微视频字幕呈现方式对学习效果影响的实证研究

王慧君 郭楠 张粉粉

摘 要：微视频字幕作为微视频不可或缺的信息元素，其呈现方式对学习者学习效果具有一定影响。文章通过问卷调查法和实验法，分别探究陈述性和程序性知识微视频中，字幕呈现方式与学习风格两个变量对学习者学习成绩与认知负荷的影响，以期寻求教学视频的最佳字幕呈现方式。研究结果发现：（1）无论哪种微视频，字幕呈现方式都对视觉型学习者的学习成绩影响显著，且“关键词字幕”的学习成绩均为最佳。（2）无论哪种微视频，字幕呈现方式对言语型学习者影响不显著。但从均值来看，陈述性知识微视频中，言语型学习者学习“全字幕+关键词字幕”的成绩较好;程序性知识微视频中，学习“关键词字幕”的成绩较好。（3）不同字幕呈现方式与学习风格对学习者认知负荷的影响均无显著性差异。

关键词：微视频;字幕呈现方式;学习风格;学习效果

中图分类号：G434文献标志码：A文章编号：2096-0069（2020）05-0049-06

收稿日期：2020-03-09

基金项目：河南省教育厅2019年度教师教育课程改革研究项目“网络环境支持下教师教学支架的设计与应用研究”（2019-JSJYZD-005）

作者简介：王慧君（1966— ），女，河南新乡人，教授，博士，研究方向为信息技术与教学深度融合、新技术在教学中的应用，本文通信作者;郭楠（1996— ），女，河南开封人，硕士研究生，研究方向为新技术在教学中的应用;张粉粉（1993— ），女，河南商丘人，硕士研究生，研究方向为新技术在教学中的应用。

字幕是视频画面中的重要组成部分，是教学微视频不可或缺的信息元素。在微视频中，字幕作为一种信息呈现方式，对画面和声音起着整合、扩展和延伸的作用，能够引起人们的视觉感受和感官注意。许多研究业已表明，字幕呈现方式对学习者的学习效果具有一定影响作用。但在字幕呈现方式对学习效果具有怎样的影响、如何影响、何种呈现方式影响最佳等问题上，研究者的研究存在分歧，研究结论尚不一致。本研究旨在探究教学微视频的不同字幕呈现方式对初中生的学习成绩及认知负荷的影响，以便为教师的教学微视频制作及字幕设计提供借鉴和指导。

一、视频字幕呈现方式对学习效果影响的相关研究

目前视频字幕的有效性已得到证实，人们的主要研究精力开始转向对视频字幕呈现方式的研究。汪存友认为当视频画面不重要且学习者能够对字幕进行自动化加工时，呈现字幕并不会产生冗余效应，并且他认为应该有意突出教师讲解中的重难点词语，可以进行字体颜色变换或其他提示[1]。盖尔利等人探究了不同字幕呈现方式对学习效果的影响，发现“无字幕”组的学习效果显著低于“全字幕”组和“概要字幕”组，但“全字幕”与“概要字幕”组间差异不显著[2]。王雪等学者研究了不同知识类型微视频的字幕呈现方式对学习效果的影响，结果发现：“全字幕”呈现方式在陈述性知识微视频教学中的学习效果最佳，在程序性知识微视频教学中的学习效果却最差[3]。赵鑫硕、杨现民等在对移动课件的字幕研究中发现，“全字幕+关键词字幕”组与“关键词字幕”组的学习成绩均显著高于“无字幕”组，“关键词字幕”和“全字幕+关键词字幕”更能吸引学习者的注意力，但“全字幕+关键词字幕”组和“关键词字幕”组的成绩无显著差别[4]。

与此同时，不少研究者将认知风格纳入其中，研究了微视频信息呈现方式与学习风格以及学习效果三者之间的关系。李欢欢的研究发现，在陈述性知识和程序性知识的微视频教学中，不同认知风格的学习者观看同一种字幕时，其学习效果存在差异[5]。陈铮研究了多媒体环境信息呈现方式、认知风格对学生学习效果的影响，结果发现，信息呈现方式对表象型学习者的记忆和问题解决影响较大[6]，而对言语型学习者的记忆和问题解决则影响不大。黄盛月、史高音等人研究结果也证明学习资源呈现方式与学习风格之间存在交互影响[7]。有研究证实了包含视频和动画的多媒体材料比包含文本和动画的多媒体材料，更适合视觉型学习者[8]。

