CN109118401A - 一种基于眼动特征的儿童阅读分析***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于眼动特征的儿童阅读分析***，包括电脑主机(1)、显示器(2)、眼动仪(3)、高清摄像头(4)和平板副屏(5)，电脑主机(1)配置儿童阅读分析***，显示器(2)与电脑主机(1)连接，眼动仪(3)安装在显示器(2)上，显示器(2)顶端设有高清摄像头(4)，高清摄像头(4)与平板副屏(5)通过网络连接。本发明还公开一种基于眼动特征的儿童阅读分析方法。本发明的一种基于眼动特征的儿童阅读分析***及方法，在测试过程中能够很好地模拟了现实情境中的阅读，具有较高的生态效度；而且以眼动特征为儿童阅读的指标，具有可操作性强、普适性好、客观程度高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及心理测试技术领域，特别是涉及一种基于眼动特征的儿童阅读分析***及方法。
背景技术
世界上第一本绘本是1658年捷克教育家夸美纽斯出版的《世界图解》，该书的出版具有划时代的意义。绘本是儿童成长中不可或缺的精神食粮，它可以激发幼儿的兴趣，使其在自然、快乐的情景中获得知识，陶冶情操。绘本对促进幼儿心理的发展具有重要作用。绘本是由文字和图画构成，二者共同叙述一个完整的故事，是图文的有机结合。对绘本页面的观看将不同于单纯图画的观看，图画和文字是一种协同的关系，在对图画和文本的注视中会激活文本和图画两个符号***，读者在这两种符号***之间来回切换，不断获得新的意义，从而达到对绘本全面、深入的理解。然而，目前在现实生活中并没有客观的方法测量儿童的阅读，儿童阅读的好坏一般是通过家长和老师的主观感受来判断，具有误差大、不客观的缺点。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供一种基于眼动特征的儿童阅读分析***及方法，在测试过程中能够很好地模拟了现实情境中的阅读，具有较高的生态效度；而且以眼动特征为儿童阅读的指标，具有可操作性强、普适性好、客观程度高的特点。
本发明公开了一种基于眼动特征的儿童阅读分析***，包括电脑主机(1)、显示器(2)、眼动仪(3)、高清摄像头(4)和平板副屏(5)，电脑主机(1)配置儿童阅读分析***，并执行以下步骤：B、在显示器(2)上呈现一个动画，将儿童注意力吸引到显示屏上，并利用显示屏上的动画校正所述儿童的注视点；C、注视点校正后，通过***设备播放录制好的音频材料，同时将符合所述儿童知识经验的绘本通过所述显示器(2)以单独一张图片，完整且按照顺序地呈现给所述儿童；D、利用显示器(2)上的眼动仪(3)采集儿童眼球运动的数据，并将数据上传保存至电脑主机(1)上；E、电脑主机(1)根据所述眼球运动数据计算每一页儿童注视的时间比例、文字区注视时间比例和图片区注视时间比例；F、根据上述注视时间比例生成眼动热图，并根据眼动热图分析得出所述儿童阅读情况；显示器(2)与电脑主机(1)连接，眼动仪(3)安装在显示器(2)上，显示器(2)顶端设有高清摄像头(4)，高清摄像头(4)与平板副屏(5)通过网络连接，平板副屏(5)接收并显示电脑主机(1)处理的数据。
所述电脑主机(1)上连接有音响(6)。
所述电脑主机(1)上连接有打印机(7)。
本发明还公开了一种基于眼动特征的儿童阅读分析方法，
包括A、启动电脑主机(1)；
B、在显示器(2)上呈现一个动画，将儿童注意力吸引到显示屏上，并利用显示屏上的动画校正所述儿童的注视点；
C、注视点校正后，通过***设备播放录制好的音频材料，同时将符合所述儿童知识经验的绘本通过所述显示器(2)以单独一张图片，完整且按照顺序地呈现给所述儿童；
D、利用显示器(2)上的眼动仪(3)采集儿童眼球运动的数据，并将数据上传保存至电脑主机(1)上；
E、电脑主机(1)根据所述眼球运动数据计算每一页儿童注视的时间比例、文字区注视时间比例和图片区注视时间比例；
其中，整页注视时间比例＝整页注视时间/该页呈现时间；
文字区注视时间比例＝文字区注视时间/该页呈现时间；
图片区注视时间比例＝图片区注视时间/该页呈现时间；
F、根据儿童在图片上每个点上停留时间的长短而绘制出眼动热图，并根据眼动热图分析得出所述儿童阅读情况。
优选的，还包括：将与绘本中的印刷体文字描述的故事内容有直接关系的图画区域定义为关键区，设定部分页面有关键区，部分页面没有关键区；
根据关键区眼动数据计算关键区注视时间比例，并生成眼动热图；
其中，关键区注视时间比例＝关键区注视时间/音频中涉及关键信息的这段时间。
