Особенности движений глаз у детей младшего школьного возраста в процессе чтения текстов разной сложности

При помощи метода видеорегистрации движений глаз изучалось влияние сложности и структурной организации текста на параметры окуломоторной активности учащихся первого и четвертого классов. Установлено, что сложность текста и его структурная организация влияет на среднюю продолжительность фиксаций и процентное соотношение прогрессивных и регрессивных саккад только у учащихся четвертых классов.

Введение

К настоящему времени выполнено большое количество исследований, посвященных изучению организации и функционированию окуломоторной активности взрослых в процессе чтения. Основной целью этих исследований стало как изучение характеристик окуломоторной активности самой по себе, так и определение влияния психолингвистических характеристик читаемого текста на планирование стратегии чтения. Было показано, что на стратегию чтения и, в частности, на движения глаз в процессе чтения влияют такие психолингвистические характеристики текста, как частота встречаемости лексических и синтаксических конструкций в тексте, предсказуемость слов в контексте предложения, лексическая или фонологическая неоднозначность слов, стилистическое согласование и влияние дискурса и др. (Hyona, 1995; Pollatsek, Rayner, 1990; Rayner, Duffy, 1984; Rayner, 1998; Sereno, 1995). Необходимо отметить, что подавляющее большинство исследований было нацелено на изучение уже сформировавшегося навыка чтения у взрослых читателей, что не позволяет распространить полученные результаты на выборки других возрастов и, в частности, детей. Но детское чтение имеет принципиальные отличия от взрослого чтения, не сводящиеся к простому недоразвитию операциональных средств свободного чтения. В отдельных исследованиях было показано, что на начальных этапах формирования навыка чтения детям достаточно трудно сконцентрироваться на читаемом, удержать свой взор на словах, недостаточно хорошо развит процесс преобразования графем в фонемы (Ehri, 1998) и еще незначителен объем кратковременной памяти. Это определяет и особенности детского чтения, например дрейф фиксаций, частые, по сравнению со взрослыми, регрессивные саккады, непонимание прочитанного. Существующие исследования, описывают количественные изменения параметров окуломоторной активности у детей разных возрастных групп (Findlay, Gilchrist, 2003; McConkie et al., 1991), но проблема о влиянии психолингвистических факторов – сложности и структурной организации текста – на окуломоторную активность детей еще недостаточно хорошо изучена.

Поэтому основной целью нашего исследования стало изучение влияния сложности и структурной организации текста на характеристики движений глаз при чтении учащихся младших классов с разной степенью сформированности навыка чтения.

Введение

К настоящему времени выполнено большое количество исследований, посвященных изучению организации и функционированию окуломоторной активности взрослых в процессе чтения. Основной целью этих исследований стало как изучение характеристик окуломоторной активности самой по себе, так и определение влияния психолингвистических характеристик читаемого текста на планирование стратегии чтения. Было показано, что на стратегию чтения и, в частности, на движения глаз в процессе чтения влияют такие психолингвистические характеристики текста, как частота встречаемости лексических и синтаксических конструкций в тексте, предсказуемость слов в контексте предложения, лексическая или фонологическая неоднозначность слов, стилистическое согласование и влияние дискурса и др. (Hyona, 1995; Pollatsek, Rayner, 1990; Rayner, Duffy, 1984; Rayner, 1998; Sereno, 1995). Необходимо отметить, что подавляющее большинство исследований было нацелено на изучение уже сформировавшегося навыка чтения у взрослых читателей, что не позволяет распространить полученные результаты на выборки других возрастов и, в частности, детей. Но детское чтение имеет принципиальные отличия от взрослого чтения, не сводящиеся к простому недоразвитию операциональных средств свободного чтения. В отдельных исследованиях было показано, что на начальных этапах формирования навыка чтения детям достаточно трудно сконцентрироваться на читаемом, удержать свой взор на словах, недостаточно хорошо развит процесс преобразования графем в фонемы (Ehri, 1998) и еще незначителен объем кратковременной памяти. Это определяет и особенности детского чтения, например дрейф фиксаций, частые, по сравнению со взрослыми, регрессивные саккады, непонимание прочитанного. Существующие исследования, описывают количественные изменения параметров окуломоторной активности у детей разных возрастных групп (Findlay, Gilchrist, 2003; McConkie et al., 1991), но проблема о влиянии психолингвистических факторов – сложности и структурной организации текста – на окуломоторную активность детей еще недостаточно хорошо изучена.

