语境因素对阅读时眼动控制的影响:来自汉语句子语境的证据

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摘要采用眼动记录法，探讨了语境因素对阅读过程中眼动的影响。实验为2（工作记忆容量：高、低）×2（语境：高预期性、控制性）×2（靶词：一致性、不一致性）混合因素设计。以首次注视时间、凝视时间、第二次加工时间以及向右跳的潜伏时间为因变量指标。结果发现：（1）在初步表征阶段，读者的眼动受低水平的视觉因素所控制；但在文章的整合阶段，眼动却由高水平的语义因素所控制；（2）工作记忆容量的高低影响读者整合阶段中的眼动。

关键词工作记忆，眼动控制，动眼模型，加工模型。

分类号B842.5

1问题提出

在阅读过程中，读者的眼睛注视过程与大脑的加工活动之间的关系比较复杂，目前，心理学家已提出了各自的眼动理论来解释阅读过程。眼动控制究竟是符合动眼模型还是加工模型，一直成为学者们争论的焦点[1]。

动眼模型主张在阅读中眼睛何时移动以及移动到什么位置主要是由低水平的视觉运动因素控制的，战略―战术模型是动眼模型中最著名的一种，该模型认为读者为了注视每个词的最佳视觉位置，他们在把眼睛从一个词移动到另一个词时会采取一定的战略，这是一种冒险型的阅读战略。为了弥补这一缺陷，读者也可能会采取一种更“谨慎”的策略。因而，再次注视的可能性是由低水平的视觉因素引起的，与高水平的语义加工无关[2]。最小控制模型认为注视时间和眼跳距离都不受言语或者认知因素控制，而是受文章编排的影响[3]。Yang和McConkie（2002）提出了在阅读领域中眼跳产生的推―拉模型。眼跳是由眼球系统中不同元素之间竞争操作（推、拉）的结果，这一模型认为绝大部分的眼跳与词语加工是无关的[4]。

加工模型认为注视时间受词义和理解加工的影响。该模型包括McConkie提出聚光灯理论、E-Z读者模型等。聚光灯理论主张眼动受内部注意转移机制的控制，这种注意转移机制就像一个聚光灯。在阅读过程中，聚光灯会沿着阅读材料移动，当加工遇到困难时（如遇到低频词），聚光灯移动的速度就会降低或停止[5]。Morrison对聚光灯理论作了一些修改，认为眼动是由于成功地加工所导致，而不是因为遇到困难所引起的[6]。Reichle等人提出的E-Z读者模型认为，有许多变量影响眼动的时间和位置，阅读中的眼动大多由词汇通达引起[7]。E-Z读者模型继承了Morrison的模型中的一些思想，但对其进行了修改和完善。孙复川等人的研究表明，阅读过程中的眼动主要是由内容而不是由语言的视觉特征来决定的[8]。

为了验证阅读过程中眼动控制究竟是符合动眼模型还是加工模型，以及考察工作记忆容量对眼动的影响。如果被试对两种语境后一致性靶词的注视时间没有差异，对两种情境后不一致性靶词的注视时间也不存在差异，则说明此时语境并没有影响到读者的眼动，而只与低水平的视觉因素有关，即眼动控制符合动眼模型；若对两种语境后一致性靶词的注视时间存在差异，对两种情境后不一致性靶词的注视时间也存在差异，则说明眼动控制受到语境即高水平因素的影响，即眼动控制符合加工模型。本实验进行通过控制不同语境条件下靶词的笔画数，来探讨语篇因素对阅读时眼动控制的影响。

2方法

2.1被试

大学生24名，平均年龄为19.2岁，所有被试裸眼视力正常。

2.2实验仪器

实验仪器为美国应用科学实验室（ASL）生产的504型眼动仪，能对数据进行实时记录，平均每2毫秒采集一次。眼动仪与两台微机相连，一台用来呈现实验材料，另一台用来执行命令和处理数据。

2.3实验材料

实验材料共36个，由语篇和续句组成，语篇有两种：高预期性语境（A1）、控制性语境（A2）。续句有两种：含有与高预期性语境一致的靶词（B1），含有与高预期性语境不一致的靶词（B2）。

