王 雪 周 圍 王志軍

（天津師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，天津 300387）

一、引言

近年來，“視頻公開課”、“資源共享課”、MOOCs、微課等新型的網(wǎng)絡(luò)教育資源不斷涌現(xiàn)，吸引了大批學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)與訪問。這些新型網(wǎng)絡(luò)教育資源的共同之處在于，皆使用視頻作為核心的教學(xué)內(nèi)容傳遞媒介。視頻是學(xué)習(xí)者獲取知識的最主要渠道，其質(zhì)量將直接影響學(xué)習(xí)者對課程的參與度和學(xué)習(xí)效果[1]。

隨著視頻教育價值的不斷凸顯，如何從學(xué)習(xí)技術(shù)層面提升教學(xué)視頻的學(xué)習(xí)效果，是教學(xué)與技術(shù)研究者有義務(wù)進行解決的，其中，視頻的學(xué)習(xí)交互性問題是突出的困境[2]。何克抗教授提出，交互能夠支持動覺學(xué)習(xí)和并行協(xié)作學(xué)習(xí)，從而影響學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程，且人們對交互變革教學(xué)持樂觀態(tài)度[3]。教學(xué)視頻中不同的交互設(shè)計可能會影響學(xué)習(xí)者的視覺認知過程、學(xué)習(xí)體驗和學(xué)習(xí)效果。基于此，我們將探究適合于陳述性知識和程序性知識兩種知識類型教學(xué)視頻的交互控制設(shè)計方法，以促進有意義學(xué)習(xí)結(jié)果的發(fā)生，為提升教學(xué)視頻的質(zhì)量提供參考和借鑒。

二、相關(guān)研究綜述

（一）教學(xué)交互是促進教學(xué)視頻有意義學(xué)習(xí)結(jié)果發(fā)生的重要途徑

國內(nèi)外已有不少學(xué)者對網(wǎng)絡(luò)教育領(lǐng)域中的教學(xué)交互分類進行了探究，為本研究的順利開展提供了重要參考和理論依據(jù)。國外學(xué)者Moore提出了遠程教育中的三大交互類型，即學(xué)習(xí)者與教師之間的交互、學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的交互以及學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)者之間的交互[4]。Hillman等研究者在此基礎(chǔ)上，對交互行為進行了更深入的分析，認為學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的交互紐帶是界面，并提出了第四種交互類型即學(xué)習(xí)者與界面之間的交互[5]。我國學(xué)者陳麗進一步提出了遠程學(xué)習(xí)中的教學(xué)交互層次塔，包含操作交互、信息交互和概念交互，三者從前往后逐漸是從具體到抽象、從低級到高級，且后者建立在前者基礎(chǔ)之上[6]。

多媒體學(xué)習(xí)認知理論的創(chuàng)始人Mayer教授認為，在多媒體情境下有意義學(xué)習(xí)的本質(zhì)是建構(gòu)性的學(xué)習(xí)，要依靠學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中主動地激活一系列認知加工過程，包括選擇新信息、組織信息結(jié)構(gòu)和整合新信息與舊經(jīng)驗。因此，選擇、組織和整合是建構(gòu)學(xué)習(xí)的三個基本過程，他們共同組成有意義的學(xué)習(xí)[7]。教學(xué)視頻作為網(wǎng)絡(luò)教育資源的一種重要形式，也是發(fā)生于多媒體情境下的學(xué)習(xí)，其交互設(shè)計的根本目的在于激發(fā)學(xué)習(xí)者的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者主動學(xué)習(xí)、建構(gòu)知識體系，從而促進有意義學(xué)習(xí)結(jié)果的發(fā)生，提高學(xué)習(xí)效果。

我們參考陳麗教授的教學(xué)交互層次塔理論，將教學(xué)視頻中的交互也分為三個層次，即學(xué)生與視頻界面間的操作交互（如，播放、暫停、前進、后退等操作）、學(xué)生與視頻之間的信息交互（如，視頻中的內(nèi)嵌測試、自主控制、超鏈接等）以及學(xué)生新舊概念之間的概念交互 （新知識與原有知識的聯(lián)結(jié)與整合），如圖1所示。其中，操作交互是設(shè)計和開發(fā)視頻界面的重心；信息交互僅保留學(xué)生與視頻資源之間的交互，因為學(xué)生與教師的交互體現(xiàn)于與視頻資源間的交互，視頻是教師教學(xué)設(shè)計的產(chǎn)物，而學(xué)生與學(xué)生的交互依靠教學(xué)視頻難以實現(xiàn)，信息交互是教學(xué)設(shè)計的重點；概念交互是學(xué)生新舊概念的交互，是判斷是否促成有意義學(xué)習(xí)結(jié)果發(fā)生的重要依據(jù)。

