本文介绍了一种利用眼动追踪方法识别日本学生书写困难(HD)风险的实验方案。通过评估学生在刺激观察中产生无意义句子的比例、书写流畅性以及运动协调能力,可识别出在学校环境中存在书写困难风险的学生。
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本文介绍了一种利用眼动追踪方法识别日本学生书写困难(HD)风险的实验方案。通过评估学生在刺激观察中产生无意义句子的比例、书写流畅性以及运动协调能力,可识别出在学校环境中存在书写困难风险的学生。
存在书写困难(HD)的学生常表现出影响句子书写的视觉运动挑战。然而,目前很少有研究比较 HD 儿童与正常发育(TD)儿童在阅读和书写过程中的眼动特征。近期研究表明,观察刺激所花费时间的比例有助于识别发育障碍儿童的行为问题。本研究比较了 HD 学生与其 TD 同龄人在刺激观察比例上的差异。研究对象为日本籍 HD 学生(n = 12)和 TD 学生(n = 15),考察他们在阅读和书写日语句子时的眼动模式差异,并比较其在有意义与无意义句子上的读写表现。在参与者书写多个日语句子的过程中记录其眼动数据。结果表明,尽管在有意义书写任务中未发现组间差异,TD 参与者的句子阅读和书写流畅性仍优于 HD 同伴。HD 参与者在阅读和书写任务中观察句子的频率高于其 TD 同伴,且在书写过程中表现出更短的观察跨度和更低的观察比例;但在阅读过程中的观察比例与 TD 组相当。二元逻辑回归分析显示,每分钟书写字母数、无意义书写过程中观察刺激的时间比例以及运动协调得分是识别 HD 学生的关键指标。这些发现提示,书写时较短的观察跨度和较低的刺激观察比例反映了 HD 学生倾向于仅粗略扫视句子,而非对其进行充分阅读的倾向。
书写是一种复杂的行为,需要视觉、运动和认知技能的整合1,2,3,4,5。最近的研究表明,通过让参与者在纸上从左到右书写旋涡状环路,可以检测出手写困难(HD)2,3。在这些研究中,正常发育(TD)的参与者在睁眼和闭眼条件下,其空间和时间排列的视动整合(VMI)能力表现相似。然而,患有手写困难的学生在闭眼时表现出更好的空间和时间排列,但书写表现较差;相反,在睁眼时,尽管其视动整合能力较差,他们的书写准确性和流畅性更低,可读性也更差。这些结果表明,视觉技能缺陷会干扰手写困难学生的流畅书写表现1,2,3。然而,Lopez 和 Vaivre-Douret2,3 并未直接测量视觉表现数据(如眼动模式),也未比较手写困难学生与正常发育学生的视觉技能。因此,比较正常发育与手写困难参与者在书写过程中的眼动模式,可能有助于在日常生活和学校环境中识别出存在手写困难风险的学生。
尽管比较手写过程中的眼动模式具有重要意义6,但目前仅有少数研究探讨了亨廷顿病(HD)参与者的眼动特征4,5。Omori6分析了典型发育(TD)大学生在句子书写过程中的眼动模式。他根据参与者的视觉-运动整合(VMI)能力将其分为两组,并采用标准化的视觉-运动整合测验进行评估7。结果表明,VMI能力较低的学生比VMI能力较高的学生出现更多且更长时间的注视,并更频繁地回看句子内容和自己的手部动作。换句话说,较差的VMI能力与手写过程中的观察能力不足相关。书写表现较差会导致更长的观察时间、更多的注视次数以及更长的单次注视持续时间2,3,6。此外,当回看手部动作和刺激材料的次数增加时,刺激观察比率(定义为观察刺激的总时长占整个书写时间的比例)会降低。因此,HD参与者在实际书写上所花费的时间比例较小,其观察比率低于TD参与者2,3。VMI能力较低的TD学生也表现出更频繁地回看手部动作和目标刺激,并在视觉-运动技能整合方面存在困难7。然而,以往研究仅评估了注视数据,而未分析包含注视和扫视的眼动数据6。为了更全面地捕捉书写过程中的刺激观察行为,建议同时考虑眼动数据(包括访问持续时间和访问次数)与注视数据(包括注视持续时间和注视次数)。因此,通过考察访问持续时间与目标刺激之间的关系作为观察比率,可能有助于阐明与手写相关的视觉-运动整合困难。
