一年级小学生阅读知觉广度的眼动研究*

2021-11-30李赛男闫国利王亚丽赵淑萍

心理与行为研究 2021年5期

李赛男闫国利 ,3 王亚丽刘敏赵淑萍

(1 教育部人文社会科学重点研究基地天津师范大学心理与行为研究院，天津 300387) (2 天津师范大学心理学部，天津300387) (3 学生心理发展与学习天津市高校社会科学实验室，天津 300387) (4 天津市第一中学，天津 300054)(5 聊城大学教育科学学院，聊城 252000) (6 天津工业大学附属小学，天津 300380)

1 引言

在阅读时，读者只能从有限的空间范围内获取并加工信息，McConkie和Rayner（1975）将这一有限的信息提取范围称为阅读知觉广度。研究者通过移动窗口范式对不同文字系统的知觉广度研究发现，拼音文字中，知觉广度为注视点左侧4个字符，右侧15个字符（McConkie & Rayner,1975, 1976; Rayner, Well, & Pollatsek, 1980; Rayner,Well, Pollatsek, & Bertera, 1982），在汉语阅读中，知觉广度为注视点左侧1个汉字，右侧3个汉字（Inhoff & Liu, 1998）。可以看出，阅读知觉广度在不同的书写系统中存在不对称性的特点。

读者在阅读中的信息提取范围与阅读技能有关。与成人相比，小学生的阅读技能水平较低，处于阅读的发展阶段，从副中央凹处提取信息的范围小于成人。Rayner（1986）发现，在阅读英语时，二年级与四年级学生的知觉广度为注视点右侧11个字符（六年级与成人的阅读知觉广度为注视点右侧14个字符）。对芬兰语与德语的研究也得到了相同的趋势（Häikiö, Bertram, Hyönä, &Niemi, 2009; Sperlich, Meixner, & Laubrock, 2016;Sperlich, Schad, & Laubrock, 2015）。拼音文字（如英语）受其信息密度小和词长的影响（Feng,Miller, Shu, & Zhang, 2009），测量不同年龄读者的阅读知觉广度（以字符为单位）容易出现差异。而汉语的书写单位是汉字，信息密度大且每个字占据相同的区域（Zang, Liversedge, Bai, & Yan,2011），因而测量不同阅读能力读者的汉语阅读知觉广度不易出现明显差异。闫国利、李赛男、王亚丽、刘敏和王丽红（2018）发现小学二年级学生的阅读知觉广度为注视点右侧1～2个汉字。Yan，Li，Su，Cao和Pan（2020）发现三年级小学生可以从注视点右侧2个字的范围内提取信息。熊建萍、闫国利和白学军（2009）发现五年级学生的知觉广度为右侧2～3个字。这说明，阅读技能调节着知觉广度的大小，随着阅读能力的提高，儿童的知觉广度逐渐趋近于成人。

与阅读能力水平较低的学生相比，高水平的读者由于具有较高的词汇质量表征（Perfetti,2007），对中央凹处信息的提取与解码速度较快，因而有更多的注意资源加工副中央凹处的信息，使得注视点右侧的知觉广度范围扩大（Veldre &Andrews, 2014）。而对处于学习阅读起点的一年级小学生来说，他们刚开始识字和积累识字量（温儒敏, 2016），初步学习阅读技能，其阅读对象从幼儿时期的绘本转向文本（Chall, 1983）。此外，一年级学生需要学习如何将注意集中于当前阅读的文本上，如何快速提取当前所注视字词的信息，以及如何控制阅读时眼睛的注视与眼跳，而上述过程可以通过考察一年级小学生的阅读知觉广度来获悉。因此，探讨一年级小学生的阅读知觉广度，可以深入了解其在学习阅读过程中的特征，从而全面准确地反映其当前阅读行为的特点。

