【透视纸笔与文化基因】之一：为何数字阅读仍不能替代纸质阅读？详尽的实验数据给出了出人意料的答案！
【总第295期】
为何数字阅读仍不能替代纸质阅读？详尽的实验数据给出了出人意料的答案！
【MOOC导读】感谢徐宇航老师分享的这本由世界著名的科技出版集团施普林格(Springer)出版的图书《为什么数字显示不能替代纸?—阅读与书写媒体的认知科学》（Why Digital Displays Cannot Replace Paper --The Cognitive Science of Media for Reading and Writing）。书名首先吸引了我，因为很多老师和朋友都知道，我们室联网的核心产品之一---室联网慧板慧笔的开发，从2005年至今，正是基于多年来对于纸笔自然书写对于学习和工作重要性的持续观察，其广泛应用和大受欢迎也证明了我们设计理念的科学性以及产品研发的成功。但坦白地说，我们自己并未就此从认知科学角度做过具体的量化研究，而这本书中两位日本专家则正好做了我们需要的实验研究，所以我一口气仔细读读完了它。最令我兴奋的是，书中的每一段话都说出了我所想的，所得出的结论与我们的观察几乎完全一致，而我们室联网慧板慧笔所实现的功能和应用场景，则已远远超过本书作者所期望的。
从今天开始，我将连续把这本书中的主要内容分章编译分享于此，主要是觉得书中的大量实验设计非常有意思，完全模拟我们日常阅读的不同场景，但足以表明纸质阅读的优越性，即使是对于更偏好数字阅读的年轻人来说也是如此------这个结论颇有点出乎我的意料，因为包括我在内的很多人认为，可能对于数字化环境中成长起来的年轻一代来说，数字阅读更好。本书的实验结论更是富有启发性，尤其值得基础教育政策制定者和家长们给与关注。
前言
在工作、学习或者在休闲阅读中，屏幕会取代纸张吗？二十多年前，第一代专为阅读设计的电子书阅读器被引入了一个充满怀疑的市场。早期的设备很重，不便手持，电池寿命有限，屏幕分辨率也很差，还有数字版权限制等。出版商向读者提供的资料范围有限，而图书馆则在努力解决向读者借阅电子书的实际问题。简而言之，电子书既笨又重，尽管开发者做出了承诺，但电子书并没有给印刷书籍和纸质文档带来激烈的竞争。
随着时间的推移，越来越多的核心技术应运而生。在微软推出了一款几乎没收到任何欢迎的平板电脑五年之后，在2007年，亚马逊售出了第一台Kindle，苹果公司则在2010年售出了第一台iPad。iPad的屏幕给人留下了深刻的印象，Kindle则要轻得多。这两种设备都很快流行起来。它们的显示器一种采用的是电子纸，另一种是液晶显示器，但都是彩色的。随着技术的进步，人们最终开始在平板电脑上阅读小说、漫画和杂志。革命即将开始吗？研究人员认为，电子书不仅仅是“纸质仿真器”，还将超越印刷品，为读者打开全新的领域。电子阅读的最大优势可能是可访问性：读者可以获得（甚至随身携带）整个图书馆价值的书籍。在度假期间找到畅销书阅读，或者用便携式设备在个人图书馆里四处走动，变得越来越容易。
与此同时，人们发现很难忽视屏幕上的文字仍然与纸质文字不一样，广泛改变阅读习惯是一个更加难以实现的目标。事实表明，当读者使用这些新设备进行积极阅读时，通过滑动或在页面之间来回移动的效果，不如可用拇指翻动和用笔标注的纸质阅读效果好。这究竟是为什么？有人说纸上阅读的某些方面并不容易被屏幕上高分辨率的文字所取代，还有人说，如果没有笔在页边空白处涂鸦，他们就无法如此仔细地阅读一篇期刊文章。正如本书的二位作者Shibata博士和Omura先生所强调的那样，阅读永远不只是理解在我们眼前和大脑中传递的非物质化单词，阅读、写作、注释和勾画都涉及了很多运动直觉元素。
Shibata博士和Omura先生的这本著作将阅读作为一种具体的身体行为进行详细和定量的考察。通过他们自己的实验室实验和查阅大量阅读文献，他们探索了各种各样的主题和认知奥秘，比如理解受试者在纸上和屏幕上阅读体验的差异，读者（和作者）如何处理多页作业，翻页的效果，以及眼疲劳等生理因素。研究结果对研究人员和教育工作者都有启示：例如，我们发现了为什么学生在纸上阅读时比在使用电子教科书时学习得更多。
