基于眼动的孤独症儿童对常见手势反应的研究

张海丛 王梅 程建波

[摘 要] 通过佩戴TobiiⅡ眼镜式眼动仪，对7～14岁的30名孤独症儿童进行自然情境手势反应测试，并与7～8岁的30名普通儿童比较，探索孤独症儿童对自然情境中常见手势的反应，深入了解孤独症儿童的沟通问题。研究发现，与普通儿童比较，孤独症儿童对5个手势的反应得分均较差，两者有显著差异（F=12.799，P=0.000）;在5个手势反应中，他们对“夸奖”手势反应最正确，其次是“握手”手势，而对“过来”“起立”“再见”手势反应较差;有语言伴随可以提高对手势的反应得分;眼动研究发现孤独症儿童和普通儿童的注视点在“夸奖”手势上差异不明显（t夸=0.198，P夸=0.844），在“起立”手势上有明显差异（t起=7.464，P起=0.000）;“夸奖”和“起立”两个手势的初始注视位置有显著差异（χ2夸=10.214，P夸=0.006;χ2起=6.171，P起=0.046），普通儿童能注视到主要位置，孤独症儿童則不能。总之，孤独症儿童对常见手势的反应比普通儿童差，要发展其沟通交往能力，须在日常生活和课堂中配合语言并加强手势的理解与应用，同时可加强使用“夸奖”等具有积极意义的手势，以提高他们对交流对象的关注。

[关键词] 孤独症儿童;眼动;手势

[中图分类号] G 760  [文献标志码] A  [文章编号] 1005-0310（2020）02-0056-06

A Study of Eye Movements in Response to Common Gestures with Autism

Zhang Haicong1，Wang Mei1，Cheng Jianbo2

（1. College of Special Education，Beijing Union University，Beijing 100075，China; 2. Xinyuanli Branch School of Chaoyang Experimental Primary School，Beijing 100027，China）

Abstract： Compared with 30 ordinary children aged 7 to 8， 30 children with autism aged 7 to 14 were tested for response to common gestures by using Tobii II eyeglass instrument to explore the response of autistic children to common gestures in natural situations and to understand their communication problems. The results show： First， compared with ordinary children， autistic children have poor response to all five gestures， and there was a significant difference between the two （F=12.799， P=0.000）. Among the five gesture responses， autistic children have the most correct response to the praising （thumbs up） gesture， followed by the handshake gesture， and have poor response to the coming， standing and goodbye gestures. The presence of language can improve response scores to gestures.Second，eye movement studies found that there was no significant difference between the fixation point of autistic children and ordinary children in praising gestures （tpraise=0.198， P praise=0.844）， and there was significant difference in standing gesture （tstanding=7.464， P standing=0.000）.Finally，there were significant differences in the initial fixation position of the two gestures （χ2 praise=10.214， P praise=0.006;χ2standing=6.171， Pstanding=0.046） and the average child can gaze at the main position， compared with the autism who cant. In short， children with autism have a poorer response to common gestures than ordinary children. To develop their communication skills， the appropriate gestures should be added to the daily life and the classroom， and the understanding and application of gestures should also be strengthened. In order to attract better attention， the use of praising and other gestures with positive meanings can be particularly strengthened.

Keywords： Autistic children;Eye movement;Gesture

[收稿日期] 2019-11-01

[基金项目] 教育部人文社会科学规划基金项目（14YJAZH077）。

[作者简介] 张海丛（1969—），女，天津市人，北京联合大学特殊教育学院副教授，主要研究方向为特殊儿童认知特点与教育;程建波（1996—），男，北京市人，北京朝阳区实验小学新源里分校教师，主要研究方向为特殊儿童的教育与训练。

[通讯作者] 王梅（1968—），女，河北唐山人，北京联合大学特殊教育学院教授，主要研究方向为孤独症儿童教育与康复训练。E-mail：meiwang302@sohu.com

随着社会和经济文明整体水平的提升，特殊教育和康復事业都得到进一步发展，孤独症作为特殊的教育和康复对象在当今社会受到广泛关注。他们存在严重的沟通和交往问题，而手势是人类交流的辅助系统，常见手势更是约定俗成的信息表达方式，是人们常用的一种交流手段，发展孤独症儿童的手势交流对促进他们的沟通能力至关重要。

1 问题提出

手势沟通既是沟通的一种重要手段，又是情绪的载体，与表情配合有助于增加和交往对象的互动，获取更多信息，加深双方的理解与沟通[1]。为发展孤独症儿童的沟通能力，有必要对其手势理解与应用进行深入研究。

