馮小燕?王志軍?劉杜鵑?常亞飛

摘 要：將學習內容分模塊呈現(xiàn)和作為整體以長屏形式呈現(xiàn)是移動學習資源常見的畫面布局形式。通過實驗研究的方式探究在標簽式和瀑布流式兩類布局方式和不同知識類型條件下，學習者的學習動機、注意力集中程度、學習時長、認知負荷和學習效果的差異。結果發(fā)現(xiàn)，畫面布局方式對移動學習過程有較為復雜的影響;標簽式布局通過知識模塊切分和呈現(xiàn)順序的設計影響學習者的學習路徑和導航操作，比瀑布流式布局在激發(fā)動機、增加時間投入、減少認知負荷和提高學習效果方面更具優(yōu)勢;不同的畫面布局方式對不同的知識類型具有一定的最佳適應性。

關鍵詞：移動學習;畫面布局;學習動機;學習效果

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：2096-0069（2018）06-0001-06

情境性、個性化、片段式的移動學習方式對學習資源的體系架構和內容規(guī)劃提出了更多挑戰(zhàn);基于小屏幕呈現(xiàn)學習內容時，知識體系間的內在級聯(lián)性較低，容易導致碎片化的學習結果。畫面布局是學習資源信息架構的基礎，如何優(yōu)化移動學習資源畫面布局，適應移動設備的屏幕尺寸，為學習者提供既符合移動學習特點，又保證體系完整的學習內容，是移動學習資源呈現(xiàn)方式與內容匹配必須解決的重要問題。

一、移動學習資源畫面布局相關研究

合理的畫面布局可以為設計者與使用者之間建立映射模型，使畫面布局恰當?shù)乇磉_知識內容，讓學習者將更多的認知資源投入到學習活動本身。[1]移動學習資源畫面的信息架構設計應做到功能明確、結構清晰、操作流暢，并為學習者提供合適的導航結構。[2]學習者更喜歡閱讀較窄的短屏文字，以及有規(guī)律、有節(jié)奏的排版布局。[3]有序的畫面元素布局有助于優(yōu)化信息獲取效果，布局設計應遵循媒體多樣性原則、時間和空間緊湊性原則、簡練原則、人性化原則等。[4]移動學習資源畫面設計應以合適的知識組塊為資源單位，充分考慮學習內容的內在組織性與級聯(lián)性，優(yōu)化畫面布局結構。

當前主流的移動學習資源畫面布局方式有標簽式、宮格式、列表式、抽屜式、瀑布流式等多種形式。其中，標簽式、宮格式、列表式及抽屜式等布局方式是根據(jù)知識本身的邏輯體系和版式需求，按一定標準將知識內容進行分模塊呈現(xiàn);瀑布流式布局方式則是將內容作為整體，以長屏形式呈現(xiàn)，增加使用的流暢性。移動學習資源畫面布局的已有研究結論不完全一致。有研究者認為由于畫面尺寸有限，學習內容應使用小型的文本塊，盡量將頁面滾動范圍最小化;在小屏幕畫面上，一次呈現(xiàn)一頁的方式與上下拖動滾動條式的方式之間存在學習時間和學習效率之間的差異。[5]也有研究者認為基于長屏的瀑布流式布局不僅能使學習信息傳遞更迅速，同時也使學習者獲得更好的沉浸體驗，有利于提高移動學習效果。[6]

以標簽式為代表的分模塊式布局和以瀑布流式為代表的整體式布局在移動設備屏幕畫面設計中均有廣泛應用。不同畫面布局方式對學習內容的適應性及對學習效果影響的相關研究需要進一步深入;對于陳述性知識和程序性知識不同類型，是否存在最佳的畫面布局方式也需要進一步實踐驗證。本文借助實驗研究方法，開展移動學習資源畫面布局方式和知識類型的不同組合方式對學習過程和學習效果影響的實證研究，探索移動學習資源畫面布局的優(yōu)化路徑。

