教學視頻中的描述性手勢何以有效
2023-07-26 02:28:29楊九民劉彩霞陳樓琪皮忠玲
現代遠程教育研究 2023年4期
楊九民 劉彩霞 陳樓琪 皮忠玲
摘要：教師的描述性手勢作為教學視頻中常見的一種社會線索，已有研究對其效果的結論并不一致，這可能與學習者采用的手勢學習策略及其自身的空間能力有關。然而，關于不同手勢學習策略對視頻學習的影響學界尚存在分歧，也缺乏對注意分配及主觀學習感受等方面的關注，且學習者空間能力在其中發揮的作用仍不明確。為此，借助眼動追蹤技術，采用不同手勢學習策略（無手勢、觀察手勢、模仿手勢）與高低空間能力的3×2混合設計的實驗發現：（1）與觀看無手勢視頻相比，學習者在觀看含教師手勢的視頻時會將更多的注意力分配給教師區，并取得更好的學習效果和學習效率；（2）與僅觀看視頻（無手勢、觀察手勢）相比，模仿手勢策略除能更好地引導學習者注意分配外，在提升其即時遷移成績、延遲成績及學習滿意度方面均具有顯著優勢；（3）學習者空間能力可調節手勢學習策略對遷移學習效果的影響，即模仿手勢可有效提高低空間能力學習者的即時遷移成績，但對高空間能力學習者無影響。以上結論可為教學視頻設計及視頻學習策略的選擇提供有效指導。
關鍵詞：教學視頻；描述性手勢；手勢學習策略；空間能力；視頻學習效果
中圖分類號：G434? ?文獻標識碼：A? ? 文章編號：1009-5195（2023）04-0092-10? doi10.3969/j.issn.1009-5195.2023.04.011
一、引言
新冠疫情期間的“停課不停學”使得傳統面對面課堂教學大規模轉向在線學習，促進了“互聯網＋教育”的發展和普及，這對優質教育資源的開發與共享提出了更高要求。教學視頻因集聲畫圖文于一體等特點成為學習者的首選資源，在在線學習中發揮著巨大作用。近年來，教學視頻中教師形象設計和視頻學習過程中學習策略的有效性備受關注（Pi et al.，2019；皮忠玲等，2019；García-Gámez et al.，2021）。
描述性手勢（Depictive Gestures）是教師形象設計研究中的一個重要領域，它通常伴隨教師的言語產生。在教學視頻中，教師也會借助手勢輔助知識講解。教師的描述性手勢指教師通過手的形狀或手部運動來表示言語內容，同時喚醒學習者的心理意象（Mayer et al.，2022）。描述性手勢可以引導學習者的注意分配，降低認知負荷，并提供豐富的語義信息，進而促進其對知識的理解（Pi et al.，2019；皮忠玲等，2019）。
以往研究發現，手勢學習策略是影響視頻學習效果的重要因素（Son et al.，2018），教師描述性手勢的有效性可能與手勢學習策略的選擇有關（Pi et al.，2019；García-Gámez et al.，2021）。觀察手勢和模仿手勢是視頻學習中常見的兩種手勢學習策略。與觀看無手勢視頻相比，采用觀察手勢策略可以幫助學習者構建心理模型，促進對知識的理解（Son et al.，2018）。但是，觀察手勢作為一種被動的學習策略并不能總是保證學習的有效性，教師手勢可能會分散學習者對學習材料的注意力（Pi et al.，2019；Brucker et al.，2022）；相比之下，模仿手勢似乎更能充分發揮教師描述性手勢的積極作用。模仿手勢不僅是一種有效的主動學習策略，而且能將學習者的內部心理表征外化，釋放認知資源，提高學習效果（García-Gámez et al.，2021）。然而，對于觀察與模仿手勢效果的研究結論并不一致，例如，Sweller等（2020）未發現模仿手勢對日語詞匯學習的積極影響，這表明手勢學習策略的使用存在邊界條件。觀察與模仿手勢均需要學習者空間能力的參與，因此空間能力水平的高低極有可能影響手勢學習策略使用的有效性（H?ffler，2010；Brucker et al.，2015；Brucker et al.，2022）。
截至目前，關于不同手勢策略對視頻學習的影響，已有研究在結論上存在分歧，且缺乏實證研究對比不同手勢學習策略對視頻學習注意分配、長期學習效果及主觀學習感受等方面的影響；此外，學習者空間能力在其中發揮的作用尚不明確。基于此，本研究擬探究教師是否使用描述性手勢以及不同手勢學習策略（觀察與模仿）對視頻學習的影響，并考察學習者空間能力的調節作用。
二、相關概念與研究現狀
1.教師描述性手勢對視頻學習的影響
教學視頻中教師手勢指的是教師自發產生的有意義的手部動作，通常伴隨著言語，同時向學習者傳遞信息（田媛等，2021）。描述性手勢是教師常用的一種手勢類型，可以通過手勢的形狀或運動來描述語義內容的具體或抽象的方面。作為一種社會線索，教師的描述性手勢可以引導學習者的注意分配，促進信息選擇、組織與加工，將語義內容與相關的認知活動聯系起來，從而促進對知識的理解，并有利于激發學習者積極的社會反應，提升學習體驗（皮忠玲等，2019；楊九民等，2022）。
