眼球运动研究概况，本文主要内容关键词为：眼球论文,概况论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：B84
文献标识码：A
文章编号：1000-1751(2003)01-0043-03
眼睛是人体的重要器官，它是外界信息进入人脑的主要通道。有人把眼睛比做心灵之窗。西方对眼动的研究已有100多年的历史。Javal在1897年曾用一面镜子直接观察被试的眼动，Miles在1928年改用窥视孔法研究眼动[1]。此后，方法不断改进，质量不断提高。而国内这一领域的研究起步较晚。
一、对眼动的关注及对其方法的研究
1.对眼动的关注
国内心理学家、生理学家较早就开始了对视知觉的研究，马谋超(1981)等研究了中国人眼光谱相对视亮度函数和亮度对白光和色光临界融合频率的影响。陈永明(1979)等进行了中国人眼光谱相对视亮度函数的研究，但对眼动的关注较晚[2](P532)。韩向前(1986)[3]曾译［美］Eye Signs(Psychology Today,September,1980)一文，文中谈到眼睛的重要性。研究[3]表明，眼动暗示着大脑如何搜集或筛选信息，此外，眼动的各种式样一直与心理失调相关，甚至与诸如社交性内向等个性品质有关。这是国内较早对眼动问题的关注。
人的眼睛主要以两种方式运动：平缓地移动或快速地跳动。[3]当人在注视一个运动物体时，平缓追随和眼睛的快速扫视有时会彼此交替。神经生理学研究指出，这两种运动系统部分地受到被称为桥脑网状结构的脑干的调节。这两种运动方式的机制值得研究。
2.对眼动方法的研究
对眼动的关注，引起了人们的研究欲望。而眼动的研究对方法、仪器的要求较为严格。韩向前(1986)[3]曾使用电子眼动记录仪记录250名大学生注视运动钟摆的眼动模式。阎国利(1994)[4]曾撰文介绍了国外对阅读的眼动研究。谈到：较早地用眼动方法研究阅读的人是贾瓦尔——在1879年他发现，阅读时眼睛不是连续运动的，而是跳动的。对眼动研究的不断深化，出观了许多有效的研究方法。韩玉昌(2000)[5]认为有代表性的眼动实验方法有：(1)直接观察法。用肉眼直接观察被试的眼动情况，这是一种比较原始的眼动实验法。(2)后像法。利用闪光灯的高亮度闪光产生的视觉后像来研究人的眼动，是一些早期眼动研究常用的方法。(3)机械记录法。包括头部支点杠杆法、气动方法、角膜吸附环状物法。这种方法装置复杂，调整起来很麻烦，其实验结果的准确性也比较低。(4)电流记录法。(5)光学记录法。包括反光记录法、影视法、角膜反光法。随着研究方法的不断更新，新型仪器也不断出现。最具代表性的就是90年代美国“应用科学实验室”(applied science laboratory)生产的EVM系列眼动仪，大大提高了眼动研究的精度。
1908年，休伊出版了《阅读的心理学与教学法》，书中介绍了用眼动研究阅读的方法；介绍了阅读时的眼动形式：注视与眼跳、前进式眼跳和回视眼动。
对眼动的研究主要集中在阅读方面。阎国利(1997)[6]认为目前阅读心理学研究中比较常用的方法有：阅读时间法(reading time method)、判定法(decision method)和命名法(naming method)。阅读时间法对阅读时间的解释主要是基于Just的即时加工假说和Carpenter的眼—脑假说。它包括眼动记录法和开窗口法。通过眼动记录法可以获得如下重要数据：注视位置、注视时间、注视次数、回视、眼跳距离、瞳孔直径等等。这些数据可用于研究从字词水平到课文水平的问题。开窗口法是阅读时间法中的重要方法，包括移动窗口法、固定窗口法、累积窗口法和指定法。判定法通过考察反应时来分析被试的心理加工情况，它包括词汇判定法和再认法。命名法是要求被试在阅读一段文章后，对呈现的视觉目标刺激用语言回答，常被用于研究从单词水平到课文水平的加工。
可见，眼动技术在阅读研究中的作用是不可忽视的。吴迪(2001)等[7]撰文认为：有关阅读中眼动的研究最早可以追溯到19世纪末法国学者Lamare和Javal以及Huey的工作。经过研究，人们发现眼动和认知活动有基本对应关系。任务难度越大，认知因素就越多地参与，塑造并决定了低水平、反射性的眼动行为。而且，眼动与大脑加工之间的联系，可以用视觉过程和认知加工过程之间的延迟来描述。
二、眼动研究的具体内容
1.对眼动基本问题的研究
每个人都会意识到眼动的重要性。当某个人眼睛不动地注视某个物体时，一定会使人们吃惊地问：“他怎么啦？”而且，如果一个人在交往中眼睛运动得少，会被认为反应慢、智力有问题，足见眼动的重要性。
眼睛是心灵的窗户，约有80-90%的外界信息是通过眼睛获得的。人主要靠眼动来保证注视对象在视网膜黄斑部的中央凹上结像。那么眼球是如何运动的呢？于国丰(1983)[8]认为，眼动类型有：平稳跟综运动(smooth pursuit movement)、扫视眼动(saccadic movement)、固视微动(small involuntary movement)、辐辏运动、前庭性眼震(vestibular nystagmus)、视动性眼震等。基本反应了眼球运动的类型，这些不同的运动受不同的机制所控制，完成着不同的任务。
