Распознавание слов - Word recognition

Распознавание слов , согласно Информационно-коммуникационной системе грамотности (LINCS), - это «способность читателя правильно и практически без усилий распознавать написанные слова». Его иногда называют «распознаванием отдельных слов», потому что он включает в себя способность читателя распознавать слова по отдельности из списка, не нуждаясь в аналогичных словах для контекстной помощи. LINCS продолжает говорить, что «быстрое и легкое распознавание слов является основным компонентом беглого чтения», и объясняет, что эти навыки можно улучшить, «упражняясь в карточках , списках и таблицах слов».

В своем обзоре науки о чтении в 1990 году психолог Мэрилин Джагер Адамс написала, что «единственный неизменный и необязательный факт, связанный с умелым чтением, заключается в том, что оно включает относительно полную обработку отдельных печатных букв». В статье «Наука распознавания слов» говорится, что «данные последних 20 лет работы в области когнитивной психологии показывают, что мы используем буквы в слове для распознавания слова». Со временем были выдвинуты другие теории, предлагающие механизмы, с помощью которых слова распознаются изолированно, но при этом быстро и точно. Эти теории больше сосредотачиваются на значении отдельных букв и распознавания формы букв (например, распознавания последовательных букв и распознавания параллельных букв). Другие факторы, такие как саккадические движения глаз и линейные отношения между буквами, также влияют на то, как мы узнаем слова.

В статье в ScienceDaily говорится, что «раннее распознавание слов является ключом к навыкам чтения на протяжении всей жизни». Есть разные способы развить эти навыки. Например, создание карточек для слов, которые появляются с большой частотой, считается средством преодоления дислексии . Утверждалось, что просодия , образцы ритма и звука, используемые в поэзии , могут улучшить распознавание слов.

Распознавание слов - это способ чтения, основанный на непосредственном восприятии того, какое слово представляет собой знакомая группа букв. Этот процесс существует в противоположность фонетике и анализу слов, как другой метод распознавания и вербализации визуального языка (то есть чтения). Распознавание слов работает в основном автоматически. С другой стороны, фонетика и анализ слов основаны на когнитивном применении усвоенных грамматических правил для смешения букв, звуков, графем и морфем .

Распознавание слов измеряется скоростью, так что слово с высоким уровнем распознавания читается быстрее, чем новое. Такой способ тестирования предполагает, что понимание значения читаемых слов не требуется, а скорее способность распознавать их таким образом, чтобы обеспечить правильное произношение. Таким образом, контекст не важен, и распознавание слов часто оценивается с помощью слов, представленных изолированно в таких форматах, как флэш-карты. Тем не менее, легкость распознавания слов, как и беглость речи , обеспечивает уровень владения языком, который способствует пониманию читаемого текста.

Внутренняя ценность распознавания слов может быть очевидна из-за преобладания грамотности в современном обществе. Однако его роль может быть менее заметной в областях обучения грамоте, изучения второго языка и задержек в развитии чтения. По мере того, как распознавание слов становится более понятным, могут быть открыты более надежные и эффективные формы обучения как для детей, так и для взрослых, изучающих грамотность на первом языке. Такая информация также может быть полезна изучающим второй язык благодаря усвоению новых слов и буквенных знаков. Кроме того, лучшее понимание процессов, задействованных в распознавании слов, может дать возможность более специфического лечения людей с нарушениями чтения.

Теории

Форма бумы

Форма Баума, названная в честь голландского исследователя зрения Германа Баума , относится к общему контуру или форме слова. Герман Баума обсуждал роль «глобальной формы слова» в своем эксперименте по распознаванию слов, проведенном в 1973 году. Теории формы бумы стали популярными в распознавании слов, предполагая, что люди узнают слова по форме, которую буквы образуют в группе относительно друг друга. Это контрастирует с идеей, что буквы читаются индивидуально. Вместо этого, благодаря предварительному ознакомлению, люди знакомятся с очертаниями и, таким образом, узнают их в следующий раз, когда им показывают то же слово или бума.

Более медленный темп, с которым люди читают слова, написанные полностью заглавными буквами или чередующимися прописными и строчными буквами, подтверждает теорию бумы. Теория утверждает, что новая форма бумы, созданная заменой строчных букв на прописные, препятствует способности человека вспоминать. Джеймс Кеттелл также поддержал эту теорию в своем исследовании, которое показало эффект, который он назвал превосходством слов. Это относилось к улучшенной способности людей выводить буквы, если они были представлены в слове, а не в смеси случайных букв. Кроме того, многочисленные исследования показали, что читатели с меньшей вероятностью заметят слова с ошибками с похожей формой бумы, чем слова с ошибками с другой формой бумы.