二、研究設計

（一）實驗設計

采用2（布局方式）×2（知識類型）兩因素完全隨機實驗。

自變量包括布局方式和知識類型。布局方式分為標簽式和瀑布流式，知識類型分為陳述性知識和程序性知識。學習內容以手機豎屏形式呈現(xiàn)，標簽式畫面布局采用底部標簽，用5個標簽，根據(jù)知識內容的內在邏輯進行分割;瀑布流式畫面布局按照知識內容的邏輯順序以長屏形式由前到后依次呈現(xiàn)。

因變量包括學習動機、注意力集中程度、學習時長、認知負荷和學習效果。

學習動機：當學習者動機明確，對學習有較高興趣，學習積極主動時，其學習狀態(tài)較為理想。本研究選取林立甲[7]使用過的學習動機量表測量學習動機，該量表分為興趣、能力、價值、努力、壓力和選擇六個分量。

注意力集中程度：當學習者注意力集中程度高時，其學習較投入，專注度高，沉浸感強。本研究采用查蘭德[8]

等利用便攜式腦波儀測量學習者注意力集中程度的方法，測量值以40為基線，在1—100之間波動變化。測量值低于40時表示被試的注意力集中程度較低，處于40—60之間時表示注意力集中程度一般，大于60時表示注意力集中程度較高。

學習時長：卡羅爾認為直接影響學習者學習的所有變量都可用時間來界定，布盧姆據(jù)此提出“時間本位”模式的掌握學習理論。[9]學習者按照自己的速度開展學習，學習者投入的時間越多，學習效果越好。在本研究中，實驗情境下的學習時長是學習者從學習開始到結束所花費的時間，由便攜式腦波儀采集相關數(shù)據(jù)。

認知負荷：指在特定學習時間內施加于個體認知系統(tǒng)的心理活動總量，其大小與具體的學習任務有關。[10]

本研究參考王雪[11]等人的測量方法，以被試主觀判斷的形式，測量任務的感知難度和心理努力程度，表征學習者的認知負荷。

學習效果：包括保持測試成績和遷移測試成績，保持測試主要測量學習者對學習內容的記憶情況，遷移測試主要測量學習者對學習內容的理解程度和應用情況。

（二）被試

從H大學招募120名本科生作為被試，剔除實驗過程中先前知識過高及腦波數(shù)據(jù)干擾過多的被試，共得到有效被試112名，隨機分為4組，其中標簽式布局陳述性知識組29人，標簽式布局程序性知識組27人，瀑布流式布局陳述性知識組27人，瀑布流式布局程序性知識組29人。

（三）實驗材料

1.學習材料

學習材料采用小程序開發(fā)平臺“即速應用”開發(fā)，陳述性知識為拉馬德雷現(xiàn)象，共計2500個字左右，與學習內容有關的圖片5張，主要介紹“太平洋濤動”的基本原理、對全球氣溫的影響以及與自然災害的關系。程序性知識為海姆立克急救法，共計2600個字左右，與學習內容有關的圖片7張，主要介紹海姆立克急救法的基本原理、不同情況下施救方法與基本操作流程。上述學習材料均由手機端呈現(xiàn)給學習者，學習者自主控制學習進度。設計開發(fā)之前邀請15名在校大學生對學習材料的感興趣程度、難易程度和熟悉程度進行評價，受邀者均表示對相關知識的熟悉程度一般，興趣濃厚，學習材料難易程度相當。

2.測試材料

包括基本信息、前測、學習效果測試、學習動機和認知負荷量表。

基本信息包括被試的性別、年齡、專業(yè)等基本信息。前測試題：陳述性知識和程序性知識的先前測試均包括5道題，考查被試對主題知識的掌握情況。學習效果測試包括保持測試和遷移測試。保持測試的試題答案可以在學習材料中找到;遷移測試需要被試理解學習材料后能夠靈活運用。陳述性知識和程序性知識的保持測試題均包括8道填空題，7道判斷題，每題1分，合計15分;遷移測試題均包括6道選擇題，每題1分，3道簡答題，每題3分，合計15分。學習內容和測試題在設計完成后均經過相關專業(yè)領域教師修改和評定，確保無學科性錯誤。學習動機和認知負荷均采用9級量表進行測試。

