近20年國際閱讀眼動研究綜述

鄒 申，孔菊芳，王玉山

(1. 上海外國語大學 英語學院，上海 200083；2. 淮陰師范學院 外國語學院，江蘇 淮安 223300)

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近20年國際閱讀眼動研究綜述

鄒 申1，孔菊芳1，王玉山2

(1. 上海外國語大學 英語學院，上海 200083；2. 淮陰師范學院 外國語學院，江蘇 淮安 223300)

眼動分析是閱讀研究的一個重要領域，研究基于科學知識圖譜分析軟件CiteSpace III，對1995—2014年間Web of Science數據庫中閱讀眼動研究的973篇文獻引文數據進行分析，通過考察其學科分布、高影響力和關鍵節點文獻及熱點研究課題，梳理閱讀眼動研究近20年發展的整體脈絡，在一定程度上厘清其知識結構，為未來研究提供一定啟示。研究表明近20年閱讀眼動研究進入高速發展階段，且出現了多學科交叉合作研究的態勢，同時，研究主要延續傳統研究主題，即句子及句子以下層次的認知加工，眼動控制模型仍處于基礎研究和應用研究的積累階段，該時期未出現具有轉折革新意義的文獻或研究熱點。

眼動；閱讀；CiteSpace

一、引 言

16世紀法國解剖學家兼醫學家Du Laurens曾將人的眼睛比做“心靈的窗戶”，因為眼球運動能夠即時反映信息加工過程、大腦活動和思維活動。人在閱讀時必須將眼睛移動至文本的不同位置以獲取必要的信息幫助理解文本，所以研究者可以通過眼動儀記錄眼球在觀察文字、圖片或視頻時運動的軌跡，將實時記錄的眼動數據與認知加工過程對應起來，借以推斷大腦處理諸如注意、記憶、語言、問題解決和決策等無法直接觀察的認知過程。眼動的基本形式有注視(fixation)和掃視(saccade)。注視是指眼睛的中央凹對準某一物體的時間超過100毫秒，在此期間被注視的物體成像在中央凹上，獲得更充分的加工而形成清晰的像[1]，視網膜的中央凹視覺清晰度最高，是唯一能夠用于閱讀的視覺部位，中央凹邊緣視覺清晰度下降[2]，注視期間視覺信息得以加工。掃視是指注視點從一位置轉移至另一位置或注視方位突然改變……掃視的幅度為2分度至20度[1]。掃視期間物體幾乎不能清晰成像，掃視的目的在于實現對視野的快速搜索及為認知系統選擇新的視覺信息。通常掃視是前進式的，但10%～15%的掃視是后退式的，稱為回視(regression)[3]，回視的目的在于對物體進行深層次的加工。高分辨率的視覺局限于視網膜中央凹很小的區域及很小度數的視覺角度。視覺抽樣的局限性決定清晰度高的視覺是稀缺的資源，必須合理分配資源滿足當前之用[4]，眼睛的落腳點取決于待處理信息的重要程度。借助眼動儀開展閱讀研究，可以通過注視和掃視時間和空間上的精確指標，分析受試閱讀時的眼動特征，此外，眼動儀對受試正常閱讀行為的干擾較小，是非介入性的研究工具。

Rayner[5]認為，閱讀眼動研究的歷史最早可追溯至19世紀后半葉，迄今為止閱讀眼動研究可分為四個發展階段①根據Rayner(2009)的劃分，1879-1920年為眼動研究第一階段，該階段側重眼動的基本事實和特征；1920-1975年為眼動研究第二階段，該階段側重眼動的表層特征，極少涉及從眼動數據推斷心理過程；20世紀70年代中期至90年代末為眼動研究第三階段，該階段眼動記錄系統更為精確便捷，對語言理解進行了更好的描述；20世紀90年代末至今為眼動研究第四階段，該階段側重復雜的眼動控制計算模型。，目前屬于閱讀眼動研究的第四階段(20世紀90年代末至今)，研究側重復雜的眼動控制計算模型。Rayner曾對閱讀眼動研究做過兩次綜述[3][6]，分別對閱讀眼動研究的第一二階段與第三階段重要事件和內容進行綜合性的回顧，并于2009年對閱讀眼動研究的模型進行綜述。閱讀眼動研究進入第四階段后經歷了近20年的發展，研究課題除眼動控制模型外，是否延續前3個階段的研究課題？抑或出現了新的研究前沿和熱點課題？為了把握閱讀眼動研究近20年發展的整體脈絡和知識結構，本文借助新興的科學知識圖譜分析工具CiteSpace，對1995—2014年間Web of Science數據庫中閱讀眼動研究的973篇文獻引文數據進行分析。

