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多媒体的研究

时间:2022-02-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:图表4.3 学习保持的多媒体效应:语词和画面都呈现时比只有语词呈现时保持成绩更好尽管研究结果整体上支持多媒体学习的认知理论的预测,但仍存在一些令人感兴趣的冲突之处。总的说来,实验结果与多媒体学习的信息传递论不相符合,而在大多数情况下,实验结果与多媒体学习的认知理论相一致。例如,在分析了六年级科学教科书的篇幅分布之后,我发现,教材中大约有一半的篇幅是插图,一半的篇幅是文字。

两种呈现形式比一种呈现形式好吗?语词和画面共同呈现比语词单独呈现好吗?带着这个问题我们进行了九组独立的实验,其中我们比较了接受解说加动画呈现的学生和只接受解说呈现的学生在学习打气筒或制动系统工作原理后的学习保持和学习迁移成绩(Mayer & Anderson,1991,实验2a;Mayer & Anderson,1992,实验1和实验2);我们还比较了接受插图加文本的学生和只接受文本的学生学习打气筒、制动系统、发电机或闪电等的科学解释后的学习保持和迁移的成绩(Mayer,1989b,实验1和实验2;Mayer, Bove, Bryman & Tapangco, 1996,实验2;Mayer & Gallini,1990,实验1、实验2和实验3)。图表4.2就是我们给那些接受语词和画面共同呈现的学生(我们称之为多重表征组,multiple-representation group)提供的学习材料的一个示例;与此不同,图表4.2中的文本就是提供给那些只接受语词的学生(我们称之为单一表征组,single-representation group)的学习材料的一个示例。保持测验要求学生在五到六分钟的时间内写出所呈现系统的工作原理的解释;迁移测验要求学生写出几个问题解决的答案,每个问题的回答时间限制在两分半钟左右,保持测验的分数是根据学生在测验中回答的主要步骤的数量确定的;迁移测验分数由学生在所有的问题解决中回答的创造性解决方案的数量确定的。根据多媒体学习的认知理论,多重表征组的测验成绩将比单一表征组的成绩好;而根据信息传递理论,两组被试的测验成绩将不会有差异。

图表4.3是只接受语词的学生(单一表征组)和同时接受语词和画面的学生(多重表征组)在保持测验中的平均得分。在所有九组实验中,其中有六组,尽管两组学生接受同样的言语解释,进行多重表征的学生还是比进行单一表征的学生回忆出因果解释中更多的关键步骤。这种规律性表现出了学习保持中的多媒体效应,因为把画面加入语词中,提高了学生在保持测验中的成绩。学习保持的多媒体效应就是指学生学习文本和插图或解说和动画时所取得的言语形式的学习保持成绩比他们学习只有文本或解说时更好。图表4.4表明这些多媒体效应的效果量(effect size)是中等的,中值为0.67,其中画面对学习保持成绩提高的增益率中值(median percentage gain)为23%,也就是说,多重表征组的被试能回忆起来的因果链中的步骤比单一表征组的被试多23%。

图表4.3 学习保持的多媒体效应:语词和画面都呈现时(黑色柱状)比只有语词呈现时(白色柱状)保持成绩更好

图表4.4 学习保持的多媒体效应:研究结果汇总

尽管研究结果整体上支持多媒体学习的认知理论的预测,但仍存在一些令人感兴趣的冲突之处。其中,最为重要的是:在九组实验中有三组没有表现出多媒体效应,还有一组多媒体效应不太明显。特别是图表4.3和图表4.4表明,在解说中加入动画无助于保持成绩的提高,而在打印文本中加入插图一般而言确实提高了保持成绩。一种可能的解释是:保持测验只涉及言语的回忆,在多重表征组和单一表征组的每一次比较中,所有的被试接受的都是一样的言语解释,因此加入画面可能就不是在所有情况下都具有重要作用了。

具体说来,在基于计算机的呈现中,言语材料可能稍微丰富一点,因此被试有可能只需通过解说就建立起了言语的心理模型。这也许能解释为什么基于计算机环境呈现的三组实验中(即图表4.4中“场景栏”中标有“计算机屏幕”的三组)有两组的保持成绩没有显示出多媒体效应;在基于书本环境呈现中的言语材料可能更简明扼要一些,因此,加入的图像呈现有可能对打印文本起填补漏洞或解释的作用。在基于书本呈现的六组实验中(即图表4.4中“场景栏”中标有“课本页面”的六组),有五组保持成绩表现出多媒体效应,原因也许就在于此。

总的说来,实验结果与多媒体学习的信息传递论不相符合,而在大多数情况下,实验结果与多媒体学习的认知理论相一致。究竟哪些条件提高了只有语词材料呈现的保持成绩,有待于进一步的研究。

