反馈的情绪设计对视频学习的影响机制研究

王雪 高泽红 徐文文 张蕾

[摘   要] 反馈作为交互式教学视频的重要环节，对学习者视频学习的情绪状态和学习效果的影响不容忽视。为了探究不同形式反饋（证实性、指导性）的情绪设计（中性、积极）对视频学习的影响机制，借助情绪测试仪、眼动仪、问卷和测试题对112名被试的情绪状态、视觉认知过程、学习体验与效果进行了跟踪测试。结果表明：指导性反馈比证实性反馈更有利于激发学习者的积极情绪，且能有效引导学习者的视觉认知加工、分配更多的注意力到关键区域，进而提升学习的质量;对反馈进行积极的情绪设计不仅能有效诱发学习者的积极情绪，还能增加相关认知负荷，使其投入更多的认知资源;指导性反馈与积极情绪设计的组合更能显著提升整体学习效果。据此，提出反馈设计的三条优化策略，旨在为改善视频学习的情绪体验和效果提供参考和借鉴。

[关键词] 教学视频; 反馈; 情绪设计; 眼动追踪; 情绪测试

[中图分类号] G434            [文献标志码] A

一、引   言

近年来在线学习不断发展且已成为一种普遍的学习方式。然而，大量的在线教学实践表明，由于在线学习环境中学习者主要与教学视频等学习资源开展人机交互，与教师和学习同伴时空分离，学习者很难感受到传统的教学氛围，也不易与教师和同伴产生情感互动和共鸣，容易产生焦虑和疲劳等负面情绪，进而影响在线学习成效。因此，如何通过对教学视频等在线学习资源的有效设计，改善学习者的情绪体验和效果受到越来越多研究者和教学实践者的关注[1]。在众多的教学视频形式中，交互式教学视频因其特有的互动性能给学习者带来更为丰富的学习体验，因而备受学习者青睐[2]。反馈作为交互式教学视频的重要组成部分，其设计形式与内容质量也会对学习者的学习体验和效果产生影响。但是，什么样的反馈形式效果更好，结论尚存争议。并且，情绪设计作为诱发学习者积极情绪的有效方式，很少被直接运用于反馈的设计，且情绪设计影响视频学习的作用机制仍不清晰。鉴于此，本研究在已有研究和相关理论的基础上，构建出“反馈—情绪”作用机制模型，并使用眼动追踪与情绪测试技术深入探究反馈的情绪设计对学习者视频学习的综合影响，从中总结出反馈设计的优化策略，为改善在线学习情绪和绩效提供参考。

二、研究综述

（一）反馈的不同形式对视频学习的影响

反馈是针对某一任务的完成情况进行回应的一种数据或信息。按照反馈的信息量，可分为简单反馈和复杂反馈，或分为证实性反馈和指导性反馈[3]。上述两种分类方法就其内涵而言是一致的，前者通常只提供答案的正误，后者则在反馈正误的基础上，进一步增添对错成因的剖析、方法优劣的比较等。大量研究表明，不同的反馈形式对学习者的学习效果影响也有所不同，研究结论仍不一致。例如：Jordan等的研究表明，有效的反馈设计不仅要提供反馈正误，还要对错误选项进行针对性解释，这样能显著提升学习效果[4];舒少全的研究则发现了不同的研究结论，在程序性知识的教学视频中，证实性反馈能促进学习效果的提升，而指导性反馈不仅对学习效果无提升作用，还会增加学习者的外在认知负荷[5]。

（二）情绪设计对多媒体学习的影响

Mayer等提出情绪设计是对多媒体学习材料中呈现教学内容的关键元素进行再设计和再修饰，以诱发学习者的积极情绪，增强学习动机并提升学习效果[6]。近年来，国内外许多研究者探究了多媒体学习材料中的情绪设计对学习者的情绪体验与学习效果的影响。例如：Stark等发现，与传统的教学文本内容相比，加入积极情感词的情绪设计能促使学习者产生积极情绪，进而提升学习效果[7];作者等对教学视频中表达关键信息的图形颜色和形状进行了情绪设计，结果发现，彩色和拟人化的设计可以提高学习者的学习效果[8]。

