王 雪

(天津師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，天津 300387)

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多媒體學(xué)習(xí)研究中眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)法的應(yīng)用

王 雪

(天津師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，天津 300387)

近年來(lái)，眼動(dòng)跟蹤技術(shù)以其可以直接跟蹤學(xué)習(xí)者的視覺(jué)認(rèn)知過(guò)程的特點(diǎn)為越來(lái)越多的多媒體學(xué)習(xí)的相關(guān)研究所選用。在分析了傳統(tǒng)認(rèn)知行為實(shí)驗(yàn)方法的特點(diǎn)和眼動(dòng)跟蹤技術(shù)的優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)之上，詳細(xì)論述了多媒體學(xué)習(xí)研究中眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要注意的幾個(gè)問(wèn)題，具體包括眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)認(rèn)知行為實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、將眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)置于完整的教學(xué)系統(tǒng)中、儀器設(shè)備選用、眼動(dòng)指標(biāo)選取和數(shù)據(jù)分析方法，以期對(duì)今后的相關(guān)研究起到一定的參考和借鑒作用。

多媒體學(xué)習(xí)； 眼動(dòng)跟蹤； 認(rèn)知過(guò)程； 學(xué)習(xí)效果； 眼動(dòng)儀； 眼動(dòng)指標(biāo)

0 引 言

多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知理論是由美國(guó)加州大學(xué)圣巴巴拉分校的梅耶(Mayer)教授提出并創(chuàng)建的，梅耶及其研究團(tuán)隊(duì)用20多年的時(shí)間致力于從認(rèn)知心理學(xué)的角度出發(fā)對(duì)多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知加工過(guò)程機(jī)制和多媒體的教學(xué)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了理論探索和大量的實(shí)驗(yàn)研究，構(gòu)建了多媒體學(xué)習(xí)的理論體系。[1]該理論以雙通道、容量有限和主動(dòng)加工3個(gè)假設(shè)為出發(fā)點(diǎn)，以雙重編碼理論、工作記憶模型、認(rèn)知負(fù)荷理論和生成學(xué)習(xí)理論為理論基礎(chǔ)，建立了多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知理論模型，并且通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)歸納出12條行之有效的多媒體學(xué)習(xí)的規(guī)則。[2-3]多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知理論具備基本假設(shè)、理論基礎(chǔ)，又以實(shí)證研究為主要研究范式，形成了一門具備較強(qiáng)科學(xué)性和實(shí)用性的理論體系。目前，多媒體學(xué)習(xí)理論仍處于不斷發(fā)展階段，研究?jī)?nèi)容和研究方法也在不斷擴(kuò)充和創(chuàng)新。眼動(dòng)跟蹤技術(shù)以其可以直接跟蹤學(xué)習(xí)者的視覺(jué)認(rèn)知過(guò)程的特點(diǎn)為越來(lái)越多的多媒體學(xué)習(xí)的相關(guān)研究所選用。如何更好的使用眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)一步推動(dòng)多媒體學(xué)習(xí)研究的進(jìn)步和發(fā)展，是研究者應(yīng)該思考的問(wèn)題。