圖1 教學(xué)視頻中的教學(xué)交互層次塔

（二）教學(xué)視頻的特征與學(xué)習(xí)行為及效果之間的關(guān)系

教學(xué)視頻設(shè)計研究的一個重要主題，是將教學(xué)視頻的特征與視頻學(xué)習(xí)行為及效果聯(lián)系起來，以了解視頻中什么樣的特征可以促進或阻礙學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，從而幫助視頻制作者以更符合認知學(xué)習(xí)科學(xué)的方式來呈現(xiàn)知識[8]。

國內(nèi)外研究者曾對視頻的長度、標注、呈現(xiàn)方式、字幕設(shè)計等特征，與學(xué)習(xí)行為及效果之間的關(guān)系進行探究。如，Brinton等分析了視頻觀看過程中復(fù)播、暫停、跳過等行為與測驗成績的關(guān)系，結(jié)果表明，視頻觀看行為在有限的課程資源 （即長度較短的視頻課程）中能明顯影響測驗成績[9]。Moya等設(shè)計開發(fā)了MOOCs中的協(xié)同標注工具（CaTooL）和開放視頻標注工具（OVA），并將其運用到edx平臺的MOOCs中，以提高課程的趣味性。他們通過比較利用兩種工具獲得的180名學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)開放視頻標注工具更有利于提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績[10]。

楊九民采用實驗研究方法，探究了教學(xué)視頻中教師呈現(xiàn)比例對學(xué)習(xí)者的社會存在感、學(xué)習(xí)滿意度、認知負荷和學(xué)習(xí)效果的影響。該研究將視頻中的教師呈現(xiàn)比例劃分為三種，即，8.4%的小呈現(xiàn)比例、26.1%的中等呈現(xiàn)比例和41.8%的大呈現(xiàn)比例，發(fā)現(xiàn)小呈現(xiàn)比例的教師呈現(xiàn)有利于提高學(xué)習(xí)滿意度和學(xué)習(xí)效果，而大呈現(xiàn)比例的教師呈現(xiàn)卻會降低學(xué)習(xí)滿意度和學(xué)習(xí)效果[11]。陳侃等對Coursera平臺上的中文課程“大數(shù)據(jù)與信息傳播”的后臺點擊行為大數(shù)據(jù)進行了分析，同時對分析進行了評分者一致性檢驗，以探究學(xué)習(xí)者在視頻學(xué)習(xí)時的跳轉(zhuǎn)行為與視頻呈現(xiàn)方式之間的關(guān)系，結(jié)果表明：當(dāng)教師頭像和PPT交替出現(xiàn)時，視頻跳轉(zhuǎn)率最高；PPT與頭像同時出現(xiàn)或單獨出現(xiàn)時差別不大；視頻中PPT出現(xiàn)作業(yè)和概念性教學(xué)內(nèi)容時，跳轉(zhuǎn)率增加；PPT出現(xiàn)總結(jié)性內(nèi)容時，跳轉(zhuǎn)率則降低[12]。

王志軍教授帶領(lǐng)的多媒體畫面語言學(xué)團隊認為，數(shù)字化教學(xué)資源的基本組成單位是 “多媒體畫面”，而教學(xué)視頻也是由“多媒體畫面”組成，這種畫面融合了文字、圖片、聲音、動畫和影像等多種媒體呈現(xiàn)形式，并且具有交互功能[13]。依據(jù)此種觀點，教學(xué)視頻中的字幕、PPT、聲音、動畫、教師呈現(xiàn)方式、交互等均屬于教學(xué)視頻的特征范疇。

我們研究團隊針對教學(xué)視頻的特征，也進行了一系列相關(guān)研究。例如，王雪等將教學(xué)視頻中的字幕分為全字幕、概要字幕和無字幕三種形式，采用眼動實驗方法探究了適合于陳述性和程序性知識教學(xué)視頻的字幕形式，結(jié)果表明：對于陳述性知識視頻，應(yīng)該為其配上字幕，全字幕能夠幫助學(xué)習(xí)者獲得更好的學(xué)習(xí)數(shù)量，概要字幕則能幫助學(xué)習(xí)者取得更好的學(xué)習(xí)質(zhì)量，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果與字幕區(qū)的眼動指標正向相關(guān)；對于程序性知識視頻，概要字幕能幫助學(xué)習(xí)者同時取得最好的學(xué)習(xí)數(shù)量和學(xué)習(xí)質(zhì)量，學(xué)習(xí)效果基本與視頻區(qū)的眼動指標正向相關(guān)[14]。劉哲雨采用眼動實驗和認知行為實驗相結(jié)合的范式，對虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的教學(xué)視頻設(shè)計進行了探究，研究證實了為學(xué)習(xí)者提供學(xué)習(xí)過程回顧、學(xué)習(xí)效果評測，有助于幫助學(xué)習(xí)者維持較高的學(xué)習(xí)動機，促進學(xué)習(xí)者的行為投入，促成深度學(xué)習(xí)的發(fā)生[15]。

