信息载体影响文本阅读的实证研究*——基于数字阅读与纸质阅读的比较

□ 周 钰 王 娟 陈 憬 李永锋

前言

阅读，指的是人类借助一定载体接受并加工载体所提供的文字和图像等信息的过程[1]。信息载体包括阅读符号以及呈现或传输符号的物质材料和设备[2]。阅读符号经过了漫长的历史变迁，阅读物质材料和设备的发展也是日新月异——笔记本电脑、电子阅读器、平板电脑等新一代信息载体相继登场，动摇了传统纸质载体“一统天下”的地位。根据呈现、传输符号的物质材料和设备的特征，可以将阅读分为数字阅读和传统阅读。数字阅读是指读者通过计算机、手机及电子阅读器等媒介对数字化的图书、期刊、报纸及互联网上的知识和信息进行的阅读[3]，具有阅读文本多样性、阅读过程互动性和阅读环境开放性等特点。传统阅读是对绘画、书写、印刷等方式呈现的静态文本的阅读，其载体是各种印刷材料[4]，具有物化的形态，读者可以通过触觉感知书本的厚薄轻重，从而产生一种主控感[5][6]。

随着信息技术的发展，数字阅读逐渐兴起。第十一次全国国民阅读调查显示：2013年，中国成年国民的纸质图书阅读率为57.8%[7]，比2012年增长了2.9%，但纸质图书阅读时长略有减少，成年国民人均每天读书时长为13.43分钟，比2012年减少了14.52%；数字化阅读的接触率呈逐年递增趋势，在2013年达到50.1%，较2012年上升近10%。同时，成年国民人均每天手机阅读时长为21.70分钟，比2012年增长了23.87%[7]。可见，数字阅读已吸引了越来越多的阅读者，跻身为重要的阅读方式。

数字阅读在国外教育领域随处可见。2010年kindle电子阅读器在美国棕榈港公共图书馆开始投入使用[8]；以数字格式递交作业成为学生的习惯做法；数字考试已普及[9]……有人预言在不久的将来，学生将通过计算机软件学习阅读，计算机会收集学习过程的相关数据，推送详细解释和概念的网站链接[10]。虽然数字阅读在我国教育领域并未广泛普及，但已引起人们的高度重视。在2001年教育部颁发的《基础教育课程改革纲要（试行）》中就指出要大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革。2010年颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》也强调信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视[11]。信息技术和大数据时代的到来促使课堂教学变革，越来越多的学校为学生配备电子书包等数字化产品，学生人手一机的时代已为期不远。