优选的，关键区注视时间限定为音频中涉及到关键信息的这段时间中儿童对关键区的累计注视时间。
优选的，眼动热图是根据儿童在图片上每个点上停留时间的长短而绘制的热图。
优选的，校正注视点前，儿童距离显示屏大于65厘米，使显示屏中心与儿童眼睛在同一水平线上。
本发明的一种基于眼动特征的儿童阅读分析方法，包括A、启动电脑主机(1)；B、在显示器(2)上呈现一个动画，将儿童注意力吸引到显示屏上，并利用显示屏上的动画校正所述儿童的注视点；C、注视点校正后，通过***设备播放录制好的音频材料，同时将符合所述儿童知识经验的绘本通过所述显示器(2)以单独一张图片，完整且按照顺序地呈现给所述儿童；D、利用显示器(2)上的眼动仪(3)采集儿童眼球运动的数据，并将数据上传保存至电脑主机(1)上；E、电脑主机(1)根据所述眼球运动数据计算每一页儿童注视的时间比例、文字区注视时间比例和图片区注视时间比例；F、根据儿童在图片上每个点上停留时间的长短而绘制出眼动热图，并根据眼动热图分析得出所述儿童阅读情况，并给予家长及儿童相应的建议。本发明的一种基于眼动特征的儿童阅读分析***及方法，在测试过程中能够很好地模拟了现实情境中的阅读，具有较高的生态效度；而且以眼动特征为儿童阅读的指标，具有可操作性强、普适性好、客观程度高的特点。
附图说明
图1是本发明的一种基于眼动特征的儿童阅读分析***的结构示意图。
图2是本发明的一种基于眼动特征的儿童阅读分析方法的流程示意图。
图3是本发明的一种基于眼动特征的儿童阅读分析方法的音频信息。
图号说明
1…电脑主机 2…显示器 3…眼动仪
4…高清摄像头 5…平板副屏 6…音响
7…打印机
具体实施方式
下面结合附图的图1至图3对本发明的一种基于眼动特征的儿童阅读分析***及方法作进一步详细说明。
本发明的一种基于眼动特征的儿童阅读分析***，请参考图1，包括电脑主机1、显示器2、眼动仪3、高清摄像头4和平板副屏5，电脑主机1配置儿童阅读分析***，并执行以下步骤：B、在显示器2上呈现一个动画，将儿童注意力吸引到显示屏上，并利用显示屏上的动画校正所述儿童的注视点；C、注视点校正后，通过***设备播放录制好的音频材料，同时将符合所述儿童知识经验的绘本通过所述显示器2以单独一张图片，完整且按照顺序地呈现给所述儿童；D、利用显示器2上的眼动仪3采集儿童眼球运动的数据，并将数据上传保存至电脑主机1上；E、电脑主机1根据所述眼球运动数据计算每一页儿童注视的时间比例、文字区注视时间比例和图片区注视时间比例；F、根据儿童在图片上每个点上停留时间的长短而绘制出眼动热图，并根据眼动热图分析得出所述儿童阅读情况；显示器2与电脑主机1连接，眼动仪3安装在显示器2上，显示器2顶端设有高清摄像头4，高清摄像头4与平板副屏5通过网络连接，平板副屏5接收并显示电脑主机1处理的数据。所述电脑主机1上连接有音响6。所述电脑主机1上连接有打印机7。
本发明的一种基于眼动特征的儿童阅读分析方法，请参考图1-3，包括
A、启动电脑主机1；打开儿童阅读分析***，进入***；可以让儿童坐在父母膝盖上，距离显示屏大于65厘米，使显示屏中心与儿童眼睛在同一水平线上。
B、在显示器2上呈现一个动画，将儿童注意力吸引到显示屏上，并利用显示屏上的动画校正所述儿童的注视点；
C、注视点校正后，通过***设备播放录制好的音频材料，同时将符合所述儿童知识经验的绘本通过所述显示器2以单独一张图片，完整且按照顺序地呈现给所述儿童；
这样，注视点校正好后，由设备播放之前录制好的音频材料，音频资料如图3所示，以绘本《这个顺序可不能错》为例，该绘本内容符合幼儿的知识经验，全书包括封面在内共13页，每一页均被单独制作成一张图片，完整且按顺序呈现给儿童。
D、利用显示器2上的眼动仪3采集儿童眼球运动的数据，并将数据上传保存至电脑主机1上；
E、电脑主机(1)根据所述眼球运动数据计算每一页儿童注视的时间比例、文字区注视时间比例和图片区注视时间比例；
其中，整页注视时间比例＝整页注视时间/该页呈现时间；
文字区注视时间比例＝文字区注视时间/该页呈现时间；
图片区注视时间比例＝图片区注视时间/该页呈现时间；
F、根据儿童在图片上每个点上停留时间的长短而绘制出眼动热图，并根据眼动热图分析得出所述儿童阅读情况。
这样，电脑主机1根据眼球运动数据计算出儿童注视时间比例，并根据注视时间比例生成眼动热图，并根据眼动热图分析得出所述儿童阅读情况，并给予家长及儿童相应的建议；而且电脑主机1将数据发送至平板副屏5上，家长可以通过平板副屏观察儿童的眼动轨迹，从而了解到孩子的阅读情况。
