拍摄视角对视频学习的影响机制——基于多模态数据的分析

王 雪，徐文文

(天津师范大学，天津 300387)

一、引言

《加快推进教育现代化实施方案(2018—2022年)》中提出，要深入推进教育信息化，着力构建基于信息技术的新型教育教学模式，推动信息技术与教育教学深度融合[1]。推进优质数字教育资源的建设不仅是教育信息化实施的基础保障，更是实现教育与信息技术深度融合的现实需求。教学视频作为一种最常见的数字教育资源，其设计质量直接关乎学习者的学习成效。但是当前的教学视频设计多偏重认知因素(如字幕、线索等)，对画面的视觉呈现设计及其给学习者带来的互动体验特别是情绪体验则关注不足[2]。经历疫情期间的大规模在线学习后，学习者对教学视频的需求已不再简单停留于认知上的满足，更需要情感上的关怀[3]。因此，如何吸引并保持学习者对教学视频的兴趣与热情，如何优化视频创作以更好地实现教学目标和提升学习体验，成为研究者和教学实践者关注的焦点。

拍摄视角作为视频媒介的特有属性之一，是视频内容与受众交流的窗口，由受众的认识视角而定，决定着整个视频的视觉定位。恰当的拍摄视角不仅直接影响观看结果，也决定着受众对视频内容的认知与体验。传统的视频拍摄多采用第三人称视角进行叙事和记录。随着记录方式日益丰富，第一人称拍摄视角作为一种极具个性化与互动性的拍摄手法应运而生并迅速传播开来。在教学视频画面中，合理选择拍摄视角同样有助于学习者获得良好的情绪体验并深度理解视频内容。因此，有必要深入探究教学视频拍摄视角对学习者认知过程、情绪体验与学习效果的影响，提出教学视频拍摄视角的优化设计策略，赋予教学视频画面以个性化特征，刺激学习者产生积极的情绪体验，深化学习者理解与加工视频内容，提升学习者学习绩效，以满足学习者全方位、多维度、个性化的学习需求。

二、拍摄视角与相关研究综述

(一)第一人称与第三人称拍摄视角

人作为认识主体，有第一人称和第三人称两种认识视角。人关于外界事物的客观知识是由第三人称视角所获得，而关于自己的内心活动或心智现象的主观知识则是由第一人称视角达知的[4]。随着视频拍摄技术的发展演变，为了通过摄像机更直接地模拟和传达人的这两种视角体验，对应产生了不同的拍摄视角。第一人称拍摄视角指摄影师通过摄像机(或虚拟摄像机)模拟人类的视觉生理习惯进行拍摄，摄影师成为剧中人物参与剧情创作，并根据摄录设备的不同，采用肩扛或手持两种拍摄方式记录影像的录制方式[5]，强调个体的主观活动，较多应用于游戏和新媒体数字电影画面中，成为电子游戏及短视频创作中较为常见的视觉形态。第三人称拍摄视角则是摄影师抽离于事外，以旁观者的角度拍摄和记录物理空间条件及相关事物内容[6]，关注外界事物的客观呈现，多见于纪实类型的视频拍摄。教学视频更多采用第三人称视角进行画面录制，如微课等。第一人称视角的拍摄手法仅用于部分操作指导类教学视频，如演奏乐器、组装零部件等，还没有成为教学视频的常规录制方式。