大量實證研究探討了教師描述性手勢對視頻學習效果和注意分配的影響。例如，Son等（2018）以數學概念“方差和均值”為主題探索教師描述性手勢對大學生概念學習的影響。他們發現，觀看含教師描述性手勢的教學視頻有利于學習者理解復雜的概念，這可能是因為教師手勢可以幫助學習者注意并記住關鍵的知識要點，從而更好地理解學習材料。Pi等（2019）的眼動研究也顯示了類似的結果，在學習“Photoshop曲線調整”時，觀看含教師描述性手勢視頻的學習者比觀看無手勢視頻的學習者獲得了更好的知識遷移效果。然而，教師描述性手勢并不總是能促進視頻學習。Brucker等（2022）進行的一項以“魚的運動模式”為主題的研究發現，有無教師描述性手勢對學習者識別運動模式的學習效果影響不大。這表明，要想發揮描述性手勢的積極作用，僅被動觀看并不一定有效。
2.觀察與模仿策略的比較
觀察與模仿是視頻學習中與教師手勢相關的兩種重要策略，可通過不同作用機制影響視頻學習效果。觀察學習即“看中學”，學習者通過觀察他人的動作進行學習（阿爾伯特·班杜拉，2015）。研究發現，觀察手勢的積極作用與鏡像神經元系統的激活有關，當學習者在觀察視頻中教師的描述性手勢時，其激活的腦區與自己做出相同手勢時激活的腦區一致（Holle et al.，2008；Marcus et al.，2013；Brucker et al.，2015）。觀察手勢的益處也得到了多媒體學習雙通道原則的支持。雙通道原則認為，學習者通過視覺和聽覺通道處理信息，但單個通道的容量有限，只通過某一個通道傳遞信息會影響學習者獲得新知識。如果信息分別通過視覺和聽覺通道呈現，這將擴大有效工作記憶能力，從而降低認知負荷，促進新知識的獲取（Paas et al.，1994；Mayer et al.，2022）。因此，當教師在講解過程中伴隨手勢時，視覺與聽覺通道分別傳遞手勢信息與言語信息，可有效避免單一通道的認知超載，提高學習效果。
與觀察手勢相比，模仿手勢是一種主動學習策略。模仿手勢包含“看”和“做”兩個過程，也就是觀察與產生手勢。因此，學習者模仿手勢不僅可以獲取手勢傳遞的語義信息，激活鏡像神經元系統，也可以刺激運動和感知系統（Mainieri et al.，2013）。根據具身認知理論，個體的思維和認知源自于身體的感知和運動體驗（Wilson，2002；趙瑞斌等，2021），因此，學習者在觀察與產生手勢時，會在運動和感知系統中與教師產生共同的心理意象（Mainieri et al.，2013），使信息以獨特的視覺空間表征格式編碼，豐富了信息的表征方式，創造了更高質量的心理表征，進而產生更好的學習效果（Paas et al.，2012）。同時，產生手勢這一外化行為有利于幫助學習者及時發現和修正自己認知過程中存在的問題，進而提高學習效果（楊九民等，2021；García-Gámez et al.，2021）。
以往研究比較了觀察與模仿手勢策略對語言學習及操作技能學習的影響，結果發現模仿手勢對促進學習效果有一定的優勢。例如，García-Gámez等（2021）的研究發現，在學習外語詞匯時，模仿教師的描述性手勢比被動觀察手勢更有效。然而，模仿手勢策略的應用效果具有一定的局限性。Sweller等（2020）比較了在日語學習中無手勢、觀察手勢與模仿手勢的效果，結果發現教師手勢可以促進詞匯記憶，但觀察手勢與模仿手勢之間并無差異。
3.學習者空間能力的作用
有研究者指出，手勢學習策略效果不一致的一個重要原因可能是學習策略的使用存在邊界條件，觀察與模仿手勢均需要學習者空間能力的參與，因此，學習者在空間能力上的差異可能影響手勢策略的有效性（Sweller et al.，2020）?？臻g能力是學習者加工動態信息與感知事物屬性（如空間位置、形狀）時所必需的能力，可幫助學習者形成對屬性的心理表征，并在心理上操縱這些表征。觀察手勢和產生手勢等活動也需要空間能力在其中發揮作用（Jang et al.，2017）。能力補償者假說（Ability as Compensator Hypothesis）認為，空間能力低的學習者可能更容易從良好的教學設計中獲益，因為這種設計為學習者提供了外部表征過程，可以幫助他們建立適當的心理模型；然而對于高空間能力學習者來說，是否采用優化的教學設計對他們的影響較小，因為空間能力可以彌補較差的教學設計帶來的不利影響（H?ffler，2010）。
