學習資源呈現形式對注意力影響的眼動實驗研究

摘 "要 "學習資源的不同呈現形式對學生的影響正在引起教育工作者的廣泛關注。注意力是對學習效果的衡量指標之一。運用眼動實驗研究方法，記錄學生學習過程的注視時間、注視次數、瞳孔直徑、眼跳等數據，通過分析這些數據和實驗回憶測試問卷，反映學習資源的不同呈現形式對注意力的穩定性和集中程度的影響，從而得出資源的不同呈現形式對學習效果的影響，為教育者在設計學習資源時提供參考。

關鍵詞 "學習資源；呈現形式；注意力；眼動實驗；眼

動儀

中圖分類號：G642.423 " "文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）11-00-06

1 "研究背景和研究內容

1.1 "研究背景

近些年，眼動追蹤技術發展迅速并已在諸多領域得以應用[1]。注意力在教育領域的研究越來越廣泛，學習注意力是決定學習成效的主要因素。隨著互聯網的飛速發展，以虛擬仿真軟件、移動學習、慕課、微課、在線課程為代表的新型學習資源不斷涌現，配合交互性強、功能完善的網絡教學與管理支撐平臺，能夠更好地支持個性化的教與學[2]。

當下科技發展迅猛，以應用為導向促進研究開展，生動體現了供給側結構性改革的思想。教育技術是否能夠有效地改善學習效果、提高教學質量，不僅在于技術的應用研究，還有對于教學資源、教學模式的設計與研究。

數字教育資源作為信息化發展的產物，給教育帶來較大的便捷，能夠有效提高教育公平和整體教育水平[3]。為了給學生提供優質的學習資源，資源的呈現形式對學生學習注意力的穩定性和集中程度的影響尤為重要，選擇一種適合教學內容、更能吸引學生注意力的資源形式，對于學生自主學習和教育者設計學習資源來說，都是至關重要的問題[4]。

1.2 "研究內容

1.2.1 "呈現形式對注意力穩定性的影響

注意力的保持時間是注意力穩定性的評價指標。筆者通過眼動儀測量學生對學習資源的注意力，得到平均注視時間、平均注視次數、總注視次數等情況，分析這些數據得到注意力保持穩定狀態時所能夠持續的時間。

學習特別是高校學生的學習，是選擇和關注學習環境中的各類信息刺激的過程，有助于學生對知識進行吸收和理解，所以注意力的相關理論適用于高校學生學習的情境[5]。從前人的研究可知，學生自主學習的穩定性是可控的。如今科技越來越發達，隨著信息時代的到來，傳統的學習方式發生巨大變化。高校學生自主學習的時間是碎片化的，這也成為現在大學生學習的一種方式[6]。

在這樣的學習方式中，注意力不穩定的學生普遍表現的學習行為是容易分心，注意力容易分散，思維容易跳躍，注意力很容易轉移到其他事物上面。因此，筆者利用眼動儀測量平均注視時間、平均注視次數、總注視次數等數據，通過分析這些數據得到學生學習不同呈現方式的資源時注意力穩定性的差異性[7]。

1.2.2 "呈現形式對注意力集中程度的影響

注意力的集中程度可以在一定程度上反映學生學習的情況[8]。主要從眼動數據的兩個方面對學生學習的注意力集中程度進行研究：

一方面是利用瞳孔直徑大小變化分析學生學習資源過程中注意力的集中程度，當人們看到自己感興趣的事物時，瞳孔直徑大小是會有變化的，瞳孔直徑變化越大，集中程度就越高；

另一方面是利用眼跳數據，學生發生眼跳的次數越多，說明對于學習資源的學習越認真，學習過程集中程度越高[9]。

另外，還設計回憶測試題，由于學習的材料是陳述性知識，題目大多由填空和簡答題構成，大多是記憶性題目，通過對成績的數據獨立樣本檢驗，探究對于記憶型知識、文本加圖片學習資源和視頻學習資源，哪一種更有利于學生的長時記憶[10]。