(二)国内外相关研究综述

目前国内外有关教学视频设计的研究主要从认知要素出发，集中于字幕、线索、教师形象、教师引导、播放速度、交互方式等方面[7]，极少有研究者针对视频媒介的特性进行专门的画面拍摄视角层面的探索。谢幼如研究发现，视频画面的呈现应该兼顾教学规律和学习者的视觉习惯，画面构图需尽量简单，而且同一视频画面要有不同的景别或拍摄角度，避免画面过于单调[8]。有研究表明，在观察性学习中，当从第一人称视角观察他人执行动作时能够激活主体自身的镜像神经元系统来促进模仿学习，而当从第三人称视角观察待执行的动作时，学习者必须在心理上先将其转换为自己的视角，尽管人类具有从他人的角度看待空间的独特能力，但这种心理转变仍然要求付出更多的认知加工[9-10]。Jackson等研究发现，通过让参与者分别观看第一人称和第三人称视角下关于人体手脚部位简单的肢体动作演示视频片段，发现在第一人称视角下观看时，参与者的运动神经元被激活，大脑内的运动皮层表现得更为活跃[11]。张玉洁研究发现，不同人称视角下个体的认知加工确实存在差异，个体的情绪调节与控制将有所不同，第一人称视角更能够激发个体进行内部的自我对话，而第三人称视角更易建构自我调节环境，通过降低个体的情绪体验，使其调节情绪较为轻松[12]。采用不同的拍摄视角所呈现的画面会对实际观看效果产生影响[13-14]，少数研究进一步比较了视频课程中不同拍摄视角呈现下其教学效果之间的差异。Fiorella等研究了任务操作类视频中不同视角的示范对学习者学习建模的影响，结果发现，第三人称视角可以为学习者带来广阔的视野，第一人称视角则可以帮助学习者更轻松地模仿建模技能并减轻第三人称视角示范所带来的认知负担[15]。Lindgren探索了虚拟现实环境下不同拍摄视角所带来的教学效果差异，研究表明，与接受第三人称视角训练的参与者相比，接受第一人称视角训练的被试在制图任务上表现得更好，对模拟任务记忆更深，出错率和寻求帮助的概率更小[16]。

上述相关研究结果均表明，教学视频中拍摄视角的变换有可能对个体的学习成效产生影响，只是传统的教学视频制作中，教学设计者往往更加重视学习材料和视频内容，对拍摄视角这一因素并未给予充分重视，相关研究数量较少，目前仍无法定论不同拍摄视角究竟对学习者将产生何种影响，因此有必要进一步围绕教学视频中拍摄视角对学习的具体影响进行全面深入的探索；其次，除去认知方面的差异，在教育领域中，相关研究针对拍摄视角的改变会对学习者的情绪造成影响的关注显然不足，基本只停留于认知层面的考量；最后，当前研究对包括情绪体验、认知动态在内的学习体验和学习效果测试较多使用问卷量表等结果性测量手段，对学习的过程性监测不足，无法捕捉学习进程中一些动态变化的关键指标，数据分析单一化，研究结果具有局限性和片面性[17]，不利于开展更深入的有关内部机制和作用机理方面的探究。对此，本研究将围绕教学视频中拍摄视角这一影响因素，关注学习者情绪体验、认知过程和学习效果的变化，综合运用眼动、脑波、情绪测量仪、问卷量表等测量工具进行多方位考察，基于多模态数据分析揭示视频学习背后拍摄视角对学习者情绪以及学习影响的作用机制。

三、拍摄视角影响视频学习的作用机制模型构建

多媒体学习认知-情感整合理论(Integrated Cognitive-Affective Theory of Learning with Media, 简称ICATLM)提出多媒体学习认知过程主要包括选择、组织和整合三个阶段，同时也受情绪的自我调节作用所影响[18]。一方面，数字化媒体画面所呈现的内容以图片、文本、声音、叙述等形式刺激学习者的感觉记忆，引发学习者对视听觉信息的选择，形成包含图像片段、声音片段的图像基础和言语基础，进入下一步信息的组织过程，在工作记忆中组织形成连贯的视觉和言语的心理表征，这些心理表征再与长时记忆中的先前知识经验进行整合，最终完成完整的认知加工过程。另一方面，数字化媒体画面中的环境因素即视听觉信息所处的语义情景(如特定的拍摄视角等)也会引发学习者不同程度的情绪体验，包括即刻的情绪反应和持续的情绪感应，同时由信息来源的不同决定情绪归因倾向。学习者的情绪体验将直接调节学习者对信息的选择过程，其引发的兴趣、动机、感知成就等将进一步影响信息的组织过程，这一调节过程可视为对认知加工过程的评估即认知评估。同样，后期与先前知识整合形成新的心理表征。整体而言，从感觉记忆到工作记忆再到长时记忆，拍摄视角通过引发学习者的情绪体验调节其认知加工过程和综合的认知评估形成面向学习过程的学习体验，进而影响最终的学习效果。各阶段环环相扣、互相影响，共同构成视频拍摄视角影响学习的内在作用逻辑，如图1所示。