材料样例：这名富商一夜之间完全破产，他无法承受这样重大的打击，那天一大早起来他就来到公寓的顶层，富商跳楼（锻炼）的消息见报了。

这名富商一夜之间完全破产，但他相信自己有足够的能力可以东山再起，那天他来到公寓的顶层，富商跳楼（锻炼）的消息见报了。

让16名心理学专业的研究生对材料的语境预期性高低进行李克特5点评定，即从1“绝对不可能出现”到5“极有可能出现”，评定的结果具体见表1。

对他们所给的评价做配对样本t检验，t（35）＝23.638，p＜0.001。即靶词在高预期性语境与在控制性语境下出现的可能性之间存在显著的差异。

靶词全部为双字词，且词间距相等，对一致性和不一致靶词的笔画数进行统计，结果见表2所示。单因素方差分析表明，F（3,32）=0.511，p>0.05，说明不同语境下的一致和不一致靶词的笔画数差异不显著。

2.4实验设计

本实验采用2（工作记忆容量：高、低）×2（语境：高预期性、控制性）×2（靶词：一致、不一致）的混合因素设计，工作记忆容量为被试间因素，语境和靶词为被试内因素。

2.5实验程序

整个实验在眼动实验室进行，实验室具有隔音、匀光等功能，能保证实验在安静和舒适的环境中进行。本实验属于个别施测。

首先，测量被试的工作记忆容量。工作记忆容量的测量按Daneman和Carpenter提出的方法[8]进行测量。其次，让被试坐在距离显示器70cm处的椅子上，使其头部相对固定，进行眼校准。向被试宣读指导语和练习，在被试正确理解指导语后再进行正式实验。

2.6兴趣区的划分

本研究中将实验材料中的续句划分为4个兴趣区。具体如表3所示。

其中“富商”、“跳楼”、“的消息”、“见报了”分别为靶词前、靶词、靶词后和最后区域,即分别为兴趣区1，兴趣区2，兴趣区3，兴趣区4。

2.7眼动指标

（1）早期加工指标：首次注视时间，指在某一区域第一个注视点的注视时间。凝视时间，指第一次通过某一区域所有注视点注视时间的总和。

（2）后期加工指标：第二次加工时间，指通过某一区域的总注视时间减去第一次加工的注视时间。向右跳的潜伏时间，指在眼睛向右跳之前对某一区域总的注视时间。

3结果

用ASL提供的数据分析软件对全部数据进行整理，再用SPSS11.5软件进行统计分析。

3.1首次注视时间

经多因素方差分析表明，在首次注视时间这一指标上，工作记忆容量、语境和靶词的主效应不显著，而且交互作用也不显著。

3.2凝视时间

从凝视时间这一指标上来看，工作记忆的主效应显著，F（1,88）=22.850，p＜0.001。即高工作记忆容量被试在靶词区域的凝视时间显著短于低容量工作记忆的被试。

3.3第二次加工时间

各种实验条件下的第二次加工时间见表4所示。多因素方差分析表明：（1）工作记忆主效应显著，F（1,88）＝22.397，p＜0.001，即高容量工作记忆的大学生对靶词区域第二次加工的时间显著短于低容量工作记忆的被试。（2）语境主效应不显著。（3）靶词出现了显著的主效应，F（1,88）＝31.241，p＜0.001，即被试对一致性靶词的第二次加工时间显著短于不一致靶词的第二次加工时间。（4）语境和靶词的交互作用显著，F（1,88）＝122.210，p＜0.001。简单效应检验表明，被试对高预期性语境后一致性靶词区域第二次加工的时间显著短于控制性语境后的一致性靶词区域，F（1,46）＝75.483，p＜0.001，对高预期性语境后不一致靶词区域的第二次加工的时间显著长于控制性语境后不一致靶词区域，F（1,46）＝33.773，p＜0.001。（5）工作记忆、语境和靶词之间的交互作用不显著。

3.4向右跳的潜伏时间

各种实验条件下的向右跳的潜伏时间见表5。检验结果表明：（1）工作记忆容量的主效应显著，F（1,88）＝17.381，p＜0.001，即高容量工作记忆的大学生在文章的后期加工阶段，对靶词区域向右跳的潜伏时间显著短于低容量工作记忆的被试；（2）语境的主效应不显著；（3）靶词出现了显著的主效应，F（1,88）＝24.147，p＜0.001，即被试对一致性靶词的向右跳的潜伏时间显著短于不一致的靶词；（4）语境和靶词之间存在显著的交互作用，F（1,88）＝132.692，p＜0.001，简单效应检验表明，被试对高预期性语境后一致性靶词区域向右跳的潜伏时间显著短于控制性语境后的一致性靶词区域，F（1,46）＝101.272，p＜0.001；对高预期性语境后不一致靶词区域向右跳的潜伏时间显著长于控制性后不一致靶词区域，F（1,46）＝33.577，p＜0.001。（5）工作记忆、语境和靶词之间没有出现交互作用。