这项工作特别重要的方面是Shibata博士和Omura先生所进行的详细调查，这项工作的起源可以追溯到20世纪90年代初，当时施乐PARC的研究人员----包括民族志学家、心理学家、社会学家和计算机科学家----开始深入探索人们是如何在工作中使用各类纸质文档的。本书中的研究实质上建立在这一系列工作的基础上，强调了新的定量结果，这些结果显示了纸质文本的物理属性如何有助于提高其可读性。正如作者在第5章中总结的那样，“纸质文本的可读性很大程度上是由于其易于处理，而不是易于查看。”
我特别喜欢贯穿各章的个人反思。他们用精彩的轶事丰富实验结果和文献综述，使阅读这本书成为一种乐趣。希望你能像我一样，幸遇Shibata博士和Omura先生这本发人深省的著作！
德克萨斯农工大学 Catherine C. Marshall
2020年7月25日
开场白
“如果你只是浏览文档，那么PC或平板电脑就足够了。但是，如果你想认真地阅读或书写，你可能会想使用纸张。”我们猜很多人都有这种感觉。
这本书的目的是阐明“用纸阅读和写作的伟大”。已经有许多书从人文主义角度对纸质文学阅读和写作表示了钦佩，但是鲜有书籍通过科学证据和数字数据揭示纸上阅读和写作究竟神奇在何处。我们想写作并出版这样一本书。
与最初的计划相反，这本书被写成了一支对纸张的赞歌。我们首先想解释一下原因。这本书的作者最早在富士施乐工作，坚信数字媒体的巨大潜力。我们的前母公司美国施乐公司通过发展影印和打印服务而发展壮大，但同时它也对数字文档和数字通信的未来有着远见。施乐公司创建了许多先进的技术，支撑着今天的信息和通信技术（ICT）基础，包括小型个人电脑和普适计算的概念。在富士施乐，两位作者从事研究，探索新的媒体形式，希望创造这样的新技术。那时我们还年轻，我们相信未来会实现无纸化工作或无纸化办公。我们还认为纸张最终会自然消失，否则我们必须摧毁它。我们从未为纸着迷，情况恰恰相反。
2007年，我们出版了Abigail Sellen和Richard Harper的《无纸化办公室的神话》一书的日文译本。Sellen和Harper采用人种学方法仔细观察了纸质文件在各种场合的使用情况，并发现纸质文件在无法用数字工具填写的组织中发挥着重要作用。
我们也开始研究关于纸质读写的问题。我们采用的方法是用实验来比较使用纸质和数字媒体时的阅读和写作表现（例如，阅读速度或准确性）。这种对比评估可以客观、定量地说明纸质和数字工具的相对优点。此外，我们还进行了调查，调查人们如何使用纸质和数字媒体，以及他们对纸质和数字媒体的感受。
这本书最大的吸引力在于它阐明了纸上阅读的方便性是由于纸作为一个物理对象的可操作性。阅读时，人们用身体、双手和所有10个手指执行各种动作，如整理文件、翻页和指向文本。执行这些操作的简便极大地支持了纸质阅读的便利性。我们对这些实验的总结是本书的主要主题（见第5章）。
基于这些实验，本书提醒人们不要过度或过于仓促地转向数字化。人类的认知功能如何适应数字环境？这将如何改变人类的阅读和写作能力？人类会变得更聪明、更有创造力吗？这些都是我们孩子的教育和未来密切相关的问题。最近的许多研究表明，滥用数字工具导致了人类认知功能的负面变化。未来的数字媒体或将比纸质媒体更好地支持阅读和写作，前提是基于对目前书面阅读和写作活动的深入理解，采用能更好支持阅读和写作的理想技术。
考虑到这一点，我们特别希望以下类型的人阅读这本书。第一类是那些希望科学地理解纸质阅读和写作奇妙之处的人。第二类是那些希望通过根据需要选择性地使用纸质和数字工具来更高效地工作的人。第三类是那些从事或有兴趣开发新媒体阅读和写作服务的人。
我们希望通过阅读这本书，这些人将能够重新考虑纸张的力量，为阅读和写作的美好未来做准备。这本书介绍了各种实验的结果。它可以被归类为一本专门为研究人员编写的书。然而，我们努力用通俗易懂的语言描述这些实验，以确保任何人，即使是那些没有认知科学或工效学专业知识的人，都能轻松阅读。
Hirohito Shibata
Kengo Omura
2020年9月
目录
1.数字时代的阅读和写作
1.1当前形势：从纸质媒体到数字媒体的快速转变
1.2数字媒体在阅读和写作中的方便性
1.2.1 Kindle的乐趣：电子阅读器的便利性
1.2.2使用文字处理器书写
1.3过度依赖网络改变了人类的认知
1.4本书的定位
参考文献
2.各种媒体及其特点
