價值誘導促進視頻學習的機制和策略研究：基于多模態數據的分析

王雪 高澤紅 張蕾 王志軍

[摘? ?要] 學習者對學習內容價值的評估將直接影響其學業情緒、學習投入度及學習效果，故價值誘導對促進視頻學習具有重要的潛在價值?；诖?，文章借助眼動儀、腦波儀、情緒測試儀和量表采集112名大學生的視覺認知、腦認知、主觀價值評估、學業情緒和學習效果的多模態數據，深入分析價值誘導對視頻學習的影響機制。結果表明，在低任務難度的視頻學習中，價值誘導能有效提升學習者的認知投入度，表現為總注視次數的提升和大腦放松度的降低，并能有效誘發學習者的積極情緒，進而改善其學習效果;價值誘導對高任務難度視頻學習的促進效果不明顯。結構方程模型分析發現，價值誘導促進視頻學習的作用路徑有四條：“價值誘導—總注視次數—結果性積極情緒”“主觀價值評估—結果性積極情緒”“價值誘導—總注視次數—學習效果”“主觀價值評估—學習效果”。基于上述結果，提出兩條價值誘導促進視頻學習的策略：合理設置任務難度，以有效融入價值誘導;滲透價值誘導因素，以促進情感和認知投入。

[關鍵詞] 教學視頻; 價值誘導; 學業情緒; 視覺認知; 腦認知

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A

[作者簡介] 王雪（1981—），女，黑龍江綏濱人。副教授，博士，主要從事多媒體畫面語言學、數字教育媒體、學習分析研究。E-mail：wangxuetjnu@qq.com。

一、引? ?言

教學視頻因其媒體呈現方式豐富、形象直觀和動態性等特征，逐漸成為數字化教學資源的首選形式。特別是在新冠肺炎疫情防控期間甚至是后疫情時代，世界各國開啟了一場史無前例的大規模在線教育實踐，基于教學視頻的學習更是成為學習者普遍的學習方式[1]。因此，通過有效設計教學視頻改善學習者的學習體驗與效果成為重要的研究議題。

已有的教學視頻設計研究存在重“知”輕“情”的現象，主要通過對教學視頻中認知因素（如字幕、線索等）的設計[2-3]，引導和促進學習者的認知加工過程和效果，而忽視了教學視頻中的情緒因素。由于在基于視頻的學習環境中，學習者主要與教學視頻進行交互，易產生疲勞、厭煩等負面情緒，進而阻礙學習。因此，通過教學視頻中情緒因素的設計改善學習者的情緒體驗就顯得至關重要。近年來，國內外有研究者嘗試通過教學視頻中表達教學內容的圖形和聲音元素的情緒設計，激發學習者的積極情緒，調節認知投入度，達到提升視頻學習效果的目的，初步證實了情緒因素設計對改善學習者學業情緒和學習效果的重要性[4-6]。

依據學業情緒的控制—價值理論，價值誘導可提升學習者對學習內容價值的認可度（即價值評估），高水平的價值評估對于誘發積極情緒和提升學習效果具有重要作用。然而，目前還沒有研究關注價值誘導對視頻學習有何影響，對如何產生影響的機理問題更是缺乏深入的探究。因此，本研究將價值誘導引入教學視頻設計研究領域，深入探究價值誘導對學習者的視覺認知、腦認知、主觀價值評估、學業情緒和學習效果的影響，據此形成針對不同任務難度的教學視頻中價值誘導設計與應用的策略。

二、理論框架與文獻綜述

（一）學業情緒的控制—價值理論

學業情緒的控制—價值理論（The Control-Value Theory of Achievement Emotions，CVT，下文簡稱“控制—價值理論”）由Pekrun等人提出，其目的是分析各類學業情緒的起因及其對學習的影響[7]，具體結構如圖1所示。該理論認為，學業情緒的產生存在前因后果，受環境、評估因素的影響，學業情緒會影響學習者的認知加工過程，進而對學業成就產生重要影響（圖1中箭頭1、4、5、6）。其中，學習者對當前學業活動的評估（包括控制評估和價值評估）直接決定學業情緒是否被喚醒，故稱為影響學業情緒的近端因素（圖1中箭頭1）。環境因素通過影響評估而間接對學業情緒產生影響，故稱為影響情緒的遠端因素（圖1中箭頭4）。學習者的學業目標、性別、基因、性格、智力和能力等因素，屬于影響學業情緒的遠端個人因素（圖1中箭頭2、3、7），學業情緒和其前因后果的聯系是雙向的（圖1中箭頭8、9），以上這些因素之間的雙向性為調節、改善學業情緒提供了可能性，這種調節可以從四個角度入手（圖1中箭頭10、11、12、13）。