4讨论

4.1阅读中眼动受什么因素控制

动眼模型主张在阅读中眼睛何时移动以及移动到什么位置主要是由低水平的视觉运动因素控制的[2,4]，加工模型认为注视时间受词义和理解加工的影响[5,8]。为此，在本实验中，我们对语境因素和靶词进行了控制，以进一步检验在句子理解加工过程中眼动控制的问题。

本实验结果表明，被试对高预期语境和控制语境后一致性靶词与不一致靶词的首次注视时间、凝视时间没有差异。同时，由于本研究进行之前，我们已对靶词的笔画、词间距这些低水平因素之间进行了严格的控制，且不存在差异。由此可以推出，在被试对句子内容进行早期加工的初步表征阶段，眼动不受高水平的语境因素的影响，即在句子加工的早期阶段眼动控制不符合加工模型。

在阅读过程的后期加工阶段，结果发现，所有被试对高预期性语境后一致性靶词的第二次加工时间和向右跳的潜伏时间要显著短于控制性语境后一致性靶词的；对高预期性语境后不一致性靶词的第二次加工时间和向右跳的潜伏时间要显著长于控制性语境后不一致性靶词的。由于靶词之间的视觉特征是没有差异的，所以在这一阶段注视时间的差异可能是源于语境的不同，由此可以得出，在句子加工的后期整合阶段，读者的眼动控制是由语义所控制的，即眼动控制符合加工模型。

4.2工作记忆容量对阅读过程中眼动控制的影响

有关研究表明，工作记忆与阅读理解和推理加工的关系密切[9]。工作记忆在阅读理解过程中有两种作用：保持信息和加工信息。在本实验中，工作记忆容量表现出显著的主效应，即高工作记忆容量的被试在对靶词和靶词后区域的注视时间上，都显著短于低工作记忆容量的被试。这说明在句子理解过程中被试的眼动还与其工作记忆容量相关。首先，读者的工作记忆容量越高，他们越能根据句子语境中的信息对目标词进行加工。这主要是因为在给定的时间内，读者的工作记忆容量越大，被试进行高水平加工时对系统负载和对明确信息实时理解干扰的可能性就会越小，所以，读者能拥有更多的资源进行不同高水平的加工。其次，被试的工作记忆容量越大，他们在阅读句子时更能把低水平信息进行整合，也越能对复杂信息进行加工，所以这也导致了他们加工需要的时间更短一些[10]。

由此我们还需要指出，在句子理解过程中，眼动主要受高水平加工的控制，但同时也不能忽视读者工作记忆容量的作用。

5结论

在本实验条件下发现：（1）在对句子进行早期加工的表征阶段，眼动控制不符合加工模型，但对句子进行整合加工阶段时，眼动控制符合加工模型；（2）被试的工作记忆容量在句子加工过程中对眼动控制也产生影响。

参考文献

1 白学军, 张兴利. 当前阅读眼动研究的几个主要问题. 心理与行为研究, 2003, 1(4): 302～306

2 O′Regan J K. Optimal viewing position in words and the strategy tactics theory of eye movements in reading. In: Rayner K(ed). Eye movements and visual and cognition: Scene perception and reading. 1992, 333～354

3 Suppes P, Cohen M, Laddaga R, et al. A procedural theory of eye movements in doing arithmetic. Journal of Mathematical Psychology. 1983, 27(4): 341~369

4 Yang S N, McConkie G W. Eye movements during reading: A theory of saccade initiation time. Vision Research, 2001, 41(25-26): 3567~3585

5 McConkie G W. On the role and control of eye movements in reading. In: Kolers P A, et al (ed). Processing of visual language. New York: Plenum, 1997

6 Morrison R E. Manipulation of stimulus onset delay in reading: evidence for parallel programming of saccades. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 1984, 10(5): 667~682

7 Reichle E, et al. Toward a model of eyemovement control in reading. Psychological Review, 1998, 105(1): 125~157

8 孙复川, 吴冰. 旋转汉字识别的眼动特性. 心理学报, 1999, 31（1）: 7~14, 521~526

9 白学军, 张兴利, 史瑞萍. 工作记忆、表达方式和同质性对线性三段论推理影响的眼动研究. 心理与行为研究, 2004, 2(3): 519~528

10 Estevez A, Calvo M G. Working memory capacity and time course of predictive inferences. Memory, 2000, 8(1): 51~61