材料呈现方式对大学生分类活动影响的眼动研究

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摘要使用ASL504型眼动仪，采用2×3的混合实验设计，记录和分析24名被试在两种材料呈现方式下，对图片分类结果和分类过程中的眼动数据。结果表明：（1）大学生分类结果存在显著的呈现方式差异，但不存在显著的材料类别差异。（2）大学生在分类过程中的兴趣区数目、注视时间、注视次数、注视频率、注视点持续时间等眼动指标存在显著的呈现方式差异，但材料类别差异不显著。

关键词大学生，分类，呈现方式，眼动。

分类号B842.1

1问题提出

分类活动的研究一直是思维心理学研究中的一个热点。近年来，研究者围绕下列两方面开展深入的研究，一是研究影响分类结果的因素；一是不再把分类标准囿于某一具体的感知特征，而拓展到一维特征和整体相似性等方面。在关于按一维特征还是按整体相似性分类方面，出现了一些矛盾的研究结果。Thompson对4岁、10岁和大学生的分类研究发现，随着年龄的增长，按一维特征分类的人数不断增多。研究者认为儿童在分类时倾向于选择多种材料维度中的一种作为分类标准，一致性比例最高的标准是个体最适合的标准，分类的发展并不是呈现出从整体到分化的转变，而是某一特定标准的一致性增加了[1]。Ahn等人对大学生的分类研究发现，在一次全部呈现材料的分类方式中，被试按材料的一维特征分类，但在逐一呈现材料的分类方式中，被试按材料的整体相似性分类[2]。Medin等人的研究发现，在既可以按材料的一维特征分类，也可以按材料的整体相似性分类的情况下，如果没有时间限制，大学生被试一般按材料的一维特征分类，而不按材料的整体相似性分类[3]。阴国恩等人的研究发现，材料的呈现方式影响大学生被试的分类结果，在一次全部呈现材料的分类方式中，被试按材料的一维特征分类，但在逐一呈现材料的分类方式中，按材料的整体相似性分类[4]。那么，材料的呈现方式影响被试按一维特征还是按整体相似性分类的机制是什么呢？关于这方面的研究较少。由于眼动数据对揭示当前任务中的信息加工活动是很有价值的，所以本研究从眼动的角度探讨分类活动的机制。

2方法

2.1被试

天津师大本科生，视力正常。实验后，对数据记录的准确性进行检验，剔除了记录不准确的被试数据。数据有效的被试数为24人（平均年龄20岁5个月）。被试完成实验后，获得少量报酬。

2.2材料

材料共4套，第1套是练习实验材料，共14张，其中2张为样例，主要是用来帮助被试理解指导语的。在这套材料中，2张样例分别是由6个不同的几何图形组成的，通过每次分别交换2张样例中对应位置的1个几何图形，共形成12张不同的分类图片。第2、3、4套是正式实验材料，每套有18张，其中2张为样例。在第2套材料中，2张样例分别是由8个不同的剪贴画分散组成的，通过每次分别交换2张样例中对应位置的1个剪贴画，共形成16张不同的分类图片。在第3套材料中，2张样例是由2个类似于墨渍图的不规则的平面几何图形构成，将每个图形等分成8份，通过每次分别交换2张样例中对应位置的1个等份，共形成了16张不同的分类图片。在第4套材料中，2张样例是由2个人的轮廓图形构成的，每张样例是由8个人体部分构成，且对应位置的部分都不相同，通过每次交换2张样例中对应的1个部分，共形成16张不同的分类图片。为了简洁，后面把第2、3、4套材料分别称为8―剪、8―墨和8―人。所有材料图片，都用Powerpoint制成幻灯片。

2.3材料呈现方式

材料呈现方式共2种：全部呈现（简称为“全部”）和逐一呈现（简称为“逐一”）。全部呈现：一次全部呈现样例和待分材料图片，要求被试自由分类。逐一呈现：每次呈现样例和1张待分材料图片，要求被试分类。完成分类后，撤走这1张，接着呈现第2张待分材料图片，直到分完所有材料图片为止。

2.4分类标准

根据被试分类的结果和解释的理由，把分类标准细分为按一维特征、整体相似性和其它分类。具体地，凡是与某张样例在某个维度上具有相同特征的所有图片都被分到一个类别中，相反在这个维度上不具有这一特征的所有图片都被分到另一个类别中，而且解释的理由也是基于一维特征的。例如，这些都有剪刀，这些头都是圆的，或者这些都没有剪刀，这些头都不是圆的。这样的结果就被称为按一维特征分类；凡是与某张样例相比仅有一个维度特征不同而其它维度特征都相同的所有图片都被分为一类，而且解释的理由也是基于整体相似性的。例如，这些当中除了“……特征”外，其余都相同，或这些都很相似等。这样的结果就被称为按整体相似性分类。除了上述2种情况外，把其余的分类统称为“其它”。

2.5实验设计

采用2（呈现方式）×3（材料类别）的混合设计。其中呈现方式有全部和逐一2个水平，采用被试间设计；材料类别有8―剪、8―墨和8―人3个水平，采用被试内设计。3套材料的顺序采用轮组法加以平衡。

