電子課本不同版面要素的眼動(dòng)行為分析

電子課本是一種整合了文字、解釋、圖像、鏈接及按鈕等媒體要素的交互式的數(shù)字化教育出版物，電子課本版面要素編輯直接影響到使用功效。應(yīng)用眼動(dòng)分析技術(shù)，依據(jù)用戶(hù)閱讀電子課本的注視點(diǎn)、注視時(shí)長(zhǎng)、注視點(diǎn)個(gè)數(shù)等生理反應(yīng)數(shù)據(jù)，探究電子課本中不同版面要素等因素對(duì)用戶(hù)的影響。結(jié)果表明，多媒體要素是電子課本中最容易引起注意和加工的信息區(qū)塊；相對(duì)于圖像來(lái)說(shuō)，文字對(duì)于個(gè)體信息加工尤其是深度加工仍具有不可替代的作用；合理設(shè)置解釋模塊將有助于學(xué)習(xí)者的信息加工，這可為電子課本的編輯出版提供認(rèn)知依據(jù)。

電子課本版面要素?cái)?shù)字化閱讀眼動(dòng)

王佑鎂，溫州大學(xué)教育信息化研究所，理學(xué)博士、教授。

2012年國(guó)家社科基金項(xiàng)目“我國(guó)未成年人數(shù)字化閱讀實(shí)證研究”（12CTQ014）階段性研究成果。

作為一種數(shù)字教育出版物，電子課本（e-Textbook）已逐步進(jìn)入出版行業(yè)與教育領(lǐng)域，成為數(shù)字教育發(fā)展的重要媒介與載體。由于缺乏相對(duì)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)開(kāi)發(fā)思路，電子課本的編輯出版相對(duì)混雜，無(wú)論從技術(shù)設(shè)計(jì)還是教育設(shè)計(jì)，大部分電子課本仍沿襲電子教材或電子書(shū)甚至紙質(zhì)教材的開(kāi)發(fā)思路，無(wú)法滿足用戶(hù)對(duì)數(shù)字化閱讀和數(shù)字化學(xué)習(xí)的雙重需求。[1]加拿大媒介學(xué)者麥克盧漢有句名言“媒介就是信息”，這說(shuō)明在媒介代際發(fā)展中，媒介的重要效果來(lái)自于其形式，而非僅是信息本身的內(nèi)容。對(duì)于電子課本而言，不同的版面編輯方式會(huì)影響閱讀者對(duì)于信息的接收與理解，也會(huì)對(duì)使用者的印象產(chǎn)生不同的影響。[2]因此，在以支持學(xué)習(xí)發(fā)展為目的的電子課本中，如何有效地安排版面要素，實(shí)行有效的教學(xué)信息傳播，對(duì)電子課本編輯者來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的問(wèn)題。

一、電子課本及其版面要素

電子課本的發(fā)展經(jīng)歷了電子教材、電子書(shū)和電子課本3個(gè)主要發(fā)展階段。盡管目前這3種形式仍同時(shí)存在于教育領(lǐng)域，但電子課本已逐步成為電子書(shū)包的核心應(yīng)用。電子教材一般指紙質(zhì)教材的電子化，從技術(shù)上看是紙質(zhì)內(nèi)容通過(guò)掃描、輸入等方式復(fù)制到電子介質(zhì)上，以方便共享和傳播，在版面及內(nèi)容設(shè)計(jì)上與紙質(zhì)完全一致。電子書(shū)一般有兩種含義，一指e-book，一指專(zhuān)門(mén)閱讀電子書(shū)的掌上閱讀器，電子書(shū)也是完全基于紙質(zhì)內(nèi)容，但在閱讀的形式和方式上大大加以改善，提供了翻頁(yè)、標(biāo)注、記憶、評(píng)注等閱讀策略，這也是目前數(shù)字化閱讀的主要載體，越來(lái)越受到人們的歡迎，尤其是受到年輕人的喜愛(ài)。

