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Yang，HY（2016）。 注意力线索对展示台多媒体学习的影响。 教育技术与社会，19
(1), 249–262.
注意力线索对展示台多媒体学习的影响
Hui-Yu Yang
中国福建省福建工程大学外语系// yangh936@163.com （2014年10月30日提交; 2015年4月5日修订; 2015年5月23日接受）
摘要
本研究探讨各种注意力线索和认知偏好如何影响学习者对心血管系统和认知负荷的理解。 EFL学习者被随机分配到四个条件之一：无信号，静态血液信号，静态血液静态箭头信号和动画信号。 结果表明，注意力线索产生类似的表现，但有助于减少学习者的精神负担。 没有观察到认知方式和实验条件对学习者总分和认知负荷的交互作用。 高度和低度的视觉效果同样受益于注意力线索。 然而，观察到一个分测验中的交互作用，表明注意力线索可能导致高显示器之间的学习干扰。 与假设相反，注意力线索的存在并没有优化概念理解。
关键词
动画，双重编码，认知偏好，认知负荷，信号原则
介绍
没有适当的指导，在多媒体环境中学习不熟悉的主题时，学习者的注意力可能会分散注意力。 视觉线索的存在被假定为将学习者的注意力引向最重要的元素，帮助将信息组织成一个连贯的结构，并优化概念理解（Mayer，2009）。 根据信号原理，预测注意力线索可以减少学习者的外部负荷（Mayer＆Moreno，2010）并促进学习。
此外，双重编码理论（Paivio，1986）假定人类认知系统具有两个独立但相互关联的言语和非言语心理系统。 主动心智表征激活网络中的相关节点，并且传播激活在网络中触发广泛的相关语言和图像表示。 过去的经验和个体差异决定了激活的数量和质量（Clark＆Paivio，1991）。 预测学习者的认知偏好（Hegarty，Kriz，＆Cate，2003; Plass，Chun，Mayer，＆Leutner，1998）和先前的知识（Imhof等，2013）都会降低学习效率。 由于它们在构建心智模型方面的强大视觉空间能力，已经发现展示器可以从多媒体中受益（例如Chen，Hsieh和Kinshuk，2008; Plass等，1998）。
本研究扩展了以往关于多媒体学习中注意力线索效应的研究，旨在解决注意力线索能否减少学习者的认知负荷以及不同类型的认知风格和注意力线索如何影响学习的问题效率。
文献评论
认知负荷理论
工作记忆中的信息处理包括：（1）选择相关词汇，（2）选择相关图像，（3）组织选定词汇，（4）组织选定图像，以及（5）具有先验知识的听觉信息（Mayer，2009）。 在信息处理过程中，三种类型的认知负荷可能会影响学习效率：无关的，内在的和锗烷。 外部认知负荷是由差的教学设计造成的（Moreno＆Mayer，2010），但可能通过提供注意力线索而被最小化（Mayer，2009）。 由于工作记忆容量有限，预计注意提示的存在将引导学习者对目标的注意，从而最大限度地减少视觉搜索过程，释放更多的学习者参与模式构建和激活的认知资源，并促进相关负荷（de Koning，Tabbers，Rikers，＆Paas，2009），这对学习有益。
ISSN 1436-4522（在线）和1176-3647（印刷版）。 本文的“教育技术与社会”期刊可在Creative Commons CC-BY-ND-NC下查阅
3.0许可证（https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/）。 如需进一步咨询，请联系Journal Editors at ets-editors@ifets.info。
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信号原理
