不同知识类型微视频中教师图像对高中生学习的影响*

喻静敏 蔡建东



不同知识类型微视频中教师图像对高中生学习的影响*

喻静敏 蔡建东

（河南大学 现代教育研究所，河南开封 475004）

文章结合问卷调查法和眼动实验，探讨了不同知识类型微视频中教师图像对高中生学习的影响，结果发现：微视频中教师图像对高中生的社会存在感和认知负荷均没有显著影响；微视频中教师图像会减少高中生对PPT内容的视觉注意；陈述性知识类型微视频中教师图像会提升高中生的学习效果，而程序性知识类型微视频中教师图像对高中生的学习效果没有什么影响。基于此，文章就微视频中教师图像的设计提出了建议，以期为微视频的设计提供科学的参考依据。

微视频；知识类型；教师图像；学习过程；学习效果；高中生

引言

如何建设并共享优质数字教育资源，一直是教育信息化推进过程中面临的关键问题之一。目前，由于高中课业重且时间有限，传统的课堂教学已经远远满足不了学习者的个性化需求，许多高中一线教师开始逐渐尝试将课堂上的重点、难点和习题讲解等制作成微视频应用于实际教学中。然而，根据高中一线教师设计制作微视频的实际情况来看，大多数教师对于微视频中是否应该出现教师图像存在疑惑和争议。如Guo等[1]对edX平台上的690万条视频观看记录进行了分析，认为微视频中呈现教师图像有助于学习者学习；黎加厚[2]通过自己在教师微课培训中的实践经验，认为教师图像是与教学内容无关的内容，会干扰学习；曹建霞等[3]采用问卷调查法进行研究，发现在7分钟左右的教学视频中呈现教师图像会降低社会存在感，但对学习效果有促进作用；而杨九民[4]通过问卷调查法，发现在7～8分钟不同知识类型的在线视频课程中，有无教师图像对大学生学习效果的影响并不相同。由此可见，研究者对于微视频中是否呈现教师图像这一问题的研究结论并未达到一致；研究对象主要聚焦于高等教育学习者，而很少涉及基础教育学习者；研究内容方面则很少区分微视频的知识类型，忽略了知识类型的影响。

基于此，本研究尝试结合问卷调查法和眼动实验，以知识分类为切入点，来探讨不同知识类型微视频中教师图像对高中生学习（主要包括学习过程和学习效果）的影响，从心理层面探讨高中生微视频学习的认知规律，为设计、制作出更能符合高中生学习需要且学习效果更佳的微视频提供科学的依据，从而促进优质基础教育资源的建设，推动基础教育信息化的发展。

一 实验设计

1 实验目的

本研究包括两个实验：实验一主要探讨陈述性知识类型微视频中教师图像对高中生学习的影响，实验二主要探讨程序性知识类型微视频中教师图像对高中生学习的影响。

2 实验对象

两个实验均从河南省H中学高一学生中随机抽取被试40人，其年龄范围均为14～16岁；所有被试按照男女比例随机分为2组，每组20人。其中，实验一剔除眼动数据记录异常和问卷填写异常的被试4人，剩余有效被试共36人，其中男生20人、女生16人；实验二剔除眼动数据记录异常和问卷填写异常的被试5人，剩余有效被试共35人，其中男生18人、女生17人。

3 实验变量

（1）自变量

①知识类型：包括陈述性知识类型和程序性知识类型两种。

②教师图像：主要针对微视频中是否出现教师图像，分为有教师图像和无教师图像。在有教师图像的微视频中，教师呈现方式采用当下最常用的真人嵌入式，即真人教师的图像以独立小窗口的形式嵌在视频画面的右下角。

（2）因变量

①社会存在感：主要指学习者在微视频学习过程中能够感知自己是一个“真实存在的人”的程度及其与他人的情感联系程度。测量工具采用杨九民[5]的“社会存在感正式问卷”。

②认知负荷：主要指学习者在完成微视频学习这一特定认知任务的过程中所需要付出的心理努力的总和。测量工具采用Pass等[6]的9级评分制“认知负荷自评量表”。

③眼动指标：主要反映学习者在微视频学习过程中对视频画面中各个区域的视觉分配情况。本研究主要考察两个眼动指标：注视时间，即被试视线停留在注视点上所持续的时间，能够反映被试对实验材料加工的程度大小[7]；注视次数，即被试对实验材料的注视点个数，能够反映被试在观看实验材料时对其的理解情况、阅读或学习策略及实验材料的难易程度，此指标一般与注视时间密切相关[8]。测量工具采用Tobii T120型眼动仪。

