眼動技術在我國教學視頻設計研究中的應用綜述

【摘要】隨著近年來在線教育的發展，教學視頻成為在線學習的主要資源，教學視頻資源開發的相關研究得到廣泛關注。眼動追蹤技術為信息加工領域的研究提供數據支持，因此也被運用到教學視頻資源設計開發領域。本文梳理了近年來我國教學視頻設計研究領域中眼動技術的應用現狀，并討論眼動技術在該領域的進一步發展。

【關鍵詞】眼動技術? 教學視頻? 多媒體學習

【中圖分類號】G64 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）21-0111-02

一、研究背景

隨著大規模開放在線課程的迅速發展，教育視頻得到廣泛應用，從最初的輔助性資源成為在線學習的主要資源，教學視頻的相關研究也獲得多媒體學習領域研究者的廣泛關注。如何設計教學視頻才能更好地引導學習者的注意力、促進學習者的信息處理和信息整合能力、提高學習者的積極性和學習效果，也成為了多媒體學習領域的熱點問題。作為認知科學的研究方法之一，眼動追蹤技術相較于傳統的行為實驗方法具有方法和技術上的優勢，能夠通過追蹤和記錄個體在學習過程中的眼球運動，幫助研究者探究學習者視覺加工過程和內部認知過程。因此，眼動技術被逐漸運用教學視頻資源開發的領域中。

本文主要從文獻年度分析、眼動指標的運用和文獻內容分析三個角度，梳理和分析眼動技術在我國教學視頻設計研究中的應用現狀，進而展望眼動技術在教學視頻設計領域的進一步應用。

二、文獻選擇方法

本研究的文獻均來自中國知網（CNKI），檢索時的關鍵詞為“教學視頻”和“眼動”。優先選取了核心期刊和CSSCI期刊的論文及博碩士論文，并參考了被引次數，以保證論文的代表性。通過對檢索后的文獻進行整理和篩選，最終得到期刊論文8篇，博碩士論文17篇，共計25篇論文，作為本文的研究樣本。

三、研究結果與分析

1.文獻年度分析

各年文獻數量分布如表1。從檢索到的25篇文獻來看，國內最早將眼動追蹤技術應用到視頻教學設計研究的論文是鄭俊、王福興等于2012年發表在心理研究雜志上的《多媒體視頻學習中的教師角色》一文。論文數量的變化也體現出，眼動追蹤技術在視頻教學中的應用是一個比較新的研究方向，近年來的論文數量總體呈現上升趨勢。

2.眼動指標在研究中的運用

通過對文獻中所使用的眼動指標進行總結，發現目前研究中使用最多的是注視類指標，主要包括注視時間、注視次數和注視熱點。而眼跳類指標和瞳孔直徑使用較少。研究者往往綜合選用多個眼動指標，并綜合眼動技術和認知行為學實驗方法，來探究和分析學習者的視覺認知加工過程，比較學習者的學習效果、積極性和學習滿意度。

3.文獻內容分析

通過對文獻內容的分析，我們將眼動技術在教學視頻設計研究中的應用主要分為以下四個方面：（1）指導教學視頻的字幕設計;（2）指導教學視頻中的線索設計;（3）指導教學視頻中的交互設計;（4）指導教學視頻中教師的呈現方式。

3.1教學視頻的字幕設計

字幕是教學視頻重要的構成要素，具有呈現信息、組織信息的功能。教學視頻中字幕的設計、布局、類型和呈現方式影響著個體的學習效果和視覺認知過程。

孫穎飛[1]以MOOC視頻為研究對象，探究MOOC視頻中字幕的布局方式。研究發現，上下布局的方式下，學習者的學習效果和主觀滿意度優于左右布局;而相對于上下布局組，左右布局的方式下，學習者會更多注意字幕呈現區域。

王雪、王志軍等[2]將教學視頻中的字幕設計方式分為無字幕、全字幕和概要字幕三種，研究當知識類型（陳述性、程序性）不同時，三種字幕設計對學習者的影響。研究發現，對于陳述性知識，全字幕設計視頻的學習者的學習數量最多，且學習數量與字幕區的眼動指標呈正相關;而概要字幕設計視頻的學習者學習質量最好。對于程序性知識，概要字幕設計視頻的學習者學習數量和質量比另外兩種字幕設計更好。

