学习风格的眼动证据

张美玲

摘 要 文章以在校大学生为被试，采用2（活跃型-沉思型）?（序列型-综合型）的被试间设计，通过眼动分析技术来探寻所罗门学习风格中的这两个维度存在的眼动证据。结果表明：（1）活跃型-沉思型学习风格的学习者可以从首次注视时间、注视点个数和观察时长这三个眼动指标上加以区分；（2）序列型-综合型存在首次注视持续时长和回视注视时间两项指标差异。据此本研究认为，眼动指标为学习风格的活跃型-沉思型、序列型-综合型两个维度的存在提供了客观证据。

关键词 学习风格 活跃性-沉思型 序列型-综合型 眼动

中图分类号：B84文献标识码：A

Eye Movement Evidence of Learning Styles

ZHANG Meiling

(College of Teacher Education, Wenzhou University, Wenzhou, Zhejiang 325035)

Abstract Take college students as subjects, using 2 (active type - meditation type) ?2 (sequence type - Integrated type) between-subject design, by eye movement analysis techniques to explore the Solomon learning style exists in two dimensions evidence of eye movement. The results showed that: (1) active type - meditation-based learning styles of learners can be watched from the first time, fixation number and duration of the three observed indicators to distinguish between eye movement; (2) sequence type - integrated presence the first time, looking back, as the duration and gaze time difference between the two indicators. Accordingly, this study suggests that eye movement indicators for the learning style of the active type - contemplative type, sequence type - integrated existence of two dimensions provide objective evidence.

Key words learning style; active type - meditation type; sequence type - Integrated type; eye movement

0 前言

学习风格是学习者在学习活动中表现出来的一种惯有的、具有鲜明个性的学习方式和学习倾向。所罗门将学习风格从信息加工、感知、输入、理解四个方面分为四个维度八个类别：活跃性与沉思型、感悟型与直觉型、视觉型与言语型、序列型与综合型。所罗门的这些维度各有特征和要点，然而在因素分析的基础上提出来的各个维度是否存在？我们仍然需要进一步去寻求更多的客观证据。

20世纪以来，随着摄像技术的引入、计算机技术的运用，利用眼动技术探索人的信息加工机制也成为当代心理学研究的重要范型。眼动存在三种基本方式：注视（fixation）、眼跳（saccades）和追随运动（pursuit movement）。眼动信息可以反映信息提取和选择的细微心理过程和规律，而不同学习风格的个体在信息加工过程中被认为是存在差异的，因此眼动指标作为认知过程强有力的实时客观指标，可以用来证实学习风格各维度的存在与否。本研究试图分析不同学习风格学生在学习过程中的眼动特征，探讨学习风格部分维度的眼动指标，为学习风格的存在提供眼动证据。

1 研究方法

1.1 被试筛选

采用《所罗门学习风格问卷》对113位在校大学生进行了测试。根据测试结果，选取在活跃型-沉思型维度上得分较高（分数≥5a或5b）且其他维度位于中间的被试，得到活跃型被试和沉思型被试各6人；选取在序列型-综合型维度上得分较高（分数≥5a或5b）且其他维度位于中间的被试，按同样的方法得到序列型被试和综合型被试各6名。四组被试共24人，由于视力、难以调焦等原因，最终完成眼动实验的被试有22名，其中男生4名，女生18名。

1.2 材料与仪器

实验材料为初中数学的四种题型共五组题目，四套正式实验材料和一套练习材料。这些题目简单、易懂，有不同的解题思路，不是考察被试的数学能力，可以让不同风格学生自由发挥。本实验使用瑞典tobii公司生产的眼动配套软件（tobii studio1750），配置有19英寸的液晶显示器。该仪器具有高采样频率、高空间分辨率、高精确度；操作简单，可以记录被试的注视位置、注视时间、注视次数、眼跳幅度、眼跳方向等眼动数据，可以设定不同的兴趣区，计录不同兴趣区的眼动数据，可以在线数据分析，数据反馈迅速。

1.3 实验设计与程序

实验采用2（活跃型-沉思型）?（序列型-综合型）的被试间设计，四组不同学习风格的学生都要完成所有实验材料，思考并作出解答。在实验之前，让被试集体来眼动实验室熟悉环境，正式实验时让被试单独参加，进入实验室后，坐在显示屏前0.8米的座位上，调整坐姿。主试负责讲解实验要求和指导语，记录被试报告。指导语如下：下面将会陆续呈现几组数学题目，其中第一组为预测项目，后四组为正式试验项目，请你阅读、思考后作出解答，简答题口述解题思路即可。记录被试完成没组题的时间和正确率，实验结束后，对被试进行简要访谈。

1.4 数据处理

先用眼动分析软件分析实验数据后导出，然后用SPSS17.0进行统计处理。在实验过程中，有些被试由于眼睛移动幅度过大或眼睛疲劳等原因，使眼动仪无法记录到眼动数据或产生无效数据，结果分析处理时，这些数据被剔除，最终试验数据为：活跃型6人，沉思型4人；序列型和综合型各5人。在数据分析过程中，按每组题目的题型、题干和问题分为三个兴趣区（interest area）。