Хотя эти эффекты постоянно воспроизводились, многие из их результатов были оспорены. Некоторые предполагают, что способность читать заглавные слова обусловлена объемом практики, которую имеет с ними человек. Люди, которые практикуют, быстрее читают заглавные буквы, что противоречит важности бумы. Кроме того, по мнению психологов Джеймса МакКлелланда и Джеймса Джонсона, эффект превосходства слов может быть результатом знакомства с фонетическими комбинациями букв, а не с контурами слов.

Параллельное распознавание против последовательного распознавания

Распознавание параллельных букв - это наиболее широко используемая сегодня психологами модель распознавания слов. В этой модели все буквы в группе воспринимаются одновременно для распознавания слов. Напротив, модель последовательного распознавания предполагает, что буквы распознаются индивидуально, одна за другой, прежде чем они будут интегрированы для распознавания слов. Он предсказывает, что отдельные буквы идентифицируются быстрее и точнее, чем несколько букв вместе, как в слове. Однако эта модель была отвергнута, поскольку она не может объяснить эффект превосходства слова , который гласит, что читатели могут быстрее и точнее определять буквы в контексте слова, а не изолированно.

Нейронные сети

Более современный подход к распознаванию слов основан на недавних исследованиях функционирования нейронов. Считается, что визуальные аспекты слова, такие как горизонтальные и вертикальные линии или кривые, активируют рецепторы, распознающие слова. От этих рецепторов посылаются нейронные сигналы, которые либо возбуждают, либо запрещают связи с другими словами в памяти человека. Слова с символами, соответствующими визуальному представлению наблюдаемого слова, получают возбуждающие сигналы. По мере того, как разум обрабатывает появление слова, тормозящие сигналы одновременно снижают активацию слов в памяти с непохожим внешним видом. Это нейронное усиление связей с соответствующими буквами и словами, а также одновременное ослабление ассоциаций с нерелевантными, в конечном итоге активирует правильное слово как часть распознавания слов в нейронной сети.

Физиологический фон

Мозг

Используя сканирование позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) и связанные с событием потенциалы , исследователи обнаружили две отдельные области в веретенообразной извилине, которые реагируют именно на цепочки букв. Задняя веретенообразная извилина реагирует на слова и не слова, независимо от их семантического контекста. На переднюю веретенообразную извилину влияет семантический контекст, а также то, являются ли комбинации букв словами или псевдословами (новые сочетания букв, имитирующие фонетические соглашения, например, shing). Эта роль передней веретенообразной извилины может коррелировать с более высокой обработкой концепции и значения слова. Обе эти области отличаются от областей, которые реагируют на другие типы сложных стимулов, таких как лица или цветные узоры, и являются частью функционально специализированного вентрального пути. В течение 100 миллисекунд (мс) после фиксации слова область левой нижне-височной коры обрабатывает его поверхностную структуру. Семантическая информация начинает обрабатываться через 150 мс и демонстрирует широко распространенную активацию корковой сети. Через 200 мс происходит интеграция различных видов информации.

Точность, с которой читатели распознают слова, зависит от стимулируемой области сетчатки. Чтение на английском языке выборочно тренирует определенные области левого полушария для обработки этого типа визуальной информации, что делает эту часть поля зрения оптимальной для распознавания слов. По мере того, как слова уходят из этой оптимальной области, точность распознавания слов снижается. Благодаря этой тренировке в соответствующем левом полушарии мозга развивается эффективная нейронная организация .

Саккадические движения глаз и фиксации

Глаза совершают короткие незаметные движения, называемые саккадами, примерно три-четыре раза в секунду. Саккады разделяются фиксациями, то есть моментами, когда глаза неподвижны. Во время саккад зрительная чувствительность снижается, что называется подавлением саккад. Это гарантирует, что большая часть восприятия визуальной информации происходит во время фиксации. Однако во время саккад лексическая обработка продолжается. Время и точность распознавания слов зависят от того, на каком месте слова в данный момент фиксируется взгляд. Распознавание происходит быстрее и точнее при фиксации в середине слова. Это происходит из-за снижения остроты зрения, которое возникает из-за того, что буквы располагаются дальше от фиксированного места и их становится труднее увидеть.