从文献梳理可以发现，字幕呈现方式对微视频学习效果具有直接影响，但何种字幕呈现最佳尚无定论;有研究者认为学习风格是不可忽视的影响因素之一，然而在不同知识类型的微视频中，不同字幕呈現方式对不同风格学习者的学习效果究竟是怎样的影响，还需深入研究。本研究以不同知识类型、不同字幕呈现方式的微视频为实验材料，针对不同学习风格的学习者施测，以期探寻不同知识类型、不同字幕呈现方式的微视频对不同学习风格者的学习效果产生了怎样的影响。

二、研究设计

本研究按照安德森对知识的分类，将教学微视频分为陈述性和程序性两种知识类型。本实验包括陈述性知识微视频教学实验和程序性知识微视频教学实验。

（一）实验对象

选取河南省开封市某中学七年级学生为被试。所选被试在观看微视频之前均没有学习过实验材料中的知识内容，所选班级为平行班级，学习者学习能力大致处于同一水平。被试具有简单的计算机操作能力，且均同意参加本实验。

（二）实验变量

1.自变量

（1）字幕呈现方式

将字幕呈现方式分为“全字幕”“关键词字幕”“全字幕+关键词字幕”三种。“全字幕”是指在教学微视频中出现在视频下方、与教师讲解语音完全对应且同步的文本信息。“关键词字幕”是指在教学微视频中出现在视频下方、与教师讲解语音中重点、难点、知识点等相对应且同步的文本信息。“全字幕+关键词字幕”是指在教学微视频中出现在视频下方，与教师讲解语音完全对应且同步，并且将重点、难点、知识点等进行特别标注（如放大突出、变换颜色等）以突出重点内容的文本信息。

（2）学习风格

学习风格即学习者持续一贯的带有个性特征的学习方式，是学习策略和学习倾向的总和[9]。根据所罗门（Barbara A. Soloman）学习风格理论[10]，将学习风格分为视觉型学习风格和言语型学习风格。其中视觉型学习者形成图像的能力较强，擅长记住所看到的样式，偏好于以“图”来表示信息;言语型学习者擅长从文字和口头解释中获取信息，精于文字的连接、分类和推理，倾向于在思维中以“词”来表征信息。

2.因变量

因变量为学习效果。学习效果是指通过学习活动所产生的结果、后果，主要是指学习者完成学习活动后对知识的保持或应用情况[11]。本研究所指的学习效果主要包括学习成绩、认知负荷。

（三）实验材料

1.教学微视频

陈述性知识微视频选取的教学内容为“认识计算机病毒”，时长6分10秒。程序性知识微视频选取的教学内容为“word邮件合并”，时长5分41秒。每组实验材料分为三个版本，分别为“全字幕”微视频、“关键词字幕”微视频、“全字幕+关键词字幕”微视频。

2.测量工具

（1）学习风格问卷

本实验学习风格问卷采用的是所罗门学习风格自评问卷，该问卷从信息加工、信息感知、信息输入与信息理解四个维度调查并确定学习者的学习风格。通过测量将被试划分为视觉型学习者和言语型学习者。

（2）认知负荷问卷

采用Pass等人编制的《认知负荷自评量表》。该量表采用9点计分方式，共两道题，包括心理努力和任务难度两方面的评价。被试者学习完教学微视频材料后，根据自身真实感受选择一个最适合自己的数字，表达自己在学习视频内容过程中的努力程度及任务难度，得分越高，则表示被试者在学习过程中产生的认知负荷就越高，反之则认知负荷越低。

（3）课后测试题

学习成绩测量采用传统纸笔测验的形式，测试的试题内容均来自所观看的教学微视频中的内容，主要考查被试者在观看视频后对计算机病毒的定义、特征等内容的理解和掌握。

（4）调查问卷

研究者编制了调查问卷，以便了解学习者对于实验视频中字幕的关注情况、认可度和字幕偏好。题目类型为主观题，不采用计分方式，在被试回答问题后，对有效问卷进行整理，将答案进行分类，以此来了解学习者对于视频字幕的主观感受。

（四）实验流程

首先，對所选班级全体学生进行学习风格问卷测量，将学生分为视觉型学习者和言语型学习者两种类型;向学生分配特定的学习任务并进行实验说明。学生观看教学微视频后，完成学习成绩测试和认知负荷测试。最后通过SPSS20.0软件对数据进行统计、分析。实验流程设计图如图1所示。

三 、实验实施与结果分析

（一）实验实施

所有测试和调查均采取纸笔方式。首先，在任课教师的指导下选取学习水平相当的6个教学班为实验班，共计386人。利用学习风格问卷对被试施测，测得视觉型学习者216人，言语型学习者170人。将每种学习风格的被试都随机分为3组，分别观看三种不同字幕的教学微视频。

