不同知識類型微視頻中教師圖像對高中生學習的影響*

喻靜敏 蔡建東

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不同知識類型微視頻中教師圖像對高中生學習的影響*

喻靜敏 蔡建東

（河南大學 現代教育研究所，河南開封 475004）

文章結合問卷調查法和眼動實驗，探討了不同知識類型微視頻中教師圖像對高中生學習的影響，結果發現：微視頻中教師圖像對高中生的社會存在感和認知負荷均沒有顯著影響；微視頻中教師圖像會減少高中生對PPT內容的視覺注意；陳述性知識類型微視頻中教師圖像會提升高中生的學習效果，而程序性知識類型微視頻中教師圖像對高中生的學習效果沒有什么影響。基于此，文章就微視頻中教師圖像的設計提出了建議，以期為微視頻的設計提供科學的參考依據。

微視頻；知識類型；教師圖像；學習過程；學習效果；高中生

引言

如何建設并共享優質數字教育資源，一直是教育信息化推進過程中面臨的關鍵問題之一。目前，由于高中課業重且時間有限，傳統的課堂教學已經遠遠滿足不了學習者的個性化需求，許多高中一線教師開始逐漸嘗試將課堂上的重點、難點和習題講解等制作成微視頻應用于實際教學中。然而，根據高中一線教師設計制作微視頻的實際情況來看，大多數教師對于微視頻中是否應該出現教師圖像存在疑惑和爭議。如Guo等[1]對edX平臺上的690萬條視頻觀看記錄進行了分析，認為微視頻中呈現教師圖像有助于學習者學習；黎加厚[2]通過自己在教師微課培訓中的實踐經驗，認為教師圖像是與教學內容無關的內容，會干擾學習；曹建霞等[3]采用問卷調查法進行研究，發現在7分鐘左右的教學視頻中呈現教師圖像會降低社會存在感，但對學習效果有促進作用；而楊九民[4]通過問卷調查法，發現在7～8分鐘不同知識類型的在線視頻課程中，有無教師圖像對大學生學習效果的影響并不相同。由此可見，研究者對于微視頻中是否呈現教師圖像這一問題的研究結論并未達到一致；研究對象主要聚焦于高等教育學習者，而很少涉及基礎教育學習者；研究內容方面則很少區分微視頻的知識類型，忽略了知識類型的影響。

基于此，本研究嘗試結合問卷調查法和眼動實驗，以知識分類為切入點，來探討不同知識類型微視頻中教師圖像對高中生學習（主要包括學習過程和學習效果）的影響，從心理層面探討高中生微視頻學習的認知規律，為設計、制作出更能符合高中生學習需要且學習效果更佳的微視頻提供科學的依據，從而促進優質基礎教育資源的建設，推動基礎教育信息化的發展。

一 實驗設計

1 實驗目的

本研究包括兩個實驗：實驗一主要探討陳述性知識類型微視頻中教師圖像對高中生學習的影響，實驗二主要探討程序性知識類型微視頻中教師圖像對高中生學習的影響。

2 實驗對象

兩個實驗均從河南省H中學高一學生中隨機抽取被試40人，其年齡范圍均為14～16歲；所有被試按照男女比例隨機分為2組，每組20人。其中，實驗一剔除眼動數據記錄異常和問卷填寫異常的被試4人，剩余有效被試共36人，其中男生20人、女生16人；實驗二剔除眼動數據記錄異常和問卷填寫異常的被試5人，剩余有效被試共35人，其中男生18人、女生17人。

3 實驗變量

（1）自變量

①知識類型：包括陳述性知識類型和程序性知識類型兩種。

②教師圖像：主要針對微視頻中是否出現教師圖像，分為有教師圖像和無教師圖像。在有教師圖像的微視頻中，教師呈現方式采用當下最常用的真人嵌入式，即真人教師的圖像以獨立小窗口的形式嵌在視頻畫面的右下角。

（2）因變量

①社會存在感：主要指學習者在微視頻學習過程中能夠感知自己是一個“真實存在的人”的程度及其與他人的情感聯系程度。測量工具采用楊九民[5]的“社會存在感正式問卷”。

②認知負荷：主要指學習者在完成微視頻學習這一特定認知任務的過程中所需要付出的心理努力的總和。測量工具采用Pass等[6]的9級評分制“認知負荷自評量表”。

③眼動指標：主要反映學習者在微視頻學習過程中對視頻畫面中各個區域的視覺分配情況。本研究主要考察兩個眼動指標：注視時間，即被試視線停留在注視點上所持續的時間，能夠反映被試對實驗材料加工的程度大小[7]；注視次數，即被試對實驗材料的注視點個數，能夠反映被試在觀看實驗材料時對其的理解情況、閱讀或學習策略及實驗材料的難易程度，此指標一般與注視時間密切相關[8]。測量工具采用Tobii T120型眼動儀。

