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近年来我国多媒体学习的热点和趋势
王志军,冯小燕
（天津师范大学,天津300387）
摘 要：我国多媒体学习研究得到长足发展.对CNKI核心数据库收录的主题为“多媒体学习”的文献进行内容分析,梳理出我国多媒体学习的研究热点及演进脉络.多媒体技术支持下的学与教、多媒体认知机制研究、传统教学和远程教育领域的多媒体学习研究、多媒体学习资源的设计与开发是我国多媒体学习研究的热点.不同时期我国多媒体技术在学习中扮演着补充性、促进性及革新性等不同的角色.后续研究应进一步充实研究内容,完善研究层次,革新研究方法,提高我国多媒体学习研究的层次和学术影响力.
关键词：多媒体学习；知识图谱；研究热点；发展趋势
中图分类号：G431 文献标识码：A 文章编号：1674-5485（2017）09-0057-07
多媒体学习的研究经历了17 世纪中叶以夸美纽斯的《世界图解》为标志的教学插图的初期阶段,20 世纪中叶开始的利用插图和文本学习的科学研究阶段,以及20 世纪末开始的以计算机多媒体学习为主的科学研究阶段.［1］多媒体学习研究关注学习者利用多媒体进行学习的认知机制和认知过程,重点在于描述和解释多媒体情境下的学习是怎样发生的,以及如何促进学习,本质上属于学习科学理论,是一种解释性理论.［2］进入新世纪以来,面对教育信息化进一步深化,数字化学习环境更加复杂,慕课、微课、翻转课堂等新媒体学习形式更加多样化,多媒体学习研究的基础性价值进一步凸显,也面临着新的挑战.我国多媒体学习研究的脉络如何？研究方法及其演变有哪些特点？当前研究的热点有哪些？未来的发展趋势如何？对于这些问题的回答有助于明晰我国多媒体学习研究的体系和特点,把握发展趋势,为后续研究提供有价值的参考.
一、数据来源
本研究以“多媒体学习”为主题词,时间限定为2000-2016 年,对中国知网（以下简称CNKI）数据库中北京大学中文核心期刊（以下简称北大核心）和中文社会科学引文索引（Chinese Social SciencesCitation Index,以下简称CSSCI）期刊库进行精确匹配检索,筛选得到有效文献295 篇.由于北大核心和CSSCI 期刊对刊发文章有着较高的质量要求,因此所检索的文献基本上可以客观地反映我国多媒体学习研究的进展情况.采用基于知识图谱的词频分析、共词聚类和多维尺度分析的方法,通过在CNKI中检索相关文献,并借助于书目共现分析系统Bicomb 2.0 和SPSS 22.0 等工具对进入新世纪后的我国多媒体学习研究热点情况进行关键词共词分析、热点聚类和知识图谱绘制,并在此基础上分析梳理我国多媒体学习研究领域的热点及发展趋势.
二、研究过程设计
关键词是文章核心内容的浓缩与提炼,出现频率高的关键词在一定程度上可以认为其表征的主题是该领域的研究热点.［3］共词分析是通过统计一组关键词在同一篇文献中出现的次数,并借助一定的计算机软件进行聚类分析,反映关键词之间亲疏关系,从而分析该主题的结构及变化的文献计量学方法.［4］本研究采用关键词共词分析的方法进行热点聚类,基本流程为：首先,在CNKI 检索后剔除冗余文献并将题录信息转化为ANSI 编码的TXT 格式文本；其次,用Bicomb 2.0 软件提取文献中的关键词信息,进行数据清洗以合并类似关键词和剔除非关键词,设定关键词词频阈值,得到高频关键词表；再次,生成高频关键词词篇矩阵并导出为TXT 文档并导入SPSS 22.0 软件中进行聚类,获得关键词聚类树图和高频关键词Ochiai 系数相似矩阵；最后,在Excel 软件中用“1-相似矩阵”的方法得到相异矩阵,将相异矩阵导入SPSS 22.0 软件,采用多维尺度分析ALSCAL 将相异矩阵进行数据处理,生成Euclidean距离模型散点图,在此基础上绘制多媒体学习研究热点知识图谱.
