我國(guó)眼動(dòng)追蹤技術(shù)在多媒體學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

【摘要】近年來，眼動(dòng)技術(shù)為研究者提供了直接觀察學(xué)習(xí)者認(rèn)知加工過程的途徑，應(yīng)用于多媒體學(xué)習(xí)研究領(lǐng)域的程度提高。本文通過對(duì)2016-2019年文獻(xiàn)研究總結(jié)，揭示眼動(dòng)追蹤技術(shù)在多媒體學(xué)習(xí)研究的應(yīng)用。在分析了眼動(dòng)追蹤技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與局限的基礎(chǔ)之上，最后針對(duì)眼動(dòng)指標(biāo)在多媒體學(xué)習(xí)研究中的應(yīng)用提出了建議。

【關(guān)鍵詞】眼動(dòng)追蹤技術(shù);多媒體學(xué)習(xí);眼動(dòng)指標(biāo);文獻(xiàn)綜述

1. 研究背景

當(dāng)今，多媒體作為新的教學(xué)方式廣泛應(yīng)用在課堂教育中。多媒體學(xué)習(xí)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)追蹤技術(shù)在研究多媒體學(xué)習(xí)中作為認(rèn)知科學(xué)研究方法而逐漸得到重視，眼動(dòng)追蹤技術(shù)以其可以直接跟蹤學(xué)習(xí)者的視覺認(rèn)知過程的特點(diǎn)作為多媒體學(xué)習(xí)的相關(guān)研究熱點(diǎn)。隨著研究的不斷深入，多媒體學(xué)習(xí)中的眼動(dòng)追蹤技術(shù)應(yīng)用越來越廣，進(jìn)一步推動(dòng)多媒體學(xué)習(xí)研究的進(jìn)步和發(fā)展，是當(dāng)前研究者們關(guān)注的問題。

2. 相關(guān)概念

2.1 眼動(dòng)追蹤技術(shù)

眼動(dòng)追蹤技術(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，解釋研究個(gè)體的內(nèi)在認(rèn)知過程，可用于心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的各個(gè)不同研究領(lǐng)域，成為國(guó)內(nèi)外研究的一個(gè)顯著特點(diǎn)。此外，眼動(dòng)記錄技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)記錄眼睛整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，通過精確的技術(shù)和指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)更為深入的分析。

2.2 多媒體學(xué)習(xí)

多媒體學(xué)習(xí)是一個(gè)對(duì)多媒體信息篩選、驗(yàn)證、加工和組合的過程，在《多媒體學(xué)習(xí)》一書中，Mayer從認(rèn)知心理學(xué)的視角將“多媒體”界定為用詞語(yǔ)（Word）與畫面（Picture）來共同呈現(xiàn)材料。梅耶及其研究團(tuán)隊(duì)通過多年的實(shí)驗(yàn)從認(rèn)知心理學(xué)的角度探索對(duì)多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知加工過程機(jī)制和多媒體的教學(xué)設(shè)計(jì)原理，并且通過大量的實(shí)驗(yàn)歸納出12條行之有效的多媒體學(xué)習(xí)的規(guī)則。

3. 研究目的

研究回顧2016-2019年期間相關(guān)文獻(xiàn)，通過分析期間眼動(dòng)追蹤技術(shù)探索多媒體學(xué)習(xí)的實(shí)證研究，從中了解眼動(dòng)追蹤技術(shù)應(yīng)用到多媒體學(xué)習(xí)研究中的發(fā)展情況，總結(jié)出一定經(jīng)驗(yàn)，為未來高效地采用眼動(dòng)追蹤技術(shù)進(jìn)行多媒體學(xué)習(xí)研究的盡微薄之力。

4. 論文選擇方法與程序

文獻(xiàn)的時(shí)間跨度為2016至2019年。使用“眼動(dòng)技術(shù)”為主題搜索相關(guān)文獻(xiàn)檢索到151篇C刊，以“多媒體學(xué)習(xí)”為主題檢索到68篇C刊，文獻(xiàn)均來自中國(guó)知網(wǎng)。完成搜索后再對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行整理，以文獻(xiàn)研究?jī)?nèi)容確定所選擇的文章。最終篩選出40篇文獻(xiàn)作為本文的研究樣本。

通過兩個(gè)方面來對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行內(nèi)容分析。首先匯總各篇研究使用的眼動(dòng)指標(biāo)，之后對(duì)文獻(xiàn)內(nèi)容分析歸納。

5. 文獻(xiàn)內(nèi)容分析

5.1 眼動(dòng)指標(biāo)的應(yīng)用

通過眼動(dòng)指標(biāo)在文獻(xiàn)研究中分類，得出多媒體學(xué)習(xí)研究運(yùn)用的所有指標(biāo)中使用次數(shù)的是時(shí)間指標(biāo);數(shù)的指標(biāo)其次，數(shù)的指標(biāo)中以總注視次數(shù)、平均注視次數(shù)為多，其次是瞳孔直徑測(cè)量維度;而空間指標(biāo)則用得較少，其中注視位置結(jié)合熱點(diǎn)圖運(yùn)用較多。

5.2 眼動(dòng)追蹤技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

眼動(dòng)追蹤技術(shù)能夠直接跟蹤學(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)的視覺認(rèn)知過程，利用收集的數(shù)據(jù)分析學(xué)習(xí)者的認(rèn)知過程，探究認(rèn)知規(guī)律。該技術(shù)也被認(rèn)為是一種“在線（online）手段”，能夠把學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程量化，用直觀的、可測(cè)量的方式呈現(xiàn)。

