基于動(dòng)畫信息表征的多媒體學(xué)習(xí)研究現(xiàn)狀分析

[摘 要] 國(guó)內(nèi)外動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)研究剛剛起步但發(fā)展迅速，在研究?jī)?nèi)容方面正突破傳統(tǒng)的媒體內(nèi)在設(shè)計(jì)屬性，走向自然教學(xué)情境下諸因素綜合作用效果研究；在研究方法方面已開(kāi)始突破傳統(tǒng)一般認(rèn)知行為心理實(shí)驗(yàn)研究范式，出現(xiàn)眼動(dòng)行為分析新實(shí)驗(yàn)技術(shù)范式快速推廣應(yīng)用的趨勢(shì)。基于眼動(dòng)行為分析方法的動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)研究，將會(huì)使傳統(tǒng)的多媒體學(xué)習(xí)機(jī)制研究更加深入和系統(tǒng)。

[關(guān)鍵詞] 動(dòng)畫； 多媒體； 信息表征； 學(xué)習(xí)效果

[中圖分類號(hào)] G434 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 胡衛(wèi)星（1978—），男，山東煙臺(tái)人。副教授，碩士生導(dǎo)師，博士。主要從事信息技術(shù)形式下新媒體學(xué)習(xí)的心理機(jī)制研究。E-mail：satellitehu@sina.com。

動(dòng)畫能夠揭示事物動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程和發(fā)生現(xiàn)象，常用于展現(xiàn)與時(shí)間序列有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，是當(dāng)前多媒體學(xué)習(xí)研究中最為重要和活躍的研究點(diǎn)之一。在當(dāng)前的教育教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，基于動(dòng)畫的多媒體學(xué)習(xí)可以表現(xiàn)為兩種基本形式：[1]一種是基于無(wú)交互計(jì)算機(jī)動(dòng)畫演示的輔助學(xué)習(xí)，主要研究動(dòng)畫信息表征方式是如何幫助學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)內(nèi)部心智模型的可視化、制造認(rèn)知沖突和幫助學(xué)習(xí)者探索知識(shí)理解；另一種是基于交互計(jì)算機(jī)動(dòng)畫智能代理的模擬學(xué)習(xí)，主要是研究如何利用動(dòng)畫智能伙伴代理模擬一定的情景或系統(tǒng)工作流程等，通過(guò)豐富的人機(jī)交互行為來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

動(dòng)態(tài)多媒體（動(dòng)畫）表征形式與靜態(tài)多媒體（圖文）表征形式下的信息加工處理過(guò)程是否存在差異？差異表現(xiàn)在什么方面？是什么原因造成這些差異？這三個(gè)問(wèn)題是當(dāng)前動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)研究領(lǐng)域涉及到的最基本問(wèn)題。相對(duì)于豐富的圖文搭配結(jié)合的多媒體學(xué)習(xí)研究，盡管動(dòng)畫已開(kāi)始在教學(xué)中被大量引入并使用，但有關(guān)如何設(shè)計(jì)和使用動(dòng)畫多媒體信息表征方式的問(wèn)題并沒(méi)有被很好地進(jìn)行研究，這方面的研究還處于起步階段。[2]

一、動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)的主要研究?jī)?nèi)容

目前已有的研究成果顯示，對(duì)動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)研究主要集中在不同動(dòng)畫信息表征形式產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效果研究上：一是動(dòng)畫自身不同設(shè)計(jì)屬性特點(diǎn)對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響；二是動(dòng)畫多媒體形式與教學(xué)內(nèi)容信息設(shè)計(jì)方式等因素結(jié)合產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效果分析；三是交互計(jì)算機(jī)動(dòng)畫模擬學(xué)習(xí)效果的研究；四是動(dòng)畫多媒體教學(xué)信息設(shè)計(jì)原則體系的分析研究。

