多媒体学习中线索效应的元分析

作为多媒体学习中一种重要的指导性教学设计形式, 线索能否引导学习者的注意并促进学习效果, 目前结论尚不一致。研究运用元分析技术, 分别以保持测验、迁移测验的成绩作为学习效果的结果变量, 以线索区的注视时间、注视次数作为注意引导的结果变量, 探讨多媒体环境中的线索对学习效果和注意引导的影响, 并通过调节效应检验考察线索效应的边界条件。采用严格标准进行文献检索和筛选后, 共获取43篇符合元分析的文献。在保持测验成绩和迁移测验成绩上, 分别生成了44个(3910人)和41个(3906人)独立效应量; 在对线索区的注视时间和注视次数上, 分别生成了14个(938人)和11个(816人)独立效应量。结果发现, 线索的加入显著提高了保持测验成绩(g = 0.53)和迁移测验成绩(g = 0.36), 同时也增加了学习者对线索区的注视时间(g = 0.50)和注视次数(g = 0.70)。调节效应分析发现：在保持测验成绩上, 静态学习材料、陈述性知识、理工科条件下的线索效应分别高于动态学习材料、程序性知识和文科; 在迁移测验成绩上, 时空线索、静态学习材料、陈述性知识条件下的线索效应分别高于物理线索、动态学习材料和程序性知识; 而在眼动指标上, 线索对注意的引导主要受线索类型的调节, 物理线索条件下学习者对线索区的注视时间和注视次数均高于时空线索。结论认为, 线索的加入确实促进了学习者对学习材料的识记和理解效果, 同时也引导了学习者的注意分配; 但线索效应一定程度上受线索类型、学习材料动态性、知识类型、学科属性等因素的调节。未来研究需进一步考察线索效应的其他边界条件。     

邻近效应对多媒体学习中图文整合的影响:线索的作用

在多媒体学习中图文排列的邻近或远离会影响学习的效果。本研究操纵了多媒体呈现的图文排列位置,采用颜色作为线索引导注意,探讨了线索有无和图片-文字的空间位置对多媒体学习图文整合的影响。结果发现:图文邻近呈现时的保持测验和迁移测验成绩好于图文远离呈现,图文邻近呈现时学习者对关键兴趣区的进出次数更多,体现出以文字为导向的阅读模式。线索并没有单独影响学习成绩和注意分配;但结合图文位置后,发现有线索时图文邻近学习材料的注视次数、进出关键兴趣区的次数显著多于图文远离。研究认为:图文的邻近效应不仅提高学习者对知识的识记和理解,同时也影响了学习者的注意分配过程,图文邻近呈现有助于图片和文本信息的注意联结和知识整合;线索能使邻近效应得到凸显,更好地促进图文信息的注视加工,但没有改进学习的效果。     

越难读意味着学得越好?学习过程中的不流畅效应

教育心理学领域的不流畅效应认为,学习难读材料要比学习易读材料的效果更好。已有研究主要通过操纵学习材料中的文本、画面或声音属性考察知觉流畅性在学习过程中的作用,并发现不流畅材料可能有助于缓解过度自信现象,但不一定能提高学习效果,不流畅效应的稳健性受到质疑。合理难度理论与不流畅理论均认为,知觉不流畅所引发的额外认知负荷促进了学习;相反,认知负荷理论认为这种额外认知负荷会阻碍学习。对现有研究进行元分析,结果表明,知觉不流畅既降低了学习判断的自信心(d=-0.54),也不利于提高学习效果(d=-0.36),一定程度上支持认知负荷理论。未来研究需关注知觉流畅性本身的操纵、界限及系统性评定,并探讨不流畅效应的边界条件等。     

