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基于眼动追踪：剖析物体相似性对空间参照系选择的作用机制

一、引言

1.1研究背景

空间认知作为认知心理学领域的重要研究方向，主要探究人类如何获取、存储、处理和利用空间信息。在日常生活中，空间认知能力的应用无处不在，比如我们在陌生城市中寻找目的地、在复杂的室内环境中快速定位物品等，这些行为都依赖于我们对空间的感知和理解，而空间认知能力则为这些行为提供了有力的支持。空间认知不仅与我们的日常生活紧密相连，在众多专业领域中也发挥着关键作用，如地理信息系统、导航技术、虚拟现实等。在地理信息系统中，准确的空间认知有助于对地理数据进行有效的分析和处理，为城市规划、资源管理等提供决策依据；在导航技术中，空间认知能力确保了用户能够正确理解导航信息，顺利到达目的地；在虚拟现实领域，良好的空间认知体验可以增强用户的沉浸感和交互性，推动虚拟现实技术在教育、娱乐等领域的广泛应用。

空间参照系是空间认知领域的核心概念，它是个体对空间中物体位置和方向进行表征的框架，为人们理解和描述空间关系提供了基础。根据参照系的不同来源和性质，可将其分为自我中心参照系、环境中心参照系和物体中心参照系。自我中心参照系是以个体自身为原点，通过前后、左右、上下等方向来描述物体的位置，这种参照系与个体的身体位置和视角密切相关，具有很强的主观性和动态性。例如，当我们说“杯子在我的左边”时，就是使用了自我中心参照系。环境中心参照系则以环境中的固定物体或地标为参照点，如建筑物、山脉、道路等，来确定物体的位置和方向，它相对稳定，不受个体身体位置变化的影响。比如，我们描述某个地点在火车站的东边，这里就运用了环境中心参照系。物体中心参照系是以物体自身的结构和特征为基础，确定物体之间的空间关系，常用于描述多个物体组成的场景中的空间布局。例如，在描述一个房间内家具的摆放时，我们可能会说“沙发在茶几的前面”，这就是基于物体中心参照系。

物体相似性作为影响空间认知的一个重要因素，逐渐受到研究者的关注。物体相似性是指物体在形状、颜色、大小、功能等方面的相似程度。在现实世界中，我们经常会遇到相似的物体，这些相似物体的存在会对我们的空间认知产生影响。例如，在一个摆满书籍的书架上，如果有几本外观相似的书籍，我们在寻找特定书籍时，可能会受到这些相似书籍的干扰，从而影响我们对目标书籍位置的判断。从认知心理学的角度来看，物体相似性会影响我们对物体的分类和识别，进而影响我们在空间认知过程中对物体位置和空间关系的表征。当物体相似性较高时，我们可能会将相似物体视为一个整体，在空间表征中采用整体的参照系；而当物体相似性较低时，我们更倾向于对每个物体进行独立的表征，使用多个局部的参照系。因此，研究物体相似性对空间参照系的影响，有助于我们深入理解空间认知的内在机制，揭示人类在处理空间信息时的认知策略和规律。

1.2研究目的与意义

本研究旨在通过实验，利用眼动追踪技术，深入探究物体相似性对空间参照系的影响机制。具体而言，我们将操纵物体相似性这一变量，观察被试在完成空间认知任务时的眼动模式和行为反应，分析物体相似性如何影响被试对空间参照系的选择、构建和运用，从而揭示物体相似性与空间参照系之间的内在联系。

从理论意义来看，本研究将丰富和拓展空间认知领域的理论体系。目前，虽然关于空间参照系的研究已经取得了一定的成果，但对于物体相似性这一因素在空间参照系构建和运用中的作用，还缺乏系统深入的研究。本研究的结果有望为空间认知理论提供新的实证支持，进一步完善空间参照系的相关理论模型，帮助我们更好地理解人类空间认知的本质和规律。例如，通过本研究，我们可能发现物体相似性会导致被试在不同的空间任务中采用不同的参照系策略，这将为现有的空间认知理论增添新的内容，推动理论的发展和创新。

在实践应用方面，本研究的成果具有广泛的应用价值。在教育领域，了解物体相似性对空间参照系的影响，可以帮助教师设计更有效的教学方法和课程内容，促进学生空间认知能力的发展。比如，在地理教学中，教师可以根据学生对相似地理事物的空间认知特点，合理安排教学顺序和教学方式，帮助学生更好地理解地理空间关系。在人机交互设计中，本研究的结果可以为设计师提供参考，优化界面设计和交互方式，提高用户体验。例如，在地图导航应用中，考虑到用户在面对相似地标时的空间认知困难，设计师可以通过突出显示目标地标、提供更明确的导航指示等方式，减少用户的认知负荷，提高导航的准确性和便捷性。此外，在虚拟现实、增强现实等新兴技术领域，本研究的成果也有助于提高虚拟环境的真实感和交互性，为用户创造更加沉浸式的体验。

1.3研究方法与创新点

本研究采用眼动追踪技术作为主要研究方法。眼动追踪技术是一种通过记录眼睛的运动轨迹和注视点来获取视觉信息加工过程的技术，具有实时性、高精度、非侵入性等优点。在本研究中，眼动