Частотные эффекты

Эффект частотности слов предполагает, что слова, которые чаще всего встречаются в печатном языке, легче распознать, чем слова, которые встречаются реже. Эти слова распознаются быстрее и точнее, чем другие слова. Эффект частотности слов - один из самых устойчивых и наиболее часто описываемых в современной литературе эффектов распознавания слов. Это сыграло роль в развитии многих теорий, таких как форма бумы . Кроме того, эффект частоты соседства утверждает, что распознавание слов происходит медленнее и менее точно, когда у цели есть ортогональный сосед, который по частоте выше, чем он сам. Ортографические соседи - это слова одинаковой длины, которые отличаются только одной буквой этого слова.

Приложения реального мира

Межбуквенный интервал

Шрифты с засечками , то есть: шрифты с небольшими отростками в конце штрихов, затрудняют лексический доступ. Распознавание слов происходит быстрее при использовании шрифтов без засечек в среднем на 8 мс. Эти шрифты имеют значительно больший межбуквенный интервал, и исследования показали, что реакция на слова с увеличенным межбуквенным интервалом была быстрее, независимо от частоты и длины слов. Это демонстрирует обратную зависимость между продолжительностью фиксации и небольшим увеличением межбуквенного интервала, скорее всего, из-за уменьшения латерального торможения в нейронной сети. Когда буквы расположены дальше друг от друга, более вероятно, что люди сосредоточат свои фиксации на начале слов, тогда как расстояние между буквами по умолчанию в программном обеспечении для обработки текста способствует фиксации в центре слова.

Инструменты и измерения

И ПЭТ, и функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) используются для изучения активации различных частей мозга, когда участники выполняют задания, основанные на чтении. Однако магнитоэнцефалография (МЭГ) и электроэнцефалография (ЭЭГ) обеспечивают более точное временное измерение, регистрируя связанные с событием потенциалы каждую миллисекунду. Хотя определение места возникновения электрических реакций может быть проще с помощью МЭГ, ЭЭГ является более распространенной формой исследования в области распознавания слов. Связанные с событием потенциалы помогают измерить как силу, так и задержку активности мозга в определенных областях во время чтения. Кроме того, сочетая полезность связанных с событиями потенциалов с мониторингом движения глаз, исследователи могут соотносить фиксации во время чтения с распознаванием слов в мозгу в режиме реального времени. Поскольку саккады и фиксации указывают на распознавание слов, электроокулография (ЭОГ) используется для измерения движений глаз и количества времени, необходимого для лексического доступа к целевым словам. Это было продемонстрировано исследованиями, в которых более длинные, менее распространенные слова вызывают более длительную фиксацию, а более мелкие, менее важные слова могут вообще не фиксироваться при чтении предложения.

Обучение

Согласно веб-сайту LINCS, роль распознавания слов приводит к различиям между привычками взрослых и привычками детей, обучающихся чтению. Для неграмотных взрослых, обучающихся чтению, многие больше полагаются на распознавание слов, чем на фонетику и анализ слов. Плохие читатели с предварительными знаниями о целевых словах могут распознавать слова и делать меньше ошибок, чем плохие читатели без предварительных знаний. Вместо того, чтобы смешивать звуки отдельных букв, взрослые учащиеся с большей вероятностью распознают слова автоматически. Однако это может привести к ошибкам, когда похожее по написанию, но другое слово ошибочно принимается за знакомое читателю. Считается, что такие ошибки связаны с опытом и воздействием учащегося. Младшие и новые ученики, как правило, больше сосредотачиваются на выводах из текста и меньше полагаются на базовые знания или опыт. Плохие читатели с предварительными знаниями используют семантические аспекты слова, тогда как опытные читатели полагаются только на графическую информацию для распознавания слов. Однако практика и повышение уровня владения языком, как правило, приводят к более эффективному использованию сочетания навыков чтения и базовых знаний для эффективного распознавания слов.

Роль частотного эффекта была в значительной степени включена в процесс обучения. Хотя подход к анализу слов чрезвычайно полезен, многие слова не поддаются обычным грамматическим структурам и легче включаются в лексическую память с помощью автоматического распознавания слов. Чтобы облегчить это, многие эксперты в области образования подчеркивают важность повторения слов. При этом используется частотный эффект за счет увеличения знакомства читателя с целевым словом и, таким образом, повышения скорости и точности чтения в будущем. Это повторение может быть в форме флеш-карточек, отслеживания слов, чтения вслух, изображения слова и других форм практики, которые улучшают ассоциацию визуального текста с воспроизведением слов.

