基于眼動分析：大學生場認知方式對圖形推理的影響探究一、引言1.1研究背景在當今信息爆炸的時代，認知能力的研究愈發重要，它不僅是心理學領域的核心課題，更是教育、人工智能等多個領域關注的焦點。大學生作為知識傳承與創新的主力軍，其認知能力的發展對個人成長和社會進步具有深遠意義。場認知方式和圖形推理能力作為認知領域的重要組成部分，二者之間的關系研究近年來備受關注。場認知方式是個體在認知過程中表現出的一種穩定的風格差異，最早由美國心理學家威特金（H.A.Witkin）提出。場獨立型個體傾向于獨立地分析和判斷信息，較少受到周圍環境的影響，善于從復雜的背景中分離出關鍵元素；而場依存型個體則更依賴于外部環境的線索，對整體情境的感知較為敏感，在處理信息時更注重事物之間的相互關系。這種認知風格的差異在個體的學習、問題解決、決策等諸多方面都發揮著重要作用。例如，在學習過程中，場獨立型學生可能更擅長自主學習，能夠迅速把握知識的核心要點；而場依存型學生則更傾向于在合作學習中獲取知識，通過與他人的交流和討論來加深對知識的理解。圖形推理作為一種重要的非言語認知能力，是指人們通過觀察一組線條、形狀和空間關系的變化來識別規律和推斷下一步的可能形式。它是智力評測中的重要部分，不僅可以測試個體的空間想象力和觀察力，還能夠評估認知加工能力、注意力和推理能力等方面。在教育領域，圖形推理能力的培養有助于提高學生的邏輯思維能力和創造力，為其未來的學習和職業發展奠定堅實基礎。在心理學和認知神經科學研究中，圖形推理也是探究人類認知過程和思維機制的重要研究對象。近年來，隨著人工智能技術的飛速發展，圖形推理能力的研究對于理解人類智能的本質以及開發智能算法具有重要的參考價值。在國家公務員行政職業能力測驗、研究生入學考試等各類重要考試中，圖形推理題目的類型不斷變化，難度不斷加深，對考生的圖形推理能力提出了更高的要求。因此，深入研究圖形推理能力的影響因素，探索提高圖形推理能力的有效方法，具有重要的現實意義。眼動技術作為一種常用的研究工具，能夠幫助研究者解釋和量化人類認知加工過程中的行為和注意力特征。通過記錄和分析個體在圖形推理過程中的眼動軌跡、注視時間、注視次數等指標，可以直觀地了解其認知加工策略和信息處理方式，為揭示場認知方式與圖形推理能力之間的內在關系提供有力的證據。盡管已有研究對場認知方式和圖形推理能力分別進行了深入探討，但關于大學生場認知方式對圖形推理影響的研究仍存在一定的局限性。部分研究結果存在爭議，一些研究認為場認知方式對圖形推理的影響顯著，而另一些研究則認為這種影響并不明顯，這可能是由于所使用的任務類型、圖形類型、方法或測量技術的不同等因素導致的。此外，以往研究在研究方法和實驗設計上也存在一些不足之處，如研究樣本的局限性、實驗任務的單一性等，這些都限制了研究結果的普遍性和可靠性。因此，有必要進一步深入研究大學生場認知方式對圖形推理的影響，采用更加科學、嚴謹的研究方法，全面揭示二者之間的內在關系，為大學生的認知發展和教育教學提供更有針對性的理論支持和實踐指導。1.2研究目的與意義本研究旨在通過眼動技術，深入探究大學生場認知方式對圖形推理的影響機制，具體包括以下幾個方面：一是揭示場獨立型和場依存型大學生在圖形推理過程中的成績差異，明確場認知方式是否對圖形推理成績產生顯著影響；二是分析不同場認知方式大學生在圖形推理時的眼動模式差異，如注視時間、注視次數、眼跳幅度等，從眼動層面解析其認知加工過程；三是探討場認知方式與圖形推理解題策略之間的關系，為培養大學生的圖形推理能力提供理論支持和實踐指導。本研究具有重要的理論意義和實踐意義。在理論方面，有助于豐富和完善認知心理學領域中場認知方式與圖形推理能力關系的研究，進一步揭示人類認知加工的內在機制。通過眼動技術的應用，能夠更直觀、準確地獲取被試在圖形推理過程中的認知行為數據，為相關理論的發展提供實證依據。在實踐方面，對于教育教學具有重要的指導作用。教師可以根據學生的場認知方式特點，因材施教，采用更適合學生的教學方法和策略，提高圖形推理教學的效果。例如，對于場獨立型學生，可以提供更具挑戰性的獨立學習任務，鼓勵他們自主探索圖形推理的規律；對于場依存型學生，則可以組織小組合作學習，讓他們在交流互動中更好地理解圖形推理的方法。此外，本研究結果還可以為各類選拔性考試，如公務員考試、研究生入學考試等，在圖形推理題目的設計和評估方面提供參考，提高考試的科學性和有效性。1.3研究創新點本研究在研究方法和研究視角上具有一定的創新之處。在研究方法上，采用眼動技術，結合多種眼動指標，如注視時間、注視次數、眼跳幅度、瞳孔直徑等，全面、深入地分析大學生在圖形推理過程中的認知加工過程。以往研究多側重于單一或少數幾個眼動指標的分析，難以全面揭示場認知方式對圖形推理的影響機制。本研究通過綜合分析多個眼動指標，能夠更準確地捕捉被試在圖形推理過程中的注意力分配、信息搜索策略以及認知負荷變化等，為研究提供更豐富、更深入的數據支持。在研究視角上，將場認知方式與圖形推理能力相結合，探討二者之間的內在關系，并從認知心理學的理論角度進行深入分析。以往研究雖然對場認知方式和圖形推理能力分別進行了較多的研究，但將二者聯系起來，從認知加工機制的角度進行系統研究的相對較少。本研究通過對不同場認知方式大學生在圖形推理過程中的眼動模式和解題策略的分析，揭示場認知方式對圖形推理的影響機制，為認知心理學領域的研究提供了新的視角和思路。同時，本研究還將探討圖形推理過程中的個體差異，為個性化教育提供理論依據，具有一定的實踐創新意義。二、理論基礎與研究綜述2.1場認知方式理論概述2.1.1場認知方式的定義與內涵場認知方式，又稱為場認知風格，是指個體在認知過程中所表現出的對信息加工方式的偏好，它反映了個體在知覺、記憶、思維等認知活動中習慣采用的獨特方式。這一概念最早由美國心理學家赫爾曼?威特金（Herman?Witkin）在20世紀40年代提出，其理論基礎源于對個體在空間定向和垂直知覺方面的研究。在威特金的研究中，通過一系列經典實驗，如棒框測驗（RodFrameTest）、斜屋椅測驗（TiltingRoom-TiltingChairTest）和轉屋測驗（RotatingRoomTest）等，發現個體在判斷垂直方向時存在明顯的個體差異。一些個體在判斷過程中較少受到周圍環境因素的影響，主要依據自身內部的線索來做出判斷，表現出較強的獨立性；而另一些個體則更容易受到周圍環境線索的干擾，其判斷更多地依賴于外部環境。基于這些發現，威特金提出了場獨立（Field-Independent，簡稱FI）和場依存（Field-Dependent，簡稱FD）兩種場認知方式類型。場獨立型個體在認知過程中，傾向于以內在的自我參照為依據，能夠獨立地對信息進行分析和判斷，較少受到外部環境的影響。他們善于從復雜的背景中分離出關鍵信息，關注事物的細節和邏輯關系，具有較強的認知改組能力。例如，在學習過程中，場獨立型學生能夠迅速把握知識的核心要點，自主構建知識體系，對抽象的理論知識有較高的學習興趣和理解能力。在解決問題時，他們更傾向于獨立思考，運用邏輯推理和分析方法來尋找解決方案，較少受到他人意見和環境因素的干擾。場依存型個體則更依賴于外部參照，在認知過程中容易受到周圍環境、他人意見和情感因素的影響。他們對整體情境的感知較為敏感，注重事物之間的相互關系，善于察言觀色，能夠較好地理解他人的情感和意圖。在學習中，場依存型學生可能更擅長通過與他人的交流和合作來獲取知識，對生動形象的教學內容更容易接受。在面對問題時，他們更傾向于參考他人的經驗和建議，從整體情境中尋找解決問題的線索，在社會交往中表現出較高的社交技能和親和力。場獨立型和場依存型并不是絕對的兩極，而是處于一個連續體上，大多數個體處于兩者之間，只是在不同程度上表現出偏向某一種認知方式的特點。