研究背景

教育教學(xué)研究的基本要素是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，無論研究是否涵蓋實(shí)驗(yàn)室、問題處理、學(xué)習(xí)工具或授課。眼動儀可以通過提供額外的數(shù)據(jù)來輔助這些研究，使研究人員能夠更好地了解學(xué)生和講師的行為對課堂教學(xué)產(chǎn)生的影響。此項(xiàng)初步研究由肯尼薩州立大學(xué)自然科學(xué)系副教授David Rosengrant 發(fā)起并展示眼動如何應(yīng)用到課堂教學(xué)中學(xué)生的注意力的研究中。

使用眼動追蹤研究學(xué)生在課堂的注意力

本研究的目的是考查學(xué)生在課堂上的注意力情況，以此找出在教學(xué)過程中能夠保持學(xué)生注意力的因素并獲得旨在保持學(xué)生在課堂上的卷入度和提升積極性的教學(xué)技巧。研究使用了移動式眼動儀Tobii Glasses，使得研究人員能夠?qū)σ韵卵芯繂栴}進(jìn)行考察:

• 在課堂授課過程中學(xué)生的關(guān)注重點(diǎn)是什么?
• 是什么分散了學(xué)生的注意力?
• 能夠保持學(xué)生在課堂上的聽課狀態(tài)的因素有哪些?

研究工具與方法

八名參與了肯尼薩州立大學(xué)的自然科學(xué)基礎(chǔ)班的學(xué)員參與了此次測試。
每名被試者均佩戴Tobii Glasses眼動儀聽完整節(jié)課。由于無需讓被試者觀看計(jì)算機(jī)屏幕或攜帶沉重的記錄裝置，此款便攜式眼動追蹤解決方案可以讓研究人員對研究問題進(jìn)行廣泛地考察。

眼動儀記錄了70分鐘的數(shù)據(jù)，包括音頻、視頻以及被試者的目光位置（以圓點(diǎn)表示）。

下圖為來自眼動儀輸出數(shù)據(jù)中的截圖，顯示出當(dāng)講師解釋隨堂測驗(yàn)結(jié)果時，一名被試者在觀察講稿中的圖表。

研究沒有給參與測試的被試者提供任何報(bào)酬，因?yàn)橹挥猩倭勘辉囌哔Y源自愿參與實(shí)驗(yàn)，因此在某些數(shù)據(jù)的對比上受到了限制。但在將來更加大范圍、更加深入的研究中會對這些結(jié)論數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。

對眼動數(shù)據(jù)的分析

每名被試者佩戴眼動儀僅1次。然后研究人員按每1分鐘為單位對8段視頻進(jìn)行分析。在每個單位片段中，研究人員記錄被試者看到的內(nèi)容，使他們保持注意力的因素以及他們是否在聽課狀態(tài)。被試者在聽課狀態(tài)是指他們以某種形式在觀察黑板、講師或幻燈片，或與相鄰?fù)瑢W(xué)討論相關(guān)內(nèi)容時。如果他們在觀察其他事物，如同學(xué)，計(jì)算機(jī)（如，F(xiàn)acebook），手機(jī)或墻等，則認(rèn)為處于非聽課狀態(tài)。

研究結(jié)論

研究中最有趣的發(fā)現(xiàn)之一是，無論其他因素怎樣，學(xué)生們對講師的關(guān)注度很低，取而代之的是他們會關(guān)注幻燈片或觀察他們的筆記。但也有明顯例外的情形，比如當(dāng)講師變得非?；钴S的時候，在黑板進(jìn)行書寫的時候，使用幽默語或講解幻燈片以外的內(nèi)容的時候，此時學(xué)生就會有觀察講師的趨勢。學(xué)生們在講師講解每周測驗(yàn)的答案時也會關(guān)注講師本人。最后，學(xué)生的問答環(huán)節(jié)會產(chǎn)生相反的結(jié)果。

最能分散學(xué)生注意力的因素并不奇怪，打字或上網(wǎng)（一般是Facebook）是分散學(xué)生注意力的主要因素，盡管這些行為在課堂上是不推薦的。課堂上的其他同學(xué)也是分散注意力的因素之一。還有一些因素來自于學(xué)生在教室中所坐的位置。

研究人員還無法識別出任何關(guān)于被試者在課堂上有多少時間再開小差的明確模式，以及被試者何時會失去課堂興趣的。

與之前研究觀點(diǎn)的矛盾

雖然還需要進(jìn)行更多的分析，但此項(xiàng)初步研究的結(jié)論既驗(yàn)證了之前關(guān)于教學(xué)的研究得到的結(jié)論，又顯示了與其矛盾的地方。

第一個矛盾之處是學(xué)生僅通過課堂教學(xué)的某些時間點(diǎn)獲取信息，通常是在課程的開始和結(jié)束時。研究人員報(bào)告說他們的研究結(jié)論顯示，雖然學(xué)生們會在某個時間點(diǎn)開始開小差或經(jīng)常開小差，但在整堂課上，學(xué)生從不會完全地在一段時間內(nèi)開小差（超過3分鐘）。
研究結(jié)果驗(yàn)證了學(xué)生在教室所處的位置會影響學(xué)生的表現(xiàn)這一觀點(diǎn)。研究人員注意到了坐在教室前排和中間位置的學(xué)生比坐在教室邊緣的學(xué)生更傾向于保持良好聽課狀態(tài)，因?yàn)樽诮淌疫吘壍膶W(xué)生會受到更多分散注意力的因素的影響。

研究需要采集更多的數(shù)據(jù)來考察代表學(xué)生處于良好聽課狀態(tài)的眼動模式的時間長度之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度。這些數(shù)據(jù)也可通過其他途徑來闡述對教學(xué)方式強(qiáng)化的幫助。

為什么使用眼動追蹤?

“至今為止，幾乎沒有關(guān)于學(xué)生在課堂的感受的有效衡量方法，” 肯尼薩州立大學(xué)生物與自然科學(xué)系副教授David Rosengrant說道，“我們現(xiàn)在可以衡量學(xué)生在課堂上觀察了那些內(nèi)容，他們用在課堂上講義材料上的時間以及干擾他們注意力的最主要的因素是什么。”

為什么選擇Tobii?

“我之所以使用Tobii glasses 是因?yàn)樗谋銛y性和易用性。眼鏡的設(shè)計(jì)很嚴(yán)謹(jǐn)，并不能分散學(xué)生的注意力，因此它可以提供更加真實(shí)的數(shù)據(jù)，而并不影響正常聽課。定標(biāo)非常簡單、迅速，并不影響我的正常授課。Tobii提供的技術(shù)支持很完善，所以我知道我正在使用最好的產(chǎn)品在進(jìn)行我的研究， ” David Rosengrant說道。