关于线条元素在不同知识类型教学资源设计中的应用研究

戴濛濛

池州学院文学与传媒学院，安徽 池州 247000

新冠肺炎疫情防控时期，线下教学和线上教学同步进行。从学前教育到成人教育，都会接触在线学习，在线学习主要是通过手机、电脑等移动终端展开。这个学习过程中，人眼所捕捉到的屏幕内容，就相当于是一个完整的画面，也是一个图像。图像阅读也伴随在线学习的普及而成为一种普遍现象。但是，在线学习方式只是让图像阅读的特征更加凸显，而非只有在线学习的过程才是阅读图像的过程。在传统课堂当中，黑板是屏幕，板书是内容，在数字化课堂当中，投影幕布是屏幕，电子课件是内容，所以既然图像阅读在教与学的过程中一直存在，并且图像阅读的行为发生过程越来越频繁，研究学生在学习过程中进行图像阅读过程中的行为特征很有必要。

线条作为一种方向性元素，在教学资源设计中十分常见，这种方向性是否会对人们的视觉产生引导作用，或者是线条的出现是否会引起更多的视觉注意，本文就以画面中的线条元素为视角，探索画面中的线条和人们阅读时的视觉注意之间有何种关系。考虑线条对不同类型知识所发挥的作用可能存在差异，我们将研究问题进一步聚焦到线条对不同知识类型传播效果的影响，探讨线条元素在不同知识类型的教学资源设计如何应用。

广义的知识可以分为两类，即陈述性知识和程序性知识。［1］陈述性知识主要是用来说明事物的性质、特征和状态，用于区别和辨别事物。［2］主要包括各种事实、概念、原则和理论等，也就是能被声音语言和文字陈述的知识，而程序性知识真正内涵是指个体进行行为和思维活动的控制能力，包括遗传控制、后天培养的控制以及情商控制。［3］也可以理解为，涉及认知技能和运动技能等，包括如何从事并完成各种活动的技能。

很多学者认为陈述性知识和程序性知识最显著的区别在于知识本身能否不语言所陈述，可以通过语言文字向别人表达的知识就是陈述性知识，反之，他们认为能自动化输出的程序知识很难用语言陈述。但是，也有一种观点认为，世界上几乎没有不能被陈述的知识，技能知识也是能够被陈述的，只是技能知识的掌握除了需要陈述性知识的理论支撑，还需要进行反复的技能训练，才能达到知识程序自动化输出。

那么，线条在不同知识类型的表达中具体起到何种作用成为研究的主要内容。

一、实验探究

我们探究线条在不同类型知识中的传播作用，其前提条件在于线条元素对人们的视觉注意产生了影响，因此本研究借助专业眼动设备来挖掘线条与视觉注意行为之间的关系，通过探究两者间的关联归纳出线条在画面中的运用规律，以此作为后续不同知识类型的资源设计的理论基础。

（一）实验目的

通过眼动实验来验证画面中的线条是否对人们的视觉注意行为产生影响。在实验开始之前，我们在画面中的线条元素上绘制兴趣区，通过观察视觉注意轨迹这些区域的运动情况，来判断线条是否会影响视觉轨迹，如有影响，不同类型线条会产生何种影响。

（二）实验过程［4］

1.实验素材分类

狭义上的线条，通常是指绘画时描画的线，具有明显的外形，线条的特征明显，广义上的线条囊括了自然界和人类社会中一切由点的移动轨迹或者面与面的交界形成的线。线条有两种基本形态，分别是直线和曲线。直线有三种典型的形态，即水平线、垂直线和对角线。曲线则可以分为隆起的曲线、螺旋线、波形线和圆。［5］根据线条的分类，选择相关的实验素材，确保实验素材的系统性和客观性。

2.实验被试

实验被试选择在校大学生（含本科生和研究生）。由于图像阅读现象在当下的大学生中十分常见，图像阅读是一种普遍性、一般化的日常行为，因此，在被试的选择上，可以忽略学生专业背景的不同。被试要符合听力、视力正常（佩戴眼镜后视力正常）、无阅读障碍的条件，且并未参与过类似实验，对实验目的没有提前得知，以保证实验的准确性和客观性。

