教学视频中应用字幕对学习成效的影响——基于国内外43篇实证研究的Meta分析

康欣欣,乜 勇

1.陕西师范大学教育学部, 西安 710062;2.西安音乐学院信息化处, 西安 710061

党的二十大明确提出“加快建设高质量教育体系”的目标任务和“推进教育数字化,建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国”的时代命题。要回答好这个命题,积极落实国家教育数字化战略行动,加快构建服务全民终身学习的教育体系,成为教育改革与发展的核心议题,优质数字教育资源的建设与共享是基础和关键。教学视频作为一种核心的数字教育资源,它不再仅仅是一种教学辅助资源,无论在正式学习中还是在非正式学习中都发挥了举足轻重的作用。文字是思想表达的重要工具,在教学视频中其表达和传递信息的功能不可取代。教学视频通常使用视频、作为解说的声音和作为解说的文字(即字幕)三种媒体呈现形式。字幕最初用于戏剧、电视节目中,从20世纪80年代末开始,有关于教学视频字幕的研究到现在已经有了三十多年的历史,作为一种“商业舶来品”,在最初应用于教学视频中时,并未引起教育界的重视[1]。伴随着字幕在特殊教育(解决听觉障碍)、第二语言学习、在线学习等领域的价值显现[2],针对字幕对学习效果影响的研究成为一个重要探索方向。2013年,教育部发布的《网络课程评价规范》明确要求所有教学视频必须有教师的“讲解字幕”,由此可见,字幕作为教学视频的重要元素,己经被确定为国家标准[3]。

提高在线学习效果是学界关注的永恒话题,已有研究对教学视频中字幕的应用展开了深入探索,以期为教育资源开发设计的理论和实践提供参考。然而,目前关于如何应用字幕提高教学成效、提高学习满意度以及降低学生认知负荷的研究结论不尽一致,并有学者提出字幕有效性的发挥存在边界条件[4]。因此,字幕对教学视频学习效果的影响如何,如何使用字幕促进学习以及字幕调节学习效果的边界条件是什么,这是当前需要回答的问题。

1 文献综述

1.1 相关理论

1.1.1 字幕促进学习的理论假设

双重编码理论(DCT)认为,人类具有独一无二的可以同时处理言语和非言语表征的两个独立又相互关联的运行的认知系统的能力[5]。Baddeley A D的工作记忆模型进一步揭示了双重通道的具体工作机制:学习者言语和视觉工作记忆的加工过程是分离的,单纯使用一种信息呈现,可能会使其他系统处于闲置状态,而视觉和听觉的组合刺激优于任何单一刺激[6]。Mayer R E等[7]通过实验验证了添加字幕的呈现形式能更有效地促进学生保持和迁移测验成绩。这些结论为视听传播教学的优势奠定了基础,正是基于对以上理论的继承和发展,梅耶等[8]经过不懈努力,探索出广为人知的多媒体学习认知理论,并发展出一系列多媒体教学的基本原理和高阶理论。

1.1.2 字幕阻碍学习的理论假设

目前,关于添加字幕阻碍学习的理论支撑,主要源自认知负荷理论的冗余效应(redundancy effect)。基于人类认知架构,John Sweller于1988年提出认知负荷理论(CLT),该理论认为学习绩效很大程度上受限于学习者的工作记忆,因为它只能在有限的时间内处理有限数量的信息元素,当凭借单一形式就能简明扼要传达所需表达的信息时,此时如果还以多重方式呈现,无疑会对学习者产生干扰,增加其外在认知负荷, 降低学习质量[9]。

1.1.3 字幕效能发挥存在潜在边界条件

Adesope和Nesbit[10]认为,冗余效应是否发生会受到学习材料的性质、学习材料的呈现方式、学习者的已有经验等因素的调节。John Sweller[9]的研究进一步指出,如果将认知信息合理地借助不同方式(即视觉和听觉)呈现,认知负荷将会减少,冗余效应不会发生。这些结论提示教育研究者,字幕在教学视频中的应用成效存在边界条件,从而启发教育研究者精简学习内容组合呈现形式, 探究各类媒体符号的匹配规律,避免冗余效应出现。