二、研究方法與數據來源

CiteSpace是由美國德雷賽爾大學(Drexel University)陳超美教授開發的基于JAVA語言的信息可視化軟件，目前已更新至第3版。CiteSpace通過文獻引文數據中的共被引(co-citation)分析，挖掘某一領域的知識基礎(intellectual base)和研究前沿(research front)，知識基礎對應某一領域持續的研究核心，而研究前沿對應某一領域曾經或正在出現的短暫趨勢[7]。某一領域的研究前沿由研究者引用的40～50篇最近發表的文獻引文組成[8]，被引文獻組成知識基礎，知識基礎長時期內保持穩定。CiteSpace的工作原理在于通過時區分割(time slicing)拍攝每一時間分區共被引網絡快照，同時通過累計漸進的方法，將一系列快照綜合為一個全景共被引網絡[7][9]，為研究者揭示某一領域一定時期內的發展趨勢與前沿動態。

本研究以美國科學情報研究所(Institute for Scientific Information, 簡稱ISI)編制的Web of Science(WOS)數據庫中的Web of ScienceTM核心合集為數據源，Web of ScienceTM核心合集內容涵蓋各個研究領域，能夠代表國際權威期刊文獻。本研究以“‘eye movement’”②研究者在eye movement上添加引號，旨在將兩個詞合并為一個名詞短語進行搜索，以避免分別搜索出 “eye”或“movement”主題的文獻，從而使搜索出的文獻更符合本研究目的。AND“reading”為“主題”進行檢索，雖然根據Rayner的劃分，閱讀眼動研究第四階段起始時間為20世紀90年代末，適度前推時間可以容括更多的文獻，避免遺漏影響閱讀眼動研究跨階段的重要數據，因而本研究將時間跨度設定為“1995—2014年”，共命中閱讀眼動研究為主題的973篇來源文獻。本研究繼而將上述文獻的所有引文數據(包括作者、標題、來源出版物、摘要、參考文獻字段)導入CiteSpace III，并進行相關參數設置，將“Time Slicing”設為“1995—2014”、時間分區設為“1”年一個分區，選取每個時間分區內刊發的被引頻次最高的50篇文獻的引文數據形成該時間分區最小生成樹(MST)修剪的共被引網絡，分別選擇節點類型(Node Types)為學科(Category)、被引文獻(Cited Reference)和關鍵詞(Key Word)，通過3個不同維度對閱讀眼動研究的引文數據進行分析。

三、閱讀眼動研究的科學知識圖譜分析

(一) 閱讀眼動研究的時間分布與學科分布

某一領域一定時期內所刊發文獻的數量在一定程度上反映該領域該時期內研究的熱度。如圖1所示，近20年閱讀眼動研究領域刊發文獻數量迅速增長，20世紀90年代中期至21世紀初，每年刊發文獻數小于30篇；21世紀初的10年，除個別年份(2005年和2009年)外，每年刊發文獻數維持在50篇左右；最近4年，每年刊發文獻數維持在70篇以上。由此可見，近20年學術界對閱讀眼動研究保持著持續的興趣，且對該領域研究的熱度整體呈現逐年增強的態勢。