2.6实验仪器

美国应用科学实验室（ASL）生产的504型眼动仪。该仪器取样率为50Hz，配置有19英寸液晶显示器，作为材料呈现屏。

2.7实验步骤

实验在天津师范大学心理与行为研究中心认知心理实验室进行。实验中有2名主试。一名主试负责眼动仪的操作，另一名主试负责呈现实验材料和记录被试口头报告的分类结果和理由。实验包括以下步骤：（1）主试给被试介绍有关实验的目的和要求。（2）对被试进行眼睛校准。（3）呈现指示语。要求被试进行准备实验，在确认被试明白指导语后，开始正式实验。（4）在大屏幕上呈现材料的同时，启动眼动仪进行自动记录。当被试报告分类完毕，眼动仪即停止记录数据。主试记下被试分类的结果和解释的理由。

2.8因变量指标

因变量指标包括两部分，一是被试分类结果的指标，一是被试分类过程中的眼动指标。分类结果指标根据2.4分类标准确定。分类过程中的眼动指标定量主要为被试的兴趣区数目、注视时间、注视次数、注视频率、注视点持续时间等。

2.9实验结果的统计

实验结果的统计包括2部分，对于分类结果的指标，统计出每个被试按一维特征、整体相似性和其它分类的人次数，然后运用多元定性数据的χ2检验分析呈现方式、材料类别的差异（在计算过程中，当理论次数小于5时进行亚茨校正）。对于分类过程中的眼动指标，首先把每张图片上的8个维度，定义成8个兴趣区；其次用ASL提供的眼动分析软件对实验全部数据进行分析；再次统计出在每种实验条件下，每个被试对每一套实验材料分类过程中的兴趣区数目、注视时间、注视次数、注视频率、注视点持续时间等指标。最后以材料图片的张为单位，求出被试在分类过程中对一张图片的各项眼动指标的平均数，并就材料呈现方式、材料类别等方面进行差异的统计分析，采用SPSS for Windows10.0完成。

3结果与分析

3.1大学生的分类结果

在2种呈现方式下，被试对3套材料的分类结果见表1。

表1表明：被试对每一套材料的分类结果都存在非常显著的呈现方式差异。表现为在全部呈现方式下，被试倾向于按材料的一维特征分类；在逐一呈现方式下，被试倾向于按材料的整体相似性分类。对同一种呈现方式下被试对3套材料的分类结果进行检验发现，不存在显著的材料类别差异，χ2全部（4）=2.293，p=0.682；χ2逐一（4）=2.260，p=0.688。

3.2大学生在分类过程中的眼动指标

在2种呈现方式下，被试对3套材料分类过程中的主要眼动指标见表2。

对表2中的各项眼动指标分别进行重复测量1个因素的2因素方差分析，结果如下：

（1）兴趣区数目的呈现方式主效应非常显著，F（1,22）=103.549，p＜0.001，表现为全部呈现方式组显著少于逐一呈现方式组；材料类别的主效应不显著，F（2,44）=0.202，p=0.818；呈现方式与材料类别的交互作用也不显著，F（2,44）=0.174，p=0.841。

（2）注视时间的呈现方式主效应非常显著，F（1,22）=79.237，p＜0.001, 表现为全部呈现方式组显著长于逐一呈现方式组；材料类别的主效应不显著，F（2,44）=1.911，p=0.160；呈现方式与材料类别的交互作用也不显著，F（2,44）=0.079，p=0.924。

（3）注视次数的呈现方式主效应非常显著，F（1,22）=285.584，p＜0.001，表现为全部呈现方式组显著多于逐一呈现方式组；材料类别的主效应不显著，F（2,44）=0.616，p=0.544；呈现方式与材料类别的交互作用也不显著，F（2,44）=0.131，p=0.877。

（4）注视频率的呈现方式主效应非常显著，F（1,22）=21.172，p＜0.001，表现为全部呈现方式组显著低于逐一呈现方式组；材料类别的主效应不显著，F（2,44）=0.160，p=0.853；呈现方式与材料类别的交互作用也不显著，F（2,44）=0.121，p=0.887。

（5）注视点持续时间的呈现方式主效应非常显著，F（1,22）=17.943，p＜0.001，表现为全部呈现方式组显著长于逐一呈现方式组；材料类别的主效应不显著，F（2,44）=0.312，p=0.734；呈现方式与材料类别的交互作用也不显著，F（2,44）=0.058，p=0.943。

