Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

Metin Anlamada Yer Alan Bilişsel Süreçleri Değerlendirmek için Göz Hareketlerini Kullanma

doi: 10.3791/50780 Published: January 10, 2014

Summary

Bu makalede, metin anlamada yer alan bilişsel süreçleri incelemek için göz izleme metodolojilerinin nasıl kullanılacağı açıklanmaktadır. Göz takip ekipmanlarının tanımları, deneysel uyaranların nasıl geliştirileceği ve prosedür önerileri dahildir. Sunulan bilgiler çoğu çalışmaya sözel uyaranlar kullanılarak uygulanabilir.

Abstract

Bu makalede, metin anlamada yer alan bilişsel süreçleri incelemek için göz izleme metodolojilerinin nasıl kullanılacağı açıklanmaktadır. Okuma sırasında göz hareketlerini ölçmek, metin anlama sırasında anlık (çevrimiçi) işleme taleplerini ölçmek için en kesin yöntemlerden biridir. Bilişsel işleme talepleri, fiksasyon süresi, fiksasyon sayısı ve gerileme sayısı (metnin önceki bölümlerine dönüş) gibi göz hareketi davranışının çeşitli yönleri tarafından yansıtılır. Araştırmacıların göz önünde bulundurması gereken göz takip ekipmanının göz pozisyonunun ne sıklıkte ölçüldüğü (örnekleme oranı), göz pozisyonunu belirleme doğruluğu, ne kadar kafa hareketine izin verildiği ve kullanım kolaylığı gibi önemli özellikleri açıklanmaktadır. Ayrıca, hedef kelimelerin konumu, sıklığı ve uzunluğu gibi metin anlama çalışmalarında kontrol edilmesi gereken göz hareketlerini etkileyen uyaranların özellikleri de açıklanmıştır. Katılımcının hazırlanması, ekipmanın kurulması ve kalibre edilmesi ve bir çalışmanın çalıştırıldığı ile ilgili prosedür önerileri verilir. Verilerin nasıl değerlendirilebileceğini göstermek için temsili sonuçlar sunulur. Metodoloji okuma anlama açısından tanımlansa da, sunulan bilgilerin çoğu katılımcıların sözel uyaranları okuduğu herhangi bir çalışmaya uygulanabilir.

Introduction

Okuyucular bir metni okuduklarında, gözlerini kelimeden kelimeye alternatif bir fiksasyon deseni (gözlerin sabit olduğu ve bir kelimeye odaklandığı noktalar) ve saccades (gözün kelimeler arasında hareket ettiği noktalar) aracılığıyla hareket ettirirler. Okuyucuyu bir metin üzerinden ileriye doğru hareket ettiran kutsalları izleyen fiksasyonlara ileriye doğru sabitlemeler ve okuyucuyu bir metindeki önceki noktalara taşıran saccades'i izleyen fiksasyonlara gerici fiksasyonlar denir. Göz izleme yöntemlerinin temel varsayımı, artan işlem taleplerinin artan işlem süresi veya fiksasyon düzenindeki değişikliklerle ilişkili olmasıdır. Daha uzun işlem süresi, daha uzun süreli fiksasyonlar veya daha fazla sayıda fiksasyon (ileri ve gerileyen) ile yansıtılabilir.

Göz hareketleri, tüm bir pasaj için okuma sürelerini veya cümle cümle okuma sürelerini ölçmeye göre okuma davranışının bir ölçüsü olarak birkaç önemli avantaj sağlar. İlk olarak, göz hareketlerini izlemek sürekli, çevrimiçi bir okuma performansı kaydı üretir. Bu, metin işleme taleplerini genel düzeyde (metnin tamamında), tümcecik düzeyinde (tek tek tümcecikler) veya yerel düzeyde (tek tek sözcükler veya tümcecikler) inceleme olanağı sağlar. Örneğin, genel zorluktaki değişiklikler, toplam okuma süresi, ileriye doğru sabitleme sayısı ve gerileme sayısı gibi çeşitli performans ölçülerinde değişikliklere yol açar. Yerel düzeydeki zorluktaki değişiklikler, tek tek sözcüklerin okuma süreleri, sözcükleri sabitleme olasılığı ve belirli sözcüklere gerileme yapma olasılığı gibi çeşitli önlemleri de etkiler. Genel okuma süreleri veya cümle cümle okuma süreleri, okuma performansının bu kadar ayrıntılı ölçülerini sağlamaz. İkincisi, göz hareketleri okumanın doğal bir parçasıdır; bu nedenle, bir okuyucuya ek görev talebi yer alınmaz. Üçüncü olarak, göz hareketlerinin birden fazla yönü analiz edilebilir(örneğin fiksasyon süresi, saccade uzunluğu ve gerileme sıklığı), okuma işleminin farklı unsurlarına bir pencere sağlar. Dördüncü olarak, göz hareketleri, okunan metnin özellikleriyle ilişkili işleme taleplerini doğrudan yansıtır. Örneğin, göz hareketleri kelime sıklığı10,11, sözcük uzunluğu 7 , sözcük belirsizliği2, bağlamsal kısıtlama1ve yineleme10,13işlevi olarak değişir. Beşinci olarak, göz hareketleri okuyuculardaki bireysel farklılıkları yansıtır. Örneğin, göz hareketleri okuma yeteneğine bağlı olarak değişir1, bir konu hakkında önceden bilgi9ve okuyucunun yaşı14. Rayner, Pollatsek, Ashby ve Clifton13, okuma sırasında göz hareketlerinin kapsamlı bir incelemesini sağlar. Birlikte ele alındığında, bu avantajlar göz hareketlerini okuma davranışının ideal bir ölçüsü haline getirir.

Burada açıklanan araştırma, metin anlamada yer alan bilişsel süreçleri incelemek için bir göz hareketi metodolojisi kullandı. Özellikle, deney tanıdık ve yabancı metaforların nasıl işlendiğini keşfetmek için tasarlanmıştır4. Bu çalışmada katılımcılar göz hareketleri izlenirken bilgisayar monitöründe sunulan kısa metinleri okudular. Her metin dört cümle içeriyordu. İlk iki cümle, metaforun amaçlanan anlamı ile tutarlı bir bağlam sağladı. Metaforlar üçüncü cümlede sunuldu. Dördüncü ceza tarafsız bir sonuç olarak servis edildi. Tanıdık (1) ve yabancı (2) metaforlar içeren metin örnekleri, tanımlama kolaylığı için altı çizili metaforlarla aşağıda sunulmuştur.

