信息載體影響初中生文本閱讀的眼動研究

王 娟，趙 雪，張雨晨，李永鋒

（1.江蘇師范大學教育科學學院心理學系，江蘇徐州 221116；2.江蘇師范大學機電工程學院，江蘇徐州 221116）

信息載體影響初中生文本閱讀的眼動研究

王 娟1，趙 雪1，張雨晨1，李永鋒2

（1.江蘇師范大學教育科學學院心理學系，江蘇徐州 221116；2.江蘇師范大學機電工程學院，江蘇徐州 221116）

采用行為實驗和眼動追蹤記錄的方法，探討數(shù)字閱讀和紙質(zhì)閱讀兩種信息載體對初中生文本閱讀的影響。研究發(fā)現(xiàn)：數(shù)字閱讀和紙質(zhì)閱讀在初中生閱讀理解的效果上不存在顯著差異；與紙質(zhì)閱讀相比，數(shù)字閱讀注視次數(shù)顯著多，未出現(xiàn)明顯的注視熱點區(qū)域。數(shù)字閱讀并未造成初中生閱讀理解的淺顯化，但推廣數(shù)字閱讀應(yīng)關(guān)注閱讀設(shè)備對青少年的適宜性。

信息載體；文本閱讀；眼動追蹤；初中生

一、研究背景

閱讀是人類通過一定的載體，接受其所提供的文字、圖像等信息的過程〔1〕。信息載體指承載著閱讀內(nèi)容的媒介，分為紙質(zhì)閱讀和數(shù)字閱讀兩種。紙質(zhì)閱讀又稱傳統(tǒng)閱讀，指的是以紙張為載體的閱讀方式，目前仍占閱讀的主流地位〔2〕。數(shù)字閱讀指的是以計算機、手機及電子閱讀器等媒介為載體，對數(shù)字化知識和信息進行閱讀的方式。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字閱讀逐漸成為主要的閱讀方式〔3〕。第十二次全國國民閱讀調(diào)查結(jié)果顯示，2014年我國國民人均紙質(zhì)圖書閱讀量為4.56本，電子書閱讀量為3.22本。同2013年的調(diào)查結(jié)果相比，2014年紙質(zhì)圖書的閱讀量出現(xiàn)下滑趨勢，而電子書的閱讀量則呈現(xiàn)上升趨勢〔4〕。與傳統(tǒng)閱讀相比，數(shù)字閱讀具有便利性、共享性和開放性等特點。數(shù)字閱讀較之傳統(tǒng)閱讀有獨特優(yōu)勢，如數(shù)據(jù)更新及時，檢索方便快捷且有良好的互動性，能實現(xiàn)文字、聲音和圖片信息的融合，減少紙張損耗，減輕學生背負書本的重量等〔5-7〕?；谶@些優(yōu)勢，數(shù)字閱讀受到越來越多讀者的歡迎。

在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，數(shù)字閱讀已成為潛在的主要閱讀方式〔8〕。電子課本、電子書包已經(jīng)開始應(yīng)用于基礎(chǔ)教育。韓國、美國、法國等50多個國家計劃推廣“電子課本”。美國教育部及聯(lián)邦通信委員會宣布爭取在2017年前后，讓全美K-12公立學校都用上電子課本〔9〕。我國也開展了大量工作促進數(shù)字閱讀的推廣。目前國內(nèi)高校英語四六級考試開始出現(xiàn)網(wǎng)考模式；人民教育出版社正在研發(fā)第二代數(shù)字材料，這預(yù)示著國內(nèi)中小學將大規(guī)模使用電子教材。學生學習已經(jīng)不再局限于書本，電腦、平板電腦等將成為學生獲取知識和信息的主要途徑。