2.1纸2.1.1纸的定义2.1.2纸的作用和类型2.1.3纸的物理特性2.2数字媒体2.2.1显示面板2.2.2数字设备2.3使用数字媒体的限制参考文献3.纸质阅读的简易和屏幕阅读的困难
3.1纸是阅读的首选媒介3.2导致屏幕阅读困难的因素参考文献4.媒介呈现质量对阅读的影响
4.1对阅读速度和理解水平的影响4.2对眼睛疲劳的影响4.3总结参考文献5.可操作性对阅读的影响
5.1各种类型的阅读5.2操作不同媒介的认知负荷5.2.1认知负荷的测量5.2.2翻页的认知负荷5.3实验概述5.3.1读取时执行的操作5.3.2所有实验的总体情况5.4文档操作5.4.1多份文件的交叉参考阅读（实验1）5.4.2文件移动和对齐的简易性（实验2）5.4.3分析窗口操作成本（实验3）5.5页面操作5.5.2阅读以在文本文件中找到答案（实验5）5.5.3在照片簿中搜索照片（实验6）5.6内容操作5.6.1发现语境错误（实验7）5.6.2通过受限操作阅读论文（实验8）5.6.3阅读和写作时文件的位置和方向（实验9）5.7混合操作5.7.1以讨论为目的的阅读（实验10）5.8总结和讨论5.8.1纸张作为操作介质5.8.2为什么纸张容易处理参考文献6.阅读时容易集中注意力
6.1无法在数字环境中专注阅读6.2数字环境抑制专注阅读6.2.1与阅读无关的分心刺激6.2.2与分散思维的超文本链接6.2.3鼓励多任务处理的多功能数字设备6.2.4阅读时进行操作的不便6.3人们关注数字环境中的具体事物和纸面上的抽象事物6.4总结和讨论参考文献7.手写和涂画的效果
7.1手写和数字书写的便利性7.2文字处理器是否提高了文本质量7.3手动记录笔记的优点7.3.1在教室里变成打字机器的学生7.3.2手写可以在输入文本时进行思考7.4手绘草图优于使用数字绘图工具7.4.1绘图工具要求您在绘图前做出决定7.4.2绘图工具将我们的思想引向错误的方向7.5为什么手写信件更受欢迎7.5.1方法7.5.2评估1：发送者的个性7.5.3评估2：信件内容评估7.5.4评估3：感激之情7.5.5三项评估的一般性讨论7.6总结和讨论参考文献8.讨论和建议
8.1实验的简要回顾8.2为什么数字显示器不能取代纸张8.3未来的欧洲媒体8.3.1明智地使用纸质和数字媒体8.3.2纸质和数字媒体的协调8.3.3办公室的理想未来：没有库存的办公室8.4走向数字主动阅读8.4.1数字阅读的个人体验8.5教育媒体8.5.1对教育数字化的担忧8.5.2应仔细考虑儿童教科书的数字化参考文献9.结论
参考文献王涛（微信号：ioxroom）
更多资讯
【室联网透视】乡村振兴需要新的智慧驿站地标【元宇宙漫谈之一】宇宙的元是什么？【元宇宙DIY】供销室联网学习驿站建设全面启动，多种职位虚席以待，为优秀的您提供施展的舞台！
【室联网元宇宙】虎年的元宇宙是虎还是猫？
【MOOC透视】人类以算法塑造AI，AI就回报人类什么？
【MOOC透视】这样的元宇宙项目有望进入奥运会
【MOOC透视】这些产品与技术或将塑造未来几年的产业与生活面貌
【慕客茶会】心怀祈愿，迎向新年的曙光！
【MOOC透视】进入元宇宙的通行证----虚拟化身
【MOOC透视】高等教育领域的技术趋势：元宇宙、NFT和DAO
【MOOC透视】教育技术能帮助解决这类普遍问题吗？
CIBN/CCTV 特别节目预告 | 王涛：连接未来的光亮
【MOOC透视】奇迹宛若种子萌芽，学习亦如是
【慕客茶会】这是我向往的“元宇宙”，一踏进即有美好降临《室联网de前世与今生》喧嚣时代的持之以恒...
【MOOC透视】这桩被称为“将改变在线教育未来格局”的强强联合，了解一下……
【MOOC透视】你所期望于教育的，不必等元宇宙来实现
【MOOC透视】元宇宙仍属于单纯的大型科技公司，只不过更大而已
【MOOC透视】快看，这里是元宇宙
【MOOC透视】让元宇宙再飞一会儿...
【MOOC透视】室联网智慧教育正迎来RISC-V软硬结合的黄金时代
【MOOC透视】特斯拉，“权力游戏”和在线教育的未来
【MOOC透视】手机被禁止进入课堂，就意味着教育信息化的最后一步无解吗？
【MOOC透视】远程学习正颠覆高等教育的力量和特权
【MOOC透视】收获季节的思考与邀请【MOOC透视】这种课堂，是进化or 退化？
【MOOC透视】室联网的教育版产业互联网属性