（一）确定高频关键词
利用Bicomb 2.0 软件对高频关键词的词频进行统计,选取词频大于等于4,排名在前44 位的高频词形成高频关键词表,这些关键词在一定程度上可以反映出近年来我国多媒体学习领域的研究热点（见表1）.
（二）构建高频关键词矩阵
相似矩阵可以表示两个关键词的相似性,数值越接近1,表明这两个关键词的距离越近,相似度越大；反之,数值越接近0,表明这两个关键词的距离越远,相似度越小.［5］从分析得出的多媒体学习高频关键词相似矩阵可以看出,与多媒体学习由近及远的关键词包括认知负荷（0.335）、信息技术（0.182）、远程教育（0.157）、网络学习（0.143）、多媒体教学（0.117）、学习（0.065）、多媒体（0.022）等,表明研究者注重从认知理论和学习理论层面关注多媒体学习,对于多媒体学习环境、多媒体学习效果评价等方面关注度不够（见表2）.
（三）形成高频关键词聚类图
对共词出现的频率进行聚类分析,可以把有密切关联的主题聚成类团.［6］运用SPSS 22.0 软件在相似矩阵的基础上对高频关键词进行聚类分析,得到44 个高频关键词聚类树图,如图1 所示.纵轴表示相应的高频关键词,横轴表示关键词之间的距离,数字越小表示距离越近.两个关键词在更短的距离内聚在一起说明二者的相关度较高.［7］通过对高频关键词的聚类分析,可以把我国多媒体学习研究内容分为五类：分类1 关注多媒体技术支持下的学习与教学,包括计算机辅助教学、教学效果等8 个关键词；分类2 关注多媒体学习的认知机制,包括多媒体课件、信息加工等6 个关键词；分类3 关注学习环境与资源的应用,包括E-learning、梅耶等13 个关键词；分类4 关注多媒体学习的学科领域及背景,包括认知学习理论、教学设计等8 个关键词；分类5 为多媒体学习新形态,包括多媒体、网络等关键词.
（四）生成高频关键词知识图谱
多维尺度分析是一种将多维空间对象简化为低维空间定位、分析和归类,并保留对象原始空间关系的数据分析方法.［8］将相异矩阵进行ALSCAL 多维尺度分析,得到Euclidean 距离模型散点图,结合聚类数图绘制出包含五个领域的多媒体学习研究热点知识图谱,如图2 所示.
图中横坐标维度代表向心度,表示领域间相互影响的强度；纵坐标维度代表密度,表示领域内各要素的关联程度.位于第一象限的研究领域与其他研究领域关系密切,且内部主题联系紧密,形成了较为稳定的内部研究结构,处于研究的核心地位；第二象限内部联系紧密,但与其他领域的联系不紧密,有潜在的重要价值；第三象限内部结构松散,与其他领域的联系也不紧密,处于研究网络的边缘；第四象限内部联系不紧密但与外部联系紧密,重要性较小.［9］［10］
三、我国多媒体学习研究热点分析
结合图1 和图2,可将把我国多媒体学习研究热点概括为五个领域：多媒体技术支持下的学习与教学研究、多媒体学习的认知机制研究、传统教学领域的多媒体学习研究、远程教育中的多媒体学习研究和多媒体学习资源的设计与开发研究.
（一）多媒体技术支持下的学习与教学研究
自梅耶20 世纪70 年启多媒体学习的科学研究以来,多媒体学习研究焦点主要集中在教学科学、学习科学和评估科学三方面.［11］由图2 可以看出,在领域一中,多媒体学习研究早期关注的计算机辅助教学、多媒体技术、信息技术等媒体形式和教学应用位于第四象限,与其他领域的关键词有一定联系,但与领域内的其他关键词联系较松散,属于多媒体学习的前期研究；随着新媒体技术的发展,研究者对其关注度降低,处于边缘化的位置.而其他关键词则主要位于第一象限,表明媒体与技术支持下的学习与教学研究内部联系紧密,结构稳定.随着以教为中心转向以学为中心,再到教学并重的双主教学理念,混合式学习的兴起,多媒体学习研究对基于过程的学习给与了充分的关注,并开始重视多媒体学习的绩效.该领域逐渐由基于实践和经验总结型的研究转向寻求更宽厚理论基础支撑的,认知科学和学习科学指导下的多媒体学习研究.