數(shù)字閱讀和紙質(zhì)閱讀的閱讀效果有無差異？閱讀者在兩種閱讀方式下的認知加工有無差異？這些問題已經(jīng)獲得大量研究者的關(guān)注。前人研究提出，數(shù)字閱讀易造成淺閱讀，而淺閱讀可能摧毀人類建立在紙質(zhì)文化上的懷疑精神、思考能力和理性思維〔10〕。近年來的研究則發(fā)現(xiàn)，數(shù)字閱讀和紙質(zhì)閱讀并未對閱讀內(nèi)容的理解造成差異〔11〕，但紙質(zhì)閱讀和數(shù)字閱讀在閱讀的認知加工過程中確實存在一定差異。與紙質(zhì)閱讀相比，讀者在進行數(shù)字閱讀時更易出現(xiàn)跳讀和略讀；兩種閱讀方式對簡單信息的處理加工不存在顯著差異，但數(shù)字閱讀對復(fù)雜信息的認知加工效果略差〔12〕。對大學生的考察發(fā)現(xiàn)，紙質(zhì)閱讀和數(shù)字閱讀在閱讀效果上不存在顯著差異，但認知加工過程有所不同：在平板電腦上閱讀說明文的速度顯著慢，在電子閱讀器上閱讀小說的注視時長和注視次數(shù)明顯多于紙質(zhì)文本和筆記本電腦〔13〕。也有研究顯示，數(shù)字閱讀讓讀者更難領(lǐng)會文章大意〔14〕。對大班幼兒的考察發(fā)現(xiàn)，在電腦屏幕和紙質(zhì)界面兩種媒介條件下，幼兒的閱讀總體效果沒有顯著差異，但在結(jié)構(gòu)性記憶方面，紙質(zhì)界面的記憶效果優(yōu)于電腦屏幕〔15〕。綜上，多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，兩種閱讀方式在閱讀效果上不存在顯著差異，但其認知加工過程有所不同?？v觀前人研究還發(fā)現(xiàn)，以往關(guān)于數(shù)字閱讀的研究大都集中在成人、大學生或幼兒群體，對處于基礎(chǔ)教育階段的中學生群體尚未涉及。中學階段是人類認知發(fā)展的黃金時期，同時也是知識與信息獲取的關(guān)鍵階段，數(shù)字閱讀方式是否會影響中學生閱讀理解的效果，對不同難度問題的認知加工是否會受到閱讀載體的影響，這些問題并不清晰。隨著數(shù)字閱讀在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的推廣，這一問題也顯得愈為重要。本研究將著重考察中學生在紙質(zhì)閱讀和數(shù)字閱讀條件下的閱讀理解的差異，擬探討以下幾個問題：①初中生在采用不同的信息載體條件下，閱讀理解的效果及認知加工的過程是否存在差異；②在不同難度的閱讀理解任務(wù)上，兩種信息載體是否有不同的表現(xiàn)；③不同信息載體條件下的閱讀理解是否存在年級差異。本研究將采用行為實驗和眼動追蹤技術(shù)對中學生數(shù)字閱讀和紙質(zhì)閱讀的效果及閱讀過程進行比較分析，為教育領(lǐng)域的閱讀數(shù)字化推廣提供實證依據(jù)。

二、研究方法

（一）實驗?zāi)康?/p>

考察初中生在平板電腦（iPad）與紙質(zhì)閱讀條件下閱讀理解及認知加工過程的差異。

（二）實驗被試

普通全日制初中學生60名，初中一、二、三年級各20名，每個年級的20名被試中，男女各占半數(shù)，視力或矯正視力均正常，成績均處于中等水平。

（三）實驗材料

實驗材料共包括6篇文章，每個年級2篇文章，每篇文章后附有10道判斷題，其中有5道低水平閱讀理解題（細節(jié)回憶題型）、5道高水平閱讀理解題（文章主旨、人物感情、段落大意等）。文章均為記敘文，6篇文章字數(shù)差異不顯著，M字數(shù)=（973.33± 24.69）。閱讀理解題目字數(shù)差異不顯著，M字數(shù)=（424.66±39.02）。文章來源于相應(yīng)年級的課本或者習題冊，被試之前沒有閱讀過該文章。從每個年級選取30名成績中等的學生，對文章和題目的難度進行5級評定。90名評定者不參與正式實驗。對每個年級的2篇文章及題目難度進行評定的結(jié)果顯示，文章難度和題目難度差異均不顯著，M文章難度=（3.48±0.43），M題目難度=（3.52±0.48），Ps＞0.05。

（四）實驗儀器

數(shù)字閱讀的閱讀設(shè)備為一臺平板電腦（iPad mini），閱讀材料使用TXT閱讀軟件呈現(xiàn)。紙質(zhì)閱讀的載體為A4白紙。兩種閱讀材料的字體（宋體）、字號（小四）、行間距（1.5倍行距）和版面大?。ˋ4紙的1∕2大小）完全相同。

實驗儀器使用SMI iView X HED型眼動追蹤儀記錄被試閱讀時的眼動情況，采樣率為200 Hz，精度為0.5-1°，追蹤分辨率（瞳孔∕CR）為0.1°。被試使用雙眼進行閱讀，記錄左眼的眼動狀況。