由于刚开始学习阅读的一年级小学生个体差异较大，所以当他们阅读与其阅读能力相适应的简单句子时，会在阅读速度上有所体现。因为阅读速度的计算方式为读者的阅读时间（包括注视时间和眼跳时间）除以句子字数，所以该指标能全面反映读者在阅读过程中的个体差异。Häikiö等（2009）的研究发现，阅读速度快的小学生（二年级、四年级、六年级）阅读芬兰语的知觉广度均大于阅读速度慢的同年级小学生。但也有研究表明，小学生的一些典型的个体差异不影响其阅读知觉广度，如五年级学优生与学困生的阅读知觉广度相同（Underwood & Zola, 1986）。基于此，本研究推测，与阅读速度慢的小学一年级学生相比，阅读速度快的学生对中央凹区域信息提取速度快，有更多的注意资源处理注视点右侧的信息，因而快速读者的阅读知觉广度更大；如果阅读速度快的学生采取加快对中央凹区域信息提取速度，而不是扩大处理注视点右侧的信息，那么快速与慢速小学生的阅读知觉广度一样。

本研究选用适合一年级小学生阅读的简单句子，通过移动窗口范式探讨了一年级小学生的阅读知觉广度。确定初学者的阅读知觉广度，能为模拟各阅读眼动模型和解释儿童的阅读行为提供直接依据。在构建阅读眼动模型（如E-Z读者模型、Chinese reading model）时（Li & Pollatsek,2020; Reichle, Pollatsek, & Rayner, 2006），研究者需要确认读者的知觉广度，继而确定眼动模型需要处理的信息数量（如词汇数量），并在此基础上模拟读者提取词汇所需要的时间和计划下一次眼跳的位置等阅读过程。确定一年级儿童的阅读知觉广度也可以为教师开展一年级学生的阅读教学提供依据，特别是如何引导一年级学生来调控其阅读时的注意与知觉范围，避免过分强调扩大一次注视的字数而干扰其阅读能力的发展。

2 研究方法

2.1 被试

2.2 实验材料

为确保实验句子难度与被试阅读能力匹配，从一年级课本中选取故事作为实验材料，并请5名一年级语文教师根据该年级学生的水平对实验句子的难度（5点评定，1代表“非常简单”，5代表“非常困难”）与主题熟悉性（5点评定，1代表“非常不熟悉”，5代表“非常熟悉”）进行评定。根据结果，选出了48个句子作为正式实验材料。实验材料的难度是1.3，主题熟悉性是2，符合实验要求。

采用拉丁方平衡设计对实验材料与窗口呈现顺序进行平衡。将48个实验句分成4组，每组均有4个窗口条件，每个窗口条件有12句话。此外，随机在25%的句子后面设置简单的“是/否”判断题，从而保证被试认真阅读。使用“※”作为掩蔽符号。

2.3 实验仪器

采用Eyelink 1000 Plus型眼动仪记录眼动行为（采样率为1000Hz）。刺激呈现在液晶显示屏上，屏幕刷新率为120Hz，分辨率为1024×768像素，实验材料使用宋体呈现，每个汉字在屏幕上的大小为29×29像素，所对应的视角为0.92°。只记录被试的右眼眼动轨迹。

2.4 实验设计与程序

2.4.1 实验设计

单因素四水平（窗口条件：R0、L1R1、L1R2 、FL）被试内实验设计。

2.4.2 窗口设置

窗口设置见图1。R0，即一个字的可视窗口，被试阅读时只能看到注视点处的一个字；L1R1，即三个字的可视窗口，被试能看到注视点处一个字和注视点左右各一个字；L1R2，即四个字的可视窗口，被试能看到注视点处一个字和注视点左侧一个字右侧两个字；FL，即控制条件，句子完整地呈现给被试。注视点用“*”表示。