相关研究现状

纸质阅读与数字阅读的并存与碰撞带来了新的问题：究竟哪种形式的阅读更有利于阅读活动的进行并能取得更好的阅读效果？尤其对于学生群体，数字化信息载体能否促进其高效阅读，数字化信息载体与传统纸质文本对读者认知加工的影响有何异同，这已成为出版界过去10年关注的热点之一。一种观点认为数字阅读会导致“浅阅读”，数字阅读的跳跃性、复杂性不利于大脑就专业问题深入思考，从而导致阅读流于肤浅[12]。传统阅读的拥护者也指出，数字阅读有减缓阅读速度、降低对文本内容把握的准确性、无法达到与纸质相同的阅读体验等问题[13][14]。这些疑问引发了人们对数字阅读的深入探究。对儿童早期读写能力的研究发现，电子阅读能有效改善儿童的词义理解能力、语音意识和书面文字概念的发展[15][16][17]。比较研究也发现，尽管使用数字媒介花费了更多的阅读时间，但数字阅读的儿童在词汇阅读和书面文字概念上取得了更大的进步[18]。在新闻阅读上，数字阅读的中学生（平均年龄16.5岁）表现出更加出色的批判性思维能力，大学生（平均年龄26.4岁）则在印刷媒介环境下表现出更好的批判性思维[19]。由此可见，阅读媒介对不同年龄个体的影响并不相同。此外，研究还发现，老年人在平板电脑上表现出更短的注视时长以及更低的θ波电压密度，表明老年人更适宜使用平板电脑[20]。对老年性黄斑变性患者的研究也发现，屏幕大且具备高对比度的数字设备能为该类患者提供更高清晰度的视觉效果，帮助他们提高阅读速度[21]。国内研究者采用眼动追踪技术考察被试的注视次数和阅读时长等指标，同样发现数字阅读不会导致浅阅读[22]。综合来看，以往研究得出了一些一致的结论，但多数研究只集中考察一种设备对阅读的影响，以此来代表数字阅读不够全面[23]。再者，以往研究大多关注载体类型、读者年龄对阅读的影响，而忽略了其他可能会与载体类型共同作用从而影响阅读的因素，这也将影响到研究结论的有效性。基于前人研究中存在的问题，本研究将综合考察信息载体类型和文本类型对阅读过程及阅读效果的影响。眼动能够反应阅读活动中即时认知加工的过程，通过对眼动的实时测量，可以获得读者在自然阅读条件下的信息加工状况，从而在一定程度上揭示阅读过程的内部认知机制[24]。本研究将综合采用眼动追踪技术和行为实验对传统纸质阅读和数字化阅读进行对比分析，为高效阅读以及数字出版产业在教育等领域的发展提供实证依据。

实验

1.实验方法

（1）实验目的

探讨使用不同设备阅读不同类型文本对阅读过程及效果的影响。

（2） 被试

中国互联网信息中心发布的第三十四次中国互联网络发展状况统计报告显示，截至2014年6月，我国共有网民6.32亿人。其中，20-29岁年龄段网民的比例为30.7%[25]，在网民中占比最大。而第十一次全国国民阅读调查显示，我国数字化阅读方式接触者中，18-29岁人群占45.1%[26]。由此可知，青年群体是数字阅读的主要人群。因此，本实验选取20名在校大学生，其中女性12名，男性8名，平均年龄为20.85±0.81岁。视力或矫正视力正常，母语均为汉语。被试的大学语文成绩均处于中等水平。

（3）实验材料

实验材料共12篇文章，说明文（平均字数为1197.75±9.57个）、小说（平均字数为1252.75±33.13个）和新闻（平均字数为1220.50±6.76个）各4篇，文章均来源于互联网。每篇文章对应4道判断题，题目以陈述句形式呈现，可能是对文章某部分内容的正确叙述，也可能替换文章中的某个信息。在正式实验前，30名不参加正式实验的被试（其大学语文成绩均处于中等水平）对文章难度和题目难度进行了“5点评定”，“5”表示被试认为文章或题目非常难，“4”表示较难，“3”表示中等，“2”表示较容易，“1”表示非常容易。评定结果为同种文本的文章难度和题目难度差异均不显著，ps＞.05；不同种文本的文章难度和题目难度差异均显著，ps＜.05。文章和题目的难度等级顺序均为：新闻＞说明文＞小说。

笔记本电脑上的阅读材料运用PowerPoint软件以JPG格式的图片显示；平板电脑上的阅读材料用TXT阅读器软件呈现；电子阅读器上的阅读材料以其默认的文件格式呈现；纸质阅读材料打印在A4白纸上。四种设备上文本的字体、字号完全相同。实验中被试在笔记本电脑上通过点击鼠标进入下一页阅读，在平板电脑和电子阅读器上通过点击屏幕进入下一页，而纸质文本则手动翻页。

（4）实验仪器

四种数字阅读设备分别为一台笔记本电脑（lap⁃top，Dell Inspiron 5520）、一台平板电脑（tablet，iPad 2）、 一个电子阅 读器 （e-reader，Kindle Whitepaper 2） 和A4白纸。