3.实验设备

实验中使用的硬件设备是一台计算机和一台SMIHi-Speed眼动仪，软件设备主要包括编程软件ExperimentCenter、校准软件IViewX、数据采集软件BeGaze。

4.实验变量

实验中的自变量包含水平线、垂直线、对角线、隆起的曲线、波形线、圆和螺旋线七种不同类型线条的图像；根据实验假设及实验目的，因变量为人们的视觉轨迹及视觉热点区，具体到眼动指标有：注视热点图、注视时间、注视点数目、兴趣区的平均注视次数、眼动轨迹等。

（三）实验结果

参与实验的共有45人，通过方差分析和描述性分析发现以下两点特征：一，画面中的直线和曲线（除圆和螺旋）均会对视觉注意行为产生影响，人们的视觉注意行为会跟随线条的引导，且曲线的引导效果优于直线。二，圆和螺旋并未对视觉注意行为产生引导作用。但实验发现，人们在看圆时，视线习惯按照顺时针方向运动，在看到螺旋时，习惯先看螺旋的中心部分。

（四）线条的作用归纳

画面中的直线会对视线起到引导作用，而且通过实验发现，人们的视觉轨迹会习惯性跟随线条方向，因此我们认为直线对于知识信息可以起到连结作用；画面中的曲线（除圆和螺旋）也会对视线产生引导作用，并且其效果更加显著，因此我们认为曲线也可以起到对知识脉络的梳理作用，并且在呈现上会更加生动；圆和螺旋线虽然不会完全引导视线按照线条方向移动，但也可以起到顺时针引导阅读的作用，并且中心点还可以突出主题。

二、线条在不同类型知识传播中的应用

（一）研究思路

首先，要了解线条在不同类型知识中的应用效果如何，首先要在陈述性和程序性知识的资源设计中运用线条元素，其中主要包含直线、曲线以及圆和螺旋。其次，我们要结合眼动实验发现的规律，依据直线、曲线以及圆和螺旋在画面中的实际价值，将他们运用在不同知识类型的设计中。

结合陈述性知识的定义，它是被个体认知的知识间联结关系的各个级别的结构，换言之，就是个人可以有意识地回忆出来的关于事物本身及其关系的知识，例如历史事实、概念原理等。所以，线条对于陈述性知识的表达可以起到强调、突出、分类、梳理等作用。

而程序性知识是被个体认知地获得知识间联结关系的过程程序。［3］很多学者认为程序性知识是内化的知识，是不可通过语言信息传递的。但是，现代认知心理学认为，程序性知识的前身就是陈述性知识，使学生掌握程序性知识的陈述形式这是掌握程序性知识的前提，为了让学生形成技能，首先应使学生掌握相应的“技术性知识”，使学生“知道怎样做”。所以，线条对于程序性知识的表达主要起到流程解析及过程梳理等作用。

（二）问卷设计

本次研究通过问卷调查的形式展开，问卷设计主要围绕三个维度。首先，本次问卷调查的首要目的是探究画面中的线条元素是否会对不同类型的知识传播产生影响，这也是问卷设计的最终方向。围绕这个研究目的，我们将问卷设计再分为两个方面，一是了解线条对陈述性知识传播的影响，二是了解线条对程序性知识传播的影响。再结合线条的分类，问卷的问题设置旨在挖掘调研对象对直线、曲线以及圆和螺旋在陈述性知识和程序性知识中的传播效果的看法。

（三）问卷分析

本次问卷调查共收到问卷181份，调查对象中有178人是在校大学生，这一群体开展线上学习基本通过手机或电脑（含平板电脑），并且有37.57%的调查对象表示在线上学习过程中经常会接触到运用线条元素的教学设计，还有47.51%的调查对象表示会偶尔接触到，只有14.92%的调查对象几乎没有接触过运用线条元素的资源设计。这说明教学资源设计中运用线条元素的频率是较高的。

在调查直线、曲线、圆和螺旋线四种类型线条的接触频率时，有141人次表示会接触到直线，133人次表示会接触到曲线，11人次表示会接触到圆，60人次表示会接触到螺旋，还有38人次表示会接触到其他类型线条。通过这一调查数据能发现，直线、曲线和圆在资源设计中的运用相对丰富，且更容易被受众发现和感知，说明这三种类型的线条在设计中的使用是有效的。相比而言，螺旋或其他类型线条在实际应用中较少。