整个实验过程在真实课堂环境下进行。学习者观看微视频之前，先由主试进行实验说明，随后通过教师机终端向不同学习风格的学习者推送特定字幕的微视频，并引导学习者进行视频学习。学习完成之后，发放课后测试题，并组织学生在正常考试的状态下完成答题。之后，再发放认知负荷量表，学生完成并上交认知负荷量表。

研究者将试卷和量表进行批改整理后，利用Excel 2010收集并整理数据。

（二）数据分析

1.微视频字幕呈现方式对学习成绩的影响

将学习成绩作为因变量，以字幕呈现方式和学习风格作为固定因子，对学习成绩进行多因素方差分析。由分析可知，对陈述性知识微视频学习成绩而言，字幕呈现方式与学习风格的交互作用显著（F=13.465，P<0.001），字幕呈现方式主效应 （F=11.390，P<0.001）、学习风格的主效应也显著（F=5.657，P=0.018<0.05）;对程序性知识微视频学习成绩而言，字幕呈现方式与学习风格的交互作用显著（F=3.181，P=0.043<0.05），字幕呈现方式主效应显著（F=6.123，P=0.002<0.05），学习风格主效应不显著（F=1.5431，P=0.215>0.05）。

为了解字幕呈现方式在不同学习风格上的具体差异，针对不同学习风格类型，对字幕呈现方式进行单因素方差分析。从分析结果来看，对于视觉型学习者，不同字幕呈现方式测试成绩之间存在显著差异（F=20.768，P<0.001）;对于言语型学习者，不同字幕呈现方式测试成绩之间差异不显著（F=0.662，P=0.517>0.05）。

为了解同一风格学习者在不同字幕呈现方式上其学习成绩是否有差异，进行LSD检验，即多重比较。比较结果的数据整理如表1所示。无论是陈述性知识微视频还是程序性知识微视频，其结论都具有一致性，即视觉型学习者的学习成绩在两两组别间均存在显著性差异，且“关键词字幕”组得分明显高于其他两组。虽然简单效应检验中言语型学习者各字幕组之间成绩差异不显著，但从测试成绩均值看，在陈述性知识微视频中，言语型学习者“全字幕+关键词字幕”学习成绩总体优于其他两种字幕。在程序性知识微视频中，言语型学习者“关键词字幕”学习成绩总体优于其他两种字幕。

2.微视频字幕呈现方式对认知负荷的影响

将认知负荷作为因变量，以字幕呈现方式和学习风格作为固定因子，对认知负荷进行多因素方差分析，结果发现，在陈述性知识微视频中，字幕呈现方式与学习风格交互作用不显著（F=0.504，P=0.605>0.05），字幕呈现方式对认知负荷影响不大（F=0.354，P=0.709>0.05），学习风格对认知负荷影响也不大（F=0.255，P=0.614>0.05）;在程序性知识微视频中，字幕呈现方式与学习风格交互作用不显著（F=0.308，P=0.735>0.05），字幕呈现方式对认知负荷影响不大（F=1.455，P=0.235>0.05），学习风格对认知负荷影响也不大（F=0.832，P=0.362>0.05）。固定学习风格两个水平，对字幕呈现方式进行单因素方差分析，结果发现：两种知识类型的微视频中，不同风格学习者在各字幕组间均无显著性差异（P>0.05）。

四、 研究结论与讨论

（一）研究结论

本研究通过两组实验，分别探究了陈述性知识微视频和程序性知识微视频学习中，字幕呈现方式与学习风格对学习效果的影响。研究结论如下：

在陈述性知识微视频学习中，对于学习成绩，字幕呈现方式与学习风格间存在显著交互作用。字幕呈现方式对视觉型学习者学习成绩影响差异显著，“关键词字幕”呈现方式最佳;对言语型学习者学习成绩的影响差异不显著，但比较三组学生的学习成绩均值发现，“全字幕+关键词字幕”组的成绩略优于其他两组。字幕呈现方式、学习风格对认知负荷的影响均不显著。

在程序性知识微视频教学中，对于学习成绩，字幕呈现方式与学习风格间存在显著交互作用。字幕呈现方式对视觉型学习者学习成绩影响差异显著，“关键词字幕”呈现方式最佳;对言语型学习者学习成绩影响差异不显著，但通过比较三组学生的测试成绩均值发现，“关键词字幕”组学习成绩略优于其他两组。字幕呈现方式和学习风格对认知负荷的影响不显著。