圖1 閱讀眼動研究領域刊發文獻

科學知識圖譜由彩色的節點和節點間的連線組成，在學科共現網絡中，節點代表學科，節點由不同顏色的年輪構成，半徑越大，表明該學科被引文獻頻次越高，節點若出現紫色外圈，表明該學科在某一領域具有重要意義；圖譜頂部的彩色漸變軸表征各個時間分區，顏色越偏向暖色表征越離近現在；節點標簽字體大小與節點大小成正比。依據閱讀眼動研究學科分布科學知識圖譜和被引頻次表，發現閱讀眼動研究是一個多學科共同參與的研究領域，最大的節點為心理學(Psychology)，被引頻次為576，該節點大小顯著地大于其他節點，是開展閱讀眼動研究最主要的學科，這與閱讀眼動研究的歷史吻合。閱讀眼動研究對眼動儀的依賴性極強，建設眼動實驗室投資成本較高，一般高校中心理學系最有可能建設眼動實驗室，因而閱讀眼動研究相對集中于心理學專業。閱讀眼動研究的第二大節點為神經科學(合并Neurosciences和Neurosciences and Neurology)，被引頻次為433。第三大節點為眼科學(Ophthalmology)，被引頻次為157，神經科學和眼科學將閱讀中的眼動作為研究客體，探索其學科研究主體——神經與眼球。縱觀閱讀眼動研究的歷史，從達爾文等生物學家對于人類眼球的研究，到通過眼球等生物特征研究人類深層次心理過程，再到開發并不斷升級眼動工具以探索眼球本身規律及認知心理規律，閱讀眼動研究自身發展體現出人類對本體的不斷認識，這些認識有助于對與本體相關客體的認識，對客體的認識以及新工具的開發反過來促使人類對本體的認識和新客體的研究。一項研究的持續發展是各領域、各學科研究者共同合作努力的結果。目前，閱讀眼動研究的難題——眼-腦距離，即眼動是由低水平眼球運動(如肌肉收縮)所控制，還是由即時的高層次認知加工過程所控制這一課題遠未得到圓滿的解決，因而對閱讀眼動研究本體的研究亦非常必要。最大的3個節點均有紫色外圈，表明三大學科在閱讀眼動研究中具有重要意義。

此外，值得一提的是，閱讀眼動研究不僅僅局限于傳統的心理學、神經學和眼科學視角，從教育和教育研究及語言學視角進行考察是近20年閱讀眼動研究的一個新興態勢。閱讀眼動研究第四大節點為語言學(Linguistics)，被引頻次為100，最早出現在1998年；第五大節點為教育和教育研究(Education and Educational Research)，被引頻次為87，最早出現在2000年，且該節點有紫色外圈。由此可見，近20年教育學與語言學對以往在心理學領域活躍的閱讀眼動研究敏感度和關注度有所提高。事實上，與閱讀行為或閱讀教學相關度最高的學科是教育學和語言學，從教育學和語言學視角考察閱讀眼動研究，對拓寬兩大學科傳統的研究方法極具意義。

(二)閱讀眼動研究的整體發展脈絡

在共被引網絡中，若兩篇文獻同時被某一篇文獻所引用，則這兩篇文獻之間存在共被引關系[7]，兩篇文獻的共被引關系反映兩篇文獻之間在研究主題、理論或方法上具有某種關聯，共被引頻次越高，這種關聯越強。在文獻共被引網絡知識圖譜中，節點代表被引文獻，節點顏色對應不同時間分區，節點年輪厚度與該文獻被引頻次成正比。節點間的連線代表共被引關系，連線顏色對應首次共被引所發生的時間分區，連線越粗，表明共被引強度越大，文獻之間的關系越緊密，同樣，節點標簽字體大小與節點大小成正比[10]。一篇文獻的被引頻次可以在一定程度上反映該文獻的影響力[11]。任何領域的發展，都會經歷一些具有重要意義的轉折點，CiteSpace通過一系列自動運算計算出節點的“中間中心性”(betweenness centrality)，中間中心性越高的節點，在網絡結構中的重要性越高，越具有產生革新性影響的潛質[7]。在文獻共被引網絡知識圖譜中，中間中心性大于0.1的節點呈現紫色外圈，表明該文獻在某一領域研究發展過程中起著知識“拐點”作用。通過梳理分析閱讀眼動研究中間中心性和被引頻次相對較高的節點文獻的演進，可以在某種程度上把握閱讀眼動研究高影響力文獻和關鍵節點文獻以及其整體脈絡。

