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探索诱人的细节和插图动态对幼儿折纸工作表现的影响
背景
以往的研究表明,动态插图与静态插图相比,会导致更高的绩效水平,特别是在手动程序方面。其他研究人员也研究了吸引人的细节(即:,吸引人但不相关的附加展示)对学生的兴趣有积极的影响,但对学习却有消极的影响。
目标
这两项研究的目的是调查动画和静态的展示,再加上诱人的细节,对学生在纸张折叠任务上的表现的影响(即:在自然主义的学校环境中。
方法
55名儿童(5-6岁)参加了第一次研究,并被随机分配到四个组中的一个组。第二个研究对象是年龄较大的儿童(72岁或三年级),以及更为复杂的折纸任务。
结果和结论
在第一项研究中,研究结果显示了诱人的细节对儿童的表现和任务时间的负面影响,但没有显示格式的影响。在第二项研究中,没有发现诱惑性细节对学生成绩的负面影响,但动画插图显著提高了孩子的表现,减少了任务时间。然而,与动画演示相比,诱人的细节往往更大程度地影响学习。任务困难和学生抑制不相关信息的能力可以解释这些结果。
1.导言
一个人应如何有效地提供资讯,以推广学生的学习经验(例如:,满足感、兴趣和动机)和成就?从多媒体文件中学习现在是学生在教育环境中的一种常见做法。在多媒体文档中向学习者提供信息有许多方法。此外,教学设计的选择也是至关重要的,因为它们可以极大地影响学生的信息处理,进而影响他们的学习成绩(参见梅耶尔的多媒体原则,梅耶尔∓菲奥雷拉,2021;托卡)。 2022)。在自然环境中进行的两项实验研究中,我们研究了插图类型的影响,特别是静态和动态的影响,以及具有诱惑力的细节的存在对小孩子在折纸任务中表现的影响。
1.1使用动态插图展示程序性知识对学习的影响
"动画"这一术语指的是"生成一系列框架的任何应用程序,因此每一个框架看起来都是对前一个框架的修改,框架的顺序由设计者或用户决定"(贝坦库尔和特维斯基)。 2000 ,p.这是学校多媒体学习材料中越来越普遍的组成部分。它们被广泛认为是向学习者展示动态主题的一种本质上有效的方式,特别是在目标受众感到复杂和不熟悉的情况下。然而,研究表明,动画图形不一定比静态图形更好,因为它有助于理解(伯尼和贝坦库尔, 2016 洛威等人。, 2022 )。动画处理中的主要挑战之一与它的短暂性有关(洛威与布切克斯, 2008 ;西班牙人等, 2011 )。当学习者被呈现出暂态信息时,他们必须同时存储、处理和链接先前和当前的信息。学习瞬态信息可能要求很高,并可能导致严重损害从动画建立的精神模型的质量(洛威&从不;布切克斯, 2008 , 2011 )。因此,瞬态信息可被认为对学习者的工作记忆具有消极的认知负荷影响(LYYY&她们的工作记忆力)。 2011 ; Lowe, 1999 ;斯韦勒等人。, 2011 ;王等人, 2012 )。可以假设,这种负面影响甚至可能对年幼儿童更大,他们可能没有与成年人一样的认知控制或执行功能能力(见Barruillet等)。, 2007 )。然而,对静态和动画图形或图像的有效性进行的所有四项元分析都表明,与静态展示相比,动画对学习和理解的影响是积极的。 2016 *卡斯特罗-阿隆索等人。, 2019 ;赫弗勒·普勒和卢特纳, 2007 ;普洛茨纳等人, 2020 )。在三个第一元分析中,发现了小到中的正效应的部分动画(分别为0.37,0.22和0.23)。普洛茨纳等人( 2020 )建议的影响学习成果表现的新主持人:动画或视频中显示的时空变化及其复杂程度。结果表明,在显示复杂的时间相关特征,如速度或加速时,动画比静态图形更有效。
这些元分析与先前的研究相结合,表明当学习材料是以人的运动为基础的,特别是以手为基础的程序时,动画演示特别有益和优于静态演示(Ayres等人)。, 2009 …… 2017 布拉克等人, 2015 ),由于人类能够通过观察来学习运动任务(阿盖尔和贾迈特, 2009 )。这些研究的结果在各种程序上非常相似:折纸和乐高,马库斯等。( 2013 ),打结,施万及利普( 2004 ),黄等人。( 2009 ),黄等人。( 2012 );有关镜像神经元系统理论的综述,见范高格等人。( 2009 )。在这方面,这种通过直接观察来学习动作的能力的一个解释是存在一个高效的镜像神经元系统(里佐拉蒂和克雷耶罗, 2004 也见范高格等人。 2009 )。布奇艾克斯和福雷斯蒂埃( 2017 )提出了一个补充解释,他们称之为"对认知负荷的静态呈现效应"(P。359,另见姜军, 2022 )。以往的研究经常认为,与动画的短暂性有关的处理困难并没有在静态图形中出现,因为信息仍然可以提供给学习者(Ayres等人)。, 2009 ; Bétrancourt, 2005 …… 2009 加尼尔和德弗里斯, 2016 ;黑格提等人。, 2003 …… 2022 ;梅耶尔等人。, 2007 )。然而,处理一系列静态图片需要从展示关键步骤中推断出所涉及的动态。这一处理活动需要有能力使用对主题的事先知识,特别是对幼儿而言,而且还取决于提出的关键框架之间的时间距离。此外,当任务涉及长时间的程序时,静态图形可能需要在图片之间进行高级别的视觉搜索,抑制不相关信息,从而竞争注意力(Barruillet等)。, 2007 …… 2017 洛威和布奇克斯, 2016 )。在一项关于从视频中学习急救的研究中,阿盖尔和贾迈特( 2009 )发现静态图片的数量非常重要。这是符合布奇艾克斯和福雷斯蒂埃( 2017 ),他们认为一系列静态图片所需的额外处理需求可能会增加外部的认知负荷。 2014 )。最后,用静态图片呈现一系列动态事件可能会破坏该过程的视觉连续性,特别是手部动态(参见"电影连续性注意理论"--Atocc--由史密斯提出, 2012 史密斯等人, 2012 )。时间连续性可以帮助记忆连续事件显示,特别是手部程序。
