《二語習(xí)得和雙語中的眼動追蹤：研究綜述與方法指導(dǎo)》評介

北京外國語大學(xué) 王 震 李 馳

1. 引言

眼動追蹤技術(shù)主要通過記錄與眼跳和注視相關(guān)的眼動指標數(shù)據(jù)揭示實時認知加工過程。該技術(shù)因最接近自然閱讀過程(Copetal.2015; Patersonetal.2020)而備受閱讀領(lǐng)域研究者的青睞。近年來，眼動追蹤技術(shù)已逐漸被應(yīng)用到應(yīng)用語言學(xué)、二語習(xí)得和雙語研究中。2020年，Routledge出版社出版了密歇根州立大學(xué)Aline Godfroid的《二語習(xí)得和雙語中的眼動追蹤：研究綜述與方法指導(dǎo)》(EyeTrackinginSecondLanpuagaeAcquisitionandBilingnalism:AResearhSynthesisandMethedolopicalGuide)。該書是眼動追蹤技術(shù)應(yīng)用于二語習(xí)得和雙語研究領(lǐng)域的力作。該書濃縮了二語習(xí)得和雙語領(lǐng)域眼動追蹤研究成果，著眼于眼動追蹤在二語習(xí)得和雙語研究領(lǐng)域中的應(yīng)用，對從事二語習(xí)得和雙語眼動研究以及采用該技術(shù)進行研究的學(xué)者具有重要的參考價值，值得研讀。該書共9章，本文首先簡要闡釋各章內(nèi)容，然后予以評述，以饗讀者。

2. 內(nèi)容簡介

第1章主要介紹語言加工研究中的實時方法，具體涉及有聲思維、自定步速、眼動追蹤以及事件相關(guān)電位(event-related potentials, ERPs)，并對比分析這4種方法的利弊。不同于眼動追蹤和事件相關(guān)電位，有聲思維需要被試進行言語產(chǎn)出，但并不影響被試理解語篇，這一點與眼動追蹤技術(shù)相似，說明眼動追蹤技術(shù)是最接近自然閱讀加工的實驗方法。自定步速閱讀是與眼動追蹤最相似的方法，該方法將句子切分成不同片段加以呈現(xiàn)，被試能夠按照自身習(xí)慣進行閱讀，但研究話題會對自定步速閱讀產(chǎn)生影響，使其與自然閱讀過程大相徑庭，而眼動技術(shù)則可做進一步的探索和求證。事件相關(guān)電位通過電極記錄電位變化，該技術(shù)與眼動技術(shù)均可揭示不同任務(wù)的實時加工過程，但眼動技術(shù)具有事件相關(guān)電位技術(shù)不具有的優(yōu)勢，即與自然閱讀條件的高度契合。作者進而對采用眼動技術(shù)的原因做出闡釋，指出眼動技術(shù)揭示認知加工過程，個體的注視點和眼動軌跡均是認知加工的指標。

第2章主要闡釋眼動的基本知識，這些知識是開展語言習(xí)得和加工研究的基礎(chǔ)。視野可分為中央凹(fovea)、副中央凹(parafovea)和邊緣(periphery)3個功能區(qū)域，與視網(wǎng)膜的視錐(cones)和視桿(rods)緊密相關(guān)。注視和眼跳是最常見的眼動行為，但平滑追隨(smooth pursuit)、聚散(vergence)眼動、前庭-眼動反射(vestibulo-ocular reflex)也是必要的眼動類型。知覺廣度分為一般知覺廣度/詞長廣度、字母特征廣度(letter feature span)和字母識別廣度(letter identity span)，其加工情況可反映任務(wù)復(fù)雜程度。眼動位置主要包含偏好注視位置(preferred viewing location)和最佳注視位置(optimal viewing location)。注視時間可衡量加工負荷，受詞頻、預(yù)測性、詞長、詞匯熟悉度、習(xí)得年齡、詞性、具體性等的影響。另外，作者闡釋了閱讀研究中的兩類眼動控制計算模型，即認知控制模型和眼動模型(oculomotor models)。前者主張認知(如詞匯加工)影響眼動、眼和腦的緊密耦合，而后者則更大程度地強調(diào)低水平視覺信息(如詞長)和眼動因素(如眼跳時間)的作用、眼睛注視和認知加工間的間接關(guān)聯(lián)(即眼和腦間的弱關(guān)聯(lián))。認知控制模型和序列加工具有更強關(guān)聯(lián)，而眼動模型則與平行加工關(guān)聯(lián)更強，但序列加工的眼動模型(如SERIF或競爭/互動模型)和平行加工的認知控制模型也存在。作者通過坐標方格對SWIFT和E-Z讀者這兩種眼動控制模型進行了比較(如圖1)。其中SWIFT模型是一個產(chǎn)生自動眼跳的平行加工或注意力平行處理模式模型，主張眼睛以或多或少固定的時間間隔于句間前移，而E-Z讀者則是一個注意力序列處理模式的認知控制模型，其詞匯識別的第一階段和第二階段將啟動眼跳計劃，且注意力以嚴格的注意力序列處理方式從一個詞分配到下一個詞。最后，作者指出認知、運動行為和視覺制約以何種方式相互作用仍有待進一步探究。