本发明的一种基于眼动特征的儿童阅读分析方法，请参考图1-3，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：将与绘本中的印刷体文字描述的故事内容有直接关系的图画区域定义为关键区，设定部分页面有关键区，部分页面没有关键区；
根据关键区眼动数据计算关键区注视时间比例，并生成眼动热图；
其中，关键区注视时间比例＝关键区注视时间/音频中涉及关键信息的这段时间。
这样，我们将与图画书中的印刷体文字描述的故事内容有直接联系的图画区域定义为关键区。本书中第2、7、8、9、10、11、12页图片中各有一个关键区，其他页没有关键区。对于有关键区的这7张图片，我们报告了它的眼动热图。眼动热图是根据儿童在图片上每个点上停留时间的长短而绘制的热图，眼动热图只是针对音频中涉及到关键信息的这段时间该页的热图。另外，我们还计算了关键区注视时间比例。
关键区注视时间是指音频中涉及到关键信息的这段时间中儿童对关键区的累积注视时间。
关键区注视时间比例是指关键区注视时间除以音频中涉及到关键信息的这段时间。
综合分析眼动热图、注意时长折线图、指标结果，得出儿童阅读的情况，并给予儿童及家长相应的建议。
上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于眼动特征的儿童阅读分析***，其特征在于：包括电脑主机(1)、显示器(2)、眼动仪(3)、高清摄像头(4)和平板副屏(5)，电脑主机(1)配置儿童阅读分析***，并执行以下步骤：B、在显示器(2)上呈现一个动画，将儿童注意力吸引到显示屏上，并利用显示屏上的动画校正所述儿童的注视点；C、注视点校正后，通过***设备播放录制好的音频材料，同时将符合所述儿童知识经验的绘本通过所述显示器(2)以单独一张图片，完整且按照顺序地呈现给所述儿童；D、利用显示器(2)上的眼动仪(3)采集儿童眼球运动的数据，并将数据上传保存至电脑主机(1)上；E、电脑主机(1)根据所述眼球运动数据计算每一页儿童注视的时间比例、文字区注视时间比例和图片区注视时间比例；F、根据儿童在图片上每个点上停留时间的长短而绘制出眼动热图，并根据眼动热图分析得出所述儿童阅读情况；显示器(2)与电脑主机(1)连接，眼动仪(3)安装在显示器(2)上，显示器(2)顶端设有高清摄像头(4)，高清摄像头(4)与平板副屏(5)通过网络连接，平板副屏(5)接收并显示电脑主机(1)处理的数据。
2.根据权利要求1所述的基于眼动特征的儿童阅读分析***，其特征在于：所述电脑主机(1)上连接有音响(6)。
3.根据权利要求1所述的基于眼动特征的儿童阅读分析***，其特征在于：所述电脑主机(1)上连接有打印机(7)。
4.一种基于眼动特征的儿童阅读分析方法，其特征在于：包括
A、启动电脑主机(1)；
B、在显示器(2)上呈现一个动画，将儿童注意力吸引到显示屏上，并利用显示屏上的动画校正所述儿童的注视点；
C、注视点校正后，通过***设备播放录制好的音频材料，同时将符合所述儿童知识经验的绘本通过所述显示器(2)以单独一张图片，完整且按照顺序地呈现给所述儿童；
D、利用显示器(2)上的眼动仪(3)采集儿童眼球运动的数据，并将数据上传保存至电脑主机(1)上；
E、电脑主机(1)根据所述眼球运动数据计算每一页儿童注视的时间比例、文字区注视时间比例和图片区注视时间比例；
其中，整页注视时间比例＝整页注视时间/该页呈现时间；
文字区注视时间比例＝文字区注视时间/该页呈现时间；
图片区注视时间比例＝图片区注视时间/该页呈现时间；
F、根据儿童在图片上每个点上停留时间的长短而绘制出眼动热图，并根据眼动热图分析得出所述儿童阅读情况。
5.根据权利要求4所述的基于眼动特征的儿童阅读分析方法，其特征在于：还包括：将与绘本中的印刷体文字描述的故事内容有直接关系的图画区域定义为关键区，设定部分页面有关键区，部分页面没有关键区；
根据关键区眼动数据计算关键区注视时间比例，并生成眼动热图；
其中，关键区注视时间比例＝关键区注视时间/音频中涉及关键信息的这段时间。
6.根据权利要求5所述的基于眼动特征的儿童阅读分析方法，其特征在于：关键区注视时间限定为音频中涉及到关键信息的这段时间中儿童对关键区的累计注视时间。
7.根据权利要求5所述的基于眼动特征的儿童阅读分析方法，其特征在于：眼动热图是根据儿童在图片上每个点上停留时间的长短而绘制的热图。
8.根据权利要求4-7任意一项权利要求所述的基于眼动特征的儿童阅读分析方法，其特征在于：校正注视点前，儿童距离显示屏大于65厘米，使显示屏中心与儿童眼睛在同一水平线上。
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