信息呈现方式与认知风格对概念性知识移动学习效果影响研究

卢婷　杨现民

【摘 要】 移动学习资源的设计与开发一直是教育学者关注的热点问题，但是目前的研究较少或者缺乏对学习者学习内在需求的探究。针对不同认知风格（场独立、场依存）的移动学习者，本研究探究了概念性知识的三种呈现方式（文本、图文、视频）会对移动学习效果产生怎样的影响，从而为移动学习资源设计者提供设计方向，促进移动学习者的学习。研究结果显示：在移动学习环境下学习概念性知识，图文的呈现方式最有利于移动学习者的学习；在独立进行概念性知识的移动学习时，场独立型的移动学习者学习效果比场依存型学习者学习效果更好。

【关键词】 概念性知识；认知风格；移动学习；信息呈现方式

【中图分类号】 G40-057 【文献标识码】 A 【文章编号】 1009—458x（2016）06—0036—08

一、研究背景与动机

21世纪以来，伴随着通信技术、网络技术以及移动计算技术的迅猛发展，教育界发生了翻天覆地的变化，人们的学习理念以及学习方式也随之发生了重大改变。移动学习在这一过程中悄然而生，已成为目前教育界研究的热点，其资源的开发一直占据着重要地位。目前，国内的移动学习资源研究主要集中于资源的内容设计、资源的教学设计以及资源的开发、应用和评价等方面[1]。

但遗憾的是，目前国内移动学习资源研究更多注重资源的深度以及丰富度，忽略了不同类型的移动学习者对学习资源不同的需求。即使设计的移动学习资源在内容上合理，却忽略或者不重视学习者的认知风格、认知能力以及学习偏好对移动学习者信息加工产生的影响，同时忽略不同类型学习者对不同类型资源以及不同呈现方式资源加工通道不同。这些忽略都会对移动学习者的学习产生负面影响，最终会降低移动学习效果。综上所述，解决不同类型移动学习者对不同类型资源以及资源不同呈现方式两方面需求问题，是移动学习资源设计与建设的研究重点。

本研究实证探究在移动学习环境中，不同认知风格的学习者在学习概念性知识时，哪一种呈现方式可以达到最优的移动学习效果。主要解决以下两个问题：① 在移动学习环境下学习概念性知识时，不同呈现方式（文本、图文、视频）会对移动学习效果产生怎样的影响？② 在移动学习环境下学习概念性知识时，不同认知风格（场独立、场依存）会对移动学习效果产生怎样的影响？

二、理论概述

（一）移动学习的概念与特征

移动学习这一概念，到目前为止还未有一个确切的定义，主流理解有三种：Desmond Keegan从学习方式角度出发，认为移动学习是远程学习的一种形式（Desmond Keegan，2000）[2]。Alexander Dye对移动学习的理解则侧重于数字化的学习，认为移动学习是数字化学习的扩展，学习内容与数字化学习相同，只是在信息与知识获取的方式上有差异，移动学习主要借助于移动通信网络和移动通信设备（Alexander Dye，2004）[3]。第三种是从学习的内容与形式方面理解的。认为移动学习是移动计算与数字化学习的结合，是通过移动通信设备所进行的数字化学习，这种理解更强调实现的手段和技术（Pad Harris，2004）[4]。

从上述对移动学习的主流理解中可以总结出移动学习具有以下特征：移动性、高效性、灵活性、便捷性、个体性以及广泛性[5]。除此之外，Fezile Ozdamlia等人认为移动学习还具有及时信息的特征，主要是针对某些特殊问题的快速回复需求[6]。综上所述，本文将移动学习界定为一种在移动手持终端设备支持下的新型学习方式。

（二）概念性知识的意蕴

20世纪80年代，为了使教学目标的编写更加科学，布鲁姆关于教学目标的分类传入中国后，国内教育工作者对教学目标分类提出了一些设想。到目前为止，国内研究者已将布鲁姆的认知目标进行分类修订，形成了布卢姆认知目标分类修订的二维框架。在布鲁姆认知目标分类修订的二维框架中，概念性知识作为知识维度的一个重要分类，一直都是认知心理学学者的研究对象。浙江大学教育学院盛群力等学者认为概念性知识是 “指一个整体结构中基本要素之间的关系，表明某一个学科领域的知识是如何加以组织的，如何发生内在联系的，如何体现出系统一致的方式等等”[7]。它具体包括“类别与分类的知识、原理与概括的知识以及理论、模式与结构的知识”[8]。其中类别与分类的知识是另外两种知识的基础，理论、模式与结构的知识是三者中最具有概括性的知识，也是最抽象的知识。