在认知处理方面，注意力线索分为选择，组织和整合提示 - 与工作记忆中选择，组织和整合信息的认知能力相对应。 选择线索引导学习者注意表达中最重要的元素（Crooks，Cheon，Inan，Ari和Flores，2012; de Koning等，2008,2009）。 组织提示可帮助学习者组织各种表现形式的元素，以更好地促进文本处理并提高留存率（Crooks等，2012; de Koning等，2008,2009），例如数字信号，显示因果链中的步骤以建立因果因素之间的内在联系（Harp＆Mayer，1998）。 整合提示有助于学习者将表征之间和之内的元素整合为一个整体（de Koning et al。，2009）。 在感知处理方面，独特的颜色或移动物体似乎有效捕捉学习者的注意力。 影响视觉表现的可感知性的两个特征包括视觉对比（即具有与众不同的特征的元素从背景中脱颖而出）和动态对比（即元素中的运动或时间变化证明图形 - 地面差异）注意目标并减少其额外的认知负荷（de Koning等，2009）。
关于多媒体学习中注意提示的相关研究
Crooks等人 （2012）研究了提示和情态对基于计算机的自绘图的影响，该图描绘了人类言语中发音的地方。 向学习者呈现书面或口头的文字，并存在或不存在箭头和颜色提示。 没有观察到暗示对学习效率和精神负荷的显着影响。 Lin和Atkinson（2011）研究了在动画或静态图形中学习摇滚周期的视觉提示的效率。 在视觉和非视觉提示条件下的学习者表现同样良好，并且经历了类似的认知负荷。
在Tabbers，Martens和vanMerrieuml;nboer（2004）进行的一项研究中，他们发现提供提示提高了学习效率，但在所有条件下都产生了类似的认知负荷。 Imhof等人 （2013）也探索了箭头线索对学习鱼类运动模式的影响。 学习条件包括：（a）没有箭头的多个可视化，（b）带有箭头的多个可视化，以及（c）带有箭头的单个可视化。 第一和第三个条件通过比较多个图片或使动态信息明确而有利于提高学习效率。 第二种情况似乎会造成干扰并妨碍学习。 提示对动画的无效性可能是由于多个元素同时突出显示而没有特异性造成的干扰（Moreno，2007）。
同样，Kriz和Hegarty（2007）进行了一项研究，探讨了箭头线索对学习冲洗水池的影响。 接受箭头线索的学习者在理解和故障排除测试中没有显着优于那些没有收到箭头线索的学习者。 作者认为，提示注意提示可能有助于学习者将注意力集中在最相关的元素上，但不能确保有效的概念理解和视觉表征的心理模型构造。
额外的活动（如显示速度，自我或教学解释）伴随着线索可能有助于学习者深入学习（de Koning等，2009）。 de Koning和他的同事们通过降低未固定子系统的亮度来显示与动态心血管系统中的子系统的视觉对比，进行了大量研究。 在一项关于演示速度的研究中（de Koning et al。，2011a），无论提示条件和显示速度如何，学习者在保留和传输测试中都表现出类似的性能结果。 还发现低速组比高速条件下的认知负荷更高。 这可能是由于这样一个事实，即在低速条件下，学习者不得不整合并保持信息在工作记忆中长时间活动，与高速学习者相比，产生更大的外部负荷条件。 此外，另外两项研究提出了自我或教学解释以及注意力线索（de Koning et al。，2010b，2011b），结果不一。 伴随着视觉提示的自我或教学解释似乎优化了学习者对动画心血管系统因果关系的概念性理解，产生了更好的表现，并减少了认知负担。 然而，就效率而言，自我解释或教学解释的影响尚不清楚。 在
另一方面，在他们的其他研究中，他们发现学习者在转移和推理任务方面的表现可以显示注意力线索对学习效率的积极影响（de Koning等，2008,2010b，2011b）。
Kalyuga，Chandler和Sweller（1999）比较了传统分离图和文本以及颜色编码图和文本情况对学习电路的影响。 常规组被给予下面具有书面文本的电路，而颜色代码图和文本组被呈现为具有相同的图和文本，但是在电气元件上提供额外的颜色提示，其中独特的着色方案出现时学习者点击文字。 在颜色暗示组中的那些比传统组中的那些显示出更好的测试性能和更低的认知负荷。 在处理文本和图表同时显示的分裂注意图时，文本应该用颜色提示标记，以吸引学习者的注意力。