基于计算机的反馈复杂性和先前知识对学习的影响

采用两因素实验设计探索计算机环境下精细反馈的复杂性和先前知识对学习的影响。106名具有高或低先前知识的大学生被随机分配到线索和详细解释两种复杂程度不同的反馈条件下进行学习,在学习过程中和学习结束之后分别测量学习者对反馈内容的外在认知负荷评价、迁移成绩、反馈知觉和动机。结果发现:(1)反馈复杂性只影响低先前知识者的学习迁移,他们在详细解释条件下的迁移成绩显著高于线索条件。高先前知识者的迁移成绩高于低先前知识者。(2)反馈复杂性和先前知识都显著影响学习者对反馈内容的外在认知负荷评价,详细解释条件引发了更低的外在认知负荷,高先前知识者感知到更低的外在认知负荷。(3)先前知识影响学习者的反馈知觉,高先前知识者的反馈知觉更好;但反馈复杂性只影响低先前知识者的反馈知觉,他们在详细解释条件下产生了更好的反馈知觉。(4)反馈复杂性和先前知识促进学习者的动机。     

视频教学中教师的眼神注视能否促进学习?

教师的眼神注视是在视频学习中重要但易被忽视的元素。以往理论存在两种对立的观点：其中准社会交往理论和社会代理理论支持教师的眼神注视促进学习; 而基于多媒体学习认知理论与认知负荷理论认为教师的眼神注视会阻碍学习效果。通过汇总以往实证研究得出如下结论：首先, 教师的眼神注视对学习效果具有小的促进效应, 即教师的眼神注视能够促进学习者的保持成绩(d_保持 = 0.41)和迁移成绩(d_迁移 = 0.39); 其次, 在主观体验上, 教师的眼神注视对准社会交往也具有小的促进效应(d_{准社会交往} = 0.35), 而教师的眼神注视对认知负荷影响十分微弱(d_认知负荷 = -0.02); 最后, 在对学习材料的注意加工上, 教师的眼神注视总体上影响比较微弱(d_注视时间 = 0.06, d_{首次注视时间} = -0.15)。未来研究需要对不同注视类型、先前知识经验、学习材料性质以及认知神经方法进一步探究。     

抑制控制能力衰退对知觉组织老年化的影响

通过比较注意线索对老年人和年轻人共线性和相似性知觉组织的影响,探讨了知觉组织老年化的原因。研究发现,注意线索对年轻人的助益更大,对老年人的助益较小,符合抑制控制理论的研究假设,同时本文还对加工速度、基本感觉能力等可能引起认知老年化的因素进行了分析。此外,还发现了知觉组织中与阅读习惯一致的方向偏好,无论在有无注意线索的条件下,135°方向上的知觉组织都快于45°方向上的知觉组织。     

知觉负载和线索位置对视觉选择性注意的影响

采用线索范式,以汉语双字词为材料,探讨了不同工作记忆负荷条件下知觉负载、线索位置对视觉选择性注意的影响.结果表明:(1)线索位置影响被试对目标的加工,前线索条件下被试对目标的加工更为精细;(2)知觉负载对选择性注意的影响受到工作记忆的调节.高工作记忆负荷条件下,高知觉负载条件下的反应时显著短于低知觉负载条件;而在低工作记忆负荷条件下,不同知觉负载条件下的反应时差异不显著.     

生成性绘图与合作对高中生科学知识学习的影响

生成性绘图是学习心理学中一种有效的学习策略,能够促进学习者对科学文本知识的表征和深层理解。目前关于学习者生成性绘图的研究主要集中在个体学习领域,很少有研究探讨合作学习中生成性绘图的作用。本研究将合作学习与学习者生成性绘图相结合,探讨生成性绘图和合作对高中生科学知识学习的影响。实验1采用单因素(绘图、阅读)被试间设计来验证生成性绘图对学习效果以及认知负荷等主观体验的影响;实验2采用2(合作、个体)×2(绘图、阅读)被试间设计来探讨合作与生成性绘图对学习效果和学习者主观体验的影响。研究表明,生成性绘图和合作都可以有效促进高中生科学知识的学习效果;生成性绘图能够降低学习者的内在认知负荷;合作能够降低学习者的内在和外在认知负荷,提高学习者的相关认知负荷和学习兴趣。     