2 结果

2.1 活跃型-沉思型学习风格的眼动指标比较结果

在眼动分析软件输出的多种指标中，活跃型-沉思型学习风格在这些指标中的比较结果，在首次注视时间（time to first fixation）、注视点个数（fixation count）、观察时长（observation length）三个指标上存在显著性差异，具体情况见表1。

2.2 序列型-综合型学习风格的眼动指标比较结果

序列型-综合型学习风格在这些指标中的比较结果，在首次注视持续时长（first fixation duration）和回视注视时间（fixation before）两个指标上存在显著性差异，具体情况见表2。

表2 序列型-综合型学习风格的眼动指标比较结果

3 讨论

3.1 活跃型-沉思型学习风格的眼动指标

活跃型学习者在学习过程中，倾向于通过积极地做一些事来掌握信息，比如讨论、应用或解释给别人听，“来，我们试试看，看会怎样”这是活跃型学习者的口头禅。沉思型学习者更喜欢自己安静地思考问题，而“我们先好好想想吧”是沉思型学习者的通常反应。按照这样的表现，在学习过程中，沉思型学习者的自主思考时间会高于活跃型学习者。实验数据支持了这种理论，在首次注视时间、注视点个数和观察时长这三个指标上，沉思型被试显著高于活跃型被试（p＜0.05），说明沉思型被试在对学习材料的观察和分析上比活跃型被试所用时间更多，揭示了沉思型学习者倾向于把握自身学习能力和学习材料等内部学习环境。此外，在实验过程中，活跃型被试表现出频繁地与实验人员交流或探讨，急于汇报题目的答案或是解题思路，而沉思型被试实验过程中话语较少，倾向于言简意赅的给出答案。

3.2 序列型-综合型学习风格的眼动指标

序列型学习者习惯线性思维模式，每一步都合乎逻辑地紧跟前一步，学习过程中倾向于按照题目排列的先后顺序，按部就班地解决问题，思考如何一步步解答，更加注重某些细节，容易忽视整体的内部联系。综合型学习者倾向于发散思维，随意地、突然地找到答案，偏好首先理清题目的总体结构，倾向于进行总体的浏览，而容易忽视细节。实验数据与理论分析的结果是相符的，在首次注视持续时长和回视注视时间两项指标上，序列型学习者显著高于综合型学习者。这两项指标均表明，序列型的学习者更加注重对细节的把握。

3.3 所罗门学习风格的分析与比较

从信息加工的角度看，学习材料中的任何信息都要经过大脑分析、加工，个体具有自己偏好的加工方式，学习风格就是学习者在学习过程中所表现出来的较为稳定的一致性偏好。所罗门学习风格分类中的感悟型-直觉型反映的是个体对学习材料的偏好，对学习环境的态度；视觉型-言语型维度反映的是学习者对各种感觉通道相对应的学习方式的偏好。通过深入分析，我们发现在这两个维度上寻求眼动客观指标较难实现。所罗门学习风格的另两个维度：一是活跃型-沉思型维度，反映学习者在信息加工、形成假设和解决问题过程的速度和准确性。二是序列型-综合型维度，反映学习者在信息加工过程中的逻辑性和序列性，寻求这两个维度上的客观眼动证据是可行的。

活跃型学习者通常解题速度很快，但准确率不高；沉思型学生用充足的时间考虑、审视问题，因而错误较少。可见，反应时间与精确性是这两个维度最佳的判别标准。实验数据显示，沉思型被试的首次注视时间、注视点个数和观察时长三项指标显著高于活跃型。首次注视时间和观察时长差异显著，可见从反应时间上来判别学习风格的这两个维度是可信的；注视点个数差异显著，说明在对信息的利用和分析上存在差异，同时，在答题准确率上沉思型被试显著高于活跃型被试，这些都支持了理论分析结果。序列型学习者倾向于选择固定的方法，按部就班地思考如何一步步解答；综合型学习者习惯先把握整体，对整体形成一定概貌后再试求各部分的联系，倾向于随意地、突然地找到答案。眼动实验数据显示，序列型学习者在首次注视持续时长和回视注视时间两项指标上显著高于综合型学习者，表明序列型比综合型更加偏好对某些题目细节进行深思。

4 结论

通过对学习风格活跃型-沉思型、序列型-综合型两个维度的眼动指标分析，结果发现：（1）活跃型-沉思型学习风格的学习者可以从首次注视时间、注视点个数和观察时长这三个眼动指标上加以区分；（2）序列型-综合型存在首次注视持续时长和回视注视时间两项指标差异。据此本研究认为，眼动指标为学习风格的活跃型-沉思型、序列型-综合型两个维度的存在提供了客观证据。

本论文为2010年浙江省大学生科技创新项目（新苗人才计划）“学习风格的眼动证据”课题（2010R424039）；温州大学2010研究生创新基金项目阶段性成果之一

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