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图1 窗口条件示意图

2.4.3 实验程序

单独施测。首先让被试坐在距离显示器屏幕70 cm的位置，调整眼动仪和托架，让被试以舒适的姿势坐好，主试向被试讲解实验指导语。使用三点校准对被试的眼睛进行校准。在正式实验前，选取8句话作为练习句子，每个窗口条件有2句话，从而让被试熟悉实验流程。整个实验持续30分钟。

2.5 分析指标

参考以往研究（巫金根, 刘志方, 刘妮娜, 黄发杰, 2020; Häikiö et al., 2009），把阅读速度作为确定知觉广度的参考指标。阅读速度是考察阅读知觉广度最为精细的指标（Rayner, 1986）。为考察不同窗口条件下的眼动变化，对总注视时间（指读者在句子阅读过程中的所有注视点的时间总和）、注视次数（指读者在阅读过程中句子被注视的总次数）、向右眼跳距离（向右眼跳的两次相邻注视点之间的距离）等眼动指标进行了分析（闫国利等, 2013; Rayner, 1986）。

3 结果

3.1 数据处理

所有被试的阅读正确率均在80%以上，说明被试可以准确理解句子。根据以下标准（Bai, Yan,Liversedge, Zang, & Rayner, 2008）对数据进行剔除：（1）眼动追踪失败；（2）注视时间小于80ms或大于1200ms的数据；（3）平均数在三个标准差之外的数据；（4）注视次数小于3的试次。删除数据占总数据的5.1%。

本研究将FL作为控制条件，将其他窗口条件与FL进行对比，从而确定一年级学生的阅读知觉广度。根据移动窗口范式的假设，当某一窗口大小可以使读者获取足够多的信息时，读者在这一窗口条件下的阅读表现与控制条件没有显著差异（Rayner, 1998）。使用线性混合效应模型（LMM）对阅读速度、阅读时间与眼跳距离等连续性变量进行分析，使用广义混合模型（GLMM）对注视次数进行分析。本研究使用R（Version 3.6.1）环境下的 Lme4包（Version 1.1.21）（Bates, Mächler,Bolker, & Walker, 2015）对实验数据进行分析。本研究建立以窗口为固定效应，被试与项目为随机截距的最简模型。

3.2 一年级小学生的知觉广度

一年级小学生在不同窗口条件下阅读速度与眼动指标的平均数与标准差如表1所示。

表1 一年级小学生在不同窗口条件下的阅读指标平均数

（1）阅读速度。R0窗口条件下的阅读速度显著慢于其余三种窗口条件（|t|s＞2.00,ps＜0.01），而L1R1条件下的阅读速度与FL没有显著差异（b=−2.65,SE=2.98,t=−0.89,p=0.37），L1R2窗口条件下的阅读速度与FL不存在显著差异（b=1.85,SE=2.98,t=0.62,p=0.54）。这说明一年级学生的知觉广度为注视点左右侧各一个字。

（2）眼动指标。在总阅读时间、注视次数与向右眼跳距离上，窗口的主效应表现为，R0窗口条件下的总注视时间最长，注视次数最多，向右眼跳距离最短，与其他三种窗口条件下均存在显著差异（|t|s＞9.50,ps＜0.01）。

在总阅读时间上，L1R1、L1R2和FL窗口之间的总阅读时间均无显著差异（|t|s＜1.00,ps＞0.05）；L1R1窗口条件下的注视次数要显著多于FL（b=0.08,SE=0.02,z=3.72,p＜0.001），而L1R2和FL窗口之间的注视次数无显著差异（b=0.03,SE=0.02,z=1.43,p=0.15）；在向右眼跳距离上，L1R1窗口下的向右眼跳距离显著短于FL窗口下的向右眼跳距离（b=−0.24,SE=0.04,t=−6.55,p＜0.01），L1R2与FL窗口下的向右眼跳距离差异不显著（b=0.01,SE=0.04,t=0.19,p=0.85）。