1.2 相关研究

纵观已有研究,可将所涉及的视频字幕研究领域划分为两个层次:第一层次是字幕使用语境(母语语境和二语语境),第二层次是字幕的呈现方式。如图1所示。

为了使信息化教学中多媒体学习材料的设计、开发和应用有章可循,在母语语境下关于字幕的研究经历了两个阶段:第一阶段是关于字幕基本属性的设计研究,如探究字幕字体大小、颜色、位置的设计规则[11];第二阶段则探寻字幕的最佳呈现形式,如全文字幕、关键词字幕、强调字幕,提供哪种形式的字幕最适合学习者的学习[2,12]。

二语语境下关于字幕的研究经历了两个阶段[13]:第一阶段是关于字幕的语言类型,即母语(caption)、二语(subtitle)和双语字幕在二语教学听、说、读、写各方面功能的研究;第二阶段则转而探索字幕的展示模式,即不同语言类型与不同呈现形式(全字幕、关键词字幕或注释字幕)的交叉组合模式对二语学习的作用[14]。

近十年来,关于教学视频字幕的研究逐渐深入到不同类型字幕的眼动模式、脑波机制与教学成效、学习体验的关系探索[15];Meta分析方法的使用进一步丰富了视频字幕对学习成效影响的研究手段[16-17]。通过梳理发现,有关于字幕对视频学习效应的研究取得了丰硕但不一致的研究结论,例如对不同语境下[18-19]的不同类型[13,20]、不同字幕呈现方式[21-22]的影响效果存在争议。

根据研究目的,该研究以字幕为自变量,以语境、字幕类型、知识类型和学段为调节变量,将字幕对学习效果(保持成绩、迁移成绩)、注意分配、学习体验(认知负荷、学习满意度)的影响作为结果变量,进行综述如下。

1.2.1 字幕对学习效果的影响

目前,关于字幕对学习效果影响的研究结果众说纷纭,根据研究结论形成了三个阵营。

第一个阵营认为字幕会促进学习。添加字幕可以提高记忆过程的准确性[23],能促进学习者的学习效果[2],这一发现得到了双编码理论和多媒体学习的生成理论的支持[2]。与此同时,另外一些研究得到截然相反的结论,研究认为无字幕视频会促进学生学习成绩并能减轻学生的认知负荷,使用字幕会导致冗余效应,不利于学习[24-26]。例如,Tarchi C等[27]对247名大学生学习有关“干细胞”内容后进行评估测验,发现带字幕的视频会增加学生认知负荷,不利于学生进行深度学习。此外,还有学者的研究揭示了字幕对学习成绩影响不显著、无差异[28]。

1.2.2 字幕对学习者注意力的影响

针对字幕是否有学习效果,有研究结果表明带字幕的视频更能吸引学习者[29],从而获得更好的学习结果;还有研究深入探索了不同字幕呈现形式对学生注意力的影响,发现全字幕+关键词与关键词字幕组均比无字幕更能吸引学生注意力[30]。然而,在一些研究中[31-32]却取得了截然相反的结论,他们发现字幕会分散学习者学习的注意力。

1.2.3 字幕对学习者认知负荷的影响

美国认知心理学家梅耶尔通过对比多媒体学习材料中有无字幕信息对学习者学习成绩的影响,发现添加字幕信息不但没有使学习者的成绩提高,反而降低了学习成绩,究其原因是因为在多媒体学习材料中加入字幕信息,会增加学习者视觉上的认知负荷,从而阻碍学习,他将这种现象称为“冗余效应”。这一结论又被其他研究者证实[33]。但后来,研究结论发生逆转,Ari F等[34]发现当教学材料复杂时,字幕可以帮助学习者理解,这一结论对证实冗余反转效应作出重要贡献。赵欢欢[35]的实验也显示,在程序性知识视频设计过程中,字幕并未造成信息冗余,反而能促进学习者的学习效果。汪存友[4]深入探讨了冗余效应,并对冗余效应的边界条件进行了修正,进一步深化了教学视频字幕设计和呈现的研究成果。