正常人的眼动受视觉任务的影响，能很好地加以调整以完成获取信息的任务。而且眼动是一种受中枢神经系统控制的有规律的运动。韩玉昌(1997)[9]研究发现：人眼在观察不同形状和颜色时，眼动具有时间序列和空间序列的特性；形状和颜色一样具有诱目性序列特征；眼动凝视点受到刺激所处空间位置的明显影响，反映了刺激物与眼动之间的关系。这些结果为应用领域的视觉效应的设计提供了理论依据。
2.对阅读中眼动的研究
国内心理学者对眼动的关注较早，但真正的应用研究是在20世纪90年代，一些高校、科研机构引进眼动仪之后。白学军(1993)等人[10]研究了儿童理解课文时的眼动过程。使用美国应用科学实验室(ASL)80年代生产的3200R眼动仪记录。分析发现：随着儿童年级的增长，课文阅读时间、注视次数、回视次数不断减少，高年级儿童在每一时刻获得的信息量大，儿童眼跳字数平均在1.87-2.77个字之间。此后关于阅读方面眼动的研究多了起来。白学军(1995)等人[11]研究了不同熟练程度阅读者阅读时的眼动区别。结果发现，随着熟练程度的提高，阅读速度显著增加，对课文注视次数减少，注视频率高，注视点持续时间少，注视广度大。白学军(1996)等人[12]也研究了不同年级学生读课文时眼睛的注视方式。阎国利(1999)等人[13]研究了不同年级学生阅读科技文章时的眼动。
中文阅读过程眼动的研究经历了一个曲折的发展过程。阎国利(2000)等人[14]认为这一过程可以分为3个阶段：从20世纪20-30年代为第一阶段，是阅读眼动研究的初期阶段；从20世纪40-70年代为第二阶段，是阅读眼动研究的中期阶段；从20世纪80年代至今是第三阶段，是阅读眼动研究的深入阶段。
值得欣慰的是，国内这个领域研究的数量和质量都在提高。沈德立(2001)等人[15]采用2×2的二因素混合设计，研究了初中生阅读有无插图且难易不同的课文的阅读理解指标和眼动指标间的关系，发现：插图对课文的阅读理解整合具有明显的促进作用：阅读易课文的指标比难课文好。
3.对追踪、搜索、编码等高级心理过程眼动的研究
外界信息通过眼睛进入人脑，得到加工。但对有用信息的获得需要排除外界干扰，这就要求主体在复杂环境条件下进行有目的的视觉搜索。王坚(1992)[16]利用眼动测量技术记录了视觉搜索中的眼动过程，结果表明不同的目标概率会引起平均注视时间长短的变化，注视点的分布不但与目标概率有关，而且受被试所用的扫视策略影响，时间序列分析结果表明以前数个注视点的位置对下一个注视点位置的影响可用低阶的AR或ARMA过程来表示。频谱分折结果表明：在目标概率不同时被试会使用不同的扫视模式。扫视模式在X方向和Y方向也不相同。时间序列分析是一种分折扫视模式的较好方法。王坚(1992)[17]还利用眼动测量技术记录了等目标概率下视觉搜索的眼动过程，以了解目标觉察时的扫视模式。结果表明：当目标概率相等时，注视点的分布与目标概率的分布一致，平均注视时间主要在240-320MS之间。而且被试具有固定的扫视模式。
视觉搜索是一种静态的活动。对运动物体的信息加工需要不断调整以对准加工对象，即追踪运动。丁锦红(2001)等人[18]对向左、向右、向上、向下4个方向的平滑运动视觉追踪的眼动特点进行了探讨，并采用频谱分析的方法对4个方向上视觉追踪的眼动参数进行了分析。结果表明水平追踪与垂直追踪之间的差异较为普遍，左右追踪之间、上下追踪之间也都存在差异。
此外，吴兵(1999)等人[19]研究了旋转汉字识别的眼动特性。方芸秋(1999)[20]研究了多重编码中的眼动模式，都得出了许多宝贵的研究结果。
三、阅读问题及其解决的眼动研究
阅读已经成为现代人了解世界、掌握信息的关键手段。可是有一定数量的人在阅读过程中，效率低下、理解阅读材料困难。阅读落后是一种学习无能。一定数量的阅读困难者具有异常的眼动模式。权威人士认为[4]，这种异常的眼动行为可能与阅读困难有一定的因果关系。比较著名的研究[4]是帕夫利第斯的实验(1981)。实验中要求被试注视一排灯（共有5个灯），它们按照顺序变亮。帕氏发现，阅读困难者比正常的读者的注视次数多，回视次数多。因此他认为，阅读困难儿童在眼动控制上存在问题，负责行为顺序的中枢有缺陷。此外，对于阅读无能和眼动之间关系的研究已经进行了将近一个世纪，但新近研究[21]使研究者否定了眼动异常是阅读无能的成因，而是通过眼动模式的分折，探求阅读无能儿童在认知策略上的缺陷，把眼动的无顺序性、无系统性归因于阅读无能者的短时记忆容量小、“押宝式”的探究以及认知风格上的冲动性。
对这些问题的关注，促使人们去思考解决的办法。有的研究者[21]曾对阅读无能者的眼动本身进行训练，试图缓解阅读无能的效果。结果表明这种做法是徒劳的。也有人[4]为改善阅读慢的读者水平而要加强眼动速度的训练。最简单的一种方法是用节拍阅读器使读物每次显示三分之一，促使被试按良好的模式进行眼动。安德森等人摄制了模拟阅读条件的影片，影片上有一个区域，它以有规律的跳跃动作沿字行前进，被试的眼睛跟随这个区域运动。经过眼动训练的实验表明：通过眼球运动的训练可以提高阅读速度。