控制—價值理論的核心假設是學業情緒的喚醒，學習者對當前學業活動的評估直接決定學業情緒是否被喚醒。其中，價值評估是最重要的評估因素之一。價值評估是指學習者對學業活動或學業結果的價值性判斷，這實際上是指學習者如何看待學習任務和學習結果的問題，即學習者對學習任務的主觀價值評估。價值誘導作為一種設計方式，主要指通過某種學習策略誘導學習者對學習任務產生更高的價值評估。因為高的價值評估不僅能有效誘發學習者的積極情緒，還能抑制消極情緒，進而提升學習效果。在具體的教學設計中，可以通過多種方式實現價值誘導。例如：賦予學習任務高的價值或從學習者對任務的興趣（即內在價值）、有用性（即外在價值）等維度出發來提高學習者對任務價值的評估[8-9]。

（二）相關研究綜述

國內外部分研究證實了學習者對學習任務的高主觀價值評估對學習的積極作用，這些積極作用可能是對學業情緒，也可能是對學習效果，還可能兩者兼有。例如：龔少英等人的研究發現，學習者認為課程越有價值，其在學習過程中感受到的積極情緒就越多，消極情緒就越少，進而對學習滿意度產生影響[10];Brom通過實驗研究發現，當學習者認為學習主題更有趣和更有價值時，積極的學業情緒更容易被調動，學習也更投入[11];Noteborn等人借助回歸分析衡量任務價值、學業情緒以及學習效果之間的關系，結果發現，學習者的主觀價值評估水平與積極的學業情緒顯著正相關，但與學習效果無關[12]。

上述分析表明，學習者對學習任務的價值評估水平至關重要。因此，賦予學習任務或內容高任務價值，有助于幫助學習者理解所學任務或內容的基本原理，并將其理解為對自身發展提供附加價值，教學設計者可采取特定的措施進行價值誘導。有研究者探索通過價值誘導提升學習者對學習任務的主觀價值評估的具體方法。例如：告訴學習者學習該項任務對今后學習或生活的重要性[8]，讓學習者親自寫出學習該任務對自己有何價值[13]，為學習者提供學習該任務成功或失敗的某些后果信息[14]。也有研究者發現，價值誘導有利于誘發學習者的積極情緒，幫助其取得更好的學習效果[15]。但是這些方法在教學視頻學習中是否顯著有效，尚需深入探究。

還有一些研究者發現，任務難度是影響價值評估以及學業情緒的重要因素之一，任務難度可通過激活學習者的先前知識潛能，提升學習者對學習任務的價值判斷，但當任務難度較高，超出學習者的能力水平時，學習者可能會認為，學習任務的價值較低甚至是喪失對成就結果的控制，導致消極情緒的產生[16]。例如：黃崑等人的研究發現，任務感知難度與個體的焦慮、沮喪、憤怒等負面情緒呈顯著正相關，即感知難度越高，情緒狀態就越消極[17]。

綜合以上文獻分析，可以發現：（1）學習者對學習任務的高水平主觀價值評估有助于改善其學業情緒和學習效果，故價值誘導具有重要的潛在價值;（2）尚未有研究將價值誘導引入教學視頻設計當中，探究價值誘導是否可以顯著提升視頻學習者對學習任務的主觀價值評估，以及對學業情緒和學習效果的影響;（3）已有研究大多通過主觀報告、量表測試等方法分析價值誘導對學習者情緒與學習效果的影響，對價值誘導的作用機理（如視覺認知、腦認知和情緒狀態的變化規律等）缺乏深入探究[18];（4）不同的任務難度會對學習者的主觀價值評估和學業情緒產生重要影響，需要根據不同的任務難度針對性地設計和實施價值誘導。

因此，有必要將價值誘導引入教學視頻設計研究領域，探索不同任務難度的教學視頻中價值誘導對視頻學習的影響機制，在此基礎上形成針對不同任務難度的教學視頻中價值誘導的設計應用策略。