在许多比较动态和静态演示的学习的研究中,大多数涉及成年人;大多数是大学生;或中学生或高中生。其中只有少数研究涉及年幼儿童(例如:、布奇艾克斯和吉纳德, 2005 ;库克等人。, 2017 ;邮政等人, 2013 ),更少的研究涉及手工艺学习(例如:,布奇艾克斯和福雷斯蒂埃, 2017 ,为了打结,还有王等人。, 2012 ,用于折纸)。参加这些学习的儿童年龄在8至11岁之间,在小学毕业时。就像成年人一样,小学生从动画演示中学到的东西似乎多于从程序内容相同的静态演示中学到的东西。例如,在10-11岁儿童的折纸任务中,王等人。( 2012 实验1)结果表明,当以短段形式呈现暂态信息时,动画被认为优于静态图形,因此小学生具有观察学习的能力。然而,当在长段中呈现暂态信息时,动画往往会失去相对于静态图形的优势,这可能与所呈现的大量信息有关。这些结果被部分复制到了一个任务中,那就是10-11岁的孩子在航海上打结。 2017,试验1)。在动态呈现状态下,孩子们需要的学习系航海节的时间要比静态对应状态下少得多。然而,结果表明,将动画划分成较长的部分并不总是失去静态图形的优越性。有人认为,一系列静态图形可以:(一)增加图片内部和之间与抑制相关的处理需求;(二)打破自然动态过程的注意力连续性优势;(三)降低任务的成本效益。连续的手和绳子一起运动可以提供"自然的人类动作暗示",对模仿手势的儿童很有用,这可以促进微步骤和整体学习的联系。
据我们所知,没有研究测试动画的优势静态图形教学程序(折纸)的儿童从5至8岁。处理动态信息对于幼儿园年龄段的儿童来说可能是感知和认知上的要求,但由于人类从观察中学习程序的能力,动态显示仍然可能比静态图形更优越。此外,通常为了增加动机和学习参与,幼儿使用的教育多媒体材料包括有吸引力的装饰和诱人的细节。这种添加可能会影响动态或静态表示的效果,下一节将探讨这个问题。
1.2诱人的细节如何影响学生的学习?
具有诱惑力的细节被定义为"有趣但不相关的信息,对于实现教学目标是不必要的"。 2012 ,p.216)。为了使演讲更有吸引力,激发学生的兴趣和动力,一些教师可能会在多媒体文档中使用一些诱人的细节(本德等人)。, 2021a )。根据莫雷诺的认知情感与媒介学习理论(卡特姆,莫雷诺, 2006 , 2009 莫雷诺和梅耶尔, 2007 也见施奈德等人。, 2021 动机是一个重要的学习调控过程,它可以通过培养生成过程来增加学生的学习。事实上,积极性可以积极影响学习者在深入信息过程中的投资努力,从而影响他们在学习任务中的参与(梅耶)。 2014a , 2014b )。为此,一些研究表明,装饰性的图片,被认为是诱人的细节,可以提高学生的兴趣(例如。、马格纳等人。, 2014 ;王和阿德斯佩, 2016 )。一些研究还发现,在特定条件下,对学习成果具有诱惑力的细节(例如:、薯条等。, 2019 ;凯泽-努特等人。, 2018 雷曼等人, 2019 王等人。, 2021 ).
然而,一些元分析强调了诱人的细节对学习成绩的负面整体影响(雷伊。 2012 --------------------------------------------------------------- 2020 又见诺特尔等人。, 2022 )。更确切地说,在雷伊的元分析中, 2012 ),我们发现中小型影响的效果表现( D =0.30)而转移性能的影响大小为中( D =0.48)这指的是诱人的细节原则,它断言当有趣但不重要的附加物被排除在外时,人们从多媒体展示中学习得更深入(Rey, 2014 ,p.133)。这一原则与连贯性原则有关,它认为,当不包括外来的单词和图像时,人们会更好地学习。具有诱惑力的细节会增加外部的认知负荷(也就是说。,负载是由信息的表达方式和与多媒体文件的教学设计的链接所决定的。, 2019 ),这与学习无关。更具体地说,诱人的细节可能会消耗学习者有限的认知资源,而这些资源本可用于深入处理多媒体文档中的相关信息。如埃特尔等人所说。( 2018,p.21),"诱人的细节对学习是有害的,因为它们使学生更难选择相关信息并将其整合到一致的心理表现中(反映在增加的ECL中),或者仅仅因为它们需要处理与事后测试表现不相关的额外信息。"
在马格纳等人。( 2014 ),八年级的学生在认知导师的几何课上工作,或者有有趣的装饰插图,或者没有这些插图。结果证实,观看这些诱人的细节会增加学生对情景的兴趣。此外,研究结果还显示了根据学生的事先知识而对学习产生的不同影响:低知识水平的学生在几乎转移的任务上表现得更好,没有诱人的细节(包括"结构或解决原理相同,但表面特征不同的问题,如物体和数字",等等)。, 2003 ,p.而高优先知识的学生在获得诱人的细节时,在接近转移的任务上表现得更好。这些结果与朴等人获得的结果一致。( 2011 )他表示,诱人的细节对低负荷环境下的学习有积极的影响(另见Kor巴赫等人。, 2016 )。在王和阿德斯佩的书房里(王和阿德斯佩, 2016 ),九年级的学生学习的要么是仅有的关于地质的一段,要么是同样的一段,但有诱人的细节。他们的结果表明,在具有诱惑力的细节组中,学习者对学习材料的评价在触发情景兴趣方面更高。然而,中介分析表明,触发学习者的情景兴趣是对其记忆表现的一个重要的负面预测因素。据王和德塞佩说( 2016 ),这些负面影响是由于学习者的情境兴趣是由不相关的信息触发的,而这些信息反过来又损害了他们的学习。此外,在研究含有诱人插图的文本时,记录学习者的眼球跟踪行为显示,与具有高记忆能力的学习者相比,工作记忆能力低的学习者更经常地看并花费更多时间在诱人插图上(桑切斯&弄;威利) 2006 )。因此,诱人的细节会对新手学习者不利,因为它们会减少他们对相关信息的关注。 2018 ;帕克等人, 2015 )。总体而言,用诱人的插图学习可以减少相关文本区域的固定时间(帕克等人)。, 2020 ).