（三）认知风格的阐释

教学从重视教师到重视学生的转变，使学生主体对学习效果的影响日益受到重视。态度、学习动机以及认知风格等个体差异因素日益引起研究者的高度重视[9]。认知风格是“构成个体认知差异的重要因素之一，是个体组织和表征信息时表现出的偏好性的习惯性的方式”[10]，一直被学者视为学习者特征的表征。最早提出认知风格概念的是Allport。1937年他在研究生活风格（Life-style）的过程中，第一次创造性地将认知与风格联系起来[11]。之后各国学者开始致力于认知风格及其模型的研究。

目前较为常见的认知风格有以下几种：一种是场认知风格（场独立/场依存）。这种认知风格模型是美国心理学家Witkin&Goodenough等人（1981）根据30余年的实验研究提出的。他们认为场独立者往往倾向于利用内在参照标志主动对外来信息进行加工；场依存者往往倾向于利用内在参照标志，不那么主动地对外来信息进行加工[12]。一种是1964年Kanga等人提出的沉思-冲动型认知风格，又称为概念化速度。这种类型的认知风格是指在不确定条件下个体做出决定有速度上的差异，也就是检测人们是倾向于迅速反应还是沉思，或者深思熟虑后做出反应。该类型的认知风格通过匹配相似图形测试（MFFT）加以评定[13]。此外，还有一种认知风格是由Pask和Scott提出的整体-序列型。Pask和Scott的研究结果表明，整体型思维者对学习任务倾向于采用整体策略，行为反应特征是“假设导向”；序列型思维者倾向于采用聚焦策略，行为特征是按步骤进行[14]。

1995年学者Grigorenko和Sternberg通过对诸多认知风格类型的总结后加以分析，将已有的认知风格大体分为三类，即“以认知为中心的观点、以人格为中心的观点和以活动为中心的观点”[15]。因为“以认知为中心的观点”认知风格“侧重于基本认知过程的风格特点和不同个体在信息加工过程中的不同倾向性”[16]，而场认知风格强调知觉、思维等方面，涉及信息的加工，因此被归为以认知为中心的认知风格。本研究是关于概念性知识的移动学习，主要研究学习者对于概念性知识的保持（回忆和再认）。因此，选用场认知风格对被试加以分类，并采用“镶嵌图形测验”（GEFT）认知风格测量表。

（四）信息呈现方式与认知风格对学习效果影响研究

信息呈现方式和认知风格作为影响学习效果的两大重要领域，一直是教育学者和心理学者的研究重点。陈彦垒（2007）的相关研究表明，“以不同的呈现方式呈现学习材料，纸质测验与视听结合的成绩都明显高于听觉呈现和视觉呈现，同时场独立学习者成绩高于场依存学习者”[17]；在多媒体学习方面，王欣欣（2013）的研究显示，多媒体信息呈现方式与自我效能感对学习成绩的影响存在显著的交互作用[18]；陈铮（2004）从信息呈现方式和认知风格两个方面出发，研究两者对学习者多媒体环境下科学学习效果影响，发现多媒体信息呈现方式会对学习者的学习产生显著影响[19]；张婷（2013）认为动画多媒体呈现方式与认知风格对学习效果有显著的交互影响[20]；康诚（2007）的研究表明，学习者的认知风格是多媒体环境下影响陈述性知识学习效果的最主要因素，而陈述性知识的呈现方式影响较小[21]。上述研究都是从信息呈现方式、认知风格或者两者交叉探究对学习效果或者多媒体学习效果的影响，研究的结果对于学习资源的设计以及多媒体教学的改善具有较强的理论和实践意义。

