關于線條元素在不同知識類型教學資源設計中的應用研究

戴濛濛

池州學院文學與傳媒學院，安徽 池州 247000

新冠肺炎疫情防控時期，線下教學和線上教學同步進行。從學前教育到成人教育，都會接觸在線學習，在線學習主要是通過手機、電腦等移動終端展開。這個學習過程中，人眼所捕捉到的屏幕內容，就相當于是一個完整的畫面，也是一個圖像。圖像閱讀也伴隨在線學習的普及而成為一種普遍現象。但是，在線學習方式只是讓圖像閱讀的特征更加凸顯，而非只有在線學習的過程才是閱讀圖像的過程。在傳統課堂當中，黑板是屏幕，板書是內容，在數字化課堂當中，投影幕布是屏幕，電子課件是內容，所以既然圖像閱讀在教與學的過程中一直存在，并且圖像閱讀的行為發生過程越來越頻繁，研究學生在學習過程中進行圖像閱讀過程中的行為特征很有必要。

線條作為一種方向性元素，在教學資源設計中十分常見，這種方向性是否會對人們的視覺產生引導作用，或者是線條的出現是否會引起更多的視覺注意，本文就以畫面中的線條元素為視角，探索畫面中的線條和人們閱讀時的視覺注意之間有何種關系。考慮線條對不同類型知識所發揮的作用可能存在差異，我們將研究問題進一步聚焦到線條對不同知識類型傳播效果的影響，探討線條元素在不同知識類型的教學資源設計如何應用。

廣義的知識可以分為兩類，即陳述性知識和程序性知識。［1］陳述性知識主要是用來說明事物的性質、特征和狀態，用于區別和辨別事物。［2］主要包括各種事實、概念、原則和理論等，也就是能被聲音語言和文字陳述的知識，而程序性知識真正內涵是指個體進行行為和思維活動的控制能力，包括遺傳控制、后天培養的控制以及情商控制。［3］也可以理解為，涉及認知技能和運動技能等，包括如何從事并完成各種活動的技能。

很多學者認為陳述性知識和程序性知識最顯著的區別在于知識本身能否不語言所陳述，可以通過語言文字向別人表達的知識就是陳述性知識，反之，他們認為能自動化輸出的程序知識很難用語言陳述。但是，也有一種觀點認為，世界上幾乎沒有不能被陳述的知識，技能知識也是能夠被陳述的，只是技能知識的掌握除了需要陳述性知識的理論支撐，還需要進行反復的技能訓練，才能達到知識程序自動化輸出。

那么，線條在不同知識類型的表達中具體起到何種作用成為研究的主要內容。

一、實驗探究

我們探究線條在不同類型知識中的傳播作用，其前提條件在于線條元素對人們的視覺注意產生了影響，因此本研究借助專業眼動設備來挖掘線條與視覺注意行為之間的關系，通過探究兩者間的關聯歸納出線條在畫面中的運用規律，以此作為后續不同知識類型的資源設計的理論基礎。

（一）實驗目的

通過眼動實驗來驗證畫面中的線條是否對人們的視覺注意行為產生影響。在實驗開始之前，我們在畫面中的線條元素上繪制興趣區，通過觀察視覺注意軌跡這些區域的運動情況，來判斷線條是否會影響視覺軌跡，如有影響，不同類型線條會產生何種影響。

（二）實驗過程［4］

1.實驗素材分類

狹義上的線條，通常是指繪畫時描畫的線，具有明顯的外形，線條的特征明顯，廣義上的線條囊括了自然界和人類社會中一切由點的移動軌跡或者面與面的交界形成的線。線條有兩種基本形態，分別是直線和曲線。直線有三種典型的形態，即水平線、垂直線和對角線。曲線則可以分為隆起的曲線、螺旋線、波形線和圓。［5］根據線條的分類，選擇相關的實驗素材，確保實驗素材的系統性和客觀性。

2.實驗被試

實驗被試選擇在校大學生（含本科生和研究生）。由于圖像閱讀現象在當下的大學生中十分常見，圖像閱讀是一種普遍性、一般化的日常行為，因此，在被試的選擇上，可以忽略學生專業背景的不同。被試要符合聽力、視力正常（佩戴眼鏡后視力正常）、無閱讀障礙的條件，且并未參與過類似實驗，對實驗目的沒有提前得知，以保證實驗的準確性和客觀性。