1 多媒體學(xué)習(xí)早期的研究范式

國(guó)外(主要是美國(guó))的多媒體學(xué)習(xí)研究起步較早，成果也比較豐富。多媒體學(xué)習(xí)研究之父梅耶教授具有深厚的心理學(xué)研究背景，多媒體學(xué)習(xí)的研究目的、研究假設(shè)、理論基礎(chǔ)和研究方法都印上了深深的心理學(xué)烙印。多媒體設(shè)計(jì)的一系列規(guī)則正是通過(guò)100多次的心理學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或總結(jié)出來(lái)的。梅耶及其研究團(tuán)隊(duì)一般采用的是傳統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間測(cè)定、認(rèn)知負(fù)荷測(cè)試以及正確率測(cè)試等認(rèn)知行為實(shí)驗(yàn)方法。這些實(shí)驗(yàn)通常將被試隨機(jī)分配到實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中，實(shí)驗(yàn)組的被試使用的學(xué)習(xí)材料經(jīng)過(guò)多媒體設(shè)計(jì)原則進(jìn)行處理，如使用文本和畫面共同呈現(xiàn)的多媒體學(xué)習(xí)材料(稱之為多重表征組)，對(duì)照組的被試使用的學(xué)習(xí)材料不經(jīng)過(guò)多媒體設(shè)計(jì)原則處理，如使用只有文本的學(xué)習(xí)材料(稱之為單一表征組)。兩組被試完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)以后通過(guò)保持測(cè)試和遷移測(cè)試對(duì)其學(xué)習(xí)效果進(jìn)行測(cè)試。其中保持測(cè)試一般通過(guò)學(xué)習(xí)材料中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行測(cè)試，可以了解被試學(xué)到了多少，即學(xué)習(xí)的數(shù)量。遷移測(cè)試一般通過(guò)與學(xué)習(xí)材料中的知識(shí)點(diǎn)相關(guān)，但沒(méi)有直接出現(xiàn)的新問(wèn)題進(jìn)行測(cè)試，可以了解學(xué)生學(xué)到了什么，是否能夠理解和運(yùn)用知識(shí)，即學(xué)習(xí)的質(zhì)量。并且梅耶通常是通過(guò)多個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)同一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行研究，例如，在研究“文本和畫面共同呈現(xiàn)比文本單獨(dú)呈現(xiàn)是否更好？”這個(gè)問(wèn)題時(shí)進(jìn)行了9組獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了研究假設(shè)，從而得出了“多媒體原則”[4]。

然而，多媒體學(xué)習(xí)早期研究采用的傳統(tǒng)的認(rèn)知行為實(shí)驗(yàn)方法，無(wú)論是反應(yīng)時(shí)測(cè)試、認(rèn)知負(fù)荷測(cè)試還是正確率測(cè)試都是一種“離線(offline)”手段，通常采用的是在學(xué)習(xí)者的認(rèn)知任務(wù)完成之后的回顧性的測(cè)試方式，與學(xué)習(xí)者實(shí)時(shí)的認(rèn)知加工并不同步，很可能會(huì)與學(xué)習(xí)者認(rèn)知加工的真實(shí)情況有所偏差，并且測(cè)試題目的類型和難度也可能會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響[5]。

2 眼動(dòng)跟蹤技術(shù)應(yīng)用于多媒體學(xué)習(xí)研究的優(yōu)勢(shì)

眼動(dòng)跟蹤技術(shù)，又稱視線跟蹤技術(shù)，是指對(duì)人在完成不同的認(rèn)知任務(wù)時(shí)的眼動(dòng)軌跡進(jìn)行記錄，分析諸如注視時(shí)間、注視點(diǎn)、注視次數(shù)、眼跳次數(shù)和瞳孔大小等眼動(dòng)指標(biāo)，從而研究個(gè)體的內(nèi)在認(rèn)知過(guò)程。眼動(dòng)跟蹤技術(shù)應(yīng)用于教育學(xué)研究領(lǐng)域已有40年左右的歷史，早期主要用于研究閱讀的心理機(jī)制。近年來(lái)，越來(lái)越多的多媒體學(xué)習(xí)方面的研究(包括梅耶團(tuán)隊(duì)的研究)也開始使用眼動(dòng)跟蹤技術(shù)[6]，其優(yōu)勢(shì)主要3方面：

(1) 眼動(dòng)跟蹤技術(shù)是一種“在線(online)手段”。眼動(dòng)跟蹤技術(shù)可以直接跟蹤學(xué)習(xí)者使用多媒體信息表征的學(xué)習(xí)材料進(jìn)行學(xué)習(xí)的視覺(jué)認(rèn)知過(guò)程，如按照什么順序看、看了多長(zhǎng)時(shí)間、看了哪些區(qū)域等等，透過(guò)這些數(shù)據(jù)可以揭示學(xué)習(xí)者的多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知過(guò)程和認(rèn)知規(guī)律。

(2) 眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)將對(duì)學(xué)習(xí)者(被試)的干擾降到最低。眼動(dòng)跟蹤技術(shù)通過(guò)眼動(dòng)儀對(duì)學(xué)習(xí)者的眼動(dòng)軌跡進(jìn)行跟蹤，學(xué)習(xí)者在完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí)幾乎感受不到外界的干擾，保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