1.2.4 字幕对学习者学习满意度的影响

关于字幕对学习者学习满意度的影响,亦是众说纷纭。有研究认为关键词字幕能降低学习者的认知负荷,并能让学习者获得更高的学习满意度[36];也有研究者发现在不同字幕模式下,学习者满意度无显著差异[35]。

从以上文献回顾发现, 语境、字幕类型、知识类型对字幕的调节效果及其边界条件究竟如何尚不明确,是当前需要探究的问题。此外,根据认知发展理论,不同学段学生的认知遵循不同规律,因此,将学段也纳入潜在调节变量中。基于此,对研究变量之间的关系进行梳理,如图2所示。

图2 研究变量之间的关系

2 研究方法与编码

2.1 研究问题

通过梳理,该研究将关注的问题聚焦在两个方面:①从整体来看,教学视频中应用字幕对学习效果、注意分配和学习体验有何实际影响?②具体而言,语境、字幕类型、学段、知识类型对字幕效应发挥的潜在边界条件是什么?

2.2 研究方法

该研究选用Meta分析方法,通过制定的遴选标准对教学视频中字幕应用主题的文献进行检索和筛选,以效应量(effect size)作为衡量干预措施效度的指标,就字幕对学习成效的影响,给出一个客观、科学的综合性结论。

①效应量计算该研究探究字幕对视频学习效应的影响,采用最常用的均值差异标准化效应量,选用Hedges’s g作为研究的效应值指标计算每项研究的效应量。为了考察不同类型字幕对学习过程感知和学习结果的影响,该研究分别从保持测试成绩、迁移测试成绩、注视时间、注视点个数、注视次数、认知负荷和学习满意度7个维度,进行主效应检验,计算效应量,并按照Cohen J效应量统计理论,将0.2、0.5、0.8作为临界点,0.2～0.4代表低效应,0.5～0.7代表中等效应,0.8及以上代表高效应影响[37]。

②异质性检验研究通过异质性检验检查各个独立研究的结果是否具有可合并性。根据Higgins等[38]的观点并依据伯伦斯坦等[39]的研究结论,当异质性检验结果I2>50%时表示研究存在中等以上异质性,采用随机效应模型合并效应量进行统计分析;当I2≤50%时表示研究的异质性较小,采用固定效应模型合并效应量进行统计分析。

③发表偏倚检验研究采取定性的“漏斗图”法、定量的失安全系数法初步评估发表偏倚风险,当失安全系数远大于5k+10 (k为原始研究数目)时,认为不存在发表偏倚。再结合Egger’s线性回归进一步检验,若Z<1.96 (P>0.05),95%CI包含0, 则表示出现发表偏倚可能性较低,Meta分析的结果就具有稳健性。

④调节效应检验根据异质性检验结果,当结果变量的效应量存在异质性,说明样本间差异显著高于随机误差,效应量的异质意味着自变量对结果变量的影响可能存在潜在的调节变量[40]。这时需进一步进行调节效应检验,以具体分析变量作用的边界条件。

2.3 研究样本的筛选

2.3.1 文献检索

该研究分别选取Web of Science、Springer、ScienceDirect、ProQuest及EBSCO(其中的ASU、BSU和ERIC)等外文数据库和知网、万方以及重庆维普等中文数据库,以“subtitle”或“caption”并含“teaching video”为英文关键词、“教学视频”或“微课”并含“字幕”等为中文关键词进行检索。不同数据库使用不同的检索词变式,时间限定为2010年1月至2022年8月。

2.3.2 文献筛选标准

该研究的文献纳入标准为:①纳入字幕对教学视频学习效果影响的实验或准实验研究;②纳入的研究必须是原始研究文献的全文;③实验中设计了添加字幕组和无字幕组的对照试验,且试验使用的学习材料必须是教学视频;④试验结果报告了学习成绩、视觉行为眼动指标、认知负荷、学习满意度四类结果变量中的至少一种;⑤报告的试验数据类型可满足计算效应量的需求;⑥以不同形式发表的同一研究的多篇文献,仅纳入试验过程和数据最详尽的一篇文献。该研究的文献排除标准为:①试验中的学习材料不是教学视频的文献,例如学习材料是在线文本、电视娱乐节目、课件等;②研究结果中没有该研究关注的四类结果变量中的任一种;③试验数据不全,无法计算效应量的。