埃特尔等人进行的一项有趣的研究。( 2018 )显示,当学习者得知细节的无关性时,没有观察到诱惑性细节对学习结果的负面影响(见本德等人)。, 2021a 同样的结果)。学生意识到这些信息的不相关性可以帮助他们控制和忽视他们的认知过程,从而避免在学习中分心(关于认知负荷的自我管理,参见Eitel等)。, 2020 )。当学生处理诱人的细节而不被告知这些信息是不相关的,他们可以根据这些诱人的细节构建心理模型,这将损害他们的学习成绩(转移过程,班德等)。, 2021b ).
最后,最近的研究表明,诱人的细节对新手学习者是有害的,即使他们可以增加他们的情景兴趣(例如。,雷, 2012 --------------------------------------------------------------- 2020 )。这些细节会分散学习者对相关信息的注意力,扰乱他们对整合多媒体文档中关键信息的连贯心理模型的阐述。 2018 ;本德尔等人。, 2021b ;帕克等人, 2015 , 2020 ).
1.2.1当前研究和假设概述
迄今为止,还没有任何研究调查动画的效果,再加上诱人的细节,如何影响学习。一方面,关于动画相对于静态对应方的好处的研究表明,当学习过程知识时,动态和静态可视化之间的显著差异比学习声明性或概念性知识时(例如,学习过程知识时)更经常地获得。、艾雷斯等人, 2009 …… 2017 布拉克等人, 2015 )。此外,在对静态和动画插图在学习中的有效性进行的四项元分析中,在程序知识和动作任务中,有利于动画的效果大小高于声明知识和概念知识(伯尼和贝坦库尔, 2016 *卡斯特罗-阿隆索等人。, 2019 ;赫弗勒·普勒和卢特纳, 2007 ;普洛茨纳等人, 2020 也见洛威等人。, 2022)。另一方面,据我们所知,当学习者阅读解释性文本、多媒体演示或观看有关科学主题的视频时,人们已经广泛研究了具有诱惑力的细节。因此,仍然存在的问题是,动态和静态展示形式之间的差异是否会得到保留,特别是如果具有诱惑力的细节仍然会分散学习者的注意力和/或在他们进行手势动作时使他们有限的工作记忆超负荷。
此外,以前的大多数研究都是在大学生中进行的。目前的两项研究旨在测试动画插图和诱人的细节对小学生的影响。此外,正如最近对桑达拉扬和阿德斯佩( 2020 ),对课堂上诱人的细节只进行了几次调查。这就是为什么我们在自然环境中和孩子一起进行这些研究。
此外,在学习任务中,吸引人的细节往往被放置在相关的领域,这意味着学习者必须处理这些细节,从而产生负面影响。这也解释了为什么告诉学生他们的不相关性可以防止诱惑性细节的负面影响,因为学习者不再处理这些信息(Eitel等人)。, 2018)。然而,有时,诱人的细节是不可分割的,必须处理的领域,以完成学习任务。在这里,我们选择使用一些材料,把诱人的细节放在儿童必须处理的相关领域。学生们看到了用一张空白纸(没有诱人的细节)或一张印刷的设计纸(带有诱人的细节)制作的折纸。据我们所知,目前的两项研究是第一次测试动画对静态图形的优越性,再加上诱人的细节的影响,在自然环境中与年幼的儿童学习手摇动作(折纸)。
根据以前对学生完成这项任务的研究,我们预期动画会有积极的效果(H1A,Boucheix&从不; 2017 )及其对诱惑性细节的负面影响(H1B,桑达拉扬和阿德斯佩, 2020 )。我们还预计,在静态插图组中,诱惑性细节的负面影响会更大,因为这个组的认知负荷会更高(H1C)。
预期在任务上花费的时间也会产生类似的效果:观看动画插图会减少任务上花费的时间(H2A),而诱人的细节会增加(H2B)。插图类型和诱人的细节之间的交互作用也是意料之中的:静态插图组中花在任务上的时间将是最高的(h2c)。
关于学生的情景兴趣,根据先前的研究,我们假设观看诱人的细节会增加学生的情景兴趣(H3A,Magner等)。, 2014 )。我们还希望动画插图能对学生的兴趣产生积极的影响(H3B,贝坦库尔和特弗斯基, 2000 ).
关于认知负荷,我们假设观看静态插图会导致更高的认知负荷,因为学生需要从关键步骤的展示中推断出动态(H4,Boucheix&从不…… 2017)。关于诱惑性细节对学生认知负荷的影响,可以提出两种不同的假设。一方面,诱人的细节可以增加学生的认知负荷,因为他们为了不相关的信息处理而消耗有限的认知资源。另一方面,通过使文档更具吸引力和针对学生的情境兴趣,这些细节可以减少学生对学习环境所引起的认知负荷的感知。因此,对于诱惑性细节对认知负荷的影响没有任何假设。
2 EXPERIMENT 1
2.1方法
2.1.1参与者和设计
以前关于诱惑性细节对学习的影响的研究表明,影响大小从中小(参见Noeel等人的元分析)。, 2022 ; Rey, 2012 --------------------------------------------------------------- 2020 )。基于中小型效应大小的双向变异分析,即两个主体因素之间的关系,与本实验的两个因素相对应(即。,存在或没有诱人的细节和格式,静态和。我们进行了两个功率分析:(1)用G*功率3.1进行的折衷功率分析(计算隐含的A和功率,给定的正/正比率,样本大小和影响大小)(Four等人)。, 2007 )显示的效果尺寸 f 0.25,a β / α 1与a的比例(1----欧特拉姆.(2)用G*功率3.1进行了灵敏度功率分析(FAUL等人)。, 2007 )以四组来估计可侦测的最小效应大小( n =21-23)此分析表明,对于一个功率(1-欧卡.Prob)。)为0.80,中型影响尺寸 f 以目前的样本尺寸可以检测到0.38。
幼儿园最后一年有55名儿童( M 年龄 =5.6岁,来自三个不同教室的28名女生和27名男生参加了这项研究。所有的孩子都在从事纸张折叠工作,以复制代表猫头的折纸。
实验遵循2×2设计,其中插图的类型(静态和静态).动画片和诱人的细节(不管有没有)都是主体之间的因素。这导致了四个实验组,随机分配给儿童:静态插图,没有诱人的细节( n =15),带有诱人细节的静态插图( n =15),动画插图,无诱人细节( n =13),以及带有诱人细节的动画插图( n =12,见图 1 ).