圖1 E-Z讀者和SWIFT模型的坐標方格(Godfroid 2020: 53)

第3章主要論述了眼動技術(shù)在二語習(xí)得和雙語研究中的應(yīng)用，以及眼動技術(shù)成功解決了二語習(xí)得和雙語研究領(lǐng)域中的哪些問題，并為明確研究問題和利用眼動技術(shù)開展相關(guān)研究提供基礎(chǔ)。首先，作者針對尋找研究話題提供了對策，指出眼動研究與其他研究一樣旨在增進人類對世界的了解。研究者應(yīng)基于現(xiàn)有文獻的研讀以及提供反應(yīng)時和正確率指標的行為研究或觀察性研究的品讀，凝練出研究問題與話題。其次，作者對二語習(xí)得和雙語領(lǐng)域2003至2017年的52篇基于文本的眼動追蹤文獻進行了梳理和分析，發(fā)現(xiàn)基于文本的眼動追蹤研究主要關(guān)涉語法、詞匯和雙語詞典(bilingual lexicon)、授課式二語習(xí)得(instructed SLA)、字幕加工(subtitle processing)以及語言測評這5個領(lǐng)域，這些眼動研究無疑證實了眼動追蹤技術(shù)在二語習(xí)得和雙語研究中的有效應(yīng)用，也使采用不同范式開展研究的學(xué)者意識到衡量語言知識和語言加工的價值。例如，句法加工眼動研究中，研究者會編制同一個項目的符合語法和不合語法的版本(受試通常只閱讀其中一個版本)，從整體上對兩個句子的閱讀時間進行分析，并對句中的關(guān)鍵區(qū)域的眼動指標(如首次注視時間、注視次數(shù)、回視路徑時間等)加以對比。Hopp & León Arriaga (2016)采用違例范式(anomaly paradigm)考察了母語者和二語者西班牙語的格加工。句子示例中的粗體部分代表句子的關(guān)鍵區(qū)域，但正式實驗過程中均為正常印刷體。

(1) Federico prometióa(chǎn)lvecinouna revista sobre barcos. (符合語法)

(2) Federico prometióelvecinouna revista sobre barcos. (不合語法)

Federico promised the neighbor a magazine about ships.

西班牙語中，雙及物動詞后面接間接賓語需用賓格標記a(al是a和el的合寫)，故例(1)是符合語法的，而例(2)則不合語法。再次，作者指出未來可開展更多二語或雙語眼動研究，同時眼動技術(shù)并非適用于二語習(xí)得和雙語領(lǐng)域的所有研究，研究者應(yīng)根據(jù)其需求和興趣進行使用。

第4章主要對視覺情境范式下探究口語理解過程的32篇眼動文獻進行梳理和回顧。視覺情境眼動研究與基于文本的眼動研究存在諸多差異，但均涉及解決語言加工、習(xí)得和表征等類似問題?；谝曈X情境眼動研究是對基于文本的眼動研究的補充，大致分為詞匯識別、預(yù)期、指稱加工(referential processing)和產(chǎn)出4類。以指稱加工為例，Cunningsetal.(2017)考察了一語背景對主格代詞消解的影響。希臘語/英語雙語者、英語本族語者、希臘語本族語者看圖片刺激時會聽到英語或希臘語句子，按鍵后完成理解性問題判斷。圖片刺激和聽力句子示例如下：

(3) While Peter helped Mr. Smith by the sink in the kitchen,hecarefully cleaned the big cup that was dirty.