2.3.3 文献筛选流程

通过数据库检索初次获得文献2087篇,随后根据文献筛选标准进行了三轮筛选: 第一轮对标题进行筛选,剔除重复文献或以不同形式发表的同一研究后,共获得文献417 篇; 第二轮对摘要进行筛选,剔除研究主题不相关或非试验性研究后,共获得文献134篇; 第三轮对内容进行审读,剔除数据不完整的研究,再采用滚雪球的方法对已纳入文献的参考文献和引证文献进行筛选,最终得到43项研究结果作为Meta分析的样本。其中,英文文献 16篇,中文文献27篇。在满足效应量计算独立性前提下,若一篇文献同时呈现多个独立样本,则分别提取效应量。

2.3.4 文献编码

对所检索的文献进行编码,涉及的主要编码元素有原始研究的出版特征(作者、发表年限、发表类型);研究设计(受试者学段、学习语境、学习材料的字幕类型、知识类型、测量手段)、学习过程及结果指标三个方面的内容。字幕对教学视频学习效果影响的Meta分析如表1所示。

表1 字幕对教学视频学习效果影响的Meta分析纳入的文献

3 研究结果

3.1 整体分析结果

根据异质性检验结果,该研究应该采用随机效应模型进行统计分析,其主效应检验包括学习结果指标、学习过程眼动指标、学习体验指标,结果如表2所示。

表2 主效应检验

①学习结果指标在保持测验上,有56个实验包含该变量。其中,有47个研究结果发现,字幕会提高学习者的保持测试成绩。主效应检验结果显示:平均效应量及其95%CI为0.650(0.417,0.882),为中等偏上的正效应,效应有统计学意义。在迁移测试上,有102个实验包含该变量。其中,有79个研究结果发现,字幕会促进学习者迁移测试成绩。主效应检验结果显示:平均效应量及其95%CI为0.533(0.396,0.671),为中等偏上的正效应,效应有统计学意义。

②学习过程眼动指标在注视时间上,有16个研究包含该变量。其中,有3个研究结果发现,字幕会增加学习者的注视时间。主效应检验结果表明:平均效应量及其95%CI为-0.473(-0.883,-0.064),为中等的抑制效应,效应有统计学意义。在注视点个数上,有10个研究包含该变量。其中,有3个研究结果发现,字幕会增加学习者注视点个数。主效应检验结果表明:平均效应量及其95%CI为-0.540(-0.928,-0.152),为中等偏上的抑制效应,效应有统计学意义。在注视次数上,有9个研究包含该变量。其中,有5个研究结果发现,字幕会增加学习者注视次数。主效应检验结果表明:平均效应量及其95%CI为-0.138(-0.823,0.547),具有较小的抑制效应,效应无统计学意义。

③学习体验指标在认知负荷上,有21个研究包含该变量。其中,有16个研究结果发现,字幕会增加学习者的认知负荷。主效应检验结果表明:平均效应量及其95%CI为-0.279(-0.608,0.049),为中等的抑制效应,效应无统计学意义。在学习满意度方面,有9个研究包含该变量。其中,有8个研究结果发现,字幕会增加学习者的学习满意度。主效应检验结果表明:平均效应量及其95%CI为0.131(-0.092,0.354),具有较小的效应,效应无统计学意义。

整体来看,字幕对学习结果指标均具有促进作用,能降低学习者的认知负荷,会降低学习者对学习视频的注意程度。

3.2 调节效应检验结果

3.2.1 整体效应检验

根据异质性检验结果(如表2所示),字幕特征对学习效果的影响可能存在潜在的调节变量。该研究分别对语境、字幕类型、学段和知识类型是否调节字幕学习成效进行检验,以具体了解字幕对学习过程及结果的影响(如表3所示)。由于语境、学段在学习过程眼动指标、学习体验(认知负荷、学习满意度)维度的独立效应量不足,多种字幕类型在认知负荷维度的效应量只有1个,故未对其进行整体效应检验。