眼動(dòng)追蹤實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚪档透蓴_，以期跟蹤學(xué)習(xí)者的眼動(dòng)軌跡，并通過眼動(dòng)儀記錄，有效排除大部分干擾因素，保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理方便。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，我國(guó)的眼動(dòng)儀呈現(xiàn)精度高、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，并應(yīng)用在多媒體學(xué)習(xí)中，通過集成的眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，配套了相應(yīng)的眼動(dòng)數(shù)據(jù)處理軟件，使數(shù)據(jù)處理更加簡(jiǎn)便快捷。

眼動(dòng)追蹤技術(shù)作為推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代化發(fā)展戰(zhàn)略的重要技術(shù)，已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域中越來越多被應(yīng)用。越來越多研究者已轉(zhuǎn)變思想，把研究的目光放入其中，結(jié)合多媒體學(xué)習(xí)，通過分析所存在的問題，探索眼動(dòng)追蹤技術(shù)在多媒體學(xué)習(xí)中應(yīng)用的策略路徑。

5.3 在多媒體學(xué)習(xí)研究應(yīng)用中眼動(dòng)追蹤技術(shù)的局限

多媒體學(xué)習(xí)研究中眼動(dòng)技術(shù)有廣闊的前景，但是眼動(dòng)技術(shù)自身的局限性同樣存在。眼動(dòng)技術(shù)主要是對(duì)個(gè)體認(rèn)知過程的推測(cè)，不能揭示個(gè)體的信息加工過程。其次，由于眼動(dòng)技術(shù)沒有成熟的理論基礎(chǔ)，導(dǎo)致使用單一測(cè)量數(shù)據(jù)并不能全面反映學(xué)習(xí)者的認(rèn)知加工過程。此外，眼動(dòng)追蹤技術(shù)與學(xué)媒體學(xué)習(xí)相融合的領(lǐng)域需要投入大量的資金，在實(shí)際中，很少真正有研究能夠達(dá)到完善的硬件設(shè)施，因此這也是推行眼動(dòng)追蹤技術(shù)在多媒體學(xué)習(xí)研究應(yīng)用的困難之一。最后，雖然技術(shù)發(fā)展降低了眼動(dòng)儀的侵入性，但并不是真正無干擾的，實(shí)驗(yàn)環(huán)境與自然環(huán)境存在的差異必然會(huì)影響到真實(shí)認(rèn)知情況。以上局限在具體研究過程中需納入考慮的因素，并尋之有效的解決辦法。

6. 多媒體學(xué)習(xí)研究趨勢(shì)

結(jié)合文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，我國(guó)多媒體學(xué)習(xí)研究類型呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)，但就目前而言，研究領(lǐng)域與關(guān)注點(diǎn)較為寬泛，較少有形成針對(duì)性的建議。在當(dāng)前大數(shù)據(jù)的背景下，新技術(shù)支持下的多媒體學(xué)習(xí)應(yīng)有新的突破，學(xué)習(xí)分析和數(shù)據(jù)挖掘同樣為多媒體學(xué)習(xí)研究提供了新的研究思路與方法。研究者可以把對(duì)眼動(dòng)技術(shù)運(yùn)用的研究重點(diǎn)拓展到更多的新興媒體中。

7. 眼動(dòng)追蹤技術(shù)在多媒體學(xué)習(xí)中的應(yīng)用建議

7.1 多維度進(jìn)行分析

多媒體學(xué)習(xí)研究中，應(yīng)使用不同的分析指標(biāo)研究不同的研究材料，每個(gè)眼動(dòng)指標(biāo)的使用范圍各不相同，故此可以結(jié)合多個(gè)不同指標(biāo)從各個(gè)維度分析眼動(dòng)數(shù)據(jù)。

7.2 眼動(dòng)技術(shù)和其它研究技術(shù)相結(jié)合

眼動(dòng)指標(biāo)可以反映學(xué)習(xí)者視覺層面的狀況，但是單一的眼動(dòng)技術(shù)分析無法全面反映出認(rèn)知過程。Rayner認(rèn)為，在研究中應(yīng)使用多種指標(biāo)對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行詳盡的分析，可以合理的推理出認(rèn)知過程。在進(jìn)行多媒體學(xué)習(xí)研究時(shí)，可以把眼動(dòng)技術(shù)與其他測(cè)量技術(shù)相結(jié)合使用，以獲得更為可靠的結(jié)論。

7.3 基于多媒體學(xué)習(xí)視角，從實(shí)際出發(fā)，挖掘價(jià)值

眼動(dòng)追蹤作為一種技術(shù)，應(yīng)更多從實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值、特點(diǎn)與需求思考技術(shù)帶來的影響，而非從技術(shù)的角度想當(dāng)然地思考其本身的作用，基于多媒體學(xué)習(xí)為研究基礎(chǔ)，不僅需掌握其理論知識(shí)，形成系統(tǒng)化的認(rèn)知，同時(shí)更要結(jié)合實(shí)際，應(yīng)用到案例與實(shí)踐，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行有針對(duì)性的創(chuàng)新。

8. 結(jié)論

文章通過收集近4年的國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)，分析得出眼動(dòng)技術(shù)對(duì)提升多媒體學(xué)習(xí)效率的現(xiàn)實(shí)意義較強(qiáng)。因此今后可以將眼動(dòng)數(shù)據(jù)作為有益的學(xué)習(xí)材料使用。在今后的多媒體學(xué)習(xí)研究中如何更好地使用眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)方法，是我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的研究者都值得關(guān)注和思考的問題。下一步試圖加入國(guó)外的相關(guān)研究，利用對(duì)比分析研究對(duì)眼動(dòng)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行深入的思考并提出建議，以此達(dá)到對(duì)多媒體學(xué)習(xí)的參考作用。

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作者簡(jiǎn)介：孫靖雯，山東省濟(jì)南市人，教育碩士，單位：淮北師范大學(xué)，研究方向：小學(xué)教育。