教学视频中教师目光作用：基于眼动的证据

杨九民 皮忠玲 章仪 徐珂 喻邱晨 黄勃

摘要：教学视频已成为学习者不可或缺的重要学习资源。教师的目光作为教学视频设计与制作的重要要素之一，引起了研究者与教育实践者广泛关注。该研究通过实验研究法，借助眼动追踪技术、测验和问卷，采用五种不同类型的教学视频（无目光、直视目光、持续引导目光、间断引导目光、回避目光），考察教师不同类型的目光对学习者学习效果、拟社会互动、学习体验以及注意分配的影响。结果发现，教师不同类型的目光对学习者学习产生不同的影响。具体表现为，观看有教师持续引导目光的教学视频的学习者保持与迁移成绩最好，间断引导目光次之;虽然教师间断引导目光能够增加教师与学习者之间的社会互动感，但眼动结果显示学习者会分配更多注意力在教师身上;教师的回避目光时，学习者的保持和迁移成绩最差，对教学内容的注意力分配最少。以上结果说明，教学视频中教师持续引导目光最有利于学习者的学习。基于该研究结果，建议教师在设计与开发教学视频时，（1）运用持续引导目光来提高学习者对学习内容的关注与学习效果;（2）运用引导性目光与直视目光相结合的方式来提高学习者的社会存在感，改善学习体验;（3）尽量避免目光回避。

关键词：教学视频;教师非言语行为;目光类型;目光引导;学习效果;视觉注意;学习体验

中图分类号：G434

文献标识码：A

一、引言

以教育信息化推动教育现代化，积极促进信息技术与教育的融合创新发展，是我国长期坚持的教育创新发展战略。从《教育信息化十年规划》到《教育信息化2.0行动计划》，再到《中国教育现代化2035》等系列重要的教育发展文件，均强调了优质教育资源的开发与共享。教育资源中，教学视频以其多通道展示教学内容的特征，成为广大学习者偏爱的一种方式，在在线教育中占据重要地位。

通过对MOOC中学习者的在线学习行为分析发现，不管教学视频时长，他们平均观看视頻的时间不超过6分钟1213。这一现象提示我们，尽管我们投人了大量的人力物力建设视频资源，建设一门课程的教学视频资源需要投入近20万，但教育视频的应用效果不尽人意，这可能会导致教育资源严重浪费，在线开放课程可持续发展难以保证。

视频教学效果的众多影响因素中，教师作为教学活动的组织者和实施者，其画面的呈现能够增强教学视频的互动感，使学习者获得接近于真实教学课堂的学习体验4。有研究者对学习者的调查分析发现，绝大部分认为教学视频中应该呈现教师画面，并且通过对国内外各大开放课程中教学视频的统计分析发现，如爱课程、Coursera、Udacity和清华学堂在线，超过83%的教学视频呈现了教师画面。由此可见，教师画面的重要性得到了学习者和教学视频开发者的双重认可。

然而，关于教师画面在教学视频中的作用，以往研究并没有得到一致结论。部分研究认为，教学视频中呈现教师画面可以提高学习者的学习效果;然而，也有研究发现，教师画面会分散学习者的注意力，从而降低他们的学习效果。随着研究的深入，研究者发现，教师画面是否有利于视频学习，取决于教师的非言语行为，尤其是其目光。教师的目光不仅能够引导学习者的注意分配，同时还能够提高教学视频与学习者的社会互动性。

教学视频中教师的目光有多种类型，不同类型的目光对学习者的学习有什么不同的影响呢，正是本研究关注的主要问题。

二、文献综述

（一）教学视频中教师目光的分类

在教学活动中，82%的信息是通过教师的非言语行为进行传递的，而只有18%的信息是通过言语表达来传递的3。毫无疑问，当教学视频中呈现教师画面，教师的非言语行为也会影响学习者的学习过程与结果。眼睛是心灵的窗户，目光是教学视频中教师最典型的非言语行为，其作用受到了广泛研究者的关注。