表3 各类因素对学习结果指标和学习过程眼动指标的影响

①不同语境下字幕对学习结果指标的影响母语语境效应量为0.467(0.286,0.648)、二语语境效应量为0.660(0.499,0.821)。在不同语境下字幕对学习结果均具有中等强度促进效应;不同语境下字幕对学习结果指标的影响,差异无统计学意义(P=0.117)。

②字幕类型对学习结果指标和学习过程眼动指标的影响依据表3所示可知,不同字幕类型对学习结果指标的影响差异具有统计学意义(P<0.001)。具体表现为:母语语境下的“关键词字幕+全字幕”组合效应量为1.187(0.842,1.533),二语语境下的“关键词字幕”效应量为0.921(-0.123,1.965)。由此可见,两种类型的字幕均对学习结果具有高度促进效应。母语语境下的“关键词字幕”效应量为0.712(0.328,1.095),二语语境下的“母语字幕”效应量为0.748(0.456,1.039)、“二语字幕”效应量为0.518(0.293,0.743)和“母语+二语”组合字幕效应量为0.792(0.478,1.105),均对学习结果具有中等偏高的促进效应。而母语语境下的“全字幕”效应量最低,为0.290(0.102,0.478),因此,母语语境下的“全字幕”为小效应因子。

不同字幕类型对眼动指标的影响组间差异无统计学意义(P=0.230),其中母语语境下的“全字幕”、“全字幕+关键字幕”对眼动指标具有中等强度的反向作用,“关键词字幕”对眼动指标的效应无统计学意义。

③对不同类型知识的学习结果指标和学习过程眼动指标的影响字幕呈现形式对不同类型知识的学习结果指标的影响存在差异(P=0.009),具体表现为:对陈述性知识的学习结果效应量为0.648(0.516,0.78),具有中上等促进效应,对程序性知识的学习结果效应量为0.213(-0.086,0.513),具有中等促进效应;字幕呈现形式对不同类型知识的眼动指标的影响组间差异无统计学意义(P=0.520),均具有中等程度的反向作用。

式中：P1为叶片泵的功率损失，W；p1为叶片泵工作压力，Pa；q1为叶片泵流量，m3/s；ηv为叶片泵的容积效率；ηm为叶片泵的机械效率。

④对不同学段学习结果指标的影响字幕呈现对不同学习对象的学习结果的影响组间差异无统计学意义(P=0.373)。中学生组学习结果的效应量为0.752(0.396,1.108)、大学生组学习效果的效应量为0.568(0.433,0.703),对中学生和大学生的学习结果均具有中等偏高促进效应,促进作用的差异具有统计学意义(P<0.001);对小学生的学习结果的效应量为0.064(-0.926,1.053),字幕对小学生学习效果的促进作用较小。

⑤字幕对学习结果指标和学习过程眼动指标的边界条件总体而言,在学习结果维度,当学习者为高中生或者大学生,进行陈述性知识学习时,在母语语境下,“全字幕+关键词字幕”学习成效最好,关键词字幕次之;在二语语境下,母语字幕、二语字幕和双语字幕均具有中度偏高强度的有效性。在眼动维度,母语语境下,全字幕能有效减少学生对视频的关注程度,知识类型对眼动调节效应无统计学意义。

3.2.2 调节效应分析

为具体了解语境、字幕类型、学段和知识类型如何调节字幕学习成效各指标,分别对学习成效各指标项进行调节效应分析。

①字幕的有效性语境、字幕类型、学段、知识类型四个变量进行调节效应检验,通过分析发现(如表4所示):在迁移测试成绩上,字幕类型(调节效应量Q=24.856,P<0.001)、知识类型(调节效应量Q=7.721,P=0.005)对迁移测试成绩具有调节作用,母语语境下“全字幕+关键词字幕(F+K)”调节效应依次优于二语语境下“母语字幕(M)”、二语语境下“母语字幕+二语字幕(M+S)”组合字幕、二语语境下“二语关键词字幕(SK)”、母语语境下“关键词字幕(K)”、二语语境下“二语字幕(S)”、母语语境下“全字幕(F)”;陈述性知识的调节效应优于程序性知识。语境和学段的调节作用均无统计学意义。

表4 各类因素对学习成效各指标的影响(仅呈现受到变量调节作用的指标)