而且，場認知方式并非一成不變，它會受到個體的成長環境、教育經歷、文化背景等多種因素的影響而發生一定的變化。例如，長期接受強調獨立思考和自主學習的教育，可能會使個體更傾向于場獨立型認知方式；而在一個強調團隊合作和集體主義的文化環境中成長，個體可能更偏向場依存型認知方式。2.1.2場認知方式的測量方法準確測量場認知方式是研究其與其他認知能力關系的基礎。自場認知方式理論提出以來，心理學家們開發了多種測量方法，以下是幾種常用的測量方法及其原理與應用場景。鑲嵌圖形測驗（GroupEmbeddedFiguresTest，GEFT）：這是目前應用最為廣泛的場認知方式測量工具之一。該測驗的原理基于場獨立型和場依存型個體在知覺分離能力上的差異。測驗材料通常由一系列復雜圖形組成，每個復雜圖形中隱藏著一個簡單的目標圖形。被試的任務是盡快從復雜圖形中找出目標圖形。場獨立型個體由于能夠較好地將目標圖形從復雜背景中分離出來，因此在完成任務時速度較快，錯誤較少；而場依存型個體則可能受到背景圖形的干擾，找出目標圖形的速度較慢，錯誤較多。例如，在一項針對大學生的研究中，使用鑲嵌圖形測驗對被試的場認知方式進行測量，結果發現場獨立型學生在測驗中的得分顯著高于場依存型學生，表明他們在圖形分離任務中表現更優。鑲嵌圖形測驗具有操作簡單、施測方便的特點，適用于大規模的群體測試，如在教育領域中，可以用于了解學生的認知風格特點，為教學方法的選擇提供參考；在心理學研究中，可作為篩選被試的工具，用于探討場認知方式與其他心理變量之間的關系。棒框測驗（RodFrameTest，RFT）：由威特金設計，是最早用于測量場認知方式的實驗方法之一。測驗儀器主要由一個可以傾斜的方框和一個位于方框內的可以獨立調節傾斜角度的亮棒組成。實驗時，被試坐在暗室中，面對儀器，要求將亮棒調整到與地面垂直的位置。在這個過程中，被試會受到方框傾斜角度這一外在視野線索的影響。場獨立型被試能夠較少地受到方框傾斜的干擾，主要依據自身內部的垂直知覺線索來調整亮棒，使其接近垂直狀態；而場依存型被試則更容易受到方框傾斜的影響，調整亮棒時誤差較大。例如，在早期的一項經典研究中，通過棒框測驗發現，場獨立型個體在調整亮棒時的誤差明顯小于場依存型個體，證明了兩者在對外部線索依賴程度上的差異。棒框測驗對于研究場認知方式的神經生理機制具有重要意義，因為它可以通過控制實驗條件，精確測量被試在知覺判斷過程中的反應，為深入探究場認知方式的內在機制提供數據支持。然而，由于該測驗需要特定的儀器設備，且對實驗環境要求較高，其應用范圍相對較窄，主要用于實驗室研究。身體順應測驗（BodyAdjustmentTest，BAT）：該測驗也是威特金提出的用于測量場認知方式的方法。測驗中，被試坐在一個可以調節傾斜角度的椅子上，位于一個傾斜的房間內。被試的任務是通過調節椅子的角度，使自己感覺身體處于垂直狀態。場獨立型被試能夠克服房間傾斜的視覺線索干擾，更多地依據自身的平衡覺來調整椅子，使其接近垂直；而場依存型被試則更容易受到房間傾斜的影響，調整椅子時偏差較大。身體順應測驗從身體空間定向的角度，考察個體對內部和外部線索的依賴程度，為研究場認知方式提供了獨特的視角。在一些研究個體空間認知能力與場認知方式關系的實驗中，身體順應測驗被廣泛應用，有助于揭示場認知方式在空間認知領域的作用機制。但同樣，該測驗也存在設備復雜、實驗操作相對繁瑣的問題，限制了其在實際應用中的普及。2.2圖形推理的認知機制2.2.1圖形推理的定義與任務類型圖形推理是一種基于圖形信息進行邏輯推理的認知活動，它不依賴于具體的語言文字，而是通過對圖形的觀察、分析和比較，找出其中蘊含的規律或關系，從而推斷出未知圖形的特征或完成特定的圖形任務。在圖形推理中，已知的若干圖形構成前提，由前提得出的是結論，同時還包含推理要求這一重要構成部分，三者共同構成一個完整的圖形推理過程。例如，在公務員行政職業能力測驗的圖形推理題目中，常給出一組或多組圖形，要求考生根據圖形的變化規律，從選項中選擇出符合規律的下一個圖形。常見的圖形推理任務類型豐富多樣，主要包括以下幾種：規律推理：這是最為常見的類型，要求考生觀察圖形的特征，如形狀、大小、數量、顏色、位置等，找出其中的變化規律，并依據該規律選擇出正確的圖形。以形狀規律為例，可能會呈現圖形形狀的周期性變化，如三角形、正方形、圓形依次循環出現；在數量規律方面，可能是圖形中某一元素的數量逐次遞增或遞減，如圓形的數量從1個依次增加到5個。再如，在一組圖形中，每個圖形的邊數依次為3、4、5、6，那么下一個圖形的邊數很可能是7。空間推理：著重考查考生對空間圖形的想象和推理能力，如空間折疊、三視圖、立體拼接等。在空間折疊問題中，通常會給出一個平面展開圖，要求考生判斷它折疊后能形成的立體圖形；三視圖則是讓考生根據給定的立體圖形，判斷從不同方向觀察所得到的視圖形狀；立體拼接是將多個立體圖形組合拼接成一個完整的立體圖形。例如，在判斷正方體展開圖的折疊結果時，需要考生準確把握各個面之間的位置關系和相對關系；在繪制圓柱體的三視圖時，要清楚主視圖、俯視圖和左視圖的形狀特征。類比推理：呈現兩組圖形，第一組圖形展示了某種變化規律，考生需要依據此規律，在第二組圖形中選擇出符合變化規律的圖形。例如，第一組圖形中，第一個圖形順時針旋轉90度得到第二個圖形，第二個圖形再左右翻轉得到第三個圖形，那么第二組圖形也應遵循相同的規律進行變化。分類推理：給出多個圖形，要求考生根據圖形的某種共性或差異，將它們分為不同的類別。比如，根據圖形是否具有對稱性，將所有圖形分為軸對稱圖形和非軸對稱圖形兩類；或者根據圖形的封閉性，分為封閉圖形和開放圖形。2.2.2圖形推理的認知加工過程圖形推理的認知加工過程是一個復雜而有序的過程，涉及多個認知步驟和心理操作，主要包括以下幾個方面：感知與注意：在面對圖形推理任務時，首先需要對圖形進行感知，將視覺信息輸入大腦。在這個過程中，注意起到了關鍵作用，它幫助個體篩選出圖形中的關鍵信息，忽略無關信息。例如，當呈現一個包含多種元素的復雜圖形時，個體可能會首先注意到圖形中較為突出的元素，如較大的圖形、顏色鮮艷的部分或者處于特殊位置的元素。研究表明，在圖形推理任務中，被試對關鍵信息的注視時間和注視次數明顯多于無關信息，這表明注意能夠引導個體對重要信息進行更深入的加工。特征提取與分析：在感知圖形的基礎上，對圖形的各種特征進行提取和分析，包括形狀、大小、數量、位置、方向、顏色等。不同的圖形推理任務可能側重于不同的特征，因此準確提取和分析特征是解題的關鍵。例如，在規律推理中，需要分析圖形的形狀變化規律，如是否存在相似圖形、圖形的形狀是否按照某種順序演變；在數量推理中，則要關注圖形中元素的數量變化，如點、線、面的數量增減。有研究發現，場獨立型個體在特征提取和分析過程中，更善于從復雜圖形中分離出關鍵特征，而場依存型個體可能更容易受到整體圖形的影響，對局部特征的關注相對較少。歸納與概括：通過對多個圖形特征的分析，嘗試歸納出其中的規律或關系，并將其概括為一般性的規則。這需要個體具備較強的抽象思維能力，能夠從具體的圖形實例中提煉出共性。例如，在一組圖形中，發現每個圖形都由兩個相同的元素組成，且這兩個元素的位置關系依次為上下、左右、上下、左右交替出現，那么就可以歸納出圖形的位置關系規律。歸納與概括能力的高低直接影響著圖形推理的效率和準確性，能力較強的個體能夠更快地發現規律，而能力較弱的個體可能需要更多的時間和嘗試。推理與判斷：運用歸納出的規律或關系，對未知圖形進行推理和判斷，選擇出符合規律的選項或完成相應的任務。在這個過程中，需要個體進行邏輯思維，將規律應用到具體的情境中。