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图1
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幻灯片
四个研究条件的插图:无诱惑性细节的静态插图(左上),有诱惑性细节的静态插图(右上),无诱惑性细节的动画插图(左下),有诱惑性细节的动画插图(右下)。
2.1.2材料
在两个动画插图组中,孩子们在平板电脑上看到了折纸折叠动作的视频。动画组中的每个孩子都有一台单独的平板电脑可以在上面观看视频,并且有机会在视频中暂停和导航。在画图组中,向儿童提供了一个由8页组成的小册子,每页有一个图像。这八幅图片描绘了孩子们为了复制折纸而必须执行的八个动作。这些动作是用图片上的箭头和虚线描述的。 1 )。纸上或视频上显示的纸张折叠动作是用一张空白纸(没有诱人的细节)或由各种绘图组成的印刷设计纸(带有诱人的细节;见图 1 )。在动画-插图-诱惑-细节组中,在视频角的折叠动作中出现了三幅小动物图画。在动画插图组中,视频持续2分钟16秒,没有诱人的细节,2分钟40秒,充满诱惑的细节。所有的孩子都得到一张白纸,在看录像或看插图时复制折纸。
2.1.3措施
认知负荷
参与者被要求在一个由1(非常困难)到5(非常简单)的五点利克特标准项目的任务中评定他们感知的认知负荷。量表的每个点都与一个彩色笑脸相关联,以帮助孩子们在量表上定位自己。所使用的问题如下:"你认为这项活动难以实现吗?"这一项目改编自莫雷诺和瓦尔迪兹使用的项目( 2005 )及德列和梅尔( 2008 )。为了方便数据的解释,结果被逆转,以使高分显示高认知负荷感知。
情况兴趣
孩子们还被要求在一个由1(一点也不喜欢)到5(非常喜欢)之间的五点利克特标准项目的纸张折叠任务中评估他们的情景兴趣。与认知负荷项目一样,量表的每个点都与一个彩色笑脸相关联,以帮助孩子在量表上定位自己。所使用的问题如下:"你觉得这项活动有趣吗?"这一项目改编自联邦就业政策委员会和莫雷诺的兴趣/动机层面。 2010 )和施密特的情景感兴趣量表(罗根和施密特, 2014 ).
儿童成就
当一个孩子完成了折叠纸的任务,老师收集了他们制作的折纸,并记下了参与者的代码。这使我们可以通过计算孩子们在制作折纸过程中正确完成的八个步骤的数量来评估他们的成就。东门座可以部分构造,也可以用一些错误构造,或者是完美的构造。
花在任务上的时间
所有的孩子都同时开始这项活动.每个人都以自己的速度,在一张白纸上单独制作折纸。计时器被用来测量完成纸张折叠任务所需的时间。当一个孩子认为他或她完成了任务时,他或她被要求举手向老师表明这一点。因此,在任务上花费的时间是从儿童开始活动到他们举手之间的时间。此外,为这项任务规定了10分钟的时限。
2.1.4程序
首先,孩子们被告知了参与研究的不同步骤。他们还被告知学习的时间,也就是说,10分钟的时间限制来构建折纸。这个任务是在教室里单独完成的.根据他们的学习小组,孩子们在平板电脑上观看录像(动画插图组)或使用由八页组成的小册子(静态插图组每页一张图片)时执行这项任务。在执行任务期间,他们可以自由浏览视频和小册子的页面。然而,孩子们被告知,老师不会帮助他们做纸张折叠工作,他们不得不自己制作折纸。当孩子们相信自己完成了折纸时,他们也被指示静静地举手。在开始这项任务之前,老师确保所有的孩子都能理解说明,没有问题。当老师收集折纸时,孩子被提供了主观评级表来完成。如果一个孩子很快完成了任务,老师会给他们涂颜色的书页,帮助他们耐心地等待。
2.1.5数据分析
我们进行了一个多元化分析,以测试这些条件对本研究中收集到的各种措施的影响:成就、任务花费的时间、感知情景兴趣和认知负荷。所获得的显著的主要效应是后续的阳极为每个依赖变量。表中列出了每组采取各种措施的手段和安全数据单。 1 .所有分析都是使用Jamovi计算机软件进行的(见Jamovi项目, 2019 ;R核心团队, 2018 ).
TABLE 1. 实验1结果变量的平均百分比(和标准偏差)。
却没有诱人的细节 充满诱惑的细节
静态插图( n = 15) 动画插图( n = 13) 静态插图( n = 15) 动画插图( n = 12)
正确完成步骤的百分比 87.5 (22.2) 91.3 (11.8) 70.8 (22.0) 69.8 (33.9)
花在任务上的时间。) 4.29 (1.38) 6.15 (2.38) 7.16 (2.51) 6.98 (2.76)
情况利益/5 4.27 (1.39) 4.23 (1.09) 3.67 (1.76) 4.33 (1.23)
认知负荷/5 1.87 (1.30) 2.00 (1.63) 3.13 (1.55) 2.42 (1.78)
2.2结果
多诺娃揭示了具有诱惑力的细节威尔克的兰布达=0.790, P =0.021,但对插图类型没有显著的主要影响,威尔克的兰布达=0.904, P =0.294。也没有显著的相互作用,威尔克的兰姆达=0.918, P = 0.380.