三、研究设计

本研究采用准实验的实验研究法。针对研究问题，首先确定自变量、因变量以及控制变量，然后确定研究对象以及研究工具，最后确定实验流程。在实验的过程中尽量排除无关变量对实验结果的干扰，从而获得实验数据，分析实验结果。

（一）研究对象

本研究以江苏省某高校教育技术学专业本科三年级学生为研究对象，该班学生活动能力较强，拥有一年多的网络学习经验，具有较好的信息技术素养。同时，班级每位同学都持有智能手机，可以观看视频以及各种格式的文本文档。班级共有47名学生参与实验，其中12名男生，35名女生，平均年龄21.6岁。

本次实验研究采用2（认知风格：场依存、场独立）*3（信息呈现方式：文本、图文、视频）前、后测实验模式。以概念性知识的三种呈现方式（文本、图文、视频）为自变量，两种认知风格（场独立、场依存）为控制变量，移动学习者学习效果的指标（测试成绩）为因变量。经过认知风格测试，获得被试45名，其中男生10名，占被试总人数的22.2%；女生35名，占被试总人数的77.8%。

（二）研究工具

本实验用到的研究工具包括认知风格测量表，前测、后测试卷和实验材料。

1. 认知风格测量表

实验运用的认知风格测量表是心理学界比较认可的“镶嵌图形测验”（GEFT）认知风格测量表[22]，由北京师范大学心理系修订，对研究对象进行认知风格的测试。GEFT的信度为0.90，效度为0.49 （以棒框测验成绩为效标测量）。该测量表要求测试者在规定时间内，从隐蔽复杂的图形中找到指定的图形，并用铅笔标识出。每道题下面都标出了要找出的简单图形的号码，指定的简单图形都做具体说明。

测量表共分为三部分。第一部分九道题，为练习部分，仅让被试者熟悉题型，练习时间4分钟；第二、三部分为正式测验部分，各10题，相较于练习部分较难。经过预测，正式实验时间为8分钟。计分标准为：图形轮廓基本描绘出，只有个别缺笔，扣0.5分；图形描绘近似，但是方向、大小以及比例不对，不加分。第二、三部分每题1分，满分20分。

2. 前测、后测试卷

前测试卷主要针对被试者的先前知识水平，通过测量被试者对于实验所选择的6个概念性知识的了解程度，来排除先验知识水平对实验结果的干扰。为了保持实验的科学性，前测和后测运用同一份知识问卷，不同之处在于题目顺序的改变。

最初前测试卷有20道题目，由6名非理科专业的大学生完成最初测试。根据预试结果，更改并且调整了部分题目以及选项，使试卷具有一定的代表性和区分度。同时，根据测试结果和实验对象的具体情况确定试卷题目和正式测试时间。根据预测，确定前测试卷分为低、中、高三种水平的题型，分别是判断题、单项选择题和不定项选择题。其中，判断题10题，每题1分；单项选择6题，每题4分；不定项选择题4题，每题4分，共20道题，总分50分。

3. 实验材料

鉴于大多数被试者在高中学习的是理科，本实验将实验材料定为5个文科性质的概念和1个理科性质的概念。6个概念性知识分别是背斜、赤道板、电磁感应、变质岩、冷锋、概念图，涉及教育、物理、生物、地理四个学科领域，从而降低先验知识对实验结果的影响。6个概念性知识的呈现方式为文本课件、图文课件、视频课件三种。其中，文本课件和图文课件用PDF格式，视频课件用MP4格式。以“电磁感应”这一概念为例，其中文本课件、图文课件、视频课件截图如图1、图2、图3所示。

背斜、赤道板、电磁感应、变质岩、冷锋、概念图6个视频中，时长分别是23秒、23秒、180秒、26秒、22秒、43秒，总计时长4分17秒，平均时长42秒50。6个视频中“电磁感应”概念源自网络教学视频，经过后期剪辑；5个通过录屏软件录制。通过前期对6名非理科专业大学生进行的实验预测，以及了解到的实验对象具体学习情况，确定前、后测测试时间为5分钟，移动学习时间为10分钟。

