謝和平 王福興 周宗奎 吳 鵬

(1青少年網(wǎng)絡(luò)心理與行為教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,華中師范大學(xué)心理學(xué)院,武漢 430079)(2湖北大學(xué)教育學(xué)院心理系,武漢 430415)

1 引言

隨著網(wǎng)絡(luò)和便攜設(shè)備客戶端在教學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,采用語(yǔ)詞和畫面表征共同呈現(xiàn)材料的多媒體學(xué)習(xí)(multimedia learning)愈發(fā)普及化(Mayer,2009)。然而,與傳統(tǒng)教學(xué)材料相比,多媒體學(xué)習(xí)材料具有信息量大、元素的時(shí)空變化關(guān)系復(fù)雜等特點(diǎn)(Tversky,Morrison,&Betrancourt,2002),可能會(huì)給學(xué)習(xí)者帶來(lái)較大的認(rèn)知負(fù)擔(dān),不利于實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)(Ayres &Paas,2007;H?ffler &Leutner,2007)。因此,多媒體學(xué)習(xí)研究者關(guān)注如何采用指導(dǎo)性教學(xué)設(shè)計(jì)(instructional design)來(lái)提高學(xué)習(xí)效果(Clark &Mayer,2011;Mayer,2009)。而作為一種重要的指導(dǎo)性教學(xué)設(shè)計(jì)形式,在材料中加入線索(cueing)近年來(lái)引起了許多研究者的重視(Boucheix,Lowe,Putri,&Groff,2013;De Koning,Tabbers,Rikers,&Paas,2011a;Jamet,2014;Tabbers,Martens,&van Merri?nboer,2004;王福興,段朝輝,周宗奎,2013)。

線索是指在多媒體學(xué)習(xí)材料中加入的一種能夠吸引學(xué)習(xí)者的注意力,并旨在促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)材料的選擇(selection)、組織(organization)和整合(integration)的非內(nèi)容信息(non-content information,如：箭頭、顏色、高亮等),它可以降低學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷,從而優(yōu)化多媒體學(xué)習(xí)效果(De Koning,Tabbers,Rikers,&Paas,2007,2009)。線索能夠引導(dǎo)注意且促進(jìn)學(xué)習(xí)效果的這種積極作用被稱為線索效應(yīng)(cueing effect)(參見(jiàn)：王福興等,2013)。然而,作為多媒體教學(xué)中指導(dǎo)性設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要技術(shù),線索的加入在有效引導(dǎo)注意和提高學(xué)習(xí)效果上是否具有穩(wěn)健性,目前大量的實(shí)證研究仍然存在不一致的結(jié)論。

1.1 線索與學(xué)習(xí)效果

許多研究發(fā)現(xiàn),在多媒體學(xué)習(xí)材料中合理地加入線索有利于提高學(xué)習(xí)成績(jī)(De Koning et al.,2007;Jeung,Chandler,&Sweller,1997;Kalyuga,Chandler,&Sweller,1999;Mautone &Mayer,2007)。比如：Ozcelik,Karakus,Kursun和Cagiltay (2009)研究發(fā)現(xiàn),線索能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)材料的識(shí)記和理解效果,從而表現(xiàn)出更高的保持測(cè)驗(yàn)(retention test)和遷移測(cè)驗(yàn)(transfer test)成績(jī)。Jamet (2014)的研究也證實(shí),線索的加入有利于促進(jìn)圖文整合加工,學(xué)習(xí)者的各項(xiàng)測(cè)驗(yàn)成績(jī)也均得到顯著提高。目前,線索在學(xué)習(xí)效果上的積極效應(yīng)已經(jīng)在數(shù)學(xué)與幾何(Jeung et al.,1997)、神經(jīng)生理(De Koning et al.,2007;De Koning,Tabbers,Rikers,&Paas,2010b)、機(jī)械工程(Boucheix &Guignard,2005;Boucheix et al.,2013)、心理學(xué)(Jamet,2014)和物理學(xué)(Kalyuga et al.,1999;Reisslein,Johnson,&Reisslein,2015)等眾多學(xué)科材料的多媒體學(xué)習(xí)中得到不同程度的證實(shí)。

線索對(duì)學(xué)習(xí)效果的促進(jìn)作用從理論上得到了圖文整合假說(shuō)(text-diagram integration hypothesis)的直接支持(Scheiter &Eitel,2015)。該假說(shuō)認(rèn)為,線索具有信息組織和整合的功能(De Koning et al.,2009)。在多媒體教學(xué)材料中合理地加入線索,有利于對(duì)材料中的圖文元素本身及圖文元素之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系加以強(qiáng)調(diào)(Mautone &Mayer,2001,2007),促進(jìn)學(xué)習(xí)者將圖文信息整合成為連貫、一致的心理表征(Scheiter &Eitel,2015),從而實(shí)現(xiàn)更為深入的、建構(gòu)性的認(rèn)知加工,最終提高學(xué)習(xí)成績(jī)。

盡管如此,仍有一些研究發(fā)現(xiàn)線索并不總能有效地促進(jìn)學(xué)習(xí)效果(Arslan-Ari,2013;Lowe &Boucheix,2011)。例如：Crooks,Cheon,Inan,Ari和 Flores (2012)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),加入線索并沒(méi)有對(duì)學(xué)習(xí)材料的回憶和理解成績(jī)產(chǎn)生顯著影響。Kriz和Hegarty (2007)在其眼動(dòng)研究中也發(fā)現(xiàn),雖然線索能夠有效引導(dǎo)學(xué)習(xí)者注意到任務(wù)相關(guān)信息,但這也并沒(méi)有保證他們獲得較高的保持和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)。甚至有研究表明,線索不僅沒(méi)有促進(jìn)學(xué)習(xí),反而一定程度上起到了阻礙作用(Imhof,Scheiter,Edelmann,&Gerjets,2013;Tze &Sazilah,2012)。

1.2 線索與注意引導(dǎo)

關(guān)于線索與學(xué)習(xí)效果之間的關(guān)系,近年來(lái),一些研究者試圖從眼動(dòng)視角進(jìn)行研究和解釋(Boucheix et al.,2013;De Koning,Tabbers,Rikers,&Paas,2010a;Hy?n?,2010;Jarodzka,van Gog,Dorr,Scheiter,&Gerjets,2013;Jian,Wu,&Su,2014;Lowe &Boucheix,2011;Scheiter &Eitel,2015;van Gog &Scheiter,2010)。與線索在學(xué)習(xí)效果上的作用類似,線索對(duì)眼動(dòng)過(guò)程中的注意引導(dǎo)作用也沒(méi)有得出完全一致的結(jié)論。但是,大部分眼動(dòng)研究仍然證實(shí)了線索的注意引導(dǎo)優(yōu)勢(shì)(Boucheix &Lowe,2010;Jamet,2014;Jarodzka et al.,2013;Ozcelik,Arslan-Ari,&Cagiltay,2010;Ozcelik et al.,2009)。即線索作為一種凸顯刺激能夠高效引導(dǎo)學(xué)習(xí)者關(guān)注重要信息所呈現(xiàn)的區(qū)域(線索區(qū)),表現(xiàn)為對(duì)線索區(qū)的注視時(shí)間更長(zhǎng)(Jian et al.,2014;Ozcelik et al.,2010)、注視次數(shù)更多(Boucheix &Lowe,2010)、首次到達(dá)時(shí)間更短(Scheiter &Eitel,2010,2015)等。