工作记忆对知觉类别学习的影响:问题与构想

人们学习将感知到的客体按照不同的标准或规则分类存储,即类别学习。而工作记忆作为多种认知加工的基础,对类别学习具有重要作用。基于已有研究,分别梳理了言语工作记忆和视空工作记忆对基于规则和信息整合类别结构的影响。目前,执行功能是否影响内隐类别学习系统、工作记忆负荷对内隐外显类别学习系统的影响是否一致还存在争议。此外,工作记忆影响知觉类别学习的认知加工阶段尚不清晰。未来的研究还需明确工作记忆负荷对内隐和外显类别学习的影响,进一步验证工作记忆影响类别学习的认知加工阶段假设的合理性。     

动画呈现速度对多媒体学习效果影响的眼动研究

多媒体学习过程中,动画学习材料的呈现速度是影响学习效果的一个重要因素。基于认知负荷理论,已有研究对动画速度是否影响多媒体学习中的注意转换和学习效果存在不一致的结论。研究采用闪电形成原理动画作为实验材料,操纵慢速、正常速度和快速三个速度水平,利用Eyelink 1000眼动仪记录学习过程中的眼睛注视,探讨多媒体学习中动画呈现速度对学习效果和注意转换的影响。结果发现,在记忆测验的成绩上,慢速水平的迁移测验成绩要好于正常速度和快速;慢速在注视次数、眼跳次数、任务相关区停留时间和进出兴趣区次数这些总体眼动指标上比其他两组显著要高,但是对相关指标按时间进行加权后发现,只在兴趣区停留时间上慢速和快速长于正常速度。结论认为多媒体学习过程中,动画呈现速度会影响学习的理解效果,但是对识记不产生影响;材料呈现速度影响知识深层次加工,它独立于学习者的注意转换。并且材料呈现速度对学习者眼动的影响是微弱的。     

Improved effectiveness of cueing by self‐explanations when learning from a complex animation

A major problem in learning from instructional animations is that the complex perceptual and cognitive processing exceeds the learner's limited processing capacities. Although attention cueing might help learners in focusing on essential parts of an animation, previous studies have shown that it does not necessarily improve learning performance. This study investigated whether generating self‐explanations while studying a cued or an uncued animation might engage learners in cognitive activities necessary for learning. It was hypothesized that learning from a cued animation that reduces working memory load associated with searching for specific elements might be improved by generating self‐explanations, whereas self‐explaining with an uncued animation would have no positive effect on learning. The results confirmed the hypothesized interaction between cueing and self‐explaining. They suggest that self‐explanation enhances learning if visual cues are used to structure and highlight the essential parts of an animation. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

情感代理能否提高多媒体学习的效果?

近年来,情感代理如何影响学习受到了研究者们的高度重视。情感代理是可以通过面部表情、声音、肢体动作和言语信息等影响学习者情感体验的教学代理。以往研究主要关注两种类型的情感代理：表达型情感代理和移情型情感代理。表达型情感代理是仅通过自身的情绪表达(如：使用微笑的面部表情和热情的声音)以影响学习者情绪体验的代理。移情型情感代理则是能根据学习者的学习表现或情绪状态给予情感反馈(如;点头、鼓励和共情)的代理,其目的是为了调节学习者的情绪、激励其继续努力。虽然不同的研究者对情感代理的具体操作有所不同,但无论哪种类型的情感代理均是为了增加学习者的积极情绪,提高内部动机,最终促进学习。关于情感代理的潜在作用,研究者基于不同的理论观点给出了不同的解释。情绪感染理论认为一个人的情绪状态容易受到另一个人情绪表达的影响,因此界面代理的情绪会直接影响学习者的情绪和动机。情绪反应理论认为如果教师的言语和非言语线索诱发了积极的情绪,学习者就会产生趋近学习的行为(例如,制定相应的学习计划)。多媒体学习认知情感理论强调了学习过程中情感和动机的重要性。基于多媒体学习认知情感理论,情感代理能唤起学习者的积极情绪,增加学习动机,进而提高学习成绩。而认知负荷理论和干扰理论却认为情感代理丰富的面部表情和手势动作可能会增加学习者的外部认知负荷,吸引学习者的注意力,减少对关键信息的注意,因此干扰学习效果。在上述理论的指导下,研究者们对情感代理的效果进行了探究,结果发现,情感代理可以有效地唤起学习者的积极情绪(d_积极情绪= 0.45),提高学习动机(d_内部动机= 0.52)。但不一定能影响认知负荷（d_{内部认知负荷} = -0.01;d_{外部认知负荷} = 0.09;d_{相关认知负荷} = 0.08）,并且在学习效果上的作用也比较微弱(d_保持 = 0.18;d_理解 = 0.32;d_迁移 = 0.14;d_联合 = 0.32)。情感代理在学习效果上的作用不稳健的原因可能是受到了潜在调节因素的影响。例如,学习者的个体特征（如,工作记忆能力和年级水平）、情感代理的类型、任务特征和测验时间等。总之,尽管目前关于情感代理的研究结果存在不一致,但整体而言,在积极情感代理条件下,学习者更加快乐,更有动力。因此,在教育实践中,教学设计者可以考虑为学习者呈现一个积极的教学代理以帮助他们更加快乐地学习。未来关于情感代理的研究需要继续关注情感代理的操纵和评定方法;探究影响情感代理效果的边界条件;考察情感代理影响学习背后的神经机制;提高情感代理研究的生态效度等。     