根据以往的研究，无语言的智力障碍儿童和孤独症儿童的手势在“质”上存在显著差异，智力障碍儿童的有意义手势明显多于孤独症儿童;孤独症儿童表示拒绝意义的手势很多[2]，且他们自发手势的种类单一并且数量不多，表象性手势在数量上明显较少、在质量上明显较差[3]。从Klin等进行的一项行为研究结果看，孤独症儿童并不偏爱联合言语的手势动作[4]，他们语言发育迟缓，手势与言语并不能像普通人一样表现出语义一致性[4]，因此，研究孤独症儿童的手势有助于揭示他们的语义理解能力的发展。

孤独症个体差异很大，国内外孤独症眼动研究多集中在其社会认知障碍方面[5]。李春阳等利用眼动技术报道了孤独症儿童存在特异性面孔认知模式[6]，发现孤独症儿童虽然表现出对面孔的注意偏向，但觉察速度显著慢于普通儿童;而陈顺森等研究发现孤独症儿童对自我面孔和他人面孔的注视时间并没有差异，且均比普通儿童观看面孔的时间短[7]。虽已有少量的研究使用了眼动技术，但至今还没有对佩戴眼镜式眼动仪在自然情境下进行手势的研究，且国内外对孤独症手势运用的研究比较缺乏，因此，有必要为了发展孤独症儿童的沟通能力而加强这方面的理论与实践研究。

2 研究设计

2.1 研究对象

2018年3—6月，本研究从北京市4所特殊学校选取7～14岁的30名孤独症儿童和丰台某小学7～8岁的30名普通儿童进行对比，对被试进行分组，分为孤独症儿童组（A组）和普通儿童组（B组）。在佩戴Tobii二代眼镜式眼动仪并进行校准的情况下，在有录像设备的教室里对A、B组分别进行测试，分别测试他们在没有语言伴随和有简单语言伴随情况下，对“起立、过来、握手、夸奖、再见”5个按自然沟通顺序出现的手势的理解和回应情况;观察反应并记录，并对眼动仪记录被试的初始注视点的位置、注视点变化轨迹、选定区域内注视点个数等数据进行统计分析，同时通过热点图分析孤独症儿童注视焦点的变化及其与普通儿童的差别。

2.2 研究方法

本研究采用测试法。测试工具是Tobii二代眼镜式眼动仪一台，测试内容是“起立、过来、握手、夸奖、再见”5个常用的、符合自然情境沟通交流顺序的手势。测试开始时被试已佩戴好眼动仪在座位上坐好，由“起立”手势开始，依次为“过来”“握手”“夸奖”“再见”，距离由远（相距2米左右）及近（相距1米以内）。在5个手势中，又分为有语言伴随和没有语言伴随两种情况，先测试无语言伴随的情况，再进行有语言伴随的测试，两次测试间隔2小时以上。由于孤独症儿童情绪稳定性较差，很难在佩戴眼镜式眼动仪的情况下配合测试，因此本研究只选取自然情境中的5个常见手势，未涉及需要长时间的、更复杂的测试情境和手势。

测试评分方法为：反应得分高低以在单位时间内对被试做出单独的手势后，被试反应的时间和正确程度来确定，在每个手势做出并停留两秒后开始计时。评分标准为：“起立、过来、握手、再见”的正确回应都是动作或相应的手势，夸奖的正确回应为“说‘谢谢或点头，或表现出被表扬的高兴、轻微害羞或惊讶的神态”。在1秒内作出相应的正确回应得3分，在2秒内作出正确回应得2分，在3秒内作出正确回应得1分，在3秒以上作出反应得0分，若作出错误反应和无反应的均得0分。

2.3 统计学分析

运用SPSS 20.0统计软件进行数据处理。不同儿童间的比较采用平均数差异检验，手势之间的差异比较采用方差分析，不同儿童与手势初始位置选择的关系采用卡方检验。

3 结果

3.1 孤独症儿童对常见手势反应的结果与分析

3.1.1

孤独症儿童与普通儿童对常见手势反应的研究结果

在测试中，从反应时间看，普通儿童均能在1秒内对手势作出反应，而孤独症儿童在不同手势上差异较大，对“夸奖”手势反应又快又好，对“起立”手势反应最慢。从反应内容看，孤独症儿童对不同手势的反应也不同，对“夸奖”手势反应最好，其次是“握手”手势，对“起立”“过来”“再见”手势的反应都较差，普通儿童对“起立”和“夸奖”手势反应最好，对“握手”“过来”和“再见”手势反应良好（详见表1）。测试中，孤独症儿童反应错误的具体表现为不搭理测试者而看向其他地方和听到测试者的指令却无动于衷两种，而普通儿童反应错误的具体表现为没听清或看清手势，要求测试者再次发布指令。