（二）多媒体学习的认知机制研究
梅耶认为多媒体学习过程中是否能产生有意义的学习取决于学习者学习过程中的认知活动.［12］有关多媒体学习效果的研究主要基于认知心理学,并建立了一系列的设计原则以指导多媒体学习的理论基础和教育实践.［13］由图2 可以看出,领域二中的多媒体学习认知机制研究位于第二象限,内容结构严谨,形成了相对完整的理论体系,而与其他领域的联系则比较松散,其理论价值和学术影响力还未得到充分发挥,具有较大的潜在价值.双重编码理论、认知负荷理论、信息加工理论等相关理论使多媒体学习的研究具有显著的认知心理学特征,影响了我国多媒体学习的理论建构和实践探索,在一定程度上规范了我国多媒体学习资源的设计与开发.
（三）传统教学领域的多媒体学习研究
为使学习者对学习材料进行更好的加工处理,需要在设计多媒体学习环境时提供多样化的学习资源,以支持学习者对复杂内容的处理.［14］由图2 可以看出,领域三跨越第一和第四象限,各关键词之间距离较远,表明这些与多媒体学习有关的领域的关系相对松散.课堂教学与领域一中的计算机辅助教学关系紧密,在早期有关多媒体学习的研究中比较关注传统课堂教学中多媒体元素,期望通过计算机辅助教学提高课堂教学效果.随着新媒体技术的出现和新学习形式的兴起,研究者的关注点逐渐由课堂教学转向了更广阔的学习空间,终身学习理念和个别化学习形式丰富了多媒体学习研究的内容.对学习活动的关注使基于认知过程的多媒体学习更加注重从学习者视角考察多媒体学习效果.英语学习作为语言学习类型,对借助多媒体技术提高学习和教学效果有着较高的关注度和深入的探索,显示出多媒体学习研究在语言类学习和教学中的强大影响力.
（四）远程教育中的多媒体学习研究
远程教育的产生和发展与媒体技术、信息技术的发展紧密相关,新媒体技术革新了远程教育信息发送模式.［15］远程教育在不同时期的名称,如函授、电大、网络学院等,以及远程教育历史阶段的界定均带有媒体更迭色彩.由图2 可以看出,领域四主要位于第四象限,与领域一和领域二关系紧密,但其内部关系则相对松散,表明远程教育中的多媒体学习研究与传统领域的多媒体学习研究关系紧密,相互影响和借鉴,但对于远程教育中多媒体学习组织形式、学习过程、师生交互等方面的特殊性研究不够,使远程教育中的多媒体学习效果不理想.远程教育由于缺乏教师的直接监督,多媒体技术在丰富远程教育环境的同时,也增加了学习干扰的可能性,对学习者的要求进一步提高.我国远程教育的教育质量和社会认可度一直是困扰远程教育发展的重要问题之一,远程教育实施者和研究者不仅应从宏观的顶层设计来改善远程教育质量,也应从学习资源开发、多媒体学习指导的微观层次促进学习者的有效学习,提高学习质量.
（五）多媒体学习资源的设计与开发研究
随着多媒体技术的成熟并广泛应用于学习和教学,多媒体学习资源和学习环境的设计应更加注重符合人的心理结构以促进人的学习.［16］多媒体学习资源设计应更多地考虑媒体技术与学习策略的有机结合,优化教学信息的呈现方式,发挥多媒体学习资源应用的功效.由图2 可知,领域五主要位于第三象限,各关键词之间比较分散,关联度不够,反映出该领域中各主题相互独立,交互性不强.信息表征位于领域的中心,处于核心地位,无论是网络课程、动画还是微课等学习资源的设计开发,都比较注重知识的呈现方式和信息的表征效果,关注多媒体画面设计与画面语言的正确运用.表明我国多媒体资源的设计开发已经从前期经验总结逐渐走向基于多媒体学习理论的设计与开发,在多媒体资源设计中更加注重运用多媒体画面语言进行规范化表征.
四、我国多媒体学习研究的演进脉络
为更直观地把握进入新世纪以来我国多媒体学习研究热点在不同时段的演变情况,以接近“五年规划”的年度区间对检索的文献进行时段划分,运用Bicomb 2.0 软件对所检索的文献分2000-2005 年、2006-2010 年、2011-2016 年三个时段进行关键词频次统计,取每个时段排名前10 的关键词,通过对不同时段的高频关键词和突显关键词的分析可以管窥我国多媒体学习研究的演进脉络（见表3）.
