《Journal of Eye Movement Research》：The Future of Eye Tracking in Teacher Competence Research: Towards In-Action, Multimodal, Mixed-Methods and More Theory-Driven Research in Education
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移动式眼动追踪（mobile eye tracking）为研究教师在真实课堂情境中即时展开的视觉注意力开辟了新可能，然而该领域仍面临重要的理论与方法论挑战。本反思性研究回溯了三项实证研究，它们均源自一项在早期儿童教育（early childhood educa
移动式眼动追踪（mobile eye tracking）为研究教师在真实课堂情境中即时展开的视觉注意力开辟了新可能，然而该领域仍面临重要的理论与方法论挑战。本反思性研究回溯了三项实证研究，它们均源自一项在早期儿童教育（early childhood education, ECE）领域开展的大规模移动式眼动追踪项目，旨在构建新的理论框架、提炼方法论洞见，并为未来教育领域的眼动追踪研究提出建议。在三项研究中，研究人员将定量眼动追踪数据、刺激回忆访谈（stimulated recall interviews, SRI）以及多模态会话分析相结合，考察教师如何在儿童之间分配视觉注意力、如何对其自身注视行为进行推理，以及注视与课堂互动模式之间的关联。这三项实证研究共同表明，语言弱势儿童往往被忽视，且这一现象无法用意图性过程与非意图性过程的严格二分法加以解释，而是沿着一条由教师期望、信念与偏见所塑造的连续体运作。基于上述洞见，本研究对现有的教师注意力与专业视觉（professional vision）理论框架提出适应性修正，使其成为眼动追踪-informed的框架，并主张教育情境中的眼动追踪研究应转向行动中（in-action）、多模态、混合方法以及理论驱动的范式。研究还就未来研究设计中关于数据三角验证（data triangulation）与技术发展的启示展开了讨论。
一、研究背景与问题提出
眼动追踪作为一种能够使通常不可见的过程显形化的研究方法，已被越来越多地引入教育研究领域：它能够揭示教师在应对课堂复杂性时如何以及在哪里分配其视觉注意力。由于“看”是教师注意、解释并最终对课堂事件作出反应的必要第一步，对教师注视的研究为理解其专业视觉提供了独特切入点。过去二十年间，该研究传统经历了显著演变。早期的教师眼动追踪研究几乎完全依赖基于屏幕的“行动后”（on-action）设计，即教师观看课堂情境的视频录像；而近年来轻量化移动式眼动追踪眼镜的发展，使研究人员能够在教师于自己课堂中实际教学时记录其注视行为，即“行动中”（in-action）研究。这一转向提升了研究的生态效度，但同时也引发了迄今尚未得到充分回应的理论与方法论问题。
文献综述显示，教育领域的眼动追踪研究仍以描述性和探索性为主，常见问题是基于小样本的数据驱动分析往往产生零散孤立的“锦上添花”式发现，而非累积性的理论洞见。例如，有研究发现经验丰富的幼儿教师在点心时间注视儿童面部的频率更低、时长更短；也有研究显示教师对前排和中间区域学生的视觉注意力显著多于其他位置的学生。另一相关挑战在于，眼动追踪指标常被孤立使用，缺乏与其他数据来源的三角验证，导致结果难以解释。此外，该领域尚未就“良好”或“熟练”的注视行为达成共识，不同研究对专家教师注视特征的结论甚至相互矛盾。基于此，本研究提出三个研究目标：反思教育情境中的移动式眼动追踪研究以界定教学中的熟练注视行为；基于大规模移动式眼动追踪研究结果修正理论框架；基于实证研究结果提出方法论建议。
二、研究设计与样本
本研究是一项概念性研究，构成在比利时弗拉芒大区早期儿童教育领域开展的大规模移动式眼动追踪项目的总结性章节。研究基于三项已发表的实证研究：一项发表于《Early Childhood Quarterly》的定量眼动追踪研究、一项发表于《Teaching and Teacher Education》的混合方法研究（含访谈），以及一项发表于《Applied Linguistics》的多模态会话分析研究。
