鄭艷芳 江發(fā)明 朱小勇 易燦南 何臻

摘 ?要 為研究不同知識水平學習者在AutoCAD軟件教學視頻中學習注意力分配等特點，對經(jīng)過一段時間學習的學習者成績進行前測，選擇高低水平學習者各五名，運用眼動追蹤技術(shù)記錄學習者觀看AutoCAD中多段線部分教學視頻，進行保持和遷移測試。研究發(fā)現(xiàn)，學習者的注意力主要分配于繪圖區(qū)域;知識水平對兩個片段的命令欄處的總注視時長和總注視次數(shù)影響顯著;高水平對學習者的保持和遷移成績均產(chǎn)生積極影響。結(jié)果表明，高水平學習者比低水平學習者在學習中對輔助工具命令欄的提示加工更深入，低水平學習者更加沉浸于繪圖區(qū)域。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)教育;教學視頻;AutoCAD;錄屏式軟件

中圖分類號：G434 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）18-0070-03

Research on Learning of Instructional Video of AutoCAD Soft-

ware based on Eye-tracking Experiment//ZHENG Yanfang， JIANG

Faming， ZHU Xiaoyong， YI Cannan， HE Zhen

Abstract In order to study the learning characteristics of learners

with different knowledge levels in AutoCAD software teaching video.

Firstly， the experiment conducted a pre-test of prior experience， which

selected 10 learners high and low levels knowledge each had half. Secondly， the learners were arranged to watch an instructional video

which was about PLINE in AutoCAD， and the progress was recorded

with eye tracking technology. Finally， the learners performed the retention test and migration test after learning. The findings were as

follows. Learners attention was mainly focused on the drawing area.

The knowledge levels had a significant effect on the fixation length and fixation count of the command bar. High levels had a positive impact on learners retention and migration tests. The experimental results showed that the high levels learners paid more attention to the

prompt in the command bar than the low experience learners， and the

low levels learners were more immersed in the drawing area.

Key words networking education; instructional video; AutoCAD; screen recording software

1 前言

近些年，隨著新型網(wǎng)絡(luò)教育資源的不斷涌現(xiàn)和發(fā)展，如慕課等，吸引了大批學習者。尤其是面對突發(fā)公共衛(wèi)生事件，如新型冠狀病毒肺炎，學校停課不停學，使網(wǎng)絡(luò)教育的重要性得以充分體現(xiàn)。新型網(wǎng)絡(luò)資源是以教學視頻的形式呈現(xiàn)核心教學內(nèi)容，與傳統(tǒng)文本形式教學有明顯不同[1]。

視頻成為網(wǎng)絡(luò)教育主要形式，不僅和視覺系統(tǒng)是最占優(yōu)勢的信息來源渠道[2]，也和教學視頻生動形象、圖文聲像并茂等特征是密不可分的[3]。

目前，對教學視頻的研究主要集中于教學視頻素材自身的設(shè)計，如字幕布局、是否有教師形象、線索、教師引導(dǎo)行為[4-7]。而影響教學視頻學習效果的因素有很多，教學視頻的設(shè)計應(yīng)以學習者為中心。在以往研究中，關(guān)于學習者一般通過篩選設(shè)置為無關(guān)變量，以免對學習效果造成干擾。但是學習者作為學習的主體，那么不同前期經(jīng)驗水平的學習者在教學視頻學習過程中是否有差異？賴文華等人研究不同英語水平和不同專業(yè)基礎(chǔ)學習者在學習陳述性類知識——心理學課程時的眼動行為，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在認知負荷較高的情況下，學習者在各興趣區(qū)的注視時長差異均不顯著[8]。賴文華等人研究的學習者有不同專業(yè)基礎(chǔ)，實驗素材是陳述性知識教學視頻，結(jié)果顯示無顯著差異。如若是同一專業(yè)學習者，通過前期一段時間學習，學習者前期經(jīng)驗水平不同，則其在學習過程中視覺注意力分配等是否有差異，這需要進一步研究。

基于上述分析，本文以錄屏式軟件類課程教學視頻為實驗材料，對不同水平學習者的學習特點進行研究。通過研究不同前期經(jīng)驗學習者在錄屏式軟件類課程教學視頻學習中的眼動特點，發(fā)現(xiàn)其中差異，進而對合理設(shè)計實驗教學視頻以幫助不同知識經(jīng)驗學習者更好學習，具有重要意義。

