多媒体学习研究中眼动跟踪实验法的应用

近年来,眼动跟踪技术以其可以直接跟踪学习者的视觉认知过程的特点为越来越多的多媒体学习的相关研究所选用。在分析了传统认知行为实验方法的特点和眼动跟踪技术的优势的基础之上,详细论述了多媒体学习研究中眼动跟踪实验设计需要注意的几个问题,具体包括眼动跟踪实验与传统认知行为实验相结合、将眼动跟踪实验置于完整的教学系统中、仪器设备选用、眼动指标选取和数据分析方法,以期对今后的相关研究起到一定的参考和借鉴作用。     

眼动追踪技术在多媒体学习中的应用:2005—2015年相关研究的综述

近年来,眼动仪智能化程度不断提高,眼动追踪技术在多媒体学习研究领域中应用的程度也随之提高。通过对2005—2015年文献的总结,揭示了眼动追踪技术在多媒体学习研究中的应用。对研究中所使用眼动指标的统计表明,时间指标(如注视时间)的使用是最多的,其次是量值指标(如注视点个数),而空间指标(如注视位置)则用得较少。另一方面,对内容的分析,发现眼动追踪技术主要被用于探究六个多媒体学习的主题:即媒体材料,动画,媒体组合,色彩,提示信息,先前经验和情绪的影响。利用眼动追踪技术,通过考察多种多媒体表征环境下的学习者,可以探究多媒体学习中学习者的潜在心理进程,为教育研究者将多媒体学习结果和相关的认知加工过程联系起来提供了一个便捷的途径。     

基于眼动追踪技术的在线学习认知负荷量化模型研究

与传统课堂学习相比,在线学习具有信息量大、复杂度高的特点,对在线学习者的学习效果具有一定的负面影响。在分析认知负荷与眼动追踪技术的基础上,文章结合注视时间、注视点个数、瞳孔直径等三项眼动指标,构建了基于眼动追踪技术的在线学习认知负荷量化模型。随后,文章通过在线学习环境下的学习者认知负荷测试实验,结合大量眼动实验数据,验证了量化模型的可行性和准确性。基于眼动追踪技术的在线学习认知负荷量化模型的提出,可为生理指标测试工具应用于在线学习提供有价值的理论参考。     

多媒体学习中表征认知负荷的眼动指标研究

通过眼动设备进行认知负荷的测量已成为认知负荷测量的重要方法 ,尽管相当多的研究依赖眼动仪输出的测量数据进行认知负荷表征,但究竟哪些眼动数据能够准确表征学习者认知负荷状态并没有明确的指标。研究采用循证研究的元分析方法,对62篇国内外实验研究文献进行量化分析,系统检验认知负荷对眼动各项指标的影响,探究可以表征多媒体学习中认知负荷状态的眼动指标。研究发现：（1）纳入研究的总效应值为0.547(k=318),表明整体上眼动指标受认知负荷影响较大;（2）将不同测量指标作为调节变量分析,发现瞳孔直径等15项具有较大效应值的眼动指标能够较好地表征学习者的认知负荷状态;（3）在其他调节变量分析中,发现低于60Hz的采样率更适用于多媒体学习中认知负荷的测量,而知识性质和认知负荷来源不存在调节效应。     

教学动画情绪设计对认知加工影响的实证研究

情绪是整体学习不可或缺的一部分。文章从拟人化程度、表情丰富程度两类情绪设计元素出发,探究教学动画情绪设计对学习者认知加工过程与学习效果的影响,并借助眼动追踪技术,记录和揭示学习者整个学习过程的潜在认知方式。通过眼动追踪与实验分析发现:诱发学习者较高积极情绪的是拟人化且表情丰富设计,而拟人化不能单独诱发积极情绪,只有与表情丰富度相结合才能诱发积极情绪;促使学习者认知加工投入最高的是高拟人表情丰富设计,其次分别是低拟人表情丰富设计、高拟人表情单一设计和低拟人表情单一设计;促进学习者认知迁移的是表情丰富度设计、拟人化设计。研究结论对教学动画设计开发实践具有一定的参考价值。     

媒体组合与学习步调对多媒体学习影响的眼动实验研究

多媒体学习已经成为一种发展趋势,但是关于多媒体学习是否有效的研究,并未得到一致结论。只有依据人的心理生理活动方式设计的多媒体教学信息,才可能使学习者进行有意义的学习。而目前关于多媒体学习的研究,研究者大多采用传统的问卷调查、学习后的测试等方法进行,对技术的关注超越了教育理论以及心理理论的研究,对于最能反映学习过程的学习者的视觉和听觉心理生理极少关注。本文结合Mayer的多媒体学习生成理论和认知负荷理论,利用现代眼动记录技术,从视觉心理生理的层面,揭示媒体组合与学习步调对多媒体学习者的信息加工、认知负荷和学习效果影响的基本规律,为多媒体学习的研究提供心理学依据,并为多媒体教学设计和资源开发提供有效的建议。     