（四）實驗設備

使用一部OPPO R11智能手機為被試呈現(xiàn)學習材料，屏幕尺寸為5.5英寸，分辨率為1920×1080

（FHD），屏幕為電容式觸摸屏、多點式觸摸屏;采用基于NeuroSkyBCI（Brain Computer Interface，腦機接口）專利技術的Cuband便攜式腦波儀采集被試的腦波數(shù)據(jù)，信號采樣頻率為512Hz，信號精度為0.25uV，配套軟件為佰意通腦電生物反饋訓練系統(tǒng)專業(yè)版。

（五）實驗流程

實驗人員告知被試實驗要求與注意事項，被試填寫個人信息與前測試題，實驗人員為被試佩戴腦波儀并調試正常;被試按照要求進行學習;學習結束后被試填寫后測試題及問卷。每個被試完成整個實驗時間需30—40分鐘。

三、數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 22.0對實驗數(shù)據(jù)進行管理和分析。

（一）學習動機、專注程度與學習時長

學習動機、注意力集中程度和學習時長的數(shù)據(jù)結果如表1所示。

（1）學習動機：兩種知識類型條件下，標簽式布局組學習者的動機高于瀑布流式布局組，表明標簽式布局比瀑布流式布局方式更容易激發(fā)學習者較高的學習動機。（2）注意力集中程度：對于陳述性知識，瀑布流式布局組學習者的注意力集中程度高于標簽式布局組;對于程序性知識，標簽式布局組學習者的注意力集中程度高于瀑布流式布局組。（3）學習時長：兩種知識類型條件下，標簽式布局條件下學習者的學習時間更長。

多因素方差分析結果顯示，學習動機：布局方式（F=3.432，p=0.067<0.1）主效應邊緣顯著;知識類型（F=12.192，p=0.000<0.01）主效應極其顯著;二者的交互作用（F=0.000，p=0.999>0.05）不顯著。注意力集中程度：布局方式（F=0.002，p=0.964>0.05）主效應不顯著，知識類型（F=2.072，p=0.153>0.05）主效應不顯著，二者的交互作用（F=1.200，p=0.276>0.05）不顯著。學習時長：布局方式（F=9.248，p=0.003<0.01）主效應極其顯著;知識類型（F=2.081，p=0.152>0.05）主效應不顯著;二者的交互作用（F=2.204，p=0.141>0.05）不顯著。

在四組中分別選取注意力集中程度接近各組均值的被試，對其注意力集中程度的腦波動態(tài)變化情況進行分析發(fā)現(xiàn)，學習者在整個學習過程中的注意力集中程度的變化情況存在一定差異：（1）對于陳述性知識，標簽式布局和瀑布流式布局組被試的注意力變化情況較為一致，前期較高，中后期相對較低，注意力變化過程相對穩(wěn)定。表明對于陳述性知識，布局結構的差異對學習者注意力的影響差異不大。（2）對于程序性知識，標簽式布局組學習初期和學習即將結束時注意力集中程度較高，中期呈現(xiàn)有規(guī)律波動;瀑布流式布局組學習初期時注意力集中度較高，隨著時間的推移出現(xiàn)緩慢下降，整個學習過程中注意力沒有出現(xiàn)顯著的回升。這表明對于程序性知識，標簽式布局條件下，學習者根據(jù)知識內容切分情況有選擇地進行學習，注意力集中程度因學習模塊的差異而呈現(xiàn)一定波動，但未出現(xiàn)顯著下降;瀑布流式布局條件下，由于缺乏明確的知識模塊劃分，隨著學習內容的增多，學習者逐漸出現(xiàn)認知倦怠，注意力集中程度下降。因此，對于程序性知識，標簽式布局更有利于學習者較高注意力的維持。

（二）認知負荷

對于兩種知識類型，標簽式布局組學習者的認知負荷水平相對于瀑布流式布局組較低，表明在降低認知負荷方面，標簽式畫面布局比瀑布流式布局更有優(yōu)勢，如表2所示。原因可能是學習者認知容量有限，當知識分塊呈現(xiàn)時，有利于降低學習者的認知難度。