（一）動(dòng)畫自身不同內(nèi)在屬性特點(diǎn)的多媒體學(xué)習(xí)效應(yīng)研究

在人類所接觸的信息中，文字只占了很小的一部分，視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)占了大半。因此，在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中應(yīng)用視聽(tīng)媒體教學(xué)對(duì)學(xué)習(xí)者的最終學(xué)習(xí)成效將會(huì)產(chǎn)生較大影響。而在計(jì)算機(jī)多媒體中，基于計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的視聽(tīng)教學(xué)使用率非常高。一般認(rèn)為[3]使用動(dòng)畫教學(xué)的目的大致有四個(gè)：美化畫面、引起注意、反饋強(qiáng)化和展示教學(xué)內(nèi)容。而最適宜以動(dòng)畫媒體形式來(lái)展示的課程內(nèi)容知識(shí)有下列五種：程序性的動(dòng)作、不易實(shí)際觀察得到的現(xiàn)象或知識(shí)、需要觀察在某一段時(shí)間內(nèi)變化的知識(shí)、復(fù)雜系統(tǒng)各組件間的相互關(guān)系模擬、符合動(dòng)態(tài)表征特質(zhì)的抽象概念。動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)效應(yīng)的發(fā)揮是與其自身內(nèi)在的不同設(shè)計(jì)屬性息息相關(guān)的，常見(jiàn)的動(dòng)畫自身內(nèi)在不同設(shè)計(jì)元素可以概括為四個(gè)方面：[4]形、色、光、動(dòng)。“形”即形狀，是指影片中的人物造型、場(chǎng)景設(shè)計(jì)、畫面構(gòu)圖及由特殊材質(zhì)所形成的視覺(jué)整體感知效應(yīng)。“色”即色彩，它是指當(dāng)光線照射到物體后使觀眾視覺(jué)神經(jīng)產(chǎn)生的感受。色彩是動(dòng)畫畫面的重要組成元素，是傳達(dá)思想的重要途徑，它讓動(dòng)畫影片有了靈魂和血肉。“光”指的是光影，在動(dòng)畫影片中光影主要用來(lái)塑造空間、營(yíng)造氣氛、制造懸念、刻畫角色和完成動(dòng)作等。“動(dòng)”即動(dòng)作，一般地動(dòng)畫影片中的“動(dòng)”包含兩方面：一是鏡頭內(nèi)部的動(dòng)，主要是指動(dòng)畫中目標(biāo)任務(wù)角色的各種動(dòng)作；二為鏡頭外部的動(dòng)，意為由攝影或后期剪輯所構(gòu)成的畫面運(yùn)動(dòng)。林菁（2006）[5]通過(guò)實(shí)驗(yàn)探討動(dòng)畫中顏色與背景信息兩種設(shè)計(jì)屬性對(duì)不同年齡學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)效果的影響。該研究中采用3（簡(jiǎn)單動(dòng)畫影像組、加入顏色動(dòng)畫組、加入顏色及背景信息動(dòng)畫組）×3（小學(xué)三年級(jí)、小學(xué)六年級(jí)、中學(xué)二年級(jí)組）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以動(dòng)物的遷徙、動(dòng)物的分類、動(dòng)物的速度等動(dòng)畫影片為實(shí)驗(yàn)教材。研究結(jié)果顯示，顏色與背景信息對(duì)小學(xué)三年級(jí)學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)的表現(xiàn)有影響，但對(duì)另兩組年齡較大者無(wú)顯著影響。動(dòng)畫影像中的速度對(duì)吸引學(xué)習(xí)者興趣有很大影響，表現(xiàn)為動(dòng)作太慢容易使學(xué)生不想再觀賞下去，而動(dòng)作快速、夸張、情節(jié)緊湊則容易使學(xué)生印象深刻，例如獵豹追羚羊、賽跑等情節(jié)都是大部分學(xué)生印象最深刻的地方。因此，動(dòng)畫多媒體信息教材設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮到動(dòng)畫媒體形式自身的不同設(shè)計(jì)屬性，并注意使其各種不同設(shè)計(jì)屬性能夠與學(xué)習(xí)主題實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)配合。

（二）動(dòng)畫多媒體形式與個(gè)體認(rèn)知特征、教學(xué)內(nèi)容信息設(shè)計(jì)方式結(jié)合產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效果分析