通过以上分析发现：第一，教学视频中的反馈已经成为研究者关注的焦点，但究竟何种反馈形式能提升学习效果的研究结论还不统一;第二，目前还没有研究直接针对视频中的反馈进行情绪设计，深入探究反馈的情绪设计对视频学习的影响;第三，已有研究对动态生理指标关注不足，情绪设计对视频学习影响的内部作用机制尚不清晰。

三、“反馈—情绪”作用机制模型与研究假设

（一）“反馈—情绪”作用机制模型

行为主义理论指出，反馈作为中间变量能够强化机体的刺激—反应联结，若将反馈作为操作反应正确的强化物，有助于个体获得积极的情绪状态，进而刺激并调控学习行为。据此，结合信息加工理论、情绪认知评价理论和多媒体学习认知情感理论，本研究建构了“反馈—情绪”作用机制模型，如图1所示。依据信息加工学习理论，个体认知模式主要由感知系统、记忆系统、控制系统和反应系统四部分构成。反馈作为一种压力源，将图、文、声、像等不同信息内容通过监控、提示、指导或评价等多种功能形式呈现出来，为学习者提供感知系统中的外部刺激。与此同时，可以通过反馈呈现的人为调控（例如：采用不同的反馈形式，或对反馈信息进行情绪设计）来强化刺激信号。根据情绪认知评价理论和多媒体学习认知情感理论，情绪与动机作为控制系统的内部因素也能够调节记忆系统的运作加工，继而影响反应系统的外显行为输出。具体而言，当学习者遭遇潜在压力源即反馈后，感知系统内部通过评估反馈内容效用，在控制系统中产生特定的情绪反应，进而调节记忆系统中的认知加工过程[9]。积极情绪可以通过提高学习动机来增加学习者的感觉记忆、工作记忆、长时记忆等认知资源的投入，进而提升反应系统中的学习效果;而消极情绪则会破坏阻断认知进程，通过降低学习者的学习动机来减少认知投入，抑制反应系统中的学习效果。

（二）研究假设

本研究从交互式教学视频中反馈的情绪设计入手，将反馈形式分为证实性和指导性两种，分别对两种反馈形式中的关键内容进行积极或中性情绪设计，深入探究反馈的情绪设计对视频学习的影响机制。在“反馈—情绪”作用机制模型的基础上，提出如下假设：

假设1：相比证实性反馈，指导性反馈有助于激发控制系统中的积极情绪和内部动机，促进在记忆系统中投入更多的认知加工资源，降低认知负荷，进而促进反应系统中学习成绩的提升，且在积极情绪设计的叠加条件下，效果会更明显;

假设2：相比中性情绪设计，积极情绪设计更有助于抑制控制系统中的消极情绪，诱发积极情绪、提升内部动机，增加记忆系统中对反馈内容的认知投入，降低认知负荷，从而提高反应系统中的学习成绩，同样，在指导性反馈条件下，其作用效果会更为显著;

假设3：诱发的积极情绪或抑制的消极情绪能显著增强学习者的内部动机，降低认知负荷，且学习效果与积极情绪、内部动机显著正相关，与消极情绪、认知负荷显著负相关。

四、方   法

（一）实验设计

本研究采用2（反馈形式）×2（情绪设计）的两因素完全随机实验设计，整体设计如图2所示。

（二）被试

从某大学随机招募134名大学生作为被试，为了排除无关变量对实验结果的干扰，剔除先前知识水平高（得分高于最高分值的60%的被试视为高先前知识水平者）、眼动采样率低于60%和情绪测试中断的22名被试，最终保留有效被试112名（男生13名，女生99名），并将男生和女生分别随机分到四组，每组28人（男生约3人，女生约25人）。单因素方差分析表明，四组间的先前知识水平不存在显著差异（F=1.703，p=0.171>0.05）。