線索在眼動(dòng)加工中的優(yōu)勢(shì)從理論上得到了注意引導(dǎo)假說(shuō)(attention-guiding hypothesis)的直接支持(Jamet,2014)。該假說(shuō)認(rèn)為,線索具有信息選擇的功能(De Koning et al.,2009)。在多媒體學(xué)習(xí)材料中合理地加入線索可增強(qiáng)關(guān)鍵信息的知覺(jué)凸顯性,這有助于迅速將學(xué)習(xí)者的注意力引導(dǎo)到這些被線索化的關(guān)鍵信息上(Ozcelik et al.,2009,2010),從而提高學(xué)習(xí)者對(duì)這些信息的注意維持傾向,即對(duì)它們投入更多的(視覺(jué))注意資源并促進(jìn)其加工(Boucheix&Lowe,2010;Jamet,2014;Jian et al.,2014)。

不過(guò),仍有少量研究未發(fā)現(xiàn)線索能夠有效提高學(xué)習(xí)者的注視加工(Folker,Ritter,&Sichelschmidt,2005)。比如：Fitzhugh (2012)研究發(fā)現(xiàn),呈現(xiàn)線索沒(méi)有增加對(duì)線索區(qū)的注視時(shí)間和注視次數(shù)。Lowe和Boucheix (2011)的研究也證實(shí),無(wú)論是學(xué)習(xí)前期還是學(xué)習(xí)后期,學(xué)習(xí)者都沒(méi)有在注視上表現(xiàn)出所謂的線索依賴(cue obedience),即線索沒(méi)有引導(dǎo)注意。對(duì)于線索在注意引導(dǎo)上的不同結(jié)果,有研究者猜測(cè)這可能與線索的相對(duì)凸顯性有關(guān)(Lowe &Boucheix,2011)。例如：當(dāng)學(xué)習(xí)材料中的元素具有運(yùn)動(dòng)屬性時(shí),線索的凸顯性容易被材料元素的運(yùn)動(dòng)性所抵消,因?yàn)椴牧现性乇旧淼倪\(yùn)動(dòng)也如線索一樣具有很強(qiáng)的注意引導(dǎo)作用,這可能導(dǎo)致線索和運(yùn)動(dòng)的元素之間產(chǎn)生注意資源的競(jìng)爭(zhēng),線索的凸顯性則相對(duì)降低,不利于發(fā)揮線索在注意引導(dǎo)上的有效作用。

1.3 線索效應(yīng)的潛在邊界條件

Mayer (2010)認(rèn)為,多媒體學(xué)習(xí)中所適用的原則或教學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)的有效激活存在一定的邊界條件(boundary condition)或調(diào)節(jié)變量,即只有針對(duì)特定的學(xué)習(xí)者、采用某些特定的設(shè)計(jì)方式或?qū)W習(xí)材料,才可能更有效地發(fā)揮多媒體學(xué)習(xí)原則的作用。對(duì)這些原則的潛在邊界條件的探討不僅有助于更加合理地使用這些原則,同時(shí)具有較大的理論和應(yīng)用價(jià)值(Mayer,2010)。那么,作為多媒體學(xué)習(xí)的重要原則之一,線索效應(yīng)是否存在特定的邊界條件,有必要進(jìn)行深入研究。根據(jù)De Koning等人(2010a)的觀點(diǎn),不同研究間線索的作用之所以不同,可能是由于線索有效性的發(fā)揮受到線索類型、學(xué)習(xí)材料特征以及學(xué)習(xí)者特征等因素的調(diào)節(jié)。因此,本研究也關(guān)注這些特征的調(diào)節(jié)作用。

1.3.1 線索類型

根據(jù)線索本身的不同屬性可以對(duì)線索進(jìn)行不同的分類(Lowe &Boucheix,2011;Mautone &Mayer,2001;Mayer,2009)。王福興等人(2013)分析了以往研究對(duì)線索分類的缺陷后,嘗試將線索分為物理線索和時(shí)空線索。物理線索強(qiáng)調(diào)的是線索的物理屬性變化,例如：顏色(Jamet,2014;Ozcelik et al.,2009,2010)、箭頭(Lin &Atkinson,2011);而時(shí)空線索強(qiáng)調(diào)線索的時(shí)空位置屬性變化,例如：特定區(qū)域縮放(Amadieu,Mariné,&Laimay,2011)、隨動(dòng)畫漸進(jìn)(Boucheix &Lowe,2010)等。以往研究表明,物理線索和時(shí)空線索的效應(yīng)可能存在差異,但二者在學(xué)習(xí)效果和注意引導(dǎo)上的作用關(guān)系并不明確。一方面,一些研究發(fā)現(xiàn)時(shí)空線索能較好地促進(jìn)對(duì)學(xué)習(xí)材料的理解成績(jī)(Boucheix et al.,2013;Seufert &Brünken,2006);而另一方面,物理線索(Jamet,2014)卻似乎比時(shí)空線索(Boucheix &Lowe,2010)具有更強(qiáng)的注意引導(dǎo)作用。

1.3.2 學(xué)習(xí)材料特征

在多媒體學(xué)習(xí)中,學(xué)習(xí)材料可能是影響線索效應(yīng)的最為重要的因素之一(De Koning et al.,2010b),它包括多種特征。首先,從學(xué)習(xí)材料的呈現(xiàn)方式(外在屬性)上來(lái)看,材料動(dòng)態(tài)性、呈現(xiàn)通道、呈現(xiàn)步調(diào)等特征可能是影響線索效應(yīng)的潛在因素。學(xué)習(xí)材料動(dòng)態(tài)性可分靜態(tài)(static)和動(dòng)態(tài)(dynamic)兩種(Tversky et al.,2002)。靜態(tài)學(xué)習(xí)材料在教學(xué)中較為普遍,其元素往往以靜止的形式呈現(xiàn),例如：靜態(tài)的PPT材料;而隨著技術(shù)發(fā)展,動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)材料的運(yùn)用也愈發(fā)廣泛,其元素在空間位置上往往具有運(yùn)動(dòng)性,例如：動(dòng)畫(animation)。雖然線索在不同動(dòng)態(tài)性學(xué)習(xí)材料中的作用可能有所不同(Grant &Spivey,2003;Lowe &Boucheix,2010),但由于線索的凸顯性(salience)(Boucheix &Lowe,2010)往往容易受到動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)材料中各運(yùn)動(dòng)元素而非靜態(tài)學(xué)習(xí)材料中的靜止元素的干擾,因此以往大部分研究表明線索在靜態(tài)學(xué)習(xí)材料中可能更有效(Heiser &Tversky,2006;Jian et al.,2014;Liu,Lin,&Paas,2013)。根據(jù)不同的呈現(xiàn)通道,可將材料分為視覺(jué)單通道學(xué)習(xí)材料(畫面+視覺(jué)文本)和視聽雙通道學(xué)習(xí)材料(畫面+聲音解說(shuō)) (Mayer,2009)。關(guān)于不同通道學(xué)習(xí)材料中的線索效應(yīng),現(xiàn)有研究結(jié)果并不一致。部分研究在視聽雙通道學(xué)習(xí)材料中發(fā)現(xiàn)了更強(qiáng)的線索效應(yīng)(Tabbers et al.,2004),但其他研究在視覺(jué)單通道學(xué)習(xí)材料中發(fā)現(xiàn)線索也很有效(Ozcelik et al.,2009;Reisslein et al.,2015),另有研究則發(fā)現(xiàn)兩種通道條件下線索的作用效果相同(Crooks et al.,2012)。另外,按照呈現(xiàn)步調(diào),學(xué)習(xí)材料還可分為學(xué)習(xí)者步調(diào)(learner-paced)的學(xué)習(xí)材料和系統(tǒng)步調(diào)(system-paced)的學(xué)習(xí)材料(Tabbers &De Koeijer,2010)。前者是指學(xué)習(xí)材料可由學(xué)習(xí)者自行控制(如：播放、暫停、回放、終止等);后者指學(xué)習(xí)材料由多媒體系統(tǒng)控制。不同呈現(xiàn)步調(diào)下的線索效應(yīng)同樣也不明確。無(wú)論學(xué)習(xí)材料為何種呈現(xiàn)步調(diào),均有研究發(fā)現(xiàn)了線索的積極作用(如：Johnson,Ozogul,&Reisslein,2015;Mautone &Mayer,2007),但也有研究并未發(fā)現(xiàn)(如：Arslan-Ari,2013;Skuballa,Schwonke,&Renkl,2012)。

