核心概念 神经科学与心理学 发表时间 2024年02月08日

阅读时的眼睛移动

摘要

文字在我们的生活中无处不在。上学时, 我们学习的首要技能之一便是阅读。阅读不仅让我们体验各种故事, 还帮助我们记录信息, 并学习新的知识。尽管阅读如此重要, 却很少有人思考我们到底是怎么阅读的?在阅读时, 我们的眼睛会不停地移动。比如, 在读这句话时, 眼睛会从这个字移动到下一个字, 直至读完整个句子。这个过程中, 我们的大脑也在努力地去识别和理解每个字。本文将探讨眼睛移动在阅读中的重要性, 介绍科学家是如何测量和研究眼睛的移动, 并揭示随着年龄的增长, 我们眼睛的移动模式是如何发生变化的。

阅读是一项了不起的技能。当你看到文字时, 你可以把文字符号变成语言, 或者你可以说出词语, 并理解它的含义。比如, 当你看到“猫咪”这两个字, 你不仅知道如何发音, 脑海中还会浮现出一只可爱的小猫。在阅读时, 你的眼睛会从一个词移动到另一个词上。对于科学家来说, 眼睛的移动非常有趣, 因为它可以告诉我们哪些词是容易阅读和理解的, 哪些很难。读完这篇文章后, 你会对阅读时为什么眼睛会移动, 以及眼睛的移动方式有更深的了解。

为什么我们在阅读时需要移动眼睛?

当你阅读某个词时, 这个词会落在你视野中心的一个小区域——中央凹 (图 1)。我们在阅读时高度依赖这个区域, 因为只有这里我们可以看得非常清晰。中央凹的旁边是副中央凹, 尽管那里的视觉信息不太清晰, 但在阅读时仍然是有帮助的。更外围的部分称为外围视区, 在这里的视觉信息是模糊的, 对于阅读并没有什么帮助 [1]。正因为我们的清晰视野——中央凹非常狭窄, 所以在阅读时, 特别是读一些比较长的词语和句子, 我们必须不断地移动眼睛。

图 1 - 一台眼动仪正在追踪一个孩子阅读时眼睛移动的轨迹。
  • 图 1 - 一台眼动仪正在追踪一个孩子阅读时眼睛移动的轨迹。
  • 这个孩子正在看“cat” 这个词, 它位于她的视野中央——即中央凹, 所以她可以非常清晰地看到这个词。而距离她的注视点“cat”越远的词, 看起来就越模糊。副中央凹包括了中央凹左边的“tabby”和右边的“slept”。而句子中的其他词则位于外围视区。

你能感觉到你的眼睛是怎么移动的吗?

眼睛的快速移动被称为“眼跳”, 这种移动非常迅速, 以至于我们通常都不会意识到。眼跳使我们的视线能从一个点迅速转到另一个点。每次眼跳后, 眼睛都会在一个点上短暂地停留一段时间。当你读下面这句话时, 你可以留意一下自己眼睛移动的感觉。现在, 试着回头找“留意”这两个字。在寻找过程中, 你的眼睛是怎么移动的呢?是流畅地滑过页面, 还是有停顿—重启的感觉?如果你感觉到了眼睛的停顿—重启, 那你其实是在感知眼跳。当你看向一个词, 我们说你正在“注视”它。只有在注视的状态下, 你才开始真正地“读”这个词。

如何测量眼睛的移动?

我们通常用眼动仪来测量眼动。眼动仪配有一种特殊的视频摄像机, 我们一般把眼动仪的摄像头放在读者面前的桌子上, 电脑屏幕的正下方 (如图 1)。为了确保读者头部的稳定性, 我们通常会用一个支架来支撑读者的下巴和前额。眼动仪的摄像头每秒能拍摄 1000 到 2000 张眼睛的图片。通过快速检测读者眼睛里的光线反射, 电脑程序能够精准地判断该读者正在看哪里, 以及看了多长时间。眼动仪的精度非常高, 能够识别读者注视的具体位置, 甚至可精确到单个字母。它还能测量读者阅读某个词的具体时长, 准确到千分之一秒。

为什么要研究阅读时的眼睛移动?