3.3 一年级学生快慢读者的知觉广度

参考前人的研究（Rayner, Slattery, & Bélanger,2010; Wang, Yan, Wang, Jia, & Inhoff, 2021），把控制条件下的阅读速度进行中位数分割，将被试分为快速读者（平均阅读速度为141字/分钟）和慢速读者（平均阅读速度为87字/分钟），两者的阅读速度存在显著差异[t(11)=4.00,p＜0.05]。分组后进行2（组别）×4（窗口条件）两因素分析。不同窗口条件下阅读指标的平均数与标准差如表1所示。

（1）阅读速度。阅读速度的主效应显著，快速读者的阅读速度要显著快于慢速读者（b=−31.10,SE=7.94,t=17.98,p＜0.01）；窗口的主效应显著（ps＜0.01），即R0窗口下的阅读速度最慢，随着窗口的增大，阅读速度增快。窗口与组别的交互作用主要表现在，与FL条件相比，快速读者受到R0窗口的限制效应要显著大于慢速读者（b=33.50,SE=5.97,t=5.61,p＜0.01）。经简单效应分析发现，对于快速与慢速读者来说，R0下的窗口阅读速度均显著低于 FL 条件（|t|s＞8.85,ps＜0.01），L1R1、L1R2条件下的阅读速度与FL条件下的差异均不显著（|t|s＜1.20,ps＞0.21）。这表明了快速与慢速读者的知觉广度均为注视点左右各1个汉字。

（2）眼动指标。在向右眼跳距离上，组别主效应不显著（b=−0.01,SE=0.12,t=−0.12,p=0.91）；在注视次数上，快速读者的注视次数要显著少于慢速读者（b=0.23,SE=0.58,z=3.90,p＜0.01），且总注视时间要显著少于慢速读者（b=0.31,SE=0.08,t=4.08,p＜0.01）；在三项眼动指标上，窗口的主效应主要表现为，与其他窗口相比，R0窗口条件下的向右眼跳距离最短，注视次数最多，总阅读时间也最长，随着窗口的增大，眼跳距离增大，注视次数与注视时间均减少。

在向右眼跳距离上，与FL窗口条件相比，快速读者受到L1R1与L1R2窗口的限制效应要显著大于慢速读者（|t|s＞2.12,ps＜0.05）。对于快速读者来说，所有窗口条件下的向右眼跳距离均显著小于 FL 条件（|t|s＞2.25,ps＜0.05）；对于慢速读者来说，R0和L1R1条件下的眼跳距离要显著小于FL 条件（|t|s＞3.40,ps＜0.001），而 L1R2条件下的眼跳距离要显著大于FL条件（b=0.14,SE=0.05,t=2.94,p=0.003）。在注视次数上，对于快速读者来说，窗口R0与L1R1条件下的注视次数要显著少于 FL（|z|s＞2.29,ps＜0.05），而 L1R2 条件与FL不存在显著差异（b=0.34,SE=0.69,z=0.50,p=0.62）；对于慢速读者来说，R0与FL条件下的注视次数存在差异（b=2.73,SE=0.90,z=3.04,p＜0.001），其余窗口条件与FL不存在显著差异（|z|s＜1.00,ps＞0.33）。在总阅读时间上，不管是何种读者，R0窗口条件下的阅读时间均显著长于FL 条件（|t|s＞8.50,ps＜0.001），而 L1R1与 L1R2条件下的阅读时间与FL均不存在显著差异（|t|s＜1.20,ps＞0.23）；与FL相比，快速读者受到R0窗口的限制效应要显著大于慢速读者（b=−0.23,SE=0.06,t=−4.15,p＜0.001）。

4 讨论

本研究考察了小学一年级学生的阅读知觉广度，其结果与已有对儿童知觉广度的研究（Häikiö et al., 2009; Rayner, 1986; Sperlich et al., 2016; Sperlich et al., 2015）结果一致，阅读速度、向右眼跳距离随窗口的增大而增加，总阅读时间、注视次数均随窗口的增大而减小。在阅读知觉广度上，本研究结果发现一年级学生的阅读知觉广度为注视点左右各1个汉字，表现出了对称性的特点。当根据阅读速度把一年级学生划分为快速与慢速读者时，结果发现他们均能从相同的阅读知觉广度内获取信息。