Поэтому основной целью нашего исследования стало изучение влияния сложности и структурной организации текста на характеристики движений глаз при чтении учащихся младших классов с разной степенью сформированности навыка чтения.

Процедура и методика исследования

В исследовании приняли участие 60 школьников первых (33 ученика, средний возраст – 7 лет 3 мес.) и четвертых (27 учеников, средний возраст – 10 лет 2 мес.) классов гимназии № 710 г. Москвы. Регистрация окуломоторной активности производилась бинокулярно с использованием установки EyeGaze Analyzing System (www.interactive-minds.com), на основе методики видеорегистрации. Частота видеорегистрации составила 120 Гц, точность регистрации – 0,45°.

Исследование проводилось индивидуально с каждым ребенком. Его усаживали перед монитором, регулировали расстояние перед монитором (~50 см) и высоту посадки так, чтобы школьник смотрел в центр экрана. После процедуры калибровки, на экране демонстрировался стимульный материал – тексты различной степени сложности. Текст был написан в виде хорошо различимых прописных букв, угловой размер которых составлял около 0,32°. Все тексты были разбиты на серии так, чтобы ребенок мог отдохнуть перед каждой серией.

Стимульный материал для чтения имел следующие характеристики: 1) текст № 1 – простой однострочный текст (характеристики: количество предложений – 2; среднее количество слов в предложении – 3,5; среднее количество букв в слове – 2,4); 2) текст № 2 – не связанные общим смыслом простые трехбуквенные однослоговые слова. Этот текст мы описываем как более сложный, чем текст № 1, так как в нем отсутствуют предсказуемость и семантическая связанность слов, стилистическое согласование и влияние контекста (Pollatsek, Rayner, 1990). Мы предположили, что эти характеристики текста могут оказать влияние на окуломоторную активность детей только к четвертому классу, когда учащиеся способны опираться на указанные глобальные характеристики текста; 3) текст № 3 – сложный описательный текст (характеристики: количество предложений – 10; среднее количество слов в предложении – 6,8; среднее количество букв в слове – 5,3).

Полученные в ходе регистрации данные экспортировались из программного обеспечения установки NYAN в файл формата CSV. Эти данные содержат информацию о координатах местоположения фиксаций на экране монитора, дешифрованное состояние глаза (в процессе саккады, в процессе фиксации, завершение фиксации) и продолжительность фиксации. С помощью авторской программы ExperData из указанных данных рассчитывались основные параметры окуломоторной активности: продолжительность фиксации (мс), амплитуда прогрессивных саккад (угл. гр.), амплитуда регрессивных саккад (угл. гр.), процент регрессивных саккад (%).

Статистическая обработка данных проводилась с использованием статистического пакета SPSS 12.0. Для сравнения параметров движений глаз у разных групп испытуемых использовался дисперсионный анализ (ANOVA). Для выяснения степени достоверности различий при сравнении пар текстов использовался Т-тест для зависимых выборок (Paired-samples T-test).

Результаты исследования

В таблицах № 1 и № 2 представлены средние значения параметров окуломоторной активности у учащихся первого и четвертого классов и статистические различия при чтении текстов разной степени сложности.

Таблица 1 Средние значения параметров окуломоторной активности у детей первого класса в процессе чтения текстов разной сложности

Таблица 2 Средние значения параметров окуломоторной активности у детей четвертого класса в процессе чтения текстов разной сложности

Примечание к таблицам 1 и 2: 1 – стат. достоверное отличие от текста № 1; 2 – стат. до стоверное отличие от текста № 2; 3 – стат. достоверное отличие от текста № 3; 4 – стат. достоверные различия у учащихся в 1 и 4 классах. * – p<0,05; ** – p<0,01; *** – p<0,001.

Попарное сравнение текстов различной степени сложности на разных этапах сформированнности навыка чтения позволило выявить ряд интересных закономерностей окуломоторной активности. Результаты показали, что у первоклассников средняя продолжительность фиксации не различается при чтении всех типов текстов. Т. е. школьники из этой возрастной группы совершают в среднем одинаковые по продолжительности фиксации и в простом, и в сложном текстах, и при чтении коротких несвязанных слов. В то же время у учеников четвертых классов средняя продолжительность фиксации дифференцировалось в зависимости от типа текста (p<0,05), и наиболее продолжительным были фиксации при чтении текста № 2 (однослоговые слова, не связанные общим смыслом), а наименее продолжительными были фиксации при чтении текста № 3 (описательный текст).