以往研究發現，在學習動態材料時，高空間能力的學習者往往比低空間能力學習者表現更好；而且，空間能力在教學設計與學習效果之間發揮調節作用（H?ffler，2010；Brucker et al.，2015；Brucker et al.，2022）。例如，Brucker等（2015）設計了一項有關“魚的運動模式”的學習任務，所采用的學習材料是同時呈現魚的運動與教師描述性手勢（與魚的運動一致或不一致）的動畫，研究結果發現低空間能力學習者觀看一致的手勢比觀看不一致的手勢表現得更好，即能夠更好地分辨魚的運動模式；而對于高空間能力的學習者來說，兩種手勢的效果沒有顯著差異。這是由于高空間能力的學習者擁有較好的與手勢相關的技能，因此當手勢與所描述的內容不一致時，他們可以及時發現，并結合已有的認知來解釋相關動作；而低空間能力的學習者不具備這些技能，因此無法處理手勢與描述內容相沖突的情況，從而導致較差的學習效果；但是如果采用良好的設計（如一致的手勢），則可以彌補空間能力的缺失，從而提高學習效果。Brucker等（2022）最新的研究進一步探索在“魚的運動模式”分類任務中，空間能力對不同手勢學習策略（無手勢vs.觀察手勢vs.產生手勢）的影響，結果發現，觀察手勢的低空間能力學習者比產生手勢的學習者表現得更好，這可能是由于學習者并未得到有關如何產生手勢的明確指導，因此產生手勢未能發揮預期的效果。
此外，先前與手勢相關的研究大多將關注點放在教師有無描述性手勢及不同手勢學習策略對學習者認知負荷及學習效果的影響上，而忽視了學習者的學習效率和學習感受。學習效率是指學習者在學習過程中投入相同心理努力的條件下可以提高學習成績的程度，也就是說，學習者在付出較少努力卻得到較好的學習成績時，其學習效率更高（Moning et al.，2021）。學習滿意度是衡量學習者主觀學習感受的重要指標，指學習者對視頻學習過程體驗及學習目標達成的滿意程度（韓曉玲等，2020）。因此，使用學習效率和學習滿意度來評價不同學習策略的影響為研究提供了新的視角。
綜上所述，教學視頻中教師的描述性手勢會影響學習者的注意分配及學習效果等，但是，描述性手勢并不總是有助于視頻學習，其有效性與手勢學習策略（觀察或模仿手勢）及學習者的空間能力有關。對于不同空間能力的學習者來說，不同的學習材料設計或手勢學習策略對學習效果的影響可能存在差異。然而，當前研究大多集中在語言學習與操作技能領域，主要探究觀察或模仿手勢對認知負荷及短期內學習效果的影響，關于不同策略對學習者注意分配、長期學習效果、學習效率及主觀學習感受（如學習滿意度）等方面是否存在不同影響尚未可知，且學習者空間能力在其中發揮的作用也尚不明確。
三、研究問題與假設
本研究旨在探究視頻學習中教師描述性手勢及手勢學習策略（觀察與模仿）對學習者注意分配、學習效果（即時保持、即時遷移和延遲成績）、學習效率及學習滿意度的影響，并考察學習者空間能力的調節作用，研究問題與假設如下：
問題1：教師描述性手勢對學習者的注意分配、學習效果、學習效率及學習滿意度有何影響？
假設1：與觀看無手勢視頻相比，學習者在觀看有手勢視頻時對教學內容的注意分配更少且對教師的注意分配更多（H1a），學習效果更好（H1b），學習效率（H1c）和學習滿意度（H1d）更高。
問題2：手勢學習策略對學習者的注意分配、學習效果、學習效率及學習滿意度有何影響？
假設2：與觀察手勢相比，學習者在使用模仿手勢策略時對教學內容的注意分配更少且對教師的注意分配更多（H2a），學習效果更好（H2b），學習效率（H2c）和學習滿意度（H2d）更高。
問題3：學習者空間能力是否發揮調節作用？
假設3：對于低空間能力的學習者來說，使用模仿手勢策略時對教學內容的注意分配最少且對教師的注意分配最多（H3a），學習效果最好（H3b），學習效率（H3c）和學習滿意度（H3d）最高；其次是使用觀察手勢策略；最后是觀看無手勢視頻。對于高空間能力的學習者來說，三種條件下的注意分配、學習效果、學習效率和學習滿意度無顯著差異。
四、研究方法
1.被試與實驗設計
本研究從武漢市某高校隨機招募了60名來自各個專業（如教育技術學、心理學、物理學、漢語言文學、歷史學等）的本科生與研究生作為被試，年齡分布在18～26歲之間。根據空間能力測試得分（M＝13.43，SD＝5.93）將被試分為低空間能力組（空間能力測試得分≤13分）和高空間能力組（空間能力測試得分＞13分），兩組被試的基本信息如表1所示。所有被試聽力正常，視力（或矯正視力）正常。被試在實驗前均簽署了知情同意書，并且在實驗結束后得到一份禮物作為實驗報酬。
實驗采用3（手勢學習策略：無手勢vs.觀察手勢vs.模仿手勢）×2（空間能力：低vs.高）混合設計，其中手勢學習策略為被試內變量，空間能力為被試間變量，采用拉丁方設計平衡實驗條件順序，順序組合為：（1）無手勢—觀察手勢—模仿手勢；（2）觀察手勢—模仿手勢—無手勢；（3）模仿手勢—無手勢—觀察手勢。每名被試采用其中一種順序觀看教學視頻。
2.教學視頻