四、拍摄视角作用机制研究过程

(一)研究假设

文章借助多模态数据测量手段利用情绪测试仪、眼动仪、脑波仪、认知评估量表和学习效果测试题采集并分析学习者情绪体验、认知过程和学习效果等数据，深入探究不同拍摄视角(第一人称视角、第三人称视角)对视频学习的影响，据此形成教学视频中拍摄视角的应用策略。在上述的拍摄视角影响视频学习的作用机制模型基础上，结合国内外已有相关研究的结论，提出以下两个假设。

假设1：教学视频画面不同拍摄视角对视频学习者的情绪体验、认知过程和学习效果影响显著。相比第三人称拍摄视角，第一人称拍摄视角能显著提升学习者的积极情绪体验，抑制消极情绪的产生；能显著提升总注视次数、总注视时间、平均注视时间和大脑专注度；能显著提升感知成就、内部动机，降低材料感知难度；能显著提高学习者的保持测试和迁移测试成绩。

假设2：教学视频画面不同拍摄视角影响视频学习的作用机制—教学视频画面中的拍摄视角将通过影响学习者的情绪体验(积极情绪、消极情绪)、视觉认知与脑认知(总注视时间、总注视次数、平均注视时间、大脑专注度)和认知评估(感知成就、内部动机、材料难度)，最终影响学习者的学习效果(保持测试成绩、迁移测试成绩)，即情绪体验和认知过程将介导拍摄视角对视频学习效果的影响。

(二)实验设计

实验采用2(视频拍摄视角：第一人称拍摄视角、第三人称拍摄视角)×1单因素被试间实验设计，整体设计如图2所示。

1.被试

随机招募121名视力或矫正视力正常的大学生被试，剔除先前知识水平过高(以总分高于满分分值的60%为准)、眼动采样率低于60%以及情绪测试仪、脑波仪测试中断的5名学生，实验最终保留116名有效被试，随机分为2组，其中第一人称拍摄视角的视频学习组61人(女生57人，男生4人)，第三人称拍摄视角的视频学习组55人(女生52人，男生3人)。独立样本t检验分析表明，两组间的先前知识水平不存在显著差异(t=0.561，P=0.576>0.05)。

2.视频学习材料

视频学习材料参考Fiorella等[15]研究中有关“如何构造复杂电路板”的视频，选取某网站自然科普类教学视频中最符合拍摄视角要求且播放量最高的同类型电路操作视频，主题为“如何制作水果电池”，视频时长约为5分钟，经Premiere软件后期翻转处理，制作形成两种不同拍摄视角的视频学习材料，如图3所示。其中，第一人称视角从操作者主观视角出发，将相机放置于前额拍摄完成；第三人称视角则在操作者演示一系列动作时，模拟旁观者视角于主体对面呈现画面。

3.测量变量及工具、设备测量工具、设备及变量见表1[19]。

表1 测量变量及工具、设备

4.实验流程

(1)被试填写基本信息问卷和先前知识问卷；(2)主试引导被试坐到眼动仪与电脑屏幕前，说明实验流程并为其佩戴耳机、情绪测试仪和脑波仪；(3)调整座椅位置，完成眼动定标，屏幕呈现实验指导语，同时开启脑波仪和情绪测试仪进行监测；(4)被试观看学习视频材料；(5)观看完毕，被试填写相关的实验后测问卷和学习效果测试题；(6)主试向被试发放礼品并表示感谢。