在认知负荷维度上,字幕类型(调节效应量Q=73.040,P<0.001)对认知负荷具有调节作用;母语语境下,关键词字幕可以减轻认知负荷,全字幕或者全字幕+关键词组合字幕都会增加学习者的认知负担;二语语境下,添加字幕可以降低认知负荷,添加关键词字幕(SK)优于二语字幕(S)。

在保持测试成绩、学习过程指标(注视时间、注视点个数、注视次数)、学习满意度上,字幕类型、学段、知识类型的调节作用均无统计学意义。

②字幕调节的边界条件在迁移测试成绩上,当学习视频为陈述性知识学习,且在母语语境下,其视频字幕为“全字幕+关键词字幕”、二语语境下视频字幕为“母语字幕”时,对学习者的学习迁移成绩提高最有效。其中,“全字幕+关键词字幕”的学习迁移成效最高,其次依次是二语语境下的“母语字幕”、“双语字幕”和“二语字幕”。

3.3 发表偏倚检验

首先采用漏斗图法进行发表偏倚检验,分别对7个结果变量进行偏倚检验,可以发现保持测试成绩、迁移测试成绩、认知负荷漏斗图上的点以合并效应值为对称中心散开(如图3所示),其余指标漏斗图均有明显偏倚,初步判断保持测试成绩、迁移测试成绩、认知负荷三项指标均不存在发表偏倚。从失安全系数来看,保持测试成绩、迁移测试成绩、认知负荷测验分别为:3362、8719、331(如表5所示),均远大于“5k+10”。因此,这三项存在发表偏倚的可能性小,而其余4项测验系数均小于“5k+10”,可能存在发表偏倚,这可能因为样本量偏少而造成;Egger’s线性回归结果进一步证实了保持测试成绩、迁移测试成绩、认知负荷三项指标(如表5所示)存在发表偏倚的风险较小。

表5 发表偏倚检验

(a)保持测试成绩 (b)迁移测试成绩 (c)认知负荷

4 研究结论与启示

4.1 结论与讨论

不同语境下的字幕应用能促进高学段学生的学习效果(保持成绩、迁移成绩),降低学生认知负荷。字幕应用于陈述性知识教学视频中的效果比应用于程序性知识教学视频中更好。字幕类型会调节学习结果和认知负荷,母语语境下选择“关键词字幕+全字幕”组合,二语语境下选择“关键词字幕”,对促进学习效果(保持&迁移成绩)最为显著;母语语境下视频字幕为“全字幕+关键词字幕”、二语语境下视频字幕为“母语字幕”时,对学习者学习迁移成绩提高最有效。母语语境下,关键词字幕可以减少认知负荷,全字幕、全字幕+关键词组合字幕都会增加学生的认知负荷。二语语境下,二语字幕和二语关键词字幕(SK)都会减少认知负荷,其中二语关键词字幕对降低学生认知焦虑的调节效果最为显著。

综上所述,文章在前人已有关于教学视频字幕应用成效研究成果的基础上,进一步探讨了学段的调节作用;深化了不同语境下,不同字幕类型对保持学习成绩和迁移学习成效的影响;提出了认知负荷和字幕类型会交互影响学习成效,字幕类型将发挥潜在均衡器的观点。

4.1.1 字幕对学习效果的影响

①字幕对学习结果指标(保持测试成绩、迁移测试成绩)均具有中等偏上强度的促进作用,且能降低学习者的认知负荷,这与已往部分研究结果一致[33,41]。字幕对外语语境和母语语境迁移成绩的影响均具有统计学意义,且外语语境下字幕对迁移成绩的影响优于母语语境,字幕对大学生和中学生迁移成绩的影响均具有统计学意义,且对大学生迁移成绩的影响最为显著,对小学生迁移成绩影响无统计学意义。

字幕对学习结果的积极作用,可能部分归因于视觉是学习者接受信息的主要通道,以及文字对学习中长期记忆的积极影响[42]。获取信息时,学习者会通过视觉、听觉、味觉、嗅觉等多种感官系统建立与复杂环境的交互机制,进而经由大脑皮层完成对外界信息的完整意义建构。实验心理学家Treicher通过大量的实验证明,人类所接受的信息中,通过视觉获得的占83%,听觉占11%[43],因此视觉通道的信息加工占有优势。