总而言之，调查视觉注意力线索对多媒体学习效率的假设研究产生了不同的结果。 提供注意力线索可以促进学习效率（例如，Amadieu等人，2011; Boucheix等人，2011; de Koning等人，2010b，2011b; de Koning＆Tabbers，2013; Imhof等人，2013; Kalyuga等人1999），并减少学习者的外部认知负荷（例如，Amadieu等，2011; Kalyuga等，1999）; 或者它可以促进学习效率而不减少认知负荷（de Koning等人，2008,2010b; Tabbers等人，2004）; 或者它可能是无效的（例如，Crooks等，2012; de Koning等，2010a，2011a; Kriz＆Hegarty，2007; Lin＆Atkinson，2011; Moreno，2007），甚至造成干扰（例如，Imhof等2013年;莫雷诺，2007年）。
认知偏好：展示者与口头表达者
学习者的认知风格也被认为会影响学习效率。 然而，调查这一理论假设的先前研究也显示了不一致的结果。 陈等人进行的研究。 （2008），Leutner和Plass（1998）以及Plass等人。 （1998）指出，视觉表现对观察者的影响更大，这是因为他们在构建心智模型时具有强大的视觉空间能力。 但是，Hegarty等人 （2003），Imhof等人 （2013年），琼斯（2009年）和普拉斯等人。 （2003）发现视觉表示可能不支持认知偏好。 另一方面，Houml;ffler（2010）甚至认为多媒体可以弥补口头表达者的低视觉空间能力，从而使他们受益更多。
Hegarty等人。 （2003）进行了三个实验来研究学习者在冲洗水池中学习机制的心理动画能力。 他们发现，为学习者提供口头文本可能足以帮助他们构建心理图像，而动画可能不会优于静态图表，从而提高学习者的保留和故障排除能力。 具体而言，高视觉学习者在各种条件下的表现都优于低视觉学习者，但与实验处理没有显着的交互作用。
问题的陈述
关于提供注意力线索是否提高学习效率的问题（例如Boucheix等，2011; de Koning等，2008,2010b，2011b; de Koning＆Tabbers，2013; Kalyuga等，1999）或未能优化（例如，Crooks等，2012; de Koning等，2010a，2011a; Harp＆Mayer，1998; Lin＆Atkinson，2011）仍然存在争议。 此外，以前的研究仅使用图表/动画，但没有口头解释的视觉图像呈现可能不足以让学习者理解抽象概念。 伴随图表/动画的口头文本可以生动地展现抽象概念并使学习者受益（Kriz＆Hegarty，2007）。 最后，构建心理意象的能力与其视觉空间能力有关（Hegarty et al。，2003）。 然而，高视觉学习者是否从注视线索的视觉表现中获益，这是个问题。 为了解决未解决的问题，本研究中的研究问题如下：
- 学习者在不同学习条件下的依赖性措施有不同的表现吗？
- 不同条件下的学习者是否会经历不同的认知负荷？
认知偏好和实验性治疗会影响学习者的表现和认知负荷吗？
方法
参与者
参与者包括169名本科生（男性= 31，女性= 138），平均年龄19（中位数= 19.30，标准差= 0.91）入选中国东南科技大学外语系。 他们都没有生物学背景，他们也不熟悉本研究的材料。
先前的知识水平
首先应用先前的知识调查问卷和四个陈述来评估参与者的背景（de Koning et al。，2008，2011b）。 学习者通过在九点量表上标记他们对血液循环的理解来衡量他们对“我对心血管系统的理解是...”等语句的反应，以及“我对阅读关于医学科学的书籍和杂志的兴趣是...... 。“单因素方差分析显示四组之间无显着差异，F（3,166）= 0.51，pgt; 0.05。
变量
实验治疗和认知风格被操纵为主体间变量。 测量保留，图形回忆，匹配和识别测试以及认知负荷作为因变量（图1）。
图1.实验设计
独立变量
认知风格测量
学习者的认知风格使用由Felder和Soloman（1997）开发的学习风格问卷索引来确定。 问卷包含44个选
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