基于数字足迹的阅读元认知投入研究

毛刚?何文涛?俞向军

摘 要：信息技术和媒体技术的快速发展催生了多样化的数字阅读方式。学习者的阅读策略选择、过程管理与控制等关系到阅读成效的元认知要素日益受到教育与心理领域研究者的关注。然而，面对自然的阅读过程，尚缺乏伴随式、无涉性的元认知监测与分析方法支持。研究依据学习投入理论，从学习投入的方式、力度和调控三个维度构建数字阅读元认知投入分析框架;结合数字足迹研究方法，挖掘数字标记隐含的注意力保持和控制、阅读速度与策略等特质，提出基于标记足迹的元认知投入分析方法。大学生数字文献阅读活动研究发现，在开放的学习情境下，自主阅读是学习者元认知投入的主要方式，注意力保持时间和干扰控制反映出学习者不同的元认知投入力度，阅读速度和时间管理是学习者元认知投入调控的直接体现。最后，讨论了基于数字足迹的元认知投入分析对阅读实践和相关研究的启示和局限。

关键词：数字阅读;元认知投入;数字足迹;标记

中图分类号：G4文献标志码：A文章编号：2096-0069（2020）02-0038-06

收稿日期：2019-11-27

作者简介：毛刚（1981—  ），男，湖北黄冈人 ，讲师，博士，研究方向为学习分析 、教育数据挖掘、知识资源服务理论与方法等;何文涛（1986—  ），男，河南周口人，讲师，博士，研究方向为教学设计与教学系统分析、媒体技术的教学应用及其分析;俞向军（1986—  ），女，浙江义乌人，讲师，博士，研究方向为学生阅读素养的测量。

引言

随着信息技术和数字媒体技术的快速发展，阅读学习支持技术、阅读载体、阅读对象和环境发生着革命性的变化。与之对应的，形成了电子阅读、在线阅读、移动阅读等新兴的阅读体验形式。研究者发现，这些数字阅读形式打破了传统纸书阅读所鼓励的平静、安宁的方式，担忧“当我们上网的时候，就进入了一个鼓励粗略阅读、三心二意、肤浅学习的环境”[1]。只有学习者全身心地投入阅读活动，在知识建构方面才会是连续的，才能够获得连贯的、合理的、具有内在逻辑的知识体系。事实上，在目标确定的前提下，无论是纸本阅读还是数字阅读，学习者的学习投入水平才是决定最终成效的关键。

研究学习者阅读投入水平有助于实现阅读材料开发、阅读活动设计、学习结果评估等一系列的工作，但是对自然状态下学习者的阅读状态进行监测是一个尚未解决的难题。心理学研究通过注视、眼跳和回视的频次、路径等指标，测量学习者相对稳定的学习投入发展特征。研究发现，相较于低年级学生，高年级学生阅读速度更快，注视次数更少，注视广度更大，回视的目的性更强;场独立型学习者对无意义干扰材料的抑制能力更强[2][3]。这些研究在一定程度上帮助我们了解阅读的基本规律。然而，这种旁观者视角难以揭示真实情境中个体阅读的特质，即“我们在阅读学习过程中投入了必要的时间和精力吗”“我们能够有效管理自我阅读过程吗”“阅读投入对学习结果产生了怎样的影响”。

基于数字足迹的研究为解决这一问题提供了思路。这一概念来源于尼葛洛庞帝在《数字化生存》一书中引用的数字足迹定义：人们在线搜索或使用时所留下的“元数据”。理查森认为通过数字足迹，可以确定“我们是谁，我们做了什么以及与之相关联的，我们知道什么”[4]。研究者发现，通过不同类型的数字足迹能够表征个体开放性、责任心、外向性、随和性和神经质等人格特质[5]。基于青少年社交平台上的数字足迹数据还能够反映社交排斥、网络欺凌与抑郁之间的关系[6]。在数字化情境中，学习者阅读过程中浏览、标记、评论和互动时产生的记录显然也是一种数字足迹。参考以上關于数字足迹的研究思路，建立合适的分析框架和方法，是解决阅读投入状态监测难题的可行路径。

一、学习投入视角下的数字阅读元认知分析框架

为实现对学习者阅读投入状态的量化分析，研究从学习投入基本概念出发，分析其构成的要素和内涵，阐释学习投入和元认知之间的关系，建立数字阅读元认知分析框架。同时，根据数字阅读的特性，确立数字足迹观测标的，开发学习者元认知投入水平分析方法。