2 方法與過程

實驗?zāi)康??本實驗主要目的是探究不同前期知識水平學習者，在錄屏式軟件教學視頻學習中，對軟件界面各區(qū)域的注意力分配和學習過程的特點，統(tǒng)計被試的眼動數(shù)據(jù)和后測成績，進而討論不同水平學習者在軟件實驗教學視頻學習過程中的眼動數(shù)據(jù)、保持測試和遷移測試成績是否存在顯著差異。

實驗被試和設(shè)備 ?本實驗是單因素實驗，因素為學習者通過前期一段時間學習AutoCAD軟件，其知識水平的掌握程度分高水平和低水平。實驗被試視力或矯正后視力正常，無眼部疾患，且無聽覺障礙。通過對未涉及實驗中的教學視頻內(nèi)容進行前測，選擇高低水平被試各五名，六男四女，共10名本科生，成績較高者表示被試的前期知識水平較高。通過獨立樣本T檢驗，可知高低水平學習者前期知識水平的測試成績有顯著差異（M=8.98，SD=0.69;M=6.80，

SD=1.24;t（8）=3.63，p=0.007<0.05）。實驗所用實驗設(shè)備是Tobii X120眼動儀，采樣率120 Hz，配套臺式戴爾電腦屏幕19 in，分辨率1600×900，刷新率60 Hz，電腦外接音箱設(shè)備。

實驗材料

1）視頻材料。視頻材料講授內(nèi)容是CAD軟件，此課程32學時，理論部分邊講解邊演示。研究以“多段線”為例，在講授過程中并未對繪圖區(qū)域拖動和縮放。視頻借助錄屏軟件，時長10分13秒，屬于碎片化學習。此視頻只有AutoCAD軟件畫面和教師聲音，無字幕，以一倍速度進行播放。學習過程的眼動數(shù)據(jù)來源于三個片段，每個片段劃分三個AOI興趣區(qū)，見表1。

2）后測材料。后測材料兩份，均是上機操作題，用于測試學習者學習相關(guān)知識后的保持成績和遷移成績，做題全過程錄屏。保持測試的材料是片段2和3演示的案例圖，共兩題，每題10分，時間為每題10分鐘。成績?nèi)深}平均值，測試所記住內(nèi)容的數(shù)量。遷移測試的材料是未講解題目，共一題，10分，時間為10分鐘。測試學習者對所學知識的運用和遷移程度。

實驗流程

1）告知被試實驗流程和注意事項;

2）被試填寫基本信息及進行視力測試;

3）前測;

4）被試進行9點定標，定標符合要求后，進入正式實

驗，觀看實驗指導(dǎo)語和視頻材料;

5）被試進入答題區(qū)，完成后測題目。

整個實驗過程約50分鐘。

3 結(jié)果與分析

不同興趣區(qū)的總注視時間 ?將各片段中三個興趣區(qū)的總注視時間數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS，進行配對樣本T檢驗，見表2。根據(jù)p值可知，在總注視時間上，各片段中AOI3興趣區(qū)與AOI1、AOI2興趣區(qū)均存在顯著性差異（p<0.01），而AOI1與AOI2興趣區(qū)不存在顯著性差異（p>0.05）。

各片段三個興趣區(qū)的平均總注視時間見圖1，根據(jù)均值可知，在學習者視頻學習過程中，各片段中AOI1與AOI2興趣區(qū)所在的繪圖區(qū)域的總注視時間均高于AOI3命令欄興趣區(qū)，這可能和繪圖區(qū)域以圖形呈現(xiàn)、命令欄區(qū)域以文字呈現(xiàn)有關(guān)，學習者對以圖形呈現(xiàn)的繪圖區(qū)域的依賴度較高，主要對圖形進行構(gòu)思和創(chuàng)建，而命令欄則是通過文字提示下步操作內(nèi)容，輔助繪圖過程。