關(guān)于動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)效果研究大多著重于分析不同的動(dòng)畫外在表征設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)習(xí)者認(rèn)知推理的影響，主要研究學(xué)習(xí)者是如何針對(duì)不同表征形式的同一概念進(jìn)行分析理解的。要想探討動(dòng)畫是否真正有利于學(xué)習(xí)，是否能真正促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，就必須把動(dòng)畫與能夠表達(dá)相同信息的靜態(tài)圖片形式相比較，只有這樣才能將動(dòng)畫教學(xué)效果從圖像的效果中分離出來(lái)。但是，目前對(duì)于動(dòng)畫與靜態(tài)圖片的多媒體學(xué)習(xí)效果的對(duì)比并無(wú)一致性結(jié)論。有些學(xué)者[6][7]研究發(fā)現(xiàn)，使用動(dòng)畫媒體呈現(xiàn)方式比靜態(tài)圖片更有助于提升學(xué)習(xí)效果，有些學(xué)者[8][9]則發(fā)現(xiàn)靜態(tài)圖像的學(xué)習(xí)效果更好，也有些學(xué)者[10][11]認(rèn)為兩者之間的學(xué)習(xí)效果無(wú)顯著差異。計(jì)算機(jī)動(dòng)畫與靜態(tài)視覺(jué)圖片對(duì)于學(xué)習(xí)者多媒體學(xué)習(xí)成效的影響還有待進(jìn)一步探討和厘清。究其造成這種現(xiàn)象的原因主要是沒(méi)有認(rèn)識(shí)到動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)研究的復(fù)雜性，沒(méi)有在一個(gè)更為完整的框架中考慮，沒(méi)有采用諸因素綜合交互作用的觀點(diǎn)去研究分析。動(dòng)畫情境下多媒體學(xué)習(xí)研究依然是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)過(guò)程，動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)效果的好壞取決于多媒體信息呈現(xiàn)方式、教學(xué)設(shè)計(jì)方式、學(xué)習(xí)者個(gè)體特征和教學(xué)策略等因素的綜合交互作用。

Paivio（1990）認(rèn)為在計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者容易因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間閱讀文字信息而造成注意力不集中現(xiàn)象，若能使用動(dòng)畫媒體形式來(lái)進(jìn)行教學(xué)，學(xué)習(xí)者不僅可以因?yàn)橛胁煌螒B(tài)的刺激而擴(kuò)展注意廣度，而且也能使具有空間性以及先后時(shí)間性的概念表達(dá)得更為清楚。[12]ChanLin（2000）的研究顯示，動(dòng)畫中的時(shí)空變化信息能有助于解釋事件隨時(shí)間變化的過(guò)程，模擬事件隨時(shí)間轉(zhuǎn)變的流暢心理模式，從而能夠有效減輕學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷，提升學(xué)習(xí)成效。[13]相比而言，Schnotz（2002）研究發(fā)現(xiàn)靜態(tài)圖像的呈現(xiàn)缺乏時(shí)間信息，即使是系列的連貫插圖，也只能簡(jiǎn)單代表時(shí)間上的幾個(gè)點(diǎn)，未能完整表現(xiàn)變化過(guò)程和一系列事件如何發(fā)生的系統(tǒng)機(jī)制。[14]因此，學(xué)習(xí)者進(jìn)行靜態(tài)圖片學(xué)習(xí)時(shí)，需要自行在腦海中進(jìn)行轉(zhuǎn)換及推論中間的狀態(tài)，從而增加學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷和降低學(xué)習(xí)成效。因此，動(dòng)畫學(xué)習(xí)成效要優(yōu)于靜態(tài)圖片。但也有許多研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)畫會(huì)造成學(xué)習(xí)者較高的認(rèn)知負(fù)荷而不利于學(xué)習(xí)，因?yàn)槎嗝襟w動(dòng)畫教材會(huì)比靜態(tài)圖片更需要學(xué)習(xí)者的圖像記憶能力和空間思維能力。[15][16]Lowe（2003）的研究結(jié)果顯示，學(xué)習(xí)者在進(jìn)行動(dòng)畫學(xué)習(xí)時(shí)，會(huì)把注意力放在很有吸引力的動(dòng)畫外在設(shè)計(jì)特征上，而忽略與學(xué)習(xí)主題有關(guān)的重要內(nèi)在教學(xué)內(nèi)容信息設(shè)計(jì)。由于動(dòng)畫比靜態(tài)圖像更為復(fù)雜，因此就會(huì)給學(xué)習(xí)者造成更高的認(rèn)知負(fù)荷，為了應(yīng)付較高的認(rèn)知負(fù)荷，學(xué)習(xí)者必須選擇性地分配自己的注意力。[17]莊新怡（2005）的研究也指出，動(dòng)畫比靜態(tài)圖像更復(fù)雜，所含的信息也更多。因此，動(dòng)畫在信息處理的感官收錄和工作記憶加工過(guò)程中需要更多的心理資源，當(dāng)學(xué)習(xí)任務(wù)和動(dòng)畫媒體結(jié)合對(duì)學(xué)習(xí)者心理資源的需求較大時(shí)，動(dòng)畫和任務(wù)便會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)而不利于學(xué)習(xí)。[18]Reed（2006）認(rèn)為，當(dāng)學(xué)習(xí)者自身有能力進(jìn)行心理模擬時(shí)，動(dòng)畫教學(xué)便是非常有必要的。只有不同動(dòng)畫媒體形式與不同個(gè)體特征、教學(xué)內(nèi)容信息設(shè)計(jì)方式相結(jié)合，才能讓學(xué)習(xí)者產(chǎn)生良好高效的學(xué)習(xí)效果。動(dòng)畫媒體并不是適合任何教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)，而只是限定于一些特定類型的教學(xué)內(nèi)容。在呈現(xiàn)特定教學(xué)內(nèi)容時(shí)，動(dòng)畫媒體形式需要與特定教學(xué)內(nèi)容的主題相一致，否則只能給學(xué)習(xí)者造成較大的認(rèn)知負(fù)荷或不利的認(rèn)知沖突，導(dǎo)致低效或無(wú)效的學(xué)習(xí)結(jié)果。[19]