个体的目光可以有效传递其注意焦点，在教学活动中亦是如此。根据目光注意焦点，可以将教师的目光分为四种类型：直视目光、持续引导目光、间隔引导目光和回避目光。其中直视目光是指教师在录制教学视频时直视镜头，此时，教师目光的注意焦点是屏幕前的学习者，与他们进行眼神接触！句。持续引导目光是指教师在录制教学视频时，教师大部分的时候，目光看向教学材料四，此时，教师目光的注意焦点是教学材料，目的是以引导学习者看向教学材料。间隔引导目光是指教师在录制教学视频时，间隔性将目光从看向镜头转向看教学材料，此时，教师目光的注意焦点在学习者与教学材料之间交替。回避目光是指教师既不看向镜头也不看向教学内容，由于此时教师的注意焦点既不是教学材料也不是屏幕前的学习者，会形成教师在给其他人上课的感觉。

因此，教师在录制教学视频时，运用不同类型的目光，会起到不同的作用，如直视目光能够与学习者进行眼神互动、引导目光能使他们更加关注教学材料等。

（二）教学视频中教师目光对学习者学习的影响

围绕教学视频中教师目光对学习者学习的影响，研究者从学习结果（如学习效果和体验），以及学习过程（注意分配），展开了大量的研究。

根据多媒体学习理论的具身线索原则，在教学视频中教师的目光，提高教师与学习者之间的社会互动，激发他们社会反应，例如，“教师正在看着我，给我上课”“教师正在引导我看这张图”这些积极的社会反应增加了学习者学习过程中的认知投人，从而提高其学习效果。从理论视角与目光的功能出发，教师的直视目光，可以营造与学习者进行眼神互动，引导目光可以优化他们的注意分配，因此，这两种目光都有利于学习。但随着研究的深人，研究者发现，尽管当教师采用直视目光增加了学习者与教师画面的互动，其引导目光也提高了他们对教学内容的视觉搜索效率和注意程度，但直视目光和引导目光并不总是起促进学习。

以往研究结果存在争议，可能的主要原因是忽视了教师不同类型目光的差异。从教师直视目光看，早期研究主要通过对比有无教师画面两种教学视频，探讨教师直视目光的作用。随后，有研究者将教师的直视目光与回避目光比较发现，教师的直视目光的确激发了学习者积极的社会反应，并提高了他们的学习效果。从教师引导目光看，大部分研究通过比较教师直视目光和间隔引导目光发现，学习者在观看这两种视频后，所取得的学习效果并无明显差异，据此推测，教师间隔引导目光只能改变学习者的注意模式，但不会对其学习效果产生影响。

综上所述，由于以往研究在探讨教师目光作用时，比较对象不同，导致研究结论并不一致，因此，本研究旨在系统分析教学视频中教师不同类型的目光对学习者学习的影响。

三、研究目的与假设

本研究旨在探索教学视频中，教师运用不同类型的目光对学习者学习效果、拟社会互动、学习体验以及注意分配的影响。为了进一步揭示教学视频中教师目光的作用，本研究运用实验研究法，借助眼动追踪技术实时记录学习者在观看教学视频时的眼球运动轨迹，并在教学视频观看之后让学习者填写学习效果测验、拟社会互动问卷、学习体验问卷。基于相关理论与以往研究，本研究提出五个研究假设，如表1所示。

四、研究方法

（一）被试

随机招募160名本科生与研究生，他们年龄分布在17到29周岁（MD=20.51，SD=1.93），其中87.5%是女性。被试专业涉及心理学、社会学、数学、化学、汉语言文学、英语、计算机和教育技术学等诸多专业。被试均知情同意，实验结束后获得15元作为实验报酬。

