姚莉　曾丽凤　谢腾

摘要：在过往研究的基础上，通过行为实验数据与眼动指标探求材料难度、呈现方式与有无语音对大学生多媒体学习效果的影响。结果得出：难度和呈现方式对课件的学习效果有较为明显的影响，而有否语音没有明显的影响。材料难度较低时，学习效果较佳。呈现方式为图文结合时，学习效果最佳。

关键词：呈现方式；视听；双通道；插图效应；眼动

一、引言

作为一种辅助教学手段，多媒体课件在各大高校的实际教学中起到了重要的作用。但教师的设计有时不尽如人意，无法达到较好的教学效果。因此很多学者从各种理论出发进行研究。认知负荷理论认为，内部认知负荷无法通过教学设计改变，但外部认知负荷可以。因此我们虽然无法改变材料本身难度，但可以通过调整属于外部认知负荷的呈现方式和语音进而降低认知负荷，提升学习效率。双重编码理论认为，同时以视觉形式和语言形式呈现信息能够增强记忆和识别，最典型的应用方式是图式教学法。将文字配上插图，以图文结合的方式向学习者呈现学习材料就是一种图式教学法。

在此基础上的实证研究证明，不论在测验成绩还是眼动指标上，大学生学习文字内容时有彩色插图效果最优，其次是黑白插图，最次是无插图，难度本身也会对学习成效产生明显的影响。通道效应理论认为双通道加工学习材料的效果优于单通道，因此通过视听通道共同学习效果更好。但是，Mayer的冗余效应认为，在进行多媒体学习时，当屏幕文本与视频或语音解说内容相同，由于文本与语音内容一致会造成冗余，学生学习由图片加解说组成的呈现材料比学习由图片加解说再加屏幕文本组成的学习材料效果更好。而在现有的实证研究中，一部分研究者得出了在有插图的情况下，文本与语音完全相同的冗余确实不利于学习者学习的结论，但另外的研究结果与Mayer的结论相反，可见，对于多媒体学习中的视觉通道与听觉通道同时呈现相同信息好不好，研究者们缺少一致的结论。

因此，本研究旨在综合现有研究的因素，系统地从测验结果和眼动指标两方面探求难度、呈现方式与语音会对大学生阅读多媒体课件的效果产生何种影响，力求在数据的基础上，探索以何种方式授课最能提升大学生的学习效果。

二、方法

（一）实验设计：本实验为呈现方式（图文结合，图片，纯文字）、声音（有声，无声）和材料难度（易、难）的3×2×2三因素混合设计。

（二）被试：所有被试为龙岩学院在校大学生，共108人。剔除收集眼动数据失败者和曾见过实验材料者后剩93人。其中男45人，女48人，听力、视力及矫正视力正常，无色盲色弱。将被试按性别比分配在六个组别中：文字有语音组15人，文字无语音组15人，图文结合有语音组17人，图文结合无语音组15人，图片有语音组15人，图片无语音组16人。

（三）因变量：1.眼动指标2.测验成绩和反应时3.主观评定问卷

（四）实验材料：

1.呈现材料：选取主题不同的科普动画六则，每则选取五个知识点编相对应的文字内容、题目并截取图片。文字组与图片组材料为内容位于屏幕正中央。图文结合组的呈现材料为左侧是无字图片，右侧是文字。三组材料所占的屏幕面积相近。请20无关的被试做实验材料并进行评价，根据评价选取得分位于第二和第四的材料作为正式材料一、二。所有材料图片均为彩色，字体和行距固定。呈现材料的播放时间限制由以常速朗读一遍文字的时间决定，材料一为9秒，材料二为13秒。

2.测验：测验内容根据呈现材料中的文字材料来制作，每则材料五题，与知识点一一对应。让上文中的20名被试阅读完每一则材料后都做与之对应的测试，并就测验难度进行里克特五点评价。统计得分发现正确率与主观评定都反映测验一简单，测验二较难。生成正式题目测验一和测验二。测验的答题方式为鼠标反应，正确按左键，错误按右键。