（三）实验程序

本实验流程涉及实验前准备阶段、实验实施阶段和数据统计分析阶段，具体流程如图4所示。

1. 实验前准备阶段

先对研究对象进行认知风格测量，筛选出符合要求的被试，再针对测试结果进行分组。

认知风格测试：运用“镶嵌图形测试”对研究对象进行认知风格测量，其中练习部分用时4分钟；正式测试各部分用时4分钟，共用时12分钟。操作过程用秒表计时，时间结束后，停止作答，收回测量表。

实验分组：根据认知风格测试，获得研究对象的镶嵌图形测试成绩。其中，平均数为12.68889分，标准差为2.745428。将测试得分高于平均分的被试定为场独立型，分数越高，场独立能力越强；将测试成绩低于平均分的被试定为场依存型，分数越低，场依存能力越强。同时，将场独立型的被试定为A组，场依存型的被试定为B组。再通过随机选择，将A组均分成A1、A2、A3，每组8人；B组均分成B1、B2、B3，每组7人。

2. 实验实施阶段

正式学习前有前测，用于测试学习者的先前知识，再进行移动学习实验，最后进行后测测试。

实验前测：利用前测试题和评价指标体系对各个实验小组对象进行前测，检测各实验小组实验前对于所学知识的水平。前测时间5分钟，测试时间结束后立即收回前测试卷。

2*3交叉实验：利用实验所选择的学习内容进行移动学习（以“电磁感应”这一概念为例）。将“电磁感应”这一概念分别用文字、文字和图、视频三种呈现方式呈现，向不同的小组推送不同的“电磁感应”这一概念，分别是A1（文本课件）、A2（图文课件）、A3（视频）、B1（文本课件）、B2（图文课件）、B3（视频）。各实验小组同时运用智能手机学习，学习时间10分钟。学习结束后，收回手机。

实验后测：利用后测试题和评价指标体系对各个实验小组对象进行后测，测试各个实验小组对象在经过学习后的水平。后测时间5分钟，测试时间结束后立即收回后测试卷。

（四）实验结果及分析

1. 前后测成绩均值比较分析

对三种呈现方式前后测两次测试成绩进行配对T检测。数据显示，接受文本呈现方式的被试者前测平均成绩最高，是27.2分；其次是图文呈现方式，前测平均成绩是26.67分；接受视频呈现方式的被试者前测平均成绩是26.27分。而后测平均成绩最好的是图文呈现方式的实验组，是43.13分；其次是文本呈现方式实验组的40.53分；接受视频呈现方式的被试者后测平均成绩最低，是39.20分。对两种认知风格前后测成绩进行配对T检测，数据显示，场独立被试前测平均成绩较高，是27.71分；场依存被试前测平均成绩是25.81分。后测平均成绩也是场独立被试高，是42分；场依存被试后测平均成绩是39.76分。

表1、表2中的均值代表的是前测平均成绩与后测平均成绩的差值，若Sig<0.05（显著性水平），说明前后测成绩的平均值有显著差异。表中数据显示，三对数据的Sig都为0（小于0.05），所以三种呈现方式前后测成绩的平均值有显著差异。且根据表1中的均值大小，可以看出接受图文呈现方式的实验组前后测平均成绩差值的绝对值最大，文本其次，视频呈现方式的差值的绝对值最小。表2中场独立学习者前后测成绩差值绝对值大于场依存学习者。

实验效果为学习者对于概念性知识的保持（回忆和再认），表1、表2中的显著性均为0.000，说明经过概念性知识的移动学习，学习效果显著。同时，标准误比较大，说明结果很分散，这与实验样本量偏小有一定的关系。

进一步对认知风格和信息呈现方式的前后测成绩进行分析，用前后测均值直方图表示认知风格与信息呈现方式前后测数据的对比以及前后测成绩差值对比，见图5、图6。

图5数据显示，无论是场独立移动学习者还是场依存移动学习者，经过对概念性知识的移动学习，成绩都有了显著提高。图6依据前后测成绩的差值来判断成绩提高的差距，进一步表明场独立移动学习者接受图文呈现方式的成绩上升幅度最大，其次是接受视频呈现方式，上升幅度最小的是文本呈现方式的成绩；场依存移动学习者也是图文呈现方式成绩上升幅度最大，但是文本呈现方式的成绩上升幅度比视频呈现方式的大。