(4) While Mr. Smith helped Peter by the sink in the kitchen,hecarefully cleaned the big cup that was dirty.

希臘語為空主語語言(null subject language)，顯性代詞aftós(he) 在主句中代表主題轉(zhuǎn)換(即從主語到直接賓語)，故aftós在例(3)中指代Mr. Smith，在例(4)中則指代Peter。而在英語中卻截然相反。對圖片Peter和Mr. Smith的注視可揭示受試對代詞he/aftós的主語或賓語先行詞的偏好。最后，作者不僅明確指出研究者可將視覺和聽覺語言進行整合，從最底層的亞詞匯水平，到詞匯識別、形態(tài)句法、語義，再到語篇層面開展研究，還強調(diào)視覺情境范式應(yīng)用于二語習(xí)得和雙語研究是一種新的發(fā)展趨勢，研究者應(yīng)該繼續(xù)關(guān)注視覺情境眼動研究，以解決二語習(xí)得領(lǐng)域的重要問題。

第5章主要闡述定量實驗研究的一般原則，涉及項目、設(shè)計、試次、任務(wù)等。項目也稱刺激或?qū)嶒灢牧希蹌友芯恐械膶嶒灢牧习ň渥?、圖片、視頻、網(wǎng)頁以及視覺呈現(xiàn)的其他類型。研究者需要編制不同版本的實驗材料，以操控自變量對因變量的影響。其他變量，如混淆變量、分類變量、連續(xù)變量也需加以考慮。研究設(shè)計可分為被試內(nèi)、被試間以及混合設(shè)計，其中被試內(nèi)設(shè)計更受青睞。研究者應(yīng)基于設(shè)計對材料進行平衡或拉丁方處理。試次包括練習(xí)試次、關(guān)鍵試次和填充試次3類，其中填充試次旨在平衡按鍵反應(yīng)，避免被試知曉實驗?zāi)康?。任?wù)有主次之分，如在句子閱讀研究中，閱讀為主任務(wù)，回答問題為次任務(wù)。作者還對二語文本和視覺情境眼動研究每種條件下的項目與被試數(shù)量進行了統(tǒng)計，為后續(xù)有效地開展二語習(xí)得和雙語領(lǐng)域眼動研究提供借鑒。

第6章詳細闡釋了眼動實驗設(shè)計需要遵循的原則，這些原則不僅包括第5章提及的定量實驗設(shè)計的一般原則，也涵蓋自身所需的特定原則。本章介紹的特定原則主要針對興趣區(qū)(area of interest/region of interest)的劃分和基于文本及視覺情境眼動研究的特定范式。興趣區(qū)的劃分對眼動研究而言至關(guān)重要，二語習(xí)得和雙語研究領(lǐng)域的興趣區(qū)類型可分為基于字詞的興趣區(qū)、基于更大文本區(qū)域的興趣區(qū)和圖片興趣區(qū)。另有移動興趣區(qū)(moving interest areas)適用于產(chǎn)出和同步聊天(synchronous chat)研究。作者指出，研究者應(yīng)結(jié)合以往研究和自身研究的需要設(shè)定興趣區(qū)。隨后，作者對基于文本的眼動研究中影響興趣區(qū)劃分的因素進行了介紹，涉及空間限制(spatial constraints)、藝術(shù)因素(artistic factors)和語言制約(linguistic constraints)。研究者需要設(shè)置空間界限以防止眼動儀追蹤丟失，注重文本可讀性(text legibility)和生態(tài)效度(ecological validity)以確保被試可以進行自然閱讀，并根據(jù)內(nèi)容和詞匯構(gòu)成(lexical makeup)進行字詞或短語層面的興趣區(qū)劃分。另外，視覺情境研究主要以不含文本的視覺刺激和聽覺刺激為材料，研究者需要在設(shè)計過程中對圖片選擇和音頻材料準備予以充分考慮。