（五）實驗設(shè)計

本實驗采用3（年級：初一、初二、初三）×2（載體類型：紙質(zhì)、平板電腦）混合實驗設(shè)計，載體類型為組內(nèi)變量，因變量指標為正確率、注視時長、注視次數(shù)及總閱讀時長。

（六）實驗程序

實驗在一間安靜的教室進行，首先被試佩戴眼動儀，頭部支撐于托架上，進行校準。被試視線與校準點距離60 cm。正式實驗前，被試閱讀指導語，在平板電腦和紙質(zhì)頁面分別閱讀2篇練習短文，熟悉實驗程序后，進入正式實驗。平衡兩種閱讀載體的使用順序及2篇文章呈現(xiàn)的先后順序，排除順序效應(yīng)。正式實驗開始時，眼動儀自動記錄被試閱讀文章的眼動狀況。文章閱讀完畢，要求被試完成10道判斷題并口述答案，主試記錄被試完成題目的時間。然后進入紙質(zhì)閱讀及測試環(huán)節(jié)。更換閱讀載體后需重新校準。每名被試完成實驗約需30分鐘。

三、研究結(jié)果

（一）判斷正確率的結(jié)果分析

分別對低、高水平題目上中學生在不同信息載體上的判斷正確率進行方差分析，低水平和高水平題目的判斷正確率分別見圖1和圖2。

圖1 初中生在不同信息載體上對低水平題目判斷的正確率

圖2 初中生在不同信息載體上對高水平題目判斷的正確率

對低水平題目上中學生在數(shù)字閱讀和紙質(zhì)閱讀條件下的判斷正確率的方差分析顯示，載體類型的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（1，16）=0.99，P＞0.05，η2=0.22，中學生在兩種信息載體上對低水平題目的答題正確率沒有顯著差異；年級的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（2，32）= 5.43，P＜0.05，η2=0.19，多重比較表明，初一年級閱讀理解的正確率顯著高于初二和初三（MD初一-初二=0.14，P＜0.05；MD初一-初三=0.13，P＜0.05），其余年級被試的題目正確率差異均不顯著。載體類型與年級的交互作用不顯著，F(xiàn)（2，32）=0.75，P＞0.05，η2=0.32。

對高水平題目上中學生在數(shù)字閱讀和紙質(zhì)閱讀條件下的判斷正確率的方差分析顯示，載體類型的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（1，16）=1.11，P＞0.05，η2=0.24，中學生在兩種信息載體上對高水平題目的答題正確率沒有顯著差異；年級的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（2，32）=2.60，P＞0.05，η2=0.10，三個年級的高水平題目答題正確率沒有顯著差異；載體類型與年級的交互作用不顯著，F(xiàn)（2，32）=0.29，P＞0.05，η2=0.13。

（二）眼動數(shù)據(jù)的結(jié)果分析

分別對數(shù)字閱讀和紙質(zhì)閱讀的注視時長、注視次數(shù)及閱讀理解的總判斷時間進行方差分析。注視時長指閱讀者在關(guān)注區(qū)域內(nèi)形成的全部注視點的時間總和，注視次數(shù)指的是閱讀者在關(guān)注區(qū)域內(nèi)形成的注視點的總次數(shù)。這兩種指標能有效反映閱讀材料的認知加工負荷，注視時長越長，注視次數(shù)越多，就說明該材料的認知加工負荷越大〔16〕。

三個年級初中生在不同信息載體上的注視時長見圖3。對注視時長的方差分析顯示，載體類型的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（1，16）=0.15，P＞0.05，η2=0.03，兩種載體的注視時長沒有顯著差異；年級的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（2，32）=2.33，P＞0.05，η2=0.09；載體類型和年級的交互作用不顯著，F(xiàn)（2，32）=1.83，P＞0.05，η2=0.08。

圖3 初中生在不同信息載體上的注視時長

三個年級初中生在不同信息載體上的注視次數(shù)見圖4。對注視次數(shù)的方差分析顯示，載體類型的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，16）=4.28，P＜0.05，η2=0.09，平板電腦的注視次數(shù)顯著多于紙質(zhì)版本的注視次數(shù)；年級的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（2，32）=1.14，P＞0.05，η2=0.05；載體類型和年級的交互作用不顯著，F(xiàn)（2，32）=0.98，P＞0.05，η2=0.04。

圖4 初中生在不同信息載體上的注視次數(shù)