④學習效果：包括保持測試成績和遷移測試成績。保持測試成績檢測被試對微視頻中所學知識的記憶情況，遷移測試成績則檢測被試對微視頻中所學知識的理解和運用情況。兩者均采用傳統的紙筆測試形式，做對一道題記1分，做錯記0分。測試題共有10道單選題，包括6道保持測試題、4道遷移測試題。這些題目均由權威學科教師進行設計、修改和完善，具有一定的代表性和科學性。

4 實驗材料

實驗一的實驗材料是以高中生物學科的理論知識“血糖平衡的調節”為主題、時長為5分47秒的微視頻；實驗二的實驗材料是以高中化學實驗“氨氣的實驗室制法”為主題、時長為5分29秒的微視頻。兩個實驗的微視頻主題和講稿均參考權威學科老師的意見而選定和設計，具有一定的代表性、可行性和科學性；微視頻均采用“PPT+教師講解”的形式，均分為有教師圖像和無教師圖像兩種。為了便于記錄微視頻中各區域的視覺注意情況，本研究將整個視頻畫面劃為一個興趣區，以記錄被試對微視頻的總體視覺注意情況；將教師圖像區域劃為一個興趣區，以記錄被試對教師圖像區域的視覺注意情況——兩者相減即為PPT區域的視覺注意情況。

5 實驗環境與設備

兩個實驗均在H中學的錄播教室中進行，室內設有隔光窗簾，溫度適宜，錄播教室專門設計了吸音板和隔音墻，以確保被試在一個條件舒適且避免外界干擾的環境中進行實驗。實驗過程中所有被試使用同一臺Tobii T120型眼動儀記錄眼動數據，此眼動儀集成于一臺惠普計算機的顯示器中，無可見的或移動式的“追蹤裝置”，能確保在被試完全自然的狀態下記錄其眼動數據。

6 實驗過程

①被試在實驗前填寫基本信息問卷和先前知識測試問卷；②被試提前進入實驗室熟悉實驗環境，同時由主試向被試介紹實驗的目的、要求和相關注意事項；③引導被試坐在距離眼動儀55cm的位置，采取五點定標方法進行眼動定標，隨后呈現實驗指導語，并進入練習和緩解緊張階段（共5秒）；④進入正式實驗，顯示器呈現相關實驗材料，同時眼動儀開始記錄眼動數據；⑤實驗材料學習完畢后，被試獨立填寫相關問卷。

二 實驗分析

1 社會存在感的t檢驗結果

利用獨立樣本t檢驗，分別對兩個實驗中兩組（即有教師圖像組和無教師圖像組）被試的社會存在感做差異分析，結果發現：兩個實驗中兩組被試的社會存在感均不存在顯著性差異（t=-0.111，P=0.913>0.05；t=-0.985，P=0.332>0.05）。

2 認知負荷的t檢驗結果

利用獨立樣本t檢驗，分別對兩個實驗中兩組被試的認知負荷做差異分析，結果發現：兩個實驗中兩組被試的認知負荷均不存在顯著性差異（t=-0.466，P=0.644>0.05；t=1.383，P=0.176>0.05）。

3 眼動指標的t檢驗結果

利用獨立樣本t檢驗，分別對兩個實驗中兩組被試的各區域注視時間和注視次數做差異分析，結果如表1所示。

表1 各區域注視時間和注視次數的獨立樣本t檢驗結果

在表1中，t值和P值顯示：兩個實驗中兩組被試的總注視時間和總注視次數均不存在顯著性差異，但是兩組被試的PPT區域注視時間和注視次數均存在顯著性差異；而均值顯示：兩個實驗中被試在有教師圖像微視頻中PPT區域的注視時間和注視次數均顯著低于無教師圖像微視頻中PPT區域的注視時間和注視次數。