其次,從學(xué)習(xí)材料的內(nèi)容(內(nèi)在屬性)上來(lái)看,知識(shí)類型、學(xué)科屬性等特征可能也是影響線索效應(yīng)的潛在因素。線索效應(yīng)研究中所使用的學(xué)習(xí)材料涉及陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)兩類。從以往研究來(lái)看,可能由于陳述性知識(shí)比程序性知識(shí)更為抽象,心理表征的建構(gòu)更為不易,因此在陳述性知識(shí)中加入指導(dǎo)性教學(xué)技術(shù)線索后對(duì)學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用相對(duì)更大(Ibrahim,2011)。此外,根據(jù)學(xué)習(xí)材料所屬的學(xué)科領(lǐng)域,可將其分為理科、工科、文科三類。通常情況下,理、工科材料往往是某一科學(xué)現(xiàn)象或事物形成的原理或過(guò)程(如：閃電形成、鋼琴工作、神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)等),元素交互性較文科更復(fù)雜,因此線索的注意引導(dǎo)及促進(jìn)作用也更大(Berthold &Renkl,2009;Huk,Steinke,&Floto,2003)。

1.3.3 學(xué)習(xí)者特征

學(xué)習(xí)者特征主要指學(xué)習(xí)者自身的教育水平。根據(jù)線索相關(guān)研究,可將被試分為大學(xué)、中小學(xué)水平。多媒體學(xué)習(xí)的個(gè)體差異原則認(rèn)為,學(xué)習(xí)者本身存在的個(gè)體生理或認(rèn)知上的差異可能會(huì)造成學(xué)習(xí)結(jié)果的不同(Kalyuga,Ayres,Chandler,&Sweller,2003;Mayer,2009)。因此,同一指導(dǎo)性教學(xué)技術(shù)(如：線索)對(duì)于不同的學(xué)習(xí)者而言可能效果也不盡相同(De Koning et al.,2010b;De Koning,Tabbers,Rikers,&Paas,2011b)。

1.4 本研究假設(shè)

綜上,一方面,線索在學(xué)習(xí)效果和注意引導(dǎo)上的積極作用并不是絕對(duì)穩(wěn)定的(中文綜述見(jiàn)：王福興等,2013)。針對(duì)線索作用的這種非穩(wěn)健性,本研究擬采用元分析來(lái)探討加入線索與否對(duì)多媒體學(xué)習(xí)效果和注意引導(dǎo)將產(chǎn)生怎樣的影響。在多媒體學(xué)習(xí)領(lǐng)域,由于研究者多采用保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)或遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)考察學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果(Mayer,2009),眼動(dòng)研究多采用線索區(qū)的注視時(shí)間或注視次數(shù)考察線索的注意引導(dǎo)作用(Boucheix &Lowe,2010;De Koning et al.,2010a),因此本研究分別以保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)、遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)作為學(xué)習(xí)效果的結(jié)果變量,以線索區(qū)的注視時(shí)間、注視次數(shù)作為注意引導(dǎo)的結(jié)果變量。根據(jù)線索的信息選擇、組織和整合功能(De Koning et al.,2009),研究假設(shè)：加入線索能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果,表現(xiàn)為更高的保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī);同時(shí)線索也能夠有效引導(dǎo)學(xué)習(xí)者的注意,表現(xiàn)為更長(zhǎng)的注視時(shí)間和更多的注視次數(shù)。

另一方面,線索效應(yīng)可能受到線索類型、學(xué)習(xí)材料特征以及學(xué)習(xí)者特征等潛在變量的調(diào)節(jié),因此有必要對(duì)線索效應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)。由于元分析技術(shù)不僅可以合成總的效應(yīng)量,同時(shí)也能夠根據(jù)該效應(yīng)量的影響因素對(duì)其進(jìn)行亞組分析(subgroup analysis),即可將影響該效應(yīng)量的因素看作調(diào)節(jié)變量進(jìn)行分組對(duì)比(Borenstein,Hedges,Higgins,&Rothstein,2009),所以能較好地實(shí)現(xiàn)該研究目的。研究假設(shè)：線索效應(yīng)受線索類型、學(xué)習(xí)材料特征(包括材料動(dòng)態(tài)性、呈現(xiàn)通道、呈現(xiàn)步調(diào)、知識(shí)類型、學(xué)科屬性)和學(xué)習(xí)者特征(即教育水平)等因素的調(diào)節(jié)。

2 方法

2.1 文獻(xiàn)檢索

本文主要采用英文和中文文獻(xiàn)搜索兩種方式獲取中英文實(shí)證研究。檢索關(guān)鍵詞的選取主要基于以往關(guān)于多媒體學(xué)習(xí)線索效應(yīng)研究中的標(biāo)題、摘要、關(guān)鍵詞等來(lái)確定。縱觀以往研究發(fā)現(xiàn),Kalyuga等人于 1999年較早探討了多媒體環(huán)境中加入線索的作用,為盡量避免遺漏,本研究文獻(xiàn)檢索起始時(shí)間稍作提前,時(shí)間跨度為1995年1月至2015年5月近20年。英文文獻(xiàn)搜索數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括PsycINFO、Education Research Complete、Science Direct、PubMed、ERIC、ProQuest博碩士論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)等,搜索方式為將關(guān)鍵詞“cue”、“cueing”、“signaling”、“attention guidance”分別與“multimedia learning”、“animation”、“eye tracking”、“eye movement”進(jìn)行聯(lián)合搜索。中文文獻(xiàn)搜索數(shù)據(jù)庫(kù)主要為CNKI中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫(kù)、CNKI中國(guó)期刊網(wǎng)優(yōu)秀博碩論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)(維普期刊)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)等,搜索方式為將“線索”、“標(biāo)記”、“注意引導(dǎo)”分別與“多媒體學(xué)習(xí)”、“動(dòng)畫”、“眼動(dòng)”進(jìn)行聯(lián)合搜索。關(guān)鍵詞的選取標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)檢索時(shí)間跨度同上。同時(shí)采用文獻(xiàn)回溯法,根據(jù)參考文獻(xiàn)進(jìn)一步進(jìn)行檢索。另外,也在Google scholar中進(jìn)行補(bǔ)查。