  1. Tanıdık metafor pasajı. Peter daha önce hiç bu kadar güzel bir kız görmemişti. İkisi arasında özel bir şeyin büyüyeceğini umuyordu. Kendi kendine aşkın bir çiçek olduğunudüşündü. Peter gecenin ilerleyen saatlerinde kızı aradı.
  2. Yabancı metafor pasajı. Üniversiteden mezun olmak birçok insan için çok önemli bir kilometre taşıdır. Bu hedefe ulaşmak için çok çalışmak gerekiyor. Birçok insan için bir derece bir kapıdır. Üniversiteden mezun olmak gurur verici bir şey.

Çeşitli yöntemlere dayanan geçmiş araştırmalar, tanıdık metaforların anlaşılmasının (daha hızlı işlendiğini) yabancı metaforlardan daha kolay olduğunu göstermiştir3,6. Göz takip yönteminin gücü, işlem zorluğunun kaynağının belirli kelimelere izole edilebilmesidir. Örneğin, araştırmacılar, tanıdık olmayan metaforları anlamak için gereken ekstra zamanın, metaforlardaki her kelimeyi okurken yavaşlamak veya metaforun son kelimelerini yavaşlatmakla elde olup olmadığını belirleyebilirler (önceki ifadenin bir metafor olduğu açık olduğunda). Ayrıca, göz hareketleri kalıpları, metaforların anlaşılmasında rol oynayan bilişsel süreçler hakkındaki çıkarımları destekler. Örneğin, roman veya yabancı metaforları okurken, okuyucuların figüratif anlamları ayıklamak için metaforları daha fazla işlemeleri gerekir. Bu, göz hareketi desenine metaforların başlangıcına gerileyen ve daha sonra metaforları ikinci kez okumak olarak yansıyabilir. Okuyucular ayrıca metaforlardaki iki anahtar kelimenin anlamlarını karşılaştırmaya çalışabilir (örneğin aşk ve çiçek), bu da anahtar kelimeler arasında ileri geri göz hareketlerinin bir desenine yol açabilir. Alternatif olarak, tanıdık metaforları okurken, okuyucular metaforları okuduktan hemen sonra figüratif anlamları çıkarabilir; bu nedenle, herhangi bir gerileme gerekmez. Kilit nokta, göz hareketi kalıplarının araştırmacıların metaforları anlamak için kullanılan çevrimiçi süreçler hakkında çıkarımlar yapmalarına izin vermesidir. Bu, genel işlem süresinin tanıdık olmayan metaforlardan daha uzun olduğunu belirtmekten daha açıklayıcı sonuçları destekler.

Burada açıklanan çalışma, iki tür yazılı uyaran için göz hareketi kalıplarını zıtlaştırıcı yaygın bir yöntemi göstermektedir ve göz hareketi metodolojilerinin kritik yönlerini tanımlamak için somut bir durum sağlar. Daha da önemlisi, burada açıklanan göz hareketi yöntemi, okuyucuların karmaşıklıkta değişen kelime tabanlı matematik problemlerini nasıl çözdüğleri(örneğin, yüksek ve düşük karmaşıklık) veya kelime sorunlarının yeni başlayanlara karşı etki alanı uzmanları tarafından nasıl çözüldüğü gibi diğer birçok konuyu incelemek için genellenebilir. Göz hareketleri, problemlerdeki hangi kelimelerin en çok dikkat çektiğini(yani en uzun fiksasyon süreleri ve en fazla sayıda fiksasyon) ve uzmanların ve acemilerin aynı bilgilere odaklanıp odaklanmadığını belirlemek için kullanılabilir. Her durumda, göz hareketlerinin izlenmesi, okunan sorunların anlaşılmasıyla ilgili işleme taleplerindeki anlık değişikliklerin bir kaydını sağlayacaktır.

Protocol

1. Göz Takip Ekipmanlarının Özellikleri

Göz izleyicileri, göz hareketlerinin nasıl ölçüldüğüne, göz pozisyonunun ne sıklıklarda ölçüldüğüne (örnekleme oranı), göz pozisyonunu belirleme doğruluğuna, ne kadar kafa hareketine izin verildiğine ve kullanım kolaylığına göre değişir. Bu faktörlerin önemi, yapılan araştırmanın türüne ve test edilen katılımcılara bağlı olarak değişir. Örneğin, okuma çalışmalarının çoğunda, hangi kelimenin sabitlendiğini belirlemek için yüksek doğruluk gerekir. İkinci bir örnek olarak, çocukları katılımcı olarak kullanırken kafa hareketlerine tolerans ve kullanım kolaylığı çok önemlidir.

Burada açıklanan araştırma bir SR Research EyeLink 1000 göz izleyicisi (SR Research Ltd) kullanılarak gerçekleştirildi. Şekil 1'degöz takip sisteminin bir resmi sunulmuştur. EyeLink sistemi, bir video görüntüsündeki öğrenci konumundaki değişiklikleri ölçerek göz hareketlerini izler. Bu, deneklerin gözlerine dağınık bir kızılötesi ışık (katılımcılar tarafından görülemez) parlatılarak ve kızılötesi yansımayı (görüntü) bir gözden (veya her iki gözden) yüksek çözünürlüklü kızılötesi algılama video kamerasıyla kaydederek yapılır. Kızılötesi ışık kaynağı ve video kamera, uyaranları görüntülemek için kullanılan monitörün altına yerleştirilmiştir. Kızılötesi ışık, normal spektrum ışıklarından sahte yansımaları önlemek için kullanılır. Kızılötesi ışık, göz bebeğinin bulunduğu yerde parlak bir nokta (ışıklar öğrenciye girer ve göz bebeğini aydınlatmak için retinadan yansır) ve gözün yüzeyinde kornea yansıması adı verilen kesin bir yansıma üretir. Video görüntüsü, öğrencinin (parlak nokta) video karesindeki yatay ve dikey hareketlerinin ölçülebilmesi için dijitalleştirilir. Kornea yansıması, kafa hareket etmedikçe hareket etmeyen sabit bir yansımadır (çünkü göz yüzeyinden bir yansımadır, gözler hareket ettiğinde hareket etmez). Kornea yansımasının ölçülmesi, kornea yansımasının hareketine yol açan küçük kafa hareketlerini, kornea yansımasının hareketine yol açmayan tek başına göz hareketlerinden ayırt etmek için bir araç sağlar. Baş hareketlerini en aza indirmek ve katılımcıyı video kameranın odak aralığında tutmak için katılımcılar, bilgisayar monitöründe sunulan metni okurken başlarını alın ve çene istirahatine yerleştirirler. Göz takip sistemlerinin çeşitli kritik özellikleri aşağıda açıklanmıştır.

