應用眼球追蹤技術探討小六學童閱讀科學圖文的差異

110年05月10日

【本篇報導由教育心理與輔導學系　簡郁芩副教授研究團隊提供】 　　讀者目光會在哪些文字或圖片上停留多久？又或是怎麼參照圖文裡的語意訊息？利用眼球追蹤技術（eye tracking）讓我們有機會看到閱讀的線上（on-line）歷程，這是認知科學領域常用來探討閱讀認知歷的一種重要工具，透過這些量化的數據讓我們有機會以客觀的科學資料推論讀者閱讀的心理歷程。本研究邀請122位六年級學生參與眼動實驗，以眼球追蹤技術探討國小學生閱讀科學圖文的方式有什麼不同的類型，以及閱讀歷程和學習表現之間的關聯性。研究結果發現六年級學生對於科學圖片與文字有深淺不同的處理層次，可分為四種類型的讀者：1.整體掃視型，先快速瀏覽圖文一遍，再仔細閱讀文字和圖片；2.淺層處理型，無論初始或重讀圖文時間都很短暫，也很少圖文參照的閱讀行為；3.文字主導型，主要都讀文字，觀看圖片的時間很短；4.圖片主導型，讀科學圖的時間很長，此類型讀者在四組讀者中閱讀測驗表現最好。本研究也發現讀科學圖的時間長短能預測閱讀理解表現。本文在教學實務上提供教師了解學生閱讀科學文章有差異化的處理策略，理論貢獻則提供圖文閱讀歷程的實徵證據，精緻化多媒體學習的認知理論，因此獲教育領域排名前1%的頂尖期刊《Computers and Education》接受刊登。   　　眼球追蹤技術（eye tracking）（圖一）是認知神經科學領域常用來探討閱讀認知歷程的一種重要工具，此技術讓我們有機會看到閱讀的線上（on-line）歷程，讀者會在哪些文字或圖片上讀多久、或怎麼參照圖文的語意訊息（圖二）？透過這些量化的數據讓我們有機會以客觀的科學資料推論讀者閱讀的心理歷程。 圖一：EyeLink Portable Duo眼動儀   　　國小學生閱讀科學圖文的方式有甚麼不同的類型呢？閱讀歷程和閱讀理解表現之間又有甚麼關聯性呢？本研究邀請122位六年級學生參與眼動實驗，以眼球追蹤技術（eye tracking）來回答這兩個研究問題。讀者需閱讀一篇有表徵性和解釋性圖片的科學文章，過程中以眼動儀紀錄學生閱讀文章的線上行為，並以五個眼動指標（初始或重讀文字或圖片的總凝視時間，以及圖文跳視次數）進行集群分析。研究結果發現讀者可分為四種類型：一、整體掃視型（21%），先快速的瀏覽圖文一遍，再仔細閱讀文字和圖片；二、淺層處理型（58%），無論初始或重讀圖文時間都很短暫，也很少圖文參照的閱讀行為；三、文字主導型（12%），閱讀時間主要都讀文字，觀看圖片的時間很短；四、圖片主導型（9%），讀科學圖的時間很長，這類讀者的閱讀理解測驗表現是四組讀者中表現最好的。此外，迴歸分析結果顯示第一次讀科學圖的時間能有效預測閱讀理解表現，且讀圖時間越長，測驗表現越好，有顯著正相關。此研究提供了在教學上的啟示，讓現場教師知道學生閱讀科學文章的方式有不同類別，並且了解透過閱讀科學圖對於幫助學生學習和理解科學文章概念是重要的。本研究以眼動儀結合閱讀測驗探討六年級學生在科學圖文的認知歷程有不同類型，同時也知道這些不同的閱讀類型在閱讀理解表現上是有差異的，讓我們不僅知道閱讀理解的結果，還知道閱讀歷程中發生了甚麼事。從本研究可知，只有少數比例（低於10%）的學生會花較多時間讀科學圖，但這組學生的理解表現卻最好，建議教師在教學上要教導學生如何解碼科學圖片並讀出重要訊息。本研究在理論貢獻則是提供圖文閱讀歷程的實徵證據，精緻化多媒體學習的認知理論（CTML, Mayer, 2005），將該理論中圖文理解的「選擇」、「組織」、「整合」歷程，提供實徵資料描繪出來。因在理論和實務上都有重要貢獻，因此獲教育領域排名前1%的頂尖期刊《Computers and Education》接受刊登。 圖二：眼動資料，圓圈數字代表停留的時間長短，線代表眼睛跳移的位置   原文出處： Jian, Y. C.*, Su, J. H., & Hsiao, Y. R. (2019). Differentiated processing strategies for science reading among sixth-grade students: exploration of eye movements using cluster analysis. Computers and Education, 142. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2019.103652