2.2 文獻(xiàn)納入與排除

對(duì)于檢索到的文獻(xiàn)進(jìn)一步按照以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)納入元分析或予以排除：(1)研究應(yīng)為實(shí)驗(yàn)研究,綜述等其他非實(shí)驗(yàn)類研究予以排除;(2)研究中使用的學(xué)習(xí)材料應(yīng)屬于多媒體學(xué)習(xí)材料,即包含畫面(如：圖表、照片、視頻、錄像、動(dòng)畫)和語(yǔ)詞(如：視覺(jué)文本、聲音解說(shuō))兩個(gè)基本元素(Mayer,2009),二者缺一則不屬于多媒體學(xué)習(xí)范疇,故僅含畫面或僅含語(yǔ)詞的研究予以排除;(3)研究應(yīng)對(duì)比有線索和無(wú)線索的差異,未設(shè)置對(duì)照組(無(wú)線索組)的研究予以排除;(4)研究應(yīng)該報(bào)告可生成元分析效應(yīng)量的完整數(shù)據(jù)(如：樣本量、平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差或

t

值、

F

值等),否則予以排除;(5)研究需報(bào)告保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)或遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī),或?qū)€索區(qū)的注視時(shí)間、注視次數(shù),若以上4類結(jié)果變量均未被考察,則予以排除;(6)所生成的效應(yīng)量須在±3

SD

之內(nèi),否則予以排除。

文獻(xiàn)檢索、納入及排除流程如圖1所示。由于部分文獻(xiàn)報(bào)告了4種結(jié)果變量中的1種或多種,因此不同結(jié)果變量的研究數(shù)量不完全一致。在所獲得的滿足元分析標(biāo)準(zhǔn)的43篇文獻(xiàn)中,有38篇含保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)(被試3910人),36篇含遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)(被試 3906人),13篇眼動(dòng)研究含注視時(shí)間(被試938人),10篇眼動(dòng)研究含注視次數(shù)(被試 816人)。由于部分文獻(xiàn)中的自變量為本研究關(guān)注的調(diào)節(jié)變量,因此未進(jìn)行合并處理(單篇文獻(xiàn)效應(yīng)量的事先合并處理參見(jiàn)2.4部分)。最終,保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)分別生成了44個(gè)和41個(gè)獨(dú)立效應(yīng)量,注視時(shí)間和注視次數(shù)分別生成了14個(gè)和11個(gè)獨(dú)立效應(yīng)量。

圖1 文獻(xiàn)檢索、納入及排除流程

對(duì)于符合元分析標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn),按照以下變量逐條進(jìn)行編碼：(1)基本信息(作者、時(shí)間、樣本量);(2)線索類型,按照物理線索和時(shí)空線索兩類進(jìn)行編碼;(3)學(xué)習(xí)材料動(dòng)態(tài)性,若學(xué)習(xí)材料中的元素具有運(yùn)動(dòng)性,則編碼為動(dòng)態(tài),否則編碼為靜態(tài);(4)學(xué)習(xí)材料呈現(xiàn)通道,若學(xué)習(xí)材料為畫面加視覺(jué)文本,則編碼為視覺(jué)單通道,若學(xué)習(xí)材料為畫面加聲音解說(shuō),則編碼為視聽雙通道;(5)學(xué)習(xí)材料呈現(xiàn)步調(diào),若學(xué)習(xí)進(jìn)程可由學(xué)習(xí)者自行控制,則編碼為學(xué)習(xí)者步調(diào),若由多媒體系統(tǒng)控制,則編碼為系統(tǒng)步調(diào);(6)知識(shí)類型,根據(jù)陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)分別進(jìn)行編碼;(7)學(xué)科屬性,根據(jù)學(xué)習(xí)材料所屬學(xué)科進(jìn)行編碼;(8)教育水平,按照大學(xué)、中小學(xué)進(jìn)行編碼;(9)結(jié)果變量,若結(jié)果變量考察對(duì)學(xué)習(xí)材料的識(shí)記效果,則編碼為保持測(cè)驗(yàn)成績(jī),若考察對(duì)學(xué)習(xí)材料的理解或遷移能力,則編碼為遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī),若眼動(dòng)研究考察了對(duì)線索區(qū)的注視時(shí)間、注視次數(shù),則分別以注視時(shí)間、注視次數(shù)進(jìn)行編碼;(10)效應(yīng)量,對(duì)4種結(jié)果變量的效應(yīng)量分別進(jìn)行對(duì)應(yīng)編碼。

文獻(xiàn)編碼結(jié)果見(jiàn)表1。為盡量保證編碼的有效性,分別由兩名研究生單獨(dú)編碼后進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)二者編碼結(jié)果并無(wú)明顯差異。

表1 多媒體學(xué)習(xí)中線索效應(yīng)的元分析

續(xù)表1

2.4 效應(yīng)量

對(duì)于單位不統(tǒng)一的連續(xù)型數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō),在元分析中通常采用Cohen’s

d

作為效應(yīng)量指標(biāo)(Cohen,1988)。然而,受不同研究間樣本量差異的影響,Cohen’s

d

會(huì)對(duì)效應(yīng)量產(chǎn)生一定的估計(jì)偏差,例如對(duì)小樣本的效應(yīng)量估計(jì)偏高(Borenstein et al.,2009)。為此,Hedges(1981)對(duì)該偏差進(jìn)行了簡(jiǎn)單的校正,提出了效應(yīng)量的無(wú)偏估計(jì) Hedges’s

g

(Borenstein et al.,2009)。因此,參考以往研究(Adesope &Nesbit,2012;Powers,Zum V?rde Sive V?rding,&Emmelkamp,2009),本研究選擇校正后的標(biāo)準(zhǔn)化均值差Hedges’s

g

作為無(wú)偏效應(yīng)量。由于部分文獻(xiàn)可能包含多項(xiàng)實(shí)驗(yàn),而部分實(shí)驗(yàn)又可能包含多種條件,因此為避免單篇文獻(xiàn)生成過(guò)多效應(yīng)量而占用過(guò)多權(quán)重,從而產(chǎn)生一定的結(jié)果偏差,研究對(duì)部分文獻(xiàn)事先進(jìn)行合并處理后再作為最終的效應(yīng)量樣本。例如,若一項(xiàng)研究同時(shí)報(bào)告了多種條件下的學(xué)習(xí)結(jié)果,且這些條件(例如：不同的呈現(xiàn)速度)并非本研究關(guān)注的調(diào)節(jié)變量,則將其平均為一個(gè)合并效應(yīng)量(pooled effect size);但如果該變量為本研究關(guān)注的調(diào)節(jié)變量,則不進(jìn)行合并。