Sita 和 Taylor 报道指出,与书写单个单词相比,健听(TD)成人在阅读时注视次数更少、平均注视时间更短、访问持续时间也更短8。然而,目前尚不清楚健听(TD)学生与听力障碍(HD)学生在阅读和书写句子时是否表现出相似的眼动模式。此外,大多数先前的研究集中于字母语言1,2,3,4,5,8,而仅有一项研究探讨了日语书写6。因此,本研究比较了健听(TD)与听力障碍(HD)学生在阅读和书写日语句子时的眼动模式。由于近期研究表明,可通过非词阅读识别存在阅读困难的学生9,10,本研究除有意义刺激材料外,还纳入了无意义刺激材料。Steacy 等人报告指出,无意义词的阅读能力与后续有意义词的阅读发展密切相关10。尽管反应方式不同,但比较有意义和无意义句子的书写可能同样有助于识别听力障碍(HD)学生。因此,本研究准备了两种类型的刺激材料。
书写汉字或日文汉字通常比书写罗马字母带来更大的书写困难11。Tse 等人比较了TD和HD儿童在中文和英文书写发展上的差异,发现中文书写困难更大,反映出笔画形成方面的问题11。他们还报告指出,与TD儿童相比,HD儿童的视觉运动整合(VMI)能力更差、视觉感知(VP)能力更弱、精细运动技能更差,但在阅读表现上无组间差异11。在日本,约有10%的普通班级小学生存在书写困难12。Kono、Hirabayashi 和 Nakamura 的研究表明,学生书写流畅性从一年级的每分钟13.08个字母(LPM)提高到六年级的每分钟31.26个字母(LPM)13,而其阅读流畅性则从一年级的每分钟202.50个字母(LPM)提高到六年级的每分钟461.90个字母(LPM)14。另一项使用数字笔的研究报告指出,随着书写技能的发展,连续书写长度增加,且低头看纸张的次数减少15。Noda 等人发现,包括书写障碍(HD)在内的日本发育障碍学生,其精细运动技能较差,持续书写注意力也较差16。综合这些研究结果11,13,15,16 表明,患有书写障碍(HD)的日本学生相比TD同龄人,书写LPM更慢、连续书写跨度更短、更频繁地回看刺激材料和自己的手13。尽管连续书写跨度通常使用数字笔进行测量,但也可通过眼动追踪技术,通过计算注视次数来估算。从眼动数据中计算每个注视所书写的字母数(L/FX),可反映个体需要为每个字母进行注视的频率;而回看频率则可通过总访问时间占总书写时间的比例,以观察比率(%VD)来量化。因此,本研究使用眼动仪比较了HD与TD学生之间的L/FX(作为观察跨度)和%VD(作为观察比率)。
为了研究在阅读和书写日语句子时的眼动差异,并比较阅读障碍(HD)学生与正常发展(TD)学生在有意义和无意义句子任务中的表现,参与者在阅读和书写多个日语句子的同时,其眼动被记录下来。我预测,与TD学生相比,HD学生在阅读和书写时的LPM值较低13,观察范围更小、注视持续时间更短6,且对刺激材料的观察比例更低2,3,6。我预期HD学生相较于TD学生会表现出明显不同的眼动模式、更小的观察范围以及更低的观察比率。
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在参与研究之前,已从参与者及其父母或监护人处获得书面知情同意。本研究已获早稻田大学机构审查委员会(编号:2020-176)批准。
1. 参与者
2. 刺激与仪器

图1:阅读与书写任务所用句子刺激材料示例。 (A)有意义的句子刺激材料,以及(B)无意义的句子刺激材料。 请点击此处查看该图的放大版本。
3. 前期评估:PVT-R
4. 前期评估:Beery-VMI 第六版
5. 眼动测量

图 2:阅读和书写任务期间的眼动测量。(A)一次阅读任务试验,以及(B)一次书写任务试验。请点击此处查看此图的放大版本。
6. 导出眼动数据
7. 数据分析
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参与者概况分析