3.實驗設備

實驗中使用的硬件設備是一臺計算機和一臺SMIHi-Speed眼動儀，軟件設備主要包括編程軟件ExperimentCenter、校準軟件IViewX、數據采集軟件BeGaze。

4.實驗變量

實驗中的自變量包含水平線、垂直線、對角線、隆起的曲線、波形線、圓和螺旋線七種不同類型線條的圖像；根據實驗假設及實驗目的，因變量為人們的視覺軌跡及視覺熱點區，具體到眼動指標有：注視熱點圖、注視時間、注視點數目、興趣區的平均注視次數、眼動軌跡等。

（三）實驗結果

參與實驗的共有45人，通過方差分析和描述性分析發現以下兩點特征：一，畫面中的直線和曲線（除圓和螺旋）均會對視覺注意行為產生影響，人們的視覺注意行為會跟隨線條的引導，且曲線的引導效果優于直線。二，圓和螺旋并未對視覺注意行為產生引導作用。但實驗發現，人們在看圓時，視線習慣按照順時針方向運動，在看到螺旋時，習慣先看螺旋的中心部分。

（四）線條的作用歸納

畫面中的直線會對視線起到引導作用，而且通過實驗發現，人們的視覺軌跡會習慣性跟隨線條方向，因此我們認為直線對于知識信息可以起到連結作用；畫面中的曲線（除圓和螺旋）也會對視線產生引導作用，并且其效果更加顯著，因此我們認為曲線也可以起到對知識脈絡的梳理作用，并且在呈現上會更加生動；圓和螺旋線雖然不會完全引導視線按照線條方向移動，但也可以起到順時針引導閱讀的作用，并且中心點還可以突出主題。

二、線條在不同類型知識傳播中的應用

（一）研究思路

首先，要了解線條在不同類型知識中的應用效果如何，首先要在陳述性和程序性知識的資源設計中運用線條元素，其中主要包含直線、曲線以及圓和螺旋。其次，我們要結合眼動實驗發現的規律，依據直線、曲線以及圓和螺旋在畫面中的實際價值，將他們運用在不同知識類型的設計中。

結合陳述性知識的定義，它是被個體認知的知識間聯結關系的各個級別的結構，換言之，就是個人可以有意識地回憶出來的關于事物本身及其關系的知識，例如歷史事實、概念原理等。所以，線條對于陳述性知識的表達可以起到強調、突出、分類、梳理等作用。

而程序性知識是被個體認知地獲得知識間聯結關系的過程程序。［3］很多學者認為程序性知識是內化的知識，是不可通過語言信息傳遞的。但是，現代認知心理學認為，程序性知識的前身就是陳述性知識，使學生掌握程序性知識的陳述形式這是掌握程序性知識的前提，為了讓學生形成技能，首先應使學生掌握相應的“技術性知識”，使學生“知道怎樣做”。所以，線條對于程序性知識的表達主要起到流程解析及過程梳理等作用。

（二）問卷設計

本次研究通過問卷調查的形式展開，問卷設計主要圍繞三個維度。首先，本次問卷調查的首要目的是探究畫面中的線條元素是否會對不同類型的知識傳播產生影響，這也是問卷設計的最終方向。圍繞這個研究目的，我們將問卷設計再分為兩個方面，一是了解線條對陳述性知識傳播的影響，二是了解線條對程序性知識傳播的影響。再結合線條的分類，問卷的問題設置旨在挖掘調研對象對直線、曲線以及圓和螺旋在陳述性知識和程序性知識中的傳播效果的看法。

（三）問卷分析

本次問卷調查共收到問卷181份，調查對象中有178人是在校大學生，這一群體開展線上學習基本通過手機或電腦（含平板電腦），并且有37.57%的調查對象表示在線上學習過程中經常會接觸到運用線條元素的教學設計，還有47.51%的調查對象表示會偶爾接觸到，只有14.92%的調查對象幾乎沒有接觸過運用線條元素的資源設計。這說明教學資源設計中運用線條元素的頻率是較高的。

在調查直線、曲線、圓和螺旋線四種類型線條的接觸頻率時，有141人次表示會接觸到直線，133人次表示會接觸到曲線，11人次表示會接觸到圓，60人次表示會接觸到螺旋，還有38人次表示會接觸到其他類型線條。通過這一調查數據能發現，直線、曲線和圓在資源設計中的運用相對豐富，且更容易被受眾發現和感知，說明這三種類型的線條在設計中的使用是有效的。相比而言，螺旋或其他類型線條在實際應用中較少。