综上所述，以前后测成绩的差值作为学习效果的指标，经过概念性知识的移动学习，被试对于概念性知识的认识都有所提高。其中，场独立移动学习者在图文呈现方式下的学习效果最好，在视频呈现方式下的学习效果次之，文本呈现方式下的学习效果最差。场依存学习者在图文呈现方式下的学习效果最好，文本呈现方式下的学习效果次之，视频呈现方式下的学习效果最差。

2. 多因素方差分析

对后测实验数据进行同质性测试，如表3所示，后测成绩F=1.230， Sig=0.314>0.05，并未达到显著差异。也就是说不同信息呈现方式与认知风格对学习效果影响相同，符合同质性的条件，可以进行方差分析。

对收集的后测测试数据进行多因素方差分析，获得影响概念性知识移动学习效果的方差分析表（见表4）。

表4数据方差分析显示，信息呈现方式方面，F=1.542，Sig=0.227>0.05，其主效应不显著；认知风格方面，F=1.486，Sig=0.230>0.05，其主效应不显著；信息呈现方式与认知风格两方面，F=1.50，Sig=0.861>0.05，二者交互作用不显著。

本实验方差齐性检验结果表明，三组方差是齐的（见表2中Sig=0.314>0.05）。因此，用Tukey法进行多重比较的结果（表5）显示：文本与图文的差异不显著（P=.484），文本与视频的差异不显著（P=.824），图文与视频的差异不显著（P=.199）。

在认知风格与信息呈现方式交互作用图（图7）中，代表认知风格的两条直线没有交叉点，因此，可以判断两个因素（认知风格与信息呈现方式）之间不存在交互效应。同时可知，实验中对于概念性知识的学习，移动学习者在图文呈现方式下成绩最好；场独立学习者在文本与视频呈现方式下成绩相差不大；而场依存学习者在文本呈现方式下的成绩明显好于视频呈现方式。

四、结果与讨论

在移动学习中，学习资源的呈现方式、学习者的认知风格以及知识的类型，都是影响学习者学习效果的重要因素。本实验以概念性知识为实验内容，探究不同信息呈现方式（文本、图文、视频）和认知风格（场独立、场依存）对移动学习者学习效果的影响。

（一）信息呈现方式对概念性知识移动学习效果的影响

实验结果表明：信息呈现方式对概念性知识移动学习主效应不显著，即不同的信息呈现方式对概念性知识移动学习效果不会产生显著的影响。这一结果与Katrien De Westelinck等学者关于社会学方面的研究结果是一致的[23]。同时，康诚关于信息呈现方式与认知风格对多媒体学习效果的研究也有相关的结果[24]。

虽然实验结果表明不同信息呈现方式对概念性知识移动学习效果影响都不显著，但是不同呈现方式产生的学习效果并不是一致的。表6数据显示，图文呈现方式的实验组前后测平均成绩差值的绝对值最大，文本其次，视频呈现方式的差值的绝对值最小。这说明三种呈现方式中图文呈现得到的学习效果最好，文本次之，视频呈现得到的学习效果最差。存在这种现象的主要原因是三种呈现方式各有特点。图文呈现有文字解说，同时图片的展示生动，可以更好地让学习者理解概念；相较于图文和视频，文本呈现显得枯燥，会降低学习者的学习效果；视频呈现有声音、画面、文字，需要移动学习者视听觉共同参与，会降低学习者对概念性知识学习的注意力，从而影响学习效果。这与梅耶的多媒体学习理论涉及的三大假设相吻合[25]。

（二）认知风格对概念性知识移动学习效果的影响

实验结果表明：认知风格对于概念性知识移动学习主效应不显著，即不同的认知风格类型对概念性知识移动学习效果不会产生显著的影响。这一结果与张婷关于多媒体呈现方式与认知风格对学习效果的影响研究结果相同[26]，说明移动学习中学习者的认知风格对学习效果影响不显著。