4讨论

4.1呈现方式对大学生分类结果的影响

在本研究中，不同呈现方式对大学生分类结果的影响是不同的。表现为在全部呈现方式下，大学生倾向于按材料的一维特征分类；在逐一呈现方式下，大学生倾向于按材料的整体相似性分类。这一结果与Ahn、Medin及阴国恩等人的研究结果是一致的[2,4,5]。那么，为什么呈现方式会影响分类结果呢？从知觉加工的角度分析，呈现方式不同，被试对信息加工的方式就可能不同。在全部呈现方式下，由于被试要顾及到全部材料图片，要对一次全部呈现的所有图片进行加工，加工的信息量相当大，这样对其中的单张图片往往只进行局部加工。在逐一呈现方式下，被试要加工的信息量比全部呈现时要少得多，这样被试就能对单张材料图片进行全面考虑和整体加工。格式塔学派认为：整体大于部分之和，整体决定其部分的知觉。Navona认为在知觉加工过程中，存在着总体特征优先的规律，知觉过程开始于总体的组织，然后才是对局部特征的分析，知觉是从总体到部分的。但戴斌荣等人的研究发现，分类过程中整体加工和局部加工并未造成分类结果的显著性差异[6]。因而，这一问题有待于进一步研究。

4.2呈现方式对大学生分类过程中眼动指标的影响

被试在分类过程中的眼动指标主要有兴趣区数目、注视时间、注视次数、注视频率、注视点持续时间等。兴趣区是指研究者所关注的被试对实验材料的注视区域。它是对被试眼动进行分析的一项重要指标。在全部呈现方式下，大学生在每一张图片上兴趣区数目的平均数小于4；在逐一呈现方式下，大学生在每一张图片上兴趣区数目的平均数大于4。由于本研究把每张图片定义为8个兴趣区。因此，兴趣区数目小于4，意味着小于整张图片兴趣区数目的一半；兴趣区数目大于4，意味着大于整张图片兴趣区数目的一半。把兴趣区数目与分类结果相对照不难看出，在不同呈现方式下，被试之所以按材料的一维特征或整体相似性分类，可能与其兴趣区数目有关系。当兴趣区数目少于整张图片兴趣区数目的一半时，被试按材料的一维特征分类；当兴趣区数目超过整张图片兴趣区数目的一半时，被试按材料的整体相似性分类。因此，呈现方式之所以影响分类结果，可能是由于呈现方式影响了被试的兴趣区数目所致。

注视时间主要是反映被试认知加工的速度。在以往的眼动研究中发现个体在注视时间上的差异较大。呈现方式影响注视时间。被试在全部呈现方式下的注视时间显著长于逐一呈现方式下的注视时间。在全部呈现时，被试一次要加工的信息量比逐一呈现时要大得多。当信息量过大时，被试对其中单个信息进行加工的平均时间就有可能延长。在逐一呈现时，被试一次要加工的信息量比较少，加工的任务比较容易，平均每个信息加工的时间就可能较短。

为了看清楚某一物体，观察者两只眼睛必须保持一定的方位，才能使物体成像在视网膜上。这种将眼睛对准被注视物体的活动叫注视，一次注视也称为一个注视点。注视次数反映了被试分类时对材料的分析情况，注视次数存在显著的呈现方式差异，分类结果也存在显著的呈现方式差异。可见，被试的分类结果与其注视次数之间存在着一定的关系。

注视频率是指单位时间内的注视次数，它在一定程度上反映了被试对视觉信息的加工速度。注视频率高，说明被试在单位时间内加工的信息量大，对信息的加工效率高。注视频率存在显著的呈现方式差异，这说明呈现方式影响被试的注视频率。可见，被试的分类结果与其注视频率之间存在着一定的关系。

注视点持续时间是指每个注视点平均注视延续的时间。注视点持续时间存在显著呈现方式差异，这也说明呈现方式影响被试的注视点持续时间。可见，被试的分类结果与其注视点持续时间之间存在着一定的关系。

从前面几项眼动指标的分析可以看出，呈现方式影响被试在分类过程中的兴趣区数目、注视时间、注视次数、注视频率、注视点持续时间等眼动指标。因此，被试的分类结果与其在分类过程中的兴趣区数目、注视时间、注视次数、注视频率、注视点持续时间等眼动指标之间可能存在着一定的关系。

5结论

大学生分类结果存在显著的呈现方式差异：表现为在全部呈现方式下，按材料的一维特征分类；在逐一呈现方式下，按材料的整体相似性分类。但大学生分类结果不存在显著的材料类别差异。

大学生在分类过程中的兴趣区数目、注视时间、注视次数、注视频率、注视点持续时间等眼动指标存在显著的呈现方式差异，但这些眼动指标不存在显著的材料类别差异。

参考文献

1 Thompson L A. Dimensional strategies dominate perceptual classification. Child Development, 1994, 65(6): 1627~1645

2 Ahn W K, Medin D L. A two-stage model of category construction. Cognitive Science, 1992, 16: 81~121

3 Medin D L, Wattenmaker W D, Hampson S E. Family resemblance, conceptual cohesiveness, and category construction. Cognitive Psychology, 1987, 19: 242~279

4 阴国恩, 戴斌荣. 材料呈现方式对初中生和大学生分类的影响. 心理发展与教育, 2002, 18（4）: 6~10

5 Medin D L, Schwanenflugel P J. Linear separability in classification learning. Journal of Experimental Psychology: Human Learning and Memory, 1981（7）: 355~368

6 戴斌荣, 阴国恩. 材料的呈现方式对大学生分类活动影响的研究. 心理科学, 2002, 25（1）: 706~709