3.干扰项：分干扰测验一和二，各含六道不同的混合四则运算，每部分为一分钟的计算量。

4.语音材料：语音材料内容为呈现材料中的文字内容，以cool edi暗频处理软件录制并剪辑，使语音材料和呈现材料能够达到同步播放。朗读者普通话达到二甲水平。

5.主观评定问卷：含性别、年龄与3个问题“你曾经看过这两段呈现材料吗”，“你觉得呈现材料的难度如何”，“你觉得测验题目的难度如何”，问题1采取“是”和“否”的答案设置，问题2、3采取里克特五点计分。

（五）仪器与程序

眼动采集为上海心仪生产的itrack60型号眼动仪，采样率60Hz，瞳孔.角膜反射记录，17寸显示器分辨率1280×1024，屏幕比例，眼睛距屏幕。

呈现材料导人至眼动仪自带的追踪系统上，干扰测验与测验以eprime2.0编写成程序，导入到电脑上。

（六）实验流程

招募被试后，让其坐在电脑前观看屏幕上的指导语，没有疑问后，进行眼部校准。校准完毕后进入试验第一部分：观看呈现材料一，随后做干扰测验一和测验一。该部分结束后进行五分钟的休息。校准后进入实验第二部分，顺序同第一部分。为抵消顺序效应，每组前五名被试和第十名以后的被试先完成第一部分，后完成第二部分，而第六到十名被试相反。完成后做一份纸质的主观评定问卷。呈现材料的播放有时间限制，测验、干扰测验与主观评定问卷没有完成时间的限制。有声组在被试开始阅读材料的同时播放录制好的音频。

（七）

兴趣区划分：由于每则呈现材料有五个知识点，因此所有需要导出眼动数据的呈现页面一共有10张。选取页面上有文字或图片内容处作为兴趣区，每组组内兴趣区面积相同，组间兴趣区面积相近，使用itrack60眼动仪自带的心仪眼动分析系统导出眼动数据，根据材料难易的划分将五张页面的平均值作为该被试注视该材料时的注视数据。

（八）收集指标：

1.测验得分和反应时：以测验的方式收集被试在测验模式下的答题正确得分和反应时。得分的计分方式为，正确记1分，错误记O分。由于在测验一和测验二中各有五个问题，因此得分和反应时都取该测验内五个回答的平均值。

眼动指标：

注视点个数：指被试在兴趣区内注视点的数量

平均注视时间：注视时间总和在注视点个数上的平均值

第一注视时间：注视时间最长的注视点的注视时间数值

三、结果

（一）

1.测验得分和反应时

1.1描述统计见表1。

1.2对测验得分，测验反应时进行3（图，文，图文结合）X2（难，易）×2（有声，无声）三因素混合重复测量方差分析。

1.2.1在测验得分上，难度的主效应显著（F（1，87）=5.39，p<0.05），被试在容易题上的得分比难题目要高，难度与有无声、难度与呈现方式的交互作用不显著，难度、有无声、呈现方式的三因素交互作用不显著，有无声与呈现方式的主效应均不显著，二者交互作用也不显著。

1.2.2在测验反应时上，难度主效应不显著，难度和有无声、难度和呈现方式的交互作用皆不显著，难度、有无声、呈现方式的三因素交互作用不显著。有无声的主效应不显著，呈现方式的主效应显著（F（2，87）=3.92，p<0.05）。经LSD检验发现，纯图组的反应时快于纯文组，图文结合组最差，且纯图组和图文结合组之间差异非常显著（p<0.05），在难题目部分，文字组和纯图组之间差异也非常显著（p<0.05），有无声和呈现方式的交互作用不显著。