三、研究問題

本研究基于控制—價值理論和國內外相關研究，采用實驗研究法，借助眼動儀、腦波儀、情緒測試儀和相關量表采集、測量學習者的眼動數據、腦波數據、對視頻中學習任務的主觀價值評估水平、視頻學習過程性和結果性的學業情緒以及視頻學習效果，探究不同任務難度的教學視頻中價值誘導對視頻學習的影響機制及其優化策略，主要解決以下幾個研究問題：（1）不同任務難度的教學視頻中，價值誘導對學習者的視覺認知、腦認知、主觀價值評估、學業情緒和學習效果有何影響？（2）價值誘導對視頻學習的影響機制和路徑是怎樣的？（3）如何運用價值誘導改善視頻學習者的學業情緒和學習效果，即價值誘導設計與應用的優化策略是什么？

四、研究方法

（一）實驗設計與被試

本研究采用2（任務難度）×2（價值誘導）的兩因素完全隨機實驗設計（如圖2所示）。從天津師范大學隨機招募122名大學生作為被試，剔除先前知識水平高于滿分的60%、眼動采樣率低于60%以及腦波測試和情緒測試中斷的10名被試，最終保留有效被試112名（男生12名，女生100名），其中，每組28人（男生3人，女生25人）。

（二）視頻學習材料

根據邁耶的經典實驗材料“閃電的形成原理”制作低任務難度的教學視頻材料，該內容屬于科普類知識[19]，其學習目標主要是使學習者了解閃電是如何形成的。根據Park[20]、Kn？觟rzer[21]等人在研究中所使用的實驗材料“ATP合酶的結構和功能”以及中國大學MOOC網站上國家級精品課程《細胞生物學》制作高任務難度的教學視頻材料，其學習目標主要是使學習者了解ATP合酶的基本結構和ATP分子的合成過程。通過預測試進行任務難度與心理努力的評定[22]，結果表明：低難度教學視頻的任務難度（M閃電=5.00，MATP合酶=6.85，t=-3.832，p=0.000<0.01）和心理努力

（M閃電=4.85，MATP合酶=6.40，t=-3.062，p=0.004<0.01）評定顯著低于高難度教學視頻。因此，兩種教學視頻材料的難度區分是合理的。

對上述兩種難度的教學視頻材料又分別進行了有價值誘導、無價值誘導設計。有價值誘導是指在視頻的正式學習內容前，解釋該內容對學習者以后生活或學習的重要性。對于低任務難度教學視頻，通過舉一些閃電對人們日常生活危害的例子來強調了解閃電形成原理的重要性;對于高任務難度教學視頻，通過描述ATP對人體生命活動的重要性來強調學習該內容的重要性。無價值誘導是指被試直接觀看學習教學視頻的正式內容，不進行任何干預。

（三）測量變量及工具

實驗測量變量及其工具見表1。

（四）實驗流程

具體實驗流程如圖3所示。

（五）實驗數據分析

1. 組間差異分析

各實驗組測得數據的描述性統計分析結果見表2。由表2可知，在不同難度的教學視頻中，價值誘導對學習者的視覺認知、腦認知、主觀價值評估、學業情緒以及學習效果的影響存在差異，為深入了解組間差異，對相關數據進行獨立樣本t檢驗，結果如下：

（1）視覺認知：低任務難度條件下，相比無價值誘導組，有價值誘導組的總注視次數顯著更多（t=6.308，p=0.000<0.01）、平均注視時間顯著更短（t=-4.543，p=0.000<0.01），兩組的總注視時間無顯著差異;高任務難度條件下，相比無價值誘導組，有價值誘導組的總注視時間顯著更長（t=3.512，p=0.001<0.01），兩組的總注視次數、平均注視時間不存在顯著差異。

（2）腦認知：低任務難度條件下，相比無價值誘導組，有價值誘導組的放松度顯著更低（t=-2.164，p=0.035<0.05），兩組的專注度不存在顯著差異;高任務難度條件下，兩組的專注度和放松度均不存在顯著差異。

（3）主觀價值評估：兩種任務難度條件下，有價值誘導組的主觀價值評估均高于無價值誘導組，但都沒有達到統計學意義上的顯著水平。

（4）學業情緒：①過程性情緒狀態。兩種任務難度條件下，兩組的過程性積極情緒和過程性消極情緒都不存在顯著差異。②結果性情緒狀態。低任務難度條件下，相比無價值誘導組，有價值誘導組的結果性積極情緒顯著更高（t=2.619，p=0.011<0.05），兩組的結果性消極情緒不存在顯著差異;高任務難度條件下，兩組的結果性積極情緒和結果性消極情緒均不存在顯著差異。

