教學視頻的動畫視覺設計研究

辜媛　魏曉燕　邵林

摘要：隨著信息化時代的到來，我國各大高校加快了在線公開課程（MOOC）、微課堂等信息技術教學的推進，信息可視化在教育領域逐步得到廣泛運用，視頻處理技術成為其中不可或缺的要素。本文論述了教學視頻中動畫視覺設計的特點與作用，以微課《傷口的愈合》為例，從動畫視覺設計的形象視角、色彩、特效等藝術手段切入分析，梳理了動畫視覺設計在教學視頻中呈現設計的要點。

關鍵詞：教學視頻;動畫;視覺設計;認知負荷

中圖分類號：TP311? ? ?文獻標識碼： A

文章編號：1009-3044（2021）06-0198-03

Abstract： With the advent of the information age， major universities in China have accelerated the promotion of information technology teaching such as online open courses （MOOC） and micro-classroom， and information visualization has gradually been widely used in the field of education， among which video processing technology has become an indispensable element. This paper discusses the characteristics and functions of animation visual design in teaching video. Taking the micro-lesson work Wound Healing as an example， it analyzes the visual visual design of animation from the perspective of image， color， special effects and other artistic means， and summarizes the key points of animation visual design presented in teaching video.

Key words： instructional video; animation; visual design; the cognitive load

教學視頻中的動畫視覺設計是以人的視覺生理機能和心理為基礎，從視覺開始，通過視覺媒介建立的視覺審美經驗，將視覺思維融入創(chuàng)作者形象思維、邏輯思維中，從而向受眾傳達教學信息的一種視覺載體[1]。動畫視覺設計正是通過豐富的形象視角、色彩、特效等藝術手段來貼近、符合當代學習者的審美習慣，并以此改變傳統(tǒng)教學模式中畫面單一，教學視頻視覺美感的不足。進而在視覺上抓住學習者，吸引學習者的注意力，讓學習者基于自己的視覺審美經驗對所傳達的信息內容產生感知、體會。

1 教學視頻中動畫視覺設計的特點

教學視頻的主要目的是有效傳遞教學內容，因此動畫視覺設計不僅僅是在視覺審美基礎上建立的視覺設計，還需考慮其服務于教學，作為教學內容的視覺媒介所需要的特定特點。

1.1 科學性

教學視頻中的教學內容要符合現實的教學規(guī)律及人的認知結構。人的工作記憶非常有限，并不能一次性關注全部內容，因此需要選擇性地對信息進行加工，去粗取精，抓住核心內容，使學習者的認知負荷不超過自身承受范圍。然后，進行視覺畫面的再加工，將教學視頻信息轉化成人的長期記憶。

1.2 開放性

動畫式教學視頻最大的特點是，可以將抽象以及并未定義的形象呈現出來。創(chuàng)作者所創(chuàng)造的形象通過視覺可視化載體呈現而不受客觀條件的束縛，可利用動畫模擬無法拍攝得到的影像或無法近距離觀察的實驗，例如：醫(yī)學手術、機械模擬實驗等。

1.3 藝術性

教學動畫的視覺設計通過繪畫藝術客觀設計表現手法，能將抽象的概念進行視覺上的圖像處理，使抽象概念展現得更清晰、明確。教學內容通過視覺畫面的藝術性形象傳達，使晦澀難懂的知識點得到深化和延伸。[2] 例如：在《傷口的愈合》中呈現的皮膚組織層，運用了不同色彩、形象加以分層顯示，通過對運動及動畫節(jié)奏的控制，把教學信息具體、鮮明地呈現出來，使得教學過程在良好的視覺顯現下完成，更易于激發(fā)學生興趣，有效傳達教學內容。

2 教學視頻中動畫視覺設計的作用

2.1 教育傳播

教學視頻的目的是有效準確地傳達教學內容。當實拍操作無法準確清晰去描述抽象知識時，動畫視覺設計利用其自身的開放性和藝術性創(chuàng)造可視化形象。在完善教學設計過程中，動畫視覺設計考慮到學習內容的特點和學習者的認知心理及受眾群體偏好，借助動畫設計將其轉化成相對感性、富有情節(jié)的內容形式，在教育傳播的同時將理性知識轉化成大眾容易接受的模式。

2.2 啟發(fā)思維

魯道夫·阿恩海姆在《視覺思維—審美直覺心理學》中論述了“感知，尤其是視知覺，具有思維的一切本領，它本身具備了思維功能，認知能力和理解能力”[3]。動畫視覺設計的根本就是視知覺。從視覺信息的輸入，到認識的輸出，在這個過程中大腦經過知覺、表象、思考等階段的信息加工，通過視覺媒介將作者的視覺思維借助圖形圖像等視覺載體傳達給學習者，啟發(fā)學習者進行視覺思維，使其通過自己的視覺思維對動畫視覺設計進行感知、解讀，從而產生共鳴。

2.3 減少認知負荷

澳大利亞心理學家約翰·斯威樂在20世紀80年代末提出了認知負荷理論，認為人的認知資源是有限的，學習者在學習時產生的多維度負荷會阻礙學習效率[4]，而其中外部認知負荷是由學習材料的組織和呈現方式設計不當引起的。為提高學習效率，教學中應盡量減少外部認知負荷，而在教學視頻設計中動畫視覺的動態(tài)化影像能最大化降低外部認知負荷，構建有利于學習者學習的教學內容，使學生在有限認知資源內獲得最大學習效果。

