鄭艷芳 江發(fā)明 朱小勇 易燦南 何臻

摘 ?要 為研究不同知識(shí)水平學(xué)習(xí)者在AutoCAD軟件教學(xué)視頻中學(xué)習(xí)注意力分配等特點(diǎn)，對(duì)經(jīng)過一段時(shí)間學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)者成績(jī)進(jìn)行前測(cè)，選擇高低水平學(xué)習(xí)者各五名，運(yùn)用眼動(dòng)追蹤技術(shù)記錄學(xué)習(xí)者觀看AutoCAD中多段線部分教學(xué)視頻，進(jìn)行保持和遷移測(cè)試。研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)者的注意力主要分配于繪圖區(qū)域;知識(shí)水平對(duì)兩個(gè)片段的命令欄處的總注視時(shí)長(zhǎng)和總注視次數(shù)影響顯著;高水平對(duì)學(xué)習(xí)者的保持和遷移成績(jī)均產(chǎn)生積極影響。結(jié)果表明，高水平學(xué)習(xí)者比低水平學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中對(duì)輔助工具命令欄的提示加工更深入，低水平學(xué)習(xí)者更加沉浸于繪圖區(qū)域。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)教育;教學(xué)視頻;AutoCAD;錄屏式軟件

中圖分類號(hào)：G434 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）18-0070-03

Research on Learning of Instructional Video of AutoCAD Soft-

ware based on Eye-tracking Experiment//ZHENG Yanfang， JIANG

Faming， ZHU Xiaoyong， YI Cannan， HE Zhen

Abstract In order to study the learning characteristics of learners

with different knowledge levels in AutoCAD software teaching video.

Firstly， the experiment conducted a pre-test of prior experience， which

selected 10 learners high and low levels knowledge each had half. Secondly， the learners were arranged to watch an instructional video

which was about PLINE in AutoCAD， and the progress was recorded

with eye tracking technology. Finally， the learners performed the retention test and migration test after learning. The findings were as

follows. Learners attention was mainly focused on the drawing area.

The knowledge levels had a significant effect on the fixation length and fixation count of the command bar. High levels had a positive impact on learners retention and migration tests. The experimental results showed that the high levels learners paid more attention to the

prompt in the command bar than the low experience learners， and the

low levels learners were more immersed in the drawing area.

Key words networking education; instructional video; AutoCAD; screen recording software

1 前言

近些年，隨著新型網(wǎng)絡(luò)教育資源的不斷涌現(xiàn)和發(fā)展，如慕課等，吸引了大批學(xué)習(xí)者。尤其是面對(duì)突發(fā)公共衛(wèi)生事件，如新型冠狀病毒肺炎，學(xué)校停課不停學(xué)，使網(wǎng)絡(luò)教育的重要性得以充分體現(xiàn)。新型網(wǎng)絡(luò)資源是以教學(xué)視頻的形式呈現(xiàn)核心教學(xué)內(nèi)容，與傳統(tǒng)文本形式教學(xué)有明顯不同[1]。

視頻成為網(wǎng)絡(luò)教育主要形式，不僅和視覺系統(tǒng)是最占優(yōu)勢(shì)的信息來源渠道[2]，也和教學(xué)視頻生動(dòng)形象、圖文聲像并茂等特征是密不可分的[3]。

目前，對(duì)教學(xué)視頻的研究主要集中于教學(xué)視頻素材自身的設(shè)計(jì)，如字幕布局、是否有教師形象、線索、教師引導(dǎo)行為[4-7]。而影響教學(xué)視頻學(xué)習(xí)效果的因素有很多，教學(xué)視頻的設(shè)計(jì)應(yīng)以學(xué)習(xí)者為中心。在以往研究中，關(guān)于學(xué)習(xí)者一般通過篩選設(shè)置為無關(guān)變量，以免對(duì)學(xué)習(xí)效果造成干擾。但是學(xué)習(xí)者作為學(xué)習(xí)的主體，那么不同前期經(jīng)驗(yàn)水平的學(xué)習(xí)者在教學(xué)視頻學(xué)習(xí)過程中是否有差異？賴文華等人研究不同英語水平和不同專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)陳述性類知識(shí)——心理學(xué)課程時(shí)的眼動(dòng)行為，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在認(rèn)知負(fù)荷較高的情況下，學(xué)習(xí)者在各興趣區(qū)的注視時(shí)長(zhǎng)差異均不顯著[8]。賴文華等人研究的學(xué)習(xí)者有不同專業(yè)基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)素材是陳述性知識(shí)教學(xué)視頻，結(jié)果顯示無顯著差異。如若是同一專業(yè)學(xué)習(xí)者，通過前期一段時(shí)間學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者前期經(jīng)驗(yàn)水平不同，則其在學(xué)習(xí)過程中視覺注意力分配等是否有差異，這需要進(jìn)一步研究。