（二）实验仪器与眼动数据分析

本研究采用TobiiT120桌面式眼动仪记录被试观看教学视频的眼动数据，采样率为120Hz。教学视频在17英寸的显示器上播放，分辨率为1280*1024，刷新率为75Hz。被试坐在距离显示器60厘米的位置观看教学视频。

以往眼动研究表明，学习者的注视能直观地反映其视觉注意分配情况。具体表现为，学习者对某一特定区域注视的时间越长，注视次数越多，则表示对该区域的关注越多队。本研究首先将教学视频画面划分为两个兴趣区：教师形象区和教学内容区，并分别计算学习者在这两个兴趣区上的总注视时间，以考察教师目光如何影响学习者的视觉注意分配情况。

（三）實验材料

1.视频材料

本研究中包含五种教学视频。（1）无目光：视觉画面不呈现教师，仅包含教学内容，且控制教学内容所占区域与其余四组一致。（2）直视目光：视觉画面中同时呈现教师和教学内容，教师全程直视摄像机，不看教学内容。（3）持续引导目光：视觉画面中同时呈现教师和教学内容，教师全程目光注视教学内容，不看摄像机。（4）间断引导目光：视觉画面中同时呈现教师和教学内容，教师目光在教学内容与摄像机之间来回切换。（5）回避目光：视觉画面中同时呈现教师和教学内容，教师目光全程水平注视其左侧40度位置，既不看摄像机，也不看教学内容，仿佛正在给其他学习者讲课。

五种教学视频的教学内容保持一致，均是有关“风”的地理知识，包括风的形态、成因、类别以及特征。为控制无关变量，所有教学内容由相同的幻灯片呈现，由同一位女性教师教授，且在教师的口头讲述中不明确引导学习者关注教学视频中的特定信息。教师在视频录制过程中保持持固定的身体朝向和站姿。视频时长为7分12秒。

2.测量工具

（1）先前知识水平测验。由教学视频讲授者开发，并经一名专业的地理教师审核，用于测量被试对风相关知识的了解。总共8道题目，4道单项选择题，共8分，2道填空题，共4分，2道简答题，共10分，先前知识水平测验总分为22分。题目示例如：“测量风的两个基本要素是_和_。”

（2）学习效果测验。本研究学习效果测验由保持测验与迁移测验组成：

保持测验主要考察被试对教学视频内容的记忆与理解情况。由授课教师开发，并经一名专业地理教师审核。测验含17道题目，总分为40分，其中有2道多项选择题，共6分;4道单项选择题，共8分;8道填空题，共10分;3道简答题，共16分（评分者一致性分别为0.925，0.976和0.993）。题目示例：“什么是风的主要成因（）？A.海拔差异;B.空气湿度差异;C.大气温度差异;D.气压差”。

迁移测验主要考察被试对教学视频内容的应用与迁移能力。由授课教师开发，并经一名专业地理教师审核。测验含13道题目，总分为40分，其中有8道单项选择题，共16分，1道多项选择题，共3分，1道匹配题，共5分，3道简答题（评分者一致性分别为0.980，0.993和0.892），共16分。题目示例：“龙卷风发生在水面上，会出现“龙吸水”的现象。解释其出现的原因是什么？”

（3）拟社会互动问卷。根据研究假设，本研究选择了Beege等人研究中使用问卷，包含一个项目“我感觉教师是在给我上课”。采用7级评分，其中1表示非常不同意，7表示非常同意。分数越高，表示被试认为其与教师的社会互动感越强。

（4）学习体验问卷。本问卷选择了Stull等人开发的学习体验问卷，用于考察被试在观看教学视频时的学习动机，与教学视频中教师的互动感以及参与度。该问卷包含10个题项，问卷具体项目如表2所示。该问卷为7点里克特量表，其中1表示非常不同意，7表示非常同意。题项9在后续数据分析中被反向计分。分数越高，表示被试的学习体验越好。问卷的可靠性系数为0.77。

