二 阅读理解监控的眼动研究方法

眼动分析法是相对于延时处理法而提出的一种实时处理法（On-Line Processing Measure）。它指的是通过对阅读活动过程中阅读者实际的行为表现进行观察和记录来分析和研究阅读理解过程的心理活动和规律的一种方法。

国外对阅读的眼动研究已有100多年的历史了，可以将其分为三个阶段。

第一阶段（19世纪末至20世纪20年代前期）被称为阅读的眼动研究基础阶段，该时期发现了许多阅读中眼动的基本事实。在这一时期出版了三本著名的阅读心理学著作。1897年，Quantz出版了《阅读心理学中的问题》，该书系统研究了阅读过程，并涉及默读时嘴唇的动作、眼音距（eye voice span）、阅读速度等问题。1906年，Dearborn出版了《阅读心理学：关于阅读节奏和眼动的实验研究》，该书较为详细地探讨了阅读的眼动问题，内容包括阅读中注视次数、注视时间、重新注视、注视位置及注视疲劳等问题。1908年，Huey出版了被称为该时期对阅读过程进行了最有创见性分析的《阅读的心理学和教育学》，该书的最大特点在于它逐步地把科学和实践结合在一起。Huey对眼动速度、注视停留时间和每行注视次数进行了详细的研究。此外，该时期内，Javal还首次发现了阅读中的眼跳；德国人Erdman和美国人Dodge用通过镜子直接观察的方法研究阅读过程中的眼动，并于1898年发表了这一发现；Lamansky测量了一般眼动速度；Dodge后来用照相法测到了更慢的阅读速度；Dearborn的贡献在于注视停留和注视位置的研究，以及疲劳对阅读的影响。

第二阶段（20世纪20年代后期至20世纪50年代）被称为阅读的眼动研究应用阶段。心理学的研究逐步从基础研究转移到了阅读教学和阅读测验方面，特别是在20世纪20年代以后，随着行为主义的兴起与壮大，阅读的眼动开始从基础研究转向应用研究。这一阶段的研究主要包括两个方面。

（1）阅读过程中的眼动分析。

①对注视的研究。Arnold和Tinker对注视停留进行了系统的研究。他们发现在不同的阅读情况下，平均注视停留时间为0.217～0.404秒，注视停留随所阅读材料的不同而变化，在阅读中出现较长时间的注视可能是出于对阅读材料进行理解和同化的需要。

②对注视广度的研究。注视广度是指一次注视所能够了解的注视内容的多少。在阅读过程中，注视广度越大，注视次数越少，阅读速度越快。Buswell指出注视广度大是阅读能力成熟的重要标志，注视广度小则是阅读能力不成熟的表现。

③对眼跳的研究。大多数阅读情况下，眼跳要占阅读时间的6%～8%，注视占阅读时间的92%～94%，且眼跳速度存在很大的个体差异。

④有节奏的眼动研究。Buswell指出熟练的读者在阅读时，眼动是有节奏的。熟练读者的阅读习惯比较灵活，且在某些方面会出现回视。Taylor提出了发展“节律性的从左到右的眼动”技能。但Tinker则反对该做法，他指出“有节奏的阅读”不仅是无意义的，而且是有害的，这样会导致读者过于重视外周的眼动而忽视了中枢的因素。Dixom通过对优秀读者的研究得出“有节奏的阅读不是所有优秀读者的共性”的结论。

⑤边缘视觉研究。边缘视觉所知觉到的线索不仅可以预知后来的词和短语，还可以知道下一次眼睛注视停留的位置。La Grone对此做了研究。

⑥对阅读材料的横排版和竖排版研究。研究者认为长期以来形成的阅读习惯使水平阅读具有优势，如果通过长期的训练，也有可能使垂直阅读等同于或优于水平阅读。

（2）在教育和其他领域的眼动研究。

①对学生阅读不同科目时的眼动研究。Seibert指出，学生阅读不同科目时，眼动模式有所不同。缺乏阅读灵活性的被试在阅读所有科目时使用了相同的眼动模式。Stone也通过实验证实了阅读不同科目眼动模式的差异性。

②眼动模式的个体差异研究。Taylor和Anderson指出优生和差生在阅读过程中眼动存在明显差异。

③对异常被试的眼动研究。一些研究探讨了语言流畅性患者的眼动模式，但是并没有得到较为统一的研究结论。La Grone发现听障儿童的眼动模式与健听儿童在阅读发展水平上有所不同，尤其是回视行为，听障儿童显著少于健听儿童。