基于上述分析，本文以錄屏式軟件類課程教學(xué)視頻為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)不同水平學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特點(diǎn)進(jìn)行研究。通過研究不同前期經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)者在錄屏式軟件類課程教學(xué)視頻學(xué)習(xí)中的眼動(dòng)特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其中差異，進(jìn)而對(duì)合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻以幫助不同知識(shí)經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)者更好學(xué)習(xí)，具有重要意義。

2 方法與過程

實(shí)驗(yàn)?zāi)康??本實(shí)驗(yàn)主要目的是探究不同前期知識(shí)水平學(xué)習(xí)者，在錄屏式軟件教學(xué)視頻學(xué)習(xí)中，對(duì)軟件界面各區(qū)域的注意力分配和學(xué)習(xí)過程的特點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)被試的眼動(dòng)數(shù)據(jù)和后測(cè)成績(jī)，進(jìn)而討論不同水平學(xué)習(xí)者在軟件實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻學(xué)習(xí)過程中的眼動(dòng)數(shù)據(jù)、保持測(cè)試和遷移測(cè)試成績(jī)是否存在顯著差異。

實(shí)驗(yàn)被試和設(shè)備 ?本實(shí)驗(yàn)是單因素實(shí)驗(yàn)，因素為學(xué)習(xí)者通過前期一段時(shí)間學(xué)習(xí)AutoCAD軟件，其知識(shí)水平的掌握程度分高水平和低水平。實(shí)驗(yàn)被試視力或矯正后視力正常，無眼部疾患，且無聽覺障礙。通過對(duì)未涉及實(shí)驗(yàn)中的教學(xué)視頻內(nèi)容進(jìn)行前測(cè)，選擇高低水平被試各五名，六男四女，共10名本科生，成績(jī)較高者表示被試的前期知識(shí)水平較高。通過獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，可知高低水平學(xué)習(xí)者前期知識(shí)水平的測(cè)試成績(jī)有顯著差異（M=8.98，SD=0.69;M=6.80，

SD=1.24;t（8）=3.63，p=0.007<0.05）。實(shí)驗(yàn)所用實(shí)驗(yàn)設(shè)備是Tobii X120眼動(dòng)儀，采樣率120 Hz，配套臺(tái)式戴爾電腦屏幕19 in，分辨率1600×900，刷新率60 Hz，電腦外接音箱設(shè)備。

實(shí)驗(yàn)材料

1）視頻材料。視頻材料講授內(nèi)容是CAD軟件，此課程32學(xué)時(shí)，理論部分邊講解邊演示。研究以“多段線”為例，在講授過程中并未對(duì)繪圖區(qū)域拖動(dòng)和縮放。視頻借助錄屏軟件，時(shí)長(zhǎng)10分13秒，屬于碎片化學(xué)習(xí)。此視頻只有AutoCAD軟件畫面和教師聲音，無字幕，以一倍速度進(jìn)行播放。學(xué)習(xí)過程的眼動(dòng)數(shù)據(jù)來源于三個(gè)片段，每個(gè)片段劃分三個(gè)AOI興趣區(qū)，見表1。

2）后測(cè)材料。后測(cè)材料兩份，均是上機(jī)操作題，用于測(cè)試學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)后的保持成績(jī)和遷移成績(jī)，做題全過程錄屏。保持測(cè)試的材料是片段2和3演示的案例圖，共兩題，每題10分，時(shí)間為每題10分鐘。成績(jī)?nèi)深}平均值，測(cè)試所記住內(nèi)容的數(shù)量。遷移測(cè)試的材料是未講解題目，共一題，10分，時(shí)間為10分鐘。測(cè)試學(xué)習(xí)者對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用和遷移程度。