電子課本目前尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和定義，但一般強(qiáng)調(diào)內(nèi)容重組及學(xué)習(xí)交互。以人教社電子課本為例，電子課本對(duì)教材內(nèi)容及知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深度挖掘和加工，以科學(xué)直觀的視、音、圖、文，實(shí)現(xiàn)了教材內(nèi)容的數(shù)字化、交互功能的智能化，多角度、多維度地呈現(xiàn)教材內(nèi)容，方便學(xué)生理解和掌握教材知識(shí)，為傳統(tǒng)教材模式向網(wǎng)絡(luò)化教材轉(zhuǎn)變提供了良好范式。從用戶(hù)體驗(yàn)的角度來(lái)看，電子課本目前大多采用兩種形式，一種是完全模擬紙質(zhì)教材的外觀，如人教社電子課本；另一種完全拋棄紙質(zhì)形式，采用全新的界面設(shè)計(jì)和內(nèi)容編排，目前各種電子書(shū)包中嵌入的電子課本多采用此形式。考慮到電子課本開(kāi)發(fā)的版權(quán)問(wèn)題及技術(shù)研發(fā)周期，目前第一種電子課本傳播及應(yīng)用較廣。

通過(guò)綜合分析和比較不同的電子課本發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于紙質(zhì)課本，電子課本在紙質(zhì)課本的基礎(chǔ)上作了合理的電子化及數(shù)字化處理，在版面構(gòu)成上，主要由文字、解釋、視像、鏈接及控制按鈕等要素構(gòu)成。[3]文字是知識(shí)傳播的主要形式，表現(xiàn)為知識(shí)點(diǎn)信息的描述，是構(gòu)成電子課本的主要要素；解釋在電子課本中常常以提示、說(shuō)明等彈出式窗口形式出現(xiàn)，常常用于對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的具體闡釋和交互，包括分析、解答、舉例、質(zhì)疑等等；圖像指以多媒體形式表現(xiàn)一個(gè)重點(diǎn)或難點(diǎn)，幫助學(xué)習(xí)者理解和內(nèi)化知識(shí)體系；鏈接常常作為信息補(bǔ)充或知識(shí)拓展；按鈕作為電子課本總體布局及跳轉(zhuǎn)而設(shè)計(jì)，方便學(xué)習(xí)者使用，且具有傳統(tǒng)閱讀的體驗(yàn)感。由于具備上述特點(diǎn)及要素，電子課本已不同于傳統(tǒng)的紙質(zhì)課本，具備了強(qiáng)大的信息呈現(xiàn)及學(xué)習(xí)交互功能，同時(shí)具備了傳統(tǒng)課本的用戶(hù)體驗(yàn)感，能夠滿足學(xué)習(xí)者的數(shù)字化閱讀及學(xué)習(xí)訴求，漸漸成為電子課本發(fā)展的一種重要趨向。

事實(shí)上，相對(duì)于傳統(tǒng)紙質(zhì)課本，由于增加了多種媒體要素，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗(yàn)到底如何仍是個(gè)值得探究的問(wèn)題，這一問(wèn)題的探索有利于推動(dòng)和改善電子課本的編輯思路。研究指出，版面配置的差異在電子媒體上有直接影響信息傳播的效果；[4]版面的編排方式會(huì)影響使用者的視覺(jué)焦點(diǎn)與閱讀視線。[5]而人類(lèi)的閱讀習(xí)慣與經(jīng)驗(yàn)也會(huì)影響視線的移動(dòng)方向，進(jìn)而造成版面上各區(qū)域所受到的注意力有所不同。[6]因此，本研究試圖通過(guò)眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)，分析電子課本不同的版面配置，探討使用者在電子課本閱讀時(shí)的視線軌跡分布情況以及對(duì)內(nèi)容的注意程度，并進(jìn)一步了解電子課本不同版面配置對(duì)用戶(hù)注意力分布的影響。