④学习效果：包括保持测试成绩和迁移测试成绩。保持测试成绩检测被试对微视频中所学知识的记忆情况，迁移测试成绩则检测被试对微视频中所学知识的理解和运用情况。两者均采用传统的纸笔测试形式，做对一道题记1分，做错记0分。测试题共有10道单选题，包括6道保持测试题、4道迁移测试题。这些题目均由权威学科教师进行设计、修改和完善，具有一定的代表性和科学性。

4 实验材料

实验一的实验材料是以高中生物学科的理论知识“血糖平衡的调节”为主题、时长为5分47秒的微视频；实验二的实验材料是以高中化学实验“氨气的实验室制法”为主题、时长为5分29秒的微视频。两个实验的微视频主题和讲稿均参考权威学科老师的意见而选定和设计，具有一定的代表性、可行性和科学性；微视频均采用“PPT+教师讲解”的形式，均分为有教师图像和无教师图像两种。为了便于记录微视频中各区域的视觉注意情况，本研究将整个视频画面划为一个兴趣区，以记录被试对微视频的总体视觉注意情况；将教师图像区域划为一个兴趣区，以记录被试对教师图像区域的视觉注意情况——两者相减即为PPT区域的视觉注意情况。

5 实验环境与设备

两个实验均在H中学的录播教室中进行，室内设有隔光窗帘，温度适宜，录播教室专门设计了吸音板和隔音墙，以确保被试在一个条件舒适且避免外界干扰的环境中进行实验。实验过程中所有被试使用同一台Tobii T120型眼动仪记录眼动数据，此眼动仪集成于一台惠普计算机的显示器中，无可见的或移动式的“追踪装置”，能确保在被试完全自然的状态下记录其眼动数据。

6 实验过程

①被试在实验前填写基本信息问卷和先前知识测试问卷；②被试提前进入实验室熟悉实验环境，同时由主试向被试介绍实验的目的、要求和相关注意事项；③引导被试坐在距离眼动仪55cm的位置，采取五点定标方法进行眼动定标，随后呈现实验指导语，并进入练习和缓解紧张阶段（共5秒）；④进入正式实验，显示器呈现相关实验材料，同时眼动仪开始记录眼动数据；⑤实验材料学习完毕后，被试独立填写相关问卷。

二 实验分析

1 社会存在感的t检验结果

利用独立样本t检验，分别对两个实验中两组（即有教师图像组和无教师图像组）被试的社会存在感做差异分析，结果发现：两个实验中两组被试的社会存在感均不存在显著性差异（t=-0.111，P=0.913>0.05；t=-0.985，P=0.332>0.05）。

2 认知负荷的t检验结果

利用独立样本t检验，分别对两个实验中两组被试的认知负荷做差异分析，结果发现：两个实验中两组被试的认知负荷均不存在显著性差异（t=-0.466，P=0.644>0.05；t=1.383，P=0.176>0.05）。

3 眼动指标的t检验结果

利用独立样本t检验，分别对两个实验中两组被试的各区域注视时间和注视次数做差异分析，结果如表1所示。

表1 各区域注视时间和注视次数的独立样本t检验结果

在表1中，t值和P值显示：两个实验中两组被试的总注视时间和总注视次数均不存在显著性差异，但是两组被试的PPT区域注视时间和注视次数均存在显著性差异；而均值显示：两个实验中被试在有教师图像微视频中PPT区域的注视时间和注视次数均显著低于无教师图像微视频中PPT区域的注视时间和注视次数。

4 学习效果的协方差分析结果

为了消除先前知识水平对学习者学习效果的影响，本研究以教师图像为自变量，分别以保持测试成绩和迁移测试成绩为因变量，以先前知识水平测试成绩为协变量，进行了学习效果的协方差分析。在实验一中，两组被试之间的同质性假设检验均没有达到显著水平[F（1，34）=1.764，P>0.05；F（1，34）=0.094，P>0.05]；而在实验二中，两组被试之间的同质性假设检验也均没有达到显著水平[F（1，33）=3.041，P>0.05；F（1，33）=2.261，P>0.05]，符合协方差分析的同质性检验条件，故能够进行协方差分析。协方差分析结果显示，两个实验中协变量的学习效果均未达到显著水平，表明先前知识水平测试成绩对因变量保持测试成绩和迁移测试成绩的解释力不高；在实验一中，两组被试在保持测试成绩[F(1,33)=4.249，P<0.05]和迁移测试成绩[F（1，33）=4.832，P<0.05]上的差异均达到显著水平，有教师图像组的保持测试成绩和迁移测试成绩均显著高于无教师图像组；而在实验二中，两组被试在保持测试成绩[F（1，32）=0.100，P>0.05]和迁移测试成绩[F（1，32）=0.337，P>0.05]上的差异均未达到显著水平。