（四）实验设计与流程

采用被试间设计，被试被随机分配观看一种教学视频。实验在眼动实验室开展，时长约为45分钟。首先，被试进入眼动实验室，主试向被试介绍实验流程。被试明白实验任务后完成前测，随后被随机分配观看一种教学视频，与此同时记录被试的眼动轨迹，观看完教学视频后，被试填写拟社会互动问卷、学习体验问卷，完成保持与迁移测验。实验流程如图1所示。

五、研究结果

本研究以教师的目光类型（无目光、直视目光、持续引导目光、间断引导目光、回避目光）为被试间自变量，以被试的前测成绩为协变量，以保持成绩、迁移成绩、拟社会互动，以及教师形象区总注视时间（TotalFixationDuration）与教学内容区总注视时间为因变量，进行协方差分析。所有变量描述性统计和协方差分析结果如下页表3所示。

（一）学习效果

为检验本研究的假设1，即间断引导目光组学习效果最好，其次是持续引导日光组和直视目光组，再次是无目光组，最后是回避目光组，分别对被试的保持成绩与迁移成绩进行协方差分析。

1.保持成绩

协方差分析发现，各组被试在保持成绩上有显著差异。通过进一步事后检验（LSD，下同）发现，持续引导目光组成绩显著高于直视目光组和回避目光组（MD=2.54，p=.04;MD=4.32，p=.001）;间断引导目光组成绩要显著高于回避目光组（MD=2.69，p=.034），其他组无显著差异（p》.05;如图2左所示）。

2.迁移成绩

协方差分析发现，各组被试在迁移成绩上也有显著差异。通过事后检验发现，持续引导目光组得分显著高于无目光组、直视目光组和回避目光组（MD=4.04，p=.001;MD=3.28，p=.005;MD=6.04，p《.001）;直视目光组和间断引导目光组得分显著高于回避目光组（MD=2.76，p=.023;MD=4.00，p=.001），其他组无显著差异（p》.05;如图2右所示）。

综合保持成绩与迁移成绩的结果，我们发现，教学视频中教师的引导目光提高了学习者的学习效果，其回避目光降低了他们的学习效果，部分支持假设1。

（二）拟社会互动

为检验本研究的假设2，即间断引导目光组、持续引导目光组和直视目光组拟社会互动感高于无目光组和回避目光组，对被试的拟社会互动得分进行了协方差分析。结果发现，各组得分具有显著差异。事后检验发现，直视目光组、持续引导目光组、间断引导目光组和回避目光组得分显著高于无目光组（MD=0.84，p=.011;MD=0.91，p=.006;MD=1.50，p《.001;MD=0.75，p=.029）;间断引导目光组得分显著高于回避目光组;（MD=0.74，p=.031），其他组之间无显著差异（p》.05;如下页图3所示）。以上结果说明，无论教学视频中的哪种目光都能够增强学习者在视频学习过程中的互动感，而且间断引导目光的效果显著优于回避目光，部分支持假设2。

（三）学习体验

为检验本研究的假设3，即间断引导目光组动机水平、师生互动感与参与度最高，其次是持续引导目光组和直视目光组，再次是无目光组，最后是回避目光组，分别对被试在学习体验的三个不同维度上的得分进行协方差分析。

在动机维度，协方差分析发现，各组被试在内容理解和有用性上有显著差异，而在是否更喜爱、未来是否更有意愿和学习动力题项上没有显著差异。通过事后检验发现，在内容理解上，直视目光组、持续引导目光组、间断引导目光组和回避目光组的得分显著高于无目光组（MD=0.92，p=.003;MD=0.88，p=.005;MD=0.61，p=.049;MD=0.97，p=.003），其他组之间无显著差异（p》.05）;在内容有用性上，在持續引导目光组比无目光组得分更高（MD=0.85，p=.003），其他组之间无显著差异（p>.05）.