(3) 實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理容易。隨著攝像技術(shù)、紅外技術(shù)和微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)一大批精度高、操作簡(jiǎn)單的眼動(dòng)儀。例如，目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究應(yīng)用較多的加拿大SR公司生產(chǎn)的Eyelink眼動(dòng)儀、瑞典生產(chǎn)的Tobii眼動(dòng)儀以及德國(guó)生產(chǎn)的SMI眼動(dòng)儀都是集成的眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，配套了相應(yīng)的眼動(dòng)數(shù)據(jù)處理軟件，降低數(shù)據(jù)處理的難度。這些優(yōu)勢(shì)推動(dòng)眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)方法在多媒體學(xué)習(xí)研究領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。

3 眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)需要注意的幾個(gè)問(wèn)題

眼動(dòng)跟蹤技術(shù)以其實(shí)時(shí)跟蹤、實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠、操作和數(shù)據(jù)處理容易三大優(yōu)勢(shì)在多媒體學(xué)習(xí)研究領(lǐng)域得到了關(guān)注和應(yīng)用，同時(shí)也取得了不少研究成果。然而眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)方法在多媒體學(xué)習(xí)研究中應(yīng)用的時(shí)間還比較短，在研究?jī)?nèi)容、各種方法的配合、變量控制、設(shè)備選用、眼動(dòng)指標(biāo)選取、數(shù)據(jù)分析等方面還沒(méi)有形成一個(gè)成熟的范式，對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行探討有助于更好的在多媒體學(xué)習(xí)的研究中應(yīng)用這種方法。

3.1 將眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)研究置于完整的教學(xué)系統(tǒng)中

裝配式項(xiàng)目4D模型構(gòu)建采用的是Navisworks Management和Microsoft Project軟件工具組合進(jìn)行。

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外已有的典型研究進(jìn)行梳理和分析，發(fā)現(xiàn)對(duì)同一問(wèn)題的研究存在一些不同的結(jié)論。以“動(dòng)畫的播放速度對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果影響”為例，不同的研究得出了相互矛盾的結(jié)論。Fischer讓兩組學(xué)生分別通過(guò)快速和正常速度的鐘擺原理的動(dòng)畫進(jìn)行學(xué)習(xí)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)快速組學(xué)生對(duì)鐘擺原理相關(guān)知識(shí)的測(cè)試成績(jī)顯著比正常速度組要高。而De Koning對(duì)心血管循環(huán)系統(tǒng)為主題的動(dòng)畫播放速度對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)動(dòng)畫播放速度對(duì)學(xué)習(xí)者的保持測(cè)試和遷移測(cè)試的成績(jī)均不產(chǎn)生影響。段朝輝的研究將動(dòng)畫學(xué)習(xí)材料的播放速度控制為慢速、中速和快速，使用眼動(dòng)儀記錄了學(xué)習(xí)者使用不同速度的動(dòng)畫學(xué)習(xí)材料的眼動(dòng)數(shù)據(jù)，結(jié)合對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的保持測(cè)試和遷移測(cè)試，總結(jié)出動(dòng)畫播放速度變慢能夠促進(jìn)對(duì)知識(shí)的理解，但是動(dòng)畫播放速度對(duì)知識(shí)的識(shí)記不產(chǎn)生影響。[7]這些相互矛盾的研究結(jié)論引發(fā)了研究者的思考，多媒體情境下的學(xué)習(xí)效果不單單只受到多媒體學(xué)習(xí)材料的媒體元素本身的影響，而是受到媒體元素、學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計(jì)等因素的相互影響。