（5）學習效果：低任務難度條件下，相比無價值誘導組，有價值誘導組的保持成績（t=2.022，p=0.048<0.05）顯著更高，兩組的遷移成績不存在顯著差異;高任務難度條件下，兩組的各項成績均不存在顯著差異。

2. 作用路徑分析

為進一步明確價值誘導對視頻學習的作用路徑，借鑒嵇艷等人[26]關于路徑分析的方法，采用結構方程模型進行深入分析。依據控制—價值理論，價值誘導通過使學習者對學習任務產生更高的主觀價值評估進而對學業情緒和學習效果產生影響，同時，價值誘導和主觀價值評估也會通過調節認知資源進而影響學業情緒和學習效果。故本研究以此為依據，將價值誘導作為輸入端，學習效果（保持測試成績和遷移測試成績的總和）作為輸出端，構建了價值誘導對視頻學習影響機制的假設模型：通過任務和學習環境的設計（價值誘導），會引發學習者的主觀價值評估（路徑1），也會影響其認知過程（總注視次數，路徑2;專注度，路徑3）;主觀價值評估會影響認知過程（總注視次數，路徑4;專注度，路徑5）以及學業情緒（結果性積極情緒，路徑6）和學習效果（路徑7）;認知過程（總注視次數、專注度）同樣會對學業情緒（結果性積極情緒）和學習效果產生影響（路徑8、路徑9、路徑10、路徑11），并且學業情緒會對學習效果產生影響（路徑12），如圖4（a）所示。

鑒于低任務難度教學視頻中價值誘導對視頻學習的促進效果更優，故采用低任務難度條件下的兩組（有價值誘導和無價值誘導）數據進行模型的驗證分析。模型的整體擬合度較好[27]：χ2/df=0.926<3，CFI=1.000>0.9，GFI=0.984>0.9，IFI=1.003>0.9，RMSEA=0.000<0.1?？傮w來看，低任務難度條件下，價值誘導對學習者學業情緒和學習效果的影響通過主觀價值評估、認知過程進行調節和介導。

由圖4（b）可知，從價值誘導到總注視次數的路徑極其顯著（beta=50.492，p=0.000，SE=8.118），表明價值誘導可提升學習者對學習內容的注意程度，反映學習者在視頻學習過程中投入了更多的認知加工資源?？傋⒁暣螖档浇Y果性積極情緒的路徑顯著（beta=0.039，p=0.063，SE=0.021），表明學習者對學習內容投入更多的認知加工資源，可提升他們的積極情緒。總注視次數到學習效果的路徑顯著（beta=0.030，p=0.057，SE=0.016），表明對學習內容投入更多的認知加工資源，也有助于提升他們的學習效果。主觀價值評估到結果性積極情緒的路徑顯著（beta=0.622，p=0.000，SE=0.134），表明學習者對學習任務的高水平主觀價值評估，有助于提升他們的積極情緒。主觀價值評估到學習效果的路徑顯著（beta=0.225，p=0.051，SE=0.115），表明高水平的主觀價值評估能有效提升學習者的學習效果。

五、討論與分析

（一）價值誘導對視頻學習的影響

對于視覺認知過程，低任務難度條件下，價值誘導對學習者的總注視次數和平均注視時間均具有積極的影響，但在高任務難度條件下，價值誘導僅對學習者的總注視時間產生積極影響。依據控制—價值理論，任務難度和價值誘導共同作用于視覺認知過程，在低任務難度條件下，價值誘導促使學習者對學業任務的結構、清晰程度的可控感提升，因此，更有利于激發學習者的認知能力和積極的學業情緒，進而投入較多的認知資源，進行深層次的認知加工，而在高任務難度條件下，學業任務復雜，導致學習者易產生受挫感，故對視覺認知影響不夠明顯。

對于腦認知過程，低任務難度條件下，價值誘導對學習者的大腦放松度具有積極影響，這同樣證實了價值誘導有助于提升學習者對學業任務的可控感，促使學習者的大腦處于平靜、放松的狀態。

對于主觀價值評估，價值誘導對于提升學習者的主觀價值評估有一定的積極作用，但未達到統計學意義上的顯著水平，分析其原因可能有兩個方面：一是影響主觀價值評估的因素較多，如學習任務本身、學習者的學習風格等;二是誘導時間較短，雖會對學習者產生一定的影響，但還未產生持續顯著的作用。