多媒体学习中的图文整合:同步化线索和学习者经验的作用

多媒体学习中线索和经验可能在学习过程和效果上具有重要作用。研究控制线索与解说呈现的时间同步性,选取高、低经验大学生被试,采用SMI RED 250记录眼动,探讨同步化线索和经验对多媒体学习过程和效果的影响。结果发现:同步线索条件下测验成绩比非同步线索更高,感知难度更低,对线索区的总注视时间、首次注视时间更长,进入线索区次数和线索区注视点个数更多;高经验者测验成绩比低经验者更好,感知难度更低,但在注视加工上二者没有差异;线索和经验交互作用不显著。结论认为:同步线索更有利于图文整合,降低感知难度,促进注视加工,提高学习成绩;高经验者的经验优势表现在学习效果和主观难度感知上,而非注视加工;同步线索没有弥补低经验者的劣势。     

Multimedia instructions and cognitive load theory: Effects of modality and cueing

Background: Recent research on the influence of presentation format on the effectiveness of multimedia instructions has yielded some interesting results. According to cognitive load theory (Sweller, Van Merriënboer, & Paas, 1998) and Mayer's theory of multimedia learning (Mayer, 2001), replacing visual text with spoken text (the modality effect) and adding visual cues relating elements of a picture to the text (the cueing effect) both increase the effectiveness of multimedia instructions in terms of better learning results or less mental effort spent. Aims: The aim of this study was to test the generalisability of the modality and cueing effect in a classroom setting. Sample: The participants were 111 second‐year students from the Department of Education at the University of Gent in Belgium (age between 19 and 25 years). Method: The participants studied a web‐based multimedia lesson on instructional design for about one hour. Afterwards they completed a retention and a transfer test. During both the instruction and the tests, self‐report measures of mental effort were administered. Results: Adding visual cues to the pictures resulted in higher retention scores, while replacing visual text with spoken text resulted in lower retention and transfer scores. Conclusions: Only a weak cueing effect and even a reverse modality effect have been found, indicating that both effects do not easily generalise to non‐laboratory settings. A possible explanation for the reversed modality effect is that the multimedia instructions in this study were learner‐paced, as opposed to the system‐paced instructions used in earlier research.     

多媒体学习中线索原则是否存在经验逆转效应?——来自两项元分析的证据

经验逆转效应指出,对低先备知识者学习有积极作用的教学设计可能对高先备知识者无效,甚至有消极影响。本研究分别对高、低先备知识者进行关于线索对其学习过程中主观认知负荷及学习结果影响的元分析,检验线索原则是否存在经验逆转效应及认知负荷理论能否解释线索原则的经验逆转效应。结果表明,线索能降低低先备知识者学习过程中的主观认知负荷并促进其学习表现;但线索对高先备知识者认知负荷及学习成绩的总效应均不显著。结合元分析结果,本研究证明了在多媒体学习环境下线索原则存在部分经验逆转,且部分支持了线索原则经验逆转效应的认知负荷理论解释。     

诱发的积极情绪会促进多媒体学习吗?