本研究通過共被引知識圖譜突現出1995-2014年20年間閱讀眼動研究領域所刊發文獻中共被引頻次最高的10大高影響力文獻，結果發現6篇為1995年之前所刊發的文獻，從一定程度上表明雖然目前處于閱讀眼動研究第四階段，該領域內高影響力文獻主要集中于該領域研究的第三階段(20世紀70年代中至90年代末)，第四階段研究在很大程度上延續第三階段的研究，在研究主題上具有極大的相似性；其中4篇中間中心性高于0.1，即具有轉折性意義的文獻，分別為Rayner[12]的《閱讀中的認知廣度和工作記憶》(The perceptual span and peripheral cues in reading)、Rayner[13]的《閱讀中的眼動 ：單詞上的注視點》(Eye guidance in reading: Fixation locations in words)、Just[14]的《閱讀理論 ：從注視到理解》(A theory of reading: From eye fixation to comprehension)及McConkie[15]的《閱讀中的眼動控制 ：單詞上的首次注視點》(Eye movement control during reading: The location of initial eye fixations on words)。

進入20世紀90年代，出現了兩篇高影響力文獻，值得一提的是，閱讀眼動研究最顯著的節點，即Rayner[3]在1998年《心理學公報》(Psychological Bulletin)上刊發的《閱讀和信息加工中的眼動 ：20年研究》(Eye movements in reading and information processing: 20 years of research)一文，被引頻次442，是近20年該研究領域影響力最大的文獻。該綜述系統地闡釋了20年間(1978-1998)閱讀眼動研究基本課題，即眼動特征、知覺廣度、掃視過程中的信息加工融合及眼動控制等，同時探討了眼動數據相關理論和實踐。遺憾的是，該綜述雖然被引頻次較高，但其中間中心性低于0.1，即其在閱讀眼動研究領域的發展進程中未產生轉折性的革新作用。

圖2 閱讀眼動研究領域5篇突變最強的文獻(1995—2014年)

進入21世紀，同樣出現了兩篇高影響力文獻，其中Engbert等[16]在2005年《心理學評論》(Psychological Review)上刊發的《SWIFT ：閱讀中掃視產生的動態模型》(SWIFT: A dynamical model of saccade generation during reading)是最近的高被引文獻，相對其出版時間而言，在閱讀眼動研究領域的影響力不容小覷。21世紀兩篇高影響力文獻均探討閱讀中的眼動控制模型，但其中間中心性均低于0.1，同樣未能產生轉折性的革新作用。

突變(burst)是指某一時段被引激增的文獻或主題。文獻出現被引激增，表明該領域對該文獻的關注度在某一時段出現了顯著的增加，研究關注的驟然興起是研究熱點出現的信號，通過突變可以探測某一領域特定時間段出現的新趨勢[17]。如圖2所示，閱讀眼動研究領域近20年突變最強的5篇文獻中，有2篇文獻屬于減弱型突變，分別為Pollatsek[18]的文獻(被引激增出現在2007—2010年)及Oregan[19]的文獻(被引激增出現在1997—2006年)，閱讀眼動研究領域對這2篇文獻的興趣和關注已減弱。此外，突變最強的3篇文獻在近5年內被引激增，其被引激增持續到2014年，成為閱讀眼動研究領域的新興研究熱點文獻，下面將分別闡述這3篇研究熱點文獻。