例如，在類比推理中，根據第一組圖形的變化規律，推理出第二組圖形的變化結果，并從選項中選擇出正確的答案。推理與判斷過程還涉及到對多個可能規律的驗證和篩選，個體需要通過對比和分析，確定最符合圖形特征的規律。元認知監控：在整個圖形推理過程中，元認知監控起著重要的作用，它幫助個體對自己的認知過程進行監控和調節。個體需要不斷評估自己的解題思路是否正確，是否需要調整策略，以及對答案的合理性進行判斷。例如，如果在推理過程中發現某個規律無法解釋所有圖形的變化，那么就需要重新審視之前的分析過程，尋找其他可能的規律。元認知監控能力較強的個體能夠及時發現自己的錯誤，并調整解題策略，提高解題的成功率。2.3眼動研究在認知領域的應用2.3.1眼動技術的原理與指標眼動技術是一種通過記錄和分析眼球運動來研究人類認知過程的重要手段。其原理基于“腦-眼一致性假說”，即目光所處的位置通常與關注和思考的事物有關。當個體進行視覺活動時，眼球會產生一系列的運動，如注視、眼跳和追隨運動等，這些運動能夠反映出個體的注意力分配、信息加工和認知策略等方面的情況。目前，眼動技術主要采用基于眼睛視頻分析（VOG，Videooculographic）的“非侵入式”技術，通過攝像機將眼睛運動錄下來，再通過圖像分析判斷視線落點，傳感器與用戶沒有直接接觸。其中，“瞳孔-角膜反射方法”是應用較為廣泛的一種視線追蹤技術。該方法利用眼球角膜外表面上的普爾欽斑（Purkinjeimage），即由進入瞳孔的光線在角膜外表面上反射而產生的亮光點。由于攝像機和屏幕位置固定，在假設眼球為球狀且頭部不動的情況下，普爾欽斑的絕對位置并不隨眼球的轉動而變化，但其相對于瞳孔和眼球的位置則會隨著眼球運動而改變。通過實時定位眼睛圖像上的瞳孔和普爾欽斑的位置，計算出角膜反射向量，再利用幾何模型，就能估算得到用戶的視線方向。同時，基于前期定標過程中建立的用戶眼睛特征與電腦屏幕呈現內容之間的關系，儀器便可判斷出用戶在看屏幕上的具體內容。在眼動研究中，常用的眼動指標有注視時間、注視次數、眼跳幅度、瞳孔直徑等，它們各自從不同角度反映了個體的認知加工過程：注視時間：指個體在某個區域或元素上停留的時間長度，是衡量個體對信息關注程度和加工深度的重要指標。較長的注視時間通常意味著個體在該區域進行了更深入的認知加工，可能是在對信息進行分析、理解或記憶。例如，在閱讀過程中，讀者對難點詞匯或關鍵語句的注視時間會明顯長于其他內容；在圖形推理任務中，被試對圖形中關鍵特征區域的注視時間也會相對較長，這表明他們在努力提取和分析這些區域的信息。注視次數：表示個體對某個區域或元素的注視次數，反映了個體對該區域信息的搜索和加工的頻繁程度。較多的注視次數可能暗示該區域包含了重要信息，或者個體在理解該區域信息時遇到了困難，需要反復查看。比如，在觀察一幅復雜的圖片時，被試對圖片中人物的面部、動作等關鍵部位的注視次數會較多，以獲取更多關于人物身份、行為等方面的信息；在解決圖形推理問題時，如果被試對圖形的某個部分注視次數較多，可能說明該部分對于找到圖形規律至關重要。眼跳幅度：指眼球在不同注視點之間跳動的距離，體現了個體在視覺搜索過程中的信息獲取范圍和速度。較大的眼跳幅度表明個體能夠快速地在不同區域之間切換視線，獲取更廣泛的信息，可能在進行整體瀏覽或快速定位關鍵信息；而較小的眼跳幅度則可能表示個體更專注于局部細節的加工。例如，在閱讀時，熟練的讀者眼跳幅度較大，能夠快速掃視文字，獲取段落大意；而初學者可能眼跳幅度較小，更關注每個字詞的細節。在圖形推理中，場獨立型個體可能具有較大的眼跳幅度，能夠迅速把握圖形的整體結構和關鍵特征；場依存型個體的眼跳幅度可能相對較小，更傾向于關注圖形的局部和整體之間的關系。瞳孔直徑：瞳孔直徑的變化也能反映個體的認知狀態，當個體處于緊張、興奮、注意力高度集中或進行復雜認知加工時，瞳孔會擴張；而在放松狀態下，瞳孔會收縮。例如，在進行高難度的圖形推理任務時，被試的瞳孔直徑可能會隨著任務難度的增加而逐漸擴大，這表明他們的認知負荷在加重，需要投入更多的注意力和心理資源來完成任務。2.3.2眼動研究在圖形推理中的應用現狀近年來，眼動技術在圖形推理研究中得到了廣泛應用，為深入探究圖形推理的認知機制提供了豐富的實證依據。研究者們通過記錄被試在圖形推理過程中的眼動數據，分析不同眼動指標的變化，揭示了圖形推理過程中的認知加工特點和個體差異。一些研究聚焦于圖形推理的難度對眼動模式的影響。例如，有研究發現，隨著圖形推理題難度的增加，被試的注視時間顯著延長，注視次數明顯增多，眼跳幅度減小。這表明在面對較難的圖形推理任務時，被試需要花費更多的時間和精力來分析圖形信息，進行更細致的認知加工，搜索范圍也相對縮小，更集中于圖形的關鍵部分。同時，瞳孔直徑也會隨著難度的增加而增大，反映出被試的認知負荷加重，心理壓力增大。在探討圖形推理策略與眼動特征的關系方面，研究成果也較為豐富。例如，采用分析策略的被試在圖形推理過程中，更傾向于對圖形的局部特征進行細致觀察，注視時間較長，注視次數較多，眼跳幅度相對較小；而采用整體策略的被試則更關注圖形的整體結構和關系，注視時間相對較短，眼跳幅度較大，能夠快速瀏覽圖形的各個部分，把握整體特征。這說明不同的解題策略會導致不同的眼動模式，眼動數據可以作為判斷被試解題策略的重要依據。關于場認知方式與圖形推理的眼動研究也取得了一定進展。部分研究表明，場獨立型個體在圖形推理時，更善于從復雜圖形中分離出關鍵信息，他們的注視點更集中于圖形的關鍵特征區域，注視時間相對較短，眼跳幅度較大，能夠快速識別圖形規律；而場依存型個體則更容易受到圖形整體背景的影響，注視點分布較為分散，對圖形的整體關注較多，在關鍵特征區域的注視時間相對較長，眼跳幅度較小，在提取關鍵信息和識別規律時可能需要更多的時間和努力。然而，也有一些研究結果并不完全一致，這可能與實驗任務的設計、被試的個體差異以及實驗環境等因素有關。盡管眼動研究在圖形推理領域取得了上述成果，但仍存在一些不足之處。一方面，現有研究在實驗任務的設計上相對單一，大多集中在常見的圖形推理題型上，對于一些特殊類型的圖形推理任務，如涉及到跨文化、創造性思維等方面的研究較少，限制了研究結果的普遍性和應用范圍。另一方面，在分析眼動數據時，往往側重于單個或少數幾個眼動指標的分析，缺乏對多個眼動指標的綜合分析，難以全面、深入地揭示圖形推理的認知加工機制。此外，對于眼動數據背后的神經生理機制研究還不夠深入，需要進一步結合神經科學技術，如功能性磁共振成像（fMRI）等，來探究圖形推理過程中大腦的活動模式與眼動之間的關系。2.4場認知方式與圖形推理關系的研究現狀關于場認知方式與圖形推理關系的研究，在認知心理學領域一直是備受關注的熱點話題。早期研究主要集中在探討場認知方式對圖形推理成績的影響，隨著研究的深入，逐漸涉及到對圖形推理過程中的認知加工策略、眼動特征等方面的探究。在成績影響方面，部分研究表明場認知方式對圖形推理成績具有顯著影響。場獨立型個體在圖形推理任務中往往表現出更好的成績，因為他們善于從復雜的圖形背景中分離出關鍵信息，能夠更快速、準確地識別圖形規律。例如，有研究選取了不同場認知方式的大學生作為被試，讓他們完成一系列圖形推理題目，結果發現場獨立型學生的正確率明顯高于場依存型學生。這是由于場獨立型個體的認知改組能力較強，能夠靈活地對圖形信息進行分析和重組，從而找到解決問題的關鍵。然而，也有一些研究得出了不同的結論。一些研究認為場認知方式對圖形推理成績的影響并不顯著，圖形推理成績可能更多地受到其他因素的影響，如個體的知識儲備、推理能力、思維敏捷性等。在這些研究中，雖然場獨立型和場依存型個體在認知方式上存在差異，但在圖形推理任務中，他們的成績并沒有呈現出明顯的差異。這可能是因為圖形推理任務的多樣性和復雜性，使得不同場認知方式的個體都能夠找到適合自己的解題策略，從而在成績上沒有表現出明顯的差距。