對于學業情緒，低任務難度條件下，價值誘導可顯著提升學習者的結果性積極情緒，驗證了控制—價值理論中主觀價值評估影響學業情緒這一作用路徑。但研究結果并未發現，價值誘導對學習者在學習過程中學業情緒的影響，其可能原因是價值誘導在學習者正式學習開始之前，沒有貫穿整個學習過程，不具備持續性。此外，也有研究者認為，價值誘導時間的長短是影響情緒誘發效果的重要因素[28]。

對于學習效果，低任務難度條件下，價值誘導對學習者的保持測試成績具有積極影響。這一結論驗證了控制—價值理論中高水平價值評估對于學習效果的促進作用。

此外，在高任務難度條件下，本研究并未發現價值誘導對學習者的腦認知過程、主觀價值評估、學業情緒和學習效果的顯著促進作用，可能的原因是學習任務的高復雜度，導致學習者認為需要解決的問題較為困難，超出學習者的認知范圍，從而影響學習者對自己能力的判斷，導致對學習的影響不顯著。此外，有研究指出，學習者的個體差異（如學習策略偏好）會影響認知加工[29]，因此，個體差異也可能是原因之一。

（二）價值誘導對視頻學習的影響機制

基于控制—價值理論，通過結構方程模型分析，發現價值誘導作用于學業情緒和學習效果的路徑各有兩條。作用于學業情緒的兩條路徑為“價值誘導—總注視次數—結果性積極情緒”和“主觀價值評估—結果性積極情緒”;作用于學習效果的兩條路徑為“價值誘導—總注視次數—學習效果”和“主觀價值評估—學習效果”。這一發現揭示了價值誘導影響學業情緒和學習效果的路徑，即通過影響學習者的視覺認知加工過程，增加認知投入，進而提升學業情緒以及學習效果，同時，主觀價值評估會對學習者的學業情緒和學習效果也產生直接的影響作用，進一步佐證了控制—價值理論提出的價值評估的重要作用。結構方程模型分析的結果未發現價值誘導可顯著提升學習者的主觀價值評估，其原因前文已說明，在此不再贅述，今后研究可綜合考慮多種價值誘導措施，探究其影響規律，以尋求更科學有效的方法提升學習者對學習任務的價值評估水平。

（三）教學視頻中價值誘導設計與應用的優化策略

1. 合理設置任務難度，以有效融入價值誘導

本研究發現，低任務難度教學視頻中價值誘導改善學習者學業情緒與成績的效果顯著優于高任務難度教學視頻，因此，在教學視頻的設計上，教學設計者要合理把控教學任務難度，分難度層次設計與之匹配的價值誘導。在較低任務難度的教學視頻中，可盡量多設計一些價值誘導方式;而在較高任務難度的教學視頻中，應在充分考慮學習者個體差異的基礎上，確保在不額外增加學習者學習時間和負擔的同時，適當融入價值誘導內容，提升學習者對學習內容的主觀價值評估水平，進而幫助學習者獲得積極的情緒體驗和更好的學習效果。

2. 滲透價值誘導因素，以促進情感和認知投入

對于學習內容的設計，建議在不增加額外認知負荷的前提下，適當滲透價值誘導的因素和內容：在學習之前，強調該內容的重要性，或為學習者提供學習該任務成功或失敗后的某些后果信息;在學習過程中，通過價值誘導元素的設計，如與學習任務相關的積極向上的元素設計等，提升學習者對學習任務的內在或外在價值評估，促進認知投入，激發積極的學業情緒，進而提升學習效果。同時，注重學習者學科核心素養的培養，在進行知識傳授和能力培養的同時，充分挖掘學習內容的價值內涵，潛移默化地對學習者的價值觀進行積極向上的引導，以使學習者對知識習得以及自身發展進行正確有效的價值評估，在促進學習者認知投入的同時，提升學習者的學業情緒和學習效果，最終促進學習者自身的全面發展。

六、結? ?語

本研究創新性地將價值誘導引入教學視頻設計研究領域，采用眼動儀、腦波儀和情緒測試儀記錄學習者的視覺和腦認知過程以及過程性情緒狀態，實驗結束后利用量表測量學習者的主觀價值評估、結果性情緒狀態和學習效果，對采集到的多模態數據進行組間差異分析和結構方程模型分析，探究不同任務難度的教學視頻中價值誘導對學習的具體影響以及作用路徑，據此，形成了教學視頻中價值誘導設計與應用的兩條優化策略。

需要說明的是，本研究的實驗環境為自主學習環境，且被試群體為大學生，后續研究可繼續擴大被試類型，并且在真實的教學環境中檢驗其學習效果，以提高研究結論的可靠性。

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