采用SMI iView X HED型眼动追踪仪记录被试阅读时的眼动状况，采样率为200Hz，精度为0.5-1°，追踪分辨率（瞳孔/CR）为0.1°。被试阅读时双目并用，但只有左眼被记录。

（5）实验设计

该实验采用4×3两因素完全随机实验设计：①载体因素4个水平：平板电脑、电子阅读器、笔记本电脑和纸质；②文本因素3个水平：说明文、小说和新闻。因变量为被试对文章的记忆成绩及眼动数据，包括注视时长和注视次数。

将河套灌区2006—2008年与2014—2016年黄河入出境水量进行比较发现，黄河来水逐年减少。黄河石嘴山水文站2016全年入境水量177.245亿m3，其中灌溉期（4—11月）入境水量127.567亿m3，比2006年同期减少20.44%。夏灌期（4—6月）减少36.01%，秋灌期（7—9月）减少29.83%，秋浇期（10—11月）增加50.08%。

（6）实验程序

被试端坐在眼动校准纸前方约60cm处，尽量保持头部固定，校准被试左眼在阅读屏幕上的位置。被试休息后重复校准程序。正式实验前，被试阅读指导语，并在纸质页面和电子阅读器上阅读同一篇散文，以帮助他们熟悉实验程序，之后开始正式实验，要求被试按平时习惯浏览实验材料，每名被试在每种设备上阅读3篇不同类型（说明文、新闻和小说）的文章，共有四种设备，每名被试共阅读12篇文章。使用阅读设备的顺序以及文本类型的顺序通过拉丁方技术实现伪随机，即设备类型以及文本类型的先后顺序均得到平衡。被试阅读完每篇文章后，完成4道与文章内容有关的判断题，口述答案，主试记录被试的回答。当被试完成一种设备上的三篇文本后进行短暂休息，此时更换阅读设备。每名被试完成实验需要60分钟。

2.结果与分析

（1）行为实验结果

对四种信息载体与三种类型文本判断正确率的描述统计结果见表1。方差分析的结果表明：载体类型主效应不显著，F（3,57）=0.47，p＞.05，不同载体的答题正确率没有显著差异；文本类型主效应显著，F（2,38）=3.40，p＜.05，LSD多重比较表明，说明文正确率显著高于新闻，MD说明文-新闻=6.25，p＜.05，其余文本阅读正确率差异不显著，ps＞.05。载体类型与文本类型交互作用不显著，F（6,114）=1.16，p＞.05。

表1 不同信息载体和文本类型的判断正确率(%)描述统计

（2）眼动实验结果

对不同载体和文本类型注视时长的描述统计结果见表2。方差分析表明：载体类型主效应不显著，F（3,57）=2.22，p＞.05，不同载体的注视时长没有显著差异；文本类型主效应显著，F（2,38）=5.49，p＜.01，LSD多重比较表明，小说的注视时长明显短于说明文和新闻，MD说明文-小说=11.20，p＜.05；MD新闻-小说=12.99，p＜.01。载体类型和文本类型交互作用显著，F（6,114）=3.27，p＜.01。简单效应分析表明，在平板电脑上阅读说明文的注视时长显著长于在电子阅读器 （MD平板-电子阅读器=26.72，p＜.05）和纸质 （MD平板-纸质=20.46，p＜.05） 文本上的阅读时长，即在平板电脑上阅读说明文的速度显著慢；在电子阅读器上阅读小说的注视时长显著长于在笔记本电脑 （MD电子阅读器-笔记本=18.70，p＜.01） 和纸质文本（MD电子阅读器-纸质=12.92，p＜.05） 上的阅读时长，即在电子阅读器上阅读小说的速度显著慢。在阅读新闻时，四种电子设备的阅读速度并不存在显著差异，ps＞.05。

