从追踪学生的答题眼动轨迹积累内容效度证据——以高考语文试题为例

效度如何得到有效的评估是教育测量中的一个重要问题。为了有效评估中高考等高利害考试的试题效度,以语文学科为例,在学生作答往年试题过程中采用红外线眼动仪,追踪学生审读题目要求和作答的思维轨迹,为学生答题思维过程画像。眼动仪监测答题过程的一系列心理反应数据和后期学生访谈记录生成作答的心理反应样本。将这些数据样本与命题人所期待的测量目标进行对比后发现:有部分试题所希望测量的知识点、能力点与学生实际的心理反应偏差较大。建议依据被试面对不同刺激材料时的眼动轨迹和心理反应的有关数据,建立一个相对完善的试题效度检测系统,从而在试题设计上减少“噪声”;并在日常教学中以被评价者视角增强“评价对焦”。

基于眼动轨迹分析的BPPV诊断算法研究

近年来,以机器学习模型辅助临床诊断已成为智慧医疗领域的一大研究热点。在良性阵发性位置性眩晕(Benign Paroxysmal Positional Vertigo,BPPV)的临床诊断上,眼动视频的解释往往是由医生观测得出的,但直接观测诊断的局限性在于难以捕捉细微的眼动特性而容易导致误诊。对此,论文提出了一种基于时序轨迹的BPPV诊断模型,将基于深度学习的目标检测器和基于时序数据分析的分类器相结合以实现BPPV诊断。具体地,该模型对眼动视频进行眼球目标检测,以提取眼球运动的时序轨迹,并结合数据增强对训练样本进行扩充,以准确分类并得到更好的诊断结果。实验结果表明,论文提出的模型可有效提取眼动时序轨迹,并在BPPV诊断上取得良好性能。

基于SVM的眼动轨迹解读思维状态的研究

从人们的眼动轨迹来解读人的思维状态已成为应用心理学的研究热点。以四方趣题为研究材料,通过Tobii眼动仪记录被试解题时的眼动轨迹,以眼动轨迹数据中各个AOI的注视持续时间和回视等综合指标的加权值作为特征值训练SVM分类器。经过三种不同的分类任务的实验验证,SVM分类的准确率很高,泛化能力很强,可以作为眼动轨迹分析的分类方法,从而可根据眼动轨迹解读被试解题时的不同策略。

眼动轨迹匹配法:一种研究决策过程的新方法

眼动轨迹匹配法是近年来新兴的一种眼动数据分析方法,该方法包括注视数据的预处理、兴趣区划分和编码、形成眼动轨迹字符串、计算相似性得分四个步骤。研究者采用眼动轨迹匹配法对决策过程理论及其影响因素进行的探索性研究,证实了眼动轨迹匹配法在决策领域的可行性、精确性和高价值性。未来的研究应进一步利用眼动轨迹匹配法加强对各种决策理论及其影响因素的研究,以揭示决策的认知过程,构建更加完善的决策理论模型。

中学生在线学习眼动轨迹与学习风格探究——基于眼动数据的分析

21世纪以来,随着互联网和智能移动终端等的普及,在线学习已成为中小学生的一种学习方式[1]。但在进行在线学习时,学生常常会受其他网络应用软件和信息的诱惑和干扰,看着教学视频走神或错过关键学习内容等情形时有发生。这些现象既让教师对在线教学爱恨交织,也让学生备感困惑[2]:为什么在线学习时会出现这样那样的问题,怎样进行在线学习才更为有效?

一种基于眼动轨迹的语义提取方法研究

利用眼动轨迹包含的参数来预测顾客是否喜欢某些商品,对于电子商务的推荐系统具有重要意义。通过采集顾客观察某物品的眼动参数,借鉴Find-s算法概念学习的思想,提出眼动轨迹语义提取算法,该算法首先学习先验知识,然后通过让样例正反例距离最大实现确定眼动参数包括注视时间、瞳孔大小、眨眼次数以及回视次数的权重,利用SEBET(Se-mantic extraction based eye tracking)算法,通过■计算样例正反例之间的距离,依照距离的远近来判断顾客是否喜欢某商品,从而实现从眼动轨迹进行语义提取。实验中,记录被试观察水果图片的眼动参数,分析出被试的喜好,与被试实际喜好进行了比较,发现样本与正例的距离为0.91,与反例的距离为3.01,与实际情况相符。

重复阅读对不同阅读水平幼儿眼动轨迹的影响

本研究以61名4-5岁幼儿为研究对象,采用眼动实验法分别记录高、低阅读水平幼儿重复阅读图画书5次的眼动轨迹,结果发现,在每次阅读中,幼儿始终呈现多注视图画、少注视文字,多注视主角形象、少注视背景画面的眼动特征;首次阅读时幼儿多注视关键区、少注视细节区,后期转为多注视细节区、少注视关键区。随着阅读次数的增加,幼儿对图画区、文字区的注视时间显著增多;对细节区、关键区的注视时间也显著增多;对主角区的注视时间越来越少,对背景区的注视时间越来越多。在重复阅读中,高、低阅读水平幼儿眼动轨迹的变化是一致的,不过高阅读水平幼儿对细节区的注视时间更多。