第7章介紹了以往基于52篇文本和30篇視覺情境眼動研究采用的眼動指標。作者將兩類研究中使用的眼動指標分為注視、回視和眼動模式(eye-movement patterns)3類。其中基于注視的指標又可細分為注視次數(shù)和概率、注視時間、注視潛伏期(fixation latency)及注視位置；回視包括回視路徑時間、回視入次數(shù)、回視出次數(shù)、第一遍回視出次數(shù)、第二遍回視出次數(shù)、總回視出次數(shù)等；眼動模式主要針對綜合眼動指標，涵蓋熱圖(heatmaps)、凝視圖(gaze plots)和掃描路徑(scanpaths)，用于注視空間分布和注視時間的可視化。注視時間是基于文本眼動研究中使用最頻繁、占比最大的眼動指標，而注視次數(shù)則是視覺情境研究中最常用的指標。此外，眼動指標還可分為早期指標和晚期指標，其中早期指標主要反映初始階段的自動加工和低水平加工，晚期指標則反映后期階段的策略加工。最后，作者指出首次注視時間、凝視時間、總注視時間、回視路徑時間為4大常用指標，主張利用Bonferroni校正控制眼動數(shù)據(jù)分析過程中可能遇到的假陽性結(jié)果。

第8章主要介紹了眼動數(shù)據(jù)處理過程的數(shù)據(jù)清洗和異常值處理(outlier treatment)兩個關(guān)鍵步驟，并對當前眼動研究中的統(tǒng)計方法和新興統(tǒng)計技術(shù)(如線性混合效應(yīng)模型、時程分析)進行概述。眼動數(shù)據(jù)往往受外部因素(如嘈雜、混亂)干擾，研究者可以利用DataViewer、Tobii Pro Studio、BeGaze等清洗軟件檢查被試的記錄和試次，并進行漂移校正(drift correction)來完成數(shù)據(jù)清洗。此外，4個步驟，即過長或過短注視點的處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(data transformation)、極值說明、敏感度分析(sensitivity analysis)，可用于異常值處理，提高數(shù)據(jù)信度。大部分視覺情境研究采用ANOVA進行數(shù)據(jù)分析，但這也逐漸被可以提供更加精準結(jié)果的線性混合模型(LMM)和一般線性混合模型(GLMM)所取代。時程分析在視覺情境研究中最常見，主要涉及單獨時間窗口分析和生長曲線分析(growth curve analysis)。作者還對研究者選擇何種分析方法處理數(shù)據(jù)予以建議。

第9章主要總結(jié)了眼動實驗室創(chuàng)建過程中的注意事項以及學(xué)習(xí)眼動技術(shù)的研究話題。首先，基于視頻的眼動儀可具體分為靜態(tài)和動態(tài)兩類。頭戴式眼動儀(head-mounted eye tracker)、遙測式眼動儀(remote eye tracker)通常屬于動態(tài)；塔式眼動儀(tower-mounted eye tracker)則屬于靜態(tài)。研究者應(yīng)基于研究需求、被試群體和預(yù)算選擇眼動儀。自由頭動式設(shè)備常用于兒童和臨床群體，以及二語習(xí)得和應(yīng)用語言學(xué)領(lǐng)域的視覺情境，語言測試，基于任務(wù)的語言教學(xué)、閱讀、寫作和翻譯，計算機輔助語言學(xué)習(xí)，互動與反饋等研究。頭部固定式靜態(tài)眼動儀適用于包含字詞興趣區(qū)的閱讀、寫作、翻譯、句子加工等研究。其次，作者對眼動儀運行過程中的速率、準確度(accuracy)、精準度(precision)加以闡述，并建議從現(xiàn)實考量、空間和技術(shù)需求、實驗室運行等方面對眼動實驗室建設(shè)加以考慮。再次，作者進一步指出可由淺入深地學(xué)習(xí)眼動技術(shù)，實現(xiàn)從初階、中階到高階眼動研究的轉(zhuǎn)變。最后，從設(shè)備、數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析3個方面為初學(xué)者提供有益建議。

