姚莉　曾麗鳳　謝騰

摘要：在過往研究的基礎(chǔ)上，通過行為實驗數(shù)據(jù)與眼動指標探求材料難度、呈現(xiàn)方式與有無語音對大學(xué)生多媒體學(xué)習效果的影響。結(jié)果得出：難度和呈現(xiàn)方式對課件的學(xué)習效果有較為明顯的影響，而有否語音沒有明顯的影響。材料難度較低時，學(xué)習效果較佳。呈現(xiàn)方式為圖文結(jié)合時，學(xué)習效果最佳。

關(guān)鍵詞：呈現(xiàn)方式；視聽；雙通道；插圖效應(yīng)；眼動

一、引言

作為一種輔助教學(xué)手段，多媒體課件在各大高校的實際教學(xué)中起到了重要的作用。但教師的設(shè)計有時不盡如人意，無法達到較好的教學(xué)效果。因此很多學(xué)者從各種理論出發(fā)進行研究。認知負荷理論認為，內(nèi)部認知負荷無法通過教學(xué)設(shè)計改變，但外部認知負荷可以。因此我們雖然無法改變材料本身難度，但可以通過調(diào)整屬于外部認知負荷的呈現(xiàn)方式和語音進而降低認知負荷，提升學(xué)習效率。雙重編碼理論認為，同時以視覺形式和語言形式呈現(xiàn)信息能夠增強記憶和識別，最典型的應(yīng)用方式是圖式教學(xué)法。將文字配上插圖，以圖文結(jié)合的方式向?qū)W習者呈現(xiàn)學(xué)習材料就是一種圖式教學(xué)法。

在此基礎(chǔ)上的實證研究證明，不論在測驗成績還是眼動指標上，大學(xué)生學(xué)習文字內(nèi)容時有彩色插圖效果最優(yōu)，其次是黑白插圖，最次是無插圖，難度本身也會對學(xué)習成效產(chǎn)生明顯的影響。通道效應(yīng)理論認為雙通道加工學(xué)習材料的效果優(yōu)于單通道，因此通過視聽通道共同學(xué)習效果更好。但是，Mayer的冗余效應(yīng)認為，在進行多媒體學(xué)習時，當屏幕文本與視頻或語音解說內(nèi)容相同，由于文本與語音內(nèi)容一致會造成冗余，學(xué)生學(xué)習由圖片加解說組成的呈現(xiàn)材料比學(xué)習由圖片加解說再加屏幕文本組成的學(xué)習材料效果更好。而在現(xiàn)有的實證研究中，一部分研究者得出了在有插圖的情況下，文本與語音完全相同的冗余確實不利于學(xué)習者學(xué)習的結(jié)論，但另外的研究結(jié)果與Mayer的結(jié)論相反，可見，對于多媒體學(xué)習中的視覺通道與聽覺通道同時呈現(xiàn)相同信息好不好，研究者們?nèi)鄙僖恢碌慕Y(jié)論。

因此，本研究旨在綜合現(xiàn)有研究的因素，系統(tǒng)地從測驗結(jié)果和眼動指標兩方面探求難度、呈現(xiàn)方式與語音會對大學(xué)生閱讀多媒體課件的效果產(chǎn)生何種影響，力求在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，探索以何種方式授課最能提升大學(xué)生的學(xué)習效果。

二、方法

（一）實驗設(shè)計：本實驗為呈現(xiàn)方式（圖文結(jié)合，圖片，純文字）、聲音（有聲，無聲）和材料難度（易、難）的3×2×2三因素混合設(shè)計。

（二）被試：所有被試為龍巖學(xué)院在校大學(xué)生，共108人。剔除收集眼動數(shù)據(jù)失敗者和曾見過實驗材料者后剩93人。其中男45人，女48人，聽力、視力及矯正視力正常，無色盲色弱。將被試按性別比分配在六個組別中：文字有語音組15人，文字無語音組15人，圖文結(jié)合有語音組17人，圖文結(jié)合無語音組15人，圖片有語音組15人，圖片無語音組16人。

