基于眼動跟蹤的教育網(wǎng)頁“優(yōu)勢區(qū)域”論證研究

徐衛(wèi)衛(wèi)

（寧波經(jīng)貿(mào)學校，寧波315000）

0 引言

國內(nèi)部分關(guān)于“網(wǎng)頁設計”的論著往往是憑借經(jīng)驗泛泛論述較多；設計的理論依據(jù)較為空洞，說服力不強[1]；針對具體問題（功能模塊）研究較少；采用心理實驗研究法進行嚴謹科學實證研究更少。梳理文獻資料后可得知“眼動追蹤研究”和“網(wǎng)頁設計”之間沒有形成有機的互聯(lián)，往往只是針對于某一小模塊的探討，將兩者統(tǒng)一起來研究的并不多見，并且呈現(xiàn)出研究的不系統(tǒng)性[2]。所以基于系統(tǒng)的國內(nèi)外眼動研究成果的網(wǎng)頁設計應運而生，力求給出一套系統(tǒng)、有科學依據(jù)的方法。在此背景下利用“眼動追蹤”技術(shù)對網(wǎng)頁設計進行定定量分析，對網(wǎng)頁結(jié)構(gòu)、內(nèi)容等的設計具有很強現(xiàn)實指導意義。本研究針對學生瀏覽教育網(wǎng)頁的“視覺偏好區(qū)域”進行論證研究，為教育網(wǎng)頁優(yōu)化設計提供數(shù)據(jù)支撐。同時也可以給中小學教師進行信息化教學實施過程，提供一個全新的審視視角[3]，論證設計的有效性、科學性。

1 實驗假設（目的）

驗證教育網(wǎng)頁頁面的“中上部”位置是其視覺的“優(yōu)勢區(qū)域”。

2 實驗被試

實驗對象為寧波大學本科生，涉及的學科有教育學、理學、工學、管理學、文學、經(jīng)濟學、法學、醫(yī)學等。隨機選取34 人（男16，女18），分為兩組，兩組男女人數(shù)分別相同。要求裸眼視力或矯正視力正常，不是色盲、色弱、閃光者，無眼動實驗經(jīng)驗。

3 實驗設計

采用被試內(nèi)實驗設計，利用AB、BA 交互平衡法，先讓第一組（17 人）中每人先瀏覽教育網(wǎng)頁A，接著瀏覽教育網(wǎng)頁B；然后，讓第二組（17 人）中每人先瀏覽教育網(wǎng)頁B，再瀏覽教育網(wǎng)頁A。瀏覽時間被試自己控制。其中教育網(wǎng)頁的微觀結(jié)構(gòu)（“版塊”填充的信息內(nèi)容）為自變量，因變量為注視次數(shù)、注視時間。

4 實驗材料、儀器

實驗材料為兩張教育新聞網(wǎng)頁（如圖1 和圖2）。兩張網(wǎng)頁的宏觀結(jié)構(gòu)（布局方式）相同，但是微觀結(jié)構(gòu)不同（每個“版塊”填充的信息內(nèi)容不同）。為模擬真實操作環(huán)境，超鏈接均設為空鏈接。

實驗采用瑞典Tobii T120 型眼動儀（雙眼追蹤），采樣頻率為120Hz，屏幕分辨率為1280×1024 像素，被試眼睛距顯示器中心的距離為60-70cm，不需要佩戴頭盔。實驗材料的呈現(xiàn)和數(shù)據(jù)的記錄、加工由其自帶的Tobii Studio 軟件完成。

5 實驗過程

實驗在寧波大學教師教育學院“眼動與生物反饋實驗室”中進行。該實驗室有單獨的被試等候室，具有良好隔音功能，光線、溫度條件良好，并且被試無需帶頭盔，最大限度的模擬真實的操作環(huán)境，確保實驗結(jié)果的可信度。實驗由一名主試引領(lǐng)一名被試進行個別測試，一名輔助人員在等候室接待被試及排序。

6 數(shù)據(jù)采集與處理

興趣區(qū)（AOI）劃分。本研究將每個實驗材料分別劃分為五個興趣區(qū)（Area Of Interest，AOI），五個興趣區(qū)的面積相當[1]。如圖1-圖2 所示：