④对不同阅读方式的研究。从心理学角度讲，朗读和默读的过程是不同的。Anderson和Swanson以大学生为被试，考察了他们在默读和朗读时的眼动差异，结果发现，对于阅读能力差的被试而言，两种阅读方式下的眼动模式较为一致。Buswell指出眼音距广度是考查朗读能力是否成熟的重要指标。

第三阶段（20世纪60年代至今）。20世纪五六十年代，随着认知心理学的兴起与迅速发展，人们重新将眼动引入心理学的阅读研究中。究其原因，可涉及如下几个方面：①为认知理论提供有用的数据。阅读过程中的实时测量，提供了连续的眼动数据，这些数据可使我们对阅读过程进行精细的分析。②将阅读过程中获得的眼动数据与认知过程对应起来，有利于深入分析阅读过程，有助于心理语言学的发展。③眼动记录仪与计算机的联机使用，使得眼动数据的记录、分析更加精确，尤其是后期，研究人员可对眼动数据加工处理，使得实验更加方便。

归纳起来，早期的眼动实验方法有以下四种。

（1）观察法。用肉眼直接观察被试的眼动情况，这是一种比较原始的眼动实验法。1897年Javal站在被试后面，曾用一面镜子直接观察被试眼球在镜子中的运动情况；1928年Miles使用窥视孔法在被试阅读材料的中间打一个直径为0.25英寸的小孔，主试透过小孔观察被试阅读该文章时的眼动情况。

（2）机械记录法。通过眼睛与记录装置相连接的机械传动来实现，包括气动方法、头部支点杠杆法、角膜吸附环状物法。这种记录方法是利用角膜为凸状的特点，通过一个杠杆传递角膜运动情况。杠杆的支点固定在被试头部，杠杆光滑一端在轻微的压力下轻触已被麻醉过的眼球表面，杠杆的另一端在运动着的纸带上记录眼动的轨迹。眼动的机械记录法实施过程极为复杂，而实验结果的准确性却极低，所以这种方法已经被淘汰。

（3）光学记录法。包括反光记录法、普通照相法与电影电视摄像法、角膜反光法、光电记录法。用反光记录眼动时，首先要将一个小镜子附着在被试的眼睛上，光线射向镜子，光源的光圈有一个狭缝或一个小孔，被反射的光又射向感光带上，并随着眼球的运动而变化，在感光纸上记录下来。实验过程中，被试头部用支架固定，眼睛被麻醉，用胶带将眼皮分开。同时该方法对被试的要求较为严格，要求被试的眼睛要大，眼睑要长，眼结膜对麻药不过敏。普通照相法与电影电视摄像法是使用照相机或摄像机将眼动情况拍摄下来，以便分析。在使用这一方法时，关键是要找到一个静止的参照点，将参照点和眼睛某一特定位置连续运动的情况一起拍摄下来。角膜反光法是指让平行光照射在人的眼球上，再让角膜反射出来的光进入摄像机，摄像机的感光胶片匀速移动，这样就把角膜反射出来的光点移动轨迹拍摄下来，这个轨迹就是眼动轨迹。角膜反光法是一种重要的眼动记录方法，该方法的优点是被试的眼睛不用戴任何装置，使得实验趋于自然状态。国际上很多生产眼动仪的公司都有利用角膜反光制成的产品。早期的光电记录法是将一个光源及一个光电管固定在被试的头上，并将一个胶质环状物吸附在被试的眼睛上。胶质环状物上有一个遮蔽物，它可以阻断一部分反射光线使之不能落在光电管上。遮蔽物可以在水平眼动发生时调节眼睛反射光线的多少，记录被放大的光电电流，通过电流变化来判断眼动情况。

（4）电流记录法。眼球运动可以产生生物电现象。角膜和视网膜的新陈代谢不同，所以角膜和视网膜之间就会形成电势差。当眼睛注视前方未发生眼动时，可以记录到稳定的基准电势。当眼睛在水平方向上运动时，眼睛左侧和右侧的皮肤之间的电势差会发生变化；当眼睛在垂直方向上运动时，眼睛上侧和下侧的电势差也会发生变化。当眼动发生时，相应电极之间的电势会发生变化，连接的记录仪就会在记录纸上记下这种变化。由于眼睛的运动与电势变化之间存在着对应关系，所以通过分析记录结果，可以了解到眼动的情况。