虽然实验结果表明不同认知风格对概念性知识移动学习效果影响都不显著，但是不同认知风格的学习者的学习效果并不是一致的。其中，三种信息呈现方式下的场独立移动学习者学习效果都优于场依存学习者，说明在概念性知识的移动学习中场独立学习者还是占据一定优势。从两种认知风格的特征分析，可以了解到场独立学习者独立自觉学习能力较强，学习由内在动力支配；场依存学习者易受暗示的影响，且学习动机主要由外在动机支配，学习欠主动。再者，场独立学习者倾向于个人学习，场依存学习者更喜欢协作学习，使得场独立的学习者在实验所涉及的移动学习中具有优势。

（三）信息呈现方式与认知风格对概念性知识移动学习效果的交叉影响

实验结果表明：信息呈现方式与认知风格对概念性知识移动学习交互作用不显著，即信息呈现方式与认知风格对概念性知识移动学习效果不会产生显著影响。从认知风格与信息呈现方式交互作用图（图7）可以看出，信息呈现方式与认知风格没有交叉点，两者对概念性知识移动学习效果不具有显著的交互作用。

虽然实验结果表明不同信息呈现方式与认知风格对概念性知识移动学习效果的交叉影响不显著，但是，不同认知风格学习者在不同信息呈现方式下的移动学习效果并不是一致的。其中，场独立移动学习者在图文呈现方式下的学习效果最好，视频呈现方式下的学习效果次之，文本呈现方式下的学习效果最差；场依存学习者在图文呈现方式下的学习效果最好，文本呈现方式下的学习效果次之，视频呈现方式下的学习效果最差。

信息呈现方式与认知风格两者的交互会产生不同的结果，特别是文本与视频这两种呈现方式。其中，对于场独立型的移动学习者，文本呈现方式的学习效果优于视频呈现方式的学习效果；对于场依存型的移动学习者，视频呈现方式的学习效果优于文本呈现方式的学习效果。从这一结论推测，场独立型和场依存型移动学习者在处理文本与视频呈现方式下的概念性知识时，信息编码方式是有差异的。这一推测有待于进一步实验研究论证。

五、结论与展望

本实验得出两点结论：第一，在概念性知识的移动学习中，信息呈现方式、认知风格以及两者的交互作用对概念性知识的移动学习效果影响都不显著。第二，影响效果虽不显著，但不同信息呈现方式以及不同认知风格的学习效果是不一致的。其中，图文呈现方式的学习效果最好，并且场独立学习者学习效果高于场依存学习者。本实验主要贡献在于探究了在学习概念性知识时，信息呈现方式与认知风格对于移动学习的影响，进而有助于明确未来移动学习资源设计的侧重方向，以及对于不同认知风格的移动学习者推送不同类型的资源。从本实验结论中可以看出对概念性知识的移动学习资源设计要注重图文类学习资源的挖掘，要依据移动学习者的认知风格推送不同的资源，要注意其他因素对移动学习效果的影响。

虽然实验得出了一些结果，但是本研究在实验的实施过程和实验结果的分析过程中都存在一些不足，希望在以后的研究中借鉴和克服。第一，本实验的研究对象为一个班级，样本量偏小，对总体缺乏足够的代表性，从而难以保证推算结果的精确度和可靠性。第二，本实验从小组前后测的显著变化来确定产生的影响，没有针对学生个体进行个案研究，因此所分析的数据不能反映学生个体具体的移动学习效果影响。未来研究可以从以下几个方面深入进行：第一，本实验只涉及信息呈现方式与认知风格对概念性知识的移动学习效果影响，在未来的研究中，可以把个人偏好这一因素考虑进去。第二，在本实验涉及的概念性知识的移动学习中，采用的是被试独立自主学习，在未来的研究中，可以扩大研究样本，同时增加个人访谈等研究方法，进行更加深入的学生个案研究，进一步关注学生个体参与行为。第三，在实验过程中可以利用录屏软件记录学习者的学习行为以及每个界面的停留时间，从质的研究方面来探究呈现方式与认知风格对移动学习者学习效果的影响。

移动学习研究从理论到实践，从资源到应用，都需要以严谨的研究精神、科学的研究方法、创新的研究思维去深入探索，未来的研究任重而道远，我们还需不断前进。

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收稿日期：2015-11-16

定稿日期：2016-01-15

作者简介：卢婷，硕士研究生；杨现民，博士，硕士生导师，本文通讯作者。江苏师范大学智慧教育学院（221116）。

责任编辑 刘 莉