  1. Örnekleme oranı. Örnekleme hızı, saniyede kaç kez göz pozisyonunun ölçüldüğü anlamına gelir. EyeLink 1000 sistemi için örnekleme oranı 1.000 Hz'dir, bu da göz konumunun 1.000 kez/sn ölçüldüğü anlamına gelir. Yaygın örnekleme hızları 1.000 Hz, 500 Hz, 250 Hz ve 60 Hz'dir (birçok bilgisayar monitörünün video yenileme hızı/frekansı).
    Not: Okuma eğitimi alırken amaç, fiksasyonların ve saccadelerin konumunu ve süresini doğru bir şekilde ölçmektir. Normal yetişkin okuması sırasında, sabitleme süreleri tipik olarak yaklaşık 100-800 milis arasında değişir ve ortalama yaklaşık 250 milistir (üniversite çağındaki okuyucular için). Saccades genellikle okuyucular gözlerini bir kelimeden diğerine hareket ettirdiğinde yaklaşık 10-20 milis arasında değişir. Bir satırın sonundan bir sonraki satırın başına geçmek gibi çok büyük saccades, süresi 60-80 milis kadar uzun olabilir. Daha yüksek örnekleme oranları, fiksasyonların ve saccadelerin süresini ölçerken daha iyi zamansal doğruluk (zamansal çözünürlük olarak da adlandırılır) üretir. Özellikle, ortalama zamansal hata, numuneler arasındaki sürenin yaklaşık yarısı olacaktır. Örneğin, 1.000 Hz örnekleme hızı (her 1 miliste bir örnekleme göz konumu) ortalama 0,5 milis hataya ve 60 Hz örnekleme hızı (her 16,7 miliste bir örnekleme göz konumu) ortalama 8 milis hataya yol açacaktır. 8 milis hatası, saccades süresini incelemek için çok büyük olarak kabul edilebilir, ancak fiksasyonların süresini incelemek için çok büyük değildir. Otuz yıl önce çoğu okuma araştırması 60 Hz örnekleme oranlarına sahip göz izleyicileri kullanılarak yapıldı. Okuma ile ilgili araştırmaların çoğu artık 500 Hz veya 1.000 Hz'de örnekleme yapabilen göz izleyicileri kullanılarak gerçekleştirilir.
    Okuma sırasında amaç, her iki gözü de aynı konuma odaklamaktır; bu nedenle, yaygın uygulama göz hareketlerini tek bir gözden kaydetmektir. Bazı göz takip sistemleri her iki gözün aynı anda izlenmesini sağlar. Her iki gözü de izlemenin avantajı, son analiz için en iyi izleme doğruluğuna sahip gözün seçilebilmesidir. Her iki gözü izlemenin dezavantajı, örnekleme oranının genellikle iki kat azalmasıdır(yani bir göz için 1.000 Hz örnekleme oranı, her iki gözden kayıt yaparken 500 Hz'e düşürülür).
  2. Doğruluk. Doğruluk, hesaplanan sabitleme konumunun gerçek sabitleme konumuyla ne kadar iyi eşleştiğini ifade eder. Bu, görsel açı dereceleriyle ifade edilir (yarım daire 180º görsel açıya sahiptir). EyeLink 1000 sisteminin ortalama doğruluğu 0,25-0,5º görsel açıdır. Bunu perspektife koymak için, normal görüntüleme mesafesindeki bilgisayar monitöründe 17-20'ye bakıldığında, monitörün genişliği 20-30º görsel açıyı kapsar.
    Not: Gereken doğruluk derecesi araştırma hedeflerine bağlıdır. Amaç, bir satırdaki hangi karakterin sabitlenmiş olduğunu ölçmekse, karakter konumu doğruluğu gereklidir. Amaç, bir satırdaki hangi sözcükle sabitlenmiş olduğunu ölçmekse, sözcük konumu doğruluğu gereklidir. Burada açıklanan araştırmada, metin 3 karakterin yaklaşık 1° görsel açıya eşit olması için görüntülenmiştir. Metin orantılı yazı tipinde görüntülendiğinden ölçüm yaklaşık 3 karakterdir(yani karakterler, karakterin w'dendaha dar olması gibi genişlik bakımından farklıydı). Karakter konumu doğruluğunu elde etmek için, göz izleyicisinin 30° yatay aralıkta (bilgisayar ekranının genişliği) 1/3° (yaklaşık bir karakter genişliğinde) sabitleme konumunu belirlemesi gerekir. Kelime konumu doğruluğunu elde etmek için, göz izleyicisi 3 karakter uzunluğundaki kelimeler için 1° aralıkta sabitleme konumunu belirlemelidir. Göz izleyicileri, büyük dikey göz hareketlerini ölçmede(örneğin ekranın altından üste hareket etme) biraz daha az doğru olma eğilimindedir, çünkü gözbebeği kısmen göz kapakları ve göz kirpikleri tarafından kapatılabilir. Bu sorun, metinleri çift aralıklayarak önemli ölçüde azaltılabilir veya ortadan kaldırılabilir, bu da hangi metin satırının okunduğunu ayırt etmeyi kolaylaştırır. Bilgisayar monitörlerinde 17-20 için çift aralıklı, EyeLink 1000 ve çoğu mevcut nesil göz izleyicilerinin doğruluk aralığında, çizgiler arasında yaklaşık 2,5° dikey ayrım üretir.
  3. Kafa hareketi. EyeLink 1000 sistemi için izin verilen kafa hareketi 25 mm x 25 mm x 10 mm'dir (yatay x dikey x derinlik). Yani, katılımcılar doğruluktan ödün vermeden ilk kalibrasyon ±un (aşağıda açıklanmıştır) gerçekleştirildiği kafa pozisyonundan 12,5 mm sol/sağ, 12,5 mm yukarı/aşağı ± ve ±5 mm içeri/dışarı kafa hareketleri yapabilir. Gözü video kameranın görüş alanında tutmak için sol/sağ ve yukarı/aşağı kısıtlamaları gereklidir. Gözü video kameranın odak alanında tutmak için içeri/dışarı kısıtlaması gereklidir. Bir kombinasyon alın/ çene dayanağı kullanmak hareketleri bu aralıkta kolayca tutar.
    Not: Ekran, her monitöre bakmak için kafa hareketleri gerektiren yan yana üç monitörden oluşuyorsa (sürüş simülatöründe olduğu gibi) göz izleyicisinin alın/çene istirahati gerektirmeyen "kafaya monte" bir versiyonu mevcuttur. Kafaya monte sistem için, göz pozisyonunu izlemek için kullanılan kameralar, katılımcıların kafalarını serbestçe hareket ettirebilmeleri için ayarlanabilir bir kafa bandına monte edilir. İleriyi gösteren ayrı bir kamera, görüntülenen sahneyi kaydeder. Göz hareketleri görüntülenen sahneye göre belirlenir. Kafaya monte sistemin dezavantajı, örnekleme oranının 500 Hz'e (maksimum) veya daha az olmasıdır, doğruluk biraz daha azdır, çünkü büyük kafa hareketleri hataya neden olabilir ve kurulum süreleri biraz daha uzun olma eğilimindedir, çünkü göz hareketi kameralarının konumu her katılımcı için ayarlanmalıdır. Kafaya monte göz izleyiciyi çalıştırma yazılımı aslında EyeLink 1000 ile aynıdır.
  4. Sistem kurulum süresi. EyeLink 1000 genellikle video tabanlı göz izleyicileri için tipik olan 5 dakika veya daha kısa sürede ayarlanabilir ve kalibre edilebilir. Bu işlem aşağıdaki yordam bölümünde daha ayrıntılı olarak tanımlanmıştır.