表1展示了参与者的语言能力和视动整合技能。HD组参与者的平均实际年龄为11.11岁(范围:8.33–14.83岁),TD组参与者的平均实际年龄为11.97岁(范围:7.67–17.50岁)。PVT-R [18]结果显示,HD组参与者的标准化得分低于TD组参与者(8.92 vs. 12.75 [t (18) = 2.25, p = 0.03, Cohen's d = 5.00])。同时评估了两组在VP和MC [8] 上的得分。尽管VP得分差异无统计学意义 [t (25) = 1.03, p = 0.31, Cohen's d = 9.88],但HD组在MC上的得分显著低于TD组 [t (25) = 3.23, p = 0.003, Cohen's d = 8.25]。
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本研究考察了12名亨廷顿病(HD)患者和15名典型发育(TD)参与者在阅读和书写有意义与无意义的日语句子时的眼动模式差异。如图所示 图 3A与TD参与者相比,HD参与者在阅读和书写方面的LPM得分较慢,表明HD参与者在这些任务中存在更大的困难。HD参与者通常也伴有阅读困难。21因此,未来的研究在比较阅读和书写LPM时,应使用与参与者处理速度相匹配的阅读材料。此外,本研究中的参与者阅读有意义句子的流利程度低于先前研究中同龄参与者(本研究中TD组为305.58 LPM,HD组为216.27 LPM,而先前研究中六年级学生为469.1 LPM)。14这种差异可能反映了任务之间的不同,例如先前研究采用默读,而本研究采用朗读,因为朗读使实验者能够直接监控准确性与错误。尽管阅读与写作均为关键的学术技能,但二者很少被同时评估。与本研究不同,以往研究通常使用数字笔或眼动仪分别考察这两项技能。6,...
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作者声明不存在任何智力、财务或生物医学方面的利益冲突。
本研究部分得到了日本学术振兴会(JSPS KAKENHI,项目编号 22K13739)的资助。" 部分数据此前已以日文形式在日本特殊教育学会年会上以海报形式展示。所有涉及人类参与者的实验程序均符合1964年《赫尔辛基宣言》及其后续修订版或同等伦理标准。本研究经早稻田大学机构审查委员会批准(编号:2020-176)。所有参与者及其家长均签署了书面知情同意书,并提供了口头知情同意。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| Beery VMI-6 | Pearson | https://www.pearsonassessments. com/en-us/Store/Professional- 评估/运动-感觉 /Beery-Buktenica-Developmental 视觉-运动整合测验 -%7C-第六版/p/100000663 ?srsltid=AfmBOooTl4STWGQhq ArZwKdX_mSiV0nHgJWPfjddJ 9z0erbWm7Qq6H9v | 评估视觉-运动整合技能的标准化测试 |
| 计算机显示屏 | Dell | P2419H | 分辨率 1920×1080 |
| 眼动仪 | Tobii Technology Japan | X3-120 | 便携式眼动仪 |
| G*Power | 海因里希-海涅大学ät Dü杜塞尔多夫 | https://www.psychologie.hhu.de /研究团队/普通 心理学与职业心理学/gpower | G*Power 分析软件 |
| IBM SPSS Statistics | IBM | IBM SPSS Statistics | 版本 29.0.2.0 |
| 笔记本电脑 | Dell | Precision 5540 | Windows 11 |
| PVT-R | 日本文化科学社 | https://www.nichibun.co.jp/seek/kensa/pvt_r.html | 评估语言年龄的标准化测试 |
| Tobii Pro Lab | Tobii Technology Japan | Tobii Pro Lab | 眼动分析软件 |
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