4 學習效果的協方差分析結果

為了消除先前知識水平對學習者學習效果的影響，本研究以教師圖像為自變量，分別以保持測試成績和遷移測試成績為因變量，以先前知識水平測試成績為協變量，進行了學習效果的協方差分析。在實驗一中，兩組被試之間的同質性假設檢驗均沒有達到顯著水平[F（1，34）=1.764，P>0.05；F（1，34）=0.094，P>0.05]；而在實驗二中，兩組被試之間的同質性假設檢驗也均沒有達到顯著水平[F（1，33）=3.041，P>0.05；F（1，33）=2.261，P>0.05]，符合協方差分析的同質性檢驗條件，故能夠進行協方差分析。協方差分析結果顯示，兩個實驗中協變量的學習效果均未達到顯著水平，表明先前知識水平測試成績對因變量保持測試成績和遷移測試成績的解釋力不高；在實驗一中，兩組被試在保持測試成績[F(1,33)=4.249，P<0.05]和遷移測試成績[F（1，33）=4.832，P<0.05]上的差異均達到顯著水平，有教師圖像組的保持測試成績和遷移測試成績均顯著高于無教師圖像組；而在實驗二中，兩組被試在保持測試成績[F（1，32）=0.100，P>0.05]和遷移測試成績[F（1，32）=0.337，P>0.05]上的差異均未達到顯著水平。

三 實驗結果

1 教師圖像對社會存在感的影響

如前文所述，兩個實驗的結果表明：在不同知識類型的微視頻學習過程中，有教師圖像組和無教師圖像組被試的社會存在感均不存在顯著性差異。這一結果與楊九民[9]和Homer等[10]的研究結果一致，但與皮忠玲[11]和曹建霞等[12]的研究結果不一致。本研究的實驗結果與皮忠玲的研究結果不一致，可能是由于被試的年齡階段、視頻時長和教師呈現方式不同所導致的；與曹建霞的研究結果不一致，則可能是被試、社會存在感問卷和教師呈現方式不同所導致的——當然，這一解釋還有待進一步研究和證實。具體來說，皮忠玲選取的被試為大學生、教師呈現方式為課堂實錄式且視頻時長為25分鐘，曹建霞選取的被試為大學生、教師呈現方式為融合式且問卷參考Short等[13]和蔡珮[14]的社會存在感問卷，而本研究采用的是楊九民編制的社會存在感問卷。黎加厚[15]的研究顯示，一般人保持注意力集中的有效時間大概是10分鐘左右。基于此，本研究認為教學視頻時間過長，學習者的注意力便難以集中，易產生疲勞感和孤獨感，需要在視頻中呈現教師圖像以提高學習者的社會存在感，促使學習者進行信息加工；而對于時長較短的微視頻來說，時間短可以使學習者集中注意學習且不易產生疲勞感和孤獨感，所以微視頻中教師圖像對學習者的社會存在感沒有太大影響。

2 教師圖像對認知負荷的影響

如前文所述，兩個實驗的結果表明：在不同知識類型的微視頻學習過程中，有教師圖像組和無教師圖像組被試的認知負荷均不存在顯著性差異。這一結果與楊九民[16]的研究結果相吻合，但與皮忠玲[17]和Homer等[18]的研究結果不同。本研究的實驗結果與Homer等的研究結果不同，可能是由于視頻時長、被試的文化背景和年齡階段的差異所導致的；與皮忠玲的研究結果不一致，可能是由于被試的年齡階段、視頻時長和教師呈現方式不同所導致的——當然，這一解釋也有待進一步的研究和證實。認知負荷理論和多媒體學習認知理論指出，在學習過程中呈現與學習任務沒有直接關系的視覺信息和聽覺信息，會在一定程度上增加學習者的外在認知負荷，從而對學習效果產生干擾。但從本質上來講，微視頻中的教師圖像并不是與學習內容無關的信息，教師圖像作為一種社會線索反而具有重要的社會意義，對學習者的學習效果具有積極的促進作用。因此，微視頻中教師圖像對高中生產生的認知負荷并沒有什么影響。

3 教師圖像對視覺注意的影響

如前文所述，兩個實驗的結果表明：在不同知識類型的微視頻學習過程中，有教師圖像組和無教師圖像組被試的總注視時間和總注視次數均不存在顯著性差異，但是兩組被試的PPT區域注視時間和注視次數均存在顯著性差異，且有教師圖像組的PPT區域注視時間和注視次數均顯著低于無教師圖像組。在微視頻中呈現教師圖像會吸引高中生的注意力，增加對教師圖像的信息加工，但會減少高中生對PPT區域知識內容的關注、減少對知識內容的深度加工，這在一定程度上說明了高中生在單位時間內的注意力資源是有限的，當學習者分配較多的注意力于特定的內容（如教師圖像）時，其分配到其它內容（如PPT的學習內容）的注意力就會相對減少——這一研究結果和張家華等[19]、鄭俊等[20]的研究結果基本一致。微視頻中教師圖像是知識內容講解的聲音來源，會吸引高中生的部分視覺注意，從而減少其對PPT內容的關注。