网络教学视频字幕设计的眼动实验研究

网络教学视频常见的字幕设计方式包括无字幕、全字幕和概要字幕三种形式。文章将45名大学生随机分为三组,分别使用三种字幕设计的两种知识类型(陈述性、程序性)的网络教学视频进行学习,使用眼动仪实时记录学习者的视觉认知过程,并对学习者的学习效果进行测试。结果表明:陈述性知识视频的全字幕能帮助学习者获得最多的学习数量,学习数量与字幕区的眼动指标正向相关,概要字幕则会帮助学习者取得最好的学习质量;程序性知识视频的概要字幕能够帮助学习者取得最多的学习数量和最好的学习质量,其余两字幕组的学习效果与视频区眼动指标正向相关。     

在线测评中学习者认知风格与视觉注意关系研究

文章通过开展眼动实验研究,探讨了在线测评环境中认知风格与视觉注意模式之间的关系,并尝试通过认知风格和眼动行为数据对学习者的答题结果进行预测建模.结果表明:学习者的认知风格类型不会对其测评结果产生影响;学习者的认知风格与其在测评过程中的视觉注意模式密切相关;不同认知风格的学习者的视觉注意模式会受测评题目类型和难度的影响;...     

"三分屏"网络课程界面的眼动实验研究

“三分屏”是当前网络课程界面中普遍使用的一种呈现方式,本文对这种界面的有效性进行实验研究。结合Mayer的多媒体学习理论和认知负荷理论,运用眼动追踪技术,从认知心理学的层面探讨“三分屏”网络课程中教师形象的呈现方式对学习者的信息加工、认知负荷和学习效果的影响,试图揭示网络学习的基本规律,为网络课程的有效设计提供参考。     

网络课程的网页布局与导航样式对学习影响的眼动实验研究

Web网页是网络课程重要的人机界面,其布局和设计直接影响学习者的学习效果.本文从眼动心理学角度,利用眼动实验研究学习者利用网络课程学习的视觉搜索行为,测量学习者在3种常见的网页布局及其导航样式下学习时的眼动数据,探讨网页布局对网络学习的影响.通过记录注视次数、注视持续时间等6项眼动指标,并结合态度测量,试图揭示学习者学习时的眼动心理生理基本特征,以期找出适宜的网页布局形式和导航样式,为网络课程的设计和开发提出有效建议.实验研究表明：（1）T字型布局有利于学习者进行视觉搜索;（2）国字型布局更有利于学习者对知识的认知加工;（3）学习者进行视觉搜索时兴趣区集中在导航区,进行知识学习时兴趣区集中在主体内容区;（4）学习者在国字型布局下能取得更高的正确率.     

学习困难儿童观看图片的眼动研究

本文探讨了学习困难儿童(学困儿童)观看图片过程的认知加工及眼动特性。要求被试观看图片后回答相关问题,并对观看过程中的眼动情况进行记录。结果发现,与学习优秀儿童、学习一般儿童相比,学困儿童提取图片信息的效率低,完成认知任务的质量差;在眼动参数上,学困儿童的注视次数多,眼跳距离小,与其他两组儿童相比差异显著。结果提示,学困儿童认知加工效率低与眼动模式差关系密切。     

基于智能Agent的远程学习者情感与认知识别模型——眼动追踪与表情识别技术支持下的耦合

情感与认知状态的准确识别是实现远程学习者与教学Agent有效互动的基础。只有有效识别出学习者的情感与认知状态,教学Agent在改变学习者行为态度、帮助学习者获取和理解知识、支持学习者认知发展方面才能取得预期的效果。现有的教学Agent普遍存在两方面问题:一是缺乏情感交互性,容易使远程学习者产生厌倦情绪;二是认知推断功能薄弱,对学习效果的促进作用不稳定。这主要是由于Agent对学习者状态的识别不够充分造成的。已有的学习者状态识别方法虽然在学习者情绪状态的识别方面各有优势,但却无法同时检测学习者的视域、学习情绪与认知状态。学习者的眼动追踪数据是判断学习者实时状态的重要指标,也是学习者与Agent进行情感交互的重要依据。结合表情识别和眼动追踪技术构建的基于智能Agent的远程学习者情感与认知识别模型,将眼动追踪与表情监控迭代识别、情感与认知识别过程相耦合,以提高远程学习者状态的识别准确率,改进Agent对学习者的情感和认知支持,为智能教学Agent与远程学习者交互机制的研究提供新的思路和方法。     

反馈的情绪设计对视频学习的影响机制研究

反馈作为交互式教学视频的重要环节,对学习者视频学习的情绪状态和学习效果的影响不容忽视.为了探究不同形式反馈(证实性、指导性)的情绪设计(中性、积极)对视频学习的影响机制,借助情绪测试仪、眼动仪、问卷和测试题对112名被试的情绪状态、视觉认知过程、学习体验与效果进行了跟踪测试.结果表明:指导性反馈比证实性反馈更有利于激发学习者的积极情绪,且能有效引导学习者的视觉认知加工、分配更多的注意力到关键区域,进而提升学习的质量;对反馈进行积极的情绪设计不仅能有效诱发学习者的积极情绪,还能增加相关认知负荷,使其投入更多的认知资源;指导性反馈与积极情绪设计的组合更能显著提升整体学习效果.据此,提出反馈设计的三条优化策略,旨在为改善视频学习的情绪体验和效果提供参考和借鉴.     