近年來(lái)，越來(lái)越多的學(xué)者將多媒體學(xué)習(xí)材料與教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)者個(gè)體特征和教學(xué)策略等因素相結(jié)合開展多媒體學(xué)習(xí)方面的研究。MURAKAMI Masayuki[8]分析了學(xué)習(xí)者的眼動(dòng)數(shù)據(jù)與不同類型教學(xué)內(nèi)容(包括介紹、演示、解釋、說(shuō)明等9種類型)之間的關(guān)系，根據(jù)每種類型的教學(xué)內(nèi)容的眼動(dòng)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)總結(jié)出針對(duì)不同類型教學(xué)內(nèi)容的多媒體學(xué)習(xí)材料如何選取圖片的規(guī)則。劉儒德[9]研究了外在暗示線索與年齡兩個(gè)因素對(duì)多媒體學(xué)習(xí)情境下自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程的影響。研究發(fā)現(xiàn)多媒體學(xué)習(xí)情境下自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程受到外在暗示線索與學(xué)習(xí)者年齡因素的綜合影響。具體表現(xiàn)為兩個(gè)年級(jí)的學(xué)生都能夠根據(jù)外在的暗示線索對(duì)圖文的閱讀加工時(shí)間分配進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，七年級(jí)學(xué)生比五年級(jí)學(xué)生對(duì)測(cè)試中圖文關(guān)系的監(jiān)察更加準(zhǔn)確，時(shí)間分配的自我調(diào)節(jié)出現(xiàn)的時(shí)間更早，自我調(diào)節(jié)策略使用的更加合理，測(cè)試的成績(jī)也更高。胡衛(wèi)星[10]在他的博士論文中綜合使用傳統(tǒng)的認(rèn)知心理學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)方法對(duì)動(dòng)畫情境下的多媒體信息呈現(xiàn)方式、教學(xué)材料性質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)方式、學(xué)習(xí)者個(gè)體特征和教師教學(xué)策略多因素對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的影響進(jìn)行了研究。認(rèn)為動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)效果的好壞是受以上多因素綜合交互影響的，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)出了若干設(shè)計(jì)動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)材料的細(xì)則。

從上述研究中可以看出，摒棄多媒體學(xué)習(xí)過(guò)程中的其他因素，僅研究多媒體學(xué)習(xí)材料內(nèi)部不同媒體元素的設(shè)計(jì)是片面的，多媒體學(xué)習(xí)的研究必然是基于內(nèi)容的、基于特定情境的。同樣可以推斷的是，一定不存在一種適合于任何教學(xué)內(nèi)容、任何教學(xué)模式或任意學(xué)習(xí)者的多媒體學(xué)習(xí)材料設(shè)計(jì)方法[11]。一個(gè)完整的學(xué)習(xí)過(guò)程涉及到教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容、媒體或媒介、教學(xué)策略以及教學(xué)模式等諸多因素。同樣，多媒體情境下的學(xué)習(xí)過(guò)程也會(huì)涉及到這些因素。因此，僅研究多媒體學(xué)習(xí)材料本身是不夠的，應(yīng)該把多媒體學(xué)習(xí)的研究納入到更完整的框架當(dāng)中去，將多媒體情境下的學(xué)習(xí)視為一個(gè)復(fù)雜的復(fù)合系統(tǒng)，學(xué)習(xí)效果受到教學(xué)系統(tǒng)中各種因素的交互影響。何克抗[12]教授提出e-learning教學(xué)系統(tǒng)包含四個(gè)基本要素，即教師、學(xué)生、教材(教學(xué)內(nèi)容)和媒體，多媒體情境下的學(xué)習(xí)也發(fā)生于這個(gè)系統(tǒng)之中，學(xué)習(xí)效果受到四個(gè)要素的綜合影響，如圖1所示。這就要求研究者將相關(guān)研究置入教學(xué)系統(tǒng)當(dāng)中，綜合考慮教學(xué)系統(tǒng)四要素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，明確眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)的自變量與因變量，確定實(shí)驗(yàn)的因變量(眼動(dòng)指標(biāo)、學(xué)習(xí)效果等)是否由所操縱的自變量(多媒體學(xué)習(xí)材料、學(xué)習(xí)者個(gè)體差異、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略)引起，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的效度。

圖1 多媒體學(xué)習(xí)效果的影響因素

3.2 眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)與認(rèn)知行為實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

多媒體學(xué)習(xí)早期研究采用的傳統(tǒng)的認(rèn)知行為實(shí)驗(yàn)方法(反應(yīng)時(shí)測(cè)試、認(rèn)知負(fù)荷測(cè)試、正確率測(cè)試等)是一種“離線(offline)”手段，通常發(fā)生于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知任務(wù)完成之后，這種回顧性的測(cè)試方式與學(xué)習(xí)者實(shí)時(shí)的認(rèn)知加工并不同步，并且測(cè)結(jié)果收到測(cè)試題目的類型和難度的影響，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。[13]

因此，不能將眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)方法作為研究的唯一方法，應(yīng)該將眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)(在線測(cè)試)與認(rèn)知行為實(shí)驗(yàn)(在線測(cè)試)相結(jié)合(見圖2)，從知覺(jué)和認(rèn)知的雙重視角全面進(jìn)行多媒體學(xué)習(xí)的相關(guān)研究。