五、结果分析与讨论

实验数据的平均值(M)和标准差(SD)结果见表2。

表2 实验数据的描述性分析(M±SD)

(一)拍摄视角对学习者情绪体验、认知过程以及学习效果的影响分析

情绪体验：不同拍摄视角对学习者的过程性情绪体验影响显著。相比第三人称拍摄视角，第一人称拍摄视角可显著激发学习者的过程性积极情绪(t=2.654，P=0.009<0.01)，显著抑制学习者的过程性消极情绪(t=-2.297，P=0.023<0.05)。该结果证明采用第一人称拍摄视角可以有效改善视频学习者的情绪体验，激发积极情绪，抑制消极情绪，部分证实了假设1的设想。有研究发现，使用第一人称拍摄视角，能够在较短时间内调动观众情绪[22]，通过视频主人公的视角观察外界有助于观众自然而直接地去感受和接触人物内心，增强画面代入感和参与感，使观众对视频内容产生强烈的共鸣。与上述结果相同，画面拍摄视角的转变对教育环境仍具适用性，第一人称拍摄视角更有利于激发学习者的积极情绪，这符合多媒体学习理论提出的个性化原则。

认知过程：不同拍摄视角对学习者的认知过程影响并不显著。两组学习者的视觉认知(总注视时间、平均注视时间、总注视次数)、脑认知(专注度)和认知评估(感知成就、内部动机、材料难度)均没有显著差异，未能验证假设1关于认知过程的猜想。其原因可能是，学习者认知资源的投入与学习过程中所进行的认知任务紧密相关。在实验组与控制组间，学生观看的视频学习材料的教学内容、学习时长、任务难度等与实际学习内容有关的因素均保持完全一致，区别仅在于拍摄视角这一媒体呈现属性的差异。学习者在新知建构的过程中，针对知识内容的概念组织、学习思路等主要的认知加工逻辑基本无差异。拍摄视角的变换强调对学习者产生直观的视觉吸引力，更多地影响视频画面的视听效果和学习者的本能观看反应，如两组被试在总注视次数这一指标中所表现出的差异，可能会对学习者参与信息选择的前期过程有着较为直接的作用，而对深层的信息组织和内部认知加工影响较弱，不足以产生显著差别。

学习效果：不同拍摄视角对学习者的学习效果影响显著。相比第三人称拍摄视角，第一人称拍摄视角可显著提升学习者的保持测试成绩(t=2.161，P=0.033<0.05)和迁移测试成绩(t=2.657，P=0.009<0.01)，符合假设1的预期，与Fiorella等研究结论一致[15]。自我参照效应表明，与其它类型的编码条件相比，当学习材料与学习者建立联系时，学习者的学习效果普遍更优。第一人称拍摄视角通过激发学习者的自我参照感，带给学习者身临其境的观看体验，能够使学习者沉浸到视频画面中的动作演示和内容讲解之中，产生似乎自己正在参与操作的感觉，为其创造更强的动作记忆，从而深化学习者对视频内容的理解与记忆效果，加强知识内化，维持其长久的学习印象，帮助保证学习的数量和质量，最终提升整体学习效果。

(二)拍摄视角影响视频学习的作用机制与路径分析

为探清学习者情绪体验、认知过程及学习效果之间的关联机制，本研究利用SPSS对各测量指标进行了相关性分析，结果显示：(1)在认知过程内部，总注视时间与专注度显著正相关(P=0.041<0.05)；总注视次数与内部动机显著正相关(P=0.031<0.05)。(2)在认知过程与情绪体验之间，内部动机与结果性积极情绪、感知成就显著正相关(P=0.000<0.01，P=0.000<0.01)，与过程性消极情绪显著负相关(P=-0.034<0.05)；感知成就与结果性积极情绪显著正相关(P=0.007<0.01)；总注视次数与结果性消极情绪显著正相关(P=0.026<0.05)。(3)在认知过程与学习效果之间，内部动机、感知成就和材料难度都与保持测试成绩显著正相关(P=0.002<0.01，P=0.000<0.01，P=0.000<0.01)。由此表明，伴随学习者视觉注意时间的延长，其大脑专注度更高。第一人称拍摄视角所引发的积极情绪体验通过提升学习者的感知成就从而加强其内部动机，最终促进学习效果提升。而当学习者频繁查看或确认所学内容时，容易助长消极情绪，但同时随着学习者视觉注意力的加强，即注视次数的增加，反而进一步使内部动机得以强化。

