有关多媒体的五个问题

图表11.1、11.2和11.3所总结的资料对以下有关多媒体的五个问题提供一些答案：多媒体起作用吗？多媒体何时起作用？多媒体对谁起作用？多媒体如何起作用？什么构成一个有效的多媒体呈现？

首先要回答的一个问题是多媒体是否起作用。为了回答这个问题，我们必须首先给出多媒体和说它“起作用”的定义。我们对多媒体的定义很简单：多媒体呈现是由对应的言语和视觉信息组成。相比之下，我们可以将多媒体呈现和只有言语信息的呈现进行比较。简言之，我们可以以这样的方式重新表述这个问题：“从语词和画面中学习比从单独的语词中学习效果好吗？

我们对多媒体呈现是否起“作用”的定义依据的是两种因变量测量——学习迁移和学习保持。我们对多媒体是否起作用的测量是通过确定它是否促进学习迁移（能够利用呈现中的材料解决新问题）和学习保持（能够回忆呈现中重要的言语材料）。简言之，我们可以用这样的方式重新表述这个问题：“学生从语词和画面中学习比单独从语词中学习时在学习迁移和学习保持测验中表现得更好吗？”

多媒体认知原则，图表11.1所列出的第一个原则，回答了这个问题。在图表11.2和11.3标题栏下第一行可以看出，当学生从语词和画面中学习时比单独从语词中学习时在学习迁移和保持测验中表现得更好。这些结果为多媒体是起作用提供清晰而一致的证据；也就是说，使用语词和画面共同呈现多媒体解释比只使用语词时学习效果更好。

多媒体是否起作用的问题有点太表面，因为不是所有的多媒体信息都是同样有效的。一个更深入的问题关心的是多媒体呈现起作用的那些条件，那就是，“多媒体何时起作用？”本书所提供的大量研究回答了这个关键的问题。

总的来说，我们的研究使我们确定五种能产生有效的多媒体呈现的条件：（1）空间接近性——当对应的语词和画面在书页或屏幕上接近呈现而不是隔开呈现时；（2）时间接近性——当对应的语词和画面在时间上同时呈现而不是相继呈现时；（3）一致性——当无关的语词、声音和画面减到最少时；（4）通道性——当语词在多媒体呈现中以言语形式而不是文本形式呈现时；（5）冗余性——当语词在多媒体呈现中以言语形式而不是言语加文本的形式呈现时。这些原则在图表11.1中第二到第六个原则中得到总结。在图表11.2和11.3第二到第六行中所总结的研究中提供一致的证据，即多媒体信息在这五个条件下时产生更好的学习迁移和学习保持成绩。

另一称作个性化效应（personalization effect）的条件已开始在我们的实验室中获得一些初步研究的支持：当言语材料以对话的风格（使用第一和第二人称）呈现时比同样的言语材料以非对话风格（使用第三人称）呈现时，多媒体信息能产生更好的学习迁移成绩（但不是学习保持）。在我和罗克珊·莫雷诺所作的关于闪电呈现的两个研究中，学生接受个性化的声音或文本比接受非个性化的声音和文本时在学习迁移上表现更好（Moreno & Mayer，正在出版）。与多媒体学习认知理论和其他关于个性化研究（Reeves & Nass，1996）一致的一个解释是：当学生感觉他们正在参与一项社会性的互动时会更努力学习搞清楚材料的意义。

最后，我们也开始发现支持交互性效应（interactivity effect）的一些初步研究：当学习者能够控制呈现的速度时，多媒体信息产生更好的学习迁移成绩（但不是学习保持）。在我和保罗·钱德勒所做的一项研究中，我们设计一个交互式处理（interactivity treatment），其中闪电呈现被分成16个短小的片断，每一个片断包括一到两个句子和相应的10到15秒的动画。学生可以通过单击标有“单击这里继续”的按钮进入到下一个片断。我们第一项研究的结果表明能够控制呈现速度——通过单击按钮来接收16个片断中每个片断——的学生比接受作为一个连续单元的整个呈现的学生在学习迁移测验中表现得更好。与多媒体学习认知理论和其他关于交互性研究（Rieber，1994）一致的一个解释是：当学生控制呈现速率时可以避免工作记忆的超载。

尽管这些关于个性化和交互式效应的结果是初步的，以至于无法作为原则之一包括在图表11.1中，但是它们最终可能成为多媒体何时起作用这一问题更进一步回答的基础。

关于谁从多媒体学得最好这个问题人们还知之甚少。图表11.1所列的最后一个原则表明，设计良好的多媒体呈现对先前知识经验低的学习者比先前知识经验高的学习者作用更好；对空间能力高的学习者比空间能力低的学习者作用更好。图表11.2和11.3最后一行总结设计良好的多媒体呈现对特定类型的学习者比其他学习者会产生更高的学习迁移和保持成绩的实验证据。尽管这些证据是初步的，但它们说明设计原则需要如何根据不同类型的学习者受到限定。仍需要更多的研究来确认多媒体学习中个体差异的作用。

我们的结果与多媒体学习的认知理论最一致，该理论是建立在三个假设的基础上——人们有独立的视觉通道和听觉通道；这些通道的容量有限制；有意义学习包括主动地选择、组织和整合新进入的视觉信息和听觉信息。图表11.1、11.2和11.3所总结的每个设计效应都和多媒体学习的认知理论相一致。

第一，多媒体学习的认知理论有助于解释多媒体效应。当只有语词被呈现时，那么最有可能的认知加工是选择语词、组织语词和将语词与先前的知识进行整合。当语词和画面同时被呈现时，学习者还可能进行选择图像，组织图像以及整合语词和图像的加工。整合相关的语词和图像的加工在有意义学习中是一个关键的步骤，当一个解释内容使用词语和画面呈现，而不是只用语词呈现时，就会促进这一加工过程。