我们的研究主要侧重于问题解决的迁移测验,迁移测验的成绩反映了学生对教学信息的理解程度。图表4.5给出了九组实验比较中每一组既接受语词又接受画面的学生(多重表征组)和只接受语词的学生(单一表征组)在迁移测验中的平均成绩。在每次比较中,多重表征组的迁移测验成绩都好于单一表征组,我们称作学习迁移的多媒体效应,因为在语词中加入画面使学生对材料的理解得到提高。总而言之,学习迁移的多媒体效应就是指当学生学习既有语词又有画面的材料时,他们在问题解决迁移测验中表现得比他们单独学习语词时要好。图表4.6给出了九组实验中各自的效果量和增益率。如图所示,多媒体效应的效果量较大而且一致,其中值为1.50。这意味着那些既学习语词又学习画面的学生比那些只学习语词的学生产生了多得多的创造性解决方案。总体而言,多重表征组比单一表征组多产生相当于1.5个标准差的解决方案。如图表4.6所示,画面的增益率较大而且一致,其中值为89%。这意味着那些既学习语词又学习画面的学生比那些只学习语词的学生多产生了89%的创造性解决方案。

图表4.5 学习迁移的多媒体效应:语词和画面都呈现时(黑色柱状)比只有语词呈现时(白色柱状)的迁移成绩更好

图表4.6 学习迁移的多媒体效应:研究结果汇总

总的说来,这些结果与信息传递理论是不一致的,该理论预测两组学习者的成绩是没有差异的,但是,这些结果与多媒体学习的认知理论是一致的,该理论预测在语词中加入画面将极大地提高学生对科学解释的理解程度。

图像虽然在基于书本环境的教学和基于计算机环境的教学中分量很大,但它常常没有被人们当作一种可以促进学习的方法。例如,在分析了六年级科学教科书的篇幅分布之后,我发现,教材中大约有一半的篇幅是插图,一半的篇幅是文字(Mayer, 1993b)。根据莱文发明的分类学方法(Levin & Mayer,1993),我将这些插图分为如下几类:

装饰型(decorative)——用来吸引学生注意力增加其学习兴趣但与学习内容无关的插图,如讲述物理原理一课中给出的一幅儿童正在公园玩耍的画面。

代表型(representational)——描绘课文中一个单独内容成分的插图,如标题为“航天飞机”一课中一幅航天飞机的画面。

组织型(organizational)——用来描述说明文中各个成分之间关系的插图,如概括课文核心内容的一张图表。

解释型(explanative)——用来说明某一系统工作原理解释的插图,如图表4.2中说明打气筒工作原理的画面。

分析结果表明,教材中绝大部分的插图没有能为重要的教学目标服务:其中23%的是装饰型插图,62%的是代表型插图。对比之下,只有极少数的插图强化了教学信息,即5%的组织型插图和10%的解释型插图。通过这种分析我认为,图像的潜能并没有得到挖掘。

在对五年级数学教材进行的类似分析中,我和同事发现插图占了教材30%的篇幅,但是与六年级的教材一样,大部分的插图与课文的宗旨无关(Mayer, Sims & Tajika,1995)。例如在关于正数和负数的一节中,某教材给出了一幅高尔夫球员发球的彩图,而且课文中还继续介绍了高尔夫球比赛中什么是高于发球标准杆数和低于发球标准杆数。如同我们对科学教材的分析一样,对五年级数学教材的分析也表明作者没有最大限度地开发图像所具有的增进人类学习的潜在作用。

图形先行组织者(graphic advance organizer)的研究提供了一个重要的研究方向,这使多媒体效应的研究更完美。图形先行组织者是指为了促进对课文的理解而在课文之前呈现的一组材料(通常是图形和文本的结合)。由于图形先行组织者的目的就是为了促进理解,所以我称之为促进理解模型(models for understanding)(Mayer,1989a)。特别指出的是,这个图形先行组织者还能启动学生以前的相关知识经验(包括以前的视觉知识结构和言语知识结构),这样学生可以把它们与要学习的课文进行整合。

例如在一次研究中,学生听一段关于雷达如何工作的短文,然后进行保持测验和迁移测验(Mayer, 1983)。在保持测验中,要求学生写下所有他还记得的课文内容,在迁移测验中,要求学生回答一些必须用创造性方案才能解决的问题,例如说出一种能扩大雷达监视区域范围的方法。一些学生在听课之前要求先学习图形先行组织者60秒。这个图形组织者是一张纸,上面画有五幅带标题的线条画,它们分别是:从天线发出的电波(发送);遇到飞机反弹回来的电波(反射);返回到接收器的电波(接收);测量发送时刻和接收时刻之间的时间间隔(测量)以及把时间间隔转变成所要测量的距离(转换)。这些画的目的是为了启动学生以前关于反弹球的知识。结果,学习了高级图形组织者的学生在保持测验中比那些没有学习图形先行组织者的学生多回忆50%的概念内容,而在迁移测验中多产生了80%的有意义的解决方案。在另外十几个以欧姆定律、氮循环过程以及照相机工作原理为学习内容的测验中也得到了类似的结果(Mayer, 1989a)。

综上所述,关于在文本中加入插图的研究得出了两个有关多媒体效应的重要结论:1.许多在文本中加入插图的教材编著者并没有充分利用图像所具有的促进理解的潜能;2.在文本中加入精心设计的图形先行组织者可以大大提高学生的理解。因此这项关于文本中加入插图的开创性研究所得结果与我们本章所讨论的多媒体效应——在语词中加入某些类型的画面可以帮助学生更好地理解教学信息——是相一致的。我们关于多媒体效应上的研究与里伯(Rieber, 1990a)的研究发现也是一致的,即在一定条件下,加入动画时,学生在计算机环境下学习一节关于运动定律的科学课时效果更好。

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