4 教師圖像對學習效果的影響

如前文所述，兩個實驗的結果表明：陳述性知識類型微視頻中的教師圖像與學習效果之間具有一定的關聯性，呈現教師圖像能夠提升高中生的學習效果，提高保持測試成績和遷移測試成績；而程序性知識類型微視頻中的教師圖像對高中生的學習效果沒有產生什么影響，兩者之間并沒有明顯的相關性。這一實驗結果與楊九民[21]、皮忠玲[22]和曹建霞等[23]的研究結果相符，但與Homer等[24]的研究結果并不一致。本研究的實驗結果與Homer等的研究結果不同，可能是由于視頻時長和被試文化背景差異所導致的。另外，針對不同知識類型微視頻中教師圖像對高中生的學習效果產生不同的影響這一研究結果，究其原因，主要是由于不同類型知識的特點所導致的：陳述性知識是外顯的，易于表征，在學習過程中更注重對知識的識記和理解，高中生會更加關注教師對知識的講解，因此，在陳述性知識類型微視頻中呈現教師圖像能夠使高中生將注意力放在教師對知識的講解上，在一定程度上促進了高中生主動地對教師所講的知識進行深度加工，故有利于提升高中生的學習效果；而程序性知識是內隱的，難以表征，在學習過程中更注重掌握具體的操作步驟和方法，學習主要依賴后期的操作和聯系[25]，所以，在程序性知識類型微視頻中呈現教師圖像對高中生的學習效果不會有太大的影響。

綜上所述，本研究得出了以下結論：①不同知識類型微視頻中教師圖像對高中生學習過程中所產生的社會存在感和認知負荷均沒有顯著影響；②不同知識類型微視頻中教師圖像會減少高中生對PPT內容的視覺注意；③不同知識類型微視頻中教師圖像對高中生學習效果的影響不同——陳述性知識類型微視頻中教師圖像會提升高中生的學習效果，而程序性知識類型微視頻中教師圖像對高中生的學習效果沒有什么影響。

四 微視頻中教師圖像呈現的設計建議

基于上述實驗結果，本研究針對微視頻中教師圖像呈現的設計提出了以下建議：

1 避免將在線學習理論和多媒體學習理論直接應用于微視頻的設計之中

雖然微視頻與在線學習、多媒體學習之間的關系密切，并已有研究者基于它們之間的聯系將在線學習理論和多媒體學習理論應用到視頻資源的設計中[26][27]，但是相關的實證研究匱乏，且有時相矛盾。如皮忠玲[28]基于在線學習理論中的社會存在感理論和認知負荷理論，提出在教學視頻中呈現教師圖像會增加學習者在視頻學習過程中產生的社會存在感和認知負荷。但本研究發現，不同知識類型微視頻中教師圖像對高中生在微視頻學習過程中所產生的社會存在感和認知負荷均沒有顯著影響，這一結果與楊九民[29]的研究結果相吻合。因此，在微視頻的設計過程中，不能直接應用在線學習理論和多媒體學習理論，微視頻的設計與開發應以實證研究作為設計的科學基礎，通過一系列實證研究發展、完善適用于微視頻學習的理論，總結出實用、價值高的微視頻設計與開發策略，從而優化微視頻的設計，以更好地促進學習者的學習。

2 陳述性知識類型微視頻中應盡量呈現教師圖像，提升學習者的學習效果

實驗結果表明，陳述性知識類型微視頻中呈現教師圖像能夠使高中生集中注意力關注教師的講解，更為專注于學習，促進高中生對知識內容的理解和掌握，從而提升學習效果。但是在微視頻中呈現教師圖像時，需要注意主講教師的形象：主講教師的形象氣質要佳，其著裝一定要大方得體，盡量不要佩戴首飾及各種配件，盡量穿與環境背景顏色相差較大的純色衣服，盡量不要穿條紋或格子衣服。另外，微視頻中呈現教師圖像時應盡量讓學習者有一種一對一指導的感覺，故主講教師需注意與學習者進行眼神交流，同時需要注意適當地運用教師姿勢（如節拍型姿勢和意向型姿勢等）。有研究結果表明，在教學視頻中添加適當的教師姿勢，能夠增加學習者對視頻的視覺注意，并且能夠促進學習者對知識的理解，從而提高學習效果[30]。