上述研究有力證實了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為和效果會受到教學(xué)視頻特征的影響，與此同時，交互作為教學(xué)視頻的特征之一，其優(yōu)化設(shè)計也是不容忽視的。我們通過對目前主流網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中的教學(xué)視頻進行分析，還發(fā)現(xiàn)僅有少量的教學(xué)視頻提供交互功能，而且交互方式也較單一，如：視頻下方字幕鏈接到視頻中的對應(yīng)位置、視頻內(nèi)嵌入學(xué)習(xí)資源的超鏈接或者測試題。此外，我們分析了在部分視頻課程中學(xué)生對視頻交互的評論，發(fā)現(xiàn)學(xué)生認為“學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)資源的交互”和“學(xué)習(xí)者與媒體界面的交互”比較重要。

（三）多媒體學(xué)習(xí)材料中交互控制與學(xué)習(xí)行為及效果之間的關(guān)系

通過對國內(nèi)外相關(guān)文獻進行梳理，發(fā)現(xiàn)直接針對教學(xué)視頻中的交互設(shè)計的研究目前較少，已有的研究大多集中于多媒體學(xué)習(xí)材料中的自主控制對學(xué)習(xí)行為及效果的影響。根據(jù)認知學(xué)習(xí)領(lǐng)域研究者Merrill和Reigeluth等的理論，多媒體學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)者自主控制，有益于提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)效率[16-17]。Mayer教授進行了“閃電暴雷的形成過程”、“制動器的工作原理”等多媒體教學(xué)實驗研究，驗證了自主控制有利于提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果，而且認為自主控制的交互性越高，賦予學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)自主性越多，將越有利于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)[18]。Kolas認為，在多媒體學(xué)習(xí)材料中交互的最主要作用，在于吸引學(xué)習(xí)者和激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解[19]。而另一方面，也有研究得出不一樣的結(jié)論，如Snow認為，學(xué)習(xí)者控制并不能有效地適應(yīng)所有學(xué)習(xí)者的個性化學(xué)習(xí)，不能完全決定學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中能夠?qū)W到多少[20]；Lawless等的研究也表明，學(xué)習(xí)者控制雖然可以提升學(xué)習(xí)者的自我效能感和學(xué)習(xí)態(tài)度，但不限程度的控制反而會降低學(xué)習(xí)效果[21]。

由此可見，教學(xué)視頻中的交互盡管是作為一種特征元素，但其設(shè)計也會對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為和效果產(chǎn)生影響，且交互是學(xué)習(xí)者視頻學(xué)習(xí)過程中特別需要關(guān)注的部分。然而，國內(nèi)外直接針對于教學(xué)視頻中交互控制程度的研究卻很少，已有的研究結(jié)論多有關(guān)多媒體學(xué)習(xí)材料，交互控制程度是否適用于教學(xué)視頻，仍需進一步驗證。而且，多數(shù)有關(guān)教學(xué)交互控制的研究，對于學(xué)習(xí)效果的測量沒有關(guān)注到有意義學(xué)習(xí)的效果，且測量通常發(fā)生于認知過程結(jié)束之后，不能充分反映學(xué)習(xí)者的視覺認知加工過程，對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)滿意度、認知負荷等學(xué)習(xí)體驗也缺乏分析。此外，已有的研究尚存在結(jié)論不一致的狀況，這或許與教學(xué)視頻的其他影響因素（如，視頻中的知識類型等）有關(guān)。

三、研究方法

（一）實驗?zāi)康?/h3>

我們在教學(xué)視頻中的教學(xué)交互層次塔基礎(chǔ)上，探究不同知識類型的教學(xué)視頻中，不同交互控制程度對學(xué)習(xí)者視覺認知過程、學(xué)習(xí)體驗和學(xué)習(xí)效果的影響，從而總結(jié)出適用于不同知識類型的教學(xué)視頻的交互控制程度的設(shè)計規(guī)則，以促進教學(xué)視頻有意義學(xué)習(xí)結(jié)果的發(fā)生。

（二）被試

本實驗隨機招募了天津師范大學(xué)105名視聽能力正常的大學(xué)生作為實驗被試，篩選出無先前知識基礎(chǔ)且眼動采樣率高于60%的有效被試90人，隨機分為三組，每組30人。

（三）實驗儀器

眼動儀一臺，用于記錄被試的眼動數(shù)據(jù)，型號為Tobii X120，采樣率為120Hz，配套軟件為Tobii Studio 3.2。工作站一臺，用于運行實驗所用的軟件系統(tǒng)，型號為惠普Z620。效果測試用計算機一臺，被試用于完成程序性知識視頻測試題中的操作題。

（四）實驗設(shè)計

本實驗采用3（交互控制程度）×2（知識類型）兩因素混合實驗設(shè)計形式，整體設(shè)計如圖2所示。

圖2 研究實驗設(shè)計

1.自變量

（1）交互控制程度：被試間變量，屬于教學(xué)視頻中的教學(xué)交互層次塔的中間層，即信息交互層面，是視頻教學(xué)設(shè)計的最主要內(nèi)容，如圖2所示，包括無選擇、選擇既定順序、完全自主選擇三個水平，交互控制程度依次升高。（2）知識類型：被試內(nèi)變量，包括陳述性知識和程序性知識兩個類型。