二、眼動(dòng)行為分析

眼動(dòng)行為分析指人們借助某些儀器，對(duì)被試者在進(jìn)行操作時(shí)的眼睛活動(dòng)情況進(jìn)行記錄，借此分析大腦的思維過(guò)程。目前眼動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用在閱讀研究中， 用來(lái)探測(cè)閱讀活動(dòng)中的即時(shí)加工過(guò)程，通過(guò)對(duì)眼球運(yùn)動(dòng)的觀察，從而直接對(duì)心理過(guò)程進(jìn)行研究。本研究通過(guò)眼動(dòng)儀獲得電子課本不同版面要素在首次注視點(diǎn)、首次注視時(shí)間、注視時(shí)間長(zhǎng)度、首次注視持續(xù)時(shí)長(zhǎng)、注視點(diǎn)個(gè)數(shù)等方面的數(shù)據(jù)，將有效數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS13.0數(shù)據(jù)處理軟件中進(jìn)行處理，求出平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差，利用重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)方差得到p值，最后比較差異性，從而獲得用戶(hù)使用電子課本學(xué)習(xí)的相關(guān)特征。

本文選取4個(gè)影響學(xué)生進(jìn)行電子課本閱讀的外源性因素為研究變量，分別為文字、解釋、圖像、鏈接和按鈕等。在電子課本中，文字以文本形式出現(xiàn)，解析一般為彈出式對(duì)話框，鏈接表現(xiàn)為呈現(xiàn)藍(lán)色的鏈接文字，圖形是在電子課本中出現(xiàn)的圖形圖像區(qū)塊，按鈕是學(xué)生通過(guò)控制閱讀操作的符號(hào)，包括總控按鈕、交互按鈕等，上述4種要素在每個(gè)電子課本頁(yè)面中均可以顯著識(shí)別。

為研究版面不同要素對(duì)用戶(hù)眼動(dòng)行為的影響，考慮到圖像在個(gè)體信息加工中的特殊性，圖像的存在一般認(rèn)為會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)者注意力分布產(chǎn)生影響，本研究經(jīng)過(guò)篩選，采用了模擬紙質(zhì)教材外觀的電子課本，材料一為包括上述4種版面要素和多種媒體形式的學(xué)科電子課本（物理），材料二為不含圖像模塊的學(xué)科電子課本（語(yǔ)文），這兩類(lèi)也代表中學(xué)典型的學(xué)科門(mén)類(lèi)。實(shí)驗(yàn)采用被試內(nèi)設(shè)計(jì)，各選擇一組10個(gè)頁(yè)面的電子課本，電子課本選自人民教育出版社（http://www.gopep.cn），此網(wǎng)站包含基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的所有科目的電子課本，可在聯(lián)網(wǎng)情況下進(jìn)行相關(guān)操作。被試者為按照學(xué)業(yè)表現(xiàn)均勻抽取的20名在校初中學(xué)生，10男10女，年齡在14歲左右；裸眼視力或矯正視力均在1.0以上，無(wú)色盲或色弱等眼疾患者。實(shí)驗(yàn)中要求被試者在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行任務(wù)式瀏覽，內(nèi)容為一個(gè)完整的知識(shí)點(diǎn)單元，學(xué)習(xí)者之前均未學(xué)習(xí)過(guò)本實(shí)驗(yàn)電子課本內(nèi)容。本研究使用的儀器為瑞典Tobii1750眼動(dòng)儀。

三、研究結(jié)果

本文將從首次注視點(diǎn)、首次注視時(shí)間、注視時(shí)間長(zhǎng)度、首次注視持續(xù)時(shí)長(zhǎng)、注視點(diǎn)個(gè)數(shù)5個(gè)方面，分析電子課本不同版面要素對(duì)閱讀者眼動(dòng)行為的影響及其差異。