Роль технологии

Усовершенствования в технологии в значительной степени способствовали прогрессу в понимании и исследованиях в области распознавания слов. Новые возможности распознавания слов сделали компьютерные обучающие программы более эффективными и надежными. Усовершенствованная технология позволила отслеживать движения глаз, которые отслеживают саккадические движения глаз человека во время чтения. Это способствовало пониманию того, как определенные модели движения глаз улучшают распознавание и обработку слов. Более того, изменения могут быть одновременно внесены в текст, находящийся за пределами области внимания читателя, без ведома читателя. Это предоставило больше информации о том, где фокусируется взгляд, когда человек читает, и где находятся границы внимания.

Обладая этой дополнительной информацией, исследователи предложили новые модели распознавания слов, которые можно запрограммировать в компьютеры. В результате компьютеры теперь могут имитировать то, как человек будет воспринимать язык и новые слова и реагировать на них. Эта технология продвинулась до такой степени, что модели обучения грамоте могут быть продемонстрированы в цифровом виде. Например, компьютер теперь может имитировать процесс обучения ребенка и вводить общие языковые правила, когда ему предлагается список слов с ограниченным количеством объяснений. Тем не менее, поскольку универсальная модель еще не согласована, возможность обобщения моделей распознавания слов и их моделирования может быть ограничена.

Несмотря на отсутствие консенсуса в отношении параметров моделирования, любой прогресс в области распознавания слов полезен для будущих исследований относительно того, какие стили обучения могут быть наиболее успешными в классах. Также существует корреляция между способностью к чтению, развитием разговорной речи и неспособностью к обучению. Следовательно, достижения в любой из этих областей могут помочь в понимании взаимосвязанных вопросов. В конечном итоге развитие распознавания слов может облегчить прорыв между «обучением чтению» и «чтением для обучения».

