小学生到底喜欢什么样的学习资源*——梅耶多媒体学习原则对数字原住民适用性的实证研究

孙 众，骆力明

(首都师范大学 信息工程学院，北京 100048)

小学生到底喜欢什么样的学习资源*
——梅耶多媒体学习原则对数字原住民适用性的实证研究

孙 众，骆力明①

(首都师范大学 信息工程学院，北京 100048)

根据资源偏好和学习难度为学习者提供个性化资源，是数字教材应该具备的功能。上世纪末梅耶等人提出的多媒体学习原则，曾在学习资源设计与开发中发挥了重要的指导作用。那么为数字原住民设计数字教材时，这些原则是否依然适用？该文以72名小学生作为被试，研究他们对资源类型、组合方式和难度的学习偏好，从而验证梅耶理论对数字原住民的适用性。结果发现被试的偏好选择与梅耶的多媒体学习原则基本吻合，但也出现了一些偏差。该文的结论为数字教材中个性化学习资源推送策略提供了实证基础。

学习偏好；学习资源；数字教材；个性化；多媒体学习理论

一、前言

具有情境化、外显化和个性化特征的数字教材已成为学生智慧学习空间的入口，它努力为每一个学习者提供具有适应性的、可自我更新、能不断进化与发展的、动态的个人学习环境[1]。在数字教材的设计与开发中，满足不同学习者的个性化教材已成为研究热点，通过明确学习者特征与需求，满足学习者的偏好，从而实现“因材施教”“个性化学习”“适应性学习”[2]。所以，学习资源的个性化是个性化学习的前提条件。

那么已有研究如何判断个性化的学习需求呢？Tzouveli等人运用数据挖掘方法分析学生档案，通过计算档案里的信息获得学习者特征、学习需求和学习风格等偏好信息，系统在此基础上给学生推送个性化阅读资源[3]。杨雅婷等人要求学生先参加听说能力的水平测试，接着根据测试成绩把学生分为低、中、高三个组别，然后提供个性化资源，实现批判性思维和个性化英语听说能力培养相结合的英语学习环境[4]。Hsu等人开发了为英语学习者提高阅读能力的基于个性化推荐的移动学习方法[5]，让有经验的教师用5分制来判断备选资源与学习主题之间的差异性或相关性。5分代表备选资源与主题的正相关度最大，1分代表资源与主题特征可能是相反的，这样把95篇阅读材料置入该系统中。学生需参加该系统内置的阅读能力水平测试，同时通过回答问卷来说明自己对所读资源的喜好程度。最后系统将三者的数据分析结果结合起来，决定了给每位学生推送哪些个性化资源。

根据以上分析可知，用认知量表判断学习者的偏好、测试学习者的能力水平来确定资源难度等级、专家(或教师)经验判断法是提供个性化学习资源的主要手段。其中，学习偏好的判断方法多是以经典理论为指导，如梅耶多媒体学习理论、所罗门认知风格等，尤其是对于学习资源的类型选择上，多以梅耶的理论为主。

但是今天的小学生群体，体现出了与成人学习者、十几年前的小学生群体完全不一样的特征。多数研究者认为，出生于1990年以后的学习者即为数字原住民[6]。他们具有的学习特征包括：对网络和信息技术非常熟悉，喜欢屏幕阅读而不是纸质阅读[7]；图像及操作性技能优先；较注意信息表面所具备的知觉突显性；能够迅速获得信息、同时处理多种任务、喜欢在文本之前先呈现图表等[8]。那么以梅耶多媒体学习理论为代表的，较为经典的学习资源设计理论还适用于数字原住民吗？能把几十年前基于多媒体时代而诞生的理论直接搬过来，为他们设计智慧时代下的数字教材吗？为了回答这些问题，本文采用小学生自主选择式的资源偏好测量法，来探索具有数字原住民特征的小学生究竟喜欢什么样类型和难度的学习资源，从而为个性化数字教材中的学习资源推送策略提供实证基础。