2.5 發(fā)表偏差

元分析過(guò)程中,如果實(shí)際納入的研究與所有理應(yīng)被納入的研究之間存在系統(tǒng)性誤差,則認(rèn)為出現(xiàn)了發(fā)表偏差(Borenstein et al.,2009)。一般來(lái)說(shuō),有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的研究更容易發(fā)表,而發(fā)表的研究更容易被納入元分析。這可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)綜合效應(yīng)的高估,從而影響單個(gè)元分析結(jié)果的真實(shí)性(Franco,Malhotra,&Simonovits,2014;Kuppens,Laurent,Heyvaert,&Onghena,2013)。本研究采用常用的失安全系數(shù)(Rosenthal’s fail-safe number,

N

)、Egger線性回歸檢驗(yàn)(Egger linear regression test)以及剪補(bǔ)法(trim and fill method)評(píng)價(jià)發(fā)表偏差。失安全系數(shù)

N

值反映的是：當(dāng)元分析結(jié)果在統(tǒng)計(jì)上顯著時(shí),還需要多少項(xiàng)沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的研究才能讓該元分析結(jié)果變得不顯著。該值越大表明存在發(fā)表偏差的可能性越小,元分析的結(jié)果越穩(wěn)定,結(jié)論被推翻的可能性也越小。有研究者以“5

k

+ 10” (

k

指納入元分析的獨(dú)立效應(yīng)量個(gè)數(shù))作為是否存在發(fā)表偏差的界限(Rothstein,Sutton,&Borenstein,2006),

N

值如果大于5

k

+ 10,則可認(rèn)為不存在發(fā)表偏差。Egger線性回歸檢驗(yàn)采用線性回歸法檢驗(yàn)發(fā)表偏差,一般先求出線性回歸方程的截距(Egger’s intercept)及其 95% CI,再對(duì)該截距是否為 0進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn),如果不顯著,則表明不存在發(fā)表偏差(Egger,Smith,Schneider,&Minder,1997)。剪補(bǔ)法主要通過(guò)先剪后補(bǔ)的方式使得各研究在平均效應(yīng)量的左右兩邊盡量對(duì)稱分布,并重新估計(jì)合并效應(yīng)量的真實(shí)值(Duval &Tweedie,2000),若剪補(bǔ)后的效應(yīng)量未發(fā)生顯著變化,則可認(rèn)為不存在發(fā)表偏差。

2.6 模型選定及軟件

大部分元分析基本上是從固定效應(yīng)模型(fixedeffects model)和隨機(jī)效應(yīng)模型(random-effects model)中選擇一種作為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行綜合效應(yīng)的估計(jì)。Borenstein等(2009)認(rèn)為模型的選定取決于事先判斷研究間是否擁有相同的真實(shí)效應(yīng)量以及分析目的。如果影響結(jié)果的任何變量(如：研究對(duì)象、研究方法等)在研究間都是相同的,且研究結(jié)果不推廣到樣本以外的其他群體,則固定效應(yīng)模型適合,否則須采用隨機(jī)效應(yīng)模型。由于本研究納入的文獻(xiàn)在線索類型、學(xué)習(xí)材料特征、學(xué)習(xí)者特征等諸多方面存在差異,這些差異很可能影響線索的有效性,因此選擇隨機(jī)效應(yīng)模型對(duì)線索的作用進(jìn)行元分析更為合適。此外,研究通過(guò)事后異質(zhì)性檢驗(yàn)(heterogeneity test)進(jìn)一步驗(yàn)證模型選擇的合理性。選擇

Q

檢驗(yàn)和

I

檢驗(yàn)識(shí)別異質(zhì)性。

Q

檢驗(yàn)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)的顯著性,以

p

值形式呈現(xiàn),若

p

＜0.05,則表明顯著異質(zhì)。而

I

檢驗(yàn)反映的是由效應(yīng)量的真實(shí)差異造成的變異在總的變異中所占的比重,以

I

值的形式呈現(xiàn),該值越大表明異質(zhì)性程度越高。根據(jù)Higgins,Thompson,Deeks和 Altman (2003)的觀點(diǎn),可將25%、50%、75%大致看作異質(zhì)性低、中、高的界限。若效應(yīng)量顯著異質(zhì)且程度并不低,則表明選擇隨機(jī)效應(yīng)模型合理。

研究采用CMA 2.0 (Comprehensive Meta-Analysis 2.0)進(jìn)行元分析。

3 結(jié)果

3.1 主效應(yīng)檢驗(yàn)

對(duì)線索的主效應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn),以考察其在促進(jìn)多媒體學(xué)習(xí)效果及注意引導(dǎo)上的有效性(見(jiàn)表2)。在保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)上,線索的平均效應(yīng)量分別為0.53、0.36;95% CI的上、下限均大于0,表明該效應(yīng)量非偶然因素引起;雙尾檢驗(yàn)

p

值小于0.001,說(shuō)明加入線索后對(duì)保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)的促進(jìn)作用顯著高于無(wú)線索。在注視時(shí)間和注視次數(shù)上,線索的平均效應(yīng)量分別為 0.50、0.70;95% CI的上、下限也均大于0,表明該效應(yīng)量也并非偶然因素引起;雙尾檢驗(yàn)

p

值小于0.001,說(shuō)明加入線索后,學(xué)習(xí)者對(duì)線索區(qū)的注視時(shí)間和注視次數(shù)也都顯著高于無(wú)線索。

表2 多媒體學(xué)習(xí)中線索的主效應(yīng)檢驗(yàn)(隨機(jī)效應(yīng)模型)

表3 效應(yīng)量異質(zhì)性檢驗(yàn)

3.2 異質(zhì)性檢驗(yàn)

分別對(duì)4種結(jié)果變量進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)(見(jiàn)表3)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)

Q

檢驗(yàn)均顯著,這表明效應(yīng)量顯著異質(zhì)。對(duì)于保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī),

I

值分別為79.39、67.99,說(shuō)明保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)中由效應(yīng)量的真實(shí)差異造成的變異各占總變異的79.39%、67.99%;對(duì)于注視時(shí)間和注視次數(shù),

I

值分別為43.57、62.66,表明在對(duì)線索區(qū)的注視時(shí)間和注視次數(shù)上由效應(yīng)量的真實(shí)差異造成的變異各占總變異的43.57%、62.66%。從異質(zhì)性低、中、高的界限(Higgins et al.,2003)來(lái)看,本研究4類結(jié)果變量中效應(yīng)量真實(shí)差異所占比重屬于接近中等及中等以上的異質(zhì)性,進(jìn)一步表明異質(zhì)性程度較高。故本研究采用隨機(jī)效應(yīng)模型合理。此外,效應(yīng)量異質(zhì)還意味著線索對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響可能存在潛在的調(diào)節(jié)變量(Cooper,1989)。因此,需進(jìn)一步進(jìn)行亞組分析(調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)),即對(duì)亞組間的異質(zhì)性進(jìn)行

Q

檢驗(yàn)(

Q

),用于考察亞組之間的效應(yīng)量是否存在差異。

3.3 調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)

