教學視頻播放速度與難易程度對學習的影響研究*

馮小燕 王方圓 趙甜英 李幸原 王 敏 李國厚

（1.河南科技學院 信息工程學院，河南新鄉(xiāng) 453000；2.河南大學 教育學部，河南開封 475004）

一、引言

科技的發(fā)展帶來了海量信息及更快捷、更多元的傳播方式，使人們的生活和學習節(jié)奏不斷加快。比如，廣播電視的播音語速不斷加快，聽眾可接受的語速范圍也在不斷優(yōu)化[1]?！氨端偕睢爆F(xiàn)象在國內(nèi)外都很常見，表現(xiàn)為觀影要快、追劇要快、旅游要快、讀書也要快[2]，這對青年人的精神狀態(tài)和文化生活帶來了重要影響。腦科學家的研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常使用手機、電腦，會改變大腦皮層中神經(jīng)元的連接方式和大腦內(nèi)部荷爾蒙的分泌機制，人的生理屬性可能會隨著科技產(chǎn)品的發(fā)展而不斷演變。“倍速播放”作為一個微小的社會傳播現(xiàn)象，不僅僅改變著當代的傳播機制，也帶來了技術(shù)和內(nèi)容的革新。視頻觀看模式的結(jié)構(gòu)性改變，對人類生理和心理都有著深遠的影響[3]。

已有研究發(fā)現(xiàn)，在正常語速中，人類加工語言的過程快速而高效，每分鐘可理解120-200 個單詞，或120-600 個音節(jié)，每秒多達20-30 個音段[4]。當語速保持在正常語速兩倍及以上時，人類依舊能夠正確理解語言[5]。在教育領(lǐng)域，為適應(yīng)快節(jié)奏的學習和生活需求，當下的學習者希望有更多可以節(jié)約學習時間的教學舉措[6]。

當前，學習者根據(jù)自己的需要選擇合適的倍速進行教學視頻播放，已成為在線學習的新常態(tài)。但視頻倍速播放會引起學習者認知加工過程的哪些變化？這些變化對學習體驗和學習效果的影響如何？當教學內(nèi)容較難時，倍速播放的效率收益是否能夠保證？如何保持學習效率和效果間的良好平衡？對于這些問題的探索與回答，有利于教學視頻設(shè)計的改進和學習效益的優(yōu)化。

二、文獻綜述與理論模型

（一）文獻綜述

盡管倍速播放教學視頻具有時間經(jīng)濟效用，但教學視頻播放速度對學習的影響是積極還是消極存在爭議。一部分研究認為，倍速播放對學習起積極作用。有學者讓學習者以不同視頻播放速度學習六個不同的視頻內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)使用1.25 倍速可以獲得更好的成績，有利于學習效率的提升[7]；馮小燕等人使用“心臟的結(jié)構(gòu)與血液循環(huán)”學習視頻，選取1.0、1.25和1.5 倍速進行實驗研究，發(fā)現(xiàn)1.25 倍速是較為理想的速度[8]；王懌旦選擇主題為“生物鐘：身體運轉(zhuǎn)的奧秘”教學視頻，發(fā)現(xiàn)學習者對1.2 倍速播放方式較為滿意[9]。另一部分研究認為，倍速播放與正常播放的學習效果無顯著差異，甚至起消極作用。帕斯托雷（R.Pastore）使用“心臟及其組成部分”教學視頻，發(fā)現(xiàn)1.25 倍速與1.0 倍速的學習效果無顯著差異，但1.5 倍速對學習效果起消極作用[10]；里佐普特（A.D.Ritzhaupt）等人將“為大學生付費”的視頻材料處理為1.0、1.25、1.5 倍播放速度，發(fā)現(xiàn)學習效果在不同的視頻播放速度上沒有顯著差異，但當以1.5 倍速播放時，學習者的學習體驗滿意度較差[11]；馬安然等人選取“水文循環(huán)”知識視頻作為實驗材料，發(fā)現(xiàn)在1.0、1.5和2 倍播放速度條件下，隨著播放速度的加快，學習者的學習效果和滿意度降低[12]?？梢?，適當加快視頻播放速度有利于提高學習效率，但過快的播放速度會對學習產(chǎn)生消極影響。