Rayner[2]在《Eye movements and attention in reading, scene perception, and visual search》一文中不僅綜述了閱讀眼動研究中的基本課題，即知覺廣度(或稱有效視覺廣度)、預視效應、眼動控制和眼動模型，更提出了閱讀過程中的眼動研究比真實情景下的眼動研究更成熟，建議將現有閱讀眼動研究的范式運用于真實情景下的眼動信息加工和視覺搜索研究，即完成“真實世界”中任務時的眼動研究，為未來眼動研究提出了新的方向。Reichle等[20]在《使用E-Z讀者模型閱讀中高水平語言加工對眼動的影響》(Using E-Z reader to model the effects of higher level language processing on eye movements during reading)一文中討論了閱讀過程中的眼動控制計算模型，指出以往眼動控制模型的不足，即可以很好地解釋視覺限制、注意分配和詞義加工對閱讀過程中眼動的影響，但不能解釋高層次(詞義以上層次)語言加工對眼動的影響。同時，Reichle等提出E-Z讀者模型，并通過實驗證明E-Z讀者模型可以解釋高水平語言加工速度放緩或中斷時，高水平語言加工對眼動的影響。迄今為止，E-Z讀者模型是閱讀眼動研究中最成熟的眼動控制模型。Schotter等[21]在《閱讀中的副中央凹加工》(Parafoveal processing in reading)一文中綜述了閱讀中研究副中央凹加工的方法，如語料庫分析和實驗操作，包括邊界、移動窗口、移動遮蔽和快速啟動等研究范式，同時回顧了副中央凹加工研究中具有爭議的課題，包括副中央凹-中央凹效應、n+1與n+2預視效應，重點討論了閱讀眼動模型如何解決中央凹和副中央凹的加工問題。

(三)閱讀眼動研究的熱點

關鍵詞是文獻核心內容的濃縮與提煉，如果某一關鍵詞在其所在領域的文獻中反復出現，則該關鍵詞所表征的研究課題是該領域的研究熱點[22]。通過文獻關鍵詞共現關系知識圖譜，我們可以對關鍵詞的節點、突變和聚類進行分析，研究某一領域特定時期有內在聯系的、數量相對較多的文獻所探討的研究問題。CiteSpace時區視圖(Time-Zone View)可以呈現共現網絡中節點隨時間變化的結構關系，便于研究者對某一領域進行深入的剖析[23]。依據閱讀眼動研究時區視圖，聚類指標(Modularity Q)為0.548，一般在0.4～0.8之間都可以接受，聚類內部相似度指標(Mean Sihouette)為0.6121，該指標為0～1之間的小數，數值越大，相似度越高[24]，表明關鍵詞共現關系聚類具有較高的同質性。聚類標簽呈現在時區視圖右側，字體呈紅色。節點代表關鍵詞，節點年輪厚度與該關鍵詞被引頻次成正比，其所在時期與其視圖下方的年份對應，節點標簽呈黑色，標簽字體大小與被引頻次成正比。連線表征關鍵詞共現關系，其顏色表征關鍵詞首次共被引時間分區。

近20年閱讀眼動研究最大的5個節點分別為閱讀(reading)、眼動(eye movements)、眼動控制(eye-movement control)、信息(information)及頻次(frequency)，是近20年閱讀眼動研究中高影響力的5個關鍵詞。同時，這5個節點的中間中心性均高于0.1，表明該5個節點在近20年閱讀眼動研究中具有轉折性意義，值得一提的是，該5個節點均集中在1995—1996年間，表明近20年閱讀眼動研究最具影響力且最具轉折性意義的關鍵詞均出現在20世紀90年代中期，此后沒有出現極具影響力或極具轉折性意義的研究熱點。Rayner[2]提出目前閱讀眼動研究側重復雜的眼動控制計算模型。其中最具代表性的是Reichle等[25]提出的E-Z讀者模型，屬于較新的認知控制模型，認為閱讀中語言加工在很大程度上決定了眼動的時間，閱讀過程包括4個階段 ：(1)對詞的熟悉度驗證；(2)對詞的詞匯通達；(3)制定眼動計劃；(4)實際的眼動。E-Z讀者模型可以成功地解釋閱讀中副中央凹預視效應和跳讀現象，但迄今為止還沒有一個模型可以完全解釋閱讀中的所有眼動現象。