（一）数字阅读元认知投入分析框架

学习投入是一个整合心理研究和教学实践的综合型概念。从“投入”的词源解析上可以发现，“Engagement”是个体与自我建立的契约关系，强调自我责任和自我约束。在学习中表现为心理上的努力程度和沉浸水平。在心理学研究领域，学习投入包括认知、情感和行为三个层面的要素。认知投入是学习者对深层认知策略的应用以及对学习的调控，情感投入是学生对学习的兴趣和价值体验，行为投入是学生在以上活动过程中的专注与努力程度[7]。在教学实践方面，学习投入强调个体对认知活动的监控、评估和调整，反映的是学习者对元认知的管理和调控，其中包括计划、持久性、任务管理、专注、合作学习等内容。

在数字阅读情境下，将学习者对元认知的管理和调控的相关要素直接表现为阅读的速度、注意力、流畅程度、时间管理、策略选择等。为支持实践监测和后续的分析计算，以毛刚等人提出的元认知投入分析模型为基础，将元认知投入确定为投入方式、投入力度、投入调控三个维度[8]。第一，阅读元认知投入方式，主要描述学习者“参与”阅读活动的形式。学习者可以根据自我学习偏好，选择自主阅读和协作阅读两类。其中，自主阅读强调学习的专注性，通常用阅读频次、单次阅读时间等指标来衡量。协作阅读通常以互动的视角，从交互的频率、互动的深度等指标衡量学习者的学习投入水平。第二，阅读元认知投入力度，主要描述阅读过程中个体努力程度，体现在专注和坚持两个方面。专注的阅读表现为注意力集中、阅读速度较快。学生的坚持性则表现为能够克服困难，持续完成阅读任务。第三，阅读元认知投入调控，主要描述学习者对自我学习的管理和控制。时间管理和策略调节是其中的关键指标。时间管理有双重内涵，其中绝对阅读时间投入是基本保障，时间的有效利用率则体现学习者自我管理水平。阅读策略主要有复述策略、精加工策略和组织策略，反映学习者对阅读材料的记忆、理解和评价。据此，构建数字阅读元认知投入分析框架。

（二）基于标记足迹的数字阅读元认知投入分析方法

学习者标记是在特定文本语境空间中的常见行为，由此形成的标记内容、标记时间、标记符号类型等记录是一类典型的数字足迹。现代阅读心理研究发现，标记是个体对自身阅读策略、习惯、材料组织能力等方面的不足进行弥补的重要方式[9]。不同类型的阅读标记反映出学习者内在的心理表征。其中，字、词或短语标记反映学习者不同性质的认知编码状态。字词标记通常意味着它是关键词。在非母语阅读材料中，字词标记还可能是学习者不能准确识别的单词，反映出学习者在表层编码上的不足。句子或段落标记体现出学习者对相关内容重要程度的判断，是学习者对主题信息的认知注意、提取和加工的直观反映。随笔批注等标记是阅读过程中对文本的解释、总结或评论，反映学习者深层次的意义加工。在数字阅读情境下，标记的时间属性还能够挖掘出学习者阅读速度、注意力保持、时间管理等投入特征。学习者个性化的标记内容还为社会化学习奠定基础，基于共享标记，学习者可以开展协作学习、共享阅读等活动。依据阅读元认知投入分析模型，从投入方式、投入力度和投入调控三个方面对这些标记足迹的相关数据进行深入分析，形成基于标记数据的阅读投入分析方法，如表1所示。

二、数字阅读元认知投入水平分析实践

文献阅读是大学生自主学习的重要方面。相当多的高校专门开设文献阅读及写作课程，目的在于使大学生拓展研究视野、了解学术规范、培养科研兴趣。遗憾的是，无论是实际的教学观察，还是比照其他研究者发布的报告，大学生自主学习投入并不理想，学习的互动和交流非常缺乏。为客观了解学习者在文献阅读学习中的投入水平和状态，以“科技文献阅读与写作”课程为依托，应用以上量化分析方法对学习者进行分析。123名教育类专业大三学生选择这一课程，其中，男生51名，女生72名。文献资料通过课程管理平台发布，学生可以自主选择阅读学习方式。

（一）数据采集

本次实验采集的数据来自学生阅读的一篇英文文献。文章主题是初中生几何问题解决过程中的眼动特征研究，文章篇幅适中但难度较大。标记脚本数据从学生提交的便携式文档（PDF格式）中批量导出，其中包括学习者ID、标记时间、标记类型等数据。获取数据后对其进行清理，其中标记数量少于和等于4个的，难以提取最为基本的学习投入信息，予以删除。