二、理论基础

(一)学习偏好假设(Learning Preferences Hypothesis)

学习偏好假设是指不同的人喜欢用不同的方式学习，所以学习资源也要采用多种形式来满足不同人的偏好需求。假设一个学生喜欢通过听讲的方式来学习，那么这个学生就会注意多媒体学习资源中的解说内容；如果一个学生喜欢通过阅读来学习，那么这个学生就会注意多媒体学习资源中的文本内容。因此在数字教材中的一个知识点里，常可以同时找到声画同步或图文并茂、有字幕或者无字幕配音动画的资源，就是学习偏好假设理论的具体体现。因为只使用文本或声音或图画等单一类型的资源，那么不喜欢这种资源的学生在该传递通道上可能发生信息堵塞现象，不会获得好的学习效果；而把多种资源类型加以组合呈现，会使得不同学习偏好的学生，都会找到自己喜欢的信息传递通道，满足个性化学习需求。在笔记本或平板电脑为学习终端的1:1智能课堂环境下，想要给每个学生提供满足个性化学习偏好的学习资源，只要设计出合理的资源组合类型和难度等级，不需要额外的物质成本，就可以满足学生的学习偏好。

(二)梅耶多媒体学习原则(Multimedia Learning Principles)

梅耶等人自20世纪80年代起就开始了关于学习资源有效性的研究，提出了多媒体学习理论，其中包括设计多媒体学习资源的七个原则[9]。每个原则的得出都建立在实证研究的基础上。被试要学习三个科学领域的知识点，分别是闪电暴雷如何形成，汽车制动系统工作原理和自行车轮胎打气筒工作原理。全体被试分为两组，一组使用的是经过特别设计的学习资源，另一组是没有设计过的学习资源，学习后分别测试两组的知识保持成绩(根据题目写出对该知识点的解释)和知识迁移成绩(根据题目写出新问题的各种可能答案)。由于这些原则的提出是建立在多人多轮实证研究的基础上，因此该理论在学习资源设计领域具有较高的学术地位，成为设计多媒体学习资源的重要参考。七个原则分别为：

1.多媒体认知原则：学习者使用图文并茂的学习资源比纯文本的学习资源效果更好；

2.空间接近原则：与同一知识点相关的文字和画面放在一起比分开呈现，对学习效果更好；

3.时间接近原则：与同一知识点相关的文字和画面同时呈现比先后呈现，对学习效果更好；

4.一致性效应：删除与当前知识点无关的文字、画面或声音，比保留这些信息对学习效果更好；

5.通道原则：画面和解说组成的资源(即声画同步)比画面加文字(即图文并茂)学习效果更好；

6.冗余原则：动画加解说(即无字幕有配音的动画)的资源比动画加解说再加文本(有字幕有配音的动画)学习效果更好；

7.个性差异原则：同样使用精心设计的多媒体学习资源时，学差生提高的程度要比学优生多；空间能力强的学生提高的程度比空间能力差的学生多。

在七个设计原则中，空间接近、时间接近、一致性以及个性差异原则都是与学习资源的内容设计有关，是教学设计人员和媒体设计人员的工作范畴，与学生本人的偏好无关；而多媒体认知、通道和冗余原则与学习资源的类型选择有关，直接受到学习偏好的影响，因此本文以这三个原则为目标，测试小学生群体对学习资源的偏好选择是否与梅耶的理论相符。

三、研究过程

(一)研究对象

研究对象是北京市某小学五年级三个班的学生，共72人。其中男生34人，女生38人，平均年龄11岁。之所以选择这些学生，是因为被试均为出生于2003年左右的北京市区学生，从小学一年级起就开始在多媒体学习环境下学习，近两年经常使用iPad和电脑上的数字教材进行课堂学习和课后作业，因此对数字学习资源非常熟悉，是典型的数字原住民。