近20年閱讀眼動研究最大的5個聚類，分別為 ：句子理解(sentence comprehension)、副中央凹(parafoveal)、眼動的發展(developmental eye movement)、單目遮擋(monocular occlusion)及非語言任務(non-linguistic task)，它們是近20年閱讀眼動研究的關鍵課題。Pollatsek和Rayner[26]認為“我們目前對句子閱讀的認識還相當少”。句子理解是近20年閱讀眼動研究的主要研究內容。研究者對副中央凹的關注源于對閱讀眼動控制模型的探索和驗證，通過實驗對位于副中央凹信息(即通常注視點右側附近信息)預視效應的考察，驗證眼動控制模型的合理性。隨著人年齡的增長和不斷的學習，閱讀技能也發展變化，對閱讀過程中眼動的發展研究，也是近20年閱讀眼動研究的重要內容之一。隨著眼動儀的便攜式開發應用，對于真實情景下活動的研究也有所深入，如進行非語言任務和單目遮擋相關的研究等。

四、結 語

研究者通過科學知識圖譜分析軟件CiteSp-ace，可以對某一研究領域特定時期作者、機構和國家進行合作分析，對特征詞、關鍵詞和學科進行共現分析，對文獻、作者和期刊進行共被引分析，對文獻和基金進行耦合分析。相較于傳統分析方法，CiteSpace能夠客觀、直觀地揭示某一研究領域的知識結構和研究演進。

本研究運用CiteSpace軟件對近20年閱讀眼動研究領域進行分析研究發現 ：

1.近20年閱讀眼動研究進入高速發展階段，刊發文獻數呈現逐年增長的趨勢。從學科分布看，近20年閱讀眼動研究仍然主要集中在心理學領域，但與第三階段不同的是，近20年出現了多學科交叉合作研究的態勢，尤其教育學和語言學學科也開始介入閱讀眼動研究領域，運用多學科研究視角和研究方法進行閱讀眼動研究將成為未來閱讀眼動研究的方向。

2.除延續閱讀眼動研究第三階段所關注的句子及句子以下層次認知加工的傳統課題外，近20年閱讀眼動研究中各眼動控制模型百花齊放，與Rayner[2]對眼動控制模型的綜述吻合，但遺憾的是，迄今為止仍未發現一個能夠解釋閱讀中所有眼動現象的模型，對閱讀中低水平認知因素與較高水平認知因素更深入的認識，探索更成熟、合理的閱讀眼動控制模型仍是未來閱讀眼動研究的重點。

3.近20年閱讀眼動研究領域雖出現了高影響力的文獻，但未出現具有轉折革新意義的文獻，而高影響力和具有轉折革新意義的研究熱點主要出現在20世紀90年代中期，目前研究課題雖出現多樣化，但仍處于基礎研究和應用研究的積累階段。

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【責任編輯 郭玲】

Eye Movement Studies in Reading (1995-2014)

ZOU Shen1, KONG Ju-fang1, WANG Yu-shan2

(1. School of English Studies, Shanghai International Studies University, Shanghai 200083;2. School of Foreign Languages, Huaiyin Normal University, Huai’an, Jiangsu 223300, China)

The analysis of eye movements in reading is an important field of reading research. Based on the citation data of articles published between 1995 and 2014 retrieved from Web of Science database, this paper conducts an analysis on eye movement studies in reading via CiteSpace III software from the perspectives of the nodes of category, cited reference as well as key word. The research shows that the past 20 years of the studies of eye movement in reading have witnessed a rapid development and a trend of interdisciplinary cooperation, a continuation in research focus—cognitive processing in a sentence, an accumulation stage in basic and applied researches of eye movement control model, and the lack of articles or research topics which are of “turning point” significance.

eye movement; reading; CiteSpace

2015-10-02

鄒申(1956—)，女，上海人，上海外國語大學英語學院教授，主要研究方向 ：語言測試。

G442

A

1005-6378(2015)06-0109-08

10.3969/j.issn.1005-6378.2015.06.019