（三）视频学习材料

视频学习材料内容源于已有研究使用的经典实验材料“特异性免疫的工作原理”[6]，采用内嵌测试题的交互方式，对其反馈进行针对性设计，形成4种不同的视频材料：“证实—中性式反馈”“证实—积极式反馈”“指导—中性式反馈”和“指导—积极式反馈”。“证实性反馈”只给学习者提供“正确”或“错误”的客观评价，“指导性反馈”则在此基础上对正确选项的原因进行详细描述;“积极情绪设计”主要是对反馈内容中表达关键信息的图文进行情感化、图式化、拟人化以及彩色化设计，例如，对反馈中的评价性文本（如，正确、错误等），采用积极的词语（如，恭喜、小天才、加油、相信等）进行表达，或是添加动态表情（如，微笑、握拳等）;对反馈中的解释性文本内容（如，抗原、抗体、T细胞、B细胞等），以图代文，并采用婴儿脸、圆形、暖色等设计，以强化学习者与反馈内容之间的情感连接，而“中性情绪设计”并未进行上述任何增强性的干预设计。设计样例如图3所示。

（四）测量变量及工具、设备

（五）实验流程

（1）被试填写基本信息和先前知识水平问卷;（2）主试向其说明实验过程和注意事项，并提醒被试放松心情;（3）主试为被试佩戴耳机和情绪测试仪，并根据被试实际情况调整座椅的距离和高度，眼动定标完成后呈现实验指导语;（4）被试学习实验材料，并在学习完成后按空格键结束学习;（5）被试填写积极—消极情绪、认知负荷和内部动机问卷，并完成学习效果测试。

五、结果分析与讨论

实验获取的各类数据的平均值（M）和标准差（SD）见表2。

（一）反馈形式对学习者情绪状态、视觉认知过程、学习体验以及学习效果的影响

情绪状态：反馈形式对过程性积极情绪（F=3.087，p=0.082<0.1）的主效应边缘显著，且相比证实性反馈，指导性反馈更能显著诱发学习者的过程性积极情绪（t=1.762，p=0.081<0.1），这与假设1一致。由此可见，针对学习内容和学习过程的反馈有助于学习者建立学习型目标，接受并且根据反馈改进学习行为，进而建立后续学习的自信与动力，但如果反馈仅证实学习结果对错，那么容易导致学习者因不了解具体缘由而产生疑虑，在学习过程中产生不良情绪。

视觉认知过程：反馈形式对反馈内容兴趣区的总注视次数（F=58.885，p=0.000<0.01）、總注视时间（F=48.605，p=0.000<0.01）以及平均注视时间（F=10.781，p=0.001<0.01）均存在显著的主效应，且相比证实性反馈，指导性反馈设计更能显著增加学习者在反馈内容兴趣区投入的总注视次数（t=7.711，p=0.000<0.01）、总注视时间（t=6.987，p=0.000<0.01）以及平均注视时间（t=3.297，p=0.001<0.01），与假设1一致。这表明，指导性反馈信息呈现丰富，学习者不管是出于好奇心还是对知识的渴求，都愿意分配更多的时间和精力去了解，反映出指导性反馈促使学习者投入更多的认知资源到反馈内容中，促进深层认知加工的发生。

学习体验：在积极情绪设计条件下，指导性反馈比证实性反馈更能显著提升学习者的内部动机（t=2.114，p=0.039<0.05），这支持了假设1的推论。根据“反馈—情绪”作用机制模型，加入积极情绪设计的反馈传递肯定式的反馈信号，实现了个体对自我效能的预期。指导性反馈所提供的明确解释能够解决问题困惑、促使学习者有效巩固习得知识，与此同时，融入积极情绪设计则最大限度地削弱了学习者受外部控制的感觉，进一步激发学习者的自我效能感，从而诱发更为积极的学业情绪。