2. Uyaran Hazırlama

İki veya daha fazla durumdan alınan uyaranlar için göz hareketlerini karşılaştırırken, uyaranların göz hareketlerini etkilediği bilinen özelliklerle eşlenilmesi gerekir. Burada kullanılan metafor metinleri, iki uyaranın nasıl okunduğunu karşılaştırırken kontrol edilmesi gereken birkaç önemli özelliği göstermektedir.

  1. Anahtar sözcükler, koşullar arasında ortalama sözcük uzunluğu (karakter sayısı olarak) ve sözcük sıklığı (genellikle oluşumlar/milyon sözcük olarak ifade edilir) ile eşleştirilmelidir. Bu kritiktir, çünkü kelime sıklığı azaldıkça sabitleme süresi artar ve sözcük uzunluğu arttıkça bir kelimeyi sabitleme olasılığı artar10,13. Metafor pasajlarında, tanıdık ve yabancı metaforlardaki içerik kelimeleri ortalama kelime uzunluğu ve kelime frekansı ile eşleştirildi.
  2. Anahtar kelimeler metinler ve cümleler içinde benzer konumlarda sunulmalıdır. Bu önemlidir, çünkü cümlelerin sonundaki kelimeler genellikle cümlelerdeki önceki kelimelerden daha yavaş okunur ve okuyucular bir pasajda ilerledikçe daha hızlı okuma eğilimindedir ve sonra son cümlede yavaşlama eğilimindedir11,12. Metafor pasajlarında, üçüncü cümlenin sonunda tüm metaforlar sunulmuştur. Bazı metaforları cümlelerin başında, bazılarını ise cümlelerin sonunda sunmak, metaforların kendisiyle ilişkili olmayan okuma zamanlarında değişime yol açacaktır.
  3. Anahtar tümcecikler kelime uzunluğu ve yapısı üzerinde kabaca eşleştirilmelidir. Bu önemlidir, çünkü cümle uzunluğu ve sözdizimsel yapı okuma süresini, fiksasyon sayısını ve gerileme olasılığını etkiler13. Metafor pasajlarında, tanıdık ve yabancı metaforlar aynı sayıda kelime ve yapıya sahipti (X bir Y'dir).
  4. Anahtar sözcüklerden hemen önceki bağlam, sözcük sayısı, biçim ve işleme zorluğu ile kabaca eşitlenmelidir. Bağlamsal kısıtlama sonraki sözcükler için sabitleme sürelerini etkilediğinden, bağlamları koşullar arasında eşitlemek gereklidir1,14. Metafor pasajlarında, ilk bağlam cümlesi her zaman metaforlardaki ilk anahtar kelimeyle (aşk ve balıkçı) ve ikinci bağlam cümlesi her zaman metaforlardaki ikinci anahtar kelimeyle (çiçek ve örümcek) ilgilidir.
  5. Anahtar kelimeler veya tümcecikler bir pasajın son kelimesi veya tümceciği olmamalıdır. Bu önemlidir, çünkü okuyucular metnin önceki bölümlerinden daha yavaş bir metnin sonunu okurlar, bu da geçiş kaydırma efekti12. Sonuç cümlesi eklemek, taşma işleminin ölçülmeye de izin verir. Spillover, bir cümleden sonraki cümleye geçen işleme zor gerekçesini ifade eder. Metafor pasajlarında, mecazları nötr bir sonuç cümlesi izledi. Okuyucular bir metaforun anlamını anlamasalardı, metaforun anlamı hakkında ipuçları umarak bir sonraki cümleye geçebilirler. Bu nedenle, sonuç cümlesi anlam ipuçlarını kaldırmak için kasıtlı olarak nötrdü.
    Uyaran kontrol özellikleri burada metaforlar açısından tanımlanmış olsa da, metin anlama veya dilsel uyaranları manipüle eden herhangi bir çalışma için geçerlidir. Okuyucuların karmaşıklıkta değişen sözcük tabanlı matematik sorunlarını(örneğin, yüksek ve düşük karmaşıklık) çözdüğü önceki örneğimizi düşünün. Yüksek karmaşıklık sorunlarının, düşük karmaşıklık problemlerinden daha nadir (çok düşük frekanslı) kelimeler içermesini istemeyeceğiz, çünkü matematiksel karmaşıklık kelime sıklığı ile karışık olacaktır. Tabii ki, deneyin amacı hangi özelliklerin kontrol edilmesi gerektiğini belirler. Örneğin, deneyin amacı cümle yapısının işlemeyi nasıl etkilediğini incelemekse, cümle yapısı manipüle edilmelidir. Matematik problemi deneyimize geri dönmek için, farklı dilbilgisi yapılarının sorunları çözmenin zorliğini nasıl etkilediğini araştırmak isteyebiliriz. Örneğin, sorunların önemli ayrıntılarını içeren cümleler etkin veya pasif sesle yazılabilir. Bu anahtar cümlelerdeki göz hareketlerinin şekli ve doğru çözümlerin belirlenmesindeki etkisi ölçülebilir.