2.2.1儿童成就
孩子们的成就是通过计算他们在构建折纸过程中正确执行的步骤数来计算的。分析揭示了具有诱惑力的细节的重要作用, F (1, 51) = 9.072, P = 0.004, η 2 =0.151(支持H1B)但对插图类型没有显著的主要影响, F (1, 51) = 0.049, P = 0.826, η 2 =0.001(与H1A相矛盾)。此外,与H1C相反,插图类型与诱人细节之间的相互作用并不显著, F (1, 51) = 0.148, P = 0.702, η 2 =0.002。结果显示,这些群体中的儿童没有诱人的细节(即:,没有诱人细节的静态插图和没有诱人细节的动画插图),在具有诱人细节(即:,带有诱人细节的静态插图和带有诱人细节的动画插图)。更具体地说,当孩子们通过看一张白纸来完成任务时,他们的得分超过了那些用印刷的设计纸看折叠动作的人( M =7.14正确行动的8比。和 M = 5.63, respectively).
2.2.2工作时间
根据H2B,变异数分析揭示了在任务上花费时间的重要细节, F (1, 51) = 8.93, P = 0.004, η 2 =0.139。但是,插图的类型没有得到显著的主要影响, F (1, 51) = 1.83, P = 0.182, η 2 =0.028,与H2A相抵触。此外,插图的类型与具有诱惑力的细节之间的相互作用也不显著, F (1, 51) = 2.67, P = 0.108, η 2 =0.041(与H2c相矛盾)。研究结果显示,增加具有诱惑力的细节增加了完成任务的时间( M =平均5.15分钟,两组中没有诱人的细节 M =平均7.08分钟,两组都有诱人的细节)。
2.2.3情景利益
方差分析表明,对儿童的插图类型没有主要影响。他们对这项任务的兴趣, F (1, 51) = 0.683, P = 0.413, η 2 =0.013。也没有什么主要的影响存在诱惑性的细节, F (1, 51) = 0.425, P = 0.518, η 2 =0.008,或插图类型与具有诱惑力的细节之间的相互作用, F (1, 51) = 0.847, P = 0.362, η 2 =0.016。这些结果与H3A和H3B相矛盾。
2.2.4认知负荷
方差分析显示,在儿童的插图类型中没有主要影响。他们对任务引起的认知负荷的评级,与H4相矛盾, F (1, 51) = 0.475, P = 0.494, η 2 =0.008。对诱人的细节产生边际效应, F (1, 51) = 3.957, P = 0.052, η 2 =0.070,儿童在看插图时,没有诱人的细节,与那些看插图时有诱惑力的细节相比,这项任务更容易完成。分析显示没有显著的相互作用, F (1, 51) = 1.009, P = 0.320, η 2 = 0.018.
2.3实验1的讨论
结果显示,诱人的细节对儿童的表现产生负面影响。与那些没有获得诱人细节的孩子相比,孩子们在纸张折叠过程中表现得更好。诱人的细节也增加了在任务上花费的时间。这些结果与以前描述不相关信息对理解的负面影响的元分析一致。这也符合诱惑性的细节原则和连贯性原则,该原则规定,不应将外来的材料从多媒体文件中排除(梅耶尔和菲奥雷拉, 2021 ; Rey, 2014 --------------------------------------------------------------- 2020 也见酒席等。, 2021a ).
此外,与我们的期望和先前的研究相反,诱人的细节并没有提高儿童对情境的兴趣(例如:,王和艾泽佩, 2016 )。然而,情景感兴趣的数据显示,所有的学生都很受纸张折叠任务的推动(约75%的儿童将自己定位在4分或5分利克特量表)。
此外,对于这项任务引起的认知负荷,观察到了一个边际效应:当教学材料中有诱人的细节时,诱惑----细节群体中的儿童往往会认为这项任务会导致更多的认知负荷。这个结果强调了诱惑性细节对儿童学习体验的负面影响。
与我们的期望相反,没有发现动画方面的积极影响,尽管材料涉及一个动态的过程。动画插图并不影响学生的表现,这一事实与先前的研究结果相矛盾(例如:、卡斯特罗-阿隆索等人。, 2019 ;普洛茨纳等人, 2020 )。动画部分没有正面影响可能是由于任务相对容易。这一文件折叠任务仅由八个简单的步骤组成,因为它是由5-6岁的儿童完成的,其中大约80%的人成功地完成了这一任务,这表明了一个上限效应。正如以前的研究人员所显示的,动画的积极影响主要是在动态任务具有挑战性时观察到的(Lowe等人)。, 2022)。在目前情况下,与静态演示相比,动画演示程序可能太容易使任务受益。
这项研究也有某些局限性。首先,动画插图组中的儿童拥有平板电脑上展示的材料,而静态插图组则在纸张上查看插图。处理小册子不同于操作平板电脑等数字工具,学生可以或多或少地使用这类技术。此外,平板电脑的使用可能会影响儿童的学习经验和认知负荷,以及他们对任务的感兴趣。此外,它还可能影响到完成折纸工作的时间和他们的参与。然而,最近的研究表明所使用的介质(纸和纸)不影响阅读理解能力高的儿童的文字理解能力(德尔加多和萨尔梅龙, 2022 ;萨梅龙等人, 2021 )。第二,在两种情况下使用的印刷设计纸"细节诱人",由于印刷设计纸的背景是深灰色(见图)。 1 )。这种颜色有可能会模糊在两种条件下用于帮助折纸的折线。第三,有三幅动物的图画出现在动画插图和诱惑细节组中,它们没有出现在静态插图组中具有诱惑力的细节。最后,使用的折纸只由八个简单的步骤组成。作出这一选择是因为孩子的年龄。
3 EXPERIMENT 2
在实验2中,所有这些潜在的偏见都通过以下方法得到了克服:(一)选择更轻更亮的印刷设计纸;(二)去除动物在动物插图组中出现的具有诱惑力的细节;(三)在所有四个研究组中使用平板电脑。此外,我们选择了与年龄较大的儿童(二年级和三年级)进行这项研究,但他们仍然处于自然主义的课堂环境中。
这些假设与实验1中提出的相同.