圖1 教育新聞網(wǎng)A（五個興趣區(qū)）

圖2 教育新聞網(wǎng)B（五個興趣區(qū)）

根據(jù)上面劃分的興趣區(qū)，Tobii Studio 軟件會自動生成相關(guān)眼動數(shù)據(jù)，然后用Spss17.0 軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析[2]。

●教育新聞網(wǎng)A 五個興趣區(qū)在注視時間（fixation duration）維度上的分析

表1 教育新聞網(wǎng)A 五個興趣區(qū)注視時間的平均值和標準差

從表1 可以得出，AOI 1 的注視總時間明顯多于其他四個區(qū)域，AOI 1 注視時間的平均值除了較AOI 2 差別明顯外和其他三個的差異并不明顯。

表2 教育新聞網(wǎng)A 五個興趣區(qū)注視時間上的單因素方差分析

通過單因素方差分析可見，在注視時間上，F(xiàn)（4，34）=10.335，p<0.001，說明網(wǎng)頁中區(qū)域的位置會對讀者在其區(qū)域內(nèi)的注視時間產(chǎn)生異常顯著影響。

為了能夠分析清楚五個興趣區(qū)它們兩兩之間差異的具體情況，進一步進行了事后多重比較研究（LSD），如表3。

表3 教育新聞網(wǎng)A 五個興趣區(qū)在注視時間上的事后多重比較（LSD）

從表3 可以看出，當進行興趣區(qū)在注視時間上兩兩比較時，AOI 1 和AOI 2 存在異常顯著的差異、AOI 1和AOI 3 是存在顯著差異，但是AOI 1 和AOI 4、AOI 5存在的差異沒有達到顯著水平；AOI 2 和其他各區(qū)的差異都達到了極其顯著水平；AOI 3 和其他各區(qū)差異都顯著；AOI 4 與 AOI 1、AOI 5 沒有顯著差異，與其他區(qū)域差異顯著；AOI 5 與 AOI 2、AOI 3 差異顯著，與其他區(qū)域差異不顯著。

綜合以上三個表格，AOI 1 明顯優(yōu)于AOI 2 和AOI 3，AOI 1 與 AOI 4、AOI 5 的差異不大，但是從總的注視時間上看，AOI 1 較AOI 4 和AOI 5 還是要具有相當?shù)膬?yōu)勢?？傊辉囋诓煌木W(wǎng)頁區(qū)域可能會有不同長度的注視時間，讀者對網(wǎng)頁的中上部區(qū)域（AOI 1）呈現(xiàn)出注視時間上特定的“區(qū)域偏好性”。

●教育新聞網(wǎng)A 五個興趣區(qū)的注視點個數(shù)（fixa?tion count）維度上的分析

表4 教育新聞網(wǎng)A 五個興趣區(qū)注視點個數(shù)的平均值和標準差

通過表4 可以得出，注視點個數(shù)的平均數(shù)和總數(shù)在AOI 1 里面是最多的，明顯多于其他四個區(qū)域，存在明顯的差異。

表5 教育新聞網(wǎng)A 五個興趣區(qū)在注視點個數(shù)上的卡方檢驗

由表 5 可以看出，X2=68.993，p<0.001，所以 AOI 1和其他區(qū)域相比存在的差異極其顯著。說明，網(wǎng)頁中的區(qū)域位置會對讀者在其區(qū)域內(nèi)的注視點個數(shù)產(chǎn)生很大影響。

根據(jù)以上的兩個表可以得出：AOI 1 中的注視點的平均數(shù)和總數(shù)明顯多于其他幾個區(qū)域，并且與其他區(qū)域在注視點個數(shù)上存在極其顯著的差異。

為了排除因為網(wǎng)頁內(nèi)容造成的教育新聞網(wǎng)A 中上部區(qū)域為“優(yōu)勢區(qū)域”，所以打亂A 網(wǎng)頁的內(nèi)容排列，但是網(wǎng)頁宏觀結(jié)構(gòu)不變，然后對教育新聞網(wǎng)B 進行試驗。

