空间接近效应的研究

在既有文本又有图像的多媒体呈现中，书页或屏幕上对应的文本和图像应该是彼此邻近还是分离呢？我和同事用一系列五个实验测验回答这个问题（Mayer，1989b，实验1；Mayer，Steinhoff Bower & Mars，1995，实验1、实验2和实验3；Moreno & Mayer，1999，实验1），在每个测验中，我们都比较接受分离式多媒体呈现的学习者和接受组合式多媒体呈现的学习者的学习成绩。分离式和组合式呈现在其中四个研究中是基于书本的环境（Mayer，1989b，实验1；Mayer，Steinhoff Bower & Mayer，1995，实验1、实验2和实验3），如图表5.1和图表5.2分别所示；在另一个研究中则是基于计算机的环境（Moreno & Mayer，1999，实验1），如图表5.3中的上面和下面的部分分别所示。在上述所有情况中，学习成绩分别通过要求学生写下他们刚学过的科学解释的内容（即保持测验）和对一系列问题解决的迁移性问题给出尽可能多的解决方案（即迁移测验）来评估。根据信息传递理论，从分离式呈现中学习的学生在保持测验和迁移测验上会比从组合式呈现中学习的学生成绩更好，而多媒体学习的认知理论做出相反的预测。

图表5.4给出接受打印文本和画面在书页或屏幕中邻近呈现的学生（组合呈现组）和打印文本和画面是彼此远离呈现的学生（分离呈现组）在保持测验中的平均成绩。可以看到，两组测验中都是组合呈现组的学生比分离呈现组的学生记住更多的学习内容。我们称之为学习保持中的空间接近效应，因为对应的语词和画面的位置在空间上接近——彼此邻近——会使学生在保持测验中成绩更好。因此，学习保持中的空间接近效应是指当对应的语词和画面呈现位置彼此邻近而非远离时，学生在言语保持测验中成绩更好。图表5.5给出每个测验的效果量（effect size）和增益率（percentage gain）：效果量中值中等偏大为0.95；增益率中值中等偏小为42％。综合这些结果我们可以说，接受组合式呈现的学生比那些接受分离式呈现的学生平均能多记住相当于大约一个标准差的解释内容（或者说能多记住42％的解释内容）。

图表5.4　学习保持中的空间接近效应：对应的语词和画面的位置彼此接近呈现（黑色柱状）比彼此远离呈现（白色柱状）时，保持成绩更好

图表5.5　学习保持中的空间接近效应：结果汇总

综上所述，这些实验结果与信息传递理论是相冲突的，而与多媒体学习的认知理论是一致的。重要的是，在基于书本的环境（Mayer，1989b，实验1）和基于计算机的环境（Moreno & Mayer，1999，实验1）中都得到相同的规律性结果。尽管如此，我们的研究主要关注的还是迁移测验成绩，这将在下节评述。

尽管保持测验中的成绩规律性与多媒体学习的认知理论十分一致，但是迁移测验的成绩才更好地评估了学生对科学解释的理解程度。图表5.6显示，接受打印文本和画面在书页或屏幕中彼此邻近呈现的学生（组合呈现组）和接受打印文本和画面彼此分离呈现的学生（分离呈现组）在迁移测验中的平均成绩。在所有五组测验中，组合呈现组的学生在回答问题解决的迁移问题时都比分离呈现组的学生能产生更多的解决方案。这就是学习迁移中的空间接近效应，因为相对应的语词和画面在空间上接近——彼此邻近——会使学生在迁移测验中取得更好的成绩。因此学习迁移中的空间接近效应是指当对应的语词和画面的呈现位置彼此接近而非远离时，学生在迁移测验中成绩更好。图表5.7给出每个测验的效果量和增益率，即效果量中值中等偏大为1.12，而增益率中值中等为68％。总之，接受组合式呈现的学生比那些接受分离式呈现的学生在问题解决式的迁移测验中能多产生平均相当于大约一个标准差的解决方案（或者说能多产生68％的解决方案）。

图表5.6　学习迁移中的空间接近效应：对应的语词和画面的位置彼此接近呈现（黑色柱状）比远离呈现（白色柱状）时，迁移成绩更好

图表5.7　学习迁移中的空间接近效应：结果汇总

和保持测验的结果一样，迁移测验的结果也与信息传递理论不符，而与多媒体学习的认知理论一致。并且基于书本的环境（Mayer，1989b，实验1；Mayer et al.，1995，实验1、实验2和实验3）和基于计算机的环境（Moreno & Mayer，1999，实验1）取得相同的规律性迁移成绩。基于书本的环境中空间接近效应更明显，但这可能是因为方法学上的差异，尤其在分离式呈现中，书本中语词和画面的距离（在不同的书页上）比计算机上两者的距离（在计算机屏幕隔开几英寸）分开得更远。如何在书本和计算机环境中设计出等同的分离呈现则有待于进一步的研究。

对课本中的插图进行的研究表明，大多数课本插图都没有为有用的教育目的服务（Britton，Woodward & Binkley，1993；Levin & Mayer，1993；Mayer，1993b；Mayer，Sims & Tajika，1995）。但是，一旦采用某些具有潜在帮助学习的插图的话，它们在书页上（或计算机屏幕上）放置的方式可能极大地影响教学效果。除了上面我们提到过的五组实验研究以外（Mayer，1989b，实验1；Mayer，et al.，1995，实验1、实验2和实验3；Moreno & Mayer，1999，实验1），其他研究者也发现同样的规律（Chandler & Sweller，1991；Pasas & van Merrienboer，1994；Sweller & Chandler，1994；Sweller，Changdler，Tierney & Cooper，1990）。

我们称作“空间接近效应”的规律性结果被其他研究者用一个更一般的名称“注意分离效应”（split-attention effect）来描述（Chandler & Sweller，1992；Sweller et al.，1990；Tarmizi & Sweller，1988）。斯韦尔勒和他的同事把“分离注意效应”定义成由于学习者必须在心理上努力整合分散的信息资源而引起对学习的任何损害。他们已经从样例学习（learning from worked-out examples）（Chandler & Sweller，1992；Cooper & Chandler，1987；Sweller & Cooper，1985；Ward & Sweller，1990）、计算机编程学习（Chandler & Sweller，1992；Sweller & Chandler，1994；Sweller et al.，1990）以及手工操作学习（Bobis, Sweller & Cooper，1993）中证实“分离注意效应”。举例来说，在学习计算机编程时，学习者不得不既使用指南手册又使用计算机时比只使用指南手册时学习难度更大（Chandler & Sweller, 1992；Sweller & Chandler，1994）。

赫加蒂（Hegarty）、卡彭特（Carpenter）和贾斯特（Just，1996）提供了学生的眼动记录的研究证据：学生可以运用正文中的描述来指导他们对所附插图的加工。例如屏幕上呈现一张描绘滑轮系统工作原理的图解和一段描述它的文本（如同我们所说的组合呈现）时，学生们通常是先阅读一两句，然后看看图解中所描述的部分，再读一两句，又看看图解中所描述的部分，等等。与多媒体学习的认知理论一致，整合语词和画面的过程看起来是在小的组块中进行的。