圖2 在線測(cè)試與離線測(cè)試相結(jié)合

3.3 儀器設(shè)備的選用

多媒體學(xué)習(xí)研究的眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)階段是一個(gè)完整的流程，即多媒體學(xué)習(xí)材料的呈現(xiàn)、眼動(dòng)數(shù)據(jù)跟蹤、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析3個(gè)階段，如圖3所示。這3個(gè)階段構(gòu)成一個(gè)完整的研究流程，缺一不可，根據(jù)不同階段的任務(wù)，確定實(shí)驗(yàn)所需的儀器設(shè)備。

圖3 多媒體學(xué)習(xí)研究的眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)流程

(1) 呈現(xiàn)階段的設(shè)備。多媒體學(xué)習(xí)材料主要由計(jì)算機(jī)的顯示器屏幕呈現(xiàn)。需要說(shuō)明的是，隨著移動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種運(yùn)行于移動(dòng)設(shè)備上電子圖書、學(xué)習(xí)軟件層出不求，學(xué)習(xí)者在移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境下如何更有效的進(jìn)行多媒體學(xué)習(xí)，也是多媒體學(xué)習(xí)需要關(guān)注的研究領(lǐng)域[14]，多媒體學(xué)習(xí)材料還可以由手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備呈現(xiàn)。

(2) 眼動(dòng)數(shù)據(jù)跟蹤階段的設(shè)備。眼動(dòng)數(shù)據(jù)的跟蹤則由專業(yè)的眼動(dòng)儀完成。根據(jù)多媒體學(xué)習(xí)材料呈現(xiàn)設(shè)備的不同，所需要的眼動(dòng)儀也有所不同。目前多媒體學(xué)習(xí)研究中最為常見的眼動(dòng)儀是遙測(cè)式眼動(dòng)儀。這種眼動(dòng)儀不需要頭戴裝置或頭托，也不需要外置的眼動(dòng)攝像機(jī)，但只能在二維平面內(nèi)測(cè)試眼動(dòng)追蹤內(nèi)容，且被試的頭部也不能隨意移動(dòng)，被試與呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)材料之間的距離也固定在一個(gè)范圍之內(nèi)，一般為50～70 cm左右，適合于跟蹤學(xué)習(xí)者基于計(jì)算機(jī)屏幕進(jìn)行學(xué)習(xí)的眼動(dòng)數(shù)據(jù)。另外一種不太常見的是可移動(dòng)式的眼鏡式眼動(dòng)儀。這種眼動(dòng)儀在使用時(shí)就像佩戴一副普通的眼鏡一樣，支持移動(dòng)狀態(tài)、真實(shí)場(chǎng)景切換，頭動(dòng)范圍也不受限制，因此更符合移動(dòng)學(xué)習(xí)的特性，適合于跟蹤學(xué)習(xí)者基于移動(dòng)設(shè)備學(xué)習(xí)的眼動(dòng)數(shù)據(jù)。兩種眼動(dòng)儀的對(duì)比情況如表1所示。

表1 遙測(cè)式眼動(dòng)儀與眼鏡式眼動(dòng)儀的選取

表2 眼動(dòng)指標(biāo)含義

(3) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析階段的設(shè)備。一般由安裝數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件的計(jì)算機(jī)或工作站即可完成。

3.4 眼動(dòng)指標(biāo)選取和數(shù)據(jù)分析方法

3.4.1 眼動(dòng)指標(biāo)選取

根據(jù)研究目的選取恰當(dāng)?shù)摹⒂行У难蹌?dòng)指標(biāo)至關(guān)重要，否則會(huì)丟失研究過(guò)程中有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析和研究討論泛泛而談[15]。從已有的使用眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)方法的多媒體學(xué)習(xí)的研究中，可以看出大多數(shù)研究對(duì)注視時(shí)間、注視次數(shù)、瞳孔大小、眼動(dòng)軌跡進(jìn)行了分析，而對(duì)首次注視時(shí)間、回視次數(shù)、非注視總時(shí)間、首次注視點(diǎn)、首次注視點(diǎn)的注視時(shí)間、眼跳次數(shù)、眼跳之間的關(guān)聯(lián)元素等不容忽視的眼動(dòng)指標(biāo)卻少有問(wèn)津，造成對(duì)于眼動(dòng)數(shù)據(jù)利用的不充分，分析不夠全面。眼動(dòng)分析中某個(gè)單一的指標(biāo)很難有研究?jī)r(jià)值，應(yīng)該根據(jù)研究的需要對(duì)特定區(qū)域選擇不同的指標(biāo)進(jìn)行深入分析，因而有必要根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇若干眼動(dòng)指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)密的分析。表2總結(jié)了多媒體學(xué)習(xí)中各眼動(dòng)指標(biāo)的含義，供研究者參考。