2 "實驗研究

2.1 "實驗假設

1）在注意力穩定性方面，視頻呈現形式組比文本呈現形式組注意力穩定性更好。

2）在注意力集中程度方面，視頻呈現形式組比文本呈現形式組注意力集中程度更高。

2.2 "實驗方法

2.2.1 "實驗設計

本次眼動實驗通過兩種不同呈現方式的材料呈現，對比學生學習這兩種材料的注意力集中程度和穩定性，用眼動儀設備得出注視時間、注視次數、瞳孔直徑變化以及眼跳等數據，對數據進行分析和處理，見圖1。

2.2.2 "實驗被試

本實驗在西華師范大學學生中招募被試，并通過前測材料了解被試對實驗材料的熟悉程度，一共篩選出符合實驗條件的被試20名，被試年齡范圍在19～24歲之間，裸眼視力以及矯正視力正常，無色盲，無色弱，智力、聽力及精神狀態正常[11]。被試者的男女比例為2∶3，即男生8名，女生12名。將20名被試隨機分成兩組，即文本組和視頻組，每組10人。被試參與實驗，秉承自愿原則，實驗后通過禮品發放進行酬謝。

2.2.3 "實驗材料

1）學習材料。本實驗選取MOOC中關于分鏡頭腳本的視頻學習資源，視頻資源是MOOC“電視節目策劃與制作”第三章“分鏡頭腳本的制作”的第四節的內容，文本資源是根據MOOC視頻和《電視教材編導與制作》中分鏡頭稿本內容自己制作的與視頻內容一致的PPT文本加圖片學習資源，見圖2、圖3。

2）測試材料：①被試基本信息問卷，用以了解被試的年齡、性別、專業等基本信息；②被試前測問卷，了解被試對學習材料的掌握情況；③學習效果回憶測試題，對兩組學生學習資源的效果進行測試。

2.2.4 "實驗設備

本次實驗研究采用SMI-ETG型眼動儀設備，眼動數據使用iView軟件收集，采樣率為60 Hz，利用BeGaze 2.7軟件處理并提取數據。

2.3 "實驗過程

1）安排被試進入眼動實驗室并就坐，口述實驗指導語，被試知悉實驗內容和流程后向實驗助理示意。

2）讓被試填寫基本信息，將被試按照男女均等比例分成兩組，一組學習觀看視頻學習材料，另一組學習觀看文本學習材料。

3）實驗助理協助被試佩戴好眼動儀，并且告知被試在測試過程中不要大幅度晃動。

4）被試戴好眼動儀設備后開始進行矯正，提醒被試保持正確的姿勢并播放視頻/PPT學習資源，記錄眼球運動數據（注視時間、注視次數等）。

5）觀看完學習資源后引導被試填寫學習回憶測試題。

2.4 "數據分析與處理

2.4.1 "注視次數和注視時間

通過SPSS 19.0對總注視次數、平均注視次數、總注視時間等原始數據進行處理，表1與

表2是不同測試方式下對總注視次數、平均注視次數、總注視時間和平均注視時間進行的差異性分析。從表2所示獨立樣本t檢驗表可以看出只有平均注視時間通過統計學檢驗，平均注視時間通過方差齊性檢驗，t檢驗顯著性指標為0.034，小于0.05，說明文本和視頻兩組實驗在平均注視時間上存在顯著性差異。通過表1所示描述性統計量表可以看出視頻組平均注視時間長于文本組的平均注視時間。因此，文本和視頻呈現形式的學習資源相比，視頻學習資源的注意力穩定性更好。

2.4.2 "瞳孔直徑

通過SPSS 19.0對原始數據左右眼的瞳孔直徑進行分析處理，表3與表4是對視頻組與文本組瞳孔直徑進行的分析。如表3、表4所示，在右眼上，視頻組瞳孔平均直徑為4.329 6 mm，文本組瞳孔平均直徑為4.172 0 mm，顯著性檢驗指標小于0.05，說明視頻組與文本組在右眼的瞳孔直徑上存在顯著性差異，并且視頻組明顯高于文本組；在左眼上，視頻組瞳孔平均直徑為4.338 7 mm，文本組瞳孔平均直徑為4.145 9 mm，顯著性檢驗指標小于0.05，說明視頻組與文本組在左眼的瞳孔直徑上存在顯著性差異，并且視頻組明顯高于文本組，因此，視頻學習資源的注意力更加集中。