大学生问题发现过程的眼动研究

在潜藏式与矛盾式两类问题发现情境中,以眼动仪为研究工具,问题发现能力高与低的大学生各20名为被试,探讨大学生在问题发现总体和4个兴趣区中的眼动特征及其与发现问题数量和质量之间的关系。研究表明:(1)不同能力大学生在不同情境及其兴趣区中的问题发现差异,能够体现在眼动指标上。回视是反映问题发现能力的敏感指标。回视次数和发现问题数量与质量之间的正相关,以及在高能力组学生上的优势,体现了信息的联系和整合性加工在问题发现中具有积极意义。(2)潜藏式问题发现中,个体平均注视时间更长,反映其认知加工难度更大。在提供重要信息的区域,被试会投入更多精力,表现为在注视时间、注视次数和瞳孔直径大小等指标的上升。(3)眼睛注视区域与发现问题区域间存在对应关系,显示出"眼随心动"现象。在问题发现的最初和最终阶段,被试都会出现跨区信息搜寻行为,分别代表了对问题线索的寻找和最后的检查评估。高能力被试在每个稳定注视阶段的注视时间更短,这种信息转换的灵活性体现出其信息加工上的优势。动态眼动轨迹分析揭示了单个静态指标难以反映的新特点。

丝绸产品橱窗展示设计的眼动仪实验研究

为帮助品牌提升橱窗展示设计能力,通过眼动仪实验获得消费者对核心产品的关注时间、对橱窗各要素组件的敏感程度等指标,对丝绸产品橱窗进行元素提取、归纳及分析。研究表明,被试者对不同的丝绸产品橱窗的关注区域和时间有显著差异,并且不同的橱窗导向的目的也大不相同。通过比较研究有助于本土服装品牌进行橱窗设计定位,提升消费者感知价值与有效品牌信息传递能力。

大学生在网络视频学习过程中的眼动行为研究

以"慕课"为代表的基于视频资源的网络在线学习课程,掀起了又一轮学习变革热潮,使得如何更好的设计教学视频来高效额传达信息、优化教学效果成为值得讨论的话题。将学习者在视频学习过程的眼动行为作为分析对象,探讨视频学习过程中信息加工的特点,从而为在线视频课程和开发提供参考的依据。实验结果表明:在英语环境下,学习者的注意力主要集中在字幕上;教师角色的手势动作引起了学生较多的关注;学习者的注意力轨迹呈现为"三角形"。

基于眼动的学生地理空间问题解决过程研究——以“等高线地形图中剖面线地形特征判读”为例

中学地理教学涉及各类空间分布、空间结构、空间差异、空间联系、空间运动、空间演变问题,这些都需要人的地理空间思维能力。空间思维由空间概念、表达方式和推理过程三方面组成[1]。地理空间思维是人的地理学科能力的主要构成要素.

不同专业大学生对书法字审美过程中眼动特点的研究

眼睛是人类重要感觉器官,被誉为心灵窗户,本实验使用美国ASL眼动仪,记录了艺术生和体育生(各10名)在书法作品审美时的眼动过程。从《虞世南临兰亭序》作品中选用35个字请被试观赏。结果发现:艺术生较体育生在作品审美过程中存在显著差异。艺术生对作品注视时间、注视点持续时间长于体育生;注视作品时间随字体结构复杂性的变化而变化,体育生没有此现象,说明艺术系生对书法作品的加工较体育生更仔细。

眼动技术在个体认知能力差异研究中的应用

本文从可能性和可行性两方面介绍和论述了眼动技术在个体认知能力差异研究中的应用。在可能性方面,个体眼动特征具有的良好的重测信度和内部一致性信度;在可行性方面,已有研究利用注视和眼跳相关指标、眼动轨迹和瞳孔直径这三类指标对该问题进行探索,结果均发现这些眼动特征与认知能力之间存在着密切关系。今后研究应继续深入探索两者关系的内在认知和神经机制,并尝试结合人工智能算法开发高信效度的眼动认知测验。

用于精神分裂症检测的眼动仪研制

目的为了辅助医生诊断精神分裂症患者,设计一种高精度桌面式眼动仪。方法系统采用双屏输出,摄像机集成了红外光源及红外滤光镜片。重点提出一种新的瞳孔中心识别算法,首先对预处理后的眼图进行瞳孔轮廓提取,然后采用最小二乘椭圆拟合法识别瞳孔中心。在此基础上,对瞳孔周围区域进行边缘检测,得到的最大轮廓中心即为普尔钦光斑中心。最后基于非线性二阶多项式拟合静态标定算法建立了眼图坐标系和场景坐标系的映射方程,并完成了注视点标定。结果实现了眼动轨迹的实时显示和凝视点数目的统计,测试有效率达到80%以上。结论系统能够很好地跟踪和显示人眼运动,具有较好的实用性。