3.4.2 數(shù)據(jù)分析方法

眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)方法提供了豐富的視覺(jué)認(rèn)知過(guò)程的數(shù)據(jù)，但挑戰(zhàn)是怎么利用和分析這些數(shù)據(jù)。選擇適當(dāng)?shù)难蹌?dòng)指標(biāo)之后，恰當(dāng)有效的數(shù)據(jù)分析是取得實(shí)驗(yàn)結(jié)論的關(guān)鍵。目前大多數(shù)研究采用社會(huì)科學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件SPSS對(duì)眼動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單百分比統(tǒng)計(jì)、統(tǒng)計(jì)描述和統(tǒng)計(jì)推斷。簡(jiǎn)單百分比統(tǒng)計(jì)僅計(jì)算各類眼動(dòng)指標(biāo)所占的百分比，統(tǒng)計(jì)描述和統(tǒng)計(jì)推斷是指計(jì)算眼動(dòng)數(shù)據(jù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更高級(jí)的分析和推斷，如t檢驗(yàn)、方差分析、回歸分析、因子分析等。除了上述的統(tǒng)計(jì)方法外，眼動(dòng)數(shù)據(jù)分析還應(yīng)采用關(guān)聯(lián)、聚類、分類等數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后隱藏的深層次的規(guī)律，從而總結(jié)出學(xué)習(xí)者在多媒體學(xué)習(xí)情境下的認(rèn)知規(guī)律。

4 結(jié) 語(yǔ)

將眼動(dòng)跟蹤技術(shù)應(yīng)用于多媒體學(xué)習(xí)研究領(lǐng)域，即時(shí)記錄學(xué)習(xí)者在多媒體學(xué)習(xí)過(guò)程中的眼動(dòng)數(shù)據(jù)，揭示學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過(guò)程中的認(rèn)知加工規(guī)律，對(duì)于多媒體學(xué)習(xí)研究的進(jìn)一步發(fā)展具有十分重要的意義。方法的進(jìn)步是取得學(xué)科創(chuàng)新的關(guān)鍵，把握多媒體學(xué)習(xí)研究的發(fā)展方向，并在今后的多媒體學(xué)習(xí)研究中更好地使用眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)方法，是值得關(guān)注和思考的問(wèn)題。根據(jù)上述對(duì)眼動(dòng)跟蹤技術(shù)在多媒體學(xué)習(xí)研究中的應(yīng)用分析，對(duì)眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提出一些思考和建議，期望對(duì)今后多媒體學(xué)習(xí)的相關(guān)研究起到一定的借鑒和參考作用。

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Research of Eye-tracking Experiment in Multimedia Learning

WANGXue

(College of Education Science, Tianjin Normal University, Tianjin 300387, China)

In recent years, more and more multimedia learning studies chose eye-tracking technology as studying methods because it can track the learner’s visual cognitive process directly. Based on the analysis of the characteristics of the traditional cognitive behavior experiment methods and the advantages eye-tracking technology, several problems of eye-tracking experiment in multimedia learning were discussed in detail. The problems included eye-tracking experiment in combination with traditional cognitive behavior experiment. We put the eye tracking experiment in a complete teaching system, including equipments selection, eye movement index selection, data analysis method. It was hoped that these experiences would be some references for related researches in future.

multimedia learning; eye-tracking; cognitive processes; learning effects; eye tracker structure; eye movement index

2014-10-17

天津市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)課題(CEXII2002)

王 雪(1981-)，女，黑龍江綏濱人，博士，實(shí)驗(yàn)師，主要研究方向?yàn)槎嗝襟w學(xué)習(xí)、數(shù)字教育媒體、實(shí)驗(yàn)技術(shù)等。

Tel.：18622622346;E-mail：9241938@qq.com

G 443；Q 4-3

A

1006-7167(2015)03-0190-04