学习效果：反馈形式对保持成绩（F=2.831，p=0.095<0.1）的主效应边缘显著，相比证实性反馈，指导性反馈设计更能促进学习者保持成绩（t=1.650，p=0.102>0.05）的提升，且在积极情绪设计条件下，提升作用更加显著（t=3.210，p=0.002<0.01），部分证实了假设1。反馈形式的特点决定了指导性反馈不可避免地会二次呈现内容细节，相当于是对所学知识的回顾与复习，这有助于学习者的记忆和反思，维持并深化工作记忆，进而促进保持成绩，但本研究没有发现对迁移成绩的促进作用。

（二）情绪设计对学习者情绪状态、视觉认知过程、学习体验以及学习效果的影响

情绪状态：在指导性反馈条件下，积极情绪设计比中性情绪设计更能有效诱发学习者的结果性积极情绪（t=1.918，p=0.060<0.1），与假设2保持一致。其原因可能是，指导性反馈的内容更为丰富，同是增添了情绪设计元素后，给学习者形成的感官刺激会更加强烈，诱发的积极情绪因此更加持久，能够延续到学习结束之后。但本研究没有发现反馈的情绪设计对学习者的消极情绪有显著影响，这是因为研究采用的情绪设计方式着眼于积极情绪的诱发，尽量避免消极情绪的产生，因此情绪设计对过程性和结果性消极情绪的影响都不大。

视觉认知过程：在证实性反馈条件下，积极情绪设计比中性情绪设计更能显著增加学习者在关键区域的总注视次数（t=3.674，p=0.001<0.01）和总注视时间（t=2.718，p=0.009<0.01），但在指导性反馈条件下，情绪设计作用并不显著（t=0.568，p=0.573>0.05;t=0.839，p=0.405>0.05），这与假设2略有不同。其原因可能是，在各组内信息内容呈现相当且学习者信息处理容量有限的前提下，指导性反馈内容数量较大，无论采用何种情绪设计，学习者都需要调配更多的认知资源进行处理，因此情绪设计对眼动指标的影响不大，但这恰恰从另一个侧面说明，情绪设计并没有耗费学习者过多的视觉认知资源。

学习体验：反馈的情绪设计对相关认知负荷（F=6.970，p=0.010<0.05）的主效应显著，且相比中性情绪设计，积极情绪设计更能在不增加总认知负荷的前提下，显著提升相关认知负荷（t=2.633，p=0.010<0.05），支持假设2。由此可见，积极的情绪设计可以啟发思维，活化认知，促使个体投入更多的心理努力，与“反馈—情绪”作用机制模型的推论相符。

学习效果：在指导性反馈设计下，相比中性情绪设计，积极情绪设计能显著提升学习者的保持成绩（t=2.357，p=0.022<0.05），但对迁移成绩（t=1.070，p=0.290>0.05）无显著影响，部分验证了假设2。如前所述，“指导性反馈+积极情绪设计”是一种双重累加的反馈刺激，能够有效改善学习体验，激发学习者的内部动机，使其合理调配认知资源，从而促进保持成绩的提升。然而，知识的迁移不仅涉及知识内容的延伸，更有对学习者新知迁移应用能力的要求。因此，未来需进一步细化反馈的情绪设计研究，充分考虑反馈与不同的学习者和不同的学习情境之间的相互作用，探讨不同反馈情绪设计方法有效运用的边界条件。