1. 首次注視點(diǎn)。在眼動(dòng)分析中，首次注視點(diǎn)是指在對(duì)象測(cè)量區(qū)域范圍內(nèi)，被試者首次注視到材料上產(chǎn)生的第一個(gè)點(diǎn)。首次注視點(diǎn)的內(nèi)容和位置表明了使用者對(duì)材料中信息單元關(guān)注的興趣點(diǎn)次序。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如下文圖1所示，對(duì)于媒體形態(tài)較多的電子課本，首次注視點(diǎn)分布均勻；而對(duì)于沒(méi)有可視化圖像的電子課本來(lái)說(shuō)，文字區(qū)為首次注視點(diǎn)居多；同時(shí)也發(fā)現(xiàn)電子課本下方的控制按鈕沒(méi)有成為任何一個(gè)被試者的首次注視點(diǎn)。這與一般認(rèn)為使用者首先會(huì)關(guān)注頁(yè)面中多媒體要素的常規(guī)假設(shè)不一致，這一方面說(shuō)明學(xué)習(xí)者對(duì)不同學(xué)科的學(xué)習(xí)方式訴求具有一定的定勢(shì)，同時(shí)也表明電子課本的總體要素設(shè)計(jì)較為合理。

2. 首次注視時(shí)間。首次注視時(shí)間用來(lái)表示從實(shí)驗(yàn)開(kāi)始到第一個(gè)注視點(diǎn)進(jìn)入興趣區(qū)所用的時(shí)間。首次注視時(shí)間主要反映被試者對(duì)于材料的初始加工能力。如表1所示，對(duì)于材料一，在電子課本主要版面要素中，首次注視時(shí)間最短的是圖像區(qū)（0.586s），最長(zhǎng)的是按鈕區(qū)（10.718s），在進(jìn)一步的差異性檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，p=0.010<0.05，表明不同區(qū)域的版面要素的首次注視時(shí)間存在顯著性差異；對(duì)于材料二，p=0.086>0.05，表明在沒(méi)有圖像干擾的情況下，不同區(qū)域的版面要素的首次注視時(shí)間沒(méi)有顯著差異。

3. 注視時(shí)間長(zhǎng)度。注視時(shí)間長(zhǎng)度顯示被試者在興趣區(qū)內(nèi)所有注視點(diǎn)的注視時(shí)間之和。這一變量說(shuō)明每個(gè)版面要素對(duì)學(xué)習(xí)者注意力保持的持續(xù)性。結(jié)果如表2所示，兩種材料中結(jié)果相似，文字區(qū)的注視時(shí)間最長(zhǎng)，控制按鈕的注視時(shí)間最短，但都沒(méi)有顯著性差異（p<0.05）；這表明，無(wú)論電子課本版面是否有顯著吸引力的要素，都沒(méi)有影響到學(xué)習(xí)者對(duì)電子課本中的注意力分布。

4. 首次注視持續(xù)時(shí)長(zhǎng)。首次注視持續(xù)時(shí)長(zhǎng)是指被試者首次注視目標(biāo)的持續(xù)時(shí)間。這一指標(biāo)表明第一個(gè)興趣點(diǎn)對(duì)學(xué)習(xí)者注意力的保持。如表3所示，兩種材料基本上反映了同一趨勢(shì)。首次注視的解釋區(qū)時(shí)間最長(zhǎng)，從學(xué)習(xí)過(guò)程來(lái)看，解釋區(qū)是在文字信息基礎(chǔ)上的深度解讀和理解，需要經(jīng)歷一個(gè)信息加工過(guò)程；而對(duì)于一些可視化的要素或直白的文字，比較直觀，在時(shí)長(zhǎng)上顯示較短。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，不同區(qū)域作為首次注視的時(shí)長(zhǎng)并無(wú)顯著性差異（p>0.05）。