2.因變量

（1）認知負荷：反映學(xué)習(xí)者在完成某項特定的認知任務(wù)時，進行信息加工所消耗的認知資源的總量[22]。本研究采用主觀的認知測量方法（由被試完成學(xué)習(xí)任務(wù)后自我匯報），獲取被試的學(xué)習(xí)材料感知難度和心理努力程度[23]。

（2）學(xué)習(xí)滿意度：包括整體滿意度和交互滿意度。整體滿意度反映被試對視頻學(xué)習(xí)整個過程體驗的滿意度，交互滿意度反映被試對視頻中的交互設(shè)計體驗的滿意度。

（3）眼動指標：包括總注視次數(shù)、總注視時間、平均注視時間[24]。其中總注視次數(shù)是一個或一組興趣區(qū)內(nèi)所用的注視點個數(shù)，反映學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)材料的注意程度；總注視時間是一個或一組興趣區(qū)內(nèi)所有注視點的持續(xù)時間之和，反映學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)材料的加工程度；平均注視時間是學(xué)習(xí)者的視線停留在注視點上的平均時間，反映學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)材料的認知負荷和加工程度[25]。

（4）學(xué)習(xí)效果：包括保持測試成績和遷移測試成績。保持測試成績，反映學(xué)習(xí)者記住了多少，即學(xué)習(xí)數(shù)量；遷移測試成績，反映學(xué)習(xí)者理解、融會貫通和應(yīng)用了多少，即學(xué)習(xí)質(zhì)量，是教學(xué)視頻中的教學(xué)交互層次塔的最高層交互（即新舊概念之間的交互）是否發(fā)生的標志，以此來判斷學(xué)習(xí)者有意義學(xué)習(xí)的效果[26]。

3.無關(guān)變量

被試的先前知識基礎(chǔ)：對所有被試進行先前知識測試，并將得分較高的被試數(shù)據(jù)剔除，以免對學(xué)習(xí)效果數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾。

（五）實驗材料

1.被試基本信息問卷

對被試基本情況進行調(diào)查，具體包括姓名、性別、年齡、專業(yè)等。

2.先前知識問卷兩份

分別用于測試兩種知識類型視頻被試的先前知識水平，保證所有被試具有相同的知識基礎(chǔ)。

3.視頻學(xué)習(xí)材料六份

陳述性知識視頻的主題為“腦不對稱性”，包括“腦功能偏側(cè)化”、“左右腦半球大小和結(jié)構(gòu)上的差異”、“神秘的腦不對稱性”三個部分教學(xué)內(nèi)容，時長為4分58秒；程序性知識視頻的主題為“批量制作帶照片的準考證”，包括“數(shù)據(jù)源處理”、“設(shè)置標簽”、“制作準考證”三個部分教學(xué)內(nèi)容，時長為5分18秒。陳述性知識和程序性知識視頻各三份，包括“無選擇”、“選擇既定順序”和“完全自主選擇”三種交互控制程度?！盁o選擇”視頻是原始視頻學(xué)習(xí)材料（如圖3左），被試無法選擇學(xué)習(xí)順序；“選擇既定順序”是為被試提供三種設(shè)計好的學(xué)習(xí)順序（如圖3中）；“完全自主選擇”則由被試完全自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容順序（如圖3右）。視頻的交互控制程度由“無選擇”、“選擇既定順序”到“完全自主選擇”依次升高。

圖3 無選擇（左）、選擇既定順序（中）和完全自主選擇（右）

4.認知負荷問卷

包括學(xué)習(xí)材料感知難度 （7點量表：1表示最少的努力程度，7表示最大的努力程度）、心理努力程度（7點量表：1表示非常簡單，7表示非常困難）。

5.學(xué)習(xí)滿意度問卷

由4道主觀評定題（7點量表：1表示最不滿意，7表示最滿意）構(gòu)成，包含對于 “視頻整個學(xué)習(xí)過程”、“視頻中的交互設(shè)計”滿意程度的調(diào)查[27]。

6.學(xué)習(xí)效果測試問卷

陳述性知識保持測試共有7道題目，題型為判斷題、填空題、選擇題三種；程序性知識保持測試共有4道題目，題型為填空題、選擇題兩種。問卷分別考察對應(yīng)視頻學(xué)習(xí)材料的10個知識點，答對1個計1分，答錯計0分，總分為10分。

陳述性知識遷移測試共有2道題目，1道簡答題、1道開放題，每道題各5分，總分為10分。簡答題共有三個層面的答案，答對分別計2分、2分、1分，答錯計0分，開放題共有兩種可能性的解釋，答對1個計2.5分（依據(jù)回答的完整度、精確度酌情給分），答錯計0分；程序性知識遷移測試為1道上機操作題，分為“表格操作”和“文檔操作”兩個部分，完成1個部分計5分（依據(jù)操作的準確度、完整度酌情給分），共10分。

