英文篇章閱讀認(rèn)知過程的眼球追蹤技術(shù)

徐寧駿

摘 要：心理語言學(xué)家長期關(guān)注人類如何通過閱讀來進(jìn)行信息加工。眼動(dòng)技術(shù)的發(fā)展為解釋大腦信息處理提供了一定的技術(shù)保障。在簡要回顧閱讀研究歷程后，著重關(guān)注閱讀眼動(dòng)研究的三大參數(shù)（停頓、眼跳和回視）、研究的三大關(guān)鍵問題和E-Z讀者模型，從而探討如何利用眼球追蹤技術(shù)探究大腦信息識(shí)別。

關(guān)鍵詞：眼球追蹤 閱讀 停頓 眼跳 回視 E-Z讀者模型

一、引言

人類通過視覺和聽覺獲取外部信息，并結(jié)合固有知識(shí)進(jìn)行信息加工處理和產(chǎn)出。長期以來，閱讀研究一直探討詞匯的理解和篇章的結(jié)構(gòu)，但是對于產(chǎn)生理解的機(jī)制總是無法把握。源自心理學(xué)界的眼動(dòng)技術(shù)對探討語言學(xué)習(xí)的閱讀認(rèn)知過程提供了新的渠道。自上個(gè)世紀(jì)七八十年代以來，越來越多的語言學(xué)研究人員日益關(guān)注眼球運(yùn)動(dòng)來探究閱讀認(rèn)知，其原因非常簡單[1]。相比于其他研究方式（如大聲報(bào)告思維過程、問卷調(diào)查、訪談等等），利用眼動(dòng)技術(shù)探究語言理解過程尤其獨(dú)特的優(yōu)勢。眼動(dòng)捕捉的對象是實(shí)時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并不是人工干預(yù)的結(jié)果。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程并不會(huì)干涉閱讀速度。此外，隨著眼動(dòng)設(shè)備的改進(jìn)，眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不再要求被試直視屏幕。被試在頭戴眼動(dòng)捕捉儀的情況下的閱讀狀態(tài)與常人幾乎無異。當(dāng)然，眼動(dòng)技術(shù)并不是研究閱讀過程的唯一手段。在建構(gòu)語言理解認(rèn)知的過程，各種研究方法需要相互驗(yàn)證。傳統(tǒng)的閱讀理解式的測試，快速視覺呈現(xiàn)，事件相關(guān)誘發(fā)腦電位（ERP）等獲得的數(shù)據(jù)結(jié)合眼動(dòng)數(shù)據(jù)，可以更好地理解言語認(rèn)知過程。本文在簡要概括眼動(dòng)技術(shù)發(fā)展的歷史之時(shí)，主要關(guān)注幾大基本眼動(dòng)技術(shù)和閱讀認(rèn)知的眼動(dòng)模式。

二、閱讀過程的基本眼動(dòng)數(shù)據(jù)參數(shù)

傳統(tǒng)來言，閱讀過程的眼球運(yùn)動(dòng)似乎是遵循了連綿不斷的運(yùn)動(dòng)軌跡。但是，實(shí)驗(yàn)證明，我們在閱讀文章的時(shí)候，眼球進(jìn)行的是跳躍式的停頓。眼跳（saccade）是指閱讀過程當(dāng)中眼球持續(xù)性的跳躍運(yùn)動(dòng)。停頓（fixation）是指眼球注意到某個(gè)焦點(diǎn)后稍作停頓。由于眼跳過程視覺識(shí)別是處于關(guān)閉狀態(tài)，因而停頓是獲取新信息的唯一方式。停頓時(shí)長因人而異，平均時(shí)長為200-250毫秒。眼跳時(shí)長一般為20-40毫秒。研究英文閱讀表明，每行文字的首次注視點(diǎn)一般落在從左邊開始5-7個(gè)字符的位置上，而最后一個(gè)注視點(diǎn)為離本行最后一個(gè)字母5-7個(gè)字符的位置上。