實(shí)驗(yàn)流程

1）告知被試實(shí)驗(yàn)流程和注意事項(xiàng);

2）被試填寫基本信息及進(jìn)行視力測(cè)試;

3）前測(cè);

4）被試進(jìn)行9點(diǎn)定標(biāo)，定標(biāo)符合要求后，進(jìn)入正式實(shí)

驗(yàn)，觀看實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)語和視頻材料;

5）被試進(jìn)入答題區(qū)，完成后測(cè)題目。

整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程約50分鐘。

3 結(jié)果與分析

不同興趣區(qū)的總注視時(shí)間 ?將各片段中三個(gè)興趣區(qū)的總注視時(shí)間數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS，進(jìn)行配對(duì)樣本T檢驗(yàn)，見表2。根據(jù)p值可知，在總注視時(shí)間上，各片段中AOI3興趣區(qū)與AOI1、AOI2興趣區(qū)均存在顯著性差異（p<0.01），而AOI1與AOI2興趣區(qū)不存在顯著性差異（p>0.05）。

各片段三個(gè)興趣區(qū)的平均總注視時(shí)間見圖1，根據(jù)均值可知，在學(xué)習(xí)者視頻學(xué)習(xí)過程中，各片段中AOI1與AOI2興趣區(qū)所在的繪圖區(qū)域的總注視時(shí)間均高于AOI3命令欄興趣區(qū)，這可能和繪圖區(qū)域以圖形呈現(xiàn)、命令欄區(qū)域以文字呈現(xiàn)有關(guān)，學(xué)習(xí)者對(duì)以圖形呈現(xiàn)的繪圖區(qū)域的依賴度較高，主要對(duì)圖形進(jìn)行構(gòu)思和創(chuàng)建，而命令欄則是通過文字提示下步操作內(nèi)容，輔助繪圖過程。

知識(shí)水平對(duì)總注視時(shí)間影響 ?對(duì)不同知識(shí)水平學(xué)習(xí)者各興趣區(qū)的總注視時(shí)間進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，見表3。不同水平學(xué)習(xí)者在片段1和片段2中的AOI3興趣區(qū)的總注視時(shí)間差異顯著（p=0.030<0.05），在片段3中AOI3興趣區(qū)的總注視時(shí)間處于邊緣顯著（p=0.123≈0.1>0.05）。各片段中高水平組在AOI3興趣區(qū)的總注視時(shí)間均高于低水平組，說明高水平組學(xué)習(xí)者對(duì)命令欄中的內(nèi)容加工較深[9]，見圖2。AOI3興趣區(qū)是AutoCAD軟件的命令欄，提示下步操作內(nèi)容，因此，初學(xué)者對(duì)此部分內(nèi)容加工越深，才能更加清晰掌握命令的使用。根據(jù)學(xué)習(xí)者后測(cè)過程錄屏分析可知，高水平組在后測(cè)時(shí)對(duì)于命令的選擇和切換優(yōu)于低水平組，低水平組在操作時(shí)不按照命令欄提示步驟進(jìn)行，經(jīng)常困于泥潭。造成不同水平學(xué)習(xí)者在片段3中AOI3興趣區(qū)的總注視時(shí)間p處于邊緣顯著的原因可能有兩個(gè)：一是由于片段3中案例圖簡(jiǎn)單，繪圖步驟少;二是教師講授此部分內(nèi)容時(shí)刻意減少鼠標(biāo)指引命令欄，而是以語言描述代替。

根據(jù)表3中的p值可知，不同知識(shí)水平學(xué)習(xí)者在片段3中AOI1興趣區(qū)的總注視時(shí)間差異顯著（p=0.033<0.05）。根據(jù)表3中的均值可知，低水平組中的AOI1興趣區(qū)的總注視時(shí)間遠(yuǎn)高于低水平組，說明低水平在注視案例圖2時(shí)，需要較高的認(rèn)知負(fù)荷進(jìn)行信息的加工。根據(jù)對(duì)學(xué)習(xí)者后測(cè)過程錄屏，分析可知此部分低水平學(xué)習(xí)者對(duì)圖中尺寸寬度理解有困難，是可能導(dǎo)致此部分總注視時(shí)間長(zhǎng)的原因。