三 实验结果

1 教师图像对社会存在感的影响

如前文所述，两个实验的结果表明：在不同知识类型的微视频学习过程中，有教师图像组和无教师图像组被试的社会存在感均不存在显著性差异。这一结果与杨九民[9]和Homer等[10]的研究结果一致，但与皮忠玲[11]和曹建霞等[12]的研究结果不一致。本研究的实验结果与皮忠玲的研究结果不一致，可能是由于被试的年龄阶段、视频时长和教师呈现方式不同所导致的；与曹建霞的研究结果不一致，则可能是被试、社会存在感问卷和教师呈现方式不同所导致的——当然，这一解释还有待进一步研究和证实。具体来说，皮忠玲选取的被试为大学生、教师呈现方式为课堂实录式且视频时长为25分钟，曹建霞选取的被试为大学生、教师呈现方式为融合式且问卷参考Short等[13]和蔡珮[14]的社会存在感问卷，而本研究采用的是杨九民编制的社会存在感问卷。黎加厚[15]的研究显示，一般人保持注意力集中的有效时间大概是10分钟左右。基于此，本研究认为教学视频时间过长，学习者的注意力便难以集中，易产生疲劳感和孤独感，需要在视频中呈现教师图像以提高学习者的社会存在感，促使学习者进行信息加工；而对于时长较短的微视频来说，时间短可以使学习者集中注意学习且不易产生疲劳感和孤独感，所以微视频中教师图像对学习者的社会存在感没有太大影响。

2 教师图像对认知负荷的影响

如前文所述，两个实验的结果表明：在不同知识类型的微视频学习过程中，有教师图像组和无教师图像组被试的认知负荷均不存在显著性差异。这一结果与杨九民[16]的研究结果相吻合，但与皮忠玲[17]和Homer等[18]的研究结果不同。本研究的实验结果与Homer等的研究结果不同，可能是由于视频时长、被试的文化背景和年龄阶段的差异所导致的；与皮忠玲的研究结果不一致，可能是由于被试的年龄阶段、视频时长和教师呈现方式不同所导致的——当然，这一解释也有待进一步的研究和证实。认知负荷理论和多媒体学习认知理论指出，在学习过程中呈现与学习任务没有直接关系的视觉信息和听觉信息，会在一定程度上增加学习者的外在认知负荷，从而对学习效果产生干扰。但从本质上来讲，微视频中的教师图像并不是与学习内容无关的信息，教师图像作为一种社会线索反而具有重要的社会意义，对学习者的学习效果具有积极的促进作用。因此，微视频中教师图像对高中生产生的认知负荷并没有什么影响。

3 教师图像对视觉注意的影响

如前文所述，两个实验的结果表明：在不同知识类型的微视频学习过程中，有教师图像组和无教师图像组被试的总注视时间和总注视次数均不存在显著性差异，但是两组被试的PPT区域注视时间和注视次数均存在显著性差异，且有教师图像组的PPT区域注视时间和注视次数均显著低于无教师图像组。在微视频中呈现教师图像会吸引高中生的注意力，增加对教师图像的信息加工，但会减少高中生对PPT区域知识内容的关注、减少对知识内容的深度加工，这在一定程度上说明了高中生在单位时间内的注意力资源是有限的，当学习者分配较多的注意力于特定的内容（如教师图像）时，其分配到其它内容（如PPT的学习内容）的注意力就会相对减少——这一研究结果和张家华等[19]、郑俊等[20]的研究结果基本一致。微视频中教师图像是知识内容讲解的声音来源，会吸引高中生的部分视觉注意，从而减少其对PPT内容的关注。

4 教师图像对学习效果的影响

如前文所述，两个实验的结果表明：陈述性知识类型微视频中的教师图像与学习效果之间具有一定的关联性，呈现教师图像能够提升高中生的学习效果，提高保持测试成绩和迁移测试成绩；而程序性知识类型微视频中的教师图像对高中生的学习效果没有产生什么影响，两者之间并没有明显的相关性。这一实验结果与杨九民[21]、皮忠玲[22]和曹建霞等[23]的研究结果相符，但与Homer等[24]的研究结果并不一致。本研究的实验结果与Homer等的研究结果不同，可能是由于视频时长和被试文化背景差异所导致的。另外，针对不同知识类型微视频中教师图像对高中生的学习效果产生不同的影响这一研究结果，究其原因，主要是由于不同类型知识的特点所导致的：陈述性知识是外显的，易于表征，在学习过程中更注重对知识的识记和理解，高中生会更加关注教师对知识的讲解，因此，在陈述性知识类型微视频中呈现教师图像能够使高中生将注意力放在教师对知识的讲解上，在一定程度上促进了高中生主动地对教师所讲的知识进行深度加工，故有利于提升高中生的学习效果；而程序性知识是内隐的，难以表征，在学习过程中更注重掌握具体的操作步骤和方法，学习主要依赖后期的操作和联系[25]，所以，在程序性知识类型微视频中呈现教师图像对高中生的学习效果不会有太大的影响。