已有研究大多只探索了倍速對學習效果的影響，但實際的教學視頻內(nèi)容多樣，難易程度也存在較大差異，不同難易程度的視頻會影響學習者對最佳播放速度的感知。根據(jù)認知負荷理論，較難的視頻學習材料會占用學習者更多的認知資源，產(chǎn)生較高的內(nèi)部認知負荷，影響學習者對學習材料的加工和整合，從而影響學習者的學習過程及學習效果[13]。當學習者處理新信息時，由于工作記憶容量和持續(xù)時間有限[14][15]，隨著視頻內(nèi)容難度增加，注意力資源競爭會更加明顯[16]。學習內(nèi)容的難易程度對學習有著多層次的影響，當不同難易程度的教學視頻以不同倍速進行播放時，學習者的認知加工、學習體驗和學習效果受到視頻播放速度和學習內(nèi)容難易程度的共同影響，其作用機制更為復雜。已有研究主要關(guān)注播放速度這一視頻外在表征形式，而對于視頻內(nèi)容的難易程度關(guān)注不足；且已有研究更多關(guān)注視頻播放速度對學習結(jié)果的影響，但視頻播放速度對學習者認知過程的具體影響的相關(guān)研究，探討還不夠深入。

（二）理論模型

多媒體學習認知理論認為，學習者主要基于視覺和聽覺通道，通過主動對多媒體學習資源進行加工，形成生成性的認知加工過程[17]；選擇、組織和整合是學習者進行意義學習的三種認知加工過程。在選擇階段，學習者通過視覺和聽覺通道注意并篩選有價值的信息，將感覺記憶中的信息轉(zhuǎn)化到工作記憶中；在組織階段，學習者對已經(jīng)選擇的信息進行組織并形成圖像模型和言語模型，在工作記憶中進行深層次加工；在整合階段，學習者將圖像模型和言語模型建立關(guān)聯(lián)，并與長時記憶中的先前知識進行整合[18]。

學習動機、注意、情緒體驗和認知負荷是學習者認知加工過程中的要素，影響學習效果。學習動機作為主動學習的強大基石，能夠激勵和指引學習過程，它是學習者進行意義學習的先決條件[19]，受到學習者自身的學習興趣和學習需要，以及教學資源和教學方法等因素的影響。注意是心理活動對一定刺激的指向與集中，幫助學習者篩選有效信息[20]，受到任務(wù)難易程度和資源呈現(xiàn)形式的影響。學習者的情緒影響學習動機、注意力分配和認知過程，情緒對動機的影響表現(xiàn)為積極情緒增加學習動機，消極情緒減弱學習動機[21]；情緒對注意的影響表現(xiàn)為情緒影響注意的選擇和持續(xù)、注意的加工范圍和速度等[22]。

視頻內(nèi)容的難易程度和播放速度，通過影響學習者的學習動機和注意，進而影響最終的情緒體驗；同時，情緒體驗也反作用于學習動機和注意。莫雷諾（R.Moreno）的多媒體學習認知情感理論，將情感、動機和元認知整合到多媒體學習認知加工過程中，認為學習者的情感、動機和元認知影響其認知加工的選擇、組織和整合，進而影響學習效果[23]。認知負荷理論將認知負荷分為內(nèi)在認知負荷、外在認知負荷和關(guān)聯(lián)認知負荷。內(nèi)在認知負荷是由知識內(nèi)容本身引起的，視頻內(nèi)容難易程度影響內(nèi)在認知負荷；外在認知負荷指加工設(shè)計不當?shù)慕虒W材料時所做的努力，視頻播放速度影響外在認知負荷；關(guān)聯(lián)認知負荷是學習者進行更深層圖式建構(gòu)所產(chǎn)生的認知負荷，學習動機和元認知水平是關(guān)聯(lián)認知負荷的體現(xiàn)[24]。

基于已有研究及相關(guān)理論，本研究提出了“視頻播放速度和內(nèi)容難易程度對學習影響的作用機制”模型，如圖1所示。教學視頻作為內(nèi)容豐富、畫面生動、表現(xiàn)力強的學習資源類型，作用于學習者的視覺、聽覺等多種感覺通道，影響其認知加工過程。為提高學習者的認知加工效果，教學視頻的優(yōu)化設(shè)計需要從畫面呈現(xiàn)形式和教學內(nèi)容選擇兩個方面考慮：視頻播放速度是畫面呈現(xiàn)形式的具體體現(xiàn)，內(nèi)容難易程度則是教學內(nèi)容選擇的具體體現(xiàn)。