3. Deneyi Çalıştırma

  1. Katılımcılar, genel prosedürü açıklayan bilgilendirilmiş bir onayı tamamlayarak başlamalıdır. Burada açıklanan deney gibi davranışsal araştırmalar, video tabanlı göz izleme ekipmanı gözle temas etmediği ve her koşulda güvenli olan Sınıf 1 LED cihazı olarak onaylandığı için tıbbi bir IRB'nin aksine bir kurumun davranışsal IRB (Kurumsal Araştırma Kurulu) tarafından yaygın olarak onaylanmıştır. Göz takip prosedürleri, fMRI geçirirken göz hareketlerini kaydetmek gibi tıbbi prosedürlerle birleştirilirse, tıbbi IRB gerekli olacaktır.
  2. Katılımcılar dikkat dağıtıcı tüm elektronik cihazları kapatmalı veya sessize almalıdır.
  3. Çenenin yüksekliği, izlenen gözün video ekranında kabaca ortalanacak şekilde ayarlanmalıdır.
  4. Katılımcılar koltuk yüksekliğini ayarlamalıdır, böylece çenelerini çenelerine ve alınlarını alın istirahatine karşı rahatça dinlendirebilmelidirler. Katılımcılar rahatladıkça sandalyeye sarkmaya eğilimlidirler, bu da alınlarını alın istirahatinden uzaklaştırma eğilimindedir. Bu, göz izleme kaydındaki dikey hatayı artırabilir. Katılımcıların çenelerinin çene istirahatinin yüksekliğinin biraz üzerinde çeneleriyle başlamalarını sağlayarak çenelerini çene istirahatine dinlendirebilmeleri için bu sorun en aza indirilebilir.
  5. Katılımcılara, deneye başlamadan önce göz izleyicisinin nasıl ayarlanıp ayarlandığından bahsedilmelidir. Talimatların monitörde görüntülenmesi, katılımcılara deneye başlamadan önce ekranın nasıl göründüğünü görme ve gerekirse alın/çene dayanağına konumlarını daha fazla ayarlama fırsatı verir.
  6. Kamera ekranında yalnızca kaydedilen gözün göründüğünden emin olun. Bu, katılımcıların büyük bir kafa hareketi yapması durumunda izleyicinin diğer göze "kaymasını" önleyecektir. Her iki göz de kameranın görüş alanındaysa, katılımcılar kafalarını yeterince uzağa hareket ettirilirse, kaydedilen gözün görüntüsü kameranın görüş alanının dışına taşınır ve diğer göz kameranın görünümüne taşınır. Göz izleyici daha sonra yeni bir öğrenci yansıması için "arama" yapacaktır. Kafa başlangıç konumuna geri döndüğünde izleyici orijinal göze geri döner, ancak kayma geçici bir göz pozisyonu kaybına neden olur.
  7. Kamerayı odakla (görüntü deneycinin ekranında gösterilecektir). Doğru odaklama, gözbebeği ve kornea yansımasını algılama ve izleme yeteneğini arttırır.
  8. Video kameranın kızılötesi duyarlılık eşiğini ayarlayın. EyeLink sistemi, katılımcıların büyük çoğunluğu için eşiği doğru şekilde ayarlayan bir "otomatik eşik" işlevine sahiptir. Kızılötesi yansımanın geniş alanları göze yakın görünüyorsa, eşik manuel olarak azaltılabilir. Bu noktada göz izleyicisi gözbebeği ve kornea yansımasını algılamalı ve göz pozisyonunu izlemeye başlamalıdır (gözbebeği ve kornea yansıması üzerindeki çapraz kıllarla gösterilir).
  9. Katılımcıların bilgisayar monitörünün her köşesine bakmasını sağlayarak gözbebeği ve kornea yansımasının ekranın tüm yüzeyinde izlendiklerinden emin olun. Gözbebeği veya kornea yansıması ekranın kenarlarında kaybolursa, çene dayanağını ileri veya geri hareket ettirerek katılımcının başını eğmek genellikle sorunu çözer. Gözlük takan katılımcılar için çerçeveler bazen aşırı yatay veya dikey açılara bakarken gözlerin video görüntüsünün bir kısmını tıkar. Bu sadece gözbebeği ve kornea yansıması uyaranların gösterileceği tüm alanda izlenemiyorsa bir sorundur. Göz izleyicisi, bu sorunu telafi etmek için gerekirse daha küçük bir aralıkta kalibre edilebilir (daha sonra açıklanabilir).
  10. Kalibrasyon, göz hareketlerini doğru bir şekilde izlemek için göz izleme yazılımını ayarlamak için kullanılan işlemdir. Bu, katılımcılar bilinen konumlarda monitörde görüntülenen dokuz sabitleme noktası (siyah nokta) kümesini sabitlerken göz konumunu kaydederek yapılır. Sabitleme noktaları rastgele bir sırada sunulur. Sabitleme noktalarının sayısı, uyaranların ekranın ne kadarını kaplayacağına bağlı olarak değişebilir. Pasajlar ekranın çoğunu dolduruyorsa, kalibrasyon 9 noktalı bir formasyon kullanmalıdır (üst sol, üst orta, sağ üst, orta sol, orta orta, orta sağ, sol alt, alt orta, sağ alt). Ekranın dikey merkezinde yalnızca bir metin satırı sunulursa, kalibrasyon aralığı ekranın orta bölgesine indirgenebilir.
