多媒体学习中手势的促进作用及其机制

多媒体学习中手势的促进作用及其机制

钱祖一

鲁东大学教育科学学院

摘要：本研究在多媒体学习环境中探讨了手势在学习和测验阶段对四年级学生学习效果的影响。采用3×2的实验设计，比较了不同手势条件下的学习成果。研究发现，学习阶段和测验阶段使用手势都能显著提升成绩。结果表明，手势在学习和测验阶段均能促进学习，其作用机制为视觉表象维持和具身体验，支持了表象维持理论和具身认知理论。

关键词：手势；遮挡手势；表象维持理论；具身认知理论

1引言

研究普遍认为手势能提升学习效果。例如，Yeo和Tzeng（2019）发现在学习角度样例时，使用追踪手势的学习者成绩更佳。尽管手势在学习阶段已被证实有效，但其在测验阶段的效果仍需进一步研究。

以往研究也对手势的作用机制做出来许多理论解释，主要包括表象维持理论和具身认知理论。表象维持理论认为手势在认知加工中的作用是维持空间表象，即手势能维持空间表象。具身认知理论认为在学习过程中要求学生做出手势动作赋予了原本抽象的知识以额外的身体运动表征从而促进学习。手势作为一种多媒体学习设计方法，已被研究显示在学习过程中能提高效果（Sweller et al., 2020），然而，其在测试阶段的有效性尚未得到充分验证。本研究采用遮挡范式，旨在探究手势在学习与测试阶段的使用对学习效果的影响并加以验证表象维持理论和具身认知理论。本研究的假设如下：H1:学习阶段使用手势的被试成绩表现更佳。H2:学习阶段，有手势和遮挡手势的被试成绩都优于无手势组。H3:测验阶段使用手势的被试在成绩上显著优于无手势组。

2实验研究

2.1被试

采用GPower软件进行统计功效分析，计划样本量应为132人（Effectsizef =0.40;α=0.05，1-β=0.95）。故从烟台市一所普通小学四年级学生中通过“前测”筛选出有效被试132人（男生64人，女生68人），将其随机分为6组，每组各22人。每名被试和其监护人在实验前均自愿签署知情同意书。

2.2实验设计

3*2被试间设计，学习阶段手势包括无手势、有手势和有手势但遮挡手势（简称遮挡手势）三个水平；测验阶段手势包括无手势和有手势两个水平。因变量为测验成绩。

2.3实验材料

实验材料包括介绍材料、前测材料（信度和内部效度分别为0.51和0.80）、挡板、学习材料、测验材料（信度和内部效度分别为0.73和0.80）。学习内容为水循环知识，该内容取自地理教材，根据Ginns和Jacobson（2019）研究编制。

2.4实验程序

实验程序如图2.4所示，分为四个阶段，分别为介绍阶段、前测阶段、学习阶段以及测试阶段。

开始           介绍阶段           前测阶段           学习阶段           测验阶段            结束

图2.4实验流程

3结果分析

各组被试的前测成绩和测试成绩描述性统计，见表5.1

在测验成绩中，对六组被试的成绩进行3（学习阶段手势类型）x2（测验阶段手势类型）两因素方差分析。结果表明，在测试成绩上，学习阶段手势主效应显著，F（2, 126）=10.89，p=0.01，η²=0.14；进一步进行事后检验结果显示：在学习阶段手势条件显著好于遮挡手势条件，p=0.01；在学习阶段手势条件显著好于无手势条件，p=0.01；在学习阶段使用遮挡手势好于无手势条件，p=0.01。测验阶段手势类型差异显著F（1, 126）=6.58，p=0.01，η²=0.05，测试阶段使用手势好于测试阶段无手势。

表5.1六组被试前测成绩和测试成绩的平均分(M)和标准差（SD）

4讨论

手势条件下的学生在测试测验中表现更佳支持假设H1，Wesp等人（2001）的研究进一步证实了手势在维持空间表象方面的作用。因此，手势的使用通过促进视觉表象的形成和维持来增强学习效果。学习阶段遮挡条件组的成绩优于无手势组支持假设H2，具身认知理论提供了解释，强调认知是一个涉及大脑、身体和环境的互动系统。Yeo和Tzeng（2019）提出，手势通过身体运动表征促进学习与记忆。这发现支持具身认知理论，即手势通过身体动作表征促进认知，提高学习效果。手势在测试阶段的应用能够提升学习效果支持假设H3。在测试过程中，手势有助于维持和操作视觉表象，提高问题解决效率。这一结果也进一步验证了表象维持理论，既维持视觉表象也是手势促进学习的原因之一。

5结论

（1）手势通过形成视觉表象和具身体验来加强学习效果。

（2）手势的促进作用在测试阶段有效，并可能通过维持视觉表象来加强学习效果。

参考文献

贾筱倩, 宋晓蕾. (2022). 追踪手势对视空间学习的增强作用. 心理学报54(9), 1009–1020.

Huff, M., Maurer, A. E., & Merkt, M. (2018). Producing gestures establishes a motor context for procedural learning tasks.Learning and Instruction,58, 245–254.

Sweller, N., Shinooka-Phelan, A., & Austin, E. (2020). The effects of observing and producing gestures on Japanese word learning. Acta psychologica, 207, 103079.

Tang, M., Ginns, P., & Jacobson, M. J. (2019). Tracing enhances recall and transfer of knowledge of the water cycle. Educational Psychology Review, 31, 439–455.

Wesp, R., Hesse, J., Keutmann, D., & Wheaton, K. (2001). Gestures maintain spatial imagery.The American journal of psychology, 114 4, 591–600.

Yeo, L. M., & Tzeng, Y. T. (2019). Tracing effect in the worked examples-based learning: An exploration of inpidual differences in working memory capacity.EURASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education,15(10), 17–60.

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