2.4.3 "眼跳

通過SPSS 19.0對眼跳數據進行分析處理，表5與表6是對視頻組與文本組眼跳頻率進行的分析。如表5、表6所示，視頻組出現眼跳占比為12.6%，文本組出現眼跳占比為9.9%，經過卡方檢驗得到卡方值為32.567，顯著性檢驗指標為0，說明視頻組眼跳占比明顯高于文本組眼跳占比。因此，視頻學習資源的注意力更加集中。

2.4.4 "回憶測試成績

通過SPSS 19.0對被試回憶測試成績進行處理，表7與表8是對視頻組與文本組成績之間進行的差異性檢驗。如表7、表8所示，從組統計量表可以看出，視頻組平均成績為36.17分，文本組平均成績為41.67分，經過獨立樣本t檢驗得到顯著性檢驗指標0.038，小于0.05，說明視頻組與文本組在成績上存在顯著性差異，文本組成績明顯高于視

頻組。

3 "結論與不足

3.1 "結論與應用

本研究采用多種研究方法相結合，主要采用眼動實驗研究，通過一些指標衡量學生注意力的穩定性和集中程度，運用眼動儀得出客觀數據，并對數據進行分析，得出以下結論。

1）學習資源文本呈現形式在注意力穩定性方面不如視頻呈現形式，文本類型的學習資源通過視覺通道，將文字和圖像進行編碼，整合先前的知識形成短時記憶，通道比較單一，而視頻類型的學習資源是通過視覺和聽覺兩個通道，通過雙重通道，整合先前的知識形成記憶，所以視頻類的學習資源更容易吸引學生的注意力[12]。

2）視頻呈現形式比文本呈現形式讓學生的注意力更加集中，這也是現在大部分教育者在制作學習資源時常常使用視頻或者動畫形式的原因。目前，微課、MOOC等大多是以提供學生學習的微視頻或加入動畫的形式呈現，文本的形式需要學生付出更多的認知負荷，經過復雜的信息加工形成自己的認識，文本的學習資源越來越不會單獨出現在學習資源中，而是與視頻和其他學習資源相結合。

3）對學生回憶測試結果進行獨立樣本t檢驗發現，文本組的回憶效果高于視頻組，是由于在回憶測試題中大多是簡答和填空題，學習資源講述的是陳述性知識，文本組通過直觀地瀏覽知識點，可以控制學習步調[13]。文本組在進行信息加工過程中容易將短時記憶編碼形成長時記憶，而視頻組由于時間限制無法自定學習步調，與學習資源、學習環境存在一些差異。

綜上所述，教育者在設計制作教學資源時可以適當地使用視頻呈現形式，針對陳述性知識的記憶可以采用文本呈現形式，記憶效果會更好。

3.2 "不足

本研究通過眼動實驗，對學習資源的兩種不同呈現方式進行對比，雖然用儀器測量可以得到客觀的數據，但是由于各方面原因的限制，仍然存在一些問題，現將不足之處陳述如下。

3.2.1 "被試數量較少

受實驗環境和設備等因素的影響，本次實驗被試選擇西華師范大學學生20名，包含男生8名，女生12名；將被試隨機分成兩個組，一個文本組，一個視頻組，被試樣本選取較少。在《眼動追蹤》一書中提到，對于眼動實驗最好的被試樣本數量是30人，但是由于實驗條件有限，對被試的視力情況、年齡等都有一定的范圍限制，因此達不到最好的被試樣本數量，對實驗的結果會產生一定的影響。

3.2.2 "環境對被試的影響

本實驗采用的是可穿戴的眼動儀設備，在被試實驗中需要戴上眼動儀觀看學習材料，而且在整個過程中對被試的坐姿是有要求的，不能隨意晃動身體，在實驗過程中眼動設備的影響因素是無法忽略的。目前市面上也有遠程眼動儀，不需要被試穿戴設備，但是由于資源有限，可穿戴的眼動設備對實驗結果會產生一定的影響。對于實驗還有其他不可控的因素影響，筆者今后會進行進一步的研究。

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