（三）計(jì)算機(jī)模擬動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)效應(yīng)的研究

基于計(jì)算機(jī)模擬（Simulation）展開(kāi)的動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)研究，主要是指采用基于交互動(dòng)畫技術(shù)制作的包含真實(shí)系統(tǒng)模型的計(jì)算機(jī)程序，讓學(xué)習(xí)者可通過(guò)改變輸入變量或操作觀察到的反饋，獲得一種接近于“真實(shí)”的虛擬交互學(xué)習(xí)體驗(yàn)，進(jìn)而有助于學(xué)習(xí)者完成知識(shí)的意義建構(gòu)。計(jì)算機(jī)模擬可提供的認(rèn)知輔助功能主要有兩種：一是解釋，即運(yùn)用多媒體信息表征方式幫助教學(xué)信息的呈現(xiàn)，各種多媒體元素如文本、靜態(tài)圖片、動(dòng)畫、聲音等以“稿本”的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)并呈獻(xiàn)給學(xué)習(xí)者，以期學(xué)習(xí)者能夠?qū)W(xué)習(xí)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的加工；二是體驗(yàn)，即用多媒體虛擬技術(shù)來(lái)構(gòu)建各種微觀世界或?qū)W習(xí)環(huán)境以供學(xué)習(xí)者采用一定的角色扮演而自由探索。當(dāng)前動(dòng)畫多媒體在學(xué)習(xí)過(guò)程中的功能正由知識(shí)解釋向?qū)W習(xí)者經(jīng)歷體驗(yàn)轉(zhuǎn)化：解釋功能下的動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)研究?jī)A向于幫助教學(xué)信息的多樣式呈現(xiàn)，以期學(xué)習(xí)信息能夠得到學(xué)習(xí)者的有效深層加工；體驗(yàn)功能下的動(dòng)畫多媒體研究則更傾向于用多媒體來(lái)建構(gòu)各種發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)環(huán)境，供學(xué)習(xí)者在其中自由探索。而學(xué)習(xí)者自由探索于非線性的信息資源中極易發(fā)生“迷航”和“過(guò)載”現(xiàn)象。因而，研究重點(diǎn)在于如何使用各種認(rèn)知支架工具，如樣例反饋、專家指導(dǎo)、智能引導(dǎo)和各種參考資源等來(lái)促進(jìn)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知探索過(guò)程。何秋萱（2004）探討計(jì)算機(jī)軟件Flash動(dòng)畫對(duì)中學(xué)生遺傳概念改變的影響，發(fā)現(xiàn)動(dòng)畫確實(shí)能夠?qū)W(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)有所幫助，尤其是動(dòng)畫可動(dòng)態(tài)模擬減數(shù)分裂的過(guò)程，幫助學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)作直覺(jué)了解，更容易理解并掌握遺傳概念。模擬動(dòng)畫能夠提供一個(gè)更明確的影像給學(xué)習(xí)者，降低學(xué)習(xí)者抽象思考的層次，讓學(xué)習(xí)者在概念發(fā)展和概念改變上有很好的進(jìn)展。[20]Roblyer（2003）的研究結(jié)果提到，模擬動(dòng)畫系統(tǒng)如果沒(méi)有提供好的說(shuō)明或問(wèn)題解決情境，學(xué)習(xí)可能淪為錯(cuò)誤嘗試的過(guò)程，反而更為耗時(shí)且沒(méi)有效率。[21]基于計(jì)算機(jī)模擬動(dòng)畫教學(xué)的注意事項(xiàng)，讓我們了解到任何一種媒體教學(xué)型態(tài)都有其雙面性，既有優(yōu)點(diǎn)也有弊端。因此，在設(shè)計(jì)或選用計(jì)算機(jī)模擬動(dòng)畫進(jìn)行教學(xué)時(shí)，應(yīng)充分考慮學(xué)生的特質(zhì)和課程內(nèi)容，只有這樣才能達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果。從這些研究中，可以得知使用計(jì)算機(jī)模擬動(dòng)畫來(lái)輔助教學(xué)已經(jīng)越來(lái)越多，研究者針對(duì)計(jì)算機(jī)模擬動(dòng)畫在學(xué)習(xí)成效、適用科學(xué)概念種類、適合的使用年齡等各方面都有所考慮，但研究的深度和廣度還有待于進(jìn)一步加深和拓展。