三個年級初中生在不同信息載體上的閱讀理解總判斷時間見圖5。對閱讀反應(yīng)時的方差分析表明，載體類型的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（1，16）=0.43，P＞0.05，η2=0.01，不同載體的反應(yīng)時的差異不顯著；年級的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（2，32）=2.21，P＞0.05，η2=0.09；載體類型和年級的交互作用不顯著，F(xiàn)（2，32）=0.26，P＞0.05，η2=0.01。

圖5 初中生在不同信息載體上的閱讀理解總判斷時間

（三）熱點圖分析

對被試在平板電腦和紙質(zhì)版本上的閱讀狀況進行熱點分析，結(jié)果見圖6。熱點圖是運用不同的標志將圖或頁面上的區(qū)域依照受到關(guān)注水平的差異加以標注并展現(xiàn)的一種分析方法，一般以色彩的深淺、點的疏密和呈現(xiàn)比重的方式來標注〔16〕。由圖6a可以看出，在數(shù)字閱讀過程中，讀者關(guān)注的熱點呈分散狀態(tài)，熱點區(qū)域較不明顯，且后半部分的熱點區(qū)域較之前半部分偏少。而從圖6b可以看出，在紙質(zhì)閱讀過程中，注視點相對集中，形成了塊狀的注視熱點區(qū)域。這可能說明數(shù)字閱讀并不易形成閱讀加工的關(guān)鍵區(qū)域，而對于紙質(zhì)閱讀，被試能夠較為集中地把握關(guān)鍵語句及段落。

圖6a 數(shù)字閱讀的熱點圖 圖6b 紙質(zhì)閱讀的熱點圖圖6 閱讀熱點圖

四、討論

（一）中學生的數(shù)字閱讀和紙質(zhì)閱讀在閱讀效果上不存在顯著差異

對閱讀理解題目判斷正確率的方差分析發(fā)現(xiàn)，無論低水平題目還是高水平題目，不同信息載體下題目的判斷正確率差異并不顯著，這表明中學生對文章內(nèi)容的理解和記憶并未受到信息載體的影響。對反應(yīng)時的分析同樣發(fā)現(xiàn)，被試在數(shù)字閱讀與紙質(zhì)閱讀后的題目判斷時間不存在顯著差異，即完成題目的速度相當。綜合正確率和反應(yīng)時的結(jié)果可知，數(shù)字閱讀和紙質(zhì)閱讀的閱讀效果并不存在顯著差異。由此可知，數(shù)字閱讀并未產(chǎn)生“淺閱讀”。事實上，“淺閱讀”界定的關(guān)鍵在于閱讀的內(nèi)容與深度，而不是閱讀方式〔17〕?！皽\閱讀”是一種尋求短暫的視覺快感和心理愉悅的快餐式、跳躍性、碎片化的閱讀方式〔18〕。讀者的閱讀態(tài)度是影響其閱讀效果的主要因素。而本實驗中排除的變量，譬如外界噪音、光線的影響、不固定的閱讀時間、被試自身的閱讀態(tài)度等等，可能也是平時導致人們“淺閱讀”的原因。

翻頁形式不同是數(shù)字閱讀和紙質(zhì)閱讀的主要區(qū)別之一。紙質(zhì)閱讀通過翻頁形式進行閱讀，數(shù)字閱讀則通過翻頁、向下滾動等形式進行閱讀。有研究表明，被試在電腦屏幕上進行閱讀時，向下滾動的閱讀形式會對閱讀理解與記憶產(chǎn)生影響，從而使得閱讀者難以把握文章內(nèi)容〔19〕。本實驗采用的平板電腦為iPad mini，屏幕大小為半張A4紙，閱讀器設(shè)置為翻頁閱讀。相應(yīng)地，在紙質(zhì)閱讀界面，同樣將A4紙折疊，被試需要進行翻頁閱讀。二者的版面大小相同和翻頁方法一致，可能也是導致兩種閱讀方式在閱讀效果上較相似的原因之一。后續(xù)研究還可以繼續(xù)關(guān)注信息載體在不同版面大小及翻頁方式上對閱讀理解的影響。