第二，多媒体学习的认知理论有助于解释空间接近性效应。当对应的语词和画面在一页中的位置彼此分离时，学习者更少可能在工作记忆中同时保持对应的言语表征和视觉表征。相比之下，当对应的语词和画面在一页中的位置彼此相邻时，学习者更有可能在工作记忆中同时保持对应的言语表征和视觉表征。因此，当语词和画面是整体而不是分离的时候，整合相关语词和画面的加工更可能发生。

第三，多媒体学习的认知理论有助于解释时间接近性效应。当对应的词语和画面在时间上彼此是分离的，学习者更少可能在工作记忆中同时保持对应的言语表征和视觉表征。相比之下，当对应的语词和画面同时呈现时，学习者更有可能在工作记忆中同时保持对应的言语表征和视觉表征。同样，同时呈现比继时呈现更有可能促进整合相关的语词和画面的加工。

第四，多媒体学习的认知理论有助于解释一致性效应。当无关的材料被呈现时，工作记忆因为保持无关的语词和／或无关的画面变得凌乱，使得要在短时记忆里同时保持对应的相关词语和画面显得更为困难。相比之下，当只有相关的材料被呈现时，工作记忆更可能同时保持对应的相关语词和画面。这种情况能促进有意义学习中一个关键步骤，即整合对应的语词和画面的过程。

第五，多媒体学习的认知理论能说明通道效应和冗余效应。当语词以文本形式呈现时，它们必须与动画在视觉通道竞争视觉注意，形成所谓的注意分离（split attention）。简言之，视觉注意在动画和文本之间被分离，导致更少相关的材料被选择用于进一步的加工。相比之下，当语词按照讲解形式呈现时，它们可以在听觉通道被加工，因此解放视觉通道用于动画加工。这种情况最有可能促进有意义学习的关键步骤——整合对应的语词和画面的加工。

最后，我们所获得的个体差异效应也与多媒体学习的认知理论相一致。高知识水平的学习者能够独立地形成和使用表象，因此不需要设计良好的多媒体呈现。相比之下，低知识水平的学习者可能需要向他们提供图像，因此更有可能从多媒体呈现中受益。多媒体学习可能需要良好的空间认知技能，因此，良好的多媒体设计对高空间能力的学习者比低空间能力学习者可能更有帮助。低空间能力学习者要在工作记忆中保持图像可能需要花费大量的心理能量以至没有足够的空间用于在心理上整合语词和画面。相比之下，高空间能力的学习者可以有充分的心理空间来容纳图像并且也能够将它们与言语表征整合。

我们无法发现对信息传递理论的支持，在这一理论中呈现的视觉和言语模式被看作两个传递通道。信息传递这样的比喻似乎对有效的多媒体信息设计并不是一个建设性的比喻。我宁愿把多媒体学习者看作主动的意义形成者，他们能主动地通过容量高度有限的视觉通道和听觉通道加工新进入的词语和画面。为了理解多媒体设计，似乎有必要从关于人们如何从语词和画面中学习的一个一贯的理论开始。

我们的研究使我们能够提出一个有效多媒体呈现具有的特征。让我们开始只集中关注基于计算机环境的多媒体呈现，这种呈现试图使用带有解说的动画来解释某些事物是如何工作的。第一，呈现应该由语词和画面共同组成，也就是说呈现包括解说和动画而不仅仅是解说。简言之，呈现应该是多媒体的。第二，动画和解说对应的部分应该在时间上是同时呈现的。简言之，呈现应该是整合在一起的。第三，应该只呈现核心的因果解释，无关的语词、声音和画面都不呈现。简言之，呈现应该是简明的。第四，语词应该以讲解形式（即解说）而不是文本形式（即屏幕文本）或讲解加文本的形式呈现。简言之，呈现应该是通道化的——词语直接被导向听力通道，画面直接被导向视觉通道。最后，材料自身应该具有潜在的意义结构——例如因果链。因此，最有效的基于计算机环境的多媒体呈现是一个动画加解说的简明呈现（CAN），我将其定义为描述因果系统的简明的解说配以描绘因果系统的简洁的动画。简言之，动画加解说的简明呈现是基于计算机环境的有效多媒体信息的建筑单元。图表11.4总结动画加解说的简明呈现的特征。这个分析帮助我们扩展了里伯（1990a，1990b）关于动画作为基于计算机环境的教学辅助设备的潜能的早期研究。

图表11.4　动画加解说的简明呈现的特征

让我们以同样的方式检验基于书本环境的有效多媒体呈现的特征，这种呈现由文本和插图组成。首先，呈现应该由词语和画面共同组成，也就是说呈现包括文本和插图而不仅仅是文本自身。简言之，呈现应该是多媒体的。第二，文本和插图相对应的部分在书页中呈现时应该是相互邻近。简言之，呈现应该是整合的。第三，呈现的应该是核心的因果解释，无关的文本和插图都应剔除掉。插图必须由描绘系统不同状态的一系列画面组成，而且每一幅画面应该包括描述系统状态的文本。最后，材料自身应该具有一个潜在意义的结构——例如因果链。因此，最有效的基于书本环境的多媒体呈现是一个插图加注解的简明呈现（CAI），我将其定义为分别配有简明的文本标题的一系列简洁的画面。简言之，插图加注解的简明呈现是基于书本环境的有效多媒体呈现的建筑单元。图表11.5总结插图加注解的简明呈现的特征。这个分析帮助我们扩展了关于插图在基于文本环境的教学中潜能的早期研究（Mandl & Levin，1989；Schnotz & Kulhavy，1994；Willows & Houghton，1987）。

图表11.5　插图加注解的简明呈现的特征