对注视次数的方差分析结果表明：载体类型主效应不显著，F（3,57）=0.83，p＞.05，不同载体的注视次数没有显著差异；文本类型主效应显著，F（2,38）=3.55，p＜.05，LSD多重比较表明，新闻的注视次数显著多于说明文，MD新闻-说明文=30.08，p＜.05；载体类型和文本类型的交互作用显著，F（6,114）=3.15，p＜.01。简单效应分析表明，在电子阅读器上阅读小说的注视次数显著多于在平板电脑 （MD电子阅读器-平板=67.15，p＜.01） 和纸质文本（MD电子阅读器-纸质=44.10，p＜.01）上的注视次数。

表2 不同信息载体和文本类型的眼动数据描述统计（注视时长s）

讨论

1.数字阅读与传统阅读在阅读效果上无显著差异

纸质载体与数字载体一个明显的区别在于，纸质媒介只能通过翻页的形式支持后续阅读，而数字媒介具备翻页、向下滚动等多种方式支持读者进行后续阅读。有研究显示，读者在电脑屏幕上阅读时，对文本结构的空间记忆会被不断滚动式的阅读干扰，难以形成稳定的空间知觉和相应的认知地图，即电子文本在滚动式的显示情况下影响了读者对文章结构的把握，从而造成较差的记忆[29][30]。本实验中，被试在笔记本电脑上通过点击鼠标进入下一页阅读，并未采用向下滚动式的阅读方式，在平板电脑和电子阅读器上通过点击屏幕进行翻页，纸质文本则手动翻页。因此，本实验中纸质媒介和数字媒介翻页方式的一致性可能也是导致两种阅读方式不存在显著差异的原因之一。

2.数字阅读与纸质阅读在阅读的加工过程中存在认知加工的差异

本研究记录的被试的眼动指标包括总注视时长和注视次数。总注视时长是指落在兴趣区的所有注视点的时间总和，能够反映文章所需的加工时间[31]。同一内容的总注视时长越长，说明加工速度越慢。对不同载体注视时长的方差分析结果表明，载体类型主效应不显著，纸质阅读与数字阅读的注视时长无显著差异，即阅读的速度不受信息载体的影响。研究还表明，在平板电脑上阅读说明文的速度显著慢，这体现了注意认知资源的有限性。根据注意的认知资源有限理论，人的认知资源是有限的，当加工存储一定难度的信息时，对该信息的加工过程更容易受到外界因素的影响或干扰。在本研究中，当被试加工说明文这一处于中等难度的文本时，明显受到外界因素即信息载体的影响，而平板电脑与纸质、电子阅读器的差异主要体现在两个方面：第一，平板电脑、纸质、电子阅读器的平均亮度（L）分别为8.835cd/m2、3.905 cd/m2和2.895 cd/m2。平均亮度的计算公式为：

L=(最大亮度＋最小亮度)/2

其数值越高代表平均亮度越大[32]。可见纸质和电子阅读器的平均亮度较为接近，而平板电脑的平均亮度明显高于纸质和电子阅读器。平板电脑较高的屏幕亮度容易使人产生疲劳感，可能导致读者降低加工文本的效率，但为了较好地理解及记忆文本内容，读者放缓了阅读速度，从而延长了阅读时长。第二，平板电脑和电子阅读器的屏幕材料不一样，平板电脑使用的是LED背光显示屏，电子阅读器使用的是电子墨水屏，它能够令文字的质感、显示效果、阅读体验非常接近于纸质读物[33]。有研究者使用Veho VMS004 DELUXE USB显微镜比较了各载体的屏幕在文字显示方面的效果。图1是被放大26倍的文字在平板电脑、电子阅读器和纸质上的显示效果。如图所示，平板电脑上的字和像素点一一对应，文字的线条平滑程度远不及电子阅读器和纸质。同时，虽然平板电脑和电子阅读器的分辨率都为1024×768，但是电子阅读器的屏幕尺寸却比平板电脑要小。因此，电子阅读器的显示效果较平板电脑更有优势。纸质材料的分辨率也显著高于平板电脑。一张1600×1200的大图片在电脑上显示已经几乎满屏，但在印刷书上只有巴掌大小[34]。纸质和电子阅读器在文字显示清晰度上的优势可能也有利于读者对文本的加工。