英文閱讀過程的平均眼跳大概是7-9個(gè)字符空間。具體幅度因人而異。短到1個(gè)字符，長達(dá)20多個(gè)字符區(qū)間。影響眼跳幅度和停頓時(shí)長的差異和文本難度以及閱讀者的信息處理能力相關(guān)。隨著文本難度的增加，眼跳幅度縮短，而停頓延長。此外，回視（regression）次數(shù)也相應(yīng)增加。熟練讀者的回視約占整個(gè)閱讀時(shí)間的10%左右[2]。很多回視僅是關(guān)注前面一兩個(gè)字符，可能是因?yàn)殡p目注視差異，抑或是理解困難。

三、利用眼動(dòng)技術(shù)研究閱讀認(rèn)知的三大關(guān)鍵問題

（一）視覺廣度

研究人員一直在關(guān)注，注視過程當(dāng)中到底能獲取多少信息，以及有效的注視廣度是多少。眾多研究表明，對于英文讀者來言，信息獲取的眼球區(qū)域是中央窩地帶。以注視點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，其有效的視覺廣度從注視點(diǎn)左邊3-4個(gè)字符開始，延續(xù)至注視點(diǎn)右邊14-15個(gè)字符左右[1]。考慮到視覺廣度的右側(cè)信息通常都很模糊，信息識(shí)別的區(qū)域基本上限制在注視點(diǎn)右側(cè)的7-8個(gè)字符。此結(jié)尾為研究信息的獲取提供了有效的保障。如果讀者獲取信息的區(qū)域是注視點(diǎn)周圍很寬的范圍，則很難判斷到底讀者獲取信息的焦點(diǎn)落在何處。眼動(dòng)數(shù)據(jù)表明讀者在跳到下一個(gè)注視點(diǎn)的時(shí)候，其信息處理發(fā)生點(diǎn)通常落在注視點(diǎn)內(nèi)的某個(gè)單詞上面。這為研究大腦認(rèn)知識(shí)別過程提供了極佳的材料支撐。

（二）眼跳過程的信息合成

讀者通常并不是在某一注視點(diǎn)獲取信息，然后跳到下一注視點(diǎn)獲取另外一個(gè)信息，而是連續(xù)不斷地獲取信息，從而產(chǎn)生信息的重合。讀者從注視點(diǎn)單詞的右側(cè)獲取信息會(huì)在下一個(gè)注視點(diǎn)被重新利用。也就是說，從注視點(diǎn)獲取信息后，該注視點(diǎn)右邊的信息會(huì)對讀者下一個(gè)注視點(diǎn)信息的析取提供一定的預(yù)覽作用。研究表明，此種預(yù)覽能讓讀者節(jié)省大約30-40毫秒時(shí)間[4]。

雖然需要進(jìn)一步研究說明此舉節(jié)省是受益于何種層面的信息處理，但從目前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，詞匯的預(yù)覽有如下幾個(gè)特點(diǎn)[4]。首先，有研究者將每個(gè)注視點(diǎn)的字幕進(jìn)行大小寫轉(zhuǎn)換，被試并無察覺，且閱讀速度影響不大。這表明各個(gè)注視點(diǎn)之間的視覺信息獨(dú)立存在。其次，預(yù)覽效果也不受語義信息的關(guān)聯(lián)影響。比如，前中央窩預(yù)覽到“畫畫”無法增加下一個(gè)注視點(diǎn)“畫筆”的信息獲取效果。第三，首字母信息至關(guān)重要，影響預(yù)覽效果。雖然單詞結(jié)尾也影響信息識(shí)別，其重要程度不如首字母。總而言之，前中央窩預(yù)覽效果受抽象的字母符號和聲音符號的共同影響。