此外，为了验证前文提出的拍摄视角影响视频学习的作用机制模型，探索拍摄视角对视频学习的影响路径，本研究在相关性分析结果的基础上，进一步借助AMOS软件的结构方程模型分析验证了拍摄视角影响视频学习效果的路径模型，如图4所示，模型整体拟合度良好(χ2/df=1.366<3，CFI=0.953>0.9，TLI=0.943>0.9，IFI=0.954>0.9，RMSEA=0.056<0.1)[23]。

相关性分析与结构方程验证后模型的结果共同证明以下四条拍摄视角对视频学习影响的作用路径：(1)“情绪体验”路径：第一人称拍摄视角能够诱发学习者的过程性积极情绪(β=0.241，P=0.008<0.05，se=3.067)，且抑制过程性消极情绪(β=-0.824，P<0.001，se=0.051)；(2)“视觉认知加工”路径：第一人称拍摄视角通过降低学习者的平均注视时间(β=-0.154，P=0.096<0.1，se=0.019)降低其总注视时间(β=0.643，P<0.001，se=20.105)，但也增加了学习者的总注视次数(β=-1.220，P<0.001，se=0.019；β=0.840，P<0.001，se=0.129)，从而使得结果性消极情绪有所增长(β=0.193，P=0.035<0.05，se=0.005)；(3)“脑认知加工”路径：虽然前文中数据分析结果显示拍摄视角的改变对学习者的认知过程无显著差异，但模型分析结果表明，不同拍摄视角下学习者的内部认知加工过程仍然有所区别。在第一人称拍摄视角下，随着总注视时间的减少，学生的大脑专注度有所下降(β=0.190，P=0.038<0.05，se=0.039)，但总注视次数的增加引发了学习者内部认知评估体验的变化(β=0.217，P=0.049<0.05，se=0.001)，表现为感知成就、内部动机的提高(β=0.646；β=0.764，P<0.001，se=1.683)，同时学习材料感知难度也有所下降(β=-0.350，P=0.002<0.05，se=0.225)；(4)“学习效果”路径：在第一人称拍摄视角下，学习者内部认知评估体验的变化即感知成就、内部动机的提高及材料感知难度的降低，会反向激活学习者的结果性积极情绪(β=0.515，P<0.001，se=1.115)，最终通过提升学习者的保持测试成绩(β=0.455，P<0.001，se=0.668)，提高他们的迁移测试成绩(β=0.414，P<0.001，se=0.042)。

上述结果再次对拍摄视角影响视频学习的作用机制模型进行了验证，厘清了拍摄视角影响视频学习的作用路径，揭示了该理论模型中学习者的情绪体验、视觉认知加工、脑认知加工和学习效果所处的位置及相关因素所发挥的中介作用，与模型的预期设想较为一致，部分验证了假设2，同时证实了该模型的有效性。

六、结论与建议

本研究围绕如何设计视频画面以改善学生情绪体验，从而促进视频学习的核心研究问题，以视频的拍摄视角为切入点，在相关研究和理论梳理的基础上构建了拍摄视角影响视频学习的作用机制模型，综合运用眼动追踪、脑波记录、情绪测试以及认知行为调查等多模态数据测量手段对学习者情绪体验、认知过程和学习效果进行多方位的考察和分析，配合相关性分析及结构方程模型验证的方式深入揭示了拍摄视角对学习者视频学习的情绪状态、认知过程与学习效果的影响机制。主要结论如下。