研究主要就線索類型、學(xué)習(xí)材料動(dòng)態(tài)性等7種變量是否對(duì)線索效應(yīng)起到調(diào)節(jié)作用進(jìn)行了詳細(xì)分析。

在保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)上(見(jiàn)表4),學(xué)習(xí)材料動(dòng)態(tài)性顯著調(diào)節(jié)線索的作用,

Q

(1)=4.26,

p

＜0.05,靜態(tài)學(xué)習(xí)材料(

g

=0.62)顯著高于動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)材料(

g

=0.22);知識(shí)類型顯著調(diào)節(jié)線索的作用,

Q

(1)=7.32,

p

＜0.01,陳述性知識(shí)(

g

=0.57)顯著高于程序性知識(shí)(

g

=0.21);學(xué)科屬性也顯著調(diào)節(jié)線索的作用,

Q

(2)=6.37,

p

＜0.05,理科(

g

=0.49)和工科(

g

=0.64)材料顯著高于文科(

g

=0.21)。其他變量的調(diào)節(jié)作用均不顯著(

p

＞0.05)。在遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)上(見(jiàn)表5),線索類型顯著調(diào)節(jié)線索的作用,

Q

(1)=8.48,

p

＜0.01,時(shí)空線索(

g

=0.73)顯著高于物理線索(

g

=0.31);學(xué)習(xí)材料動(dòng)態(tài)性顯著調(diào)節(jié)線索的作用,

Q

(1)=8.23,

p

＜0.01,靜態(tài)學(xué)習(xí)材料(

g

=0.47)顯著高于動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)材料(

g

=0.09);知識(shí)類型顯著調(diào)節(jié)線索的作用,

Q

(1)=2.83,

p

=0.092,陳述性知識(shí)(

g

=0.38)顯著高于程序性知識(shí)(

g

=0.19)。其他變量的調(diào)節(jié)作用均不顯著(

p

＞0.05)。在注視時(shí)間上(見(jiàn)表6),僅線索類型顯著調(diào)節(jié)線索的作用,

Q

(1)=3.05,

p

=0.081,物理線索(

g

=0.56)顯著長(zhǎng)于時(shí)空線索(

g

=0.07)。其他變量的調(diào)節(jié)作用不顯著(

p

＞0.05)。在注視次數(shù)上(見(jiàn)表7),僅線索類型顯著調(diào)節(jié)線索的作用,

Q

(1)=5.48,

p

＜0.05,物理線索(

g

=0.82)顯著多于時(shí)空線索(

g

=0.40)。其他變量的調(diào)節(jié)作用也不顯著(

p

＞0.05)。

3.4 發(fā)表偏差檢驗(yàn)

采用以下方法評(píng)價(jià)發(fā)表偏差(見(jiàn)表8)。從失安全系數(shù)(Rosenthal's

N

)來(lái)看,保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)分別為1737和849,注視時(shí)間和注視次數(shù)分別為141和185,均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于“5

k

+ 10”,據(jù)此,該指標(biāo)表明本研究并不存在顯著的發(fā)表偏差。從Egger線性回歸檢驗(yàn)來(lái)看,在保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)上,該指標(biāo)的值為2.03,不接近0,且95% CI不包含0,

p

值也小于0.05,暗示保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)可能存在發(fā)表偏差;但在遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)、注視時(shí)間、注視次數(shù)上,該指標(biāo)的值分別為0.76、-0.66、1.02,接近0,且95%CI均包含0,

p

值大于0.05,暗示遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)、注視時(shí)間、注視次數(shù)存在發(fā)表偏差的可能性較小。針對(duì)以上檢驗(yàn)結(jié)果(特別是保持測(cè)驗(yàn)成績(jī))的差異,進(jìn)一步采用剪補(bǔ)法對(duì)合成效應(yīng)量左右兩邊的文獻(xiàn)進(jìn)行剪補(bǔ)后,發(fā)現(xiàn)效應(yīng)量仍顯著。綜上,可以認(rèn)為本研究并不存在較大的發(fā)表偏差。

表4 線索對(duì)保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)的調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)(隨機(jī)效應(yīng)模型)

表5 線索對(duì)遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)的調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)(隨機(jī)效應(yīng)模型)

表6 線索對(duì)興趣區(qū)注視時(shí)間的調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)(隨機(jī)效應(yīng)模型)

表7 線索對(duì)興趣區(qū)注視次數(shù)的調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)(隨機(jī)效應(yīng)模型)

表8 發(fā)表偏差檢驗(yàn)

4 討論

本研究通過(guò)元分析技術(shù)重點(diǎn)探討了多媒體環(huán)境中的線索對(duì)學(xué)習(xí)效果和注意引導(dǎo)的影響,同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)考察了線索效應(yīng)的邊界條件。結(jié)果表明,線索提高了學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)材料的保持和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī),也增加了其對(duì)線索區(qū)的注視時(shí)間和注視次數(shù)。因此,線索的加入確實(shí)促進(jìn)了對(duì)材料的識(shí)記和理解效果,同時(shí)也引導(dǎo)了學(xué)習(xí)者的注意分配。然而線索效應(yīng)一定程度上受線索類型、學(xué)習(xí)材料動(dòng)態(tài)性、知識(shí)類型、學(xué)科屬性等因素的調(diào)節(jié)。

4.1 線索效應(yīng)的穩(wěn)健性

從主效應(yīng)檢驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看,線索對(duì)保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)的促進(jìn)作用均達(dá)到顯著水平,合成后的效應(yīng)量(Hedges’s

g

)分別為0.53和0.36。同樣,線索也顯著增加了學(xué)習(xí)者對(duì)線索區(qū)的注視時(shí)間和注視次數(shù),效應(yīng)量達(dá)到0.50、0.70,驗(yàn)證了研究假設(shè)。即相比無(wú)線索,線索的加入既促進(jìn)了對(duì)材料的識(shí)記和理解,也優(yōu)化了學(xué)習(xí)者的注意分配。因此,與以往大量實(shí)證研究結(jié)果一致(De Koning et al.,2007,2010b;Jamet,2014;Liu et al.,2013;Ozcelik et al.,2009),本研究從元分析視角進(jìn)一步證實(shí)：線索效應(yīng)是穩(wěn)健的。