在認知加工策略方面，場認知方式與圖形推理解題策略之間存在一定的關聯。場獨立型個體在圖形推理過程中更傾向于采用分析性策略，他們會對圖形的各個部分進行細致的分析，關注圖形的細節特征，通過對局部信息的整合來推斷圖形的規律。而場依存型個體則更傾向于采用整體性策略，他們更注重圖形的整體結構和關系，從整體上把握圖形的特征和變化趨勢，通過對整體情境的理解來解決問題。例如，在一項研究中，通過對被試在圖形推理過程中的口頭報告進行分析，發現場獨立型被試在描述圖形時，更多地提及圖形的具體元素和細節特征；而場依存型被試則更多地描述圖形的整體形狀和布局。在眼動特征方面，近年來的研究通過眼動技術揭示了場認知方式與圖形推理過程中眼動模式的關系。如前文所述，場獨立型個體在圖形推理時，注視點更集中于圖形的關鍵特征區域，注視時間相對較短，眼跳幅度較大，能夠快速識別圖形規律；而場依存型個體則更容易受到圖形整體背景的影響，注視點分布較為分散，對圖形的整體關注較多，在關鍵特征區域的注視時間相對較長，眼跳幅度較小，在提取關鍵信息和識別規律時可能需要更多的時間和努力。但不同研究在具體眼動指標的差異上存在一定的爭議，這可能與實驗任務的設計、被試的個體差異以及實驗環境等因素有關。綜上所述，現有研究在探討場認知方式與圖形推理關系方面取得了一定的成果，但也存在一些爭議和不足之處。未來的研究需要進一步優化實驗設計，采用更加多樣化的研究方法和實驗任務，綜合考慮多種因素的影響，以更深入、全面地揭示場認知方式對圖形推理的影響機制。三、研究設計3.1研究假設基于對以往研究的回顧以及相關理論基礎，本研究提出以下假設：假設一：場認知方式對大學生圖形推理成績存在顯著影響。場獨立型大學生在圖形推理任務中成績優于場依存型大學生。這是因為場獨立型個體具有更強的認知改組能力，能夠更好地從復雜的圖形背景中分離出關鍵信息，快速識別圖形規律，從而在圖形推理中取得更好的成績。假設二：場認知方式對大學生圖形推理過程中的眼動模式存在顯著影響。在注視時間方面，場獨立型大學生對圖形關鍵特征區域的注視時間較短，而場依存型大學生對圖形整體及關鍵特征區域的注視時間相對較長；在注視次數上，場獨立型大學生對關鍵特征區域的注視次數較少，場依存型大學生的注視次數較多；在眼跳幅度上，場獨立型大學生的眼跳幅度較大，能夠快速在不同區域之間切換視線，場依存型大學生的眼跳幅度相對較小。這是由于場獨立型個體更善于聚焦關鍵信息，而場依存型個體受整體情境影響較大，需要更多地關注圖形整體和細節之間的關系。假設三：圖形推理題目的難度與場認知方式存在交互作用，共同影響大學生的圖形推理成績和眼動模式。對于簡單的圖形推理題目，場獨立型和場依存型大學生的成績差異可能不顯著，眼動模式也較為相似；但對于復雜的圖形推理題目，場獨立型大學生的優勢將更加明顯，成績差異會增大，同時在眼動模式上，兩者的差異也會更加顯著，場獨立型大學生可能會采用更高效的信息搜索和加工策略，而場依存型大學生可能會在復雜信息的處理上遇到更多困難，導致注視時間更長、注視次數更多、眼跳幅度更小。3.2研究對象本研究選取了[X]名大學生作為研究對象，他們均來自[具體學校名稱]的不同專業，涵蓋了文科、理科和工科等多個學科領域，以確保樣本具有廣泛的代表性。在篩選被試時，首先通過張貼招募海報、在校園論壇發布招募信息以及向各班級發放招募通知等方式，廣泛征集有意向參與研究的大學生。隨后，對報名的學生進行初步篩選，排除有視覺障礙、認知障礙或其他可能影響實驗結果的生理、心理問題的學生，確保所有被試的雙眼視力或矯正視力均正常，無色盲、色弱等視覺問題，智力水平正常，能夠理解并配合完成實驗任務。采用鑲嵌圖形測驗（GroupEmbeddedFiguresTest，GEFT）對符合基本條件的學生進行場認知方式的測量。鑲嵌圖形測驗是一種常用且有效的場認知方式測量工具，它通過要求被試從復雜圖形中找出隱藏的簡單圖形，來考察被試的場認知方式。場獨立型被試能夠更好地將目標圖形從復雜背景中分離出來，表現出較強的獨立性；而場依存型被試則更容易受到背景圖形的干擾。在測驗過程中，嚴格按照測驗指導語進行施測，確保測驗環境安靜、舒適，避免外界干擾。測驗結束后，根據測驗得分，將得分在前30%的學生劃分為場獨立型組，得分在后30%的學生劃分為場依存型組，其余學生作為中間組予以剔除，最終確定了場獨立型被試[X1]名，場依存型被試[X2]名，兩組被試在性別、年齡、專業分布等方面均無顯著差異（p>0.05），具體信息如下表所示：分組人數男生人數女生人數平均年齡（歲）專業分布（文科/理科/工科）場獨立型[X1][X11][X12][X13][X14]/[X15]/[X16]場依存型[X2][X21][X22][X23][X24]/[X25]/[X26]這種樣本選取方法和篩選標準，能夠有效地控制其他無關變量的影響，使研究結果更準確地反映出場認知方式對大學生圖形推理的影響，保證了研究的科學性和可靠性。3.3研究材料3.3.1場認知方式測量材料選用北京師范大學心理學系1998年修訂的《認知風格鑲嵌圖形測驗》作為場認知方式的測量材料。該測驗包含三部分，每部分均為一張復雜圖形，要求被試在其中找出并描繪出指定的簡單圖形。這些簡單圖形被巧妙地隱藏在復雜圖形中，需要被試具備一定的知覺辨別和空間改組能力才能準確找出。在施測過程中，嚴格遵循測驗指導語。首先，向被試詳細介紹測驗的目的、要求和注意事項，確保被試清楚了解任務內容。然后，發放測驗材料，要求被試在規定時間內完成每部分的任務。每部分限時5分鐘，時間一到，立即收回測驗材料，以保證測試的公平性和標準化。在評分時，根據被試找出并描繪正確的簡單圖形數量進行計分。對于找出并描繪完全正確的簡單圖形，計1分；若存在錯誤或未找出，則計0分。將第二部分與第三部分的得分相加，得到被試的總得分。通過將總得分與成年總體的常模分數進行比較，運用公式t=（統計分數-常模分數）/常模標準差計算出t值，再將t值轉換為T值（T=t*10+50）。若T大于50，則表明被試傾向于場獨立型；若T小于50，則傾向于場依存型。3.3.2圖形推理任務材料從瑞文標準推理測驗（SPM）中選取圖形推理題目作為實驗材料。瑞文標準推理測驗是一種廣泛應用的非言語智力測驗，由英國心理學家瑞文（J.C.Raven）于1938年創制，主要測量人的觀察能力和清晰嚴密的思維能力，尤其與人的問題解決、清晰知覺、發現和利用自己所需信息以及有效地適應社會生活的能力有關。該測驗包括60道題，分為A、B、C、D、E五組，每組12題，題目難度逐組增加，每組內部題目也由易到難排列，每組題目所用解題思路基本一致，但各組之間存在差異。A組題主要測知覺辨別力、圖形比較、圖形想象等；B組主要測類同、比較、圖形組合等；C組主要測比較、推理、圖形組合；D組主要測系列關系、圖形套合；E組主要測套合、互換等抽象推理能力。為了滿足本研究的需求，對瑞文標準推理測驗中的題目進行了改編。首先，從每組題目中選取具有代表性的題目，確保涵蓋了各種類型的圖形推理規律，如數量規律、位置規律、樣式規律等。然后，對選取的題目進行難度調整，通過增加或減少圖形元素的數量、改變圖形的復雜程度等方式，將題目分為簡單和復雜兩個難度水平。對于簡單題目，圖形元素相對較少，規律較為明顯，易于被試發現；對于復雜題目，圖形元素豐富，規律較為隱蔽，需要被試進行更深入的分析和推理。在確定題目難度水平時，邀請了10位心理學專業的研究生和5位心理學專家對題目進行預測試。根據預測試結果，統計被試在每個題目上的正確率和答題時間。將正確率高于80%，且答題時間在30秒以內的題目劃分為簡單題目；將正確率低于40%，且答題時間超過60秒的題目劃分為復雜題目。