近来, 教育心理学领域开始关注情绪因素对多媒体学习的影响, 其中诱发情绪逐渐成为研究者关注的指导设计形式。已有研究主要通过外部情绪诱发和内部情绪设计来考察诱发的积极情绪在学习过程中的作用, 并发现外部情绪诱发和内部情绪设计能够成功诱发积极情绪, 但由于情绪诱发方式的多样性和多媒体学习过程的复杂性, 诱发的积极情绪对学习效果的促进作用比较微弱。综述发现, 7项涉及外部情绪诱发的实验在学习结果上产生的效应量中值分别为d_保持 = -0.25, d_理解 = 0.04, d_迁移 = 0.30; 14项涉及内部情绪设计的实验在学习结果上产生的效应量中值分别为d_保持 = 0.27, d_理解 = 0.36, d_迁移 = 0.29。诱发的情绪对学习过程的主观体验影响很小。多媒体学习认知情感理论认为诱发的积极情绪会通过动机的中介作用进而促进学习; 相反, 认知负荷理论认为诱发的积极情绪会增加学习者的外在认知负荷从而阻碍学习。未来研究仍需关注情绪的操纵方法、效果评定以及潜在调节变量的作用等。     

How to support learning with multimedia instruction: Implementation intentions help even when load is high

There is ample evidence that multimedia learning is challenging, and learners often underutilize appropriate cognitive processes. Previous research has applied prompts to promote the use of helpful cognitive processing. However, prompts still require learners to regulate their learning, which may interfere with learning, especially in situations where cognitive demands are already high. As an alternative, implementation intentions (i.e. if-then plans) are expected to help regulate behaviour automatically due to their specific wording, thereby offloading demands. Accordingly, this study aimed at investigating whether implementation intentions compared with prompts improve learning performance, especially under high cognitive load. Students (N = 120) learned either in a control condition without instructional support, with prompts, or with implementation intentions. Within each condition, half of the participants studied the multimedia instruction under conditions of either high or low cognitive load, which was experimentally manipulated by instructing them to perform one of two secondary tasks. In line with our hypotheses, the results showed that under low cognitive load, both prompts and implementation intentions led to better learning than the control condition. By contrast, under high cognitive load, only implementation intentions promoted learning. Thus, implementation intentions are an efficient means to promote learning even under challenging circumstances.     

场独立/场依存对超媒体学习的影响:模糊容忍性的调节作用

以285名大学生为被试,自编超媒体学习系统,考察模糊容忍性在场独立/场依存和超媒体学习成绩间关系的调节作用。发现:(1)控制其他变量后,场独立倾向和模糊容忍性间呈显著负相关;(2)控制其他变量后,模糊容忍性显著正向预测超媒体学习成绩;(3)在场独立/场依存对超媒体学习成绩的影响中,模糊容忍性起到了调节作用。结果表明,模糊容忍性能够"补偿"场依存型学习者在超媒体学习中的认知"弱势"。     

The effect of signaling in dependence on the extraneous cognitive load in learning environments

Text-based learning media are often used in primary, secondary and university education. Therefore, text designers can support the learner by highlighting the most relevant information by using visual cues. Despite this signaling effect’s broad empirical basis, the extent to which the effectiveness of educational signals is dependent on moderator variables, like the design and layout of the text has not been investigated to date. In the current experiment, 138 university students learned about the formation of tsunamis from an instructional text. The text was manipulated in terms of signaling (color cues vs. no color cues) and induced learning-irrelevant extraneous cognitive load (fluent text font vs. disfluent text font). The results revealed that learners who had received the signaled text outperformed those who received the non-signaled text in terms of transfer performance. These results are explained by cognitive load, which was reduced in the signaling condition. The text font had no influence on the learning outcomes. Extraneous load induction further led to higher metacognitive accuracy and invested effort, while cognitive load and frustration were also increased. Interaction effects only occurred in terms of testing time, ease of learning and navigation. Results indicate that signaling is beneficial for transfer performance, independent of the font design of text.