本研究針對三種實驗條件開發了三個難度相當、知識結構相似且知識內容相互獨立的教學視頻，主題均選自地理學科知識。
無手勢條件所使用的教學視頻主題為“宇宙星體”，包含“白矮星”“中子星”“黑洞”三個子主題，視頻時長為3分59秒；視頻中的教師站立不動，不使用任何手勢，被試被動觀看教學視頻。觀察手勢條件所使用的教學視頻主題為“海洋地形”，包含“大陸坡”“島弧”“海溝”三個子主題，視頻時長為3分56秒；視頻中的教師共使用30次描述性手勢。例如，當講到“海溝橫剖面呈不對稱的‘V字形”時，教師手掌向上張開做出“V”字手勢，并傾斜表示“不對稱”，被試被動觀看教學視頻。模仿手勢條件所使用的教學視頻主題為“大氣層”，包括“對流層”“平流層”“中間層”三個子主題，視頻時長為3分55秒；視頻中的教師共使用30次描述性手勢，被試需在觀看教師手勢的同時模仿手勢。
為評估三個視頻內容的難度與知識類型是否一致，12名來自不同專業的學生分別對三個視頻的難度進行打分，Friedman檢驗表明三組視頻的難度無顯著差異（χ2（2）＝0.15，p＝0.929）；此外，他們均表示三個視頻的知識類型與結構一致，且內容相互獨立，觀看視頻的先后順序不會影響學習效果。
3.測量工具
本研究用到的測量工具包括空間能力測試、先前知識測驗、學習效果測驗、學習效率計算和學習滿意度量表。
（1）空間能力測試
心理旋轉測試被廣泛用于對學習者空間能力的評估（Peters et al.，1995）。該測試包含24個多項選擇題，每題包含5個積木圖（1個目標圖和4個選項），學習者需從4個選項中選出兩個能夠由目標圖旋轉得到的積木圖。兩個均選擇正確得1分，選錯不得分，滿分為24分。獨立樣本t檢驗表明，根據空間能力測試得分所劃分的兩組學習者的空間能力差異顯著（t（58）＝12.63，p＜0.001，Cohens d＝0.85）。
（2）先前知識測驗
先前知識測驗題目由視頻中的主講教師開發，分別考查學習者在實驗前對宇宙星體、海洋地形及大氣層相關知識的了解情況。每個主題均包含2道單項選擇題（每題1分）和1道填空題（1分），先前知識測驗的總分為9分，測驗信度良好（Cronbachs α＝0.66）。
（3）學習效果測驗
學習效果測驗題目由視頻中的主講教師編制，包括3個即時測驗和3個延遲測驗，分別對應3個視頻主題。其中，每個即時測驗均包含保持測驗和遷移測驗。保持測驗旨在考查學習者對所學知識的記憶情況，每個保持測驗由多道單項選擇題（每題2分）和填空題（每空1分）組成，總分為20分。3個保持測驗的信度系數分別為0.63、0.71和0.70，信度良好。遷移測驗旨在考查學習者對所學知識的理解與應用情況，每個遷移測驗均包含2道簡答題（每題5分）。兩名評分者對20%的數據進行評分，評分者一致性較高（Kappa＝0.87，p＜0.001），因此由其中一人完成剩余評分。3個遷移測驗的信度系數分別為0.82、0.56和0.55，信度系數較低與題目數量較少有關。
延遲測驗的題目均選自即時測驗，主要考查學習者對所學知識的長期記憶效果，每個延遲測驗包含5道客觀題（單項選擇題或填空題），每題或每空2分，總分10分。3個延遲測驗的信度系數分別為0.42、0.57和0.69，可能由于每個視頻主題仍包含3個子主題，因此信度較低。
（4）學習效率計算
學習效率的計算公式為：（Z學習效果－Z心理努力）÷
（5）學習滿意度量表
學習滿意度量表改編自楊九民（2014）設計的“視頻課程學習滿意度量表”，包含教師教學（6題）、教學內容（5題）和師生互動（3題）三個維度。學習滿意度量表采用5點Likert計分（1表示“非常不同意”，5表示“非常同意”），所有題目的平均分為學習滿意度得分。該量表在無手勢、觀察手勢與模仿手勢條件下的信度系數均為0.89。
4.眼動數據的采集與分析
本研究借助Eyelink 1000眼動儀（加拿大SR Research公司生產）記錄學習者在觀看視頻階段的眼動數據。首先測試學習者的主視眼，之后進行九點校正。校正通過后，學習者坐在距離顯示器65厘米處觀看視頻，其頭部被下頜托固定，以防觀看過程中頭部亂動導致眼動數據丟失。60名被試的眼動校準全部合格，采集到的眼動數據均為有效數據。為了測量學習者的注意分配情況，視頻畫面被劃分為兩個興趣區：教學內容區和教師區，通過計算學習者對每個興趣區的注視時間百分比（興趣區注視時間÷總注視時間×100%）來評估學習者對不同區域的注意加工（Coskun et al.，2022）。
5.實驗流程
實驗在眼動實驗室中開展，包含三個階段（如圖1）。在實驗準備與前測階段，被試了解實驗流程，之后簽署知情同意書并完成人口統計學問卷，隨后完成空間能力測試和先前知識測驗。在視頻學習階段，每名被試需在三種條件下進行視頻學習，同時記錄其眼動數據；觀看完每個視頻后，被試均需完成心理努力量表、學習滿意度量表和即時測驗；每種條件結束后可休息5分鐘，然后開始觀看下一個視頻。一周后，進行延遲測驗。