（六）實驗過程

1.被試填寫先前知識測試問卷，記錄被試的基本信息，測試先前知識水平；

2.主試引導(dǎo)被試進入實驗室，坐到眼動儀前的椅子上，向被試說明實驗過程和注意事項，并幫助被試放松心情；

3.根據(jù)需要調(diào)整座椅的距離和高度，進行眼動定標，定標完成后呈現(xiàn)實驗指導(dǎo)語；

4.被試開始學(xué)習(xí)視頻材料，視頻播放完畢按空格鍵退出實驗程序；

5.被試運用移動設(shè)備掃描調(diào)查問卷二維碼，完成學(xué)習(xí)體驗調(diào)查問卷；

6.被試完成學(xué)習(xí)效果測驗試題。

四、數(shù)據(jù)分析

（一）學(xué)習(xí)效果分析

本研究分別記錄被試學(xué)習(xí)不同知識類型和不同交互控制程度教學(xué)視頻的保持測試成績、遷移測試成績，如表1所示，并使用IBM SPSS Statistics 22對相關(guān)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

表1 不同實驗分組的兩項成績

在保持測試成績方面：兩種知識類型視頻的保持測試成績都是從無選擇組、選擇既定順序組到完全自主選擇組依次升高。

在遷移測試成績方面：陳述性知識視頻的遷移測試成績從無選擇組、選擇既定順序組到完全自主選擇組依次升高；程序性知識視頻的遷移測試成績從選擇既定順序組、無選擇組到完全自主選擇組依次升高。

1.兩因素的主效應(yīng)與交互作用分析

為了解交互控制程度和知識類型兩種因素的主效應(yīng)和交互作用情況，我們對各組的兩項成績進行了重復(fù)測量多因素方差分析（GLM重復(fù)度量），結(jié)果表明：對于保持測試成績，交互控制程度主效應(yīng)顯著（F（2，87）=7.997，p=0.001＜0.01），知識類型和兩因素交互作用都不顯著（F（1，87）=1.874，p=0.175＞0.05；F（2，87）=0.783，p=0.460＞0.05）； 而對于遷移測試成績，兩因素的主效應(yīng)和交互效應(yīng)都顯著（F（2，87）=19.223，p=0.000＜0.01；F（1，87）=23.290，p=0.000＜0.01；F（2，87）=4.363，p=0.0.016＜0.05）。這表明，交互控制程度對不同知識類型教學(xué)視頻兩項學(xué)習(xí)效果的影響是不同的。

2.組間差異分析

通過對陳述性知識視頻和程序性知識視頻三組被試的保持測試成績和遷移測試成績進行Oneway方差分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：陳述性知識視頻的保持測試成績和遷移測試成績組間差異都極其顯著 （F=8.004，p=0.001＜0.01；F=13.038，p=0.000＜0.01）；程序性知識視頻的保持測試成績組間差異不顯著 （F=2.476，p=0.090＞0.05），遷移測試成績組間差異極其顯著 （F=12.784，p=0.000＜0.01）。使用 LSD 和配對樣本 T 檢驗法，分別對兩種知識類型視頻下三組不同交互控制程度的各項成績進行比較，以進一步確定組間差異情況，分析結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

表2 學(xué)習(xí)效果的組間差異情況分析

（二）眼動數(shù)據(jù)分析

本研究分別記錄被試學(xué)習(xí)不同知識類型和不同交互控制程度教學(xué)視頻時的總注視時間、總注視次數(shù)和平均注視時間，分析被試的視覺認知過程，具體數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 不同實驗分組的眼動指標

在總注視時間和總注視次數(shù)上：陳述性知識視頻和程序性知識視頻的總注視時間和總注視次數(shù)都是從無選擇組、選擇既定順序組到完全自主選擇組依次升高。

在平均注視時間上：陳述性知識視頻的平均注視時間從無選擇組、完全自主選擇組到選擇既定順序組依次升高；程序性知識視頻的平均注視時間從無選擇組、選擇既定順序組到完全自主選擇組依次降低。

1.兩因素的主效應(yīng)與交互作用分析

通過對各項眼動指標進行重復(fù)測量多因素方差分析，以探究知識類型和交互控制程度兩因素的主效應(yīng)和交互作用情況，結(jié)果表明：對于總注視時間和總注視次數(shù)，交互控制程度和知識類型主效應(yīng)顯著（F（2，87）=9.476，p=0.000＜0.01；F（1，87）=105.817，p=0.000 ＜0.01；F （2，87） =4.091，p=0.020 ＜0.05；F（1，87）=58.885，p=0.000＜0.01），兩因素交互作用都不顯著 （F （2，87）=0.190，p=0.827＞0.05；F （2，87）=0.530，p=0.591＞0.05）。 但是，由于兩種知識類型視頻的時長相差20秒，因此，知識類型主效應(yīng)顯著意義不大；對于平均注視時間，知識類型主效應(yīng)顯著（F（1，87）=388.045，p=0.000＜0.01），而交互控制程度主效應(yīng)和兩因素的交互作用都不顯著（F（2，87）=0.033，p=0.967＞0.05；F（2，87）=0.930，p=0.399＞0.05）。