（二）阅读分析

1.数字阅读投入方式分析

在数据整理过程中，发现部分學生提交的文档中包含两个或多个学习者的ID。这一情况说明，学习者在阅读学习活动中自发地形成了协作阅读群体。为调查群体规模以及交互的复杂程度，采用社会网络分析工具UCINET，对学习者ID数据的关系进行可视化描绘，如图1所示。

可以看出，标记阅读并不是数字化阅读情境下学习者的习惯性选择。这和纸本阅读体验有明显的不同。相关研究发现，不同于纸本阅读中的随笔标记，数字阅读情境下的标记需要学习者切换并选择工具，注意位置的转移和重新定位会加重认知负荷，从而主动减少标记行为[10]。当然，学习者阅读习惯、阅读目标和文本特征也会对标记行为产生影响。通过学习者自发形成的阅读网络可以发现，更多的学习者倾向于独立的阅读，协作阅读无论在群体规模还是在交互层次上都处于较低的水平。可见，在无引导和干预的状态下，学习者在采用协作学习方式、促进知识共享并深化阅读理解方面还缺乏主动性。

2.数字阅读投入力度分析

阅读投入力度反映出学生的意志品质，突出体现在专注与坚持两个方面。在阅读过程中，专注阅读的学习者通常能够持续较长的时间。与之相反，注意力控制不足的学习者阅读持续时间相对较短，中断次数更多。在具体的计算方法上，将标记数据登记在时间线上，连续出现的标记集合大致反映出学习者1次阅读持续的时间，各标记集合之间的时间间隔越长，阅读产生中断的可能性越大。以此为基础，对学习者阅读注意力持续和中断情况进行描述，如图2和图3所示。

图2反映学习者阅读注意力投入的基本情况，线越长代表学习者在阅读过程中注意力控制的稳定性越低，平均值越小表示学习者阅读保持能力越弱。注意力投入水平较高的学习者有6名，他们的平均注意保持时间维持在40～50分钟。阅读注意保持存在问题的学习者有4名，他们阅读注意保持的波动较大，并且平均持续时间小于20分钟。学习者阅读中断频次与注意投入密切相关，在可观察的26名学习者中，至少有9名学习者在干扰控制能力上相对更差一些，3名学生的中断次数远多于其他学习者。

学习者专注和坚持是注意力水平的一体两面。阅读心理研究同样指出，注意集中性和稳定性是决定阅读效果和效率的重要方面，没有注意机制和稳定，任何活动都将无法维持与进行[11]。当前学生阅读元认知投入力度分析提示我们，在自主的学习情境中，教师不能完全地任由学生自定学习节奏，而应该采取相应的措施保障学习的有效性。在策略上，确立学习的目标，设定阅读任务或问题，帮助学生有指向性地阅读。在阅读方法上，为学生提供略读、精读等方法性的指导。在阅读环境上，提醒学生创设安静的、个性化的环境，提升注意保持能力和抗干扰能力。

3.数字阅读投入调控分析

元认知投入调控是一个动态的发展性过程，受到学习者认知、情感和外部环境等多方面的影响。在阅读过程中，这种调控主要表现在学习者阅读速度、时间利用效率和信息加工策略三个方面。统计发现，学习者阅读速度呈现出动态变化的情况，即根据材料内容的难易及重要程度，实时调整阅读速度。值得注意的是，绝大多数学习者在阅读速度上保持在35～55字/分钟之间，说明学生在英文文献阅读能力上有较大提升空间。另外，由于阅读速度还与学习者的时间管理情况直接相关，根据以上数字阅读投入调控相关指标的分析方法，计算阅读时间管理和阅读标记策略的基本情况，如图4所示。

根据图4反映的情况，学习者一般在1～5个小时之内完成阅读任务，个别学习者总体阅读时间跨度较长，结合阅读速度及中断次数，发现有3名学习者的表现明显较差。除此之外，有2名学习者值得注意，他们的阅读时间跨度要小于预计花费的时间。这一情况说明，他们可能只对文章内容进行了有选择的阅读，而没有阅读全文。

在标记阅读策略方面，学习者更倾向于对字词和句子进行标记，解释、总结和评价性标记则相对较少。需要注意的是字词标记较多的学生。尽管字词标记的数量不能完全说明学习者在识读方面存在问题，但根据一般英文阅读的体验，词汇量不足是阻碍流畅阅读的主要因素，而正是由于对字词理解存在障碍，有些学习者更倾向于在阅读中对字词进行标记。对此，学生需要通过持续的阅读活动，加大专业单词的掌握量，提升专业文献阅读能力。

（三）基于数字阅读元认知投入分析的实践启示

第一，精心设计阅读活动，丰富学习者对不同阅读元认知投入方式的体验。在文献阅读课程中，教师可以设计小组协作阅读、主题阅读分享会、英文文献协同翻译等多种活动，让学习者在不同的阅读体验中调控元认知投入的方式，掌握适合发挥自身特点的方法。