五、結果分析
首先，對收集到的數據進行整理發現，有一名被試的學習滿意度數據存在缺失值，采用均值替代法處理后，展開進一步的數據分析。由于本研究為3×2混合設計，因此，借助SPSS 26.0軟件采用重復測量方差分析和廣義估算方程對數據展開分析。三種條件下的先前知識測驗成績、即時保持成績、即時遷移成績、延遲成績、學習效率及學習滿意度均服從正態分布（|偏度|＜1.0且|峰度|＜1.0）及方差齊性檢驗（ps＞0.05），因此，以手勢學習策略為被試內變量，空間能力等級為被試間變量，分別以先前知識成績、即時保持成績、即時遷移成績、延遲成績、學習效率及學習滿意度為因變量，進行重復測量方差分析。然而，三種實驗條件下的注意分配（教學內容區和教師區注視時間百分比）中多組數據不服從正態分布（|偏度|＞2.0或|峰度|＞2.0）且不滿足球形檢驗（ps＜0.05），故而無法采用重復測量方差分析。廣義估算方程可用于分析非正態的重復測量數據（Ballinger，2004），因此，以手勢學習策略為被試內變量，空間能力等級為被試間變量，采用線性標度響應模型，分別以教學內容區注視時間百分比、教師區注視時間百分比為因變量進行主效應和交互效應分析。低空間能力和高空間能力學習者在三種條件下各變量的描述性統計結果如表2所示。廣義估算方程與重復測量方差分析結果見表3。
為比較不同空間能力的學習者對三個視頻內容的先前知識是否存在差異，以手勢學習策略為被試內變量，空間能力等級為被試間變量，先前知識測驗得分為因變量，進行重復測量方差分析，結果發現手勢學習策略主效應不顯著，空間能力主效應不顯著，兩者交互效應也不顯著。該結果表明不同空間能力的學習者對三個視頻主題的先前知識無顯著差異，因此，可以排除學習者先前知識經驗對后續分析的影響。
1.注意分配
本研究采用廣義估算方程驗證H1a、H2a和H3a，即教師描述性手勢、手勢學習策略和學習者空間能力對注意分配的影響。對教學內容區注視時間百分比進行分析發現，手勢學習策略主效應顯著，空間能力主效應不顯著，兩者交互效應不顯著。對手勢學習策略進行LSD事后比較，結果表明學習者使用模仿手勢策略時對教學內容區的注意分配最少，其次是使用觀察手勢策略，最后是觀看無手勢視頻（如圖2a）。
教師區注視時間百分比分析結果發現，手勢學習策略主效應顯著，空間能力主效應不顯著，兩者交互效應不顯著。對手勢學習策略進行LSD事后比較，結果發現學習者使用模仿手勢策略時對教師區的注意分配最多，其次是使用觀察手勢策略，最后是觀看無手勢視頻（如圖2b）。
以上結果與H1a和H2a一致，即教師的描述性手勢會減少學習者對教學內容的注意分配，使其將更多的注意力轉移到教師身上，尤其是使用模仿手勢策略時；但是，未發現學習者空間能力對注意分配的調節作用（結果不支持H3a）。
2.學習效果
為驗證H1b、H2b和H3b，即教師手勢、手勢學習策略和空間能力對學習效果的影響，分別對即時保持成績、即時遷移成績和延遲成績進行重復測量方差分析。
對即時保持成績進行分析發現，手勢學習策略主效應顯著，進一步的LSD事后比較結果顯示，學習者使用觀察手勢策略和模仿手勢策略時的即時保持成績顯著高于觀看無手勢視頻（MD＝5.02，p＜0.001；MD＝4.77，p＜0.001），但觀察手勢與模仿手勢策略之間差異不顯著（MD＝0.25，p＝0.713）。該結果表明無論學習者是否產生手勢，觀看視頻中教師的手勢即可提高知識保持效果。此外，空間能力主效應顯著，即高空間能力學習者的即時保持成績高于低空間能力學習者（MD＝2.44，p＝0.001）。但是，手勢學習策略和空間能力的交互效應不顯著。
對即時遷移成績進行分析發現，手勢學習策略主效應顯著，LSD事后比較發現，學習者使用模仿手勢策略時的即時遷移成績顯著高于使用觀察手勢策略（MD＝0.97，p＝0.009），未發現其他顯著差異（ps＞0.05）；空間能力主效應顯著，即高空間能力學習者的即時遷移成績高于低空間能力學習者（MD＝1.07，p＝0.007）；兩者交互效應顯著，進一步進行簡單效應分析，結果如圖3所示。具體來看，對于低空間能力學習者來說，使用模仿手勢策略時即時遷移成績顯著高于使用觀察手勢策略和觀看無手勢視頻，觀察手勢與觀看無手勢視頻之間無顯著差異（MD＝0.15，p＝0.768）；然而，對于高空間能力學習者來說，三種條件下的即時遷移成績無顯著差異。
對延遲成績進行重復測量方差分析，結果發現手勢學習策略主效應顯著，LSD事后比較結果表明，學習者使用模仿手勢策略時延遲成績最好，其次是使用觀察手勢策略，最后是觀看無手勢視頻（ps＜0.05）；空間能力主效應邊緣顯著，即高空間能力學習者的遷移測驗成績高于低空間能力學習者（MD＝0.96，p＝0.057）；但是，兩者交互效應不顯著。