●教育新聞網(wǎng)B 五個興趣區(qū)注在“注視時間”（fix?ation duration）維度上的分析

表6 教育新聞網(wǎng)B 五個興趣區(qū)注視時間的平均值和標準差

從表6 可以看出，AOI 1 的注視總時間遠遠地超越了其他四個區(qū)，尤其是AOI 2。但是從平均數(shù)上看，五個區(qū)域的差異不明顯。

通過單因素方差分析可見，在注視時間上，F(xiàn)（4，34）=10.260，p<0.001，說明，網(wǎng)頁中的不同區(qū)域會對讀者在其區(qū)域內(nèi)的注視時間的長短產(chǎn)生異常顯著影響。

為了能夠分析清楚五個興趣區(qū)它們兩兩之間在注視時間上差異的具體情況，進一步進行了事后多重比較研究（LSD），如表 8。

表8 教育新聞網(wǎng)B 五個興趣區(qū)在注視時間上的事后多重比較LSD

從圖表8 中可以看出，當進行不同區(qū)域注視時間兩兩比較時，AOI 1 和AOI 2 存在極其顯著差異、AOI 1和AOI 3 是存在顯著差異，但是AOI 1 和AOI 4、AOI 5存在的差異沒有達到顯著水平；AOI 2 和其他各區(qū)的差異都達到極其顯著水平；AOI 3 和其他各區(qū)差異都顯著；AOI 4 與 AOI 1、AOI 5 沒有顯著差異，與其他區(qū)域差異顯著；AOI 5 與 AOI 2、AOI 3 差異顯著，與其他區(qū)域差異不顯著。

綜合以上三個表，對注視時間的影響上，AOI 1 明顯優(yōu)于 AOI 2 和 AOI 3，AOI 1 與 AOI 4、AOI 5 的差異不大，但是從注視總時間上看，AOI 1 較AOI 4 和AOI 5還具有相當?shù)膬?yōu)勢。總之被試在不同的網(wǎng)頁區(qū)域可能會有不同長度的注視時間，在注視時間上，讀者在網(wǎng)頁的中上部區(qū)域（AOI 1）呈現(xiàn)出特定的“區(qū)域偏好性”。

●教育新聞網(wǎng)B 五個興趣區(qū)注視點個數(shù)（fixation count）維度上的分析

表9 五個興趣區(qū)在注視點個數(shù)上的平均值和標準差

從圖表9 中可以看出，AOI 1 平均注視點個數(shù)最多，注視點總個數(shù)最多，AOI 2 最少，AOI 3、AOI 4、AOI 5 差異不大。

表10 教育新聞網(wǎng)B 五個興趣區(qū)在注視點個數(shù)上的卡方檢驗

由表 10 可知，X2=68.993，p<0.001，所以 AOI 1 和其他區(qū)域在注視點個數(shù)上相比存在的差異極其顯著。說明，網(wǎng)頁中的不同區(qū)域會對讀者的在其區(qū)域內(nèi)的注視點個數(shù)產(chǎn)生很大影響。

綜合以上兩個表得出，在注視點的個數(shù)上，AOI 1相對于其他區(qū)域占有明顯的優(yōu)勢，是注視點個數(shù)最多的區(qū)域。

7 研究討論

網(wǎng)頁的“中上部”區(qū)域是被試的頁面“興趣區(qū)”（視覺偏好區(qū)），表現(xiàn)在不論是在注視時間上，還是在注視點的個數(shù)上，相對于其他區(qū)域來說AOI 1 都占有明顯優(yōu)勢，并且表現(xiàn)出與其他區(qū)域存在較大的差異性。

通過教育網(wǎng)頁A 與教育網(wǎng)頁B 比對還可以得出：被試在網(wǎng)頁上的視覺偏好區(qū)域跟頁面的空間位置存在必然聯(lián)系，跟網(wǎng)頁空間位置放置的“信息內(nèi)容”關(guān)聯(lián)很小[3]。

該結(jié)論對網(wǎng)頁設計的科學性和商業(yè)價值具有較強指導作用。教學能力大賽、優(yōu)質(zhì)課比賽信息化教學設計模塊，以此結(jié)論為指導進行有效設計，爭取在效果和理論職支撐上分別取得理想成績。