在問卷的主體部分，其中第五題是關于在陳述性知識傳播過程中有無水平線和垂直線的設計效果比較，有88.4%的調查對象表示包含水平線和垂直線的設計，其閱讀效果更佳。另外，關于在陳述性知識傳播過程中有無對角線、波形線、隆起的曲線以及圓的設計效果比較中，數據顯示，有84.53%的調查對象認為包含對角線的設計閱讀效果更佳，有95.03%的調查對象認為包含波形線的設計閱讀效果更佳，有92.27%的調查對象認為包含隆起曲線的設計閱讀效果更佳，有90.06%的調查對象認為包含圓的設計閱讀效果更佳。

關于在陳述性知識傳播過程中有無水平線、垂直線、對角線、波形線、隆起的曲線以及圓的設計效果比較中，數據顯示，有92.82%的調查對象表示不包含水平線和垂直線的設計，其閱讀效果更佳，有61.88%的調查對象認為包含對角線的設計閱讀效果更佳，有78.45%的調查對象認為包含波形線的設計閱讀效果更佳，有89.5%的調查對象認為不包含隆起曲線的設計閱讀效果更佳，有87.29%的調查對象認為包含圓的設計閱讀效果更佳。

通過對數據進行分析，我們不難發現，在陳述性知識的傳播過程中，運用直線、曲線和圓都會有效提升資源設計的效果，促進內容的可讀性。其中，水平線、垂直線和對角線的效果要略低于波形線、隆起的曲線以及圓，因此我們推斷，在陳述性知識的設計中，曲線和直線都能改善閱讀效果，曲線（不包含螺旋）的效果優于直線。

在程序性知識的傳播過程中，水平線、垂直線和隆起的曲線并不會對優化內容傳播的效果，對角線、波形線和圓則會不同程度上促進內容的可讀性，其中，圓對于閱讀效果的改善效果最佳，波形線和對角線效果相對較低。

在問卷的最后通過兩個直接問題再次驗證線條對于知識傳播是否存在影響，調查數據表明，有近96%的調查對象認為線條元素會對視覺注意產生影響，這種影響最主要體現在視覺引導上，其次還包含知識歸納、脈絡梳理的作用，還有一些線條元素能起到畫面美化等作用。

三、結論

（一）線條元素在陳述性知識中的應用：知識歸納，直觀展示

陳述性知識主要包括各種事實、概念、原則和理論等，在介紹概念或者概念的分類時，直線、曲線和圓都可以作為畫面中知識分類和歸納的元素，并且通過在線條上設置節點還可以進一步突出概念中的關鍵信息。針對應用效果最好的波形線和隆起的曲線，由于線條本身的造型變化更加豐富，還可以根據知識的具體內容進行形象化的設計，例如，在介紹長江沿江城市時，可以利用波形線本身的特點，在畫面中可以形象化地設計成長江，沿著波形線展示沿江城市的名稱，能更加生動地傳播知識信息。再例如，在介紹某一座山峰從下到上的景點時，可以使用隆起的曲線作為設計元素，直觀展示沿途景觀。

（二）線條元素在程序性知識中的應用：知識梳理，脈絡引導

程序性知識的文字表達主要是通過將程序性知識先進行陳述化轉變，然后對程序性知識的陳述化形式進行設計。在程序性知識的設計中，平線、垂直線和隆起的曲線運用效果不佳，主要可以通過對角線、波形線和圓來提升信息傳播的有效性，并且波形線和圓的效果更佳。由于程序性知識的陳述化形式主要表現為掌握某一種技能的方法和流程，因此線條元素主要的作用就體現在步驟的梳理和知識脈絡的引導，例如，在講解高音的訓練技巧時，簡單羅列幾項技巧會略顯枯燥，可以運用波形線進行畫面設計，在線條波峰和波谷處展示技巧的關鍵信息，既能起到突出的作用，還能減少枯燥信息的生硬排列所帶來的視覺疲勞。再例如，在介紹“三步上籃”的具體步驟時，通過在圓的四周按照順時針方向設置節點，進行關鍵步驟的先后順序展示，既可以根據視覺習慣對閱讀起到引導作用，也能對技能知識進行流程和步驟的清晰梳理。