當學習者觀看教學視頻時，視頻的播放速度和內(nèi)容難易程度會影響學習者對教學視頻的整體感知，對關(guān)鍵知識信息的選擇、言語模型和圖像模型的組織，以及與原有知識的整合；同時，視頻播放速度和內(nèi)容難易程度影響學習者動機的激發(fā)與維持，影響學習過程中的情緒體驗、認知負荷和元認知策略的選擇。在視頻學習過程中，學習者的動機、情緒體驗、認知負荷和元認知等各因素之間彼此作用、相互影響，并通過動態(tài)調(diào)整認知資源的分配而影響認知加工過程和學習效果。

本研究采用生理實驗和認知實驗相結(jié)合的方式，借助腦波記錄技術(shù)、認知測試和主觀報告，探究教學視頻播放速度和內(nèi)容難易程度，對學習動機、情緒體驗、認知負荷、認知過程和學習效果的具體影響，以及各因素間的相互作用，從而為教學視頻的優(yōu)化設(shè)計和學習者的有效學習，提供一些參考。

三、研究方法

本研究采用2×2 兩因素完全隨機實驗，自變量1 為“視頻播放速度”，分為1.0 和1.5 倍速兩個水平，自變量2 為“內(nèi)容難易程度”，分為較難和較易兩個水平，共得到“1.0 倍速—易”“1.0 倍速—難”“1.5倍速—易”“1.5 倍速—難”四個實驗組。因變量為學習動機、情緒體驗、認知負荷、認知過程和學習效果，實驗整體設(shè)計如圖2所示。

（一）被試

從K 高校隨機選擇127 名大學生作為被試，剔除先前知識測試成績過高、腦波采樣數(shù)據(jù)不全、數(shù)據(jù)異常等無效被試，共得到有效被試114 名。其中，男生43 名，女生71 名，平均年齡21.5 歲。將被試隨機分為4 組，每組男女比例約為2∶3，確保每組的男女比例大致相當，“1.0 倍速—易”組30 人，“1.0 倍速—難”組30人，“1.5 倍速—易”組27 人，“1.5 倍速—難”組27 人，且經(jīng)過主效應(yīng)分析，學生性別對各因變量均無顯著影響。

（二）視頻學習材料

本研究的教學視頻材料之一為“心臟結(jié)構(gòu)與血液循環(huán)”（簡稱“心臟”）[25][26]，另一教學視頻材料為“地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)”（簡稱“地球”）。選取K 高校20 名本科生對視頻材料的難易程度進行評估，隨機分為兩組，每組10 人，一組先學習心臟材料，后學習地球材料；另一組的學習順序相反。在進行先前知識測驗后，每組學生分別對兩份實驗視頻材料進行難易程度的評分，從易到難為1-10 分。結(jié)果顯示：兩組學生的先前知識無顯著差異（M地球=4.267，M心臟=3.867，t=0.567，p=0.576＞0.05）?！暗厍颉苯M的難度平均得分極其顯著地低于“心臟”組（M地球=3.433，M心臟=7.433，t=-13.526，p=0.000＜0.01）。因此，將“地球”作為較易視頻，共840 個字左右，1.0 倍速時信息量約為168 字/分，1.5 倍速時約為248 字/分；將“心臟”作為較難視頻，共859 個字左右，1.0 倍速時信息量為170 字/分，1.5 倍速時約為255 字/分。兩個視頻均有字幕，且由同一人配音，共得到“1.0 倍速—易”“1.0 倍速—難”“1.5 倍速—易”“1.5 倍速—難”4 份實驗材料。

（三）實驗設(shè)備

本研究的設(shè)備主要有：CUB1-RS 腦波儀一套，用來采集專注度、放松度等認知過程指標；情緒調(diào)節(jié)視頻播放電腦及配套耳機一套，實驗正式開始前調(diào)節(jié)被試的情緒，使之處于平靜、放松狀態(tài)；電腦一臺，用來呈現(xiàn)學習視頻。

（四）測量變量及問卷

1.基本信息與知識基礎(chǔ)

被試的基本信息包括性別、年齡、專業(yè)、年級等?；A(chǔ)知識問卷分為主觀題和客觀題：主觀題考查被試對相關(guān)知識的了解情況，共3 題，從非常不了解（0分）到非常了解（2 分），滿分共6 分；客觀題與視頻內(nèi)容相關(guān)，總共3 道選擇題，回答正確2 分，答錯0分，滿分共6 分。兩部分總分為12 分，總分大于8 分的被試被判定為高知識基礎(chǔ)被試，將其剔除。

2.學習動機與認知負荷

本研究采用李克特9 級量表（Likert Scale）（6題，Cronbach’s α=0.719）測量被試學習完成之后的內(nèi)在學習動機[27]，1 表示完全不符合，9 表示完全符合。