  11. Kalibrasyon sırasında katılımcılara her noktayı kaybolana kadar sabitlemelerini söyleyin ve noktanın hareketlerini tahmin etmemeye çalışın. Katılımcılar noktanın bir sonraki konumunu tahmin etmek için gözlerini hareket ettirirse, katılımcıların bir sonraki nokta gösterilmeden önce her noktayı sabitlemesini sağlamak için noktanın hareketi manuel olarak kontrol edilebilir.
  12. Kalibrasyonu doğrulayın. Doğrulama sırasında katılımcılar kalibrasyon sırasındakiyle aynı dokuz noktayı sabitler. Hesaplanan sabitleme konumları daha sonra hesaplanan sabitleme konumlarındaki görsel hata derecesini belirlemek için bilinen sabitleme konumlarıyla karşılaştırılır. Bu noktada yazılım, her sabitleme noktası için görsel hata derecesi, tüm noktalarda ortalama hata ve tüm noktalarda maksimum hata hakkında bilgi görüntüler.
  13. Ortalama hata 0,5º görsel açıyı aşarsa, göz izleyicisinin kurulumu kontrol edilmeli ve kalibrasyon işlemi tekrarlanmalıdır. Ortalama hata dikey ve yatay hataları birleştirir; bu nedenle, 0,3º kabul edilebilir bir ortalama hata, örneğin, küçük yatay ve dikey hataların, küçük yatay hataların(örneğin 0,1º) ve büyük dikey hataların(örneğin 0,6º) veya değişen bir hata deseninin birleşimini yansıtabilir. Sonuç olarak, araştırmacılar her kalibrasyon noktası için yatay ve dikey yer değiştirmeyi incelemeli ve gerçekleştirilen deneye dayanarak kabul edilebilir bir hata eşiği oluşturmalıdır. Örneğin, uyaranlar ekranın ortasında görünecek tek satırlık cümleler ise, yalnızca bir metin satırı olduğundan dikey doğruluk daha az önemlidir. 0,1º yatay hata ve 0,6º dikey hatanın önceki örneği tek satırlı ekranlar için kabul edilebilir. Çok hatlı pasajlar kullanırken, dikey ve yatay doğruluk hem kritik öneme sahiptir.
  14. Kabul edilebilir bir kalibrasyon elde ettikten sonra deneye başlayın. Katılımcılara uyaranlar görüntülendiğinde konuşmamalarını söyleyin. Konuşmak çene istirahatine dinlenirken başın yukarı ve aşağı hareket etmesine neden olur ve bu durum göz izleme doğruluğunu azaltır.
  15. Katılımcıların göz izleyicisi, yanıt denetleyicisi (kullanılıyorsa) ve uyaranların formatı ile rahat olmaları için az sayıda deneme sunarak başlayın.
  16. Her denemeden önce, metnin ilk sözcüklerinin bulunacağı bir sabitleme noktası (genellikle sürüklenme düzeltme noktası olarak adlandırılır) görüntülenir. Katılımcılara her denemeden önce sürüklenme düzeltme noktasını sabitlemelerini söyleyin. Sürüklenme düzeltme noktasını sabitlerken görsel hata izin verilen maksimum hatayı (0,5º) aşarsa, sistem denemenin başlamasına izin vermez. Bu noktada yeniden ayarlama gereklidir. Bu, deneme boyunca sürekli olarak doğru bir izleme sağlar. Sistem zaten katılımcıların gözlerini izlemek için ayarlandığı için yeniden ayarlama genellikle bir dakikadan az sürer.
  17. Uygulama denemelerini tamamladıktan sonra katılımcılara herhangi bir soruları olup olmadığını sorun. Katılımcıların soru sormak için başlarını alın/çene istirahatinden çıkarmaları gerekir. Katılımcılar alın/çene istirahatine döndükten sonra izleme doğruluğu tekrar kontrol edilmelidir, çünkü kafaları tam olarak aynı pozisyonda olmayacaktır. Bu, katılımcıların sürüklenme düzeltme noktasına bakmasını sağlayarak ve hesaplanan konumu deneycinin monitöründe görüntülenen gerçek konumla karşılaştırarak yapılabilir. Katılımcıların çoğunluğu için, aln/çene istirahatine döndükten sonra yeniden ayarlama genellikle gerekli değildir.
  18. Herhangi bir zamanda katılımcıların bir mola vermesi gerekiyorsa veya pistin kalitesi düşükse (genellikle katılımcıların kendilerini sandalyelerinde yeniden konumlandırmaları nedeniyle), kalibrasyon kontrol edilmeli ve gerektiğinde yeniden kalibrasyon yapılmalıdır. Katılımcılar, başın açısını değiştirebilen bir deney sırasında oturma pozisyonlarını (sarkma) gevşetme eğilimindedir. Bu, izleme doğruluğunu azaltabilir ve yeniden ayarlama gereksinimine yol açabilir. Daha uzun deneylerde her 15-20 dakikada bir kısa molalar dahil olmak bu sorunu en aza indirir.
  19. Katılımcılar deneyi tamamladıktan sonra sorgulanmalıdır.