当我们读到一个词时, 我们会从中获取新的信息。因此, 我们在阅读时停留在某个词上的时间很重要, 因为它能告诉我们这个词是否容易读。相对于简单的词, 我们的眼睛通常在难以理解的词上会停留得比较久。有时候, 我们可能需要重复阅读一个难懂的词好几次, 才能继续读下去;有时候甚至会在读完一句话后, 再回过头去重读和确认那个词的意思。

因为眼睛的移动方式能够很精确地告诉科学家什么时候阅读变得有难度, 或者哪些词或句子是难读的。因此, 通过对文本进行一些调整, 我们可以更深入地探究为什么有些词和句子容易读, 而有些则更为困难。图 2 列出了一些会影响眼睛怎么移动的因素, 展示了什么情况下我们的眼睛会在词上停留更长或者更短的时间。

图 2 - 阅读时影响眼睛移动因素的三个示例。
  • 图 2 - 阅读时影响眼睛移动因素的三个示例。

阅读时会发生哪些类型的眼睛移动?

注视

注视是读者看一个词的时间。在一句话中, 大约 75-85% 的词至少会在阅读时被注视一次 (图 3)。注视的时间一般以毫秒为单位, 因为阅读时注视的时间很短暂。一毫秒等于一千分之一秒。对于成年人来说, 注视的时间可以短到 60 毫秒, 也可以长到 800 毫秒。但是, 大多数的注视时间大约在 225 到 250 毫秒之间 [2], 也就是大约四分之一秒!

图 3 - 阅读过程中眼睛的移动轨迹。
  • 图 3 - 阅读过程中眼睛的移动轨迹。
  • 图示中, 绿色圆圈表示眼睛在单词上的注视 (停留) 时间, 其中大圆圈表示较长时间, 小圆圈则表示较短时间。箭头标识了眼睛移动的路径及方向, 例如眼睛从左侧的“The”开始移动。在此示例中, “long”这个词并没有被注视到。大部分的词只被注视了一次, 而“tabby”被注视了三次。第一次注视集中在字母“t”上, 第二次则在字母“b”和“y” 之间。第三次注视是回视, 即眼睛从“cat”返回到“tabby”。

跳读

并不是所有的词都会被注视。在阅读时, 大约 15-25% 的词会被跳过 (或不被注视)。这种现象叫做“跳读”。通常, 短小或常见的词更容易被跳过。当读者预期某个词时, 也可能会发生跳读。例如, “the”和“a”这样的英文常用词经常被跳过 [3];而在中文中, “的”和 “了”等常见字也常不被注视。

阅读方向

在阅读中, 我们的眼睛主要是向前移动。例如, 在英文和中文中, 眼睛通常从左向右移动;而在阿拉伯文中, 由于文字是从右向左书写, 所以眼睛会从右向左移动。然而, 有时眼睛也会往后移动, 以重新查看之前阅读过的内容, 这种现象被称为“回视”。在阅读过程中, 大约有 10-15% 的时间会发生回视。科学家认为, 当读者第一遍读某个词或者句子, 没能理解这个词或句子时, 他们往往会回头重新阅读这些难懂的部分。通过这种重读, 科学家可以了解哪些词语比较难读。

儿童和成人的眼睛移动方式相似吗?

在阅读时, 儿童和成人的眼睛移动方式是不同的 [4]。一般来说, 儿童的阅读速度比成人要慢。比如, 7-8 岁的儿童每分钟读大约 95 个词, 11-12 岁的儿童每分钟可以读大约 210 个词, 而成人每分钟则可以读约 290 个词。儿童会更频繁地注视每个词, 在词上停留的时间也比成人长, 也更容易重复读同一个词。但是, 随着年龄的增长, 这些差异逐渐缩小。这表明随着儿童成长, 他们的阅读能力也在提高。这一点似乎显而易见, 但问题是: 他们在哪些方面提高了呢?