3.1方法
3.1.1参与者和设计
与实验1一样,基于中小效应大小的双向方差分析,这是与实验中的两个因素(即。,存在或没有诱人的细节和格式,静态和。我们进行了两个功率分析:(1)折衷功率分析(计算隐含A和功率,给定) β / α 用G*功率3.1进行的比率、样品尺寸和效果尺寸, 2007 )显示的效果尺寸 f 0.25,a β / α 1与a的比例(1) β 呃.普罗布。(2)用G*功率3.1进行了灵敏度功率分析(FAUL等人)。, 2007 )以四组来估计可侦测的最小效应大小( n =15-19)分析表明,对于一个权力(1) β 呃.普罗布。)0.90,中等影响尺寸 f 以目前的样本尺寸可以检测到0.38。
48名二年级学生和24名三年级学生( M 四个教室的年龄=8.01岁,可持续发展=0.55,37个女孩和35个男孩)参加了这项研究。整个抽样共有72名儿童。与实验1一样,所有的孩子都在从事折叠纸张的工作,以复制折纸。这一次,折纸代表了一个冰淇淋。
和实验1一样,这个实验遵循了2×2设计,其中插图的类型(静态和静态).动画片和诱人的细节(不管有没有)都是主体之间的因素。这导致四个实验组的儿童被随机分配:静态插图,没有诱人的细节( n =19),带有诱人细节的静态插图( n =19),动画插图,无诱人细节( n =19),以及带有诱人细节的动画插图( n =15;见图 2 ).
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图2
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幻灯片
实验2四个研究条件的插图:无诱惑性细节的静态插图(左上),有诱惑性细节的静态插图(右上),无诱惑性细节的动画插图(左下),有诱惑性细节的动画插图(右下)。
3.1.2材料
在这两个动画插图组中,孩子们在平板电脑上看到了制作折纸的视频。动画插图组中的每个孩子都有一台个人平板电脑,可以在电脑上观看视频,并有机会在视频中自由地暂停和导航。在静态插图组中,孩子们在平板电脑上看到静态插图。他们在平板上看到的文件由14页组成,每页有一个图像(即:,视频截图)。这14幅图片描绘了孩子们为了复制折纸而不得不采取的14项行动。这些动作是在图片中使用蓝色箭头描述的(见图)。 2 )。提供的文件中的纸张折叠操作要么是用一张空白纸(没有诱人的细节)进行的,要么是由各种绘图组成的印刷设计纸(带有诱人的细节;见图 2 )。在动画组中,视频持续3分钟44秒,没有诱人的细节,3分钟41秒,充满诱惑的细节。向所有儿童提供一张白纸,在观看录像或研究提供的各种插图时复制折纸。
3.1.3措施
所收集的测量方法与实验1相同:认知负荷、情景兴趣、儿童成就和任务时间。在实验2中,孩子们不得不遵循14步,而不是实验1的8步,才能完成冰淇淋折纸。
3.1.4程序
这一过程与实验1相同,但制作折纸的时间限制为20分钟,而不是实验1分配给制作猫头的10分钟。
3.1.5数据分析
实验1采用相同的数据分析程序分析实验2收集到的数据。
3.2结果
多诺娃揭示了一个显著的主要影响类型的插图威尔克的兰布达=0.682, P 但没有显著的诱惑力的主要影响,威尔克的兰布达=0.914, P =0.202。也没有显著的相互作用,威尔克的兰姆达=0.938, P = 0.373.
3.2.1儿童成就
孩子们的成就是通过计算他们正确完成的构建折纸的步骤数计算出来的。分析显示没有显著的吸引力, F (1, 68) = 0.180, P = 0.672, η 2 =0.002(与H1B相矛盾)。然而,插图的类型对儿童的成就产生了重大的主要影响, F (1, 68) = 12.141, P < 0.001, η 2 =0.149。此外,与H1C相反,插图的类型与具有诱惑力的细节的存在之间的相互作用并不显著, F (1, 68) = 1.097, P = 0.299, η 2 =0.013。在H1A之后,研究结果显示,无论是否有诱人的细节,动画插图组中的儿童表现都优于静态插图组中的儿童,无论是否有诱人的细节。不过,值得注意的是,根据表格 2 当有诱人的细节时(59.8%),观看静态插图的效果会比没有诱人的细节时(70.7%)受到更大的损害,但这一差异--根据这两组之间的计划比较而观察到--并不显著, t (68) = 1.075, P = 0.286, Cohen's D =0.35。此外,计划中的比较还表明,在缺乏诱人细节的情况下,动画和静态格式之间的差异并不显著。 t (68) = 1.780, P = 0.080, Cohen's D =0.58,而在有吸引力的细节的情况下,动画和静态格式之间的差别很大,有利于动画格式, t (68) = 3.109, P = 0.003, Cohen's D = 1.07.
TABLE 2. 实验2结果变量的平均百分比(和标准偏差)。
却没有诱人的细节 充满诱惑的细节
静态插图( n = 19) 动画插图( n = 19) 静态插图( n = 19) 动画插图( n = 15)
正确完成步骤的百分比 70.7 (33.4) 88.7 (27.9) 59.8 (41.2) 93.3 (11.3)
花在任务上的时间。) 14.1 (4.87) 8.44 (3.44) 14.5 (4.98) 9.83 (2.31)
情况利益/5 4.68 (0.48) 4.68 (0.67) 4.26 (1.19) 4.13 (1.19)
认知负荷/5 2.63 (1.50) 2.42 (1.17) 3.05 (1.31) 2.13 (1.46)
3.2.2工作时间
与儿童完成折叠纸张任务的结果类似,分析显示,插图类型对完成任务的时间有重大影响, F (1, 68) = 27.732, P < 0.001, η 2 =0.286。根据h2a,结果显示,观看动画插图的儿童花在任务上的时间比观看静态插图的儿童少(9.05分钟比。平均分别为14.5分钟。没有观察到有诱惑力的细节的重要影响, F (1, 68) = 0.835, P = 0.364, η 2 =0.009(抗H2B)。方差分析还表明,两个独立变量在任务时间上没有显著的相互影响, F (1, 68) = 0.262, P = 0.611, η 2 = 0.003 (contradicting H2c).