第二，创设良好的任务情境，增强元认知投入的力度。通过学习平台发布任务时，设置任务完成的时间，使学生有一定的时间紧迫感，让学生在约定时间内完成任务，避免阅读碎片化。文献阅读任务在设计上要明确具体，让学生带着问题进行阅读，提升阅读注意力保持水平。

第三，传授阅读策略方法，提升学习者元认知投入调控水平。根据学生的个性化特点，在阅读材料重难点筛选、阅读速度控制、阅读支持策略、阅读即时笔记记录等方面给予针对性的指导，帮助学生提高时间管理、阅读策略等方面的能力。

三、结论

标记是数字阅读中的常见行为，带有鲜明的个性化学习特征。基于标记行为的数字足迹是学习者自己“走出来”的，具有很高的可信度。数据获取过程无须对阅读活动施以额外的干预，因此，是非常好的观测标的。必须承认，由于学习者不同的认知水平、风格和习惯的差异，基于标记的阅读元认知投入分析方法不尽完美。还有一些尚待进一步研究的课题，例如，对于没有标记阅读习惯的学生，我们需要采取什么方法观测其阅读过程？阅读标记内容与学习者认知理解之间存在什么样的关系？即便如此，这一研究仍然可以为包括阅读在内的数字足迹研究提供一个样例，即关注学习过程中标志性的痕迹数据，开发针对性的分析方法，探讨学习者内在认知与元认知的投入特征和规律，深化发展数字环境下的认知分析技术与理论。

[1]李新祥.阅读行为数字化嬗变的社会影响研究[J].浙江传媒学院学报，2014（4）：45-49.

[2]阎国利.不同年级学生阅读科技文章的眼动研究[J].心理科学，1999（3）： 226-228，287.

[3]李寿欣，徐增杰，陈慧媛.不同认知方式个体在语篇阅读中抑制外部干扰的眼动研究[J].心理学报，2010（5）：539-546.

[4]WILL RICHARDSON.Footprints in the Digital Age[J].Educational Leadership（S0013-1784），2008，66（3）：16-19.

[5]AZUCAR D，MARENGO D，SETTANNI M.Predicting the Big 5 Personality Traits from Digital Footprints on Social Media： A Meta-Analysis[J].Personality and Individual Differences（S0191-8869），2018，124：150-159.

[6]YAAKOV O，CHRISTA S C A，BARUCH B S.The Digital Footprints of Adolescent Depression，Social Rejection and Victimization of Bullying on Facebook[J].Computers in Human Behavior（S0747-5632），2018（91）：62-71.

[7]尹睿，徐歡云.在线学习投入结构模型构建：基于结构方程模型的实证分析[J].开放教育研究，2017，23（4）：101-111.

[8]毛刚，周跃良.学习者习惯性行为中的元认知投入水平计算研究[J].电化教育研究，2019，40（6）：68-75.

[9]田学红，张东.文章标记效应的类型、产生机制研究[J].首都师范大学学报（社会科学版），2004（1）：114-118.

[10]崔文琴.当代大学生学习投入的现状及对策研究[J].高教探索，2012（6）：67-71.

[11]郭卉，韩婷.大学生科研学习投入对学习收获影响的实证研究[J]. 教育研究，2018，39（6）：62-71.

（责任编辑 孙震华）

Abstract： The rapid development of ICT technology and media technology has bred diversified digital reading methods.Metacognition elements related to the reading effectiveness like learnersreading strategy choices，process management and control，etc.have gained an increasing concern by the researchers in the field of education and psychology.However，facing the natural reading process，it lacks the support of concomitant and unrelated metacognition monitor and analysis method.Based on the theory of learning engagement，this research constructs the digital reading metacognition engagement analysis structure from three dimensions，namely，the ways，potency dimension，and regulation and control of learning engagement;combining the research method of digital footprint，digs specialties that digital marks imply like attention maintenance and control， reading speed and strategies，etc.，and puts forward metacognition engagement analysis methods based on mark footprints.The research and practice of college studentsdigital literature reading activity has found that：in the open learning environment， autonomous reading is the main way of learnersmetacognition engagement;the time of attention maintenance and interruption control reflect learnersdifferent potency dimension of metacognition engagement;reading speed and time management are the direct presentation of learnersregulation and control of metacognition engagement.At last，this paper has discussed the enlightenment and limitation of the analysis of the metacognition engagement based on digital footprints to reading practices and relative research.

Key words： digital reading;metacognition engagement;digital footprint;mark