5. 注視點(diǎn)個(gè)數(shù)。注視點(diǎn)個(gè)數(shù)顯示了各區(qū)域內(nèi)注視點(diǎn)的個(gè)數(shù)。在眼動(dòng)觀察中，眼球的運(yùn)動(dòng)不是連續(xù)的，而是跳躍式的。連詞跳躍之間有一個(gè)相對(duì)靜止的狀態(tài)，被稱(chēng)為注視。當(dāng)注視的內(nèi)容加工結(jié)束時(shí)，出現(xiàn)眼跳，開(kāi)始下一次注視。注視的多少，即注視的次數(shù)。注視的次數(shù)可以反映被測(cè)試者的信息加工熟練程度、加工策略以及材料的難易程度。從知識(shí)組塊來(lái)理解，注視點(diǎn)其實(shí)表現(xiàn)為信息塊，信息塊越多，學(xué)習(xí)者需關(guān)注的機(jī)會(huì)越多。結(jié)果如表4所示，無(wú)論是材料一還是材料二，文字作為信息的主要載體，信息容量和組塊最多，注視點(diǎn)個(gè)數(shù)大大多于其他區(qū)域，顯著性差異檢驗(yàn)表明，不同區(qū)域的注視點(diǎn)個(gè)數(shù)存在顯著差異。這表明，無(wú)論是文科性還是理科性的電子課本設(shè)計(jì)，文字仍是承載知識(shí)組塊的重要介質(zhì)，相對(duì)于圖像圖形來(lái)說(shuō)，文字對(duì)于個(gè)體信息加工尤其是深度加工仍具有不可替代的作用。

四、結(jié)論

從上述實(shí)驗(yàn)可得出以下結(jié)論，可供電子課本編輯過(guò)程中參考采納：

1. 多媒體要素并沒(méi)有成為干擾用戶(hù)首次注視的因素，不同的學(xué)科屬性與學(xué)習(xí)習(xí)慣影響著用戶(hù)的優(yōu)先注視。因此，傳統(tǒng)紙質(zhì)教材的數(shù)字化升級(jí)有利于學(xué)習(xí)者兼顧傳統(tǒng)學(xué)習(xí)習(xí)慣及數(shù)字化交互操作。2. 多媒體要（下轉(zhuǎn)第98頁(yè)）（上接第91頁(yè)）素仍是最為容易注意和加工的要素。對(duì)于電子課本設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，在學(xué)習(xí)的初始階段要吸引學(xué)習(xí)者的注意力，使學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，多媒體要素仍需合理設(shè)置在電子課本的重要位置。3. 文字區(qū)的注視時(shí)間最長(zhǎng)，對(duì)于電子課本設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，進(jìn)行教材的電子化和多媒體化不能忽略文字文本設(shè)計(jì)，對(duì)于學(xué)習(xí)這一信息加工過(guò)程而言，學(xué)習(xí)者還是習(xí)慣采用文字來(lái)掌握復(fù)雜知識(shí)的學(xué)習(xí)。4. 解釋區(qū)在首次注視持續(xù)時(shí)長(zhǎng)占優(yōu)，對(duì)于電子課本設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，合理設(shè)置解釋模塊將有助于學(xué)習(xí)者的信息加工。5. 文字區(qū)的注視點(diǎn)個(gè)數(shù)大大多于其他區(qū)域，因此，正如上文所述，無(wú)論是文科性還是理科性的電子課本設(shè)計(jì)，文字仍是承載知識(shí)組塊的重要介質(zhì)，相對(duì)于圖像圖形來(lái)說(shuō)，文字對(duì)于個(gè)體信息加工尤其是深度加工仍具有不可替代的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 祝智庭，郁曉華. 電子書(shū)包系統(tǒng)及其功能建模[J]. 電化教育研究，2011（4）：27-34.

[2] B. arthelson， M.. Reading Behaviour in Online News Reading[D].Lund University: Department of Cognitive Science.2002:310.

[3] 顧小清，傅偉，齊貴超. 連接閱讀與學(xué)習(xí)：電子課本的信息模型設(shè)計(jì)[J]. 華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012（3）：81-90.

[4] Radach， R.， Lemmer， S.， Vorstius， C.， etal.. Eye Movements in the Processing of Print Advertisements[M]. The Mind’s Eye: Cognitive and Applied Aspects of Eye Movement Research. Amsterdam: Elsevier. 2003:609-632.

[5] Holmqvist， K.， Holsanova， J.， Barthelson， M.， etal.. Reading or Scanning? A Study of Newspaper and Net Paper Reading[M]. The Mind’s Eye: Cognitive and Applied Aspects of Eye Movement Research. Amsterdam: Elsevier. 2003: 657-670.

[6] Nelson， R.P.. The Design of Advertising[M]. Dubuque William C. Brown Company，1977:296.