Representative Results

Göz hareketlerinin birden fazla yönü analiz edilebilir ve bunlar genellikle küresel ve yerel önlemler olarak kategorize edilir. Küresel önlemler, genel okuma süresi, tüm sözcükler için ortalama sabitleme süresi ve toplam sabitleme sayısı (hem ileri hem de gerileyen) gibi tüm deneme boyunca göz hareketi davranışını yansıtır. Yerel ölçüler, belirli bir hedef sözcük veya hedef sözcük kümesi (metaforlardaki sözcükler gibi) için göz hareketi davranışını yansıtır ve ilgi çekici bölgeler olarak adlandırılır. Yerel önlemler, hedef sözcükler için sabitleme sürelerini, hedef sözcükleri sabitleme olasılığını, hedef sözcüklerdeki sabitleme sayısını ve birkaçını adlandırmak için hedef sözcüklere gerileme sayısını içerir. Buna ek olarak, yerel önlemler genellikle ilk çalıştırma, ikinci çalıştırma ve toplam süre açısından tartışılır. İlk çalıştırma (ilk geçiş olarak da adlandırılır), başka bir sözcükle geçmeden önce hedef sözcük üzerinde yapılan sabitlemeleri ifade eder. Bu, hedef kelime ile ilk karşılaşma olarak düşünülebilir. İkinci çalıştırma (ikinci geçiş olarak da adlandırılır), başlangıçta hedef sözcüğü bıraktıktan sonra hedef sözcük üzerinde yapılan sabitlemeleri ifade eder. Bunlar genellikle hedef sözcüklere gerilemelerdir. Toplam süre, hedef sözcüklerde yapılan tüm sabitlemeleri içerir (tüm çalıştırmalar birleştirilir). Daha karmaşık önlemler, başlangıçta bir sözcükle karşılaşmaktan sonraki sözcükle taşımaya kadar geçen toplam süre olarak tanımlanan regresyon yolu süresi gibi işlem süresini ve göz hareketi kalıplarını değerlendirmek için de kullanılır. Örneğin, bir okuyucu (1) metafordaki son sözcüğü sabitlediyse, (2) metafordaki ilk sözcüğü sabitlemek için döndüyse, (3) son sözcüğde tekrar sabitlendiyse ve sonra (4) bir sonraki cümledeki ilk sözcüğü sabitlediyse, gerileme yolu süresi bu örnekteki ilk üç sabitlemeyi içerir.

Örnek bir denemeden gelen göz hareketleri Şekil 2'desunulmuştur. Daireler sabitleme konumlarını ve sarı çizgiler okuyucunun kelimeden kelimeye nasıl taşındığını gösteren saccades'i temsil eder. Metaforla ilişkili ekstra işlem zorluğu, metafor üzerindeki sabitlemelerin yoğunluğu ile görülebilir. Fiksasyonlar, her kelimeye ne kadar zaman harcandığını ve tanıdık ve tanıdık olmayan metaforlar için her kelimede yapılan sabitleme sayısını belirlemek için ilgi alanlarına(örneğin metaforlardaki kelimeler) göre gruplandırılabilir. Şekil 3'te gösterilen sonuçlar, iki anahtar içerik kelimesinin tanıdık metaforlardan daha fazla zaman harcandığını göstermektedir.

Tüm bir pasaj veya cümle cümle okuma süreleri için okuma sürelerinin aksine göz hareketlerini kaydetmenin avantajları Şekil 2 ve 3'te görülebilir. Örneğin, metafor bölgesinde beş sabitleme vardır (Şekil 2), üç ileri fiksasyon ve iki gerileyen fiksasyon, okuyucunun metafor aracılığıyla okumasını "kapı" olarak yansıtır ve sonra "dereceye" döner (geriler) . Özünde, metafor iki kez okundu. Yalnızca cümle okuma süreleri veya genel okuma süreleri ölçülürse, bu sonuç farkedilmez. İkinci bir örnek olarak, Şekil 3, metaforun son kelimesini okumak için metafordaki diğer üç kelimeden daha fazla zaman harcandığını ve okuma süresinin tanıdık için mecazlardaki dört kelimeden üçü için yabancı metaforlardan daha hızlı olduğunu göstermektedir. Cümle cümle okuma sürelerinin ölçülmesi, tanıdık metaforlar içeren cümleler için bilinmeyen metaforlardan daha uzun okuma sürelerini gösterir, ancak ekstra okuma süresinin metafordaki tüm kelimelere dağıtılıp dağıtılmayacağını veya belirli kelimelerle sınırlı olup olmadığını ve her kelime için ne kadar zaman harcandığını bilmek imkansız olurdu. Bu iki örnek, sürekli, çevrimiçi okuma davranışını kaydetmenin yararını gösterir.

Figure 1
Şekil 1. Sol resimde, bir bilgisayar ekranına bakarken alın/çene istirahati üzerine yerleştirilmiş bir katılımcı gösterilir. Kızılötesi ışık kaynağı ve video kamera ekranın altında bulunur. Doğru resim deneycinin görüntüsünü gösterir. Üst çerçevedeki büyük görüntü, katılımcının yüzünü sağ gözün etrafında (izlenen göz) ve küçük görüntüde sağ gözün yakın çekimi gösterilir. Mavi alanlar, katılımcının saçından (büyük görüntü) ve gözbebeğinden (küçük görüntü) yüksek kızılötesi ışık yansıması alanlarıdır. Göz üzerindeki çapraz kıllar, göz bebeğinin merkezini ve göz bebeğinin altına yakın kornea yansımasını tanımlar. Daha büyük resmi görüntülemek için burayı tıklatın.

Figure 3
Şekil 2. Yabancı bir metafor içeren örnek bir geçitten göz hareketleri(bir derece bir kapıdır). Daireler sabitleme konumlarını ve sarı çizgiler saccade yollarını gösterir. Daha büyük daireler daha uzun süreli fiksasyonları temsil eder. Dairelerin yanındaki küçük sayılar sabitleme süresini milisaniye (milisaniye) cinsinden gösterir. Boşluklar (birçok insankelimeleri arasında olduğu gibi saccade çizgisi yoktur), deneklerin anlık olarak gözlerini kapatması gibi bir yapıt nedeniyle bir parça kaybının meydana geldiği noktaları gösterir. Şekil, metafor içinde kapıdan dereceye bir gerileme gösterir.

Figure 2
Şekil 3. Tanıdık ve yabancı metaforlardaki sözcüklerde toplam sabitleme süresi (msec). Yatay eksendeki sözcükler, tanıdık (F) ve yabancı (U) metaforlarına karşılık gelir. Veriler, 10 tanıdık ve 10 yabancı metaforun ortalamasını temsil eder.

Discussion

Teknolojideki gelişmeler, son derece doğru, güvenilir ve kullanımı kolay göz takip sistemlerinin kullanılabilirliğine yol açmıştır. Dil araştırmaları alanında, göz hareketlerini izlemek, araştırmacıların okuyucuların bir metni nasıl değerlendirdiğini belirlemelerini sağlar. Sabitleme desenleri, metnin hangi bölümlerinin işlenmesinin en zor olduğunu veya işlenmesinin en kolay olduğunu, bir metnin hangi bölümlerinin tek bir sabitlemeyle anlaşılabileceğini ve hangi bölümlerin birden çok sabitleme veya gerileme gerektirdiğini ve okuyucuların metni işleme sırasını belirlemek için kullanılabilir. Birlikte, bu önlemler metin anlamada yer alan bilişsel süreçlerle ilgili sonuçları destekler.