（三）因變量：1.眼動指標2.測驗成績和反應(yīng)時3.主觀評定問卷

（四）實驗材料：

1.呈現(xiàn)材料：選取主題不同的科普動畫六則，每則選取五個知識點編相對應(yīng)的文字內(nèi)容、題目并截取圖片。文字組與圖片組材料為內(nèi)容位于屏幕正中央。圖文結(jié)合組的呈現(xiàn)材料為左側(cè)是無字圖片，右側(cè)是文字。三組材料所占的屏幕面積相近。請20無關(guān)的被試做實驗材料并進行評價，根據(jù)評價選取得分位于第二和第四的材料作為正式材料一、二。所有材料圖片均為彩色，字體和行距固定。呈現(xiàn)材料的播放時間限制由以常速朗讀一遍文字的時間決定，材料一為9秒，材料二為13秒。

2.測驗：測驗內(nèi)容根據(jù)呈現(xiàn)材料中的文字材料來制作，每則材料五題，與知識點一一對應(yīng)。讓上文中的20名被試閱讀完每一則材料后都做與之對應(yīng)的測試，并就測驗難度進行里克特五點評價。統(tǒng)計得分發(fā)現(xiàn)正確率與主觀評定都反映測驗一簡單，測驗二較難。生成正式題目測驗一和測驗二。測驗的答題方式為鼠標反應(yīng)，正確按左鍵，錯誤按右鍵。

3.干擾項：分干擾測驗一和二，各含六道不同的混合四則運算，每部分為一分鐘的計算量。

4.語音材料：語音材料內(nèi)容為呈現(xiàn)材料中的文字內(nèi)容，以cool edi暗頻處理軟件錄制并剪輯，使語音材料和呈現(xiàn)材料能夠達到同步播放。朗讀者普通話達到二甲水平。

5.主觀評定問卷：含性別、年齡與3個問題“你曾經(jīng)看過這兩段呈現(xiàn)材料嗎”，“你覺得呈現(xiàn)材料的難度如何”，“你覺得測驗題目的難度如何”，問題1采取“是”和“否”的答案設(shè)置，問題2、3采取里克特五點計分。

（五）儀器與程序

眼動采集為上海心儀生產(chǎn)的itrack60型號眼動儀，采樣率60Hz，瞳孔.角膜反射記錄，17寸顯示器分辨率1280×1024，屏幕比例，眼睛距屏幕。

呈現(xiàn)材料導(dǎo)人至眼動儀自帶的追蹤系統(tǒng)上，干擾測驗與測驗以eprime2.0編寫成程序，導(dǎo)入到電腦上。

（六）實驗流程

招募被試后，讓其坐在電腦前觀看屏幕上的指導(dǎo)語，沒有疑問后，進行眼部校準。校準完畢后進入試驗第一部分：觀看呈現(xiàn)材料一，隨后做干擾測驗一和測驗一。該部分結(jié)束后進行五分鐘的休息。校準后進入實驗第二部分，順序同第一部分。為抵消順序效應(yīng)，每組前五名被試和第十名以后的被試先完成第一部分，后完成第二部分，而第六到十名被試相反。完成后做一份紙質(zhì)的主觀評定問卷。呈現(xiàn)材料的播放有時間限制，測驗、干擾測驗與主觀評定問卷沒有完成時間的限制。有聲組在被試開始閱讀材料的同時播放錄制好的音頻。

（七）

興趣區(qū)劃分：由于每則呈現(xiàn)材料有五個知識點，因此所有需要導(dǎo)出眼動數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)頁面一共有10張。選取頁面上有文字或圖片內(nèi)容處作為興趣區(qū)，每組組內(nèi)興趣區(qū)面積相同，組間興趣區(qū)面積相近，使用itrack60眼動儀自帶的心儀眼動分析系統(tǒng)導(dǎo)出眼動數(shù)據(jù)，根據(jù)材料難易的劃分將五張頁面的平均值作為該被試注視該材料時的注視數(shù)據(jù)。