Таким образом, наши данные могут свидетельствовать о том, что с совершенствованием навыка чтения увеличивается влияние факторов сложности и структурной организации текста на процесс чтения, так как у учащихся первых классов, в отличие от учащихся четвертых классов, не выявлено различий (по времени фиксации) между чтением коротких и относительно длинных, знакомых и незнакомых слов. Однако у первоклассников отмечается бóльшая вариативность продолжительности фиксаций (193–1361 мс), чем у учеников четвертых классов (204–481 мс). Это может объясняться тем, что в первом классе навык чтения у детей находится на разных уровнях сформированности, а к четвертому классу различия в степени сформированности навыка чтения нивелируются.

С другой стороны, можно наблюдать влияние длины слов на амплитуду прогрессивных саккад. Так, в первом классе различие по данному показателю между чтением трехбуквенных однослоговых слов, не связанных общим смыслом, и чтением простого текста (средняя длина слов в котором составляет 2,4 буквы) недостоверно. В то же время сравнение этих двух текстов с чтением сложного текста № 3 (средняя длина слов – 5,3 буквы) выявило достоверную разницу (p<0,05) в значениях амплитуды прогрессивных саккад. Эта же зависимость характерна и для учащихся четвертых классов (p<0,001). У первоклассников средняя длина саккад при чтении сложного текста (№ 3) больше, чем при чтении простого текста (№ 1) всего в 1,12 раза, тогда как в четвертом классе – в 1,41 раза. Это может быть связано с тем, что в первом классе преобладает слоговое чтение, тогда как четвероклассники воспринимают слово целиком.

При сравнении средних значений амплитуды регрессивных саккад в нашем исследовании выявлено значимое различие только между сложным описательным текстом и набором несвязанных трехбуквенных однослоговых слов. Эти различия наблюдаются, как и у группы первоклассников (p<0,05), так и у группы четвероклассников (p<0,05). Для учащихся обоих классов характерны регрессивные саккады большей амплитуды при чтении сложного текста, нежели чем при чтении набора трехбуквенных слов.

Процентное соотношение прогрессивных и регрессивных саккад указывает на относительное количество ошибок прочтения, сделанных при восприятии текста. В первом классе значимая разница по этому параметру выявлена при сравнении простого текста и набора трехбуквенных слов (p<0,01). Если расположить абсолютные проценты регрессивных саккад по возрастанию, то меньше всего регрессов совершалось при чтении набора слов (текст № 2–10,85 %), а больше всего – в простом тексте (текст № 1–18,22 %).

В четвертом классе статистически достоверные различия по процентному количеству регрессивных саккад (p<0,05) присутствуют при сравнении всех пар текстов. Наименьшее количество регрессивных саккад наблюдается при чтении набора трехбуквенных слов (текст № 2–9,94 %), далее по возрастанию, следует сложный текст (текст № 3–13,57 %) и простой текст (текст № 1–17,48 %). Следует отметить, что процент регрессивных саккад, выявленный при чтении простого текста, выше, чем при чтении сложного текста. Данная особенность характерна для учащихся первых и четвертых классов.

В целом, сравнение параметров окуломоторной активности учащихся первых и четвертых классов показывает, что между учениками данных возрастных групп существуют различия по средней продолжительности фиксаций (p<0,001) и средней амплитуде прогрессивных саккад (p<0,001) при чтении всех трех типов текстов. У детей четвертых классов по сравнению с первоклассниками время фиксации меньше в 2 раза, а длина прогрессивных саккад больше в 1,5 раза. Средняя амплитуда регрессивных саккад не различается у учащихся обеих возрастных групп только при чтении текста № 1. Процентное соотношение прогрессивных и регрессивных саккад (процент регрессивных саккад) достоверно не различается у обеих групп школьников ни в одном из текстов. Это свидетельствует, с одной стороны, о совершенствовании навыка чтения от первого класса к четвертому, а с другой – о недостаточной сформированности навыка чтения у учащихся 4 класса.