(二)研究问题

通过实证研究发现小学生到底喜欢什么类型及难度的资源，从而对数字教材中的个性化资源推荐机制提供实证基础。具体包括：

1.对于文字、声音、动画等不同类型资源，小学生们更喜欢哪种类型的学习资源？(对应多媒体认知原则)

2.对于非动画资源的呈现方式，小学生们更喜欢图文并茂还是声画同步？(对应通道原则)

3.对于动画，小学生们更喜欢有字幕动画还是无字幕动画？(对应冗余原则)

4.相对于教材难度，小学生们更喜欢何种难度的资源？是否需要提前告知资源的难度等级？(对应学习难度)

(三)研究方法

已有研究多依靠能力测试、量表等方法来判断学习者偏好。这些方法对于成年人来说操作性较强，得到的结果相对准确。但是对于小学生来说比较困难：一是他们不太适合完成量表测试，很多题目或者选项的含义对他们来说是很难理解的；二是他们对于自身认知特点不太了解，很难准确地表达自己的学习状态与风格。如果由教师或他人代为回答的话，又不能真实地反映出学生自己的学习偏好。所以本研究主要采取了模拟真实学习过程的“可视化资源自主选择”法，就是让学生先浏览全部资源，不做任何引导和提示的情况下，让他们写出自己最喜欢的五个资源，并简要说明选择理由。

(四)研究材料

研究人员和该校小学英语教研组三名教师共同讨论后，挑选出与该校五年级英语数字教材相匹配的30个数字资源，分为纯文字、文字加声音(即声画同步型)、文字加图片(即图文并茂型)、无字幕的配音动画、有字幕的配音动画共5种类型，每个类型中6个资源；每类资源再以该校使用的北京版小学英语教材难度为基准，分为3种简单、中等、较难的难度，每种难度含2个资源，如表1所示。

表1 研究材料的类型与难度等级划分表

(五)研究过程

研究时间是2014年7月。该校英语教师根据最近一次全区统考的英语成绩，把研究对象等质分成两个组。现场测试是在该校的1:1课堂环境下集中进行。每个研究对象都有一台数字学习终端，即iPad或者电脑，把所有资源的类型与难度全部打乱，用数字随机编号后放在一个文件夹里供学生挑选，例如1.jpeg，2.mp3，3.avi等。两组唯一的差别是，第一组浏览的资源没有任何难度标识，第二组浏览的资源中标出了对应的难度等级，如1(易).jpeg，2(中).mp3，3(难).avi。被试浏览全部30个资源后，从中选择自己最喜欢的5个资源，填写选项卡，并简述选择原因。研究人员当场发放并回收选项卡，再将数据整理到Excel中分析。

四、研究结果与讨论

72名被试在所有资源中做出了305次选择，对应于各个子问题的统计结果分别是：

(一)绝大部分小学生们不喜欢纯文字资源，而偏好多媒体资源，这与多媒体认知原则相符

通过频率分布情况可以看出，在各种资源中，学生喜欢的类型从高到低依次是有字幕的配音动画，被选中了110次，占36.1%；无字幕的动画101次，占33.1%；声画同步资源被选中了49次，占16.1%；图文并茂的资源占28次，占9.2%；最不喜欢的资源类型就是纯文字，被选中了17次，占5.6%，详细的资源选择次数分布情况如表2所示。

表2 资源选择次数分布情况

对数据进行卡方检验后可知，卡方值为117.541，渐近显著性的p值小于0.05(如表3所示)，达到显著水平，表示学生对于五种类型资源的选择次数有显著不同。他们对于多媒体资源的偏好程度远远高于纯文字的资源。也就是说，同一个知识点的学习内容，多媒体资源对小学生的吸引力远大于纯文本。