進一步對不同布局方式和不同知識類型的認知負荷情況進行兩因素被試間方差分析，布局方式（F=1.185，p=0.279>0.05）主效應不顯著;知識類型（F=6.309，p=0.013<0.05）主效應顯著;二者的交互作用（F=0.033，p=0.856>0.05）不顯著。

（三）學習效果

學習效果指標包括保持測試成績和遷移測試成績，結果如表3所示。

對于兩種知識類型，標簽式布局組學習者的保持測試成績和遷移測試成績均高于瀑布流式布局組。這表明無論是陳述性知識還是程序性知識，對于優(yōu)化學習效果，標簽式布局比瀑布流式布局更有優(yōu)勢。

進一步對各組被試的學習效果進行兩因素被試間方差分析。（1）保持測試成績：布局方式（F=1.250，p=0.266>0.05）主效應不顯著;知識類型（F=8.430，p=0.005<0.01）主效應極其顯著;二者的交互作用（F=0.285，p=0.594>0.05）不顯著。（2）遷移測試成績：布局方式（F=6.074，p=0.015<0.05）主效應顯著;知識類型（F=10.573，p=0.002<0.01）主效應極其顯著;二者的交互作用（F=0.154，p=0.696>0.05）不顯著。

（四）學習動機、注意力集中程度、學習時長、認知負荷與學習效果的關系

為進一步明確移動學習資源不同畫面布局條件下學習者的學習動機、注意力集中程度、學習時長和認知負荷對學習效果的影響，利用多元回歸法進行分析，結果如表4所示。

不同畫面布局條件下，學習者的學習效果主要受到學習動機、學習時長的正向影響和認知負荷的負向影響，即學習者的學習動機越強，學習時間越長，認知負荷越低，學習者的學習效果越好。注意力集中程度對學習效果也有一定正向影響，但影響較弱，未達到顯著水平。學習動機、注意力集中程度、學習時長和認知負荷能聯(lián)合預測學習效果變異的37.8%，其中學習時長的預測力最佳，其次是學習動機，注意力集中程度雖然對學習效果也有一定的預測力，但這種預測力沒有達到顯著水平。

四、結果討論

無論是陳述性知識，還是程序性知識，良好的畫面布局結構影響學習者的學習動機、學習時間和認知負荷，進而影響學習效果。

（一）畫面布局方式和知識類型對學習動機、注意力集中程度和學習時長的影響

標簽式和瀑布流式布局在不同知識類型條件下，對學習動機和學習時長的影響趨勢相同，標簽式布局組學習者的學習動機和學習時長均高于瀑布流式布局組，且差異顯著。這表明無論對于哪種知識類型，標簽式布局比瀑布流式布局更有利于激發(fā)學習者的學習動機，引發(fā)更多的時間投入。畫面布局的差異主要體現(xiàn)在知識呈現(xiàn)的先后順序、學習路徑的選擇和導航的使用等方面，以及由此引起的學習動機和學習體驗差異;同時，標簽式布局增加了學習者與學習內容間的操作互動，引發(fā)學習者更多的行為投入和時間投入。

標簽式布局和瀑布流式布局在不同知識類型條件下，對學習者注意力集中程度的影響趨勢不同。當學習陳述性知識時，瀑布流式布局組學習者的注意力集中程度高于標簽式布局組;當學習程序性知識時，情況則相反，標簽式布局組學習者的注意力集中程度高于瀑布流式布局組。雖然這種差異未達到統(tǒng)計學的顯著水平，但差異趨勢在一定程度上表明畫面布局方式對不同知識類型具有不同的適應性。

知識類型對學習動機有顯著影響，對學習時長和注意力集中程度均無顯著影響。知識類型主要影響學習者的興趣、愛好等主觀感知體驗，對學習過程中的注意力集中程度、學習時間的花費等方面的影響沒有顯著差異。