использованная литература

Цитаты

Баума, Х. , и Баууис, Д. (1979). Визуальное распознавание трехбуквенных слов на основе распознавания составляющих букв " Perception & Psychophysics 25 (1), 12-22. Получено с http://alexandria.tue.nl/repository/freearticles/734512.pdf
Кэмпбелл, младший, Келли, Д.Л., Маллис, ИВС, Мартин, Миссури, и Сэйнсбери, М. (2001). Рамки и спецификации для оценки pirls 2001. (2-е изд., С. 6). Честнат-Хилл, Массачусетс, США: Международный учебный центр, Педагогическая школа Линча, Бостонский колледж. Получено с http://timssandpirls.bc.edu/pirls2001i/pdf/PIRLS_frame2.pdf.
Дэвис, SB; Мермельштейн, П. (1980). «Сравнение параметрических представлений для распознавания односложных слов в непрерывно произносимых предложениях». IEEE Transactions по акустике, речи и обработке сигналов . 28 (4): 357–366. CiteSeerX 10.1.1.462.5073 . DOI : 10.1109 / tassp.1980.1163420 .
Эверсон, Мэн (2011). «Распознавание слов среди изучающих китайский как иностранный язык: исследование взаимосвязи между именованием и знанием». Журнал современного языка . 82 (2): 194–204. DOI : 10.1111 / j.1540-4781.1998.tb01192.x .
Грейнджер, Дж. (1990). «Влияние частоты слов и частоты соседства в лексическом решении и именовании» (PDF) . Журнал памяти и языка . 29 (2): 228–244. DOI : 10.1016 / 0749-596x (90) 90074-A .
Hauk, O .; Дэвис, MH; Ford, M .; Pulvermuller, F .; Марслен-Уилсон, WD (2006). «Динамика визуального распознавания слов, выявленная с помощью линейного регрессионного анализа данных ERP» (PDF) . NeuroImage . 30 (4): 1383–1400. DOI : 10.1016 / j.neuroimage.2005.11.048 . PMID 16460964 . S2CID 17367093 .
Ирвин, Д. (1998). «Лексическая обработка при саккадических движениях глаз». Когнитивная психология . 36 (1): 1-27. DOI : 10,1006 / cogp.1998.0682 . PMID 9679075 . S2CID 25066325 .
Круиденье, К. (2002). Основанные на исследованиях принципы обучения чтению взрослых в рамках базового образования (контракт № ED-01-PO-1037). Получено с веб-сайта Национального института грамотности: http://lincs.ed.gov/publications/pdf/adult_ed_02.pdf
Ларсен, К. (2004, июль). Наука распознавания слов. Advanced Reading Technology, Microsoft Corporation, Источник: http://www.microsoft.com/typography/ctfonts/wordrecognition.aspx
Информационно-коммуникационная система грамотности. (nd). Навыки печати (алфавит). Получено с http://lincs.ed.gov/readingprofiles/MC_Word_Recognition.htm.
Luckner, JL; Урбах, Дж. (2012). «Свободное чтение и глухие или слабослышащие студенты: Обобщение результатов исследования». Нарушения общения ежеквартально . 33 (4): 230–241. DOI : 10.1177 / 1525740111412582 . S2CID 145617612 .
McClelland, JL; Джонстон, JC (1977). «Роль знакомых единиц в восприятии слов и неслов» (PDF) . Восприятие и психофизика . 22 (3): 249–261. DOI : 10.3758 / bf03199687 . S2CID 144497014 .
Мишкин, Мортимер; Прощается; Дональд (1952). «Распознавание слов как функция или локус сетчатки» . Журнал экспериментальной психологии . 43 (1): 43–48. DOI : 10.1037 / h0061361 . PMID 14907990 .
Moret-Tatay, C .; Переа, М. (2011). "Имеют ли засечки преимущество в распознавании написанных слов?" (PDF) . Журнал когнитивной психологии . 23 (5): 619–624. DOI : 10.1080 / 20445911.2011.546781 . S2CID 8427809 .
Назир Т.А.; Heller, D .; Суссман, К. (1992). «Видимость букв и распознавание слов: оптимальное положение для просмотра печатных слов» . Восприятие и психофизика . 52 (3): 315–328. DOI : 10.3758 / bf03209148 . PMID 1408642 .
Nobre, A .; Truett, A .; Маккарти, Г. (1994). «Распознавание слов в нижней височной доле человека» (PDF) . Природа . 372 (6503): 260–3. Bibcode : 1994Natur.372..260N . DOI : 10.1038 / 372260a0 . PMID 7969469 . S2CID 11167389 .
Переа, М; Гомес, П. (2012). «Незначительное увеличение межбуквенного интервала облегчает кодирование слов при нормальном чтении» . PLOS ONE . 7 (10): e47568. Bibcode : 2012PLoSO ... 747568P . DOI : 10.1371 / journal.pone.0047568 . PMC 3474730 . PMID 23082178 .
Pereaa, M .; Морет-Татая, Ц .; Гомез, П. (2011). «Эффекты межбуквенного интервала в визуальном распознавании слов». Acta Psychologica . 137 (3): 345–351. CiteSeerX 10.1.1.389.137 . DOI : 10.1016 / j.actpsy.2011.04.003 . PMID 21545978 .
Priebe, SJ; Кинан, JM; Миллер, AC (2010). «Как предыдущие знания влияют на определение слов и понимание» . Чтение и письмо . 7 : 581–6. DOI : 10.1007 / s11145-010-9260-0 . PMC 3142886 . PMID 21799586 .
Ранум, О. (1998). «Пространство между словами» Пола Зенгера. Получено с http://www.ranumspanat.com/html pages / saenger.html
Скарборо, HS (2009). Связь раннего языка и грамотности с более поздними (не) способностями к чтению: доказательства, теория и практика. В Ф. Флетчер-Кэмпбелл, Дж. Солер и Дж. Рид (ред.), Приближаясь к трудностям в развитии грамотности: оценка, педагогика и программы (1-е изд., Стр. 23–38). Получено с https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=sfKpsYBGX2MC&oi=fnd&pg=PA23&dq= задержек чтения и языка & ots = rwlKKbBdkp & sig = CfBJDpub7IyfHyf9Et6Nk9
Серено, Южная Каролина; Райнер, К. (2003). «Измерение распознавания слов при чтении: движения глаз и связанные с событием потенциалы». Тенденции в когнитивных науках . 7 (11): 489–493. DOI : 10.1016 / j.tics.2003.09.010 . PMID 14585445 . S2CID 7156916 .

Languages

In other projects