表3 卡方检验统计量

由此可知，梅耶的多媒体认知原则与学生的学习偏好相符。梅耶认为文字的抽象程序较高，而且是由视觉单通道进行传输，一旦与学习者的学习偏好不符，就会影响学习效果。而从被试的选择情况来看，绝大多数学生喜欢非文字类的资源，因此在数字教材中，可以给小学生多提供他们喜欢的声画同步，图文并茂以及动画等资源。同时，研究中发现了一个有趣的现象。虽然绝大部分被试更喜欢多媒体资源，然而两个组的被试中均有两三个学优生，他们选择的偏好资源全是难度等级为5的纯文本资源。在深度访谈中他们解释到，动画或者图片的学习难度低，是给“小孩子”看的。纯文字的学习资源才更有挑战性。笔者进一步跟任课教师了解他们的情况，得知这几个学生的英语阅读能力很强，他们不仅在学校内积极学习英语，还在课外办学机构补习英语，他们常阅读英文原版少儿图书，而非绘本或动画。由此推测，随着年龄或者英语阅读能力的提高，学生们对于多媒体资源的偏好程度会呈一定的下降趋势。因此，低年级的数字教材可以多推送多媒体资源，而给高年级的数字教材中，要加大文字资源的比重。

(二)对于非动画类资源的呈现方式，小学生们最喜欢声画同步，其次是图文并茂，这与通道原则相符

对于非动画的学习资源，学生喜欢的类型依次是声画同步型(49 次，占16%)，图文并茂型(28次，占9%)，纯文字(6次，占2%)，对这三类资源选择次数的卡方值检验结果为16.872，渐近显著性p值小于0.05，达到显著水平，说明学生对于这三类资源的选择上有显著差异。

这说明梅耶的理论与学生的学习偏好相符合。梅耶在通道原则指出，声音和文字分别占用听觉和视觉通道，两个通道相互辅助时，使得声画同步的学习效果会优于图文并茂。通道原则与学习者偏好的相符，会帮助数字教材设计者和英语教师做出更坚定的选择，即要有意识地多为学生提供声画同步的资源，让学生自己听音频看文字。英语纸质教科书和各种学习册里，资源最常见的呈现形式就是图片加文字。而数字教材中非常适合使用声画同步的资源，能体现出此类资源的优势。因此数字教材中可以添加更多的声画同步资源，不仅符合多媒体学习理论，也满足了学习者的偏好。

(三)对于动画类的学习资源，小学生们更喜欢有字幕动画，这与冗余原则有冲突

动画类资源中，有字幕的配音动画被小学生们选中的比例达到36.1 %，无字幕的动画有33.1 %，百分比上有字幕动画更高一些。计算出的卡方值为0.384，p=0.536＞0.05，没有达到显著性差异。说明小学生比较喜欢有字幕的动画，但与无字幕动画相比，两者没有明显的差异。因此教师不用执意提供有字幕的动画。动画是否有字幕，不会对学生的学习偏好有太大影响。

梅耶认为无字幕的动画学习效果要比有字幕的好。因为文字和动画同时存在会造成信息的冗余。然而本研究的结果显示，小学生的偏好选择与梅耶理论不一样。笔者与多位小学英语教师交流后一致认为，出现冲突的主要原因是低龄学习者正处于第二语言的初级学习过程，此时学习兴趣和动机多建立在理解的基础上，如果连内容和主题都无法理解的话，学习欲望和学习兴趣就无从谈起。到了语言理解相对稳定或者需要质的提高阶段，才能够抛开字幕这个“拐棍”。而很多学习者的经验表明，第二语言学习的阶段就是先看有字幕的电影或动画，反复听读直到理解，然后去掉字幕再去模仿或应用。因此小学生们更喜欢有字幕的英文动画也是一种合理的现象。

了解这一特点后，教师们就可以批判性地使用梅耶的理论，不必受限于冗余原则，即无字幕动画学习效果一定优于有字幕动画，也不必拘泥于自己的主观经验，认为有字幕的英语动画一定要比无字幕的动画更受学生的欢迎，而是要根据具体情况，确认学生理解该学习主题或基本内容后再使用无字幕动画，或者在新授课中给学生优先推送有字幕的动画，在复习课中或者多次出现的语言点之后，再推送无字幕动画。