回忆与想象的眼动比较研究

目的比较回忆与想象状态下的眼动差异。方法以某高校107名大学生为被测试对象,进行回忆与想象测试,并对这两种状态下的瞳孔大小、眼动轨迹等数据进行分析比较。结果(1)回忆和想象状态下受试者瞳孔均增大,回忆状态下的增大速度快于想象状态;(2)在回忆问题刺激后受试者首次眼动轨迹倾向于往左,想象问题刺激后受试者首次眼动轨迹倾向于往右;(3)想象状态下的眨眼频率变化高于回忆状态。结论回忆与想象状态下的眼动具有一定差异。

眼动行为训练对促进学习扑点球技术的实验研究

通过文献研究得到表象在眼动与运动技术之间的中介联系,试图验证眼动行为训练对学习扑点球技术的促进作用。本研究立足于前人的研究,采用PPT辅助法和视野训练法对20名志愿被试进行为期2周的眼动行为纠正训练。通过在组内比较后发现,在训练后实验组和对照组扑点球得分均有提高,无差异性(P=0.267);通过组间比较后发现,实验组与对照组有显著性差异(P=0.001)。说明眼动行为训练对学习扑点球技术有较好的促进作用。

一种新的人眼视觉运动认知特性实验分析方法

视觉感知过程源于对象自身的大范围拓扑性质,而场景对象发生运动状态变化时,其所在空间的大范围拓扑关系也将随之改变。为探索大范围拓扑性质和运动性质同时改变时人眼视觉的认知优先特性,基于虚拟现实技术及眼动跟踪技术,通过构建虚拟驾驶及眼动轨迹分析实验平台,结合拓扑复杂度和空间拓扑关系概念分别探讨二维和三维空间中人眼视知觉对物体运动的认知特性。在此基础上,采用响应面分析方法设计场景中自变量因子的随机实验数值,通过可视化方法对比多组认知场景的无感反馈眼动监测结果。实验结果表明,在Tobii眼动仪采集的545个眼动数据中,发生在运动物体上的数据有516个,相比于物体自身属性的大范围拓扑性质变化,人眼视知觉过程更优先识别物体运动的大范围空间拓扑关系变化。该运动认知优先特性为可靠人工智能驾驶中的视觉注视预测技术提供了新的研究思路,同时验证了所提实验分析方法的有效性。

基于客观生理反应的包装装潢评价机制研究

目的利用同步的眼动与客观生理数据分析包装装潢设计元素对消费者购买欲望的影响,为提高针对性购买欲的包装装潢设计提供对应的设计方法。方法依据消费者在观察到不同包装装潢设计元素时的眼动与同步生理信息数据,分析消费者在面对不同包装装潢设计元素时的生理反应信息差异。结果眼动与同步生理数据的变化基本一致,部分不一致数据通过对生理数据的深度分析确认为无意识眼动,通过数据对比与分析确定了消费者的浏览兴奋点与关注点。结论利用客观的生理数据分析包装装潢设计元素对消费者购买欲的影响,可以有效减少因主观意识影响造成的评价误差。

杭派服饰品牌网页设计分析

本文对当季奢侈品、快时尚及杭派服饰三类服饰品牌网站网页设计现状进行调研与图片采集,利用眼动实验,跟踪分析视觉中心与眼动轨迹,归纳出杭派服饰品牌网页设计存在问题,提出调整策略及其网页设计方法的改进措施。

具有视觉诱导功能的隧道进出口道路标线设计

隧道作为一种特殊的管状构造物,因内外光环境的差异导致隧道进出口处的事故率明显高于普通路段。为提高隧道进出口处的安全性,提出一种具有视觉诱导功能的交通标线设计,并采用眼动特征指标检验标线的警示作用。基于透视原理与闪现率原理确定交通标线宽度与间距的取值范围,依据山区隧道的特点确定交通标线的具体设计值,通过视觉诱导理论设计的渐变交通标线与常规等间距设计的交通标线作对比;选取85名年龄在18~50周岁的受试者参与本项试验,通过虚拟驾驶技术获得不同的交通标线对驾驶员眼动特征的影响规律,以眼动特征表征受试人员在模拟行驶时的心理和生理的变化。对比两种交通标线对受试人员的瞳孔面积和注视区域的影响,绘制路面热力图及眼动轨迹图。研究表明:受试人员在试验中,接近隧道入口处时,行驶在具有视觉诱导功能的交通标线上瞳孔面积变化率较小,注视区域集中,注视点离散程度低,待完全进入隧道后眼动特征变化基本一致。说明具有视觉诱导功能的交通标线能较好的吸引驾驶人员的注意力,减少事故发生,与常规的交通标线相比眼动特征明显且具有良好的区分度。