2.組間差異分析

對陳述性知識視頻和程序性知識視頻三組被試的各項眼動指標進行Oneway方差分析，結(jié)果表明：陳述性知識視頻的總注視時間組間差異顯著 （F=4.002，p=0.022＜0.05）， 總注視次數(shù)和平均注視時間的組間差異都不顯著 （F=2.039，p=0.136＞0.05；F=0.474，p=0.624＞0.05）；程序性知識視頻的總注視時間和總注視次數(shù)組間差異都極其顯著（F=15.418，p=0.000＜0.01；F=5.256，p=0.007＜0.01）， 平均注視時間組間差異不顯著（F=0.072，p=0.931＞0.05）。 使用 LSD和配對樣本T檢驗法，分別對兩種知識類型視頻下三組不同交互控制程度的各項眼動指標進行比較，以進一步確定組間差異情況，分析結(jié)果匯總?cè)绫?所示。由于兩種知識類型視頻時長相差20秒，分析兩種知識類型視頻的總注視時間和總注視次數(shù)組間差異意義不大，因此，僅對相同交互方式下不同知識類型視頻的平均注視時間進行了配對樣本T檢驗。

表4 眼動指標的組間差異情況分析

（三）學(xué)習(xí)體驗分析

1.認知負荷

本研究分別記錄被試學(xué)習(xí)不同知識類型和不同交互控制程度教學(xué)視頻的學(xué)習(xí)材料感知難度和心理努力程度，如表5所示。

表5 不同實驗分組的認知負荷

在學(xué)習(xí)材料感知難度方面：兩種知識類型視頻的學(xué)習(xí)材料感知難度都是從無選擇組、選擇既定順序組到完全自主選擇組依次降低。

在心理努力程度方面：陳述性知識視頻的心理努力程度從選擇既定順序組、完全自主選擇組到無選擇組依次升高，程序性知識視頻的心理努力程度從選擇既定順序組、無選擇組到完全自主選擇組依次升高。

（1）兩因素的主效應(yīng)與交互作用分析。通過進行重復(fù)測量多因素方差分析，結(jié)果表明：對于學(xué)習(xí)材料感知難度，交互控制程度主效應(yīng)顯著（F（2，87）=3.323，p=0.041＜0.05）， 知識類型和兩因素的交互效應(yīng)都不顯著（F（1，87）=1.720，p=0.193＞0.05；F（2，87）=0.019，p=0.981＞0.05）；對于心理努力程度，知識類型的主效應(yīng)顯著（F（1，87）=4.214，p=0.043＜0.05），交互控制程度和兩因素的交互效應(yīng)都不顯著（F（2，87）=0.233，p=0.793＞0.05；F（2，87）=0.977，p=0.381＞0.05）。

（2）組間差異分析。通過進行Oneway方差分析，結(jié)果表明：陳述性知識視頻和程序性知識視頻三組的學(xué)習(xí)材料感知難度組間差異都不顯著 （F=1.564，p=0.215＞0.05；F=2.163，p=0.121）， 心理努力程度組間 差 異 也 都 不 顯 著 （F=0.080，p=0.924＞0.05；F=0.736，p=0.482＞0.05）。使用LSD和配對樣本T檢驗法，分別對兩種知識類型視頻下三組不同交互控制程度的兩項認知負荷進行比較，以進一步確定組間差異情況，分析結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

表6 認知負荷的組間差異情況分析

2.學(xué)習(xí)滿意度

本研究分別記錄被試學(xué)習(xí)不同知識類型和不同交互控制程度教學(xué)視頻的整體滿意度和交互滿意度（見表 7）。

表7 不同實驗分組的學(xué)習(xí)滿意度

在整體滿意度方面：陳述性知識視頻從無選擇組、選擇既定順序組到完全自主選擇組依次升高，程序性知識視頻則從選擇既定順序組、無選擇組到完全自主選擇組依次升高。

在交互滿意度方面：陳述性知識視頻和程序性知識視頻都是完全自主選擇組高于選擇既定順序組。

（1）兩因素的主效應(yīng)與交互作用分析。通過進行重復(fù)測量多因素方差分析，結(jié)果表明：對于整體滿意度， 知識類型的主效應(yīng)顯著 （F （1，87）=9.164，p=0.003＜0.01），交互控制程度的主效應(yīng)和兩因素交互效應(yīng)都不顯著（F（2，87）=1.242，p=0.294＞0.05；F（2，87）=2.127，p=0.125＞0.05）；對于交互滿意度，交互控制程度和知識類型的主效應(yīng)都顯著 （F （1，58）=9.164，p=0.001＜0.01；F（1，58）=5.252，p=0.026＜0.05），兩因素交互效應(yīng)不顯著（F（1，58）=0.307，p=0.582＞0.05）。