②文字在表达心理活动及思想感情方面更有优势。例如,在哲学思想讲解中,教师讲到“感觉经验具有相对性和偶然性,而知识追求的是普遍性和必然性”,由于声音解说转瞬即逝,此时添加字幕,有益于学习者对即时和延时意义的理解和回顾[44],能够辅助学习者对学习内容进行记忆加工和知识建构,从而降低学习者的认知负荷,提高学习效果。

需要说明的是,这一现象还可能与研究样本有关。通过对样本量的统计发现,大学生样本占主体(研究对象占比分别为:大学生75.2%,中学生18.5%,小学生3.9%,2.4%的研究对象的学段信息未交代)。过高和过低的认知负荷都会使学习成效降低,对学习者个体而言,适度的认知负荷才最有益于学习[45]。按照戴尔的经验之塔理论的阐述,对于字幕这种位于塔尖的符号进行学习,需要学习者具备高度抽象的经验,以及更多的认知投入;但只要将认知负荷控制在合适的范围,非但不会对学习成效产生消极影响。相反,恰当地使用字幕增强对学生的挑战性, 不仅能帮助学习者关注教学视频中教师语言所传递的信息,还能帮助其联想到“言外之意”的关键信息,提升学习的效果。戴尔也明确否定了“经验之塔”上层的抽象经验是针对年长学生的,下层的直观、具体经验是为儿童的[46],他认为抽象程度增加并不意味着学习难度的增加,教学材料的选择主要还是取决于学生的现有水平和经验范围。大学生群体已经具备了对抽象表达(字幕)的更深度理解能力,具有更强的学习间接经验的能力,因而他们表现得更出色。

4.1.2语境、字幕类型、学段、知识类型对字幕效应发挥的潜在边界条件

在保持测试成绩方面,语境、字幕类型、学段、知识类型的调节作用均无统计学意义;在迁移测试成绩方面,字幕类型(Q=24.856,P<0.001)、知识类型(Q=7.721,P=0.005)都会调节字幕的作用,陈述性知识的调节效应优于程序性知识,语境和学段的调节作用无统计学意义。

语境、字幕类型、学段、知识类型对字幕效应发挥在保持测试成绩和迁移测试成绩方面存在差异性,可能的原因是,保持测试成绩反映学习数量,是学习者对知识识记能力的表现,识记能力更容易受到学习者本身或外界环境的影响[47],往往是长期巩固训练的结果,调节因素短期调节效应不显著;迁移测试成绩反映学习质量,是学习者对知识的深度理解、融会贯通并应用到新情境的表现[48-49],如前面讨论过的,调节因素对字幕在促进内容理解时起到了作用。

其中,知识类型会调节字幕的作用。认知心理学家安德森将知识分为陈述性知识和程序性知识,陈述性知识是关于“是什么”的知识,包括各种事实、概念、原则和理论等,字幕有利于学习者有更多时间利用文本加工策略,明晰教师讲解的内容。而程序性知识是关于“如何做”的知识,学生会更加关注操作过程而不是字幕。这一结论支持了Elke、王雪、李欢欢等的研究结论。

此外,字幕类型会调节字幕的作用。具体而言,母语语境下视频“全字幕+关键词字幕”的学习迁移成效最为显著,赵鑫硕[30]认为产生这一结果的原因在于“全字幕+关键词字幕”能够帮助容易走神的学习者在注意力重新回到教学活动时,及时了解课件进程,跟上课件进度;二语语境下提高学习者学习迁移成绩的依次是二语语境下的“母语字幕”“双语字幕”“二语字幕”,这一结果在一些研究中得到证实,如王电建[50]、Markham[51]的研究结果均表明“母语字幕”最有利于外语学习者对整个视频内容的理解。另外,王电建[50]和汪徽[52]认为要根据学生英语水平选择合适的字幕类型,“英文全字幕”适合低年级(低先验知识水平)的学生,“关键词字幕”更适合语言水平高的学生。