Anlama, bir metinde yer alan bilgiler ile okuyucu tarafından uygulanan bilişsel beceri ve bilgi arasındaki etkileşime dayanır; bu nedenle, metin anlamanın tam bir anlayışı ancak metnin özelliklerine ve okuyucunun özelliklerine duyarlı bir işleme ölçüsü kullanılarak elde edilebilir. Daha önce de belirtildiği gibi, göz hareketleri kelime sıklığı, kelime uzunluğu ve cümle karmaşıklığı1,2,7,10,11ve okuma yeteneği ve konu bilgisi1,9gibi okuyucu özellikleri gibi dilsel özelliklere göre değişir. Bu nedenle, göz hareketleri metin anlamanın ideal bir ölçüsünü sağlar.

Göz hareketleri birçok dilsel özelliğe göre değiştiğinden, metin anlamada yer alan bilişsel süreçleri incelerken uyaranların hassas kontrolü esastır. Araştırmacılar genellikle gerçek deneyi yapmak için gerektiği kadar kontrollü uyaran geliştirmek için çaba harcarlar. Gerçekten de, araştırma sadece uyaranlar kadar iyidir.

Göz takip metodolojileri, katılımcılara görsel uyaranların gösterildiği ve uyaranları değerlendirmeleri gereken her türlü araştırma alanı için değerli veriler sağlayabilir. Örneğin, reklamcılık alanında, bir görsel reklamın hangi bölümlerinin en çok dikkat çektiğini belirleyebilir, reklam insanlarının en çok hangi bölümlerine baktıklarını ölçerek5,8. Tıbbi araştırmalarda, stajyerlerin ve deneyimli hekimlerin göz hareketi tarama yoluna bakarak bir röntgen veya MRI görüntüsünü aynı şekilde değerlendirip değerlendirmediği ve kritik fiziksel yapıları değerlendirmek için ne kadar zaman harcandığını belirleyebiliriz15. Bu örneklerde göz hareketlerinin deseni, görüntünün hangi bölümlerinin görüntüyü görüntüleyen kişinin dikkatini çektiğini gösterir.

Disclosures

Çıkar çatışması yok. Yazarların burada açıklanan ekipmanın üreticileriyle hiçbir finansal çıkarları yoktur.

Acknowledgments

Chicago'daki Illinois Üniversitesi Dil Araştırma Laboratuvarı'nda yapılan araştırmalara katılan herkese teşekkür ederiz. Ayrıca, burada sunulan verileri toplamak için kullanılan programların geliştirilmesine yardımcı olan Frances Daniel'e de teşekkür ederiz.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Eye Tracker SR Research Ltd. EyeLink 1000 Remote Desktop model
Experiment Control Software SR Research Ltd. Experimental Builder
Eye Movement Evaluation Software SR Research Ltd. Data Viewer

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ashby, J., Rayner, K., Clifton, C. Jr Eye movements of highly skilled and average readers: Differential effects of frequency and predictability. Q. J. Exp. Psychol.. 58A, 1065-1086 (2005).
  2. Binder, K. S., Morris, R. K. An eye-movement analysis of ambiguity resolution: Beyond meaning access. Discourse Processes. 48, 305-330 (2011).
  3. Bowdle, B., Gentner, D. The career of metaphor. Psychol. Rev. 112, 193-216 (2005).
  4. Campbell, S. J., Raney, G. E. Life Is A Pencil: Using Eye Tracking to Explore Metaphor Processing. the annual meeting of the Psychonomic Society, 2011 Nov, Seattle, WA, (2011).
  5. Drèze, X., Hussherr, F. Internet advertising: Is anybody watching. J. Interact. Marketing. 17, 8-23 (2003).
  6. Glucksberg, S. The psycholinguistics of metaphor. TRENDS Cogn. Sci. 7, 92-96 (2003).
  7. Juhasz, B. J. The processing of compound words in English: Effects of word length on eye movements during reading. Lang. Cogn. Process. 23, 1057-1088 (2008).
  8. Lohse, G. L. Consumer Eye movement patterns on yellow pages advertising. J. Advert. 26, 61-73 (1997).
  9. Kaakinen, J. K., Hyn, J. Perspective effects in repeated reading: An eye movement study. Mem. Cogn. 35, 1323-1336 (2007).
  10. Raney, G. E., Rayner, K. Word frequency effects and eye movements during two readings of a text. Can. J. Exp. Psychol. 49, 151-172 (1995).
  11. Rayner, K., Raney, G. E. Eye movement control in reading and visual search: Effects of word frequency. Psychonomic Bull. Rev. 3, 245-248 (1996).
  12. Rayner, K., Raney, G. E., Pollatsek, A. Ch. 1. Eye movements and discourse processing. Lorch, R. F., O'Brien, E. J. Erlbaum. Reading. 9-36 (1995).
  13. Rayner, K., Pollatsek, A., Ashby, J., Clifton, C. Ch. 4. Psychology of Reading.. Psychology Press. 91-134 (2012).
  14. Rayner, K., Reichle, E. D., Stroud, M. J., Williams, C. C., Pollatsek, A. The effect of word frequency, word predictability, and font difficulty on the eye movements of young and older readers. Psychol. Aging. 21, 448-465 (2006).
  15. Yang, G. Z., Dempere-Marco, L., Hu, X. P., Rowe, A. Visual search: Psychophysical models and practical applications. Image Vis. Comput. 20, 291-305 (2002).
Metin Anlamada Yer Alan Bilişsel Süreçleri Değerlendirmek için Göz Hareketlerini Kullanma
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Raney, G. E., Campbell, S. J., Bovee, J. C. Using Eye Movements to Evaluate the Cognitive Processes Involved in Text Comprehension. J. Vis. Exp. (83), e50780, doi:10.3791/50780 (2014).More

Raney, G. E., Campbell, S. J., Bovee, J. C. Using Eye Movements to Evaluate the Cognitive Processes Involved in Text Comprehension. J. Vis. Exp. (83), e50780, doi:10.3791/50780 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter