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[摘要]作为辅助教学手段,多媒体课件在课堂教学中发挥着越来越重要的作用。文章从心理学视角出发,分析了多媒体课件的特征和构成,并通过相关眼动参数统计,结合筛选过程中观看的物理规律,以及播放内容和组织形式对注意力的影响,提出了基于眼动研究方法制作课件,以利于提升教学效果的方法。
[关键词]眼动 多媒体课件 注意力
[作者简介]覃纪武(1965- ),男,广西柳州人,柳州职业技术学院,副教授,主要从事计算机应用教学与研究。(广西 柳州 545006)
[课题项目]本文系新世纪广西“十一五”高等教育教学改革工程第四批立项项目“高职信息化教学服务体系的构建与实践研究”的阶段性成果之一。(项目编号:2008B131)
[中图分类号]G40-057[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2010)30-0152-03
对眼动行为的研究最早源于80年前Huey的眼动行为研究,该研究将阅读视为意义建构的观点一直贯穿整个眼动研究始终。到20世纪80年代和90年代开始,学者们开始将阅读视为快速的、自动的词汇识别的过程,在这种词汇识别观点的基础上提出了眼动行为研究概念。他们认为,人在阅读的过程中出现一系列的眼动行为,在阅读的时候,信息加工系统获得了新的信息,形成课文意义的心理表征,在复杂的认知加工中,眼动发挥了重要的作用。当前,眼动问题也一直是视觉搜索研究的热点,国内外的学者对眼动行为的研究进展迅速,电子科技领域也为研究提供了先进的手段,他们正在使用先进的眼动仪进行深入的研究以便更多地了解眼睛与心理之间的关系。在我国,对眼动技术的研究主要集中在阅读心理学、广告心理学、运动心理学和病理心理学等方面,而且取得了大量的研究成果。近十年来,眼动研究开始应用于交通、体育运动项目、教育教学等领域。本文旨在查阅国内外眼动研究文献的基础上,探索眼动研究在多媒体教学中的应用与实践,促进课堂教学质量的提升。
一、基于眼动研究多媒体课件的意义
高校作为高层次人才的培育基地,能否培养出适应社会需求的人才,教学质量的优劣是一个重要的影响因素,而提高课堂教学效率是提升教学质量的关键。多媒体计算机已逐步取代了以往的幻灯、投影、录音、录像等多种教学媒体,在很大程度上改变了传统教学中教与学的方式。多媒体课件也在教学中扮演越来越重要的角色,它是在一定的教学与学习理论指导下,根据教学目标设计的,反映某种教学策略和教学内容的计算机软件,是编制者按照某一思路设计制作的、前后连贯的、有系统性的软件。课件是利用计算机多媒体技术把文字、图形、声音、动画等多种表现媒体综合起来而形成的,所以其具有教学性、科学性、交互性、集成性、评估性等特点。
课件应用于多媒体教学有着巨大的优越性,是一种富有生命力的、高效生动的教学模式,虽然已在当今的课堂教学中得到广泛的应用和推广,但同时也存在以下一些问题:
一是文本冗长。文字作为多媒体课件的重要组成部分,冗长的文本往往会使学生观看课件时,急于阅读或记录,忽视授课内容,甚至是无记忆重点,导致容易遗忘。同时,烦琐的文本还束缚了师生的发散性思维,使课堂变得单调枯燥。
二是模式单一。虽然多媒体课件能够采用影像动画、图像、表格、文本等多种表现媒体服务于课堂教学,但根据学科差异,教学中需要使用的媒体也有所区别。由于课堂时间的限制,导致影像动画、图像、表格、文本搭配模式的局限性,背景、色调、布局及整体设计过于单一且不够合理,无法突出学科特色,从而大大降低了课堂多媒体教学的效果。
三是重点模糊。多媒体课件作为一种教学活动的辅助手段,其应用关键在于根据具体学科内容做到合理恰当。滥用多种表现媒体,过分强调形式和追求影像动画、配音、图像的华丽,导致画蛇添足、喧宾夺主,使得教学内容与主旨不突出,违背了认知规律,分散了学生的注意力,不仅起不到具有艺术性和技术性的陪衬和烘托作用,还导致课堂教学重点模糊,引起学生视觉疲劳。
针对以上多媒体课件存在的问题,国内对课件的研究多从课件内容、教学理念和认知模型上进行探讨,而从课件结构的角度进行研究的则尚为少见。人的眼睛是人类观察实物、交流知识的最有效通道,目前国内外提出一种基于眼动教学理念,它的基本思想是通过对人眼的观察角度、观察目标以及人眼的活动规律进行分析研究人的思维过程,探讨最为科学的教学方法、教学手段,在这个过程当中,以人眼的动作为研究对象,以教学理念的提升为教学目标。
在实验心理学的早期历史中,心理学家就开始关注到眼动特征及其规律的心理学意义,通过对眼动技术的研究,了解人们在各种条件下的信息加工模式也成为目前心理学研究的重要分支。
人的眼球运动可分为三种基本的类型:注视、眼跳和追随运动。注视(fixation):是指将眼睛的中央窝对准某一物体的时间超过100毫秒,在此期间被注视的物体成像在中央窝上,获得更充分的加工而形成清晰的像。眼跳(saccade):是注视点或注视方位的突然改变,这种改变往往是个体意识不到的。眼跳的速度很快,最高可达每秒450度,眼跳的幅度则可以从2分度到20度。眼跳过程中可以获取刺激的时空信息,但几乎不能形成刺激的清晰像,所以眼跳可以实现对视野的快速搜索和对刺激信息的选择。追随运动(pursuit movement):当被观察物体与眼睛存在相对运动时,为了保证眼睛总是注视这个物体,眼球会追随物体移动。追随运动常常伴随较大的眼跳和微跳,它是“由运动目标的速度信息输入到中枢神经系统,眼睛为了追随这个目标而引起的一种连续反馈的伺服运动”。
通过研究眼球运动这种反射活动,可以充分了解人类视觉信息加工中的选择性注意。因此,以多媒体课件为切入点,通过了解学生在观看课件时的注意规律来指导课件的制作,以眼动研究手段应用于课件研究领域是一次大胆尝试,同时也对提高课堂教学质量具有现实意义。
二、实验设计
课件的核心部分一般包括:教学要求(符合教学大纲要求,明确教学目标)、知识讲解(提炼知识内容要点,正确表达学科的相关概念)、举例说明(以通俗易懂、具体形象的实例,对学科知识内容进行补充说明)、媒体演示(利用图形菜单、图标、按钮、窗口、热键等进行友好的人机交互)、提问反馈(由于计算机有判断、识别和思维的功能,在课件中设置一些问题作为形成性练习,供学生思考和练习,从而及时了解学习情况,并作出评价,反馈评估多媒体教学课件教学效果)等。以上五个部分常见的具体表现媒体多为图像、表格和文本等。
本文将多媒体课件中最常出现的图像、表格和文本,作为实验参考的自变量。将学生的注视时间、注视点次数和平均瞳孔面积作为实验参考的因变量。同时,从教学的现实情况出发,即每页课件的播放时间有限,设计了两个实验控制条件,即无时间限制的实验条件和有时间限制的实验条件(5分钟)。告知每个被测试的学生,分别先后在有时间限制和无时间限制的情况下观看1组和2组课件,完成实验前被告知的课件观看任务。实验以眼动仪和计算机作为主要实验设备,对本校大一和大二的16名学生进行了测试,其中男生8名,女生8名。由于人为错误,其中1名女生的实验数据无效,因此最终有效数据来源共计15人。
三、实验结果分析
遵循一般规律,观看课件时,学生会首先去看该页课件其中某一个兴趣区,即第一注视区域,再看其他的兴趣区。兴趣区是指学生观看课件时不自觉地给予特殊的注意,并通过视觉刺激产生积极情绪的某一特定兴奋域,其区域和范围有相对固定性,可进行预先设定。本实验根据课件不同的组成形式分成三个眼动兴趣区:图像区、文本区和表格区。结合实验的意义与目的,通过图像的色彩、区域和类别对课件框架类型进行划分,围绕文本、表格区对每页课件进行合成,分别从注视时间、注视点次数和平均瞳孔面积实验进行分析。
从154页表1和表2中可以看出,在无时间限制的实验条件下,图像区、文本区和表格区的第一注视点总数分别为76、20和40,三个实验结果数据之间的差异达到q<0.001极其显著水平,在三实验数据平均结果的两两检验中,图像区与文本区之间差异达q<0.001极其显著水平,表格区与文本区都达到q<0.001极其显著水平,图像区和表格区之间差异达q<0.05显著水平;在无时间限制和有时间限制相结合的综合状况下,图像区、文本区和表格区的第一注视点总数分别为148、33和86,三组实验数据的差异达到q<0.001极其显著水平,三实验数据平均结果的两两检验中,图像区、文本区和表格区两两之间的差异均达到q<0.001极其显著水平。
从表3中可以看出,第一注视点总数在图像类型、区域和颜色的各自情况,经检验差异均不显著。
依照以上实验方法,笔者又分别针对注视时间和平均瞳孔面积进行实验分析,整体得出大图像的注视时间大于小图像的注视时间,图像颜色和区域变化,导致注视时间变化不显著,图像的类型、区域和颜色三者之间的交互作用不显著;图像类型、区域、颜色的平均瞳孔面积主效应不显著,图像的类型、区域和颜色三者之间的交互作用不显著,图像的主效应不显著。
因此,由实验中的注视时间、注视点次数和平均瞳孔面积数据可知,无时间限制条件下,在浏览观看课件的过程中,图像比表格更能吸引学生的注意,彩色大图像比黑白小图像更能吸引学生的注意,精简的文本在左上区域比右上区域更能吸引学生的注意。与此同时,在有时间限制的条件下,同位于右侧的黑白表格比彩色表格更能吸引学生的注意;而在有无时间限制的条件下,其他特征的表格之间都不存在明显差异。
该实验通过以多媒体课件为研究对象,从课件的多种表现媒体的特征和教学功能等物理特性角度出发,利用眼动实验参数来得出了不同的课件物理特性引起学生不同的注意变化的实验结果,即学生观看课件的首先兴趣区是图像区,其次是表格区,再次是文本区。
四、基于眼动研究的多媒体课件组织与管理意义
本研究从课件的物理特性入手,依据眼动参数来揭示图像、文本区域和表格颜色对注意的影响。依据实验结果,针对课件中的教学要求、知识讲解、举例说明、媒体演示、提问反馈等内容,可以考虑适当增加图像和彩色图像作为课件的媒体表现,从而在最大程度上引起学生的注意。对学生的兴趣区积极关注,使课件的组织与管理符合眼动规律,媒体恰当,构图合理,画面清晰,色彩鲜明,才能对学生产生积极的情感认知。
一个优秀的课件通常能达到创设教学情景、优化教学环境、实现教学目标,从而提高学生的学习兴趣和积极性,提高教学质量和教学效率的作用。正是课件制作对提升教学质量的重要意义,本研究从心理学视角出发,并把眼动的研究手段引入到课件的制作中来,分析在课件播放过程中其物理特性对注意的影响。通过眼动参数的具体数据来探讨和说明一个吸引学生注意的课件应该具备哪些特点。本文希望研究结果可以为教师的课件制作提供有价值的参考。
当然,在这个初次采用眼动的方法来研究课件的实验中,取得了一定的效果,但尚存在样本量较小等多方面的不足和需要改进与完善的地方,只愿以此抛砖引玉,开阔思路,启发思维,促进多媒体教学的发展,以更科学的方式,挖掘多媒体教学特点,探究多媒体教学方法,创新多媒体教学形式,实现具体课程内容与多媒体技术的整合,提高教学效率,达到最优的教学效果,适应社会需求。
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