4.1.3 字幕类型对认知负荷的影响

字幕类型(Q=73.040,P<0.001)会影响认知负荷;母语语境下,“关键词字幕”可以减少认知负荷,“全字幕”或者“全字幕+关键词”组合字幕都会增加学习者的认知负担;在二语语境下,添加字幕可以有效降低认知负荷,其中“二语关键词字幕”(SK)对减弱认知焦虑的调节效果最为有效,其次是“二语字幕”。这与当前大多数研究的结论一致,但与王慧君等“字幕呈现方式对学习者的认知负荷影响的主效应不显著”的研究结论不一致。究其原因,可能是影响认知负荷的因素比较复杂,不仅与学习材料相关,还与学习者自身因素相关。

其中,研究者发现了一个有趣的现象:母语语境下选择“关键词字幕+全字幕”组合字幕会增加学生认知负荷,但是却能有效促进学习迁移成绩,这再次证明了认知负荷不是越低越好,认知负荷过高和过低时,都会对学习成效产生抑制作用。因此,研究认为,认知负荷对学习效果的影响应该是呈现一个倒U型曲线,而不同字幕类型的认知负荷应该会呈现一个U型反转的形态,拐点是“关键词字幕”。字幕类型可以作为认知负荷潜在的均衡器,有些字幕类型可能会增加认知负担,但有些字幕类型也可以起到均衡的作用降低认知负荷。字幕类型和认知负荷二者交互影响学习效果,寻找最合适的字幕类型即相交点,获得合适的认知负荷和提高学习效果的最优可能。给研究者的启示是:提供多种字幕类型,满足不同熟练程度的学习者不同阶段的学习需求。例如,学习初始阶段以减轻认知负荷为导向选择字幕类型,达到一定熟练程度后,以学习成绩迁移为导向选择字幕类型。当然,研究者还需要更精细化的研究才能了解字幕类型作为潜在均衡器的具体影响机制[53]。

4.2 研究启示

研究者在探讨字幕应用成效的一些普遍规律的同时,必须认识到教育对象的多样性。通过以上研究结论,提出字幕使用的一些建议:①在迁移性较强的陈述性教学视频中,应该添加“全文字幕”,并适当添加一些“关键词字幕”作为线索指引,引导学生注意,有助于提高学习效果;②针对小学生的教学视频,字幕设计应当尽量简洁;③相较于母语语境,更建议在外语学习中添加字幕。为外语教学视频中制作字幕时,应考虑学习者的英语水平,对于英语水平低的学习者,尽量使用“全字幕”或者“双语字幕”,对于英语水平高的学习者可以使用“外语字幕”或者“关键词字幕”;④学习者的先验知识水平和认知心理存在差异,可以提供多种字幕类型供不同学习者在不同学习阶段使用;⑤精心设计教学语言,教师凭借教学语言给学生施加影响,增强教学实效,促进学生的成长,教师如何运用教学语言会直接影响教育实践[54],教师的教学语言是字幕的本源,是字幕成效发挥的前提。

4.3 研究不足及未来研究方向

第一,与字幕效用发挥相关的因素有相当多,除了文中分析的变量对字幕成效的影响和边界调节作用,更多的因素还有待探索,如学习者相关的因素(先验知识水平、学习风格),需要开展更具体的试验研究验证;第二,针对不同学习群体和教学内容,如何选择合适的字幕呈现形式,充分发挥字幕的潜力,该研究认为认知负荷和字幕类型会交互影响学习成效,但认知负荷的适当性如何测试及其测试程序的可行性等问题,有待未来进一步探索;第三,在样本的测量手段上,一些新技术(如眼动追踪、脑波仪等)用于学习过程数据的采集,弥补了传统测试的局限性,但相关实证文献较少,降低了对学习过程眼动指标的统计和分析能力;此外,大多数研究采用了一次性干预手段,字幕使用的长期效果是否会与短期作用存在差异,具体如何也不得而知;第四,已往研究者关注的学习成效的重点是成绩,目前正在转而更加关注学习过程的认知心理过程、认知负荷和体验的评估和测量。这都需要等待更多的研究参与进来,并期待为教学视频的使用提供更明确的建议。