（2）組間差異分析。通過進行Oneway方差分析，結(jié)果表明：陳述性知識視頻和程序性知識視頻三組整體滿意度的組間差異都不顯著 （F=2.226，p=0.114＞0.05；F=0.861，p=0.426＞0.05）。 使用 LSD、配對樣本T檢驗和獨立樣本T檢驗法，分別對兩種知識類型視頻下三組不同交互控制程度的整體滿意度和交互滿意度進行比較，以進一步確定組間差異情況，分析結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

表8 學(xué)習(xí)滿意度的組間差異情況分析

五、實驗結(jié)果討論

（一）交互控制程度和知識類型對學(xué)習(xí)效果的影響

不同的交互控制程度在兩種知識類型下，對學(xué)習(xí)者保持測試成績的影響是相同的。當(dāng)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)兩種知識類型的教學(xué)視頻時，其保持測試成績均依次為完全自主選擇組最高、選擇既定順序組居中、無選擇組最低，且陳述性知識視頻的組間差異顯著。這表明：交互控制程度對兩種知識類型視頻的學(xué)習(xí)數(shù)量影響趨勢相同，即，交互控制程度越高，學(xué)習(xí)數(shù)量越高，交互控制程度與學(xué)習(xí)數(shù)量正向相關(guān)。

不同的交互控制程度在兩種知識類型下，對學(xué)習(xí)者遷移測試成績的影響是不同的。兩種知識類型的教學(xué)視頻均是完全自主選擇組的遷移測試成績最高，這表明：當(dāng)交互控制程度最高時，能幫助學(xué)習(xí)者加深對知識的理解，促進有意義學(xué)習(xí)結(jié)果的發(fā)生，取得最好的學(xué)習(xí)質(zhì)量；當(dāng)交互控制程度分別為選擇既定順序和無選擇時，學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)兩種不同知識類型的教學(xué)視頻取得了不同的遷移測試成績。陳述性知識視頻的選擇既定順序組要顯著高于無選擇組，程序性知識視頻的兩組成績卻恰恰相反。

在三種交互控制程度下，陳述性知識視頻組的保持測試成績均低于程序性知識視頻組，但差異不顯著，這表明知識類型在視頻的學(xué)習(xí)數(shù)量方面影響并不顯著。而陳述性知識視頻組的遷移測試成績均高于程序性知識視頻組，且當(dāng)交互控制程度為選擇既定順序和完全自主選擇時差異顯著，這表明，當(dāng)視頻中的交互控制程度升高時，兩種知識視頻的學(xué)習(xí)質(zhì)量差距加大，顯然交互控制程度的升高，更有利于陳述性知識視頻有意義學(xué)習(xí)結(jié)果的發(fā)生。

（二）交互控制程度和知識類型對眼動指標的影響

不同的交互控制程度在兩種知識類型下，對學(xué)習(xí)者總注視時間和總注視次數(shù)的影響是相同的。學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)兩種知識類型的教學(xué)視頻時的這兩項眼動指標均是完全自主選擇組最高、選擇既定順序組居中、無選擇組最低，且陳述性知識視頻的總注視時間和程序性知識視頻的總注視時間、總注視次數(shù)組間差異顯著。這表明：交互控制程度對兩種知識類型視頻的視覺注意力影響趨勢相同，即，交互控制程度越高，越能吸引學(xué)習(xí)者的視覺注意力，交互控制程度與視覺注意力正向相關(guān)。不同的交互控制程度在兩種知識類型視頻下，對學(xué)習(xí)者平均注視時間的影響都不顯著。

由于兩種知識類型視頻的時長相差20秒，因此，在三種交互控制程度下的總注視時間和總注視次數(shù)的比較意義不大。而學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)程序性知識視頻的平均注視時間都顯著高于陳述性知識視頻，這表明，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)程序性知識視頻時投入了更多的認知加工資源，產(chǎn)生了更多的認知負荷。

（三）交互控制程度和知識類型對學(xué)習(xí)體驗的影響

兩種知識類型的教學(xué)視頻，隨著其交互控制程度的升高，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)材料感知難度都隨之降低，這說明學(xué)習(xí)者的內(nèi)在認知負荷也在隨之降低，但學(xué)習(xí)者心理努力程度的變化不明顯。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)程序性知識視頻時的心理努力程度都顯著高于陳述性知識視頻，說明學(xué)習(xí)者獲取程序性知識更加困難，產(chǎn)生了更多的內(nèi)在認知負荷。