（八）收集指標：

1.測驗得分和反應(yīng)時：以測驗的方式收集被試在測驗?zāi)Ｊ较碌拇痤}正確得分和反應(yīng)時。得分的計分方式為，正確記1分，錯誤記O分。由于在測驗一和測驗二中各有五個問題，因此得分和反應(yīng)時都取該測驗內(nèi)五個回答的平均值。

眼動指標：

注視點個數(shù)：指被試在興趣區(qū)內(nèi)注視點的數(shù)量

平均注視時間：注視時間總和在注視點個數(shù)上的平均值

第一注視時間：注視時間最長的注視點的注視時間數(shù)值

三、結(jié)果

（一）

1.測驗得分和反應(yīng)時

1.1描述統(tǒng)計見表1。

1.2對測驗得分，測驗反應(yīng)時進行3（圖，文，圖文結(jié)合）X2（難，易）×2（有聲，無聲）三因素混合重復(fù)測量方差分析。

1.2.1在測驗得分上，難度的主效應(yīng)顯著（F（1，87）=5.39，p<0.05），被試在容易題上的得分比難題目要高，難度與有無聲、難度與呈現(xiàn)方式的交互作用不顯著，難度、有無聲、呈現(xiàn)方式的三因素交互作用不顯著，有無聲與呈現(xiàn)方式的主效應(yīng)均不顯著，二者交互作用也不顯著。

1.2.2在測驗反應(yīng)時上，難度主效應(yīng)不顯著，難度和有無聲、難度和呈現(xiàn)方式的交互作用皆不顯著，難度、有無聲、呈現(xiàn)方式的三因素交互作用不顯著。有無聲的主效應(yīng)不顯著，呈現(xiàn)方式的主效應(yīng)顯著（F（2，87）=3.92，p<0.05）。經(jīng)LSD檢驗發(fā)現(xiàn)，純圖組的反應(yīng)時快于純文組，圖文結(jié)合組最差，且純圖組和圖文結(jié)合組之間差異非常顯著（p<0.05），在難題目部分，文字組和純圖組之間差異也非常顯著（p<0.05），有無聲和呈現(xiàn)方式的交互作用不顯著。

2.興趣區(qū)的注視

2.1描述統(tǒng)計見表1。

2.2對注視點個數(shù)，注視時間總和，第一注視時間進行3（圖，文，圖文結(jié)合）×2（難，易）×2（有聲，無聲）三因素混合重復(fù)測量方差分析。

2.2.1在注視點個數(shù)上，難度主效應(yīng)顯著（F（1，87）=219.5，p<0.05），在難材料上的注視點個數(shù)要多于簡單材料，難度與有無聲、難度與呈現(xiàn)方式的交互作用不顯著，難度、有無聲、呈現(xiàn)方式的三因素交互作用不顯著。有無聲主效應(yīng)不顯著，呈現(xiàn)方式主效應(yīng)顯著，（F（2，87）=8.16，p<0.05），經(jīng)LSD檢驗發(fā)現(xiàn)，圖文結(jié)合組的注視點個數(shù)多于純圖組，純文組最少，圖文結(jié)合組與圖組的差異非常顯著（p<0.05），有無聲主效應(yīng)不顯著，有無聲與呈現(xiàn)方式交互效應(yīng)不顯著。

2.2.2在平均注視時間上，難度的主效應(yīng)顯著，（F（1，87）=17.56，p<0.05），在難材料上的平均注視時間更長，難度和有無聲交互作用不顯著，難度與呈現(xiàn)方式的交互作用顯著，（F（2，87）=3.33，p<0.05），難度、有無聲和呈現(xiàn)方式的三因素交互作用不顯著。呈現(xiàn)方式主效應(yīng)顯著（F（2，87）=14.54，p<0.05），經(jīng)LSD檢驗發(fā)現(xiàn)，圖文結(jié)合組的平均注視時間大于純圖組，純文組最短，且圖文結(jié)合組與圖組、圖文結(jié)合組與文組之間的差異非常顯著（p<0.05），有無聲主效應(yīng)不顯著，有無聲與呈現(xiàn)方式交互作用顯著，（F（2，87）=5.86，p<0.05）。