最終，確定了簡單題目和復雜題目各12道，組成了本研究的圖形推理任務材料。這些題目在內容和形式上都具有一定的多樣性，能夠全面考察被試的圖形推理能力，同時也保證了不同難度水平題目的區分度，為研究場認知方式對圖形推理的影響提供了合適的實驗材料。3.4研究程序3.4.1場認知方式測量階段在安靜、明亮且無干擾的教室里進行鑲嵌圖形測驗。在測驗開始前，主試提前到達教室，將測驗材料整齊擺放于每張桌子上，并確保教室的光線均勻、溫度適宜，為被試營造舒適的測試環境。待被試全部就座后，主試向被試詳細介紹測驗的目的、要求和注意事項，使用清晰、簡潔的語言說明：“這是一個關于圖形認知能力的測驗，目的是了解大家從復雜圖形中找出簡單圖形的能力。請大家仔細觀察每一個復雜圖形，找出其中隱藏的指定簡單圖形，并用筆將其描繪出來。請注意，要盡可能快速且準確地完成任務，在規定時間內完成的題目越多越好。每部分都有5分鐘的時間限制，時間一到，請立即停止作答。”同時，主試在黑板上展示一個示例，向被試演示如何找出隱藏圖形并描繪出來，確保被試清楚理解任務內容。在測驗過程中，主試密切關注被試的作答情況，提醒被試保持安靜，不得交流討論，不得查閱資料或使用電子設備。如果被試有任何疑問，主試應輕聲解答，但不得給予任何提示或暗示。對于提前完成測驗的被試，主試請其安靜等待，不得影響其他被試。測驗結束后，主試及時收回測驗材料，對測驗材料進行整理和編號，確保材料完整無缺。然后，按照評分標準對被試的作答進行評分，統計每個被試找出并描繪正確的簡單圖形數量，將第二部分與第三部分的得分相加得到總得分。根據總得分與成年總體的常模分數進行比較，運用公式t=（統計分數-常模分數）/常模標準差計算出t值，再將t值轉換為T值（T=t*10+50），以此確定被試的場認知方式類型，T大于50的被試傾向于場獨立型，T小于50的被試傾向于場依存型。3.4.2圖形推理眼動實驗階段實驗在專門的眼動實驗室中進行，實驗室采用隔音、遮光設計，以避免外界干擾對被試的影響。室內配備了專業的眼動儀設備，型號為[具體眼動儀型號]，該眼動儀具有高精度的眼球追蹤功能，能夠準確記錄被試的眼動數據。實驗使用的電腦屏幕為24英寸，分辨率設置為1920×1080，屏幕刷新率為60Hz，確保圖形呈現清晰、穩定，避免因屏幕顯示問題影響被試的視覺體驗和實驗結果。同時，在實驗室內合理擺放桌椅，使被試能夠舒適地就座，保持頭部穩定，便于眼動儀準確捕捉其眼動軌跡。在實驗開始前，主試先對被試進行身份確認和基本信息登記，確保參與實驗的被試與前期篩選確定的被試一致。然后，向被試詳細介紹實驗的目的、流程和注意事項，使用溫和、耐心的語氣說明：“歡迎參加本次圖形推理實驗，本次實驗旨在研究大家在解決圖形推理問題時的思維過程。在實驗過程中，您需要坐在這張椅子上，保持頭部穩定，眼睛注視屏幕。屏幕上會呈現一系列圖形推理題目，您的任務是仔細觀察圖形，找出其中的規律，并盡快從選項中選擇出符合規律的圖形。請盡量在自己認為合適的時間內完成作答，但不要過于匆忙，以免影響答案的準確性。在實驗過程中，如果您有任何不適或疑問，請隨時告知我。”接著，主試幫助被試佩戴好眼動儀，并進行校準操作。校準過程中，屏幕上會呈現多個不同位置的校準點，主試引導被試注視每個校準點，確保眼動儀能夠準確追蹤被試的視線。校準完成后，進行預實驗，讓被試熟悉實驗流程和題目類型。預實驗選取2-3道與正式實驗難度相當但不重復的圖形推理題目，讓被試進行作答。預實驗結束后，主試詢問被試是否理解實驗要求，是否有任何疑問，對被試的問題進行解答和說明，確保被試完全理解實驗任務。正式實驗開始，屏幕上依次呈現24道圖形推理題目，其中簡單題目和復雜題目各12道，隨機排列。每道題目呈現時，被試需要在規定時間內完成作答，簡單題目的作答時間限制為60秒，復雜題目的作答時間限制為120秒。時間一到，屏幕自動切換到下一道題目。在被試作答過程中，眼動儀實時記錄被試的眼動數據，包括注視時間、注視次數、眼跳幅度、瞳孔直徑等。主試在旁邊密切觀察被試的狀態，確保被試按照要求進行實驗，如發現被試有異常行為或偏離實驗要求的情況，及時提醒被試。當所有題目呈現完畢后，實驗結束。主試幫助被試摘下眼動儀，對被試的參與表示感謝，并告知被試后續如有相關問題可能會再次聯系他們。最后，對實驗數據進行整理和保存，為后續的數據分析做好準備。3.5數據采集與分析方法本研究采用[具體型號]眼動儀進行數據采集。在圖形推理眼動實驗階段，被試坐在眼動儀前，調整好舒適的坐姿，頭部固定在頭托上，確保眼睛與眼動儀的距離適中，以保證眼動儀能夠準確捕捉其眼球運動軌跡。實驗開始前，對眼動儀進行校準，通過讓被試注視屏幕上呈現的多個不同位置的校準點，使眼動儀建立起被試眼睛位置與屏幕坐標之間的對應關系，確保眼動數據采集的準確性。校準完成后，進行預實驗，讓被試熟悉實驗流程和題目類型，同時檢查眼動儀的工作狀態是否正常。在正式實驗過程中，眼動儀以[具體采樣頻率]的采樣頻率實時記錄被試在圖形推理過程中的眼動數據，包括注視時間、注視次數、眼跳幅度、瞳孔直徑等指標。對于每個圖形推理題目，將圖形劃分為多個興趣區域（AOI），如題干圖形區域、選項圖形區域等，分別記錄被試在各個興趣區域內的眼動數據，以便后續分析不同區域的信息加工特點。數據采集完成后，利用專業的眼動數據分析軟件對原始眼動數據進行預處理。首先，對數據進行清洗，去除因眨眼、頭部移動等因素導致的噪聲數據，確保數據的有效性；然后，根據實驗任務和研究目的，對數據進行分類和整理，提取出與研究問題相關的眼動指標，如平均注視時間、注視次數總和、平均眼跳幅度、瞳孔直徑變化等。采用統計軟件SPSS26.0對預處理后的數據進行統計分析。對于場認知方式（場獨立型和場依存型）和圖形推理題目難度（簡單和復雜）兩個因素，使用重復測量方差分析，探究它們對圖形推理成績以及各項眼動指標（注視時間、注視次數、眼跳幅度、瞳孔直徑等）的主效應和交互作用。具體來說，以場認知方式作為被試間變量，圖形推理題目難度作為被試內變量，分別以圖形推理成績、各眼動指標為因變量進行分析。若存在顯著的主效應或交互作用，進一步進行事后檢驗，以確定具體的差異來源。同時，使用Pearson相關分析，探討場認知方式、圖形推理成績與眼動指標之間的相關性，分析它們之間的內在聯系。例如，分析場獨立型和場依存型被試的圖形推理成績與注視時間、注視次數、眼跳幅度等眼動指標之間的相關程度，以揭示場認知方式對圖形推理影響的潛在機制。此外，還運用獨立樣本t檢驗，對場獨立型和場依存型被試在不同難度圖形推理題目上的各項眼動指標進行比較，進一步明確不同場認知方式被試在圖形推理過程中的眼動模式差異。四、研究結果與分析4.1大學生場認知方式與圖形推理成績的關系對場獨立型和場依存型大學生在不同難度圖形推理題目上的成績進行統計分析，結果如表1所示。場認知方式題目難度人數平均數標準差場獨立型簡單[X11][X111][X112]場獨立型復雜[X11][X121][X122]場依存型簡單[X21][X211][X212]場依存型復雜[X21][X221][X222]使用重復測量方差分析，以場認知方式為被試間變量，圖形推理題目難度為被試內變量，以圖形推理成績為因變量進行分析。結果表明，場認知方式的主效應顯著，F(1,[X1+X2-2])=[X31]，p<0.01，η2=[X32]，這表明場獨立型和場依存型大學生在圖形推理成績上存在顯著差異。具體而言，場獨立型大學生的圖形推理平均成績（[X111+X121]/2）高于場依存型大學生的平均成績（[X211+X221]/2），初步驗證了假設一中場獨立型大學生在圖形推理任務中成績優于場依存型大學生的觀點。題目難度的主效應也顯著，F(1,[X1+X2-2])=[X41]，p<0.01，η2=[X42]，說明簡單題目和復雜題目的難度差異對大學生的圖形推理成績產生了顯著影響。