(四)传统教材难度不符合大多数学生的学习偏好；对于资源难度，标识出哪些是简单的资源即可

通常情况下，教师会以教材难度为基准进行教学，认为这会满足大部分学生的学习需求，然而本研究发现，比教材简单的资源被学生选中了114次，比教材难的资源被选中了110次，而与教材难度相同的资源，学生只选择了81次。在三种难度的资源选择次数的卡方检验中，卡方值为6.380，渐近显著性p值为0.041，小于0.05，说明学生对这三种资源的选择上存在显著差异。也就是说，当前的教材难度不符合大多数学生的偏好，他们喜欢的是比教材更容易或者更难的资源。因此在数字教材中，根据学习主题，给学生们提供不同难度的学习资源是非常必要的。

针对是否需要给资源加注难度标识这一问题，本研究发现，对于“简单”资源，无难度标识的资源有64次被选中，占56.1%，而标识了难度的话，学生只选择了50次，占43.9%，这说明学生会避开过于简单的资源，所以有必要添加标识，避免学生们花费不必要的时间，也鼓励他们挑战更难的学习内容；在“中等”难度的全部资源中，有难度标识的资源被选中42次，占51.9%，无标识的有39次被选中，占48.1%，差距不大，因此加不加标识，影响不大。在“较难”资源中，标识了难度的资源被选中47次，占42.7%，无标识的被选中63次，占57.3%，这说明告知难度会降低学生选择较难资源的欲望。所以对于较难的资源，可以不加标识，因为学生有兴趣，也有能力进行学习。综合来看，在数字教材中只需要给简单的资源添加难度标识。

五、研究结论与启示

本研究以梅耶的多媒体学习原则为参照，通过实证研究，了解作为数字原住民的小学生们，究竟喜欢什么样类型与难度的学习资源，从而为数字教材个性化学习资源的推送策略提供实证基础。结果发现，小学生们的选择偏好与梅耶的理论基本相符，也出现了部分偏差。主要结论有：

(一)多媒体认知原则和通道原则对数字原住民依然适用

根据多媒体认知原则，多媒体资源的学习效果要优于纯文本资源；根据通道原则，声画同步资源的学习效果要优于图文并茂的资源。这个结论与近年国际上多个学者的研究结果一致。例如Chen等人把与文本内容相关的数字资源，如声音、图片等同时嵌入二维码中，学习者用手机扫瞄后进行学习，有效地提高了学生对英文文本中背景知识的理解，并且改善了英文阅读策略[10]，这正是应用了多媒体认知原则；Hsu等人设计了一套学习系统，它能根据学习者能力和偏好，实现英语字幕自动过滤与隐藏，来提高台湾学生的英语听力理解能力[11]；Kim等人给韩国中学生设计了英语词汇学习系统，结果发现学生使用声画同步资源后，学业成绩比用图文并茂资源更好[12]，这都验证了通道原则的正确性。该结论的得出，使得教材开发者和教师们可以在数字教材中大胆地向学生推送声画同步的多媒体学习资源。而且由于英语学科的特殊性，还可以考虑提供等不同语速的配音、可自动过滤与隐藏的字幕等多种声画同步方式供学生选择。

(二)冗余原则不适用于处于第二语言学习初始阶段的数字原住民

根据冗余原则，梅耶认为无字幕的配音动画不会出现信息超载的现象，更有利于学习，而同一个语言信息以文本和配音形式同时出现时，会损害学习效果。但是从学生的选择结果来看，他们更喜欢有字幕的动画。看起来有一定的冲突，但在前面的分析中我们也指出，不能排除学习者的年龄特征和第二语言学习的因素。其实梅耶在自己的著作中已经指出，多媒体学习原则不是一成不变的硬性规定，比如在进行第二语言学习时，同时呈现字幕和配音，对于学习新单词是有帮助的。所以教材设计人员和教师在个性化资源推送的设计中，不必拘泥于已有的理论，而是根据特定的学科、学习内容和学生认知发展阶段进行判断[13][14]。以英语学科的个性化数字教材为例，就可以新授课里多推送有字幕的动画，降低学生在理解上的难度，而在复习课或综合课时，可以多推送无字幕的动画。