龐麗[3]發現在教學視頻中呈現講解字幕、在講解字幕中加入重難點提示、在教學視頻中添加綱要字幕，均有助于提高學習效果。其中，講解字幕呈現在相應畫面鄰近位置有利于學習效果的提升，而與“順序型”綱要字幕相比，“并列型”綱要字幕呈現方式下，學習者學習效果更好。

以上研究表明，教學視頻合理的字幕設計有助于促進學生的認知加工，提高教學效果，因此應根據知識點的類型，合理安排和選擇字幕的布局方式及類型。

3.2教學視頻中的線索設計

教學視頻中線索也是一個重要的元素，線索可以幫助學習者注意重難點信息，引導學習者組織和整合新舊知識。線索一般可以分為視覺線索和言語線索兩種類型。

余慧芬[4]的研究發現，在視頻中添加線索可以幫助學習者更好的分配注意力，其中言語線索效果最佳;視覺言語組合線索可以促進學習者的知識遷移水平，而視覺線索會增加學習者的認知負荷。

曹瑞青[5]按照知識類型（程序性、陳述性）對教學視頻進行分類，按照學習風格（視覺型、言語型）對學習者進行分類，探究了當提供不同線索類型（視覺、言語）時，不同學習者學習不同類型知識的效果。研究發現，對于程序性知識，為言語型學習風格學習者提供言語線索，為視覺型學習風格學習者提供視覺線索，均能取得最好的教學效果;而對于陳述性知識，兩種風格的學習者均在提供言語線索的視頻學習中取得最好效果。

韓佳雪[6]將線索類型分為視覺線框線索和言語文字線索，并結合了學習者先前知識經驗水平（高、低），探究線索類型對不同學習者學習效果的影響。研究發現，提供視覺線框線索，能夠促進低經驗知識水平學習者的遷移成績和滿意度，并增加其對學習重點區域的總體注視次數和平均注視時長;提供視覺線框線索，能夠促進于高知識經驗水平學習者對學習重點的注意和加工。

以上幾個研究分別探究了對于不同類型的知識，和對于不同經驗知識水平、不同類型學習風格的學習者，線索的類型對其學習效果和視覺加工過程的影響。綜上，在開發視頻教學資源時，應根據學習者特點和教學目標選取合適的線索類型。

3.3教學視頻中的交互設計

教學視頻中的交互設計可以提高學生的學習持續性、學習質量和學習興趣，也成為研究者重點關注的領域。交互設計的類型包括前嵌問題、內嵌測試、自主選擇學習策略、反思策略等。

周圍[7]以MOOC教學視頻為研究對象，研究了內嵌測試和自主選擇學習順序兩種交互方式對學習效果的影響。其中，內嵌測試的交互方式的反饋設計包括無交互無反饋、無反饋、對錯反饋、圖文反饋。實驗結果表明，圖文反饋效果最佳，對錯反饋次之，無交互無反饋效果最差。因此，內嵌測試的反饋設計越豐富，學習者的學習效果越好。而自主選擇學習順序的交互按照自主選擇程度分為無選擇、選擇既定順序、完全自主選擇三種方式。實驗結果表明，當學習陳述性知識時，自主選擇程度越高，效果越好;當學習程序性知識時，完全自主選擇最好，選擇既定順序則不利于學習者的學習。

曾菲[8]的研究發現，反思策略的嵌入提高了學習者知識遷移的能力，其中“批判性問題”策略比“反思筆記”策略效果更好;而且這種策略不會增加學習者的認知負荷，并且能夠促進學習者積極情緒的提升。

謝耀輝[9]探究在視頻中添加前嵌問題的效果，發現添加前嵌問題但不提供反饋，有助于提高學習效果;對于低知識經驗水平學習者，不僅提高學習效果而且提高注意力;對于高動機水平的學習者，不僅提高學習效果而且提高視覺搜索效率。

通過分析以上文獻可以發現，教學視頻中的交互設計可以提高學習者的積極性、參與度、注意力和信息加工深度，有助于學生理解、梳理和記憶新舊知識。因此，在開發視頻教學資源時應選擇適當的交互設計方法。