由表1和表2可见，与正常儿童比较，孤独症儿童的手势得分表现均不如普通儿童且有显著差异。就孤独症儿童组而言，得分高的是“夸奖”手势，在均值差方面，“夸奖”手势分数均为正，得分低的手势为“起立”手势，“起立”手势分数均为负。就普通儿童组而言，对“起立”和“夸奖”手势的反应好于“再见”“过来”和“握手”，对“过来”手势的反应最差。

3.1.2 不同手势的眼动测试结果分析

从表3可以看出，与普通儿童比较，从平均注视点

的测试结果（t夸奖=0.198， P夸奖=0.844;t握手=1.178，P握手=0.244）看，在“夸奖”和“握手”手势反应上两类儿童无显著差异，“夸奖”手势得到了孤独症儿童的更高关注（平均注视点34个，正常儿童32个），而其他3个手势平均注视点个数都与普通儿童有显著差异。

进一步分析“夸奖”和“起立”手势的初始注视位置，以更深入了解他们差距的原因，“夸奖”手势的大拇指位置突出，“起立”手势的指尖位置突出，初始注视位置反映了他们的主要关注点是否一致。从表4可以看出，“夸奖”手势（χ2=10.214，P=0.006）和“起立”手势（χ2=6.171，P=0.046）的初始注视位置对于孤独症组和普通儿童组来说都有显著差异，表明主要关注点不一致。 普通儿童注视位置在手势意义的核心点上（如“夸奖”手势主要在大拇指位置，“起立”在指尖位置），孤独症组反应错误与他们初始注视点偏离核心点有关，集中于其他位置较多，如手背、手臂甚至周围的事物。

3.2 语言伴随对孤独症手势理解的影响

如表5所示，无论有、无语言伴随，普通儿童对手势的正确反应平均分均明显高于孤独症儿童（t有=13.487，P有=0.000;t无=20.738，P无=0.000）。在无语言伴随情况下，两组被试均比有语言伴随出现了分数下降的情况，且差异显著（t孤=3.127，P孤=0.013;t普=3.155，P普=0.001）。本研究中的有语言伴随的手势测试是在无语言伴随的两个小时以后进行的，已尽可能排除之前测试的影响因素。可见语言与手势配合使用，在语义一致的前提下可以相互促进，这与马利军等[8]的研究结果是一致的。

3.3 热点图反映的研究结果

图1和图2为两类儿童的注视点热点图，热点图显示两类儿童对“起立”手势注视焦点为指尖，对“夸奖”手势注视焦点为大拇指，红色越多说明注视点越多且时间较长，它直观反映出普通儿童对这两种手势的注视远远好于孤独症儿童。

4 讨论

4.1 增加手势的使用对孤独症思维发展的影响

根据杨静等学者的以往研究，手势可反映一定的思维加工过程，手势的使用和发展也能促进思维的发展[9]，如“过来”“请进”“起立”都表示了方位变化，有助于孤独症儿童理解并掌握方位词语。本研究结论进一步支持了前人的研究，孤独症儿童理解常用手势远远不如普通儿童，在日常交流中手势和方位词的使用都很少。而“起立”“握手”等手势的形象化有助于对事物的理解或對交流对象情感态度的理解，同时手势又较实物和图片具有抽象性，有助于表象的发展。因此在对孤独症儿童的课堂和日常生活中增加手势或模拟手势使用情境，可以锻炼孤独症儿童对手势的理解并提高反应速度。若与语言配合，可在一定程度上提高他们的具体形象思维能力。在对常用手势使用熟练后，即使面对从未见过的手势，也可能引发进一步的思考和语言应答。

4.2 影响本测试结果的因素分析

4.2.1 手势意义对研究结果的影响

5种测试手势中，具有积极手势意义的是“夸奖”和“握手”，具有中性手势意义的是“再见”“起立”和“过来”。在做出“夸奖”手势时，通常会伴随“你真棒”的语言，在做出“握手”手势的时候，会伴随“你好”的语言，这两个手势意义均为积极意义。通过积极意义手势得分和中性意义手势得分的情况，表明手势意义的积极、消极与中性对注视点可能有影响，这与何灿辉[10]的研究基本一致。本文因考虑负面意义的手势（如恐吓、厌恶或驱离等）对孤独症儿童情绪的不利影响，因此没有选取，今后可在自然情境下加强对负面手势反应方面的观察比较研究。