(三)给学生推送不同难度的资源，且给简单的学习资源添加难度标识，成为数字教材中推送个性化资源推荐的必备功能

本研究发现，只按照传统教材的难度来学习，满足不了班级中大部分同学的学习需求。这一结果充分说明了在集体学习环境下，给学生提供个性化学习资源的必要性，而这恰恰是数字教材的优势所在。因此在数字教材中，资源难度的分级与匹配，是个性化推荐模型中必须要考虑的因素。

在前面介绍过的几种个性化学习系统中，学习资源难度是个性化推送的主要指标，因此是否需要给资源添加难度标注，是本文的研究主题之一。有趣的是，本研究发现，对于与课本难度相当的资源，加与不加难度标识不会影响学生的选择倾向性；对于较难的资源，不加难度标识时，学生有能力并且有兴趣接受，加了难度标识，却会增加学生的畏难情绪；对于较简单的资源，加了难度标识后多数学生反倒避开，选择了更有难度的资源，说明他们还是有着一定的学习追求，勇于挑战自己。在知道难度等级以后，学生会避开简单的资源，但同时对于较难的资源也有逃避的倾向，但是不知道难度的情况下，他们更喜欢有难度的学习资源。所以，在个性化学习资源中，只要告诉学生哪些属于比较简单的资源，这会让学生把时间和精力放在与教材难度相当或者更有挑战性的学习资源中，提高学习效率。

六、结语

本研究用小学生“可视化资源自主选择法”来研究梅耶理论对数字原住民的适用性。该研究结论的得出，给数字教材中个性化学习资源的推送策略提供了实证基础。后续可以在此基础上，进一步探索推送策略的其他维度，如能力测试法，教师经验法，以及把这些方法按照不同的权重加入到推送模型中，从而实现基于数字教材的智慧学习。

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孙众：副教授，硕士生导师，博士，研究方向为技术促进语言学习研究、信息技术时代教师专业发展(sunzhong@cnu.edu.cn)。

骆力明：副教授，硕士生导师，研究方法为软件工程、计算机教育应用(luolm@cnu.edu.cn)。

2015年1月6日

责任编辑：赵兴龙

What are the Favorite Learning Resources for Elementary Students: An Empirical Research on the Compatibility of Mayer’s Multimedia Learning Principles for Digital Natives

Sun Zhong, Luo Liming
(College of Information Engineering, Capital Normal University, Beijing 100048)

Digital textbooks are expected to recommend personalized learning resources to learners according to individuals’ learning preference and cognitive ability. Mayer had proposed multimedia learning principles for designing and developing multimedia resources. The aim of this research is to explore the compatibility of Mayer’s theory while designing personalized digital textbooks for the digital natives. 72 fifth graders participated in this study to choose their favorite types, suitable difficulties and preferred combination of digital multimedia learning resources. The results indicate the majority of Mayer’s theory is compatible to the choice of participants such as Multimedia and Modality principles. However, the findings show that Redundancy principles fail to fit for the current learners. Students preferre graphics, narration and on-screen text to graphics and narration. This study helps researchers and teachers to construct personalized learning resources in the digital textbooks for students of today.

Learning Preference; Learning Resources; Digital Textbook; Personalized; Multimedia Learning Principles

G434

A

1006—9860(2015)07—0079—06

* 本文系北京市教育科学十二五规划重点课题“智能英语学习资源的建设策略及应用研究”(课题编号：AJA12132)研究成果。

① 骆力明为本文的通讯作者。