發(fā)布時(shí)間：2019-12-01 04:49

【摘要】：學(xué)生在論文閱讀過程中往往無法把握重點(diǎn)、理解全文結(jié)構(gòu)和段落關(guān)系,導(dǎo)致閱讀理解水平較低.因此,為了提高學(xué)生的閱讀理解水平,研究閱讀過程中的眼動(dòng)行為,記錄注視點(diǎn)和眼跳等眼動(dòng)數(shù)據(jù),提取相關(guān)的閱讀特征,在此基礎(chǔ)上生成眼動(dòng)數(shù)據(jù)可視化批注.主要利用灰色陰影表示段落閱讀速度、段落邊框表示重復(fù)閱讀的次數(shù)以及段落間連線表示相互之間的轉(zhuǎn)換頻率.在具體的閱讀教學(xué)課堂測(cè)試中,記錄教師閱讀論文時(shí)的眼動(dòng)數(shù)據(jù)并生成可視化批注,然后分享給學(xué)生被試用戶,進(jìn)而對(duì)學(xué)生閱讀理解水平進(jìn)行客觀和主觀評(píng)價(jià).結(jié)果表明:實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的閱讀理解客觀答題得分和主觀小結(jié)撰寫得分,其平均值分別比控制組學(xué)生的平均得分提高了31%和57%,驗(yàn)證了眼動(dòng)可視化批注能有效提高學(xué)生的閱讀理解水平.
【圖文】：

關(guān)系，可以為主動(dòng)閱讀過程中的導(dǎo)航提供有益的支持［２］．下面對(duì)各特征做具體描述．１．１單個(gè)ＡＯＩ的閱讀速度閱讀速度可以反映讀者的閱讀興趣，例如，讀者可能很快瀏覽完文檔中不感興趣或者易于理解的部分．單個(gè)ＡＯＩ的閱讀速度的計(jì)算式為ＳＡＯＩｉ＝∑ｍｋ＝１ＬｋＴＡＯＩｉ式中：Ｌｋ為當(dāng)前ＡＯＩｉ中的每一段眼跳長度；ＴＡＯＩｉ為當(dāng)前ＡＯＩｉ的駐留時(shí)間（Ｄｗｅｌｌｔｉｍｅ，表示視線在一個(gè)ＡＯＩ內(nèi)停留的總時(shí)間）．如圖１所示，這里的一段文本為一個(gè)ＡＯＩ（線條為眼跳，稍大的圓圈為注視點(diǎn)，稍小的圓圈為原始采樣點(diǎn)），讀者的視線從左到右、從上到下進(jìn)行逐行閱讀，其中眼跳包括回歸眼跳（即反向的視線跟蹤）和跳躍眼跳（即前向的視線跟蹤），它們可以幫助用戶更好的理解信息［１１－１２］．圖１單個(gè)ＡＯＩ內(nèi)的眼動(dòng)特征示例Ｆｉｇ．１ＥｘａｍｐｌｅｏｆｅｙｅｍｏｖｅｍｅｎｔｆｅａｔｕｒｅｓｉｎａｓｉｎｇｌｅＡＯＩ定義“ＡＯＩ內(nèi)時(shí)間閾值”為ｐ（例如１ｓ），如果ＴＡＯＩｉ＞ｐ，就記錄下這段駐留時(shí)間內(nèi)的閱讀速度，因?yàn)檫^短的駐留時(shí)間通常意味著僅僅是一瞥而過，對(duì)閱讀并沒有實(shí)質(zhì)幫助．例如，讀者常常會(huì)上下滾動(dòng)瀏覽器，在這個(gè)過程中，雖然他們的注視點(diǎn)會(huì)在很多ＡＯＩ內(nèi)非常短暫的停留，但是沒有具體的閱讀活動(dòng)發(fā)生．不僅可以使用時(shí)間閾值過濾噪聲數(shù)據(jù)，也用它來調(diào)整可視化批注．例如，降低閾值ｐ會(huì)產(chǎn)生更多的可視化批注，這樣會(huì)分散讀者的注意力，導(dǎo)致讀者過多關(guān)注不重要的段落．１．２單個(gè)ＡＯＩ的閱讀次數(shù)對(duì)于一個(gè)特定的ＡＯＩ，統(tǒng)計(jì)讀者視

數(shù)據(jù)，排除無效的視線轉(zhuǎn)換．例如，讀者的視線會(huì)無意識(shí)地轉(zhuǎn)移到其他ＡＯＩ（因?yàn)樽缘紫蛏系囊曈X認(rèn)知干擾造成［１４］，例如，被顯著的標(biāo)題所吸引），并停留短暫時(shí)間，然后又轉(zhuǎn)換到原來的ＡＯＩ．此外，通常兩個(gè)在內(nèi)容上有緊密聯(lián)系的ＡＯＩ也會(huì)相距較近．定義“ＡＯＩ間時(shí)間閾值”為ｑ（例如１０ｓ），如果視線離開源ＡＯＩ到目標(biāo)ＡＯＩ這中間的時(shí)間小于ｑ，就認(rèn)為這些ＡＯＩ之間是相關(guān)的，并將這兩個(gè)ＡＯＩ之間的轉(zhuǎn)換頻率計(jì)數(shù)加１．２閱讀特征的可視化如圖２所示，提出３種具體的可視化形式對(duì)上文所述的閱讀特征進(jìn)行可視化編碼：１）灰色陰影表示用戶閱讀某個(gè)ＡＯＩ的速度，顏色越深表示閱讀速度越快；２）邊框?qū)挾缺硎咀x者閱讀某個(gè)ＡＯＩ的次數(shù)，ＡＯＩ的邊框越粗，表示閱讀次數(shù)越多；３）連線寬度表示讀者在兩個(gè)不同ＡＯＩ之間轉(zhuǎn)換頻率，連接兩個(gè)ＡＯＩ的線條越粗，表示轉(zhuǎn)換頻率越高，且不同顏色表示不同ＡＯＩ對(duì)之間的聯(lián)系．可以動(dòng)態(tài)配置可視化參數(shù)，例如：時(shí)間閾值（例如ｐ，ｑ）、透明度、隱藏或顯示不同的閱讀特征等，使之呈現(xiàn)最佳的可視化效果．圖２閱讀特征可視化示例Ｆｉｇ．２Ｅｘａｍｐｌｅｏｆｒｅａｄｉｎｇｆｅａｔｕｒｅｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ此外，還對(duì)用戶在主要ＡＯＩ的駐留時(shí)間進(jìn)行了可視化編碼，包括柱狀圖和圓環(huán)圖，如圖３所示．以圓環(huán)圖為例，隨機(jī)用不同顏色在圓環(huán)的圓弧上表示每個(gè)ＡＯＩ的駐留時(shí)間，，每個(gè)ＡＯＩ對(duì)應(yīng)的圓弧圓心角為ＡｎｇｌｅＡＯＩｉ＝ＴＡＯＩｉ∑ｎｉ＝１ＴＡＯＩｉ×２π式中：ＴＡＯＩｉ為當(dāng)前

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