教学视频的动画视觉设计研究

辜媛　魏晓燕　邵林

摘要：随着信息化时代的到来，我国各大高校加快了在线公开课程（MOOC）、微课堂等信息技术教学的推进，信息可视化在教育领域逐步得到广泛运用，视频处理技术成为其中不可或缺的要素。本文论述了教学视频中动画视觉设计的特点与作用，以微课《伤口的愈合》为例，从动画视觉设计的形象视角、色彩、特效等艺术手段切入分析，梳理了动画视觉设计在教学视频中呈现设计的要点。

关键词：教学视频;动画;视觉设计;认知负荷

中图分类号：TP311     文献标识码： A

文章编号：1009-3044（2021）06-0198-03

Abstract： With the advent of the information age， major universities in China have accelerated the promotion of information technology teaching such as online open courses （MOOC） and micro-classroom， and information visualization has gradually been widely used in the field of education， among which video processing technology has become an indispensable element. This paper discusses the characteristics and functions of animation visual design in teaching video. Taking the micro-lesson work Wound Healing as an example， it analyzes the visual visual design of animation from the perspective of image， color， special effects and other artistic means， and summarizes the key points of animation visual design presented in teaching video.

Key words： instructional video; animation; visual design; the cognitive load

教學视频中的动画视觉设计是以人的视觉生理机能和心理为基础，从视觉开始，通过视觉媒介建立的视觉审美经验，将视觉思维融入创作者形象思维、逻辑思维中，从而向受众传达教学信息的一种视觉载体[1]。动画视觉设计正是通过丰富的形象视角、色彩、特效等艺术手段来贴近、符合当代学习者的审美习惯，并以此改变传统教学模式中画面单一，教学视频视觉美感的不足。进而在视觉上抓住学习者，吸引学习者的注意力，让学习者基于自己的视觉审美经验对所传达的信息内容产生感知、体会。

1 教学视频中动画视觉设计的特点

教学视频的主要目的是有效传递教学内容，因此动画视觉设计不仅仅是在视觉审美基础上建立的视觉设计，还需考虑其服务于教学，作为教学内容的视觉媒介所需要的特定特点。

1.1 科学性

教学视频中的教学内容要符合现实的教学规律及人的认知结构。人的工作记忆非常有限，并不能一次性关注全部内容，因此需要选择性地对信息进行加工，去粗取精，抓住核心内容，使学习者的认知负荷不超过自身承受范围。然后，进行视觉画面的再加工，将教学视频信息转化成人的长期记忆。

1.2 开放性

动画式教学视频最大的特点是，可以将抽象以及并未定义的形象呈现出来。创作者所创造的形象通过视觉可视化载体呈现而不受客观条件的束缚，可利用动画模拟无法拍摄得到的影像或无法近距离观察的实验，例如：医学手术、机械模拟实验等。

1.3 艺术性

教学动画的视觉设计通过绘画艺术客观设计表现手法，能将抽象的概念进行视觉上的图像处理，使抽象概念展现得更清晰、明确。教学内容通过视觉画面的艺术性形象传达，使晦涩难懂的知识点得到深化和延伸。[2] 例如：在《伤口的愈合》中呈现的皮肤组织层，运用了不同色彩、形象加以分层显示，通过对运动及动画节奏的控制，把教学信息具体、鲜明地呈现出来，使得教学过程在良好的视觉显现下完成，更易于激发学生兴趣，有效传达教学内容。

2 教学视频中动画视觉设计的作用

2.1 教育传播

教学视频的目的是有效准确地传达教学内容。当实拍操作无法准确清晰去描述抽象知识时，动画视觉设计利用其自身的开放性和艺术性创造可视化形象。在完善教学设计过程中，动画视觉设计考虑到学习内容的特点和学习者的认知心理及受众群体偏好，借助动画设计将其转化成相对感性、富有情节的内容形式，在教育传播的同时将理性知识转化成大众容易接受的模式。

2.2 启发思维

鲁道夫·阿恩海姆在《视觉思维—审美直觉心理学》中论述了“感知，尤其是视知觉，具有思维的一切本领，它本身具备了思维功能，认知能力和理解能力”[3]。动画视觉设计的根本就是视知觉。从视觉信息的输入，到认识的输出，在这个过程中大脑经过知觉、表象、思考等阶段的信息加工，通过视觉媒介将作者的视觉思维借助图形图像等视觉载体传达给学习者，启发学习者进行视觉思维，使其通过自己的视觉思维对动画视觉设计进行感知、解读，从而产生共鸣。

2.3 减少认知负荷

澳大利亚心理学家约翰·斯威乐在20世纪80年代末提出了认知负荷理论，认为人的认知资源是有限的，学习者在学习时产生的多维度负荷会阻碍学习效率[4]，而其中外部认知负荷是由学习材料的组织和呈现方式设计不当引起的。为提高学习效率，教学中应尽量减少外部认知负荷，而在教学视频设计中动画视觉的动态化影像能最大化降低外部认知负荷，构建有利于学习者学习的教学内容，使学生在有限认知资源内获得最大学习效果。