（二）畫面布局方式和知識類型對認知負荷的影響

標簽式布局和瀑布流式布局在不同知識類型條件下，對認知負荷的影響趨勢相同。兩種知識類型條件下，學習者的認知負荷均為標簽式布局組低于瀑布流式布局組，盡管這種差異未達到統(tǒng)計學的顯著水平，但這一趨勢表明，將知識分塊呈現(xiàn)的標簽式布局在一定程度上有利于降低學習者對學習內容的感知難度，進而減少認知負荷。

知識類型對認知負荷有著顯著的影響，陳述性知識引起的認知負荷極其顯著地高于程序性知識，即在難度相當?shù)那闆r下，學習者感知到陳述性知識的難度和需要付出的努力程度顯著高于程序性知識。

（三）畫面布局方式和知識類型對學習效果的影響

兩種知識類型條件下，標簽式布局組學習者的遷移測試成績顯著高于瀑布流式布局組。標簽式布局有利于學習者將新的知識內容體系與原有的認知圖式進行加工整合，理解更加深入和透徹，促進學習層次的加深，從而提高學習者的遷移測試成績。

兩種布局方式條件下，程序性知識組學習者保持測試成績和遷移測試成績均顯著高于陳述性知識組。程序性知識在條理性、模塊化、邏輯性、步驟流程化等方面優(yōu)于陳述性知識。在小屏幕的移動設備上呈現(xiàn)難度相當?shù)某绦蛐院完愂鲂灾R時，程序性知識更容易被學習者所接受并融入已有知識體系，有利于提高學習效果。

同時本研究也發(fā)現(xiàn)，學習動機、學習時間和認知負荷對學習效果有顯著的預測作用，學習時長的預測力最佳，其次是學習動機，再次是認知負荷。因移動學習過程中學習者注意力集中程度具有較高的浮動性，注意力集中程度對學習效果的影響較為復雜，預測作用有限。

五、結論與展望

畫面布局方式在提高學習動機、引發(fā)時間投入、減少認知負荷和提高學習效果方面有著積極作用和復雜影響。將知識按一定的內在邏輯進行分塊呈現(xiàn)的標簽式布局方式比將知識作為一個整體的瀑布流式布局方式更有利于激發(fā)學習者的動機，減少認知負荷，提高學習效果;對于程序性知識，這種優(yōu)勢更加突出。瀑布流式布局呈現(xiàn)陳述性知識時，有利于學習者提高注意力，并且增加沉浸感，但由于缺乏對知識體系的適當分割和學習路徑導航，在學習過程中增加了學習者的認知負荷，這種方式在沉浸感與專注度方面的優(yōu)勢并未引起更為理想的學習效果。

本研究通過實驗方式探索不同知識類型的畫面布局方式對學習過程中的學習動機、注意力、學習時間、認知負荷及學習效果的影響。發(fā)現(xiàn)合適的移動學習資源畫面布局可以使學習者動機更強，更好地學習投入，從而更好地參與到移動學習過程中，獲得更好的學習效果。受實驗條件的限制，本研究僅選取了112名有效被試的數(shù)據(jù)，對于多樣化學習對象的適應性需要進一步驗證;另外，本研究僅選取了標簽式和瀑布流式兩種畫面布局方式，對于其他類型畫面布局方式對移動學習的影響仍需要進一步深入探索。

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An Experimental Study of the Influence of Screen Layout on Mobile Learning

FENG Xiaoyan1，WANG Zhijun2，LIU Dujuan1，CHANG Yafei1

（1.School of Information and Engineering，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang，Henan，China 453000;

2.School of Education Science，Tianjin Normal University，Tianjin，China 300387）

Abstract： It is a common form of screen layout for mobile learning resources to present learning content in modules and as a whole in long-screen form.This paper explores the differences of learnersmotivation，degree of concentration，learning time，cognitive load and learning effect under the conditions of label and waterfall flow layout and different types of knowledge.The results show that the screen layout methods have a more complex effect on the mobile learning process;the label layout affects the learnerslearning path and navigation operation through knowledge module segmentation and presentation sequence design;it can better stimulate motivation，increase time input，reduce cognitive load and improve learning effect than the waterfall flow layout.It has more advantages，and different screen layout methods have the optimal adaptability to different types of knowledge.

Key words： mobile learning;screen layout;learning motivation;learning effect