与专家面对面：探讨专家-新手组合在进行法医面部和特征比对学习过程中的共同视觉注意力

《Contemporary Educational Psychology》：Face to face with an expert: Exploring joint visual attention during forensic face and feature comparison learning in expert-novice pairs

专家-新手视觉任务交互中的联合视觉注意与指导策略研究。通过眼动追踪和视频分析，探讨面部与特征比较任务中专家的提示（如手势、语言）和分块（概念整合）行为与联合视觉注意的关系。发现高JVA时段专家提示频率显著增加，分块策略无差异；新手多通过简单确认（如点头、简短回答）引导专家，分块行为罕见。研究揭示专家监控行为与适时干预机制，为视觉领域教学优化提供实证依据。

　　### 视觉专家与新手的互动机制研究

在许多专业领域中，视觉专家能力是执行任务的核心要素，例如法医学分析。尽管在各种视觉领域中，学徒制在培养专业技能方面发挥着重要作用，但目前对视觉专家如何在一对一互动中引导新手的具体教学策略仍存在研究空白。本研究通过数据驱动的方法，探讨了视觉专家与新手在互动过程中如何利用共同视觉注意力（Joint Visual Attention, JVA）来构建教学支持，旨在揭示如何优化视觉专家能力的培养。

#### 专家与新手的视觉教学行为

专家在直接指导新手完成视觉任务时，通常会采用“引导”（cueing）和“分块”（chunking）两种主要的教学行为。引导行为是指专家通过语言或非语言方式，帮助新手减少信息负担，从而提高他们的注意力集中度。例如，专家可能会通过手势或语音提示新手关注特定的视觉区域，如“点击左上角的菜单按钮”。分块行为则涉及将多个信息片段整合为一个整体，以减少新手的认知负担，提高他们的信息处理效率。例如，专家可能会使用比喻或描述性语言，将复杂的任务分解为更易理解的步骤。

研究发现，在高JVA的时刻，专家更倾向于使用引导策略，而非分块策略。然而，在低JVA的情况下，专家和新手的分块行为频率相近。这表明，引导行为在专家主导的互动中更为重要，而分块行为则在任务复杂性较高的情况下更为关键。新手则很少主动使用引导或分块行为，主要通过简短的确认性语言（如“是的”或“明白了”）来表达他们的理解，而专家则更频繁地使用引导行为来确保新手的注意力集中在任务上。

#### 共同视觉注意力与互动质量

共同视觉注意力（JVA）是指两个或多个个体在共享视觉环境中目光交汇的时刻。研究表明，JVA是学习和任务表现的重要预测因素。在专家与新手的互动中，JVA不仅反映了他们的注意力同步，还可能影响任务完成的质量。例如，当专家和新手的目光集中在同一个视觉点时，他们更有可能达成一致的理解，并协调行动。此外，JVA还可能成为专家调整教学策略的重要依据，如通过观察新手的注意力变化，专家可以判断是否需要进一步解释或提供指导。

研究还发现，专家在任务过程中更频繁地主动进行眼神交流，以评估新手的理解程度。而新手则很少主动与专家进行眼神接触，更多时候专注于任务本身。这种现象可能与新手在学习过程中的认知负荷有关，即他们更倾向于将注意力集中在视觉材料上，而非专家的面部表情或眼神。然而，这种行为模式也可能受到文化背景的影响，例如在某些文化中，直接的眼神接触可能被视为不礼貌或不适当。

#### 视觉任务类型对教学行为的影响

本研究中的视觉任务分为两种：面部比较和特征比较。面部比较任务涉及对两张照片中的面部进行结构化对比，以判断是否为同一人。而特征比较任务则要求新手将3D环境中的特征点与监控录像中的点进行匹配，并将虚拟汽车放置在环境中。两种任务在专家和新手的教学行为上表现出不同的模式。

在面部比较任务中，专家更频繁地使用引导行为，尤其是在任务的早期阶段，以确保新手能够理解任务的基本要求。而特征比较任务由于缺乏明确的指导材料，新手在任务过程中需要更多的专家引导，尤其是在遇到技术问题时。此外，新手在特征比较任务中更频繁地使用非语言的引导行为，如鼠标操作，以表明他们的注意力状态。

#### 任务控制对教学行为的影响

在任务控制方面，专家通常主导任务的执行，而新手则在特定阶段承担任务控制的责任。这种控制权的交替可能影响教学行为的频率和类型。例如，当新手控制任务时，他们更倾向于通过简短的确认性语言或非语言行为（如点头）来提示专家继续指导。而当专家控制任务时，新手则较少主动引导，更多地依赖专家的指令。