（一）重硬件应用的辅助教学期（2000-2005 年）——多媒体学习的补充性角色
进入新世纪后,信息技术快速发展并在教育产生了广泛影响,计算机辅助教育受到关注.该时期的高频关键词,如信息技术、多媒体、多媒体技术等具有鲜明的重硬件、重技术的特征.多媒体教学、计算机辅助教学、多媒体学习理论等高频关键词与教学紧密相关,多媒体硬件进入传统教学领域后主要围绕辅助课堂教学、提高教学效果等方面开展研究.同时考虑学习者自主性的发挥,以及教师角色的恰当定位.严玲从语言输入的角度分析了教师和多媒体作为不同的输入者的特点和角色定位,探讨了多媒体在教学中的地位［17］；王小娟探讨了多媒体CAI 教学与教师面授的互补作用［18］.此时的研究将多媒体放在了与教师相互割裂的位置,以二元论的视角探讨多媒体与教师在传统教学中的作用和关系.这一阶段的多媒体属于辅助性角色,多媒体学习处于边缘式融入的补充性地位,对传统教学的影响有限.
（二）重资源融入的学习环境建设期（2006-2010 年）——多媒体学习的促进性角色
在这一时期,多媒体学习超越了前期注重硬件功能的研究层次,开始关注学习和认知规律,探究多媒体学习资源的设计开发,以及与教育教学的整合.认知负荷、网络学习、认知学习理论等高频关键词的突显表明多媒体学习研究关注的重点已经由硬件技术转向多媒体技术环境下学习者认知特点与规律的研究.以梅耶为代表的国外多媒体学习研究团队的研究范式和成果有力地推进了我国多媒体学习研究的发展.刘儒德认为多媒体学习效果和效率受学习者特征、多媒体表征方式和教学设计,以及三者之间相互作用的影响.［19］多媒体学习资源的外部表征和学习者的内部表征在建构中存在交互作用,利用图文、动画等多重表征的综合运用有利于提高多媒体学习效果.［20］多媒体教学、教学设计、远程教育等高频关键词表明我国这一时期多媒体学习研究在注重学习者的学习,同时也关注与之相适应的教师的教.计算机辅助教育逐渐走向适应性学习支持发展,既注重适应教师的教,更注重适应学生的学,多媒体学习认知理论的支撑作用更加重要.［21］
（三）应用与元研究并重的纵深发展期（2011-2016 年）——多媒体学习的革新性角色
在这一时期,认知负荷、认知学习理论、教学设计等仍是高频关键词,说明多媒体学习对学习者认知规律以及与之相适应的教育教学仍然是这一时期多媒体学习研究关注的重点之一.移动学习、微课、研究方法、眼动实验等关键词在这一时期突显,在一定程度上反映了多媒体学习在研究内容与研究方法上的新动向.这一时期的多媒体学习研究更加注重不同媒体与资源形式对学习的本质性影响,有关多媒体学习研究方法的元研究也成为学者们关注的重点之一,认知神经科学和心理学新的研究范式与方法受到广泛关注.眼动实验方法在这一时期得到重视和应用,多媒体学习研究中的眼动实验关注媒体材料、动画、媒体组合、色彩、提示信息等主题［22］,为解释学习者学习行为和多媒体画面及其要素之间的互动机制提供了方法论上的新突破.多媒体学习研究更加深入地认识如何以有助于学习的方式呈现教学材料,关注新学习形式下学习资源的开发与应用.［23］多媒体学习具备学习科学和教学科学的双重属性,应以多维视角,从学习者、教师、学习资源、环境、交互等视角开展相关研究.
五、我国多媒体学习研究的未来取向
我国的多媒体学习研究经历了重硬件的辅助教学、重资源融入的学习环境建设和应用于元研究并重的纵深发展等不同时期,多媒体在教育教学中的作用也从补充性、辅助性角色逐渐演变为引领教育创新的时代角色.尽管我国多媒体学习研究有了较大进展,但研究层次的丰富性、内容的多元化和研究方法的创新性等方面还有待提高.多媒体学习研究应以系统化的思想为指导,结合认知心理学理论和多媒体画面语言特点,超越固有研究思路和范式,逐渐形成具有中国特色的多媒体学习研究之路.