3.4教學視頻中教師的呈現方式

通過在教學視頻中融入教師聲音、形象等因素，能夠更好的創設學習情境，調動學習者的積極性，增加視頻教學的互動性。因此，對教師的呈現方式的研究，也是教學視頻資源開發研究的熱點之一。

鄭俊、趙歡歡等[10]發現，當文字PPT與教師形象同時呈現時，相對于文字PPT，學習者會更多注視動態教師形象，而且對教師形象的注視越多，學習效果越好。

王紅艷、胡衛平[11]等探究對于不同類型知識（陳述性、程序性）的教學視頻，教師的目光引導與姿勢引導對學習者學習效果和眼動數據的影響。研究結果表明，教師目光引導和姿勢引導，都比無引導的教學視頻效果更好，具體表現在學習者對教學重點區域的注視次數和注視時間更多，提高了學習者注意力，而教學重點區域和非教學重點區域之間的眼跳次數降低，認知負荷降低，學習效果得到提升。

李麗[12]進一步將教師引導方式（無引導、目光引導、手勢引導、目光+手勢引導）和學習者先驗知識水平（高、低）相結合進一步設計實驗。結果表明，當學習者知識經驗水平較低時，手勢引導可以提升保持遷移成績，提高對重點區域的注視時長，促進視覺搜索效率;而目光引導對學習者的注意力分配、學習者的學習效果均無顯著影響。當學習者知識經驗水平較高時，手勢引導只能提高的保持成績和視覺搜索效率，對遷移成績和重點區域注視時長無顯著影響;目光引導降低了重點區域注視時長，但對學習者的注意力分配、學習者的學習效果均無顯著影響。

總結以上文獻可以得出，應考慮學習者的先驗知識水平，要學習的知識類型，來選擇視頻教學資源中教師呈現的方式。

四、結論與展望

綜上所述可以看出：1.在我國，對眼動技術在視頻教學領域的應用呈現上升趨勢，但還有很多值得挖掘的方向;2.從眼動指標的選取上來看，現階段使用最多的是注視類指標，眼跳類指標和瞳孔直徑使用相對較少，在研究時往往選取多個指標，并結合認知行為實驗，來分析學習者的學習效果和視覺認知加工過程。在以后的研究中，還可以考慮眼動技術、認知行為實驗與腦電技術的結合，進一步探索教學視頻學習過程中的認知加工機制;3.在教學視頻中添加字幕、線索、交互設計和教師形象，都是有效提高學生學習視頻教學資源效果的方法，但在設計時，要綜合考慮教學目標、知識類型、學習者學習風格、學習者的先驗知識，合理優化教學資源的設計。

參考文獻：

[1]孫穎飛.MOOC視頻界面布局對學習效果影響的眼動研究[D].陜西師范大學，2016.

[2]王雪，王志軍，候岸澤.網絡教學視頻字幕設計的眼動實驗研究[J].現代教育技術，2016（02）：45-51.

[3]龐麗.教學視頻中字幕呈現方式對學習效果的影響研究[D].天津師范大學，2019.

[4]余慧芬.教學視頻中不同類型的線索對學習的影響研究[D].華中師范大學，2017.

[5]曹瑞青.教學視頻中線索對學習效果影響的實驗研究[D].天津師范大學，2019.

[6]韓佳雪.教學視頻中線索類型與學習者先前知識經驗水平對其學習效果的影響[D].華中師范大學，2018.

[7]周圍.MOOC教學視頻中交互設計規則的構建研究[D].天津師范大學，2018.

[8]曾菲.嵌入反思策略的教學視頻對學習者學習的影響研究[D].天津師范大學，2018.

[9]謝耀輝.教學視頻中前嵌問題與反饋對學習的影響[D].華中師范大學，2019.

[10]鄭俊，趙歡歡，顏志強，王福興，馬征，張紅萍.多媒體視頻學習中的教師角色[J].心理研究，2012（05）：85-90.

[11]王紅艷，胡衛平，皮忠玲，葛文雙，徐益龍，范笑天，梁燕玲.教師行為對教學視頻學習效果影響的眼動研究[J].遠程教育雜志，2018（05）：103-112.

[12]李麗.教學視頻中教師手勢和目光引導對學習者學習的影響：經驗反轉效應[D].華中師范大學，2019.

作者簡介：

付雙納（1994-），女，漢族，河南省駐馬店人，廣州大學教育技術學碩士研究生。