3 微課《傷口的愈合》中動畫視覺設計研究

微課作品《傷口的愈合》是2017年第10屆中國大學生計算機設計大賽參賽作品，教學類型屬于高中生物微課，其教學目標是讓學生理解并掌握傷口愈合的四個時期，幫助高中生全面地了解傷口愈合，減輕學生對受傷后的恐懼。在做課程設計時，為更清晰、明確地視覺呈現、剖析皮膚內部結構，幫助學習者更深層次地理解皮膚組織，分清每個階段不同細胞的作用，在制作手法上選擇了動畫制作和虛擬拍攝像結合的辦法，將抽象概念進行視覺上的圖像處理，運用動畫概括、簡化、夸張手法，使內容展現透徹而生動，引導學生產生深入學習的興趣。

3.1 圖形設計

圖形設計是動畫視覺呈現的基礎，我們在解釋內隱等無法表述的概念時，可通過圖形設計實現可視化視覺形象，使其具備美的形式和富有感染力的視覺效果。圖1和圖2為兩種不同建構的皮膚圖形設計，其中圖1為網絡上提供的皮膚截面參考圖，圖2為《傷口的愈合》中呈現的皮膚組織層。在課程圖形設計中，以皮膚參考圖為基礎，提取教學內容中涉及的元素，運用不同色彩和形象將皮膚表層、肌肉層、脂肪層、血管層明確地分層顯示，去除多余雜亂的細節(jié)設計，概括、簡化地歸納出主要內容。這樣的圖形設計不僅能將學習者的注意力集中在關鍵信息上，還能減少學習者對信息輸入的認知負荷。

總之，動畫圖形的設計是一個選擇、加工、提煉的過程，我們不僅要在學習生活中留心觀察，為創(chuàng)作提供參考，更需想象力及創(chuàng)造性思維對圖形設計加以選擇和設定。

3.2 色彩設計

視覺是具有選擇性的，可以使觀察者的注意力總是指向最喜歡的東西[3]。動畫視覺設計中的顏色設計正是運用了這一點來吸引學習者的注意力。眼睛是一個感知光線的器官，通過光線給人提供視覺，而人的眼睛在面對亮度過高的畫面時會受刺激而易產生視覺疲勞。因此，在動畫視覺設計的色彩使用上，不宜大面積使用明度較高的顏色。圖3和圖4是《傷口的愈合》中兩個不同背景設計，其中圖3背景是以明度較高的淡黃色為主調，與講解中圖示所呈現的內容融合在一起，并未拉開層次，而圖4背景選擇明度較低的灰藍色調，疊加在皮膚組織層上方，既拉開層次凸顯主題，又符合了主題環(huán)境。此外，同一畫面中可適當使用不同明度的顏色，通過利用明度的差別拉開縱深關系，增強畫面的透視感，使學習者更易直接獲取核心信息。

3.3 動畫特效設計

動畫特效設計是基于動畫視覺設計來設定的，其目的在于降低學習者在學習教學視頻時的認知負荷，避免學習者注意力被次要信息吸引而忽視教學重點，促進教學信息能被有效感知。

在微課《傷口的愈合》中有段關于傷口紅、熱、腫、痛的演示動畫，其在呈現“傷口血液灌注增加，局部新陳代謝加強”時，特意在下端顯示主血管的位置，并用藍色圓球意象性表現血液的流動，以圓球閃動的速度表明血液增加和加速流動（見圖5）;同時，在微血管層用帶箭頭的圓圈進行標識，以速度由慢漸快的方式來表現新陳代謝的加強（見圖6）。通過對比研究，有提示動畫特效的教學視頻內容會吸引學習者視線更長時間的停留，甚至反復觀看、感知。由此可見，在設計一個相對比較復雜的教學動畫時，視線關注點直接影響了學習者注意力的分配和認知。因此，在教學重難點的地方要設定好提示順序，并在講解中分配好提示內容，同時，根據教學內容設定合適的動畫速度，總之，通過不同的動畫效果設計、切換來引導學生特定的關注，從而提高學生的學習效率和興趣。

3.4 框架設計

人類視覺注意力具有極強的自主選擇性。當我們進行動畫視覺設計時，如果學習者的注意力沒有集中在知識點上，那么教學視頻的整體設計無疑是失敗的。因此在教學視頻里，還需要考慮整體的框架設計。在教學視頻中，可利用真人出境、實拍展示、動畫設計等多種方式進行融合設計，這樣能去除觀看者因視覺上的重復而導致的注意力分散、情緒波動，在視覺和教學效果上會明顯優(yōu)于單一動畫呈現形式。

4 結語

盡管融入了動畫視覺設計的教學視頻更能滿足注意力吸引法則，但我們也要明確，動畫視覺設計是服務于教學的，需要恰如其分地安排好動畫與教學之間的相互配合關系。一味添加華而不實的動畫設計，雖從局部上看烘托了氛圍，但過分濫用動畫效果、加入與教學內容不相關的設計，只會加重學習者認知負荷，分散其注意力，反使教學效果不盡如人意，本末倒置。

參考文獻：

[1] 母健弘.淺析動畫視覺設計中的圖形和色彩[J].電影評介，2009（8）：68-69.

[2] 潘義平.淺談教學片中的動畫設計原則和審美特征[J].電化教育研究，1997，18（2）：66-68.

[3] 魯道夫·阿恩海姆.視覺思維[M].成都：四川人民出版社，1998.

[4] 孫崇勇.認知負荷的測量及其在多媒體學習中的應用[D].蘇州：蘇州大學，2012.

【通聯編輯：梁書】