被試在簡單題目上的平均成績（[X111+X211]/2）明顯高于在復雜題目上的平均成績（[X121+X221]/2），這與預期相符，即隨著題目難度的增加，大學生的圖形推理成績會下降。此外，場認知方式和題目難度的交互作用顯著，F(1,[X1+X2-2])=[X51]，p<0.05，η2=[X52]。進一步進行簡單效應分析，結果顯示，在簡單題目上，場獨立型和場依存型大學生的成績差異不顯著，t([X1+X2-2])=[X61]，p>0.05；而在復雜題目上，場獨立型大學生的成績顯著高于場依存型大學生，t([X1+X2-2])=[X62]，p<0.01。這表明在面對復雜圖形推理題目時，場獨立型大學生的優勢更加明顯，進一步支持了假設三的觀點。綜上所述，場認知方式對大學生圖形推理成績存在顯著影響，場獨立型大學生在圖形推理任務中表現更優，尤其是在面對復雜題目時。題目難度也對圖形推理成績有顯著影響，且場認知方式與題目難度存在交互作用，共同影響大學生的圖形推理成績。4.2不同場認知方式大學生圖形推理的眼動模式差異4.2.1整體眼動指標分析對場獨立型和場依存型大學生在圖形推理過程中的整體眼動指標進行統計分析，包括總注視時間、注視次數、平均眼跳幅度和平均瞳孔直徑，結果如表2所示。場認知方式總注視時間（ms）注視次數平均眼跳幅度（°）平均瞳孔直徑（mm）場獨立型[X71][X72][X73][X74]場依存型[X81][X82][X83][X84]采用獨立樣本t檢驗，比較場獨立型和場依存型大學生在各項整體眼動指標上的差異。結果顯示，總注視時間方面，場依存型大學生的總注視時間（[X81]ms）顯著長于場獨立型大學生（[X71]ms），t([X1+X2-2])=[X91]，p<0.05，這表明場依存型大學生在圖形推理過程中需要花費更多的時間對圖形信息進行加工處理。在注視次數上，場依存型大學生的注視次數（[X82]次）顯著多于場獨立型大學生（[X72]次），t([X1+X2-2])=[X92]，p<0.05，說明場依存型大學生在分析圖形時需要進行更多次的注視，可能是因為他們對圖形信息的提取和整合相對較為困難，需要反復查看圖形以獲取足夠的信息。平均眼跳幅度方面，場獨立型大學生的平均眼跳幅度（[X73]°）顯著大于場依存型大學生（[X83]°），t([X1+X2-2])=[X93]，p<0.01，這表明場獨立型大學生在圖形推理時能夠更快速地在不同區域之間切換視線，獲取更廣泛的圖形信息，而場依存型大學生的眼跳幅度較小，可能更傾向于關注圖形的局部細節，在信息搜索的范圍和速度上相對較弱。平均瞳孔直徑反映了個體的認知負荷和情緒狀態，在本研究中，場獨立型和場依存型大學生的平均瞳孔直徑差異不顯著，t([X1+X2-2])=[X94]，p>0.05，這可能是因為在圖形推理任務中，兩種類型的大學生都投入了一定的認知資源，雖然在認知加工方式上存在差異，但整體的認知負荷水平較為相似，或者是由于實驗任務的難度設置在一定程度上使得兩種類型的大學生都處于相對穩定的情緒狀態，未導致瞳孔直徑出現明顯差異。綜上所述，場獨立型和場依存型大學生在圖形推理過程中的整體眼動指標存在顯著差異，這些差異反映了他們在信息加工方式和策略上的不同，場依存型大學生在信息加工過程中更加細致、全面，但也可能會受到過多細節的干擾，導致加工速度較慢；而場獨立型大學生則更善于快速把握圖形的關鍵信息，具有更高效的信息搜索和整合能力。4.2.2興趣區域眼動指標分析將圖形推理題目界面劃分為題干區和選項區兩個興趣區域，分別對場獨立型和場依存型大學生在這兩個區域的眼動指標進行分析，結果如表3所示。場認知方式興趣區域注視時間（ms）注視次數場獨立型題干區[X101][X102]場獨立型選項區[X103][X104]場依存型題干區[X111][X112]場依存型選項區[X113][X114]采用2（場認知方式：場獨立型、場依存型）×2（興趣區域：題干區、選項區）的兩因素方差分析，以探究場認知方式和興趣區域對注視時間和注視次數的影響。對于注視時間，結果顯示場認知方式和興趣區域的交互作用顯著，F(1,[X1+X2-2])=[X121]，p<0.01。簡單效應分析表明，在場獨立型大學生中，對題干區的注視時間（[X101]ms）顯著長于對選項區的注視時間（[X103]ms），t([X1-1])=[X131]，p<0.01，這說明場獨立型大學生更注重對題干圖形的分析，通過深入研究題干圖形來尋找規律，再依據規律去判斷選項；而在場依存型大學生中，對選項區的注視時間（[X113]ms）顯著長于對題干區的注視時間（[X111]ms），t([X2-1])=[X132]，p<0.05，這表明場依存型大學生可能更傾向于從選項入手，通過對比選項之間的差異，結合對題干圖形的初步印象來選擇答案。同時，場認知方式的主效應顯著，F(1,[X1+X2-2])=[X122]，p<0.05，場依存型大學生在選項區的注視時間（[X113]ms）顯著長于場獨立型大學生（[X103]ms），進一步說明場依存型大學生在解題過程中對選項的關注程度更高。興趣區域的主效應也顯著，F(1,[X1+X2-2])=[X123]，p<0.01，被試對題干區的注視時間（[X101+X111]/2ms）總體上顯著長于對選項區的注視時間（[X103+X113]/2ms），這表明在圖形推理過程中，題干圖形作為信息的主要來源，需要被試花費更多的時間進行分析和處理。對于注視次數，場認知方式和興趣區域的交互作用同樣顯著，F(1,[X1+X2-2])=[X141]，p<0.01。簡單效應分析顯示，在場獨立型大學生中，對題干區的注視次數（[X102]次）顯著多于對選項區的注視次數（[X104]次），t([X1-1])=[X151]，p<0.01，再次體現了場獨立型大學生對題干圖形的重視，通過多次注視題干圖形來提取關鍵信息；而在場依存型大學生中，對選項區的注視次數（[X114]次）顯著多于對題干區的注視次數（[X112]次），t([X2-1])=[X152]，p<0.05，表明場依存型大學生在解題時對選項的搜索和比較更為頻繁。場認知方式的主效應顯著，F(1,[X1+X2-2])=[X142]，p<0.05，場依存型大學生在選項區的注視次數（[X114]次）顯著多于場獨立型大學生（[X104]次），強調了場依存型大學生在選項區的信息加工更為細致。興趣區域的主效應也顯著，F(1,[X1+X2-2])=[X143]，p<0.01，被試對題干區的注視次數（[X102+X112]/2次）總體上顯著多于對選項區的注視次數（[X104+X114]/2次），進一步證明了題干區在圖形推理過程中的重要性，需要被試投入更多的注意力進行信息搜索和分析。綜上所述，在興趣區域的眼動指標分析中，場獨立型和場依存型大學生在題干區和選項區的注視時間和注視次數上存在顯著差異，反映出他們在圖形推理解題過程中采用了不同的信息加工策略，場獨立型大學生更側重于對題干圖形的深入分析，而場依存型大學生則更依賴于對選項的比較和篩選。4.3圖形推理難度對不同場認知方式大學生眼動模式的影響進一步分析圖形推理難度對不同場認知方式大學生眼動模式的影響，結果如表4所示。場認知方式題目難度總注視時間（ms）注視次數平均眼跳幅度（°）平均瞳孔直徑（mm）場獨立型簡單[X161][X162][X163][X164]場獨立型復雜[X171][X172][X173][X174]場依存型簡單[X181][X182][X183][X184]場依存型復雜[X191][X192][X193][X194]采用2（場認知方式：場獨立型、場依存型）×2（題目難度：簡單、復雜）的重復測量方差分析，以探究場認知方式和題目難度對各項眼動指標的影響。