從理論上看,線索在注意引導(dǎo)和學(xué)習(xí)效果上的積極作用可結(jié)合注意引導(dǎo)假說(shuō)、圖文整合假說(shuō)和認(rèn)知負(fù)荷理論(Cognitive Load Theory,CLT)來(lái)進(jìn)行解釋。注意引導(dǎo)假說(shuō)認(rèn)為,線索能夠在早期的知覺(jué)加工(perceptual processing)階段有效發(fā)揮對(duì)信息的選擇功能(De Koning et al.,2009),即：線索可將學(xué)習(xí)者的注意力引導(dǎo)到特定的關(guān)鍵區(qū)域,增加對(duì)這些區(qū)域的注視時(shí)間和注視次數(shù),忽視任務(wù)無(wú)關(guān)區(qū)域,從而為后期的深入理解提供保障(Jamet,2014;Jian et al.,2014;Ozcelik et al.,2009)。該假說(shuō)得到了本元分析中眼動(dòng)指標(biāo)(注視時(shí)間和注視次數(shù))的直接支持。圖文整合假說(shuō)認(rèn)為,僅僅注意到被線索化的信息并不能保證一定會(huì)提高最終的學(xué)習(xí)成績(jī),實(shí)現(xiàn)有效的學(xué)習(xí)還需要學(xué)習(xí)者進(jìn)行更深入的建構(gòu)性的認(rèn)知活動(dòng)。而線索還具有組織和整合的功能(De Koning et al.,2009),它的加入能夠在后期的認(rèn)知加工(cognitive processing)階段進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)教學(xué)材料中圖文元素內(nèi)部及圖文元素之間的組織或邏輯結(jié)構(gòu)(Mautone &Mayer,2001,2007),進(jìn)而將其準(zhǔn)確地整合成連貫而一致的心理表征(Scheiter &Eitel,2015),這種整合作用對(duì)于學(xué)習(xí)者的識(shí)記和理解都具有重要意義。該假說(shuō)也得到了本元分析中學(xué)習(xí)效果指標(biāo)(保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī))的直接支持。另外,根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷理論,個(gè)體在信息加工過(guò)程中的認(rèn)知資源是有限的,如果超出了認(rèn)知資源總量,個(gè)體的學(xué)習(xí)效率就會(huì)受到影響(Sweller,van Merri?nboer,&Paas,1998)。由于多媒體學(xué)習(xí)材料的相對(duì)復(fù)雜性,學(xué)習(xí)過(guò)程中涉及較多的認(rèn)知資源消耗,因此存在超出認(rèn)知資源總量的可能或風(fēng)險(xiǎn)。而在材料中合理地加入線索后,線索可能通過(guò)上述選擇、組織和整合信息的方式降低外在認(rèn)知負(fù)荷(extraneous cognitive load),從而提高學(xué)習(xí)效果(De Koning et al.,2009;王福興等,2013)。不過(guò),由于本研究并未直接考察線索對(duì)認(rèn)知負(fù)荷的影響,因此僅從間接角度支持了認(rèn)知負(fù)荷理論?？傊?本研究或直接或間接地支持了注意引導(dǎo)假說(shuō)、圖文整合假說(shuō)和認(rèn)知負(fù)荷理論,線索可能通過(guò)信息選擇、組織和整合的方式來(lái)降低學(xué)習(xí)者的外在認(rèn)知負(fù)荷,從而保證對(duì)學(xué)習(xí)材料良好的識(shí)記和理解效果。

需要指出的是,從效應(yīng)量上來(lái)看,本研究發(fā)現(xiàn)線索在保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)上的效應(yīng)量更大,而在遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)上的效應(yīng)量相對(duì)較小,這暗示線索可能更有利于促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)多媒體學(xué)習(xí)材料的淺層識(shí)記或回憶。先前部分研究也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果(Jamet,2014;Jamet et al.,2008;Kühl et al.,2012)。而近期,國(guó)內(nèi)外研究者均有對(duì)線索在保持和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)上的作用進(jìn)行綜述,結(jié)果只有不到半數(shù)的研究發(fā)現(xiàn)線索能夠促進(jìn)遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)(De Koning et al.,2009;王福興等,2013)。因此,相比保持測(cè)驗(yàn)成績(jī),線索盡管在對(duì)內(nèi)容的深層理解上可能有一定的促進(jìn)作用,但該作用仍相對(duì)有限。對(duì)此,可能的解釋是,線索的作用更重要地體現(xiàn)在早期對(duì)學(xué)習(xí)材料中相關(guān)信息的注意引導(dǎo)或選擇上,而后期更深層的理解和遷移任務(wù)涉及到對(duì)元素間交互作用的推理以及更為精細(xì)的心理模型(elaborated mental model)的建構(gòu),這往往不是普通的線索力所能及的(De Koning et al.,2009;Kühl et al.,2012)。

4.2 線索效應(yīng)的邊界條件

從調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看,線索效應(yīng)存在一定的邊界條件,主要體現(xiàn)在線索類型、學(xué)習(xí)材料動(dòng)態(tài)性、知識(shí)類型以及學(xué)科屬性等因素的影響上,而非學(xué)習(xí)材料的呈現(xiàn)通道、呈現(xiàn)步調(diào)和學(xué)習(xí)者的教育水平,因此部分驗(yàn)證了調(diào)節(jié)效應(yīng)的研究假設(shè)。

線索類型在遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)上對(duì)線索效應(yīng)起到了調(diào)節(jié)作用,時(shí)空線索(

g

=0.73)對(duì)遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)的促進(jìn)作用比物理線索(

g

=0.31)更大,即時(shí)空線索更能提高學(xué)習(xí)者對(duì)材料的深層理解。從以往研究來(lái)看,與物理線索相比,時(shí)空線索除了具備注意引導(dǎo)功能之外,還可更好地向?qū)W習(xí)者提供知識(shí)的內(nèi)在組織關(guān)系,幫助學(xué)習(xí)者建構(gòu)知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系,促進(jìn)知識(shí)的遷移(Seufert &Brünken,2006)。例如：Boucheix和 Lowe (2010)采用隨動(dòng)畫漸進(jìn)的時(shí)空線索發(fā)現(xiàn),該線索不僅提供了鋼琴工作的時(shí)間進(jìn)程,同時(shí)也明確標(biāo)示了鋼琴各部件的空間運(yùn)動(dòng)方向,有利于學(xué)習(xí)者從時(shí)空維度更好地把握材料的核心內(nèi)容,因此促進(jìn)了深層理解效果。意外的是,在注視時(shí)間和注視次數(shù)上發(fā)現(xiàn)了與之相反的調(diào)節(jié)作用,即物理線索條件下的注視時(shí)間比時(shí)空線索更長(zhǎng),注視次數(shù)更多。那么,為什么時(shí)空線索的注意引導(dǎo)作用并不比物理線索強(qiáng),卻對(duì)遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)的促進(jìn)作用更大？對(duì)此,可能存在如下解釋：注意引導(dǎo)固然對(duì)實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)起到重要作用,但并非最為關(guān)鍵的作用(Scheiter &Eitel,2015)。相比而言,物理線索更多地從知覺(jué)水平(perceptual level)上引導(dǎo)了注意,但并不能保證認(rèn)知水平(cognitive level)上的有效加工。然而如前所述,時(shí)空線索同時(shí)還強(qiáng)調(diào)了材料元素間的內(nèi)在組織關(guān)系等,有利于對(duì)材料的深層理解。學(xué)習(xí)材料動(dòng)態(tài)性是影響線索有效性的重要因素之一。相比而言,靜態(tài)學(xué)習(xí)材料中的線索顯著提高了保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)(