样本方面，研究人员通过电子邮件联系弗拉芒大区所有教育机构，最终178名幼儿教师（第二、三年级的ECE教师）参与研究，从中随机抽取50名教师（1名男性、49名女性，年龄26–62岁，平均37岁）参加眼动追踪实验。教学经验为1至39年（平均16年）。从每班随机选取2名单语儿童和3名多语儿童作为焦点儿童，共250名儿童（48%男孩，52%女孩，年龄45–72个月，平均58个月）。其中157名儿童（63%）具有多语背景，93名（37%）来自单语背景。所有教师和家长均签署书面知情同意书。
三、主要关键技术方法
本研究采用Tobii Pro Glasses 3移动式眼动追踪眼镜（50 Hz采样率，单点校准系统）记录教师与五名儿童在独立教室中进行的两次十分钟活动中的注视数据。注视数据通过I-VT注视过滤器处理，平均注视数据有效率为78%。眼动追踪分析软件iMotions 10.1结合研究人员手动映射完成注视映射：先选择精确的十分钟时间间隔，再选择最精确的参考图像进行自动映射，随后以20毫秒间隔逐帧手动审查和修正，最后在参考图像上定义兴趣区（AOIs）并计算眼动指标。兴趣区以每个儿童全身为界定范围以适应移动式眼动追踪眼镜固有的注视估计误差。
四、研究结果
4.1 实证研究一：定量眼动追踪研究
该研究将教师的行动中注意操作化为注意分配，以教师注视某个儿童的秒数（即停留时间）衡量。研究采用负二项模型，以每次活动中五个兴趣区停留时间总和的对数作为偏移量，考察教师对儿童特征（语言发展期望、社交技能发展期望、说话自信度感知、社会经济背景感知）及性别和语言背景的感知如何预测儿童获得的注视比例。结果表明，教师并未在儿童之间平均分配注意力，儿童获得的注意力可由教师对儿童特征的感知和期望显著预测。研究显示，语言弱势儿童在幼儿课堂中最常被忽视。
4.2 实证研究二：刺激回忆访谈研究
该研究结合眼动追踪数据和刺激回忆访谈（SRI）考察教师专业视觉的注意与推理两个维度。教师在眼动追踪活动结束后立即观看自己20分钟的视频录像（其中可视化其注视轨迹），研究人员每30秒暂停一次并询问两个固定问题：“请详细说明在这个片段中你的注意力指向何处”以及“请解释为什么这些方面吸引了你的注意”。访谈平均时长55分钟，采用主题分析（结合演绎框架与归纳主题分析）并使用NVivo 14分析。结果表明，教师的推理主要涉及低层次反思；教师的注意过程可定位于从意图性自上而下注意到非意图性自下而上注意的连续体上。教师的信念、期望和偏见深刻塑造其专业视觉。非意图性自下而上的注视行为常与课堂的显著特征（如儿童剧烈移动或自发发言）相关，这些反思可联系到语言熟练儿童——他们已知在课堂中获得更多视觉注意。而当教师反思中出现自上而下的过程时，往往涉及语言弱势儿童：当教师有意识地基于教学目标行动时，倾向于刻意选择较不显著的儿童。然而后者发生的频率低于非意图性自下而上的过程。
4.3 实证研究三：多模态会话分析研究
该研究通过精细的多模态话轮转换分析探索儿童参与互动的差异。研究人员创建了多声部、多模态的转录文本（记录每个说话轮次的时间序列，标明谁在说话、言语上指向谁、视觉上指向谁），基于眼动视频中的注视光标编码教师每个说话轮次的视觉接收者，并考察儿童言语行为与教师言语和注视行为之间的序列以编码儿童说话轮次的发起方式。结果表明，教师的注视与教师和儿童的说话轮次之间存在关联，凸显了注视在课堂会话动态中的核心重要性。会话分析进一步显示，儿童的参与在很大程度上由教师驱动，大多数儿童话轮由教师非言语发起。这一发现对研究一的结论提供了重要限定：说话自信度效应不能解释为高自信儿童通过主动发言吸引教师注视，因为教师在这些儿童开始说话之前就已看向他们。这印证了研究二的洞见，指向期望、非意图性信念和偏见的核心作用：尽管教师有意让所有儿童参与，但这些非意图性过程（如看向预期会回答的儿童）阻碍了该目标的实现。
五、理论洞见
5.1 教师注意力框架的修正
三项研究的注视数据共同指向一个反复出现的现象：教师无法“不”注意。教师持续面对无情的视觉刺激过载，因而不断处于“感知”状态，但并非所有感知都同样有助于优质教学。综合三项研究结果，注意并非二元现象（即注意到与未注意到），而本质上是选择性的。研究发现指向意图性与非意图性行动之间的灰色地带，教师的期望、信念和偏见对课堂注意过程产生实质性影响。据此，研究人员对Theeuwes等人（2010）提出、Goldberg等人（2021）改编的教师注意力模型提出两项修正：第一，将自上而下与自下而上的注意过程置于连续体上，回应二分模型无法解释所有过程的批评；第二，将“教师的期望、信念和偏见”纳入Goldberg框架在教育实践中的操作化。