有一种可能是, 儿童变得更擅长识别词汇, 以及更能理解他们所读的内容。换句话说, 儿童的语言能力得到了提高。另一种可能是, 儿童更能够快速、准确地移动他们的眼睛。也就是说, 儿童在控制眼睛移动上变得更加熟练。

有些电脑模型能够帮助科学家判断哪种说法更准确。这些模型好比一个会读书的机器人, 它了解所有影响阅读难易度的因素。如果科学家告诉这些模型某一个因素 (如语言能力) 比其它因素 (如眼动控制) 更关键, 他们就可以看到这样的指令对机器人的眼动有什么影响。接着, 他们可以把机器人的眼动和真人比较。这种研究表明, 儿童和成人的眼动之所以不同, 主要是因为儿童还没有足够的时间来完善他们的语言技能 [5]。那么, 这对你意味着什么呢?你学的单词越多, 你的阅读速度和效果就会越好。而提高阅读速度和效果的好方法就是多读!

小结

眼睛的移动方式为科学家们提供了一个观察阅读过程的有趣视角。眼动之所以有用, 是因为它能非常准确地告诉科学家们什么时候阅读是轻松的, 什么时候它变得很困难。现在你知道了眼睛为什么和怎么样移动的, 下次在学校或家里阅读时, 你可以多加留意你的眼睛是怎么动的。记住, 只要多加练习, 不久的将来, 你的阅读能力和速度都会达到老师的水平。

术语表

中央凹 (Fovea): 眼睛视野中心的小区域, 文本和图像在此区域最清晰。

副中央凹 (Parafovea): 位于中央凹左右两侧的区域。这里的文字稍显模糊, 但对阅读仍有帮助。

外周视区 (Periphery): 位于副中央凹之外的视觉区域。这里的文字看起来非常模糊, 对阅读的帮助不大。

眼跳 (Saccades): 眼睛做的短暂且快速的移动, 使视野从一个点移到另一个点。

注视 (Fixation): 两次眼跳间, 眼睛基本保持静止的时间段。

跳读 (Skipping): 阅读时, 眼睛未注视某些词而直接跳过, 我们称这些词被“跳读”了。

回视 (Regressions): 眼睛向反方向移动 (如在中英文中的从右往左移动), 以重读句子中的困难部分。

利益冲突声明

作者声明, 该研究是在没有任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行的。

致谢

这项工作得到了澳大利亚研究委员会 (Australian Research Council, DP200100311) 赋予 EDR、EB 和 AC (第三、四、六作者) 的资金支持。

本文中文翻译由 LY (第二作者) 完成。感谢张巧明对本文中文审校的贡献。


参考文献

[1] Schotter, E. R., Angele, B., and Rayner, K. 2012. Parafoveal processing in reading. Atten. Percept. Psychophys. 74:5–35. doi: 10.3758/s13414-011-0219-2

[2] Rayner, K. 2009. The 35th sir Frederick Bartlett lecture: eye movements and attention in reading, scene perception, and visual search. Q. J. Exp. Psychol. 62:1457–506. doi: 10.1080/17470210902816461

[3] Rayner, K., Ashby, J., Pollatsek, A., and Reichle, E. D. 2004. The effects of frequency and predictability on eye fixations in reading: implications for the E-Z reader model. J. Exp. Psychol. Hum. Percept. Perform. 30:720–32. doi: 10.1037/0096-1523.30.4.720

[4] Blythe, H. I., and Joseph, H. S. S. L. 2011. Children’s Eye Movements During Reading. University Press. Available online at: http://oxfordhandbooks.com/view/10.1093/oxfordhb/9780199539789.001.0001/oxfordhb-9780199539789-e-036 (accessed February 25, 2019).

[5] Reichle, E. D., Liversedge, S. P., Drieghe, D., Blythe, H. I., Joseph, H. S. S. L., White, S. J., et al. 2013. Using E-Z reader to examine the concurrent development of eye-movement control and reading skill. Dev. Rev. 33:110–49. doi: 10.1016/j.dr.2013.03.001