第一部分 背景介绍

第一章 眼动追踪的研究范式及其在阅读研究中的应用

眼睛是人类最重要的感觉器官，至少有80%的外界信息经视觉获得。在视觉信息的输入中，阅读是其中最重要的一种形式，因为阅读是人类获取知识的重要途径，也是人类日常生活和学习中一项十分重要的认知活动。阅读技能不但对个人的心智成长具有关键的作用，对于人类文化的传承同样具有十分重要的价值，尤其在知识经济时代，阅读已成了促进人类社会发展、提高人类智慧、增强国家竞争力的重要途径。因此，阅读研究成为认知心理学跟现代认知神经科学的重要研究领域。有关阅读的研究成果有助于理解人类心理活动的实质、心理表征的方式以及其形成和转化等一系列人类认知活动的重大问题；此外，阅读研究对语言学习与教学、语言障碍者的教育和治疗、自然语言处理以及人工智能技术等方面的发展也具有重要的意义。

早期关于阅读的研究主要采用真假词判断（lexical decision）和命名（naming）两种方法，在这两种类型的研究中，研究者在计算机屏幕上呈现单词或假词，被试需要按照实验指导语，对刺激材料进行真假词判断（按键反应），或大声把词语朗读出来。研究者收集被试在不同条件下的反应时间，以此推测词语加工的过程。采用这种研究方法，还可以探测相关词语带来的启动效应。例如，在对目标词“医生”进行真假词判断或命名反应时，如果在出现“医生”前快速呈现与其相关的词“护士”，会加快对“医生”的任务反应（跟在“医生”前呈现一个与其语义不相关的词，如“骑士”相比）。真假词判断和命名这两种方法到现在还被广泛应用，尤其是与事件相关脑电位（ERPs）和功能性磁共振成像（fMRI）等研究方法相结合，可以从更深的层面反映人类大脑对词汇的认知加工过程。但是，该研究方法要反映自然阅读的加工过程具有一定的局限性。这是因为，我们在阅读过程中，单词不是割裂呈现的，单词的割裂呈现使读者无法获得语境信息，而语境信息被证实能够促进单词的加工（见Rayner，1998，2009）。后来，研究者采用自定步调阅读（self-paced reading）的方法，研究被试对句子或语篇进行加工的过程。这种方法是把句子或篇章分成一个个词或短语，甚至是以整句为单位呈现，被试按照自己的阅读速度，看完一屏的刺激后按键出现下一屏。实验者通过记录被试对每屏刺激的反应时间，来推测其认知加工过程，例如，反应时间越长则说明加工难度越大等。

这些收集按键反应时的研究范式在一定程度上能反映词语、句子或语篇加工的过程，但是它们也不能完全反映自然阅读过程的加工，因为它们都引入了一个强制任务，即按键反应，并且，使用自定步调阅读法记录的反应时间，无法反映即时的加工过程。这是因为，有些被试会使用延迟理解的阅读策略，例如，在前面的刺激呈现过程中，尽可能快速地按键，然后在阅读材料结束的时候（如句子末尾）再对材料进行语义的整合。在整句呈现的自定步调阅读中，研究者检测到某个句子的阅读时间较长，也难以判断引起其加工困难的原因，例如，是因为句子中包含难度较高的词（低频词或是笔画数多的词），还是因为某些词语难以跟句子的语境整合。

研究者们开始寻找更自然的研究范式来探讨该问题。从20世纪80年代起，眼动阅读的研究范式开始兴起。眼动阅读是指在阅读的过程中，采用高刷新率的红外线摄像头，记录并分析受试者在阅读文字的过程中眼睛观看的位置和眼球运动的形式。其背后的假设是，眼球运动可以直接反映认知加工的过程。正如Just和Carpenter（1980）提出的即时加工假说，被试对某个词的注视与对该词的心理加工是同时进行的。和以往传统的行为技术相比，眼动具有更大的优越性。首先，眼动是阅读过程中的一个正常成分，眼动法不需要使用额外任务，从而避免了对正常阅读的干扰。其次，眼动法实现了对读者阅读过程的同时测量。通过记录和分析一系列数据（如眼睛的停留位置、注视时间、注视顺序等），研究者可以从丰富的眼动数据里提取多层次、反映不同加工阶段的指标，来推测读者的认知加工过程。例如，利用阅读中的注视点就可构建出阅读的实时加工过程，一般研究方法则无法对阅读材料的理解过程进行动态测量。最后，眼动实验具有良好的可操纵性和实验效度。本章将介绍眼球运动的特点和与其相对应的眼动的记录方法和计算的指标，以及不同阅读范式在阅读研究中的运用。