（一）探究学习中的新型媒体形式,充实多媒体学习的研究内容
从教育学和心理学的角度来看,多媒体学习活动是学习过程；从传播学的角度来看,多媒体学习活动是传播过程［24］；从媒体技术角度看,多媒体学习活动是以媒体资源为中介的师生互动过程.丰富的数字化学习环境,混合式的学习方式,媒体形式不断推陈出新,微课、慕课、翻转课堂等的兴起更加凸显了多媒体学习研究的基础性作用.多媒体学习研究需要学者们进行多学科融合和更加深入系统的研究.以理论基本假设、学习科学、教学理论、画面设计、应用领域组成的多媒体学习的科学体系正在不断地完善.［25］未来复杂多样的学习环境使多媒体学习研究前景广阔,同时也带来了更多挑战.面对碎片化知识、泛在化自适应学习方式、增强现实的智慧学习环境,学习者如何才能更好地适应学习资源和学习形态的变化？学习者的学习能力和思维方式是否需要进行适时的调整？对这些问题要对多媒体学习进行深入研究后才能给出合理的回答.因此,多媒体学习研究的内容需要进一步丰富和扩充,应以学习者认知理论、学习理论为研究基础,以多媒体画面语言为立体桥梁,对微课、慕课、虚拟现实、人工智能等新媒体样式及资源的设计开发应用进行深入研究,探索新技术支持下生态学习环境中多媒体学习的规律,丰富和充实多媒体学习研究的内容.
（二）丰富多媒体画面语言体系,完善多媒体学习的研究层次
多媒体学习研究热点知识图谱显示我国多媒体学习资源的设计开发中信息表征处于核心地位,研究者更加关注知识的呈现方式和多媒体画面设计.与国外相比,我国的多媒体学习研究在考虑学习者认知特点和学习规律基础上,借助语言学、符号学、艺术设计学等理论,强调多种要素的协调融合,拓宽了多媒体学习研究的领域和层次；在此基础上孕育了具有本土特色的创新理论——多媒体画面语言学,旨在探讨多媒体画面中媒体符号之间、媒体符号与教学内容之间、媒体符号与教学环境之间的关系和规律,使多媒体学习资源的设计开发有画面语言的章法可循.随着多媒体学习资源在设计开发中对学习者体验的关注,多媒体画面语言的承上启下、联结学习者与教师（或设计者）的桥梁作用更加凸显.利用多媒体画面语言规范画面要素之间的结构关系,规范媒体要素与学习内容之间的匹配关系,适应学习者的认知规律与学习水平.深入探究教师、学习者、学习内容、物化形态多媒体、多媒体画面语言等各要素间的协调联动关系,形成具有中国特色的多媒体学习研究体系,是今后需要努力的方向.
（三）引入大数据及眼动追踪技术,革新多媒体学习的研究方法
结合具体的内容分析我们可以发现,我国多媒体学习研究类型呈现多元化趋势,理论研究类型的比例偏高,而实地研究、设计开发类研究比例有待提高.新技术支持下的多媒体学习研究应在研究范式和研究方法上有新的突破,基于大数据的学习分析和数据挖掘为多媒体学习研究提供了新的研究思路与方法,可以实现学习者的个性化自适应学习.利用学习分析技术可以为多媒体学习环境的数据测量、收集、分析提供技术支持,这些技术和方法使多媒体学习研究的动态性和过程性更加严谨,研究结果更具科学性和指导价值.随着心理学实验技术的发展,利用眼动实验等认知神经科学研究范式寻求学习者学习过程中的生物生理证据,为多媒体学习研究开辟了一条新途径.［26］应采用定性研究与定量研究相结合的方式,探索多媒体学习环境下基于过程的学习、基于学习者认知规律的教学、基于体验的个性化学习,同时借助语言学、符号学、艺术设计等跨学科领域的理论,丰富多媒体学习研究的理论和方法,提高多媒体学习研究的深度和影响力.
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（责任编辑：于翔；责任校对：杨玉）
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