2.兴趣区的注视

2.1描述统计见表1。

2.2对注视点个数，注视时间总和，第一注视时间进行3（图，文，图文结合）×2（难，易）×2（有声，无声）三因素混合重复测量方差分析。

2.2.1在注视点个数上，难度主效应显著（F（1，87）=219.5，p<0.05），在难材料上的注视点个数要多于简单材料，难度与有无声、难度与呈现方式的交互作用不显著，难度、有无声、呈现方式的三因素交互作用不显著。有无声主效应不显著，呈现方式主效应显著，（F（2，87）=8.16，p<0.05），经LSD检验发现，图文结合组的注视点个数多于纯图组，纯文组最少，图文结合组与图组的差异非常显著（p<0.05），有无声主效应不显著，有无声与呈现方式交互效应不显著。

2.2.2在平均注视时间上，难度的主效应显著，（F（1，87）=17.56，p<0.05），在难材料上的平均注视时间更长，难度和有无声交互作用不显著，难度与呈现方式的交互作用显著，（F（2，87）=3.33，p<0.05），难度、有无声和呈现方式的三因素交互作用不显著。呈现方式主效应显著（F（2，87）=14.54，p<0.05），经LSD检验发现，图文结合组的平均注视时间大于纯图组，纯文组最短，且图文结合组与图组、图文结合组与文组之间的差异非常显著（p<0.05），有无声主效应不显著，有无声与呈现方式交互作用显著，（F（2，87）=5.86，p<0.05）。

2.2.3在第一注视时间上，难度主效应显著（F（1，87）=7.76，p<0.05），在难材料上的注视点个数更多，难度与有无声、难度与呈现方式的交互作用不显著，难度、有无声、呈现方式的三因素交互作用不显著。有无声主效应不显著，呈现方式主效应显著（F（2，87）=13.44，p<0.05），经LSD发现，图文结合组的第一注视时间大于图组，文组最小，且图文结合组与图组、图文结合组与文组之间的差异非常显著（p<0.05），有无声与呈现方式交互效应不显著。

四、讨论与结论

测验差异

研究结果表明，难度、呈现方式会对被试的测验得分产生影响。其中，难度维度对测验得分产生了最为显著的影响。无论被试面对的是以何种方式呈现的材料，学习的过程中有或无语音，他们在简单题目上的表现都显著地比难题目好。

在测验的反应时上，呈现方式会对被试的学习产生最显著的影响，图文结合组花费的反应时最多，纯图组最少，这可能是因为图文结合组相对要接收、处理的信息量比纯图、纯文组更大的关系。

眼动指标差异

注视点个数体现着被试在该兴趣区的注意加工程度，注视点个数越多，体现了被试在该区域投入的认知资源越多，注意加工程度越深。结果表示，难度和呈现方式会对被试阅读时的注视点个数产生显著影响。当被试阅读较难的材料时，注视点个数显著比较简单的材料多。无论有无声音条件，图文结合组被试的注视点个数都比文字组和图片组显著地要多。这可能是因为，在同等的阅读时间下，该组被试要处理比其他两组被试更多的视觉信息，相对压力更大，因此他们采用了更加积极的应对态度，投入了更多认知资源处理该区域内的信息。

平均注视时间反映了被试在单个注视点上的思考时间的平均值，体现了加工的深度。平均注视时间越长，说明对于被试来说，提取信息的难度更大，需要花费更多的时间。结果表示，难度和呈现方式对被试阅读时的平均注视时间都产生了显著的影响。当材料内容越难时，平均注视时间越大。当呈现方式为图文结合时，花费的平均注视时间相对要比其他两组大。这可能是因为，在同样的兴趣区面积内，图文结合组被试要处理的信息要更多，因此花费时间长。

第一注视时间是被试注视时间最长的点的数值，反映了被试对材料感兴趣的程度与加工的深度。第一注视时间值越大，说明被试对材料的兴趣越大，加工程度更深。结果显示，呈现方式对被试的第一注视时间值产生了显著的影响。无论处于有声组或无声组，阅读难材料还是易材料，图文结合组的被试的第一注视时间时间值皆最大，说明图文结合的模式相对比较容易引起学习者对材料的兴趣。

值得注意的是，声音因素的主效应都不显著，与其他因素的交互作用也大多不显著，说明在多媒体学习时，学习者主要以接受、处理视觉通道的信息为主，来自听觉通道的信息起到的作用较小。