3 程序性知識類型微視頻中應盡量不呈現教師圖像，防止學習者分散注意力

在程序性知識的學習過程中，學習者應多注重掌握具體的操作步驟和方法。實驗結果表明，程序性知識類型微視頻中呈現教師圖像對高中生的學習效果不會產生太大的影響，但是會在一定程度上分散高中生的注意力去關注教師圖像，從而減少其對PPT中知識內容的關注。基于此，本研究建議在程序性知識類型微視頻中盡量不要呈現教師圖像，這樣可在一定程度上防止高中生分散注意力，從而在具體的操作步驟和方法上投入更多的視覺注意。

[1]Guo P J, Kim J, Rubin R. How video production affects student engagement: An empirical study of MOOC videos[OL].

[2][15]黎加厚.微課的含義與發展[J].中小學信息技術教育,2013,(4):10-12.

[3][12][23]曹建霞,傅安娜,王銳,等.教學視頻中教師呈現方式對學習者社會存在感和學習效果的影響[J].現代教育技術,2017,(7):75-81.

[4][5][9][16][21][29][30]楊九民.在線視頻課程中教師對學習過程與效果的影響[D].武漢:華中師范大學,2014:49-77.

[6]Paas F, Tuovinen J E, Tabbers H, et al. Cognitive load measurement as a means to advance cognitive load theory[J]. Educational Psychologist, 2003,(1):63-71.

[7]王玉琴,王咸偉.媒體組合與學習步調對多媒體學習影響的眼動實驗研究[J].電化教育研究,2007,(11):61-66.

[8]刁永峰,劉明春,楊海茹.網絡視頻公開課程學習行為眼動實驗研究[J].現代教育技術,2014,(11):81-87.

[10][18][24]Homer B D, Plass J L, Blake L. The effects of video on cognitive load and social presence in multimedia-learning[J]. Computers in Human Behavior, 2008,(3):786-797.

[11][17][22][28]皮忠玲.視頻播客呈現方式對學習效果的影響及其機制的眼動研究[D].武漢:華中師范大學,2014:19-30.

[13]Short J, Williams E, Christie B. The social psychology of telecommunications[J]. Contemporary Sociology, 1978,(1):175-188.

[14]蔡珮.電子布告欄使用行為與社會臨場感研究:以臺大計中BBS為例[D].臺灣:臺灣交通大學傳播科技研究所,1995.

[19]張家華,張劍平,黃麗英,等.“三分屏”網絡課程界面的眼動實驗研究[J].遠程教育雜志,2009,(6):74-78.

[20][26]鄭俊,趙歡歡,顏志強,等.多媒體視頻學習中的教師角色[J].心理研究,2012,(5):85-90.

[25]時宇石.知識分類視角下Web2.0教學模式對大學生學習影響的研究[J].電化教育研究,2014,(3):106-110.

[27]趙園園.基于梅耶多媒體設計理論的微課程設計研究[D].曲阜:曲阜師范大學,2015:8-13.

The Effect of the Instructor’s Figure inthe Different Knowledge Types of Micro Videos on the Senior High School Students’ Learning

YU Jing-min CAI Jian-dong

Thispaperused questionnaires and eye movement experiments to explore the influence of the instructor’s figure in the different knowledge types of micro videos on senior high school students’ learning. The resultsshowed that the instructor’s figure inmicrovideoshadnoremarkableefect on senior high school students’ social presence and cognitive load, while the instructor’s figure inmicrovideos could reduce senior high school students’ visual attention to the PPT content. Meanwhile, itwasfoundthatthe instructor’s figure indeclarativeknowledegetypeofmicrovideo could improve senior high school students’ learning effectiveness, while the instructor’s figure inproceduralknowledegetypeofmicrovideomadenodifferenceto senior high school students’ learning effectiveness. Based on the above results, thispaperproposedsome suggestions for the designofthe instructor’s figure in micro videos, expecting to provide scientific reference for the design of micro videos.

micro video; knowledge type; instructor’s figure; learning process; learning effectiveness; senior high school students

G40-057

A

1009—8097（2018）07—0051—07

10.3969/j.issn.1009-8097.2018.07.008

本文為2015年河南省國際科技合作計劃項目“網絡成癮的神經生物學基礎與矯治研究”（項目編號：152102410026）的階段性研究成果。

喻靜敏，碩士，研究方向為計算機教育應用、數字化教學資源、眼動實驗，郵箱為18739974595@163.com。

2017年11月14日

編輯：小米