總的來說，以上結果基本支持H1b、H2b和H3b，即無論學習者是否產生手勢，教學視頻中教師的描述性手勢均可提高即時保持成績（H1b），而模仿手勢在提高即時遷移成績和延遲成績方面優勢顯著（H2b）；此外，對低空間能力學習者來說，使用模仿手勢策略的即時遷移成績好于使用觀察手勢策略和觀看無手勢視頻，但對高空間能力學習者來說沒有顯著影響（H3b）。
3.學習效率
為驗證H1c、H2c和H3c，即教師手勢、手勢學習策略和空間能力對學習效率的影響，對學習效率進行重復測量方差分析。結果表明手勢學習策略主效應顯著，LSD事后比較發現，學習者在使用觀察手勢和模仿手勢策略時的學習效率顯著高于觀看無手勢視頻（MD＝0.68，p＜0.001；MD＝0.49，p＝0.001），但觀察手勢與模仿手勢之間無顯著差異（MD＝0.19，p＝0.164）；空間能力主效應顯著，即高空間能力學習者的學習效率高于低空間能力學習者（MD＝0.39，p＝0.028）；但兩者交互效應不顯著。
進一步探究手勢學習策略和空間能力對心理努力的影響，結果發現手勢學習策略主效應顯著（F（2，116）＝4.68，p＝0.011，ηp2＝0.07），空間能力主效應不顯著（F（1，58）＝0.05，p＝0.833，ηp2＜0.01），兩者交互效應亦不顯著（F（2，116）＝0.31，p＝0.735，ηp2＜0.01）。對手勢學習策略進行LSD事后比較，結果發現學習者在使用模仿手勢策略時投入的心理努力顯著高于使用觀察手勢策略（MD＝0.48，p＝0.002）和觀看無手勢視頻（MD＝0.32，p＝0.034），但使用觀察手勢策略與觀看無手勢視頻之間差異不顯著（MD＝0.19，p＝0.365）。
以上結果僅支持H1c，未支持H2c和H3c，即無論學習者是否產生手勢，觀看教學視頻中教師的描述性手勢即可提高學習效率，而模仿手勢反而增加了學習者的心理努力。
4.學習滿意度
為驗證H1d、H2d和H3d，即教師描述性手勢、手勢學習策略和空間能力對學習滿意度的影響，對學習滿意度進行重復測量方差分析。結果表明手勢學習策略主效應顯著，空間能力主效應不顯著，兩者交互效應亦不顯著。對手勢學習策略進行LSD事后比較，發現學習者在使用模仿手勢策略時的學習滿意度顯著高于使用觀察手勢策略和觀看無手勢視頻（MD＝0.34，p＜0.001；MD＝0.34，p＝0.001），但使用觀察手勢策略與觀看無手勢視頻之間無顯著差異（MD＜0.01，p＝0.983）。該結果支持H2d，部分支持H1d，未支持H3d。
六、結果討論
本研究探討了視頻學習中觀察和模仿教師的描述性手勢對學習者注意分配、學習效果、學習效率及學習滿意度的影響。研究結果證實了教師描述性手勢對視頻學習效果和學習效率有促進作用，尤其是模仿手勢對引導注意分配、提升學習效果和學習滿意度具有顯著優勢；此外，本研究還發現學習者空間能力對手勢學習策略影響遷移學習效果具有調節作用。
1.教師的描述性手勢可提高學習保持效果和效率
本研究發現無論學習者是否產生手勢，僅觀察視頻中教師的描述性手勢即可促進知識記憶并提升學習效率，該結果與以往研究較為一致（Son et al.，2018）。一方面，學習者的鏡像神經元系統可幫助他們建立與教師相同的心理模型，從而促進對知識的理解（Marcus et al.，2013；Holle et al.，2008）。另一方面，該結果可通過多媒體學習的雙通道原則來解釋，即教師使用描述性手勢在學習者的視覺通道中呈現語義信息，同時通過語言表達講授教學內容，學習者可通過視聽雙通道獲取信息，因此可以避免認知超載，釋放認知資源，從而提高工作記憶能力，促進新知識的習得，并提高學習效率（Mayer et al.，2022）。
2.模仿手勢可引導注意分配并提高學習效果和滿意度
研究結果表明，與觀察手勢相比，模仿手勢策略在引導注意分配、提高學習效果和學習滿意度方面的優勢顯著。眼動數據分析發現，當使用模仿手勢策略時，學習者對教師區的注意力投入更多，對教學內容區的注意力投入更少，但是這種注意力分散并沒有阻礙學習，學習者反而表現出更好的學習效果與學習滿意度。這可能是由于盡管教師手勢吸引了學習者更多的關注，但是描述性手勢所表達的信息與學習材料一致。在這種情況下，學習者使用模仿手勢這一主動學習策略來處理教師描述性手勢所傳遞的信息，有利于深入理解學習內容。因此，學習者對教師區的關注是有意義的，并不會阻礙學習。此外，模仿手勢策略的突出作用與以往部分研究結論較為一致（Sweller et al.，2020；García-Gámez et al.，2021），可用其包含的兩個過程來解釋，即觀察手勢與產生手勢。觀察手勢的過程激活了學習者的鏡像神經元系統，手勢不僅提供語義信息，而且引發教師和學習者之間的共同理解，從而促進學習者產生更好的學習效果和學習滿意度（Mainieri et al.，2013；Holle et al.，2008）；此外，根據具身認知理論，產生手勢的過程會影響認知加工，幫助學習者形成更高質量的心理表征，并儲存在長時記憶中，因此模仿手勢對促進延遲學習效果具有顯著作用（Paas et al.，2012）。