（三）学习者情绪状态、视觉认知过程、学习体验以及学习效果之间的关联机制

相关性分析结果表明：1.结果性积极情绪与保持成绩（p=0.003<0.01）、相关认知负荷（p=0.001<0.01）以及内部动机（p=0.000<0.01）显著正相关，与内在、外在认知负荷（p=0.003<0.01;p=0.003<0.01）之间显著负相关;2.内部动机与保持成绩（p=0.003<0.01）、迁移成绩（p=0.020<0.05）显著正相关，内在、外在认知负荷与保持成绩（p=0.000<0.01;p=0.000<0.01）、迁移成绩（p=0.005<0.01;p=0.003<0.01）显著负相关。这反映了反馈设计所诱发的积极情绪，有效降低了学习者的内在和外在认知负荷，且通过提升内部动机，增加了认知投入，进而促进了学习效果的提升，这与假设3基本一致，同时也验证了本研究提出的“反馈—情绪”作用机制模型。除此之外，本研究还发现结果性消极情绪与外在认知负荷（p=0.026<0.05）显著正相关，过程性消极情绪与平均注视时间（p=0.033<0.05）显著负相关，这表明消极情绪对认知加工过程起阻碍作用，会明显增加学习者额外的认知负荷，应通过情绪设计等方式避免视频学习过程中消极情绪的产生。

六、结论与展望

本研究在相关理论和已有研究的基础上构建出“反馈—情绪”作用机制模型，创新性地将情绪设计融入不同的反馈形式当中，并创新性地借助眼动跟踪和情绪测试技术对学习者的视觉认知过程和情绪状态进行了实时跟踪测量，深入探究了反馈的情绪设计对学习者视频学习的情绪状态、认知过程、学习体验与效果的影响机制。研究结果表明，指导性反馈比证实性反馈更有利于激发学习者的积极情绪，且能有效引导学习者分配更多的视觉注意力到关键区域，进而增加学习数量;对反馈内容进行积极情绪设计不仅能有效诱发学习者的积极情绪，还能增加相关认知负荷，使其投入更多的认知资源;指导性反馈与积极情绪设计的组合更能显著提升整体学习效果。据此，本研究提出以下几条教学视频中反馈的优化设计策略：

（一）通过高质量的反馈形式改善学习者情绪体验，提高学习效果

在线自主学习主要是学习者与学习资源交互的过程，学习者学习乐趣的启发、思维的拓展都需要通过反馈给予外部的刺激和鼓励。建议在教学视频的反馈设计中更多地采用指导性反馈设计，即为学习者提供客观的正误判断和明确精细的问题解释，实现有效的知识引导，深化学习者对内容的理解与把握。

（二）采取多元有效的情绪设计调节学习者认知投入，深化信息加工

当学习者接收到正面的积极反馈时，更容易产生强烈的求知欲和积极参与的热情，激活学习者的创造性体验。因此，应尽量采用多元有趣的方法对反馈内容进行积极的情绪设计，即在不改变原本含义，不增加额外认知负荷的前提下，适量融入积极情感因素，对反馈内容中关键而非装饰性的文本和图片元素进行情绪化、拟人化和彩色化的设计，可有效降低内在和外在认知负荷，提高相关认知负荷，活化学习思维，提高认知投入度。

（三）灵活安排反馈的形式与内容，促进学习者个人发展

反馈与情绪设计受诸多因素影响，具有动态性、复杂性等特点，需灵活把握个体和情境特征，对具有不同性格、不同认知风格的学习者采取恰当的反馈策略。例如，对于先前知识水平不足或者自信心不足的学习者，可以适当增加鼓励性的肯定评价，细化重难点知识，通过设疑回答的方式引导学习者思考并解决问题。灵活安排反馈的形式与内容才能保证反馈更具针对性，有助于学习者养成良好的学习行为习惯，维持后续的学习动机，促进其个人发展。

需要说明的是，由于客观条件的限制，本研究所选取的被试均为大学生，且性别大多是女性，后续研究需充分考虑被试的学段和性别因素。对于认知负荷和内部动机的测量仅采用了主观报告的方式，为避免实验结果的片面性，后续研究仍需结合其他客观测量方式和大规模的教学实践进行更为深入的探究。

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