还有一种电流记录方法被称为电磁感应法。具体方法是将被试的眼睛麻醉，把一个装有探查线圈的接触镜片吸附在眼睛上。线圈中存在感应电压，通过对感应电压的相敏检测，可以精确地测量水平和垂直方向的眼动。

但上述眼动实验法由于误差较大，不可避免地会影响实验结果的准确性。但随着科学技术的进步，现代精密眼动仪的问世为阅读研究提供了一种相对自然的实时测量手段，特别是在揭示阅读中的即时加工问题上更显优势。

在阅读研究中使用眼动分析法，主要是将阅读材料以视觉形式呈现给被试，在被试阅读的过程中，使用眼动仪记录他们阅读过程中的眼动轨迹。通过眼动分析法可以获得被试阅读时的许多重要数据，如注视位置、注视时间、注视次数、回视、眼跳等。通过对眼动数据的分析，可获得被试阅读过程的眼动特征，从而为研究者考察被试的理解监控过程提供依据。实时眼动处理法的优点在于测量及时、客观，缺点则在于所确定的观察对象必须是外显的，对于内在的则不宜测量。

在阅读研究中，通常所涉及的眼动指标有如下七项。

（1）注视次数。在阅读过程中，眼球的运动不是连续的，而是跳跃的。在两次跳跃之间有一个相对静止的状态，被称为注视。注视的位置被称为注视点。当对注视的内容加工结束时，出现眼跳，开始下一次的注视。注视次数反映了被试阅读的熟练程度、阅读策略的使用程度以及阅读材料的难易程度。

（2）注视时间。指对一个注视点的平均注视停留时间。注视时间的长短反映了被试对阅读材料的加工程度。对一个被试而言，时间越长，意味着加工越深；对不同被试而言，时间越长意味着加工速度越慢。所以，注视时间有不同意义，要与多个指标一起分析。注视时间又可分为初次注视时间、凝视时间和总注视时间。初次注视时间（first fixation duration）是指对一个词的初次注视时间，反映了被试词汇接通的时间，而接下来的注视则反映了对该词的更高级的加工。凝视时间（gaze duration）是指在眼跳到另一个词之前对该词的注视时间。如果对某个词只注视了一次，则初次注视时间和凝视时间是相同的。总注视时间（total fixation duration）包括对该词的若干次凝视时间和由于回视引起的对该词的注视时间。

（3）眼跳距离。指从一个注视点到另一个注视点的距离。

（4）回视次数。在正常的阅读情况下，眼球从左向右运动，有时也会出现从右向左的运动，即出现回视。回视时，眼睛又退回到已注视过的内容上。回视次数的多少即回视次数。回视的原因，可能是发现前面的内容加工不准确，与后面的内容有冲突，需要重新加工，从而达到前后一致；或是后面的内容有歧义，回视前面的内容以确定后面内容的意义。Frazier和Rayner提出三种回视形式：第一，前进式回视，即回到句子的开始再重新读一遍；第二，后退式回视，即对刚才已经读过的内容从右到左逐字阅读；第三，选择式回视，通过眼跳回到被错误理解的句子成分上。回视有助于对文章的深层加工，一般认为，回视发生的原因为：①阅读课文时出现困难、理解出现错误、阅读时遗漏了重要的信息；②当句子中有“前面照应”这种句法现象时，也容易回到前面找寻对应的词或者词组；③在阅读歧义句时容易出现回视。

（5）回扫。读者从一行的行尾到下一行的行首虽然也是一种从右到左的眼动，但它又有别于回视，为了把它与回视分开，故称此活动为回扫。

（6）瞳孔直径。瞳孔直径的变化可以反映被试的情绪和心理加工负荷的情况。

（7）兴趣区。兴趣区是指研究者所关注的被试对刺激的注视区域。兴趣区的大小由主试根据研究目的来确定。

综上所述，与其他方法相比，错误觉察任务和自信心评价法属于阅读监控研究的经典范式，而眼动分析法则为阅读研究提供了一种相对自然的实时测量手段，特别是在揭示阅读中的即时加工问题上更显优势。但是眼动分析法也存在一些问题：如何解释用眼动仪收集到的数据，使其能真实客观地反映阅读理解的过程，就是一个非常重要但存在一定争议的问题。因此在实验研究中，为了验证同一理论假设，最好使用多种方法。尽管这会增加研究的成本，但可以弥补方法上的不足，大大提高实验的可靠性。