有趣的是，本研究結果發現與無手勢相比，模仿手勢與觀察手勢策略均可提升知識保持效果和學習效率，但未發現兩種策略之間的顯著差異。與觀察手勢相比，模仿手勢可以幫助學習者將心理表征外化，來擴展其有限的認知能力，擴大工作記憶容量，進而投入更多的認知資源來記憶與理解學習材料，有效提高知識保持效果和學習效率（Sepp et al.，2019；Mayer et al.，2022）。但是，模仿手勢策略的有效性存在一定的局限：對學習者心理努力的分析發現，學習者在使用模仿手勢策略時投入的心理努力顯著高于使用觀察手勢策略。手勢的外化過程需要學習者組織與整合學習內容，進而消耗認知資源，投入更多的心理努力。因此，過高的認知負荷可能導致模仿手勢在知識保持和學習效率上的優勢被抵消。
3.學習者空間能力可調節手勢學習策略對遷移學習效果的影響
本研究創新性地探索了學習者空間能力對視頻學習中描述性手勢策略有效性的影響，研究結果驗證了空間能力在手勢學習策略對遷移學習效果的影響中起調節作用。具體而言，低空間能力學習者使用模仿手勢策略學習視頻時的遷移學習效果優于被動觀看視頻（觀察手勢和無手勢），但手勢學習策略對高空間能力學習者沒有顯著影響。該結果與Brucker等（2015）的部分研究結論一致，即當要求低空間能力學習者對魚的運動模式進行理解和分類時，他們在學習材料設計良好的條件下（教師手勢與魚的運動一致）比在學習材料設計欠佳的條件下（教師手勢與魚的運動不一致）表現得更好；而對于高空間能力的學習者來說，學習材料的設計對其表現沒有影響?；谀芰ρa償者假說，低空間能力學習者在學習動態材料或理解描述性手勢方面的能力較為欠缺，因此需要更加主動的學習策略（如模仿手勢）來彌補空間能力的不足，從而提升學習效果；相比之下，高空間能力學習者可能不需要過多的指導（H?ffler，2010；Brucker et al.，2015）。與高空間能力學習者相比，低空間能力學習者往往能夠從操作和交互性中獲益更多，模仿手勢時產生的額外身體表征對低空間能力學習者更有幫助（Jang et al.，2017）。
本研究中遷移測驗的學習任務與Brucker等（2015）所使用的“魚的運動模式分類”任務較為類似，都旨在考查學習者對知識的理解，然而，目前尚缺乏實證證據表明學習者空間能力在描述性手勢學習策略對知識保持效果、延遲學習效果、學習效率等的影響中是否存在調節作用。本研究結果雖未能發現學習者空間能力對上述影響存在顯著的調節作用，但是發現了空間能力對即時學習效果、延遲學習效果、學習效率的影響存在顯著的主效應。與低空間能力學習者相比，高空間能力學習者在本研究的視頻學習中體現出顯著優勢：無論采用何種手勢學習策略，高空間能力學習者的即時學習效果和延遲學習效果更好，且學習效率更高。低空間能力學習者本身由于空間能力的不足，在處理手勢等動作表征上存在困難，觀察與模仿手勢策略雖然在一定程度上為其提供了幫助，但是這可能會占用其認知資源，增加認知負荷，導致學習效率降低，學習效果較差。因此，視頻教學應更多考慮如何為低空間能力學習者提供更加優化的設計，以彌補其空間能力的不足。
七、結語
本研究發現，教師的描述性手勢在視頻學習中發揮著積極作用，特別是模仿手勢策略在引導注意分配、促進即時和延遲學習效果、提高學習滿意度方面具有顯著優勢；但與觀察手勢策略相比，模仿手勢策略可能會增加學習者心理努力，導致對學習效率的促進作用減弱；此外，學習者空間能力會調節手勢學習策略對遷移學習效果的影響。以上結論為視頻教學實踐提供了以下啟示：一是教學視頻中教師應盡量使用描述性手勢來提高學習者的學習效果和學習效率；二是在觀看含教師描述性手勢的視頻時，應鼓勵學習者使用模仿手勢策略；三是在完成知識遷移類的學習任務時，低空間能力學習者應使用模仿手勢策略來提高遷移學習效果。
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收稿日期 2022-10-24責任編輯 譚明杰
How Do Instructors Depictive Gestures Take Effect in Instructional Videos？
—The Influence of Gesture Learning Strategies and Learners Spatial Ability