综上所述，本研究得出了以下结论：①不同知识类型微视频中教师图像对高中生学习过程中所产生的社会存在感和认知负荷均没有显著影响；②不同知识类型微视频中教师图像会减少高中生对PPT内容的视觉注意；③不同知识类型微视频中教师图像对高中生学习效果的影响不同——陈述性知识类型微视频中教师图像会提升高中生的学习效果，而程序性知识类型微视频中教师图像对高中生的学习效果没有什么影响。

四 微视频中教师图像呈现的设计建议

基于上述实验结果，本研究针对微视频中教师图像呈现的设计提出了以下建议：

1 避免将在线学习理论和多媒体学习理论直接应用于微视频的设计之中

虽然微视频与在线学习、多媒体学习之间的关系密切，并已有研究者基于它们之间的联系将在线学习理论和多媒体学习理论应用到视频资源的设计中[26][27]，但是相关的实证研究匮乏，且有时相矛盾。如皮忠玲[28]基于在线学习理论中的社会存在感理论和认知负荷理论，提出在教学视频中呈现教师图像会增加学习者在视频学习过程中产生的社会存在感和认知负荷。但本研究发现，不同知识类型微视频中教师图像对高中生在微视频学习过程中所产生的社会存在感和认知负荷均没有显著影响，这一结果与杨九民[29]的研究结果相吻合。因此，在微视频的设计过程中，不能直接应用在线学习理论和多媒体学习理论，微视频的设计与开发应以实证研究作为设计的科学基础，通过一系列实证研究发展、完善适用于微视频学习的理论，总结出实用、价值高的微视频设计与开发策略，从而优化微视频的设计，以更好地促进学习者的学习。

2 陈述性知识类型微视频中应尽量呈现教师图像，提升学习者的学习效果

实验结果表明，陈述性知识类型微视频中呈现教师图像能够使高中生集中注意力关注教师的讲解，更为专注于学习，促进高中生对知识内容的理解和掌握，从而提升学习效果。但是在微视频中呈现教师图像时，需要注意主讲教师的形象：主讲教师的形象气质要佳，其着装一定要大方得体，尽量不要佩戴首饰及各种配件，尽量穿与环境背景颜色相差较大的纯色衣服，尽量不要穿条纹或格子衣服。另外，微视频中呈现教师图像时应尽量让学习者有一种一对一指导的感觉，故主讲教师需注意与学习者进行眼神交流，同时需要注意适当地运用教师姿势（如节拍型姿势和意向型姿势等）。有研究结果表明，在教学视频中添加适当的教师姿势，能够增加学习者对视频的视觉注意，并且能够促进学习者对知识的理解，从而提高学习效果[30]。

3 程序性知识类型微视频中应尽量不呈现教师图像，防止学习者分散注意力

在程序性知识的学习过程中，学习者应多注重掌握具体的操作步骤和方法。实验结果表明，程序性知识类型微视频中呈现教师图像对高中生的学习效果不会产生太大的影响，但是会在一定程度上分散高中生的注意力去关注教师图像，从而减少其对PPT中知识内容的关注。基于此，本研究建议在程序性知识类型微视频中尽量不要呈现教师图像，这样可在一定程度上防止高中生分散注意力，从而在具体的操作步骤和方法上投入更多的视觉注意。

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The Effect of the Instructor’s Figure inthe Different Knowledge Types of Micro Videos on the Senior High School Students’ Learning

YU Jing-min CAI Jian-dong

Thispaperused questionnaires and eye movement experiments to explore the influence of the instructor’s figure in the different knowledge types of micro videos on senior high school students’ learning. The resultsshowed that the instructor’s figure inmicrovideoshadnoremarkableefect on senior high school students’ social presence and cognitive load, while the instructor’s figure inmicrovideos could reduce senior high school students’ visual attention to the PPT content. Meanwhile, itwasfoundthatthe instructor’s figure indeclarativeknowledegetypeofmicrovideo could improve senior high school students’ learning effectiveness, while the instructor’s figure inproceduralknowledegetypeofmicrovideomadenodifferenceto senior high school students’ learning effectiveness. Based on the above results, thispaperproposedsome suggestions for the designofthe instructor’s figure in micro videos, expecting to provide scientific reference for the design of micro videos.

micro video; knowledge type; instructor’s figure; learning process; learning effectiveness; senior high school students

G40-057

A

1009—8097（2018）07—0051—07

10.3969/j.issn.1009-8097.2018.07.008

本文为2015年河南省国际科技合作计划项目“网络成瘾的神经生物学基础与矫治研究”（项目编号：152102410026）的阶段性研究成果。

喻静敏，硕士，研究方向为计算机教育应用、数字化教学资源、眼动实验，邮箱为18739974595@163.com。

2017年11月14日

编辑：小米