知識(shí)水平對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響 ?對(duì)兩組學(xué)習(xí)者的保持測(cè)試成績(jī)和遷移測(cè)試成績(jī)進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，見表4。本實(shí)驗(yàn)高低水平學(xué)習(xí)者保持測(cè)試成績(jī)接近顯著差異（p=0.052≈

0.05），遷移測(cè)試成績(jī)有顯著差異（p=0.042<0.05）。根據(jù)表4中的M值可知，在學(xué)習(xí)效果方面，本實(shí)驗(yàn)高水平的保持成績(jī)和遷移成績(jī)均高于低水平的成績(jī)。綜上所述，高水平對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)軟件教學(xué)視頻的學(xué)習(xí)效果會(huì)產(chǎn)生積極影響，即學(xué)習(xí)者的知識(shí)水平越高，其保持測(cè)試和遷移測(cè)試的成績(jī)?cè)礁摺?/p>

4 研究結(jié)論

本文分析不同知識(shí)水平學(xué)習(xí)者在錄屏軟件實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻學(xué)習(xí)過程中的眼動(dòng)特點(diǎn)，分析高低水平之間的差異，得到以下結(jié)論。

1）AOI1和AOI2所在的繪圖區(qū)域的總注視時(shí)間和總注視次數(shù)遠(yuǎn)高于AOI3命令欄，學(xué)習(xí)者對(duì)以圖形呈現(xiàn)的繪圖區(qū)域的依賴度較高，而命令欄在繪圖過程中起輔助作用。

2）雖命令欄處是輔助作用，但是從總注視時(shí)間和總注視次數(shù)來看，不同水平學(xué)習(xí)者在片段1和片段2的AOI3命令欄處差異顯著，高水平學(xué)習(xí)者對(duì)AOI3命令欄處的學(xué)習(xí)更加專注，進(jìn)行更好的信息加工。

3）高知識(shí)水平對(duì)學(xué)習(xí)者的保持和遷移測(cè)試均產(chǎn)生積極影響。從熱點(diǎn)圖來看，高水平學(xué)習(xí)者能夠關(guān)注關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，而低水平在繪圖區(qū)域注視點(diǎn)較為分散。再者，對(duì)比高水平，可以分析低水平學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)時(shí)對(duì)哪些知識(shí)點(diǎn)相對(duì)需要更高的認(rèn)知負(fù)荷。

參考文獻(xiàn)

[1]王雪，周圍，王志軍.教學(xué)視頻中交互控制促進(jìn)有意義學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2018（1）：97-105.

[2]沈夏林，周躍良.論開放課程視頻的學(xué)習(xí)交互設(shè)計(jì)[J].電化教育研究，2012（2）：84-87.

[3]聶竹明，劉釗穎.微課與慕課：基于信息技術(shù)的教育供給方式變革[J].電化教育研究，2018（4）：19-24.

[4]孫穎飛.MOOC視頻界面布局對(duì)學(xué)習(xí)效果影響的眼動(dòng)研究[D].西安：陜西師范大學(xué)，2016.

[5]喻靜敏，蔡建東.不同知識(shí)類型微視頻中教師圖像對(duì)高中生學(xué)習(xí)的影響[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2018（7）：51-57.

[6]Wang Xue， Lin Lin， Han Meiqi， et al.Impacts of cueson learning： Using eye-tracking technologies to examine the functions and designs of added cues in short?instructional videos[J].Computers in Human Behavior，2020（107）.

[7]王紅艷，胡衛(wèi)平，皮忠玲，等.教師行為對(duì)教學(xué)視頻學(xué)習(xí)效果影響的眼動(dòng)研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2018（5）：103-112.

[8]賴文華，單春波.大學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)視頻學(xué)習(xí)過程中的眼動(dòng)行為研究[J].軟件導(dǎo)刊（教育技術(shù)），2015（6）：76-79.

[9]楊九民，徐珂，韓佳雪，等.教學(xué)視頻中線索類型與學(xué)習(xí)者先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)學(xué)習(xí)的交互影響[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2020（1）：93-101.