陳述性知識視頻的整體滿意度從無選擇組、選擇既定順序組到完全自主選擇組依次升高，且完全自主選擇組顯著高于無選擇組，這表明，交互控制程度越高，學(xué)習(xí)者對教學(xué)視頻的整體滿意度越高；程序性知識視頻的整體滿意度則是從選擇既定順序組、無選擇組到完全自主選擇組依次升高，選擇既定順序是學(xué)習(xí)者最不滿意的交互控制程度。兩種知識類型視頻的交互滿意度，均是完全自主選擇組顯著高于選擇既定順序組，這表明完全自主選擇最受學(xué)習(xí)者歡迎。此外，學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)陳述性知識視頻的整體和交互滿意度，都顯著高于程序性知識視頻。

（四）交互控制程度、學(xué)習(xí)效果、眼動指標與學(xué)習(xí)體驗之間的聯(lián)系

學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)陳述性知識教學(xué)視頻時：學(xué)習(xí)數(shù)量（保持測試成績）和學(xué)習(xí)質(zhì)量（遷移測試成績）都與教學(xué)視頻的交互控制程度、學(xué)習(xí)滿意度和眼動指標正向相關(guān)，與學(xué)習(xí)材料感知難度反向相關(guān)。如圖4至圖6所示，教學(xué)視頻的交互控制程度越高，越能促進有意義學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果就越好，總注視時間、總注視次數(shù)和學(xué)習(xí)滿意度也越高，學(xué)習(xí)材料感知難度則越低。

學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)程序性知識教學(xué)視頻時：學(xué)習(xí)數(shù)量也是與教學(xué)視頻的交互控制程度、學(xué)習(xí)滿意度和眼動指標正向相關(guān)，與學(xué)習(xí)材料感知難度反向相關(guān)，各項數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)與上述的陳述性知識教學(xué)視頻一致，如圖4至圖6所示；而學(xué)習(xí)質(zhì)量僅與視頻學(xué)習(xí)的整體滿意度正向相關(guān)，即視頻學(xué)習(xí)的整體滿意度越高則學(xué)習(xí)質(zhì)量越高，這表明學(xué)習(xí)者對自身有意義學(xué)習(xí)是否有效發(fā)生的認知與實際取得的學(xué)習(xí)質(zhì)量較為匹配；選擇既定順序組取得了最差的學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)滿意度，這或許是因為程序性知識的學(xué)習(xí)不僅僅停留在對概念和規(guī)則的理解上，還要在此基礎(chǔ)上進行實際操作，學(xué)習(xí)者是否能利用視頻中講授的技能解決實際問題是程序性知識學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要體現(xiàn)，而視頻中既定的學(xué)習(xí)順序或許打亂了學(xué)習(xí)者的技能轉(zhuǎn)化過程，阻礙有意義學(xué)習(xí)結(jié)果的發(fā)生。

圖4 學(xué)習(xí)體驗組間變化趨勢圖

圖5 學(xué)習(xí)效果組間變化趨勢圖

圖6 眼動指標組間變化趨勢圖

六、結(jié)論與展望

對于陳述性知識教學(xué)視頻，應(yīng)該添加學(xué)習(xí)者能自主控制的交互功能，交互控制程度越高（完全自主選擇＞選擇既定順序＞無選擇），越能優(yōu)化學(xué)習(xí)者的視覺認知行為，有效控制認知負荷，促進學(xué)習(xí)者積極的認知活動和有意義學(xué)習(xí)，從而獲得更好的學(xué)習(xí)體驗和學(xué)習(xí)效果；對于程序性知識視頻，也應(yīng)該添加學(xué)習(xí)者能自主控制的交互功能，完全自主選擇是最優(yōu)的交互控制程度，可以幫助學(xué)習(xí)者降低認知負荷，獲得最優(yōu)的視覺認知行為、學(xué)習(xí)體驗和學(xué)習(xí)效果，同時，應(yīng)該避免使用選擇既定順序的交互控制程度，它會對程序性知識的技能轉(zhuǎn)化與應(yīng)用產(chǎn)生干擾，阻礙有意義學(xué)習(xí)結(jié)果的發(fā)生。

我們通過實驗研究方法，針對教學(xué)視頻中的交互控制程度，對學(xué)習(xí)者的視覺認知過程、學(xué)習(xí)體驗和學(xué)習(xí)效果，進行了全面系統(tǒng)的分析。通過研究結(jié)論可知，教學(xué)視頻中的交互作用是不容忽視的，它能夠促進學(xué)習(xí)者積極主動地投入到學(xué)習(xí)中，提高課程參與度和信息加工深度，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者形成新舊概念之間的交互，更好地完成知識的意義建構(gòu)，進而提升學(xué)習(xí)體驗和學(xué)習(xí)效果。需要注意的是，受人力、物力和時間等條件的限制，本研究中的被試僅限于天津師范大學(xué)的在校大學(xué)生105人，今后仍需選取多種類型的被試進行多次實驗，通過大規(guī)模的教學(xué)實踐檢驗研究結(jié)論。

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