（二）对结论的讨论及教学建议

1.字幕呈现方式与学习风格的交互影响

从研究结果来看，无论是陈述性知识还是程序性知识教学微视频的学习，其字幕呈现方式与学习风格之间均存在交互影响，亦即不同的学习风格者对字幕呈现方式的偏好有所不同。该结论支持了李欢欢、陈铮、黄盛月等关于微视频信息呈现方式研究的相关结论[12][13][14]。视觉型学习者善于使用视觉获取信息，其信息处理和加工的渠道偏向使用视觉通道，更倾向于以“图”来表征信息和思维;言语型学习者善于使用听觉获取信息，其信息处理和加工渠道偏向使用听觉通道，更倾向于以“词”来表征信息和思维[15]。教师在制作教学视频或设计教学时，要具有关注学生学习风格的意识，要合理设计视频中的各类信息元素及呈现方式，兼顾不同学习者学习风格需求。

2.字幕呈現方式对学习成绩的影响

加涅在《学习的条件与教学论》一书中强调，不同的知识类型需要不同的学习条件。在制作教学视频时，我们也应该根据不同的教学知识类型，设计不同的字幕呈现方式。对陈述性知识微视频而言，其字幕呈现方式对视觉型学习者影响显著，“关键词字幕”呈现方式效果最佳，而对言语型学习者影响不显著，但“全字幕+关键词字幕”组的成绩总体优于其他两组。所以，教师在制作陈述性知识微视频时，可侧重使用“关键词字幕”呈现方式。对程序性知识微视频而言，字幕呈现方式对视觉型学习者影响显著，“关键词字幕”呈现方式效果最佳，而对言语型学习者影响不显著，但“关键词字幕”组学习成绩总体优于其他两组。所以，“关键词字幕”呈现方式是教师制作程序性知识微视频时的最佳选择。由于微视频的学习效果受到多种因素的影响，教师在制作开发微视频时，需要充分了解学习者，做好学习者分析，综合考虑学习者特性、需求和学习水平等，合理地选择视频信息元素的组合方式及呈现方式。

3.字幕呈现方式对学习者认知负荷的影响

两种知识类型的微视频学习中，字幕呈现方式与学习风格对学习者的认知负荷均不存在交互作用，同时两个自变量的主效应也不显著。此结论与丁道群等[16]“认知负荷与多媒体呈现方式不存在交互作用”的研究结论一致，而与李欢欢“言语型学习者在观看陈述性知识微视频的‘关键词字幕时认知负荷最低”的研究结论不一致。认知负荷是指人在学习或任务完成过程中进行信息加工所耗费的认知资源的总量，Sweller将认知负荷分为内在的认知负荷（由学习材料的结构和复杂性引起）、外在的认知负荷（由信息呈现的形式和方式施加）、有效认知负荷（由学习者努力地加工并理解材料造成）[17]。由此可见，学习者的认知负荷不仅与学习材料、信息呈现方式有关，还与学习者付出的努力与理解程度有关，是一个颇为复杂的变量。教学微视频的难易程度、学习时长、趣味性以及学生的注意力、理解力等任何一个因素的变化都会引发认知负荷的变化。这些都可能是导致研究结果不一致的原因所在。想要详细了解认知负荷的影响因素及其作用还需要进行更为精细化的研究。多媒体学习环境下学习者的认知负荷和学习效果之间的关系也比较复杂，有研究表明，并不是认知负荷越低学习成绩就越好，在保持多媒体学习的独特优势情况下，通过认知负荷的适当控制可使学习效果达到最优化[18]。教师在设计教学微视频时，应综合考虑认知负荷，尽可能引发较低的内在认知负荷、外在认知负荷和最佳的有效认知负荷，使学习者合理地利用认知资源，达到最好的学习效果。

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（责任编辑 孙震华）

Abstract： Micro-video subtitle is regarded as an indispensable information element of micro-video，and its presentation has certain impact on learners learning effect.This paper，through questionnaire survey and experimental method，has respectively delved the influence of two variables，namely，subtitle presentation and learning style，on the studentslearning results and cognitive load in the declarative and procedural knowledge micro-videos，hoping to find out the best subtitle presentation of teaching video. The research results show that：（1） No matter what kind of micro-videos，subtitle presentation has great impact on the learning results of visual learners，and the learning results of “key words subtitle”are all best.（2） No matter what kind of micro-videos，subtitle presentation has less obvious impact on language learners. But from the mean value，the results of language learners of learning“full subtitle + key words subtitle”are rather good in the declarative knowledge videos;in the procedural knowledge micro-videos，the results of learning“key words subtitle”are rather good.（3） The influence of different subtitle presentation and learning styles on learnerscognitive load has no obvious differences.

Key words： micro-video;subtitle presentation;learning styles;learning effect