多媒体信息表征呈现形式 对学习效果的影响研究

摘要：在多媒体学习环境中，多重表征为学习者的有效学习提供了更多可能。但多重表征的呈现形式不同，学习者产生的认知负荷也不同。本文在进行教学实验研究的基础上，探讨了多媒体学习中的信息表征的呈现形式对学习效果的影响。

关键词：多媒体学习；信息表征；呈现形式；认知负荷

● 多媒体学习中表征内涵的解读

表征是外部事物在心理活动中的内部再现，它一方面是客观事物的反映，另一方面也是被加工的客体。因此，在多媒体学习中的表征，除认知心理学所描述的学习者大脑中建构的内在表征以外，还体现为教育技术呈现的学习信息外部表征。在多媒体学习环境下，教学效果受教育技术呈现的学习材料外部表征与学习者建构的内部表征之间交互作用程度的共同影响。丰富的多媒体资源和环境并不一定就利于认知过程中的深度加工，多媒体学习信息的外在表征设计对学习者的认知有着重要影响。

● 多媒体学习的认知负荷理论

认知负荷理论关注个体的认知结构与信息结构之间的交互作用，教学过程中呈现的信息结构，必须要与学习者的认知结构系统相适应，才能实现有效教学。以往研究表明，对学习者造成认知负荷的来源很多，但相同的学习素材以不同的表达方式呈现出来，产生的认知负荷会有所不同。若是所需加工的信息容量超出学习者的工作记忆所能加工的信息容量，就会出现无法进行有效信息加工的情况。在多媒体学习中，针对同一学习内容的不同表征形式在组合呈现时，其空间与时间上的变化可能对学习者的信息加工产生重要影响。

● 实验研究

1.实验目的

本实验是在对同一知识内容采用多媒体信息表征的基础上，通过考查不同表征形式在空间和时间的呈现上产生变化，对学习者再认、记忆或者推理带来的影响，探讨多媒体学习信息表征设计中基于空间距离和时间间隔影响因素的设计原则。

2.实验材料

本实验取材自高中地理《地壳运动与地表形态》，其中学习材料包括三个版本的计算机程序：A组采用图像与文字分屏的方式呈现；B组采用图像与文字同屏但有空间分隔的方式呈现；C组采用图像与文字同屏且空间邻近的方式呈现。测试题包括基本信息、五道再认题、一道回忆题和两道推理题。考虑被试者能在真实的状态下完成测试题，没有心理压力，在测试题上，不要求被试者署名。

3.被试与分组

本实验的被试者选自宁波市某中学高一两个平行班级，随机选取60人分成三组，其中每组20人，包括男生10名，女生10名。该中学学生的学号按姓氏拼音编排，所以分组时采用按学号分组的方式，保证了分组的随机性。各组在总体上不受被试个体的学习成绩好坏、平时在校的表现等因素的影响。此外，被试者之前都没有在课堂学过与实验材料一致的内容，该实验在最大程度上排除了被试者先前知识经验的影响。

4.实验时间与环境

实验进行的环境为多媒体网络机房，每个被试者单独面对一台计算机，带上耳机，排除相互干扰。各组学习材料均在各自计算机上以自动播放的方式同步呈现，播放时间为3分钟，测试答题时间为8分钟，以保证实验数据的效度。

5.实验程序

根据前期分组，安排每一组分别进行实验。首先由主试者向被试者介绍此次任务，告知被试者实验的流程与时间安排，在确认被试者明确任务的前提下开始实验。在计算机网络机房，为每一位小组成员同步呈现学习材料。学习材料播放完毕后呈现测试题，要求被试者8分钟内完成题目并提交。

6.计分方法

实验所涉及的知识点包括：地壳不断变化、地表形态变化、引起两者变化的作用叫地质作用等。围绕这些知识点编制了三组10分的实验测试题。其中，再认测试题的要求是：请判断正误，正确为T，错误为F，共计5分。

● 实验结果

1.实验数据

根据以上计分方法，三组不同呈现方式下的再认、回忆、推理实验数据汇总处理后得到的平均分如下表。

注：再认测试、回忆测试和推理测试的分数范围分别是0~5，0~3，0~2。

2.实验结果分析

（1）再认差异分析。实验考查的一个因变量是被试者在再认测试上的成绩。实验所得数据显示，被试者成绩呈波动型上升状态，采用图像与文本在同屏呈现的B组和C组的成绩，比分屏呈现的A组成绩高。在同屏呈现时，图像和文本在空间距离上邻近的C组比分离呈现的B组成绩要高。通过这个实验对学习者再认成绩上的差异，看出针对同一内容的不同表征在空间距离或时间距离上邻近呈现比分离呈现对再认成绩有更好的影响。

（2）回忆差异分析。实验的另一个因变量是被试者在回忆测试上的成绩。在三组实验中，被试者的回忆测试成绩在C组明显高于在A组和B组的成绩，而在A组和B组之间并没有呈现太大差异。从被试者的回忆成绩差异看出，图像和文本在空间相结合呈现的成绩比分离呈现的成绩要高。

（3）推理差异分析。实验的第三个因变量是被试者在推理测试上的成绩。用多媒体表征的目的是为了帮助学习者能够更好地理解并应用学习材料中的重要信息，而不是仅仅能够记住并重复这些信息。所以，能够在一定程度上反映被试者迁移知识的推理测试成绩，在说明该呈现方式能否促进学习者有意义学习上，显得尤为重要。实验数据显示，在当对应的语词和画面在同屏中整合同时呈现的C实验组，被试者取得的成绩高于在时间上分离的A组，以及在空间上分离的B组取得的成绩。

● 研究的总结和建议

由实验数据可知：当对应的语词表征与图像表征在一页中的呈现位置是彼此分离的，或者在呈现的时间上是分离的，学习者则更少可能在工作记忆中保持对应的言语表征和视觉表征。多媒体信息表征呈现形式是分离的，使得学习者所需加工的信息容量会超出其工作记忆所能加工的信息容量，出现无法进行有效信息加工的情况而产生无效学习。因此，在利用多媒体进行信息表征设计时，建议教育工作者注意相关的文字、图片、声音等不同的信息表征应接近呈现，其中的接近既包括在时间上的接近，也包括在空间位置上的接近。整合的语词信息和画面接近呈现，更有可能促进学习者对相关的语词和画面的加工。

此外，本研究在设计实验的过程中，对实验材料做了谨慎选择，材料中所涉及的知识点与被试者的先前知识经验基本没有关系。在实验对象和分组方式上，选取的平行班，随机分组。因此，本实验排除了被试者本身学习能力差异的影响，从而保证了实验数据的有效性。这同样是给教育工作者的建议：在具体的学习信息表征设计中，应该结合学习者先前知识和学习能力差异等具体情况，充分考虑学习者本身，以学习者为中心，而不应脱离学习者单纯从技术角度上去设计。

参考文献：

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[5]林洪新，闫志明.冗余信息对多媒体学习的影响研究[J].现代教育技术，2013（11）.

基金项目：本文系2012年度浙江省教育技术研究规划课题（JB165）的阶段性成果。

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