（二）數(shù)字閱讀和紙質(zhì)閱讀在閱讀的認知加工過程中存在差異

實驗結(jié)果顯示，數(shù)字閱讀的平均注視次數(shù)顯著多于紙質(zhì)閱讀，即在數(shù)字閱讀過程中，被試的視線移動較頻繁，注視點跳動較快，結(jié)合圖6的分析可知，數(shù)字閱讀的注視點較分散，而紙質(zhì)閱讀的注視點分布較集中，注視點集中在被試關(guān)注的區(qū)域活動。這表明與數(shù)字閱讀相比，紙質(zhì)閱讀更易引導被試鎖定文本的重點關(guān)注區(qū)域，使被試在閱讀的過程中更加專注，形成深入的思考。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，70%的屏幕（電腦、手機、電子閱讀器等）使用者會出現(xiàn)“數(shù)字視疲勞”，主要癥狀有眼睛干澀、視力模糊等〔20〕。在本實驗中所使用的平板電腦的亮度要比紙質(zhì)材料高出很多，光線的波動和反射都要比紙質(zhì)材料大，因此也較易造成被試的眼睛疲勞和視覺神經(jīng)的反應(yīng)變慢，有可能導致被試頻繁的眨眼，使其注視點個數(shù)增多。對注視時長的方差分析表明，不同信息載體間的注視時長并沒有顯著差異，這說明被試的閱讀并未隨信息載體的改變而發(fā)生變化，數(shù)字閱讀和紙質(zhì)閱讀并未影響其閱讀的速度。

方差分析結(jié)果還顯示，三個年級初中生在注視時長上不存在顯著差異，但通過對數(shù)據(jù)的觀察不難發(fā)現(xiàn)，不管是數(shù)字閱讀還是紙質(zhì)閱讀，注視時長隨著年級的增長而減短。具體來說，年級越高，所需的閱讀時間越短。閱讀時間越短則表明信息加工的速度越快，這說明隨著年齡的增長，認知也在逐步發(fā)展，信息加工的速度會越來越快。

五、結(jié)論與不足

本研究通過實驗考察發(fā)現(xiàn)，初中生的數(shù)字閱讀與紙質(zhì)閱讀在閱讀效果上不存在顯著差異。雖然數(shù)字閱讀與傳統(tǒng)的閱讀方式在認知加工上存在差異，但被試仍然可以在數(shù)字化設(shè)備上進行“深度閱讀”，而且閱讀效果和紙質(zhì)閱讀并沒有差異。研究也發(fā)現(xiàn)，平板電腦的亮度導致長時間閱讀會使讀者感到疲勞，因此，開發(fā)設(shè)計人員需考慮未成年讀者的視覺發(fā)展特征，設(shè)計開發(fā)出更舒適、版面大小更適合未成年人的數(shù)字化閱讀設(shè)備。

本研究也存在不足之處。首先，本研究的實驗材料是中等難度水平的短篇記敘文，并未考察被試對其他難度水平的閱讀材料以及其他體裁的文章類型的閱讀狀況。其次，本研究僅匹配了初中生的學業(yè)成績，而閱讀成績可能會更為直接地影響閱讀效果，因而研究結(jié)論具有一定的局限性，還需要后續(xù)研究的驗證。再次，研究的結(jié)果僅反映了學習成績處于中等水平的初中生的閱讀狀況，并未對其他水平及其他年齡階段的學生進行考察。在后續(xù)研究中，還應(yīng)對這一問題進行深入探討。

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An Eye-Movement Study on the Effects of Information Carriers on Text Reading Among Junior School Students

Wang Juan1,Zhao Xue1,Zhang Yuchen1,Li Yongfeng2

（1.School of Education Science,Jiangsu Normal University,Xuzhou,Jiangsu 221116,China;2.School of Mechatronic Engineering, Jiangsu Normal University,Xuzhou,Jiangsu 221116,China）

This study adopted the instruments of behavioral experiments and eye tracking to investigate the effects of digital reading and print-based reading information carriers on text reading among junior school students.The study showed that there were no significant differences between digital reading and print-based reading in relation to reading understanding of junior school students. Compared with the print-based reading,fixation counts were significantly more on digital reading,however,there was no obvious fixation hot spots.In a word,digital reading did not result in the shallowing of reading understanding in junior school students. However,the suitability of reading equipments for teenagers before promoting digital reading should be taken into account.

information carriers;text reading;eye tracking;junior school students

G252：B842

A

2096-2266（2017）09-0063-06

10.3969∕j.issn.2096-2266.2017.09.012

（責任編輯 楊朝霞）

教育部人文社會科學研究青年基金項目“老年人信息服務(wù)終端交互體驗設(shè)計研究”（14YJCZH084）

2016-12-20

2017-01-01

王娟，副教授，博士，主要從事心理語言學、教育心理學研究.