网络视频公开课程学习行为眼动实验研究

为了研究网络环境中不同媒体对学习者学习行为的影响,该研究使用眼动实验采集网络学习者的学习行为数据,测验其学习结果,分析所得实验数据,利用信息加工理论和认知负荷理论分析不同媒体构成的网络课程学习者的学习行为特点,比较不同媒体对学习者学习行为和学习结果的影响,为网络课程的设计开发和网络教学设计提供参考,为远程学习者的在线学习提供建议。     

学习困难儿童视觉搜索的眼动研究

本研究利用眼动记录技术,探讨学习困难儿童(学困儿童)视觉搜索过程的眼动特性。要求被试搜索结束后报告搜索结果。结果发现,与学习优秀儿童、学习一般儿童相比,学困儿童视觉搜索的效率低。在视觉搜索的眼动模式上,学困儿童注视次数多,与其他两组儿童差异显著。结果提示我们,学困儿童的眼动效率低与视觉搜索效率低关系密切。     

英文阅读中汉-英双语者词切分影响下的眼动研究

本研究以英语语言学、认知语言学、心理语言学、教育学等理论为基础,立足汉-英学习者的阅读学习以及英语教学的实际,分析切分法对汉-英学习者英文阅读过程中产生的影响,采用文献法、观察法、实验法等研究方法,采取不同的切分方式使用眼动仪对汉-英被试者进行英文阅读的眼动观察,以此发现汉-英双语者在英文阅读中的眼动特点及规律,从而探究提升英文阅读绩效的方法。     

未成年人不同阅读介质的眼动行为比较

随着数字化阅读的迅猛增长,传统纸质媒体与数字化媒体已经成为学习者获取学习资源的两种重要介质。电子课本作为数字化阅读与学习范式变革在基础教育领域中应用的产物,其应用效果受到人们的期待。电子课本如何促进学习？它对人的影响与纸质课本有何不同？基于梅耶多媒体学习理论,以电子课本和纸质课本两种阅读介质为例,对未成年人阅读过程中的眼动行为进行比较实验,结果表明：未成年人阅读纸质课本和电子课本的注意力分配有差异;电子课本阅读促进了更积极的交互,其测验成绩显著高于纸质课本,正文的观察时间和注视次数与测验成绩显著相关,但同时也增加了外在认知负荷。因此,设计人员在设计电子课本时应该兼顾学习者注意的广度和深度,实现各种多媒体学习内容的优势互补;家长和教师应该了解数字化阅读特点,适当引导未成年人的电子课本使用。     

社交学习网络中基于学习认知的情感交互研究

在分析社交学习网络特点的基础上,文章探讨了情感识别与学习者学习状态之间的关系;通过将学习者脸部表情、眼动、人体姿态与情感图文等多模情感作为识别的指标,并结合学习者的学习认知状态和学习行为,构建了社交学习网络情感交互模型。该模型可以促进学习者的认知发展,支持大规模的远程学习;也可以对社交学习网络进行更好的监督与指导,为该网络在学习上的应用提供新思路与新方法。     

眼球追踪:模式、技术和应用

眼球追踪技术是当代心理学研究的重要技术,广泛运用于实验心理学、应用心理学、工程心理学、认知神经科学等领域.采用文献分析的方法,阐述了3种眼球运动的基本模式:注视、眼跳和追随运动;界定了眼球运动的测量指标,如眼动轨迹图、眼动时间(注视时间、眼跳时间、回视时间等)、眼动方向和距离、瞳孔直径.特别探讨了眼动技术和神经电生理技术的结合,如眼动和ERP单独记录、ERP结合EOG分析、眼动和ERP同步记录,以及不同记录技术的优点和缺陷.在此基础上,阐述了眼动追踪技术在心理学不同领域中的应用,如发展心理学、教育心理学、消费心理学、交通心理学等.     

眼动研究在数学学习困难领域的应用

眼动研究凭借先进的技术优势,通过眼动轨迹的实时记录和眼动指标的精确分析,在揭示学生对抽象数学知识的表征和提取加工方面具有明显的优越性.目前,眼动研究在数学学习困难领域的应用集中在3个方面:应用题解题过程的眼动研究;数字加工的眼动研究;空间与图形领域的眼动研究.随着科学技术的不断发展,眼动研究在数学学习困难领域会展现出更加广阔的应用前景.