72 ms(41.84次)。可見(jiàn),在每一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的注視階段,低能力組注視時(shí)間更長(zhǎng),注視次數(shù)更多。左銀舫與楊治良(2006)的研究指出,被試在加工難度大的材料時(shí),平均注視時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)?？赡軐?duì)低能力組被試來(lái)說(shuō),加工情境材料的難度更大,因此需要更多的注視。高能力組被試在每個(gè)穩(wěn)定注視階段注視時(shí)間更短,注視次數(shù)更少的特點(diǎn),反映出他們?cè)谛畔⑥D(zhuǎn)換上更具靈活性,這可能也是其信息加工優(yōu)勢(shì)的體現(xiàn)。在對(duì)單個(gè)眼動(dòng)指標(biāo)的分析中,平均注視時(shí)間的組別差異并不顯著,但通過(guò)動(dòng)態(tài)眼動(dòng)軌跡對(duì)注視階段進(jìn)行劃分后,卻顯示出兩組被試在注視時(shí)間上的差異,這也反映了眼動(dòng)軌跡在分析中的優(yōu)勢(shì)。

4.4 小結(jié)

雖然眼動(dòng)技術(shù)已經(jīng)得到廣泛運(yùn)用,但在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域尚未充分體現(xiàn)。本研究利用眼動(dòng)技術(shù)對(duì)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)信息加工過(guò)程進(jìn)行考察,在傳統(tǒng)眼動(dòng)指標(biāo)基礎(chǔ)上,增加了對(duì)眼動(dòng)軌跡的分析,比較直觀地展示了問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中眼動(dòng)與認(rèn)知過(guò)程之間的關(guān)系?；谘蹌?dòng)特征,分析了問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中各類信息加工過(guò)程的規(guī)律和特點(diǎn)。同時(shí),比較了高低問(wèn)題發(fā)現(xiàn)能力個(gè)體在完成矛盾式與潛藏式兩類典型問(wèn)題發(fā)現(xiàn)任務(wù)中的整體和多個(gè)興趣區(qū)上的眼動(dòng)差異,為揭示問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的認(rèn)知加工機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。對(duì)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)信息加工過(guò)程的細(xì)致探索,也將有助于從對(duì)信息的注意、選擇、采集、轉(zhuǎn)換等更微觀的層面對(duì)促進(jìn)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)能力的提高提供實(shí)踐指導(dǎo)。

本研究以客觀的眼動(dòng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的相關(guān)信息加工理論。如回視次數(shù)的組別差異和與問(wèn)題數(shù)量、質(zhì)量的正相關(guān),證實(shí)了多類信息的聯(lián)系和整合性加工在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中的積極作用(Hoover&Feldhusen,1994);平均注視時(shí)間的情境差異,驗(yàn)證了學(xué)者提出的,對(duì)于矛盾式問(wèn)題發(fā)現(xiàn)僅需要知覺(jué)、識(shí)別與辨認(rèn)問(wèn)題,而潛藏式問(wèn)題發(fā)現(xiàn)則需要?jiǎng)?chuàng)造、產(chǎn)生和發(fā)明問(wèn)題,后者認(rèn)知難度更大的觀點(diǎn)(Dillon,1982)。此外,也得到了傳統(tǒng)行為研究難以發(fā)現(xiàn)的一些信息加工規(guī)律。如在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的最初和最終階段,都會(huì)出現(xiàn)信息的跨區(qū)搜尋現(xiàn)象,前者可能體現(xiàn)對(duì)問(wèn)題線索的尋找(Reiter-Palmon&Robinson,2009),后者可能在做最后的檢查和評(píng)估,以避免疏漏(Jay&Perkins,1997);高能力被試在信息轉(zhuǎn)換上更加靈活,在每個(gè)穩(wěn)定注視階段的注視時(shí)間更短,反映其信息加工的優(yōu)勢(shì)所在等。但由于是一次基礎(chǔ)性地嘗試,研究在對(duì)眼動(dòng)指標(biāo)的充分利用上,還有待進(jìn)一步提高。比如在自變量的觀測(cè)區(qū)上,除了劃分為幾大興趣區(qū)域,還可以考慮對(duì)一些關(guān)鍵性詞匯進(jìn)行追蹤觀察和記錄。也可以通過(guò)一些典型自變量的特殊設(shè)置(如情境干擾信息、沖突信息、冗余信息等),進(jìn)一步探索問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的信息加工特點(diǎn)。而這些,也是未來(lái)研究需要進(jìn)一步去嘗試與探索的方面。

5 結(jié)論

不同能力大學(xué)生在不同情境及其興趣區(qū)中的問(wèn)題發(fā)現(xiàn)差異,能夠體現(xiàn)在眼動(dòng)指標(biāo)上?；匾暿欠从硢?wèn)題發(fā)現(xiàn)能力的敏感指標(biāo),其次數(shù)與發(fā)現(xiàn)問(wèn)題數(shù)量與質(zhì)量之間的正相關(guān),以及在高能力組學(xué)生上的優(yōu)勢(shì),體現(xiàn)了信息的聯(lián)系和整合性加工在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中具有積極意義。潛藏式問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中,個(gè)體平均注視時(shí)間更長(zhǎng),反映出認(rèn)知加工難度更大。在提供重要信息的區(qū)域,被試會(huì)投入更多精力,表現(xiàn)出在注視時(shí)間、注視次數(shù)和瞳孔直徑大小等指標(biāo)的上升。

問(wèn)題發(fā)現(xiàn)中,眼睛的注視點(diǎn)反映了對(duì)當(dāng)前注視區(qū)域的關(guān)注,眼睛注視區(qū)域與發(fā)現(xiàn)問(wèn)題區(qū)域存在對(duì)應(yīng)關(guān)系,體現(xiàn)出“眼隨心動(dòng)”現(xiàn)象。注視軌跡順序反映被試認(rèn)知風(fēng)格的差異。在問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的最初和最終階段,被試都會(huì)出現(xiàn)跨區(qū)信息搜尋行為,分別代表對(duì)問(wèn)題線索的尋找和最后的檢查評(píng)估。高能力被試在每個(gè)穩(wěn)定注視階段的注視時(shí)間更短,這種信息轉(zhuǎn)換的靈活性體現(xiàn)出其信息加工的優(yōu)勢(shì)。動(dòng)態(tài)眼動(dòng)軌跡分析揭示出單個(gè)靜態(tài)指標(biāo)難以反映的新特點(diǎn)。

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