在师生互动维度，协方差分析发现，各组在师生交互上有显著差异，而在学习投人上没有显著差异。通过对师生交互得分事后检验发现，持续引导目光组和间断引导目光组显著高于无目光组（MD=0.75，p=.018;MD=0.87，p=.006），其他组之间无显著差异（p》.05）。

在参与度维度，协方差分析发现，无论是在感知难度还是在心理努力题项上，各组之间无显著差异（p》.05;如图4所示）。

综上所述，与假设3部分一致，我们发现，无论是教师的哪种目光都能够有效提升学习者的学习体验，尤其是在内容理解、有用性和师生交互题项上，部分支持假设3。

（四）注意分配一教师形象

为检验本研究的假设4，即直视目光组对教师形象的总注视时间最长，其次是间断引导目光组，再次是持续引导目光组，最后是回避目光组，对被试在教师形象区域的总注视时间进行了协方差分析。结果发现，各组在注视教师形象区域的时长上有显著差异。事后检验发现，间断引导目光组显著多于持续引导目光组和回避目光组（MD=17.57，p=.005;MD=15.65，p=.014），其他组之间无显著差异（p》.05;如图5所示）。以上结果表明，教学视频中教师的间断引导目光比持续引导目光和回避目光吸引学习者分配更多的注意资源加工教师形象，部分支持假设4。

（五）注意分配一教学内容

为检验本研究的假设5，即无目光组对教学内容的总注视时间最长，其次是持续引导目光组，再次是间断引导目光组，接着是直视目光组，最后是回避目光，对被试在教学内容区域的总注视时间进行了协方差分析。结果发现，各组对注视教学内容区域的时长有显著差异。事后检验发现，无目光组显著多于直视目光组、持续引导目光组、间断引导目光组和回避目光组（MD=39.60，p《.001;MD=32.43，p《.001;MD=42.5，p《.001;MD=64.17，p《.001）;直视目光组、持续引导目光组和间接引导目光组显著多于回避目光组（MD=24.58，p=.008;MD=31.75，p=.001;MD=21.67，p=.018），其他组之间无显著差异（p》.05，如图6所示）。以上结果表明，相比无目光，无论教师的哪种目光都会减少学习者对教学内容的注意分配，尤其是教师的回避目光，此外，当有教师形象时，教师的引导目光使学习者分配更多的注意资源加工教学内容，部分支持假设5。

六、讨论

本研究探究了教师不同类型的目光对学习者学习效果、拟社会互动、学习体验以及注意分配的影响。研究结果发现，相比于其他类型目光，教师持续引导目光使学习者获得了最高的保持和迁移成绩，其次是教师的间断引导目光。尽管教师的间断引导目光提高了其与学习者之间的社会互动感，但眼动结果显示教师的间断引导目光会导致学习者过多的关注教师形象本身。此外，教师的回避目光对学习有明显的消极影响，不仅使得学习者取得较差的保持和迁移成绩，还导致他们分配更少注意资源加工教学内容。本研究证实了教学视频中教师不同目光类型影响了学习者的学习效果和注意分配，为教学视频设计提供了一定的理论指导。

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作者簡介：

杨九民：教授，博士，博士生导师，研究方向为教学设计、在线学习（yjm@mail.ccnu.edu.cn）。

皮忠玲：副研究员，博士，研究方向为教学视频环境中学习的认知神经机制、在线合作学习（pizl@snnu.edu.cn）。

章仪：在读博士，研究方向为在线学习设计（zhangyi199601@mails.ccnu.edu.cn）。

徐珂：在读硕士，研究方向为视频学习、教学设计（740531796@qq.com）。

喻邱晨：在读硕士，研究方向为在线学习，教育数据统计分析（yqc@mais.ccnu.edu.cn）。

黄勃：正高级工程师，研究方向为实验教学（516767183@qq.com）。

收稿日期：2020年3月30日

责任编辑：赵云建