（四）動(dòng)畫多媒體教學(xué)信息設(shè)計(jì)原則的研究

借鑒傳統(tǒng)多媒體學(xué)習(xí)理論和教學(xué)應(yīng)用原則，一些專家學(xué)者也根據(jù)自身對(duì)動(dòng)畫多媒體實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一系列屬于動(dòng)畫的多媒體教學(xué)應(yīng)用基本原則。Betrancourt（2002）總結(jié)了動(dòng)畫的教學(xué)應(yīng)用用途，他認(rèn)為動(dòng)畫多媒體信息表征形式教學(xué)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要有三點(diǎn)。第一，動(dòng)畫能夠支持視覺(jué)與心理表征的過(guò)程。動(dòng)畫提供了動(dòng)態(tài)現(xiàn)象的視覺(jué)呈現(xiàn)，而這可以幫助學(xué)習(xí)者跨越時(shí)間與空間的觀察障礙。第二，動(dòng)畫可以使學(xué)習(xí)者產(chǎn)生認(rèn)知沖突。動(dòng)畫腳本可以針對(duì)相同的現(xiàn)象提供給學(xué)習(xí)者多個(gè)動(dòng)畫，讓學(xué)習(xí)者選擇正確的動(dòng)畫進(jìn)行觀察。在動(dòng)畫腳本中包含學(xué)習(xí)者的觀察和討論，用以幫助學(xué)習(xí)者建立明確的概念。第三，動(dòng)畫能夠促使學(xué)習(xí)者探索現(xiàn)象。學(xué)習(xí)者通過(guò)對(duì)動(dòng)畫的積極探索，可以理解和記住動(dòng)畫所呈現(xiàn)的內(nèi)容。[22]同時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)畫多媒體教學(xué)信息設(shè)計(jì)原則除了之前研究者提出的適合一般多媒體教學(xué)的鄰近原則、通道原則和信號(hào)原則等，還將有專屬動(dòng)畫的另外幾個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)原則。第一，適合性原則——?jiǎng)赢嬛械淖兓瘧?yīng)當(dāng)與學(xué)習(xí)者的概念模型相互一致，而不是與現(xiàn)象的變化一致，即真實(shí)的現(xiàn)象可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需要進(jìn)行拆分，然后使學(xué)習(xí)者進(jìn)行逐步學(xué)習(xí)各拆分后的內(nèi)容，以此用于幫助學(xué)習(xí)者理解事物變化的因果關(guān)系。第二，理解力原則——為了使學(xué)習(xí)者更好地理解動(dòng)畫內(nèi)容，動(dòng)畫中物體的圖形設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)使用規(guī)范的圖形符號(hào)，而那些對(duì)促進(jìn)理解不起作用的裝飾性元素需要從動(dòng)畫中去掉。第三，注意力引導(dǎo)原則——由于動(dòng)畫的播放過(guò)程經(jīng)常包括多個(gè)現(xiàn)象的同時(shí)變化，因此為保證學(xué)習(xí)者在觀察動(dòng)畫的過(guò)程中不錯(cuò)過(guò)重要的變化信息，需要引導(dǎo)學(xué)習(xí)者的注意力。第四，交互性原則——如果學(xué)習(xí)者可以控制動(dòng)畫的播放，那么動(dòng)畫中包含的信息可以更好地被學(xué)習(xí)者所理解。這不僅保證學(xué)習(xí)者能夠有足夠的時(shí)間整合當(dāng)前的信息，在理解當(dāng)前信息的情況下開(kāi)始學(xué)習(xí)后面的信息，而且也將動(dòng)畫所分割的組塊能根據(jù)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行相互聯(lián)系。第五，靈活性原則——由于并不能預(yù)先知道學(xué)習(xí)者原有的知識(shí)水平，動(dòng)畫多媒體教學(xué)材料在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)包含一些使播放更加靈活的選項(xiàng)。[23]這樣，動(dòng)畫中的信息就可以避免冗余，進(jìn)而能夠清晰地傳遞給學(xué)習(xí)者。除了Betrancourt，還有更多的研究者提出其他相關(guān)的動(dòng)畫教學(xué)應(yīng)用設(shè)計(jì)原則，但不管是哪種設(shè)計(jì)原則，其根本的目的都是研究利用動(dòng)畫來(lái)幫助學(xué)習(xí)者完成心智模型的可視化表征、制造認(rèn)知沖突，探索和理解特定概念系統(tǒng)的內(nèi)在運(yùn)行機(jī)制。[24][25]盡管動(dòng)畫在教學(xué)中已經(jīng)得到大量使用，但有關(guān)如何設(shè)計(jì)和使用動(dòng)畫的相關(guān)指導(dǎo)原則和實(shí)施方法并沒(méi)有被很好地進(jìn)行研究。

二、動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)的主要研究方法

（一）傳統(tǒng)認(rèn)知心理行為實(shí)驗(yàn)研究方法

受多媒體學(xué)習(xí)研究方法的整體影響，動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)的研究也呈現(xiàn)出認(rèn)知心理實(shí)驗(yàn)研究范式的深深印記，即通過(guò)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)控制相關(guān)的自變量（如不同樣式的動(dòng)畫媒體信息表征）來(lái)觀察是否能夠得到有利于因變量（如學(xué)習(xí)效果）提高的各種效應(yīng)。謝明勛（2000）[26]進(jìn)行了網(wǎng)頁(yè)中動(dòng)畫分布位置與閱讀績(jī)效的認(rèn)知行為實(shí)驗(yàn)研究。首先通過(guò)文獻(xiàn)探討尋找出可能的影響因素來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)材料與步驟，實(shí)驗(yàn)為9水平（動(dòng)畫位置于文字的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下方及無(wú)動(dòng)畫的控制組）單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。網(wǎng)頁(yè)中不同位置出現(xiàn)的動(dòng)畫圍繞經(jīng)過(guò)隨機(jī)數(shù)出現(xiàn)的九個(gè)英文字母，讓具備一定閱讀能力、視力和網(wǎng)頁(yè)瀏覽經(jīng)驗(yàn)的小學(xué)生來(lái)閱讀，同時(shí)記錄被試閱讀時(shí)間，并在閱讀之后進(jìn)行正確度的測(cè)驗(yàn)，同時(shí)利用量表讓被試對(duì)閱讀動(dòng)畫網(wǎng)頁(yè)的疲勞度進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)頁(yè)中動(dòng)畫相對(duì)于文字區(qū)塊的不同分布位置，會(huì)對(duì)被試閱讀所需的時(shí)間、被試主觀自覺(jué)的疲勞程度、正確選擇接收回憶報(bào)告的整體容量等產(chǎn)生不同程度的影響，但是與正確報(bào)告文字位置或錯(cuò)覺(jué)組合發(fā)生的機(jī)率無(wú)關(guān)。傳統(tǒng)認(rèn)知心理行為實(shí)驗(yàn)研究范式下的動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)已日趨成熟，從動(dòng)畫多媒體形式對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)成績(jī)（記憶成績(jī)、保持成績(jī)）和學(xué)習(xí)態(tài)度、滿意度的影響分析，已拓展到更為深入的研究層次，如動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)與認(rèn)知負(fù)荷、動(dòng)畫多媒體與空間記憶等。同時(shí)，又受新實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法發(fā)展的影響，動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)研究又呈現(xiàn)出新的研究范式——基于眼動(dòng)行為數(shù)據(jù)分析的認(rèn)知實(shí)驗(yàn)研究。

（二）新興眼動(dòng)行為分析實(shí)驗(yàn)研究方法

眼動(dòng)行為分析法運(yùn)用在心理學(xué)和教育學(xué)研究領(lǐng)域中已近四十年，其主要是用科學(xué)的方法來(lái)研究當(dāng)人在做不同認(rèn)知作業(yè)時(shí)，眼球的移動(dòng)方式是不是也可以反映不同的認(rèn)知過(guò)程，如注意力運(yùn)作機(jī)制、偏好態(tài)度、中文閱讀理解過(guò)程等，甚至也成為測(cè)謊與臨床治療的重要診斷工具。[27]蔡金成、佘曉清（2009）[28]運(yùn)用眼動(dòng)行為分析法探討了不同教師在觀看動(dòng)畫教學(xué)時(shí)眼動(dòng)行為的差異，以及眼動(dòng)行為與概念建構(gòu)之間的關(guān)系。研究結(jié)果顯示，不同學(xué)科背景的小學(xué)教師在電流相關(guān)概念上的認(rèn)知情形有顯著差異，電流概念動(dòng)畫能幫助教師進(jìn)行概念改變。另外，不同學(xué)科背景教師的眼動(dòng)行為數(shù)據(jù)雖沒(méi)有高度顯著差異，但發(fā)現(xiàn)科學(xué)背景教師在動(dòng)畫區(qū)域上注視點(diǎn)平均時(shí)間都較非科學(xué)背景教師長(zhǎng)，科學(xué)背景教師的視線軌跡大部分都在觀看動(dòng)畫的對(duì)象如何運(yùn)動(dòng)，剩余的時(shí)間才會(huì)瀏覽說(shuō)明文字和鑲嵌文字，非科學(xué)背景教師的視線軌跡大部分在瀏覽文字和鑲嵌文字區(qū)域，瀏覽動(dòng)畫區(qū)域的時(shí)間較短。研究充分證明注意力分布與概念建構(gòu)程度有密切的關(guān)系。上述研究過(guò)程及成果表明，眼動(dòng)行為分析法探討教學(xué)動(dòng)畫對(duì)多媒體學(xué)習(xí)成效的影響是切實(shí)可行的新研究方式。通過(guò)諸如眼球注視點(diǎn)次數(shù)、注視時(shí)間、動(dòng)畫與文字區(qū)域注視點(diǎn)的平均注視時(shí)間、動(dòng)畫與文字區(qū)域注視時(shí)間的百分比、不分區(qū)總注視時(shí)間與視線軌跡等參數(shù)的差異，以了解不同背景學(xué)習(xí)者在動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)過(guò)程中注意力分布與內(nèi)部知識(shí)建構(gòu)的關(guān)系，從而能夠設(shè)計(jì)出更加符合學(xué)習(xí)者有意義學(xué)習(xí)的多媒體信息開(kāi)發(fā)原則，進(jìn)而更深層次地分析學(xué)習(xí)者的多媒體學(xué)習(xí)機(jī)制。

三、當(dāng)前動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)研究的綜合分析

（一）動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)研究?jī)?nèi)容分析

通過(guò)前面的綜合分析可以看出，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)的研究主要是從三個(gè)層次上進(jìn)行的：即技術(shù)層次、符號(hào)層次和心理層次。第一，技術(shù)層次是指著眼于將動(dòng)畫作為制作和傳遞動(dòng)態(tài)信號(hào)的技術(shù)設(shè)備，主要研究具體動(dòng)畫設(shè)計(jì)制作技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用和動(dòng)畫自身內(nèi)在設(shè)計(jì)屬性的發(fā)展?fàn)顩r，如如何更好地完成動(dòng)畫人物造型的技術(shù)等；第二，符號(hào)層次是指信號(hào)的類型，即在動(dòng)畫中什么內(nèi)容在發(fā)生變化、如何變化（例如運(yùn)動(dòng)變化、形態(tài)變化、觀察角度變化等），主要是研究動(dòng)畫作為一種媒體符號(hào)表征形式能否成為當(dāng)前數(shù)字化環(huán)境下的教學(xué)信息傳遞基本單元，以及如何使用這種媒介來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)績(jī)效；第三，心理層次是指當(dāng)觀察并理解動(dòng)畫時(shí)，學(xué)習(xí)者內(nèi)部所發(fā)生的心理感知和認(rèn)知加工過(guò)程，主要研究動(dòng)畫作為教學(xué)信息的表征形式在促進(jìn)學(xué)習(xí)者內(nèi)部有意義學(xué)習(xí)中具體是如何影響認(rèn)知過(guò)程的，如感知覺(jué)、記憶、思維和問(wèn)題解決等。通過(guò)對(duì)這三個(gè)層次的分析，當(dāng)前關(guān)于動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)研究和教學(xué)應(yīng)用設(shè)計(jì)觀點(diǎn)已由傳統(tǒng)的技術(shù)設(shè)備角度轉(zhuǎn)變?yōu)閺膶W(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)活動(dòng)的角度出發(fā)，即研究者們最關(guān)心的問(wèn)題是動(dòng)畫何時(shí)以及如何促進(jìn)學(xué)習(xí)者的內(nèi)部學(xué)習(xí)過(guò)程。因此，首先需要在研究?jī)?nèi)容上將動(dòng)畫多媒體信息呈現(xiàn)方式與學(xué)習(xí)者的個(gè)體特征相結(jié)合展開(kāi)研究，厘清不同個(gè)體特征下的動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)特點(diǎn)。其次，動(dòng)畫多媒體作為一種信息呈現(xiàn)方式（符號(hào)表征形式），要實(shí)現(xiàn)好的學(xué)習(xí)效果還需要與教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)方式相關(guān)聯(lián)。只有不同動(dòng)畫媒體形式與教學(xué)內(nèi)容信息設(shè)計(jì)方式相適配，才能讓學(xué)習(xí)者產(chǎn)生良好高效的學(xué)習(xí)效果。最后，教師將動(dòng)畫多媒體教材融入具體學(xué)科課程的教學(xué)策略也會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)者的最終學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生重大影響。因此，需要將動(dòng)畫多媒體信息呈現(xiàn)方式與教學(xué)策略實(shí)施方式相結(jié)合展開(kāi)研究。

總之，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有相關(guān)的系統(tǒng)實(shí)證研究來(lái)證明動(dòng)畫效果要好于純靜態(tài)教材，更沒(méi)有確切的關(guān)于動(dòng)畫是如何促進(jìn)學(xué)習(xí)者內(nèi)部認(rèn)知過(guò)程機(jī)制的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。因此，需要將動(dòng)畫多媒體信息形式與學(xué)習(xí)者個(gè)體特征、教學(xué)信息內(nèi)容設(shè)計(jì)特征和教學(xué)策略實(shí)施方式等進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。只有這樣，才能系統(tǒng)清晰地看到動(dòng)畫多媒體信息表征方式對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)認(rèn)知過(guò)程的影響。

（二）動(dòng)畫多媒體學(xué)習(xí)研究方法的分析

傳統(tǒng)多媒體學(xué)習(xí)研究通常采用反應(yīng)時(shí)間（錯(cuò)誤率）測(cè)定和追蹤測(cè)量的認(rèn)知心理行為研究范式。[29]反應(yīng)時(shí)間（錯(cuò)誤率）測(cè)定主要是測(cè)試被試進(jìn)行某一認(rèn)知加工過(guò)程的時(shí)間或正確率。這個(gè)方法對(duì)于像知覺(jué)和再認(rèn)等較為簡(jiǎn)單的認(rèn)知任務(wù)或過(guò)程是可以的，但是對(duì)于復(fù)雜加工認(rèn)知過(guò)程來(lái)講，用一個(gè)反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)描述多認(rèn)知成分顯然會(huì)過(guò)于粗糙。跟蹤測(cè)量法則要求被試在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中隨時(shí)報(bào)告相關(guān)信息，該方法雖然能夠?qū)λ芯康恼J(rèn)知過(guò)程進(jìn)行即時(shí)測(cè)量，但明顯的實(shí)驗(yàn)條件會(huì)干擾正常的認(rèn)知過(guò)程，而且被試受其表達(dá)能力等多種因素影響，報(bào)告往往會(huì)存在一定的主觀性。新興的眼動(dòng)行為追蹤分析法是一種貼近自然狀態(tài)的心理測(cè)量技術(shù)，它能深入揭示復(fù)雜認(rèn)知活動(dòng)具體實(shí)時(shí)加工的發(fā)生機(jī)制。通過(guò)監(jiān)控學(xué)習(xí)者的眼球運(yùn)動(dòng)不僅可知道學(xué)習(xí)者心理運(yùn)作結(jié)果，而且更為重要的是還可以揭開(kāi)學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)隨時(shí)間改變的過(guò)程，即監(jiān)控眼球相當(dāng)于隨時(shí)監(jiān)控認(rèn)知過(guò)程。[30]在工作記憶資源分配測(cè)量中使用眼動(dòng)儀，不僅能很好地評(píng)估學(xué)習(xí)者與教學(xué)工具的互動(dòng)，而且通過(guò)分析呈現(xiàn)圖片與文字整合的不同形式，能顯示出學(xué)習(xí)者獲得信息時(shí)的信息加工差異。

當(dāng)前圖文結(jié)合的眼動(dòng)行為研究比較多，但對(duì)于動(dòng)畫媒體形式或影視媒體形式的研究在國(guó)內(nèi)外還只是剛起步。這主要有兩方面的原因：一是動(dòng)畫或影視媒體的眼動(dòng)行為研究數(shù)據(jù)龐大，進(jìn)行分析處理需要一種新的統(tǒng)計(jì)分析方法；二是動(dòng)畫或影視方面的實(shí)驗(yàn)材料較難開(kāi)發(fā)制作，尤其是帶有交互性的動(dòng)態(tài)多媒體信息表征。因此，非常有必要嘗試在動(dòng)畫情境下的多媒體學(xué)習(xí)研究中引入眼動(dòng)行為分析研究法，探索新的數(shù)據(jù)處理與研究流程。

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