(一)拍摄视角的转变引发视频学习者认知与体验的变化

在教学视频的拍摄与学习中，相比近似旁观者的第三人称拍摄视角，采用身临其境的第一人称拍摄视角，可以显著提升学习者的积极情绪，同时有效抑制其消极情绪。特别是在视频学习的过程中，第一人称视角下学习者的过程性积极情绪提升极其显著，过程性消极情绪下降显著，情绪体验的转变为后续学习者认知加工过程的进一步优化创设了良好的条件。在视频学习完成后，第一人称拍摄视角下，学习者的保持成绩和迁移成绩均有显著提升。特别是拍摄视角的转变对迁移成绩的影响极其显著，这说明，教学视频中采用第一人称拍摄视角对提升学习的质量具有比较关键的作用。

(二)拍摄视角能以特定的机制影响视频学习的最终成效

借助结构方程模型分析，文章深入揭示了拍摄视角影响视频学习的作用机制。结果显示，第一人称拍摄视角一方面激活学习者的过程性积极情绪，抑制其过程性消极情绪；另一方面，通过吸引学习者的视觉注意力，提高总注视次数，影响其视觉认知加工过程，从而影响学习者的专注度和认知评估过程，提升学习者的感知成就和内部动机，降低感知到的材料难度，以此改善情绪体验，最终对学习效果产生非常显著的促进作用。上述研究结果有力地证明了拍摄视角能以特定的作用路径和机制影响视频学习的最终成效，该影响机制不仅有效印证了本研究构建的拍摄视角影响视频学习的作用机制模型，同时也为相关人员提供了可靠参考。未来无论是在教学视频的创作设计环节还是后期的观看学习阶段，均可以此为依据，设计并开展符合学习者认知规律和情感需求的视频教学，满足学习者多方位的学习需求。

据此，文章提出下列有关教学视频画面优化设计的建议，以供研究者参考。

(一)合理选择拍摄视角，提升视频学习的情绪体验与认知成效

体验式学习强调学习的情境化和个性化，重视学生的个体差异，鼓励学习者主动参与，调动自身经验实现信息的二次编码。教学视频中，第一人称拍摄视角作为一种潜在的社交提示，与学习参与度密切相关，在创造沉浸式体验、激发学习者的自我参照感和社会存在感方面具有独特的优势。第一人称拍摄视角不仅能够提升学习者的视听体验，更能强化记忆联结，促进学习者主动进行认知加工。因此，为帮助学习者塑造更加牢固可靠的记忆，获取更为沉浸式的自身参与感，加深对知识内容的理解和迁移，可以根据视频内容和实际的学习情境，适当地采用第一人称的视频拍摄视角呈现画面以提升学习者观感体验，帮助学习者收获良好的教学效果，尤其在演示操作类视频内容中运用该方法效果更佳。

(二)巧妙运用个性化原则，满足视频受众的多方位学习需求

传统的教学视频设计更多关注视频学习者在认知层面所取得的学习效果，忽视了视频受众的学习动态体验，特别是学习者情绪体验和认知加工过程的动态变化。通过对拍摄视角影响视频学习作用机制的分析发现，学习者的情绪体验、视觉与脑认知加工、认知评估、学习效果等各环节环环相扣、一脉相承。优质的教学视频资源不仅要为学习者带来实际学习效果的有效提升，更应充分关注并尽可能采用多样化手段满足视频学习者的情绪体验、认知过程等多方位的学习需求。多媒体学习的个性化原则指出，要以学习者能理解的方式开展教学设计。在教学视频中，根据教学内容及实际情境需要，除了可以将拍摄视角转换为更加直接的第一人称视角外，还可以考虑采取其他方式如使用第一或第二人称的会话体例代替正式文体，以个性化语言风格组织视频教学等。巧妙地运用个性化原则以实现视频教学效果最优化。

最后需要指出的是，受限于客观人力物力环境，本研究的实验被试中女性比例居高，且均为在校大学生，被试身份较为单一，后续研究还需进一步注意突破性别和学段等因素限制，多方验证以避免研究结论的片面性。