Выводы

1. Результаты анализа окуломоторной активности в процессе чтения текстов разной степени сложности у учащихся первых и четвертых классов показало: сложность текста не влияет на значение средней продолжительности фиксаций у учащихся первого класса. Можно предположить, что дети в этом возрасте читают и простые, и сложные слова еще механически. У них отсутствует влияние дискурса, нет предугадывания следующего слова, что может способствовать уменьшению времени чтения, т. е. основным фактором влияния на окуломоторную активность является сформированность технических навыков чтения и зрительной дифференцировки буквенных знаков. В четвертом же классе разные по сложности типы текстов влияют на значение средней продолжительности фиксации (например, бессмысленный набор слов читается детьми дольше, чем текст, несущий смысловую нагрузку). В то же время заметно уменьшение среднего времени фиксаций на разных этапах формирования навыка чтения (первый и четвертый классы), что отмечали практически все исследователи движений глаз.
2. По результатам исследования, можно предположить, что амплитуда прогрессивных саккад обусловливается длиною слов, т. е. количеством букв в слове. Связанной с амплитудой прогрессивных саккад является размер «перцептивного поля» (perceptual span). Здесь также наблюдаются различия между учениками первого и четвертого классов. Можно подсчитать, что если 1 буква предъявляемых тексов занимает около 0,32 угл. гр., то амплитуда прогрессивной саккады при чтении текста № 3 у первоклассников составляет 3,9 знаков, у четвероклассников – 6,7 знаков. Таким образом, «поле восприятия» от первого к четвертому классу увеличивается.
3. Также можно говорить и о влиянии длины слов и предложений на амплитуду регрессивных саккад. Необходимость перечитывания фрагмента текста инициирует регрессивную саккаду от слова, где возникла ошибка понимания прочитанного, до места, перечитав которое возможно устранение данной ошибки; и в простом, и сложном текстах это может быть даже начало предложения. Вместе с этим процентное количество регрессивных саккад при чтении набора трехбуквенных слов значимо меньше, чем при чтении двух других текстов. Это может быть вызвано ошибками зрительной дифференцировки букв, а не смысловыми проблемами понимания прочитанного. Особенно часты регрессы при нарушении механизма формирования навыка чтения (при так называемом «механическом» чтении), когда ребенок, начиная читать следующее слово, возвращается к предыдущему, так как не осознал его смысл (Безруких, 2006).
4. В четвертом классе процент регрессов также зависит от сложности текста, тогда как в первом классе по данному показателю достоверно значимых различий между простым (№1) и более сложным текстом (№3) не обнаружено. По нашему мнению, это может быть косвенным подтверждением механического чтения. В пользу этого факта (механицизма процесса чтения) говорит то, что текст № 3 смогли понять 46% первоклассников, тогда как в четвертом классе таких детей был 81%. Среднее процентное соотношение прогрессивных и регрессивных саккад при чтении всех текстов у обоих возрастных групп согласуется с данными К. Райнера (Rayner, 1998) и Г. МакКонки (McConkie, 1991) о постоянстве количества регрессов, составляющих в среднем 10–15%. Процентное соотношение регрессивных и прогрессивных саккад не различается у первоклассников и четвероклассников во всех типах текстов, что может объясняться тем, что процессы формирования регрессивных саккад схожи и свидетельствуют о несовершенстве процесса чтения и в первом, и в четвертом классах, хотя учащиеся четвертого класса читают текст быстрее, чем первоклассники. При этом у четвероклассников отмечена меньшая продолжительность фиксации, и одновременно, рост амплитуды прогрессивных и регрессивных саккад.

1. Безруких М. М. Трудности обучения письму и чтению // Развитие личности ребенка от 7 до 11 лет. Екатеринбург: У-Фактория, 2006.
2. Ehri L. Grapheme-phoneme knowledge is essential for learning to read words in English // Word recognition in beginning literacy / J. Metsala & L. Ehri (еds.). Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates Inc., 1998. P. 3–40.
3. Findlay J. M., Gilchrist I. D. Active vision: The psychology of looking and seeing. Oxford: University Press, 2003.
4. Hyona I. An eye movement analysis of topic-shift effect during repeated reading // Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. 1995. V. 21. P. 1365–1373.
5. McConkie G. W., Zola D., Grimes J., Kerr P. W, Bryant N. R., Wolf P. M. Children‘s eye movements during reading // Vision and visual dyslexia / J. F. Stein (еd.). London: Macmillan Press, 1991. P. 251–262.
6. Pollatsek A., Rayner K. Eye movements and lexical access in reading // Comprehension processes in reading / M. Coltheart (еd.). Hillsdale, NJ: Erlbaum, 1990. P. 43–164.
7. Rayner K. Eye Movements in Reading and Information Processing: 20 Years of Research // Psychological Bulletin. 1998. V. 124/3. P. 372–422.
8. Rayner K., Duffy S. A. Lexical complexity and fixation times in reading: Effects of word frequency, verb complexity, and lexical ambiguity // Memory & Cognition. 1986. V. 14. P. 191–201.
9. Sereno S. C. Resolution of lexical ambiguity: Evidence from an eye movement priming paradigm // Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. 1995. V. 21. P. 582–595.