这种控制权的分配可能对新手的学习效果产生影响。例如，专家在控制任务时，可以通过观察新手的行为来调整教学策略，而新手在控制任务时，可以更主动地参与任务的执行，并通过自己的行为来反馈专家是否需要进一步解释。然而，新手在控制任务时，由于缺乏足够的经验，可能会在某些情况下感到困惑，从而需要专家的即时支持。

#### 专家与新手的非语言交流

除了语言交流，专家和新手的非语言交流也是教学过程中的重要组成部分。例如，专家通过眼神接触、手势和面部表情来传达信息，而新手则通过眼神接触或动作来表达他们的注意力状态。研究发现，专家在高JVA的时刻更倾向于使用非语言引导行为，如手势或屏幕上的指针，以帮助新手理解任务的复杂性。

在特征比较任务中，专家的非语言引导行为更为频繁，尤其是在新手遇到技术障碍时。例如，专家可能会通过指向屏幕上的某个位置来提示新手完成某个步骤。而在面部比较任务中，由于任务材料本身提供了明确的指导，专家的非语言引导行为相对较少。这表明，任务的结构和材料对教学行为的选择具有重要影响。

#### 专家与新手的绩效表现

新手在任务完成后的绩效表现表明，他们在任务中对专家的依赖程度较高。然而，随着任务的进行，新手逐渐展现出独立完成任务的能力。研究发现，新手在任务过程中花费的时间与他们的绩效表现之间存在一定的相关性，即花费更多时间完成任务的新手往往表现更好。这可能是因为他们在任务中能够更深入地理解专家的引导行为，并将这些信息整合到自己的认知结构中。

此外，新手在任务过程中可能通过“思考出声”（think-aloud）的方式表达自己的理解。这种行为虽然不一致，但有助于专家更好地了解新手的思维过程，并在必要时提供更具体的反馈。然而，由于新手在任务中的注意力集中在视觉材料上，他们较少主动与专家进行眼神接触，这可能影响专家对新手注意力状态的判断。

#### 方法论的局限性与创新性

本研究采用了一种混合方法，结合了定量数据分析和定性编码。通过使用双佩戴式眼动追踪技术，研究团队能够捕捉专家和新手在任务过程中的视觉行为，并分析这些行为如何影响任务的完成质量。这种方法的优势在于其自然性和便携性，能够在真实的工作环境中进行数据收集，而无需依赖传统的实验室设置。

然而，这种方法也存在一定的局限性。例如，佩戴式眼动追踪技术的精度可能不如实验室中的屏幕式眼动追踪设备。此外，由于样本量较小，研究结果可能受到个体差异的影响。例如，所有专家在任务过程中都倾向于与新手进行眼神接触，而在某些文化背景下，这种行为可能不被接受。因此，未来的研究可以考虑扩大样本量，并探索不同文化背景下的教学行为差异。

#### 未来研究方向

本研究为未来的研究提供了多个方向。首先，可以通过追踪“真正的”新手，研究他们在成为专家的过程中如何发展视觉教学能力。其次，可以探讨任务控制顺序对教学行为的影响，例如在专家控制和新手控制之间切换，以观察不同阶段的互动模式。此外，还可以进一步研究JVA与分块行为之间的关系，以及如何通过优化引导和分块策略来提高新手的学习效果。

最后，本研究的发现对教育实践具有重要意义。例如，在人工智能辅助学习中，可以通过监测JVA来判断新手是否需要进一步的指导。当JVA较低时，系统可以暂停教学并提示新手跟随专家的引导。这种基于JVA的实时反馈机制可能有助于提高学习效果，并减少新手的认知负担。同时，专家可以通过鼓励新手进行“思考出声”来更好地理解他们的思维过程，并提供更有针对性的反馈。

#### 实践建议

基于本研究的发现，可以为专家和新手提供一些实践建议。对于专家，建议在任务过程中适时使用引导行为，尤其是在新手感到困惑或不确定时。此外，专家可以通过观察新手的注意力状态，判断是否需要调整教学策略，以提高互动的质量。对于新手，建议在任务过程中主动与专家进行眼神接触，以表明他们的注意力集中，并通过简短的确认性语言或非语言行为来提示专家继续指导。

总之，本研究揭示了专家与新手在视觉任务中的互动机制，并为未来的教学实践和研究提供了有价值的见解。通过结合定量和定性分析，研究团队能够更全面地理解视觉教学行为的复杂性，并为优化专家与新手的互动提供了理论依据和实践建议。