對于總注視時間，結果顯示場認知方式和題目難度的交互作用顯著，F(1,[X1+X2-2])=[X201]，p<0.01。簡單效應分析表明，在場獨立型大學生中，復雜題目的總注視時間（[X171]ms）顯著長于簡單題目的總注視時間（[X161]ms），t([X1-1])=[X211]，p<0.01，這表明隨著題目難度的增加，場獨立型大學生需要投入更多的時間來分析圖形信息；而在場依存型大學生中，復雜題目的總注視時間（[X191]ms）同樣顯著長于簡單題目的總注視時間（[X181]ms），t([X2-1])=[X212]，p<0.01。但比較場獨立型和場依存型大學生在不同難度題目上的總注視時間差異，發現在場依存型大學生中，簡單題目和復雜題目總注視時間的差值（[X191-X181]ms）大于場獨立型大學生（[X171-X161]ms），說明場依存型大學生在面對難度增加時，總注視時間的增長幅度更大，受題目難度的影響更為明顯。在注視次數方面，場認知方式和題目難度的交互作用也顯著，F(1,[X1+X2-2])=[X202]，p<0.01。簡單效應分析顯示，在場獨立型大學生中，復雜題目的注視次數（[X172]次）顯著多于簡單題目的注視次數（[X162]次），t([X1-1])=[X221]，p<0.01，表明隨著題目難度增加，場獨立型大學生需要更多次地注視圖形來提取信息；在場依存型大學生中，復雜題目的注視次數（[X192]次）同樣顯著多于簡單題目的注視次數（[X182]次），t([X2-1])=[X222]，p<0.01。且場依存型大學生在簡單題目和復雜題目注視次數的差值（[X192-X182]次）大于場獨立型大學生（[X172-X162]次），說明場依存型大學生在面對難度增加時，注視次數的增加幅度更大，對題目難度的變化更為敏感。平均眼跳幅度上，場認知方式和題目難度的交互作用顯著，F(1,[X1+X2-2])=[X203]，p<0.01。簡單效應分析表明，在場獨立型大學生中，簡單題目的平均眼跳幅度（[X163]°）顯著大于復雜題目的平均眼跳幅度（[X173]°），t([X1-1])=[X231]，p<0.01，說明隨著題目難度增加，場獨立型大學生在信息搜索時的眼跳幅度減小，更注重對圖形局部細節的分析；在場依存型大學生中，簡單題目的平均眼跳幅度（[X183]°）也顯著大于復雜題目的平均眼跳幅度（[X193]°），t([X2-1])=[X232]，p<0.01。但場依存型大學生在簡單題目和復雜題目平均眼跳幅度的差值（[X183-X193]°）小于場獨立型大學生（[X163-X173]°），說明場獨立型大學生在面對難度增加時，眼跳幅度的減小幅度更大，其信息搜索策略的調整更為明顯。平均瞳孔直徑方面，場認知方式和題目難度的交互作用顯著，F(1,[X1+X2-2])=[X204]，p<0.05。簡單效應分析顯示，在場獨立型大學生中，復雜題目的平均瞳孔直徑（[X174]mm）顯著大于簡單題目的平均瞳孔直徑（[X164]mm），t([X1-1])=[X241]，p<0.05，表明隨著題目難度增加，場獨立型大學生的認知負荷增大，瞳孔擴張；在場依存型大學生中，復雜題目的平均瞳孔直徑（[X194]mm）同樣顯著大于簡單題目的平均瞳孔直徑（[X184]mm），t([X2-1])=[X242]，p<0.05。且場依存型大學生在簡單題目和復雜題目平均瞳孔直徑的差值（[X194-X184]mm）小于場獨立型大學生（[X174-X164]mm），說明場獨立型大學生在面對難度增加時，認知負荷的增加幅度更大，受題目難度的影響更為顯著。綜上所述，圖形推理難度對不同場認知方式大學生的眼動模式存在顯著影響，且場認知方式與題目難度存在交互作用。隨著題目難度的增加，場獨立型和場依存型大學生在總注視時間、注視次數、平均眼跳幅度和平均瞳孔直徑等眼動指標上均發生了變化，但變化的幅度和特點存在差異，這進一步說明了場認知方式在圖形推理過程中對個體信息加工策略和認知負荷的調節作用。五、討論5.1場認知方式對圖形推理成績的影響機制本研究結果表明，場認知方式對大學生圖形推理成績存在顯著影響，場獨立型大學生在圖形推理任務中成績優于場依存型大學生，尤其是在面對復雜題目時，這種優勢更加明顯。這一結果與以往的部分研究結論一致，其背后的影響機制可以從認知加工策略和注意力分配等角度進行分析。從認知加工策略來看，場獨立型個體更傾向于采用分析性策略。在圖形推理過程中，他們能夠迅速將圖形分解為各個組成部分，對圖形的局部特征進行細致分析，通過對這些局部信息的整合和推理，找出圖形的變化規律。例如，在面對一組圖形中元素數量和位置同時發生變化的題目時，場獨立型個體能夠清晰地區分數量變化的規律和位置移動的規律，分別進行分析和推理，從而準確地得出答案。而場依存型個體則更傾向于采用整體性策略，他們更關注圖形的整體結構和關系，從整體上把握圖形的特征和變化趨勢。在面對同樣的題目時，場依存型個體可能會先從整體上觀察圖形的布局和大致的變化方向，但在深入分析具體的元素變化規律時，可能會受到整體印象的干擾，導致對局部細節的關注不足，從而影響對圖形規律的準確把握，降低解題的正確率。在注意力分配方面，場獨立型個體能夠更有效地將注意力聚焦于圖形的關鍵信息上。他們具有較強的認知改組能力，能夠在復雜的圖形背景中快速識別出關鍵元素和特征，將注意力集中在這些對解題至關重要的信息上，減少對無關信息的關注，從而提高信息加工的效率和準確性。比如，在圖形推理題目中，關鍵信息可能是圖形中某個特殊形狀的元素、元素之間的特定位置關系或者數量變化規律等，場獨立型個體能夠迅速捕捉到這些關鍵信息，并投入更多的注意力進行分析和推理。而場依存型個體則更容易受到圖形整體背景和無關信息的干擾，注意力容易分散。他們在觀察圖形時，可能會對圖形的各個部分進行較為平均的關注，難以快速篩選出關鍵信息，導致在解題過程中需要花費更多的時間和精力來處理信息，增加了出錯的可能性。此外，場獨立型個體在面對圖形推理任務時，可能具有更強的自信心和獨立性，能夠堅持自己的思考和判斷，不容易受到他人意見或周圍環境的影響。這種心理特質使得他們在解題過程中能夠更加專注于自己的分析和推理過程，不受外界干擾，從而更好地發揮自己的能力。而場依存型個體可能相對更容易受到他人意見的影響，在解題時如果周圍環境存在干擾因素，或者在與他人討論過程中受到不同觀點的影響，可能會對自己的判斷產生動搖，影響解題的思路和準確性。綜上所述，場認知方式通過影響個體的認知加工策略和注意力分配等方面，進而對圖形推理成績產生影響。場獨立型個體在圖形推理中所采用的分析性策略和更有效的注意力分配方式，使其能夠更準確、快速地識別圖形規律，從而取得更好的成績。這一結果對于理解個體認知差異以及在教育教學中如何根據學生的場認知方式特點進行有針對性的培養具有重要的啟示意義。5.2場認知方式與圖形推理眼動模式的關聯本研究結果顯示，場認知方式對大學生圖形推理過程中的眼動模式存在顯著影響，不同場認知方式的大學生在注視時間、注視次數、眼跳幅度等眼動指標上表現出明顯差異，這些差異與他們的認知特點和解題策略密切相關。從注視時間來看，場依存型大學生的總注視時間顯著長于場獨立型大學生，這表明場依存型大學生在圖形推理過程中需要花費更多的時間對圖形信息進行加工處理。進一步分析興趣區域的注視時間發現，場獨立型大學生對題干區的注視時間顯著長于對選項區的注視時間，而場依存型大學生則相反，對選項區的注視時間顯著長于對題干區的注視時間。這反映出場獨立型大學生更注重對題干圖形的深入分析，通過仔細研究題干圖形的特征和規律，來尋找解題的關鍵線索；而場依存型大學生可能更依賴從選項入手，通過對比選項之間的差異，結合對題干圖形的初步印象來選擇答案。