（三） 眼動(dòng)控制

眼動(dòng)控制涉及兩方面的因素：什么時(shí)候以及移到哪里去。單詞之間的空格是影響眼動(dòng)走向的決定性因素。若單詞之間沒有空間，則眼跳距離會(huì)縮短。下一個(gè)單詞的長度也會(huì)影響眼跳的位置。研究表明，讀者首次注視點(diǎn)會(huì)落在首個(gè)單詞中間偏左的位置上。與此同時(shí)，簡短單詞有較大的可能性被跳過。常見詞也會(huì)被跳過。就移動(dòng)時(shí)間而言，Liversedge等人[2]利用遮罩窗口技術(shù)發(fā)現(xiàn)注視點(diǎn)停留50毫秒的時(shí)候讀者的閱讀速度比較順利。這說明，讀者一般在注視點(diǎn)停留50毫秒左右就進(jìn)行了眼跳活動(dòng)。

四、眼動(dòng)數(shù)據(jù)模型

到目前為止，尚未研究出能夠囊括所有眼動(dòng)指標(biāo)的理論模型來解釋或者預(yù)測讀者的眼球運(yùn)動(dòng)及其大腦認(rèn)知過程。影響閱讀過程的因素紛繁復(fù)雜，涉及文字清晰程度、句法復(fù)雜性、語篇結(jié)構(gòu)，以及讀者和作者之間的知識(shí)重合度等等。若真有這么一個(gè)理論模型，那么這個(gè)模型要么非常的復(fù)雜，要么蜻蜓點(diǎn)水式的簡要羅列，并無理論價(jià)值。我們所認(rèn)同的閱讀模型一方面包括了幾大重要元素，同時(shí)能明示其功能和有效性。目前來看，最被研究人員接受的閱讀模型是E-Z讀者模型[1]。本文試做簡單紹介。

E-Z讀者模型的目標(biāo)是針對篇章閱讀的詞匯認(rèn)知的闡釋。該模型涵蓋兩大基本假說：促使眼球運(yùn)動(dòng)的基本原因是低等級的語言處理（即詞匯認(rèn)知）；高級別的認(rèn)知（篇章識(shí)別）與低等級的詞匯處理經(jīng)常同步產(chǎn)生。在此基礎(chǔ)上，研究人員提出了模型的兩大子系統(tǒng)：認(rèn)知系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)基于如下假設(shè)。首先，促使眼球運(yùn)動(dòng)的動(dòng)因來自詞匯的攝入，并在150毫秒之內(nèi)產(chǎn)生眼動(dòng)。此外，每次眼球運(yùn)動(dòng)的著落點(diǎn)均在詞匯上產(chǎn)生。后續(xù)的眼球定位可以取消之前被眼球捕獲的信息，從而產(chǎn)生略讀和眼跳等動(dòng)作，加速大腦信息識(shí)別和認(rèn)知。

五、總結(jié)

本文簡單回顧了閱讀眼動(dòng)研究的基本參數(shù)和重要問題，包括注視點(diǎn)、視覺廣度、眼跳等。讀者的注視點(diǎn)顯然影響閱讀理解和效率和正確性，視覺廣度和眼跳影響閱讀速度；同時(shí)還簡要介紹了目前最為流行的E-Z讀者模型來解釋閱讀過程的眼球運(yùn)動(dòng)。目前的閱讀模型在一定程度上解釋了讀者閱讀文本過程當(dāng)中的眼球運(yùn)動(dòng)軌跡，但眼球運(yùn)動(dòng)是否真實(shí)反應(yīng)大腦活動(dòng)，并無完全定論。此外，眾多眼動(dòng)研究均基于本族語的數(shù)據(jù)分析，其研究結(jié)果具有一定的文化局限性和語言針對性。二語習(xí)得的閱讀研究由于涉及外語和本族語的干擾問題，可能其眼動(dòng)數(shù)據(jù)的分析有其獨(dú)特性。我們期待有更多的研究人員能致力于研究二語學(xué)習(xí)者的目標(biāo)語眼動(dòng)閱讀，為提高二語讀者的閱讀能力提供一定的方法。

參考文獻(xiàn)

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