目前关于知觉广度的研究，通常使用阅读速度作为确定知觉广度的主要指标（Häikiö et al.,2009; Pan, Yan, & Laubrock, 2017; Rayner, 1986;Rayner, Castelhano, & Yang, 2009; Sperlich et al., 2015,2016; Su et al., 2020; Wang et al., 2021; Yan et al., 2020;Yan, Zhou, Shu, & Kliegl, 2015）。因此，本研究选取阅读速度作为知觉广度的指标，发现一年级学生的阅读知觉广度为L1R1，即3个汉字，小于成人的知觉广度（Inhoff & Liu, 1998）。

本研究发现小学一年级学生的知觉广度为注视点左右各1个字。Yan等（2020）发现，小学三年级学生的阅读知觉广度为注视点左侧1个字，右侧2个汉字。闫国利、王丽红、巫金根和白学军（2011）发现小学五年级学生的知觉广度为左侧1个字，右侧2个字。这说明中文读者的知觉广度可能是一个从对称到不对称的发展过程。未来研究可以通过设置不同的窗口，比较不同年级的阅读知觉广度，来探讨知觉广度是否经历了从对称到不对称的发展模式。

为什么一年级小学生的知觉广度具有对称性的特点？第一，Rayner（1986）认为，低年级学生从左向右阅读文本的习惯在逐渐形成，因此初学者阅读从左向右的句子与从右向左的句子的难度一致。本研究认为，相比于高年级的学生，一年级学生的主要学习任务是识字与写字（温儒敏,2016），其阅读经验较少，他们从左向右阅读文本的习惯也处在形成过程中，他们在阅读中可能会采用将注意资源平均分配到注视点左右两侧信息上的策略，从而表现出阅读知觉广度的对称性。第二，阅读初学者，尤其是一年级学生处于阅读发展的初始阶段（Chall, 1983），词汇识别能力较弱。根据中央凹负荷假说（Henderson & Ferreira,1990），如果一年级学生在加工中央凹处信息时使用了较多的注意资源，那么分配到副中央凹处的注意资源便会减少，表现为一年级学生副中央凹信息的加工能力较弱，因此只能从注视点右侧一个字的范围内提取信息，知觉广度从而表现出了对称性的特点；但随着学生词汇知识增多，他们能够将更多的注意资源分配到注视点右侧范围并能提取信息，其副中央凹的信息加工能力增强，表现为能够从注视点右侧2～3个字范围内提取信息（闫国利等, 2018; Inhoff & Liu, 1998; Yan et al.,2020），从而使高年级学生的阅读知觉广度表现出不对称的特点。

本研究发现，一年级快速与慢速读者的知觉广度相同，均为注视点左右侧1个汉字。这一研究结果与Häikiö等（2009）研究结果不一致，但与Underwood和Zola（1986）的研究结果一致。虽然一年级快速与慢速读者均能从注视点左右相同的范围内提取信息，但快速读者的阅读速度要显著快于慢速读者。这说明，与一年级慢速读者相比，一年级快速读者表现出能快速提取当前中央凹区域信息的优势，但是，由于该阶段的学生处于初始阅读与解码阶段，正在逐步提高阅读时的眼动控制能力和养成从左向右阅读文本的习惯，因而他们并未采取把更多的注意资源用于处理副中央凹区域信息来提高阅读速度的策略，而是采取加快提取中央凹区域信息并快速转移至下一个注视点从而提高阅读速度的策略。该策略的选择符合一年级小学生阅读情况和眼动控制能力，并可能使得一年级快速读者与慢速读者的阅读知觉广度一致。