图1 三种设备字体显示效果差异[27]

本研究结果还表明，在电子阅读器上阅读小说的注视时长和注视次数明显多于纸质和笔记本。阅读可分为通读与跳读、精读与泛读等多种阅读方法[35]。本实验中，小说的文章难度低，需要的认知负荷少，读者倾向于用扫视式的阅读方式进行泛读。眼动理论认为，读者眼球随意转动，把视线停留在传统纸媒页面的某一位置，通过换行、翻页进行阅读行为[36]。因此，眼球移动的范围主要受到页面开本的影响。电子阅读器的屏幕尺寸远小于纸质和笔记本的屏幕尺寸（电子阅读器、纸质和笔记本的屏幕尺寸分别为12.2cm×9.1cm、21.0cm×29.7cm和34.5cm×17.5cm），因而限制了读者扫视每一行的宽度，减少了每行的阅读字数，大量时间用于换行、翻页，从而延长了电子阅读器的注视时长。由此可见，类似于电子阅读器这样小尺寸的阅读器会限制阅读时视线的扫视范围，不适用于快速泛读模式。

启示及建议

人们一般对数字阅读存在偏见，认为数字阅读难以达到理想的理解与记忆效果。然而本研究发现，数字阅读与纸质阅读的阅读效果并不存在差异，数字阅读不会导致浅阅读。事实上，数字阅读拥有许多纸质阅读不具备的优点。从互动过程来看，数字阅读具备多样的信息交流方式和强大的人机互动功能；从阅读的信息元素上看，数字阅读的内容突破了静态文字和图画的限制[37]；从阅读内容的容量来看，数字阅读具备纸质阅读不可媲美的存储量。这正是数字阅读逐渐受到用户青睐的原因所在。尤其是在教育领域，许多国家将其应用于教学活动、图书馆建设等方面，我国也正在大力开展数字化教育建设，电子教材的开发利用被提上教育改革的日程[38]。然而，电子教材、电子书籍等数字化教育产品相对于传统纸质课本仍属于新生事物，相关部门的宣传推广力度、受众对其了解与接受的程度以及数字教育产品的研发更新进度还未使数字阅读高效、广泛地服务于学生群体，未能使数字阅读的优势得以充分发挥。

虽然数字阅读与纸质阅读在阅读效果上并不存在显著差异，但两种阅读方式对读者加工文本的影响存在差异。平板电脑因其较高的亮度以及较低的文字清晰度易造成读者疲劳，不利于读者对一定难度的文本内容进行加工。而电子阅读器的视觉效果虽然与纸质极为相似，不易使读者产生视觉疲劳，但因其尺寸较小，从而限制了读者阅读时的扫视范围，降低了阅读速度。因此，开发设计人员应取各数字设备之长，避其之短，使阅读设备的尺寸适合读者的视野范围、具备舒适的视觉效果、合理的亮度与文字清晰度，设计出符合学生要求的电子阅读软件与终端设备。当然，纸质媒介兼具合适的尺寸和良好的视觉效果，也是符合学生学习习惯和特点的优良产品。

尽管不同阅读媒体特征的探讨已经获得了研究者的关注，但仍有许多问题尚未解决。一方面，本研究通过眼动追踪技术考察了读者阅读时的认知加工特点，除此之外，还可以采用电生理技术探究读者在使用不同阅读设备加工文本时的脑电变化情况及其与眼动信息间的联系，更加全面地揭示内部加工过程及特点。另一方面，本研究考察了文本类型与载体类型的相互作用对读者阅读的影响。除此之外，还有必要考察文本长度、学科类型等其他因素是否会与载体类型共同作用影响阅读。

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