g

=0.62)和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)(

g

=0.47),而動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)材料中則沒(méi)有發(fā)現(xiàn)線索在學(xué)習(xí)效果上的顯著作用。這與以往部分研究結(jié)果一致(Heiser &Tversky,2006;Liu et al.,2013)。例如：Kriz和Hegarty(2007)發(fā)現(xiàn)加入線索并沒(méi)有促進(jìn)動(dòng)態(tài)材料(沖水箱)的學(xué)習(xí),但 Jian等人(2014)將其學(xué)習(xí)材料改為靜態(tài)后,卻發(fā)現(xiàn)線索提高了學(xué)習(xí)者的測(cè)驗(yàn)成績(jī)。不過(guò),在注意引導(dǎo)(注視時(shí)間和注視次數(shù))上,學(xué)習(xí)材料動(dòng)態(tài)性則未顯著調(diào)節(jié)線索效應(yīng)。學(xué)習(xí)材料動(dòng)態(tài)性在學(xué)習(xí)效果和注意引導(dǎo)上的調(diào)節(jié)作用的差異,可能是由于線索在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)材料中的組織、整合功能不同所致。盡管動(dòng)、靜態(tài)學(xué)習(xí)材料中的線索都起到了注意引導(dǎo)的作用,但相比而言,動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)材料往往更為復(fù)雜(van Merri?nboer &Sweller,2005),一定程度上可能阻礙了線索對(duì)材料的進(jìn)一步組織和整合,不利于學(xué)習(xí),而靜態(tài)學(xué)習(xí)材料則與之相反。知識(shí)類型是影響線索效應(yīng)的另一重要因素。相比程序性知識(shí),線索在陳述性知識(shí)中更能促進(jìn)保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)(

g

=0.57)和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī)(

g

=0.38)。從知識(shí)習(xí)得的角度來(lái)看,盡管陳述性知識(shí)的習(xí)得速度相對(duì)較快,但由于其更為抽象,圖文信息心理表征的建構(gòu)更為困難,因此遺忘速度也較快,不利于學(xué)習(xí)者穩(wěn)固地識(shí)記和理解,因此需借助一定指導(dǎo)性教學(xué)技術(shù)才可能進(jìn)一步促進(jìn)圖文信息之間的組織和整合。這得到許多線索技術(shù)相關(guān)研究結(jié)果的支持(Ibrahim,2011;Kühl et al.,2012)。而程序性知識(shí)是關(guān)于“怎么做”的動(dòng)態(tài)知識(shí),相比而言更為具體,圖文信息心理模型的建構(gòu)更加精細(xì),需要的認(rèn)知資源相對(duì)較少,因此加入線索后的促進(jìn)作用并不如陳述性知識(shí)那樣明顯(Moreno,2007)。此外,線索效應(yīng)一定程度上還受學(xué)科屬性的影響,但更多體現(xiàn)在對(duì)學(xué)習(xí)材料的識(shí)記上。具體表現(xiàn)為,理科(

g

=0.49)和工科(

g

=0.64)材料中的線索對(duì)保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)的促進(jìn)作用較文科(

g

=0.21)更大。這可能與學(xué)習(xí)材料的元素交互性有關(guān)。相比文科材料,理工科材料通常為解釋某一科學(xué)現(xiàn)象或者事物工作的原理,例如心血管系統(tǒng)(De Koning et al.,2010a)、鋼琴工作原理(Boucheix &Lowe,2010)等,具有較高的元素交互性(Ginns,2006)。線索的加入則有利于彌補(bǔ)高元素交互性的缺陷,降低學(xué)習(xí)過(guò)程中的認(rèn)知負(fù)荷,促進(jìn)學(xué)習(xí)(Jeung et al.,1997)。

4.3 研究不足與展望

本研究主要存在以下不足之處：(1)僅分析了線索在多媒體環(huán)境(畫面+語(yǔ)詞)中的作用及其調(diào)節(jié)因素,并未考慮線索在其他學(xué)習(xí)環(huán)境中的影響,例如純文本(僅語(yǔ)詞)的閱讀學(xué)習(xí)環(huán)境(Jin,2013;Lorch,Lorch,&Klusewitz,1995),而學(xué)習(xí)環(huán)境因素的差異也可能是線索效應(yīng)的另一重要調(diào)節(jié)變量。(2)主效應(yīng)檢驗(yàn)中的眼動(dòng)指標(biāo)樣本量以及調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)中部分變量的樣本量較少或分配不均,可能影響線索效應(yīng)及其邊界條件的分析結(jié)果。(3)未探討經(jīng)驗(yàn)水平這一學(xué)習(xí)者因素的重要作用?，F(xiàn)有研究往往在被試選取上刻意控制了先驗(yàn)知識(shí)經(jīng)驗(yàn),基本傾向于選擇低經(jīng)驗(yàn)被試(Boucheix et al.,2013;Crooks et al.,2012;De Koning et al.,2007,2011a),因此一定程度上限制了對(duì)該因素的調(diào)節(jié)效應(yīng)分析。

線索研究在多媒體學(xué)習(xí)中不僅具有重要的理論意義,還具有較強(qiáng)的教學(xué)實(shí)踐價(jià)值。例如：在多媒體教學(xué)材料設(shè)計(jì)過(guò)程中,建議合理地加入線索以促進(jìn)對(duì)信息的選擇、組織和整合,降低認(rèn)知負(fù)荷,特別是當(dāng)學(xué)習(xí)材料屬于靜態(tài)、陳述性或理工科時(shí),更應(yīng)加入線索以使學(xué)習(xí)效果最優(yōu)化;從重視最終學(xué)習(xí)成績(jī)(特別是遷移成績(jī))的角度來(lái)看,教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)鼓勵(lì)加入時(shí)空線索(而非物理線索)以更好地提高學(xué)習(xí)者對(duì)材料的理解深度。未來(lái)研究可考慮從以下角度深入開展：(1)繼續(xù)采用眼動(dòng)技術(shù)考察線索在不同條件下的注視加工作用,同時(shí)注重探討眼動(dòng)注視和學(xué)習(xí)效果之間的相互關(guān)系(Boucheix &Lowe,2010;Scheiter &Eitel,2015),這樣既可深入了解線索對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中注意分配模式的影響,也可為后續(xù)元分析提供充足的數(shù)據(jù)來(lái)源;(2)重視探討不同的學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)材料、學(xué)習(xí)者經(jīng)驗(yàn)水平等其他潛在調(diào)節(jié)變量對(duì)線索作用的影響,從而考察線索效應(yīng)的其他邊界條件;(3)盡管本元分析在某些潛在的調(diào)節(jié)變量(如：學(xué)習(xí)材料的呈現(xiàn)通道、呈現(xiàn)步調(diào))上并未得出顯著的調(diào)節(jié)效應(yīng),但這不應(yīng)成為后續(xù)研究繼續(xù)探討這些變量的絆腳石,未來(lái)研究亦可從其他改進(jìn)的角度(如：采用更為嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))對(duì)這些變量的作用進(jìn)行深入挖掘。

5 結(jié)論

研究得出如下結(jié)論：(1)線索的加入確實(shí)有助于促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)多媒體學(xué)習(xí)材料的識(shí)記和理解效果,表現(xiàn)為更好的保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)和遷移測(cè)驗(yàn)成績(jī),同時(shí)線索也引導(dǎo)了學(xué)習(xí)者的注意分配,增加了對(duì)線索區(qū)的注視時(shí)間和注視次數(shù)。(2)線索效應(yīng)一定程度上受到線索類型、學(xué)習(xí)材料動(dòng)態(tài)性、知識(shí)類型、學(xué)科屬性等因素的調(diào)節(jié)。

*為納入元分析文獻(xiàn)

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