YANG Jiumin， LIU Caixia， CHEN Louqi， PI Zhongling
Abstract： Instructors depictive gestures serve as common social cues in instructional videos， but the existing research has yielded inconsistent conclusions regarding their effectiveness. This discrepancy may be attributed to the gesture learning strategies adopted by learners and their spatial abilities. However， there is still a lack of consensus regarding the influence of different gesture learning strategies on video-based learning， as well as a lack of attention to attention allocation and subjective learning experiences. Furthermore， the specific role of learners spatial ability in this context remains unclear. Therefore， using eye-tracking technology， this study employed a 3×2 mixed design experiment， investigating the effects of different gesture learning strategies （no gesture， observing gestures and imitating gestures） and high/low spatial abilities. The findings are as follows. Compared to watching videos without gestures， learners allocated more attention to the instructors area and achieved better learning performance and efficiency when watching videos with the instructors depictive gestures. Compared to solely watching videos （no gestures， observing gestures）， the imitating gestures strategy not only guided learners attention allocation more effectively， but also demonstrated significant advantages in improving immediate transfer performance， delayed performance and learning satisfaction. Learners spatial ability moderated the impact of gesture learning strategies on transfer learning performance. Specifically， imitating gestures effectively enhanced the immediate transfer performance of low-spatial-ability learners， while having no impact on learners with high spatial ability. These findings provide valuable guidance for the design of instructional videos and the selection of video learning strategies.
Keywords： Instructional Videos; Depictive Gestures; Gesture Learning Strategy; Spatial Ability; Video Learning Effects