3 微课《伤口的愈合》中动画视觉设计研究

微课作品《伤口的愈合》是2017年第10届中国大学生计算机设计大赛参赛作品，教学类型属于高中生物微课，其教学目标是让学生理解并掌握伤口愈合的四个时期，帮助高中生全面地了解伤口愈合，减轻学生对受伤后的恐惧。在做课程设计时，为更清晰、明确地视觉呈现、剖析皮肤内部结构，帮助学习者更深层次地理解皮肤组织，分清每个阶段不同细胞的作用，在制作手法上选择了动画制作和虚拟拍摄像结合的办法，将抽象概念进行视觉上的图像处理，运用动画概括、简化、夸张手法，使内容展现透彻而生动，引导学生产生深入学习的兴趣。

3.1 图形设计

图形设计是动画视觉呈现的基础，我们在解释内隐等无法表述的概念時，可通过图形设计实现可视化视觉形象，使其具备美的形式和富有感染力的视觉效果。图1和图2为两种不同建构的皮肤图形设计，其中图1为网络上提供的皮肤截面参考图，图2为《伤口的愈合》中呈现的皮肤组织层。在课程图形设计中，以皮肤参考图为基础，提取教学内容中涉及的元素，运用不同色彩和形象将皮肤表层、肌肉层、脂肪层、血管层明确地分层显示，去除多余杂乱的细节设计，概括、简化地归纳出主要内容。这样的图形设计不仅能将学习者的注意力集中在关键信息上，还能减少学习者对信息输入的认知负荷。

总之，动画图形的设计是一个选择、加工、提炼的过程，我们不仅要在学习生活中留心观察，为创作提供参考，更需想象力及创造性思维对图形设计加以选择和设定。

3.2 色彩设计

视觉是具有选择性的，可以使观察者的注意力总是指向最喜欢的东西[3]。动画视觉设计中的颜色设计正是运用了这一点来吸引学习者的注意力。眼睛是一个感知光线的器官，通过光线给人提供视觉，而人的眼睛在面对亮度过高的画面时会受刺激而易产生视觉疲劳。因此，在动画视觉设计的色彩使用上，不宜大面积使用明度较高的颜色。图3和图4是《伤口的愈合》中两个不同背景设计，其中图3背景是以明度较高的淡黄色为主调，与讲解中图示所呈现的内容融合在一起，并未拉开层次，而图4背景选择明度较低的灰蓝色调，叠加在皮肤组织层上方，既拉开层次凸显主题，又符合了主题环境。此外，同一画面中可适当使用不同明度的颜色，通过利用明度的差别拉开纵深关系，增强画面的透视感，使学习者更易直接获取核心信息。

3.3 动画特效设计

动画特效设计是基于动画视觉设计来设定的，其目的在于降低学习者在学习教学视频时的认知负荷，避免学习者注意力被次要信息吸引而忽视教学重点，促进教学信息能被有效感知。

在微课《伤口的愈合》中有段关于伤口红、热、肿、痛的演示动画，其在呈现“伤口血液灌注增加，局部新陈代谢加强”时，特意在下端显示主血管的位置，并用蓝色圆球意象性表现血液的流动，以圆球闪动的速度表明血液增加和加速流动（见图5）;同时，在微血管层用带箭头的圆圈进行标识，以速度由慢渐快的方式来表现新陈代谢的加强（见图6）。通过对比研究，有提示动画特效的教学视频内容会吸引学习者视线更长时间的停留，甚至反复观看、感知。由此可见，在设计一个相对比较复杂的教学动画时，视线关注点直接影响了学习者注意力的分配和认知。因此，在教学重难点的地方要设定好提示顺序，并在讲解中分配好提示内容，同时，根据教学内容设定合适的动画速度，总之，通过不同的动画效果设计、切换来引导学生特定的关注，从而提高学生的学习效率和兴趣。

3.4 框架设计

人类视觉注意力具有极强的自主选择性。当我们进行动画视觉设计时，如果学习者的注意力没有集中在知识点上，那么教学视频的整体设计无疑是失败的。因此在教学视频里，还需要考虑整体的框架设计。在教学视频中，可利用真人出境、实拍展示、动画设计等多种方式进行融合设计，这样能去除观看者因视觉上的重复而导致的注意力分散、情绪波动，在视觉和教学效果上会明显优于单一动画呈现形式。

4 结语

尽管融入了动画视觉设计的教学视频更能满足注意力吸引法则，但我们也要明确，动画视觉设计是服务于教学的，需要恰如其分地安排好动画与教学之间的相互配合关系。一味添加华而不实的动画设计，虽从局部上看烘托了氛围，但过分滥用动画效果、加入与教学内容不相关的设计，只会加重学习者认知负荷，分散其注意力，反使教学效果不尽如人意，本末倒置。

参考文献：

[1] 母健弘.浅析动画视觉设计中的图形和色彩[J].电影评介，2009（8）：68-69.

[2] 潘义平.浅谈教学片中的动画设计原则和审美特征[J].电化教育研究，1997，18（2）：66-68.

[3] 鲁道夫·阿恩海姆.视觉思维[M].成都：四川人民出版社，1998.

[4] 孙崇勇.认知负荷的测量及其在多媒体学习中的应用[D].苏州：苏州大学，2012.

【通联编辑：梁书】