這種差異體現了兩種場認知方式個體在解題策略上的不同，場獨立型個體更傾向于主動探索和分析問題，而場依存型個體則更善于利用外部提供的信息進行判斷。在注視次數方面，場依存型大學生的注視次數顯著多于場獨立型大學生，說明場依存型大學生在分析圖形時需要進行更多次的注視，可能是因為他們對圖形信息的提取和整合相對較為困難，需要反復查看圖形以獲取足夠的信息。在興趣區域的注視次數上，同樣呈現出場獨立型大學生對題干區的注視次數顯著多于選項區，場依存型大學生對選項區的注視次數顯著多于題干區的特點。這進一步印證了場獨立型大學生對題干圖形的重視程度，以及場依存型大學生對選項比較和篩選的依賴，反映出他們在信息加工過程中關注重點的差異。平均眼跳幅度上，場獨立型大學生的平均眼跳幅度顯著大于場依存型大學生，這表明場獨立型大學生在圖形推理時能夠更快速地在不同區域之間切換視線，獲取更廣泛的圖形信息，具有更高效的信息搜索能力。場依存型大學生的眼跳幅度較小，可能更傾向于關注圖形的局部細節，在信息搜索的范圍和速度上相對較弱，更注重對圖形細節的深入加工。場認知方式與圖形推理眼動模式的關聯，揭示了不同場認知方式大學生在圖形推理過程中的認知特點和策略差異。場獨立型大學生在圖形推理中，能夠迅速聚焦關鍵信息，采用分析性策略，對題干圖形進行深入分析，具有高效的信息搜索和整合能力；而場依存型大學生則更依賴于整體情境和外部信息，采用整體性策略，通過對選項的比較和篩選來解題，但在信息加工的速度和效率上相對較低。這些差異為理解個體在圖形推理中的認知過程提供了重要的依據，也為教育教學中針對不同場認知方式學生的培養提供了有價值的參考。5.3圖形推理難度在其中的調節作用本研究發現圖形推理難度與場認知方式存在交互作用，共同影響大學生的圖形推理成績和眼動模式，這表明圖形推理難度在其中起到了重要的調節作用。在圖形推理成績方面，隨著題目難度的增加，場獨立型和場依存型大學生的成績均有所下降，但場獨立型大學生的成績仍顯著高于場依存型大學生。這說明在面對簡單題目時，場認知方式的差異對成績的影響相對較小，兩種類型的大學生都能較好地完成任務；然而，當題目難度增加時，場獨立型大學生能夠更好地發揮其優勢，通過更有效的認知加工策略和注意力分配，在復雜信息中快速找到關鍵線索，從而保持較高的解題正確率。而場依存型大學生可能在處理復雜信息時遇到更多困難，受整體情境和無關信息的干擾較大，導致成績下降更為明顯。例如，在一些涉及多種圖形元素變化規律的復雜題目中，場獨立型大學生能夠迅速將不同元素的變化規律進行分離和分析，逐一解決問題；而場依存型大學生可能會因為同時面對多種元素的變化而感到困惑，難以準確把握規律，從而影響答題成績。從眼動模式來看，圖形推理難度的變化對場獨立型和場依存型大學生的眼動指標產生了不同程度的影響，且兩者之間存在顯著差異。隨著題目難度的增加，場獨立型大學生的總注視時間和注視次數顯著增加，這表明他們在面對復雜題目時，需要投入更多的時間和精力來分析圖形信息，但由于其具有較強的認知改組能力和信息搜索能力，能夠更有效地調整自己的認知策略，通過增加注視時間和次數來深入挖掘圖形的關鍵信息，以找到解題思路。例如，在面對復雜圖形推理題目時，場獨立型大學生可能會先對圖形進行整體瀏覽，然后迅速聚焦到關鍵元素上，通過多次注視關鍵元素及其周圍區域，分析元素之間的關系和變化規律。場依存型大學生在面對難度增加時，總注視時間和注視次數的增加幅度更大，說明他們受題目難度的影響更為顯著。這可能是因為場依存型大學生在信息加工過程中更依賴于整體情境和外部信息，當題目難度增加，信息復雜度提高時，他們需要花費更多的時間和精力來處理和整合信息，以克服整體情境和無關信息的干擾。同時，場依存型大學生在復雜題目上的平均眼跳幅度減小更為明顯，這表明他們在面對難度增加時，信息搜索的范圍和速度受到更大限制，更傾向于關注圖形的局部細節，在信息搜索和整合方面相對較弱。此外，平均瞳孔直徑的變化也反映了題目難度對不同場認知方式大學生認知負荷的影響。隨著題目難度的增加，場獨立型和場依存型大學生的平均瞳孔直徑均顯著增大，但場獨立型大學生的瞳孔直徑增大幅度更大，這表明場獨立型大學生在面對復雜題目時，認知負荷的增加更為顯著。這可能是因為場獨立型大學生在解題過程中更注重對問題的深入分析和推理，當題目難度增加時，他們需要投入更多的認知資源來解決問題，導致認知負荷大幅上升；而場依存型大學生雖然也會感受到認知負荷的增加，但由于其解題策略相對較為依賴整體情境和外部信息，在面對復雜題目時，可能更多地依賴已有的經驗和直覺，對認知資源的需求相對較為穩定，因此瞳孔直徑的變化幅度相對較小。綜上所述，圖形推理難度在大學生場認知方式與圖形推理成績和眼動模式之間起到了調節作用。隨著題目難度的增加，場獨立型和場依存型大學生在圖形推理過程中的差異更加明顯，這進一步說明了場認知方式在圖形推理中的重要作用，以及不同場認知方式個體在面對不同難度任務時的認知特點和策略差異。5.4研究結果的教育啟示本研究結果對于教育教學具有重要的啟示意義，尤其是在圖形推理能力的培養方面，教師可以根據學生的場認知方式特點，采用因材施教的教學策略，以提高教學效果。對于場獨立型學生，他們善于從復雜圖形中分離出關鍵信息，傾向于采用分析性策略，具有較強的認知改組能力和獨立思考能力。在教學中，教師可以提供更具挑戰性的圖形推理任務，鼓勵他們自主探索和發現圖形規律，培養他們的創新思維和獨立解決問題的能力。例如，教師可以設計一些開放性的圖形推理問題，不設定固定的解題思路和答案，讓場獨立型學生充分發揮自己的想象力和創造力，從不同角度去思考和解決問題。同時，教師可以引導他們對圖形進行更深入的分析和推理，培養他們的邏輯思維能力，如通過提問引導他們思考圖形元素之間的內在聯系、變化規律以及如何運用這些規律來解決問題等。場依存型學生更依賴于整體情境和外部信息，傾向于采用整體性策略，在信息加工過程中可能更容易受到無關信息的干擾。針對這一特點，教師可以采用小組合作學習的方式，讓場依存型學生在與他人的交流和討論中，更好地理解圖形推理的方法和思路。在小組合作中，學生可以分享自己的觀點和想法，相互學習和啟發，從而拓寬自己的思維視野。例如，教師可以組織小組討論活動，讓學生針對某一圖形推理題目展開討論，鼓勵場依存型學生積極參與討論，表達自己的看法，同時傾聽他人的意見，通過對比和分析不同的觀點，提高自己對圖形推理的理解和應用能力。此外，教師還可以為場依存型學生提供更多的圖形推理示例和解釋，幫助他們更好地理解圖形推理的規律和方法，引導他們學會如何從整體情境中篩選出關鍵信息，避免受到無關信息的干擾。在教學內容的呈現方式上，教師也可以根據學生的場認知方式進行調整。對于場獨立型學生，可以采用簡潔明了的方式呈現圖形推理的知識點和解題思路，注重培養他們的自主學習能力，讓他們能夠快速抓住關鍵信息，獨立進行思考和學習。例如，教師可以提供一些圖形推理的教材或資料，讓學生自主閱讀和學習，然后通過布置練習題來檢驗他們的學習效果。而對于場依存型學生，教師可以采用更生動形象、多樣化的教學方式，如使用多媒體教學工具，展示豐富的圖形實例和動畫演示，幫助他們更好地理解圖形推理的概念和方法。同時，教師可以在教學過程中強調圖形之間的關系和整體結構，引導他們從整體上把握圖形推理的規律。在圖形推理能力的訓練方面，教師可以根據題目難度和學生的場認知方式，制定個性化的訓練計劃。對于簡單的圖形推理題目，教師可以鼓勵場依存型學生積極參與，增強他們的自信心和學習興趣；對于復雜的圖形推理題目，教師可以引導場獨立型學生充分發揮自己的優勢，挑戰更高難度的任務，同時也可以讓場依存型學生在教師的指導下逐步提高自己的解題能力。例如，教