3. 簡評

我國眼動研究較國外起步較晚，且多集中在心理學(xué)領(lǐng)域。近年來，語言學(xué)界開始著手開展應(yīng)用語言學(xué)、二語習(xí)得、雙語領(lǐng)域的眼動研究，但尚處于摸索階段。目前，介紹眼動技術(shù)原理和操作的書籍也多涉及心理學(xué)相關(guān)領(lǐng)域，較少涉及應(yīng)用語言學(xué)、二語習(xí)得及二語研究領(lǐng)域的內(nèi)容。除2018年劍橋大學(xué)出版社出版的Eye-tracking:AGuideforAppliedLinguisticsResearch(Conklinetal.2018)介紹了眼動技術(shù)在應(yīng)用語言學(xué)中的應(yīng)用外，迄今尚無針對該技術(shù)在二語習(xí)得、雙語研究領(lǐng)域的書籍。因此，國內(nèi)語言學(xué)研究者亟需一本全面介紹眼動技術(shù)原理、方法及其在二語習(xí)得和雙語研究中應(yīng)用的書籍，《二語習(xí)得和雙語研究中的眼動追蹤：研究綜述與方法指導(dǎo)》的出版恰逢其時。該書小到實驗刺激的數(shù)量控制、極值剔除，大到眼動技術(shù)在二語習(xí)得、雙語研究領(lǐng)域的應(yīng)用、眼動實驗室的建立，具有極高的學(xué)術(shù)價值和實用價值。具體而言，該書有以下幾大鮮明特色。

第一，內(nèi)容豐富，立足前沿。該書不僅全面介紹了眼動技術(shù)基礎(chǔ)知識(第1章)、眼動實驗的設(shè)計(第6章)、眼動指標的選取(第7章)、眼動數(shù)據(jù)的清洗與分析(第8章)，還概述了眼動技術(shù)在基于文本研究和視覺情境研究中的應(yīng)用(第3章、第4章)。既關(guān)注了英語、法語、西班牙語、希臘語等拼音文字眼動研究，也涉及以漢語為代表的表意文字眼動研究，體現(xiàn)了跨語言視角，有助于深化對眼動特征的理解。作者還提供了一些初級、中級、高級階段具有代表性的眼動技術(shù)研究話題以及研究示例(第9章)，一定程度上為未來開展二語習(xí)得和雙語領(lǐng)域的眼動研究指明了方向，也為研究者更好地開展這些主題的相關(guān)眼動研究提供了可能的方案。

第二，理論結(jié)合實踐，實用性強。作者對眼動實驗設(shè)計、眼動指標選取、眼動數(shù)據(jù)處理方法等均做了詳細的介紹，層次分明，論述清晰，適用于在諸多領(lǐng)域開展眼動研究的學(xué)者，尤其是語言學(xué)領(lǐng)域的初學(xué)者，便于短期內(nèi)學(xué)以致用。該書將二語習(xí)得理論與該領(lǐng)域的眼動實證研究結(jié)合，基于眼動技術(shù)原理提供眼動實驗室建設(shè)過程的具體建議，這些均是理論結(jié)合實踐的力證。

第三，論述客觀，無偏無頗。作者對有聲思維、自動步速、眼動追蹤和事件相關(guān)電位技術(shù)進行了對比，客觀指出眼動技術(shù)存在文本布局受限、反應(yīng)證據(jù)不足等缺點，主張?zhí)峁┒ㄐ詳?shù)據(jù)的有聲思維法和獲取定量數(shù)據(jù)的眼動追蹤技術(shù)應(yīng)該結(jié)合起來，為語言習(xí)得或加工提供全貌，以加深對語言習(xí)得或加工過程的認識。

該書雖對二語習(xí)得和雙語研究領(lǐng)域的代表性成果進行了梳理，也為不同研究話題提供了代表性案例，但并未針對某一具體研究的實驗設(shè)計、實驗設(shè)備、實驗程序、數(shù)據(jù)處理與分析，尤其是實驗編程、R語言數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)，進行翔實闡述，以便為研究者提供更具操作性的、系統(tǒng)的眼動實驗指導(dǎo)。另外，作者對靜態(tài)和動態(tài)眼動儀及其優(yōu)缺點進行了具體介紹，但并未對最常用于當前研究的EyeLink和Tobii系列進行詳介并分析其利弊，這也是該書的小缺憾。這些知識對于眼動初學(xué)者而言均十分重要。但是，瑕不掩瑜，該書從原理、方法、實踐等方面對眼動技術(shù)進行了介紹，不僅對語言學(xué)領(lǐng)域，還對心理學(xué)、廣告學(xué)、教育學(xué)、醫(yī)療等領(lǐng)域具有重要參考價值。該書理論與應(yīng)用并重，是一本不可多得的眼動技術(shù)應(yīng)用于二語習(xí)得和雙語研究領(lǐng)域的參考書。