4.2.2 测试设计与实施对研究结果的影响

首先，要充分考虑熟悉程度对研究的影响，本研究在设计时事先抽测了7～10岁的12名孤独症儿童，对这5个手势的辨识度都在90%以上，而“走开”“打电话”“想想”手势的辨识度均低于50%，因为不熟悉的手势可能造成反应时间较长，因此要选取辨识度高的手势。

其次，要考虑测试距离和手势幅度等的影响。Annaz等的研究表明人脸视点重心效应影响视点转移[11]，孤独症儿童对面部表情的识别有差异，对手部动作的识别也有差异[12]。本研究虽是按照自然情境下手势出现的顺序进行测试设计，对测试距离、动作幅度变化等影响因素也进行了控制，但依然较难避免距离、位置对不同身高的学生产生一些影响，因此要尽可能排除距离近、位置前等因素。同时还应考虑呈现时间的影响，特别是最后的“再见”手势呈现时间较短，可能会影响到注视点的数量，这些在今后的测试中应加以更精确的控制。

4.2.3 情绪因素对研究结果的影响

利用眼动技术虽然可以洞悉孤独症儿童关注点的分配与变化，理解其认知过程，但也可能引起一定的情绪问题[13]。本研究在测试开始时设计了一个熟悉的环节，对测试者和眼动仪都要熟悉，让儿童明白戴眼镜不难受、不可怕，最好有一位与儿童亲密的人在场，

并提前设计好开场白。在学生情绪基本稳定的情况下开始测试，对于本研究是非常重要的前提条件。

总之，提高孤独症儿童整体的手势反应水平，才能使之真正成为促进交流的重要帮手。一方面，要在教学中充分利用有积极意义的“夸奖”等手势，引发他们的关注;另一方面，要结合口语加强多种正面或中性手势的运用，促进沟通理解能力的发展，同时结合情境适当增加对偏负面手势的辨识，促进社交能力的发展。

[参考文献]

[1] BINDEMAN M， SCHEEPERS C， BURTON A M. Viewpoint and center of gravity affect eye movements to human faces[J]. Journal of Vision， 2009， 9（2）：7.

[2] 王梅，胡玉强.无语言的孤独症和智力残疾儿童自发手势的发展研究[J].中国特殊教育，2005（5）：73-77.

[3] 徐慧艳，陈巍，单春雷.自闭症儿童手势的心理学研究进展[J].中国临床心理学杂志，2014，22（5）：821-825.

[4] KLIN A， LIN D J， GORRINDO P， et al. Two-year-olds with autism orient to non-social contingencies rather than biological motion[J].Nature， 2009， 459（7244）： 257-261.

[5] 朱楠，黄钟河.我国特殊教育领域眼动研究综述[J].中国特殊教育，2016（9）：10-18.

[6] 李春阳，徐秀.儿童孤独症谱系障碍的眼动追踪研究进展[J].中国儿童保健杂志，2016，24（12）：1278-1280.

[7] 陈顺森，白学军，沈德立，等.背景性质对7-10岁自闭症谱系障碍儿童面孔搜索与加工的作用[J].心理科学，2012，35（4）：778-785.

[8] 马利军，张积家.语言伴随性手势是否和语言共享同一交流系统？[J].心理科学进展，2011，19（7）：983-992.

[9] 杨静.图形—背景理论视角下的空间方位手势隐喻研究：基于对国际大专辩论赛中手势语的分析[J].北方文學（下旬），2017（8）：207-210.

[10] 何灿辉.语文教师课堂手势语研究[D].长沙：湘潭大学，2009.

[11] ANNAZ D， CAMPBELL R， COLEMAN， et al. Young children with autism spectrum disorder do not preferentially attend to biological motion[J]. Journal of Autism and Developmental Disorders， 2012， 42（3）：401-408.

[12] KLIN A， JONES W， SCHULTZ R， et al. Visual fixation patterns during viewing of naturalistic social situations as predictors of social competence in individuals with autism[J]. Archives of General Psychiatry， 2002， 59（9）：809.

[13] ASBERG J J，GILLBERG C， FALCKYTTER T， et al. Face-viewing patterns in young children with autism spectrum disorders： speaking up for the role of language comprehension[J].Journal of Speech Language and Hearing Research，2014，57（6）：2246-2252.

（责任编辑 白丽媛）