知識水平對總注視時間影響 ?對不同知識水平學習者各興趣區(qū)的總注視時間進行獨立樣本T檢驗，見表3。不同水平學習者在片段1和片段2中的AOI3興趣區(qū)的總注視時間差異顯著（p=0.030<0.05），在片段3中AOI3興趣區(qū)的總注視時間處于邊緣顯著（p=0.123≈0.1>0.05）。各片段中高水平組在AOI3興趣區(qū)的總注視時間均高于低水平組，說明高水平組學習者對命令欄中的內(nèi)容加工較深[9]，見圖2。AOI3興趣區(qū)是AutoCAD軟件的命令欄，提示下步操作內(nèi)容，因此，初學者對此部分內(nèi)容加工越深，才能更加清晰掌握命令的使用。根據(jù)學習者后測過程錄屏分析可知，高水平組在后測時對于命令的選擇和切換優(yōu)于低水平組，低水平組在操作時不按照命令欄提示步驟進行，經(jīng)常困于泥潭。造成不同水平學習者在片段3中AOI3興趣區(qū)的總注視時間p處于邊緣顯著的原因可能有兩個：一是由于片段3中案例圖簡單，繪圖步驟少;二是教師講授此部分內(nèi)容時刻意減少鼠標指引命令欄，而是以語言描述代替。

根據(jù)表3中的p值可知，不同知識水平學習者在片段3中AOI1興趣區(qū)的總注視時間差異顯著（p=0.033<0.05）。根據(jù)表3中的均值可知，低水平組中的AOI1興趣區(qū)的總注視時間遠高于低水平組，說明低水平在注視案例圖2時，需要較高的認知負荷進行信息的加工。根據(jù)對學習者后測過程錄屏，分析可知此部分低水平學習者對圖中尺寸寬度理解有困難，是可能導(dǎo)致此部分總注視時間長的原因。

知識水平對學習效果的影響 ?對兩組學習者的保持測試成績和遷移測試成績進行獨立樣本T檢驗，見表4。本實驗高低水平學習者保持測試成績接近顯著差異（p=0.052≈

0.05），遷移測試成績有顯著差異（p=0.042<0.05）。根據(jù)表4中的M值可知，在學習效果方面，本實驗高水平的保持成績和遷移成績均高于低水平的成績。綜上所述，高水平對學習者學習軟件教學視頻的學習效果會產(chǎn)生積極影響，即學習者的知識水平越高，其保持測試和遷移測試的成績越高。

4 研究結(jié)論

本文分析不同知識水平學習者在錄屏軟件實驗教學視頻學習過程中的眼動特點，分析高低水平之間的差異，得到以下結(jié)論。

1）AOI1和AOI2所在的繪圖區(qū)域的總注視時間和總注視次數(shù)遠高于AOI3命令欄，學習者對以圖形呈現(xiàn)的繪圖區(qū)域的依賴度較高，而命令欄在繪圖過程中起輔助作用。

2）雖命令欄處是輔助作用，但是從總注視時間和總注視次數(shù)來看，不同水平學習者在片段1和片段2的AOI3命令欄處差異顯著，高水平學習者對AOI3命令欄處的學習更加專注，進行更好的信息加工。

3）高知識水平對學習者的保持和遷移測試均產(chǎn)生積極影響。從熱點圖來看，高水平學習者能夠關(guān)注關(guān)鍵知識點，而低水平在繪圖區(qū)域注視點較為分散。再者，對比高水平，可以分析低水平學習者在學習時對哪些知識點相對需要更高的認知負荷。

參考文獻

[1]王雪，周圍，王志軍.教學視頻中交互控制促進有意義學習的實驗研究[J].遠程教育雜志，2018（1）：97-105.

[2]沈夏林，周躍良.論開放課程視頻的學習交互設(shè)計[J].電化教育研究，2012（2）：84-87.

[3]聶竹明，劉釗穎.微課與慕課：基于信息技術(shù)的教育供給方式變革[J].電化教育研究，2018（4）：19-24.

[4]孫穎飛.MOOC視頻界面布局對學習效果影響的眼動研究[D].西安：陜西師范大學，2016.

[5]喻靜敏，蔡建東.不同知識類型微視頻中教師圖像對高中生學習的影響[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2018（7）：51-57.

[6]Wang Xue， Lin Lin， Han Meiqi， et al.Impacts of cueson learning： Using eye-tracking technologies to examine the functions and designs of added cues in short?instructional videos[J].Computers in Human Behavior，2020（107）.

[7]王紅艷，胡衛(wèi)平，皮忠玲，等.教師行為對教學視頻學習效果影響的眼動研究[J].遠程教育雜志，2018（5）：103-112.

[8]賴文華，單春波.大學生在網(wǎng)絡(luò)視頻學習過程中的眼動行為研究[J].軟件導(dǎo)刊（教育技術(shù)），2015（6）：76-79.

[9]楊九民，徐珂，韓佳雪，等.教學視頻中線索類型與學習者先前知識經(jīng)驗對學習的交互影響[J].現(xiàn)代遠程教育研究，2020（1）：93-101.