3.2.3情景利益
变异数分析显示,在具有诱惑力的细节上, F (1, 68) = 4.964, P = 0.029, η 2 =0.068,但对插图类型没有显著的主要影响, F (1, 68) = 0.089, P = 0.767, η 2 =0.001。此外,插图的类型与具有诱惑力的细节之间的相互作用也不显著, F (1, 68) = 0.089, P = 0.767, η 2 =0.001。结果显示,浏览印刷设计纸(静态或动画)会降低学生对这项工作的兴趣( M =4.68在两组中没有诱人的细节 M =4.21与H3A相抵触的具有诱惑力的细节的两组)。
3.2.4认知负荷
方差分析表明,在儿童的插图类型中,没有主要的影响(静态和静态)。他们对任务所引起的认知负荷的评级, F (1, 68) = 3.074, P = 0.084, η 2 =0.043(H4)。此外,在诱惑性细节或相互作用方面,并无显著的主要影响( F (1, 68) = 0.043, P = 0.837, η 2 = 0.001, and F (1, 68) = 1.210, P = 0.275, η 2 =0.017。然而,在有诱惑力的细节存在的情况下,动画和静态展示条件的单变量比较显示,边际效应几乎是显著的, t (68) = 1.957, P = 0.054, Cohen's D =0.68。这一趋势表明,在具有诱惑力的细节存在的情况下,当呈现静态时,认知负荷更高。
作为补充分析,我们进行了中介分析,以确定认知负荷是否作为动画效果的中介发挥作用。结果显示了使用的格式的直接影响。儿童表演动画( b = 2.833, P =0.003)加认知负荷作为中介,无间接影响( b = 0.741, P =0.112)认知负荷对儿童成就的影响:儿童感知认知负荷越多,他们在任务中正确完成的步骤越少( r = −0.46, P < 0.001). Figure 3 下面是根据分析得出的中介模型。
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图3
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调解分析结果测试认知负荷是否在实验2中作为动画效果的中介发挥作用。
3.3试验2的讨论
第二次研究的结果与第一次研究的结果不同。他们揭示了动画对儿童表演的积极影响:观看动画插图大大提高了他们完成任务的能力,并减少了他们花费的时间。这与先前的研究表明动画比静态插图在学习上的优越性是一致的(伯尼和贝坦库尔, 2016 ;普洛茨纳等人, 2020 ),包括幼儿的学习。这也符合这样的事实,即动画与静态动画相比,在任务具有挑战性的时候会提高学习水平(Lowe等人)。, 2022)。与第一项研究和我们的预期相反,没有发现对儿童表演的诱人细节的影响。令人惊讶的是,研究结果甚至显示,即使学生在研究的四个条件中,感觉到的情景兴趣确实很高,诱人的细节也会降低学生对任务的情景兴趣(一个5点利克特量表中的平均值高于4)。由于所有的学生都对这项研究非常感兴趣,所以很难观察到诱人的细节到底如何影响孩子们的兴趣。此外,用来衡量情景兴趣的项目只评估学生对活动的整体兴趣,而不评估他们对用于进行手势动作任务的教材的兴趣。在未来的研究中,应该准确地了解学习者对具有诱惑力的细节的看法,看看他们是否觉得这些元素有趣和有趣。然而,我们发现了两种连贯和收敛的趋势,尽管没有显著意义:(一)诱人的细节往往比静态环境下更能损害动态环境下的性能;(二)在具有诱惑力的细节出现时,静态环境下的认知负荷似乎高于动态环境下的认知负荷。当呈现是静态的时比动态的时,感知负载似乎更高。当呈现是静态的时比动态的时,感知负载似乎更高。
4.一般性讨论
在两项实验研究中,插图格式的影响(动画与。在自然环境中,对幼儿学习手势动作(折纸)时是否存在诱人的细节进行了调查。我们的目的是扩展当前关于插图格式效果的知识。和以前的大学生一样,大多数研究都是在大学生中进行的。我们还研究了学习文档相关领域中诱人细节的存在如何在与各种插图类型(动画或静态插图)结合时影响学习。孩子们被要求复制折纸,同时观看四个文件折叠任务的展示格式之一:静态插图,没有诱人的细节,带有诱人细节的静态插图,印刷设计纸),没有诱惑性细节的动画插图,以及具有诱惑性细节的动画插图。根据先前的研究,我们预计动画会有积极的效果,而儿童表演中诱人的细节会有消极的效果。 2017 --------------------------------------------------------------- 2020 ).