5.2 专业视觉与能力连续体模型的修正
访谈数据和会话分析均显示，教师确实有意创造或旨在为语言弱势儿童创造机会，但非意图性机制塑造课堂现实的时刻似乎占主导地位。这意味着在许多弗拉芒课堂中，熟练、热情、善于表达的儿童获得或占据了不成比例互动空间，而这很大程度上潜藏于教师注视中的隐蔽过程。研究人员提出将多维度的注意操作化——定位于从自下而上非意图性到自上而下意图性的连续体——纳入能力连续体模型。在该研究语境中，自下而上注意可理解为显著性驱动的，自上而下注意可理解为目标导向的。研究人员进一步主张，在公平语言刺激的语境中，自上而下注意不仅涉及在视觉输入流中选择和忽略，更意味着主动扫描课堂的安静区域、关注退缩或较不显眼的儿童，并积极将这些儿童从课堂互动的边缘引向中心。
研究人员假设，当教师的注意力受课堂环境显著特征支配并局限于自下而上注意时，可能主要转化为不公平的表现，使熟练儿童——那些能够独立创造和抓住互动机会的儿童——占据不成比例的教师互动份额。当注意过程伴随推理（即深层反思）时，教师的注意可能变得更加意图性和目标导向，这种向自上而下注意的转变似乎与更公平的表现相关。注意与推理可以在循环过程中相互强化：非意图性的自下而上注意触发推理，引发“我在看什么”“为什么”“我没看到什么”等问题，进而启动意图性的自上而下注意，引发“我如何纳入之前忽视的儿童”等问题，这种意图性注意又启动新一轮的注意与推理循环，持续塑造课堂实践。
六、方法论洞见
三项研究明确表明，在行动中眼动追踪研究中，结合多种数据来源不可或缺。仅凭注视持续时间、注意力分布或注视熵等指标，无法说明教师情境化的专业视觉，更遑论其实际教学有效性。研究人员推荐采用多模态、混合方法的数据三角验证途径。多模态指整合多种数据来源，涵盖言语和非言语信息，从而更丰富、更全面地表征课堂现实的固有复杂性。混合方法指对单一数据来源同时或相继应用多种分析方法，从而更细致地理解研究对象。正是多种方法和数据来源的交汇处，才能找到方法论挑战的答案。将定量注意数据与捕捉教师推理的访谈数据相结合，并进一步通过网络分析或会话分析方法评估课堂现实，被证明是捕捉行动中注意行为背后意图性的最有效方式。
七、未来研究启示与局限
研究人员提出两项未来研究建议。第一，关于“良好”或“熟练”注视行为的主张必须始终结合情境和教学目标加以考量。在该研究中，研究人员将注意的均等分配等同于良好注视行为，但这仅在ECE和语言刺激的特定情境中成立，因为每个儿童都需要参与对话以学习语言。其他教学情境或目标可能需要不同的、情境化的熟练或良好注视行为定义。第二，软件发展是未来研究的重要方向。该研究的主要局限是相对静态的一对五设置，儿童需保持就座以便注视映射可部分自动完成。面部识别和移动兴趣区追踪等软件发展可能在未来大幅提升大规模行动中研究的生态效度。
研究局限方面，该研究设置并非不受限制的全班教学：五名儿童被有意挑选并与教师坐在独立房间中，每项活动限定为十分钟。这些参数是保持注视映射技术可行性所必需的，因为准确将注视分配给个别儿童要求所有兴趣区在记录期间保持在同一参考框架内。此外，所提出的理论模型是概念性解释或工作框架，而非经验验证的模型。意图性等构念并非通过眼动追踪一对一测量，而是通过三角验证多种数据来源推断得出。
八、研究结论
本研究旨在反思基于单一大规模移动式眼动追踪数据集开展的三项实证研究。这些研究共同表明，眼动追踪数据可以多种方式加以调动，以回答不同类型的研究问题，从注意分配的统计建模，到捕捉教师推理的刺激回忆访谈，再到课堂互动的多模态会话分析。更重要的是，本研究证明，利用教师注视数据打开教师内心黑箱、理解课堂复杂现实，只有在多种方法和数据来源相结合时才能实现。局限于眼动追踪指标而不结合教师行为或课堂事件加以解释的描述性、探索性研究，无法实质性推动该领域前进。将不同数据来源与眼动追踪技术以及不同方法论途径相结合，才能最终使研究人员确定眼动追踪发现可归因于意图性注意（如促进课堂公平的学生或事件），还是归因于偏向最显著或最响亮儿童的非意图性注意（从而将课堂动态引向不公平）。基于三项实证研究，研究人员提出了修正的基于连续体的教师注意力框架，以及眼动追踪-informed的专业视觉能力连续体模型扩展，两者均凸显教师意图和期望的核心作用。研究人员进一步主张教育领域的眼动追踪研究应转向行动中、多模态、混合方法、理论驱动的范式，以情境化和多维度的方式解释注视行为，推动该领域超越孤立描述性发现，走向累积性的理论驱动知识。