2.2.3在第一注視時間上，難度主效應(yīng)顯著（F（1，87）=7.76，p<0.05），在難材料上的注視點個數(shù)更多，難度與有無聲、難度與呈現(xiàn)方式的交互作用不顯著，難度、有無聲、呈現(xiàn)方式的三因素交互作用不顯著。有無聲主效應(yīng)不顯著，呈現(xiàn)方式主效應(yīng)顯著（F（2，87）=13.44，p<0.05），經(jīng)LSD發(fā)現(xiàn)，圖文結(jié)合組的第一注視時間大于圖組，文組最小，且圖文結(jié)合組與圖組、圖文結(jié)合組與文組之間的差異非常顯著（p<0.05），有無聲與呈現(xiàn)方式交互效應(yīng)不顯著。

四、討論與結(jié)論

測驗差異

研究結(jié)果表明，難度、呈現(xiàn)方式會對被試的測驗得分產(chǎn)生影響。其中，難度維度對測驗得分產(chǎn)生了最為顯著的影響。無論被試面對的是以何種方式呈現(xiàn)的材料，學(xué)習的過程中有或無語音，他們在簡單題目上的表現(xiàn)都顯著地比難題目好。

在測驗的反應(yīng)時上，呈現(xiàn)方式會對被試的學(xué)習產(chǎn)生最顯著的影響，圖文結(jié)合組花費的反應(yīng)時最多，純圖組最少，這可能是因為圖文結(jié)合組相對要接收、處理的信息量比純圖、純文組更大的關(guān)系。

眼動指標差異

注視點個數(shù)體現(xiàn)著被試在該興趣區(qū)的注意加工程度，注視點個數(shù)越多，體現(xiàn)了被試在該區(qū)域投入的認知資源越多，注意加工程度越深。結(jié)果表示，難度和呈現(xiàn)方式會對被試閱讀時的注視點個數(shù)產(chǎn)生顯著影響。當被試閱讀較難的材料時，注視點個數(shù)顯著比較簡單的材料多。無論有無聲音條件，圖文結(jié)合組被試的注視點個數(shù)都比文字組和圖片組顯著地要多。這可能是因為，在同等的閱讀時間下，該組被試要處理比其他兩組被試更多的視覺信息，相對壓力更大，因此他們采用了更加積極的應(yīng)對態(tài)度，投入了更多認知資源處理該區(qū)域內(nèi)的信息。

平均注視時間反映了被試在單個注視點上的思考時間的平均值，體現(xiàn)了加工的深度。平均注視時間越長，說明對于被試來說，提取信息的難度更大，需要花費更多的時間。結(jié)果表示，難度和呈現(xiàn)方式對被試閱讀時的平均注視時間都產(chǎn)生了顯著的影響。當材料內(nèi)容越難時，平均注視時間越大。當呈現(xiàn)方式為圖文結(jié)合時，花費的平均注視時間相對要比其他兩組大。這可能是因為，在同樣的興趣區(qū)面積內(nèi)，圖文結(jié)合組被試要處理的信息要更多，因此花費時間長。

第一注視時間是被試注視時間最長的點的數(shù)值，反映了被試對材料感興趣的程度與加工的深度。第一注視時間值越大，說明被試對材料的興趣越大，加工程度更深。結(jié)果顯示，呈現(xiàn)方式對被試的第一注視時間值產(chǎn)生了顯著的影響。無論處于有聲組或無聲組，閱讀難材料還是易材料，圖文結(jié)合組的被試的第一注視時間時間值皆最大，說明圖文結(jié)合的模式相對比較容易引起學(xué)習者對材料的興趣。

值得注意的是，聲音因素的主效應(yīng)都不顯著，與其他因素的交互作用也大多不顯著，說明在多媒體學(xué)習時，學(xué)習者主要以接受、處理視覺通道的信息為主，來自聽覺通道的信息起到的作用較小。