在第一个实验中,对5-6岁的儿童和八步折纸任务,发现对非常年幼的儿童具有诱惑力的细节有显著的负面影响。这与以前的研究是一致的,这项研究主要由包括成年人在内的老年参与者进行。与先前的调查结果相反(伯尼和贝坦库尔, 2016 …… 2017 洛威等人。, 2022 ;普洛茨纳等人, 2020 ),在两种表现形式(静态相对于静态)下,表现水平仍然相似。)。然而,对第一次试验的结果应当谨慎考虑,因为(一)由于任务的容易性,观察到了最大限度的影响(所有性能达到70%或以上),这可能减少了操纵因素的影响;(二)存在样本尺寸限制( n (三)在方法上也存在与四个条件之间的信息表述设计上的差异有关的问题。
在实验2中,我们努力克服这些限制,用更复杂和更具挑战性的折纸任务来帮助年龄较大的儿童( M =8.01岁),增加样本规模,并在不同条件下实现信息展示设计的均衡,但测试因素(格式和诱人的细节)除外,也就是说,所有其他因素都是平等的。结果与第一次研究的结果不同,但一致。动态表现形式的学习表现水平高于静态表现形式的学习表现水平,而诱惑性细节方面的学习表现水平不受影响。我们提出两种认知机制的参与作为假设,以解释实验1和2的结果,以及它们的一致性,尽管结果的差异。
第一个实验中的儿童比第二个实验中的儿童(8.01)年轻得多(5.6)。可能是年龄较大的儿童在查看文件时会被具有诱惑力的细节所扰乱(从而对他们的兴趣产生负面影响),但却设法抑制了这些信息。事实上,诱人的细节可能是令人不安的,也可能不取决于学生是否有能力控制自己的注意力,抑制不相关的信息。随着儿童的控制和抑制能力随着年龄的增长而发展,第一次研究中的年幼儿童可能比第二次研究中年龄较大的儿童更难抑制不相关的信息。这与王和阿德斯佩的一致。 2016 ,p.75)结论是,"鉴于认知能力的成熟和学习经验的增加,大学生可能会更好地区分不相关的信息和主要内容,从而不会被诱人的细节所分散注意力。"还有,跟着艾特尔等人。( 2020 ),我们可以假设大一点的儿童更能控制他们的认知过程,更能自我控制学习环境所引起的认知负荷,这也可以解释为什么认知负荷不是儿童表现所使用的形式的重要中介。总之,关于我们的研究结果对具有诱惑力的细节的认知理论的暗示,我们的研究结果与CTML的连贯性原则是一致的。 2021 "187-189)。此外,在某种程度上,从多媒体文档学习时对诱人细节的处理可以与一系列关于阅读和理解任务中中断影响的研究所涉及的处理机制相比较。这种中断通常要求将当前的阅读任务留给与先前阅读内容不一致的信息处理,然后返回主文本。这一领域的研究表明,对青少年和成年人来说,中断对主要文本信息的理解没有显著影响(见切维、巴契诺、马洛特等)。, 2022 切维,巴契诺,葡萄,等等。, 2022 ).
然而,更仔细地研究实验2的结果表明,在静态格式的展示中,对于学习者来说,具有诱惑力的细节的存在对学习者产生了更大的负面影响,而在动画展示格式中,则对学习者产生了更大的负面影响。为什么是真的?一个潜在的解释是学习者在处理动画信息时的注意力动态,特别是人的动作和手部动作。动态信息和运动比静态信息甚至诱人的细节更能吸引人类的注意力(沃尔夫和霍洛维茨, 2004 )。在动画演示中,学习者的注意力可能主要集中在纸张折叠的动作上,以及手的动作上,这不仅在感知上显著,而且与学习折纸程序相关。在这种情况下,感性显著性和主题相关性之间有很好的一致性(Lowe等人)。, 2022 洛威和布奇克斯, 2016 )。因此,人们对具有诱惑力的细节关注较少,因为该运动赢得了与其他展示信息的竞争。在静态格式中,没有对比的移动,必须从程序步骤的静态表示中推断出动态。因此,具有诱惑力的细节可能比程序的步骤更加突出。这一解释与多媒体文档中动画处理的模型和理论非常吻合.首先,上述元分析表明动画在程序学习中优于静态展示(伯尼和贝坦库尔, 2016 *卡斯特罗-阿隆索等人。, 2019 ;赫弗勒·普勒和卢特纳, 2007 ;普洛茨纳等人, 2020 ),特别是对人的手操作。第二,模型(见例如。,罗和布切克斯, 2008 , 2016 )建议动态信息的显著性和短暂性的影响吸引人类的注意,比静态信息更能吸引人类的注意。另外,根据"电影连续性注意理论"--Atocc,史密斯, 2012 史密斯等人, 2012),视频的时间连续性有助于保持专注于任务相关信息,然后提高连续事件显示的记忆能力,特别是手部程序,而一系列静态图片可能会破坏或扰乱注意力的连续性。因此,在后一种情况下,诱人的细节更可能吸引学习者的注意力,然后扰乱学习。
在目前的两个实验中,我们选择了与实现学习目标无关的插图,这些插图符合诱人细节的定义(Rey, 2012 )。此外,我们遵循了以前研究的实验设计,这些研究使用不相关的图像来研究诱人图片的影响(例如。,竖琴和梅耶, 1998 ;马格纳等人, 2014 ; Rey, 2011 , 2014 桑切斯和威利, 2006 )。就像马格纳等人一样。(马格纳等人), 2014我们在这里选择的插图只具有装饰功能,可能会引起不必要的处理需求。然而,我们不能肯定的是,孩子们发现在研究1和2有趣的诱人细节。因此,应该做一个操作检查,以确保有诱惑力的细节被学习者认为是有趣的。
5.结论
根据研究结果,未来的研究应该衡量儿童的抑制能力,因为这可能会影响具有诱惑力的细节对儿童表现的影响,并检查插图是否真的激发了学生的情景兴趣。更具体地说,未来的研究应该调查是否只有当儿童的抑制能力较低时,诱惑性细节的负面影响才会出现。将抑制能力测量与眼跟踪结果相结合也可能是进行这项研究的相关方法,因为可以假设学生的抑制能力会影响他们处理信息的方式。眼睛追踪的方法也可以揭示学习者是如何处理诱人的细节的:他们是否抓住了他们的注意力?如果是的话,有多少时间?等等。此外,测量认知负荷的不同方面(即:,基于最新开发的工具,如克莱普施等人开发的认知负荷问卷。(2017)可以让学生更深入地了解诱人的细节和动画插图对学生信息处理的影响。在本实验中,我们没有区分不同类型的认知负荷。这样做可能会揭示一种特定类型的认知负荷对儿童学习成绩的中介效应。在静态插图的情况下,人们可以预期内在的认知负荷会更高,因为儿童需要推断过程的动态,并对学生的学习产生负面影响。本研究中使用的主观评分项目可能不可靠,特别是对幼儿而言。精确、客观地测量插图格式引起的内在认知负荷。例如,利用瞳孔扩张可以揭示认知负荷对儿童成就的调节作用。最后,应在儿童阅读学习文件后以及几周后立即评估他们的表现。实际上,额外的研究项目应调查报告格式对长期学习和延迟测试的影响,以确定观察到的结果是否长期存在。