在问卷的主体部分，其中第五题是关于在陈述性知识传播过程中有无水平线和垂直线的设计效果比较，有88.4%的调查对象表示包含水平线和垂直线的设计，其阅读效果更佳。另外，关于在陈述性知识传播过程中有无对角线、波形线、隆起的曲线以及圆的设计效果比较中，数据显示，有84.53%的调查对象认为包含对角线的设计阅读效果更佳，有95.03%的调查对象认为包含波形线的设计阅读效果更佳，有92.27%的调查对象认为包含隆起曲线的设计阅读效果更佳，有90.06%的调查对象认为包含圆的设计阅读效果更佳。

关于在陈述性知识传播过程中有无水平线、垂直线、对角线、波形线、隆起的曲线以及圆的设计效果比较中，数据显示，有92.82%的调查对象表示不包含水平线和垂直线的设计，其阅读效果更佳，有61.88%的调查对象认为包含对角线的设计阅读效果更佳，有78.45%的调查对象认为包含波形线的设计阅读效果更佳，有89.5%的调查对象认为不包含隆起曲线的设计阅读效果更佳，有87.29%的调查对象认为包含圆的设计阅读效果更佳。

通过对数据进行分析，我们不难发现，在陈述性知识的传播过程中，运用直线、曲线和圆都会有效提升资源设计的效果，促进内容的可读性。其中，水平线、垂直线和对角线的效果要略低于波形线、隆起的曲线以及圆，因此我们推断，在陈述性知识的设计中，曲线和直线都能改善阅读效果，曲线（不包含螺旋）的效果优于直线。

在程序性知识的传播过程中，水平线、垂直线和隆起的曲线并不会对优化内容传播的效果，对角线、波形线和圆则会不同程度上促进内容的可读性，其中，圆对于阅读效果的改善效果最佳，波形线和对角线效果相对较低。

在问卷的最后通过两个直接问题再次验证线条对于知识传播是否存在影响，调查数据表明，有近96%的调查对象认为线条元素会对视觉注意产生影响，这种影响最主要体现在视觉引导上，其次还包含知识归纳、脉络梳理的作用，还有一些线条元素能起到画面美化等作用。

三、结论

（一）线条元素在陈述性知识中的应用：知识归纳，直观展示

陈述性知识主要包括各种事实、概念、原则和理论等，在介绍概念或者概念的分类时，直线、曲线和圆都可以作为画面中知识分类和归纳的元素，并且通过在线条上设置节点还可以进一步突出概念中的关键信息。针对应用效果最好的波形线和隆起的曲线，由于线条本身的造型变化更加丰富，还可以根据知识的具体内容进行形象化的设计，例如，在介绍长江沿江城市时，可以利用波形线本身的特点，在画面中可以形象化地设计成长江，沿着波形线展示沿江城市的名称，能更加生动地传播知识信息。再例如，在介绍某一座山峰从下到上的景点时，可以使用隆起的曲线作为设计元素，直观展示沿途景观。

（二）线条元素在程序性知识中的应用：知识梳理，脉络引导

程序性知识的文字表达主要是通过将程序性知识先进行陈述化转变，然后对程序性知识的陈述化形式进行设计。在程序性知识的设计中，平线、垂直线和隆起的曲线运用效果不佳，主要可以通过对角线、波形线和圆来提升信息传播的有效性，并且波形线和圆的效果更佳。由于程序性知识的陈述化形式主要表现为掌握某一种技能的方法和流程，因此线条元素主要的作用就体现在步骤的梳理和知识脉络的引导，例如，在讲解高音的训练技巧时，简单罗列几项技巧会略显枯燥，可以运用波形线进行画面设计，在线条波峰和波谷处展示技巧的关键信息，既能起到突出的作用，还能减少枯燥信息的生硬排列所带来的视觉疲劳。再例如，在介绍“三步上篮”的具体步骤时，通过在圆的四周按照顺时针方向设置节点，进行关键步骤的先后顺序展示，既可以根据视觉习惯对阅读起到引导作用，也能对技能知识进行流程和步骤的清晰梳理。