采用帕斯（Paas）編制的認知負荷量表（2 題，Cronbach’s α=0.864）測量被試的認知負荷，主要測量心理努力程度和材料難度，并使用李克特9 級量表，1 表示最小努力和非常容易，9 表示最大努力和非常困難[28]。

3.情緒調(diào)節(jié)

為保證學習者在正式學習前具有較為統(tǒng)一、穩(wěn)定、合適的情緒狀態(tài)，需要對其進行情緒調(diào)節(jié)。相關(guān)研究表明，利用動物或生物等接近自然的視頻類型，對情緒的調(diào)節(jié)效果最佳[29]。本研究選取時長為2 分12 秒的海洋生物視頻片段，對其情緒調(diào)節(jié)結(jié)果進行評定發(fā)現(xiàn)，觀看該視頻后，觀看者具有了適中的積極情緒和極其少量的消極情緒。這表明通過該視頻的調(diào)節(jié)，可以使學習者處于舒適、平和、放松的狀態(tài)，因此，我們將其作為情緒調(diào)節(jié)視頻。在正式學習前觀看該視頻，正式學習后的情緒狀態(tài)值，作為觀看者情緒體驗的結(jié)果[30]。

本研究采用邱林等人在沃森（Watson）情緒量表基礎(chǔ)上修訂的“積極—消極情緒量表”，共18 題，由積極情緒分量表（9 題，Cronbach’s α=0.930）和消極情緒分量表（9 題，Cronbach’s α=0.804）構(gòu)成，分1（完全不符合，計1 分）至5（完全符合，計5 分）五個級別[31]。

4.認知過程

本研究采用腦波儀采集學習者的專注度和放松度[32]。專注度反映學習者注意力的集中程度，范圍為1-100，數(shù)值越大表明學習者的注意力越集中，越有利于學習任務(wù)的完成；放松度反映學習者的平靜或放松狀態(tài)，范圍為1-100，數(shù)值越大表明學習者的狀態(tài)越放松，適宜的放松度有利于學習者負面情緒的改善[33]。

5.學習效果

學習效果包括保持測試成績和遷移測試成績，保持測試考查學習者對知識的識別和記憶能力，反映學習的數(shù)量；遷移測試考查學習者理解和應(yīng)用知識的能力，反映學習的質(zhì)量[34]。為保證測試的科學性，各組保持測試和遷移測試的題型、題量和分值均保持相同。保持測試題根據(jù)視頻內(nèi)容提取，題型為選擇題和填空題兩種類型，選擇題每題2 分，填空題每空1 分，總分12 分；遷移測試題均為6 道選擇題，每題2 分，總分也為12 分。經(jīng)檢驗，學習效果信度系數(shù)Cronbach’s α=0.745，可接受；經(jīng)兩位學科專家對試題內(nèi)容的效度進行評審，一致認為試題設(shè)計合理，能夠有效測量出學生對知識的掌握程度，達到實驗測量的目的，具有良好的有效性。

（五）實驗流程

實驗環(huán)境為安靜、光線良好的實驗室，每輪實驗時長約為35 分鐘，實驗前會提前告知測試者試驗流程及注意事項，具體流程如圖3所示。

四、數(shù)據(jù)分析

（一）四組被試先前知識基礎(chǔ)和前測情緒狀態(tài)的差異性檢驗

對四組被試的先前知識基礎(chǔ)和前測情緒狀態(tài)進行分析，結(jié)果顯示：1.0 倍速組和1.5 倍速組在“地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)”（內(nèi)容較容易）上的先前知識基礎(chǔ)（M1.0倍速=4.700，M1.5 倍速=3.926，t=1.754，p=0.085＞0.05）、前測積極情緒（M1.0 倍速=24.133，M1.5 倍速=23.593，t=0.290，p=0.773 ＞0.05）、前測消極情緒（M1.0 倍速=10.867，M1.5 倍速=10.148，t=1.072，p=0.288＞0.05）上均無顯著差異；1.0 倍速組和1.5 倍速組在“心臟結(jié)構(gòu)與血液循環(huán)”（內(nèi)容較容難）上的先前知識基礎(chǔ)（M1.0倍速=3.793，M1.5 倍速=3.964，t=-0.344，p=0.732＞0.05）、前測積極情緒（M1.0 倍速=23.448，M1.5 倍速=22.893，t=0.277，p=0.783 ＞0.05）、前測消極情緒（M1.0 倍速=10.655，M1.5 倍速=10.286，t=0.546，p=0.587＞0.05）上均無顯著差異。這表明四組被試在先前知識基礎(chǔ)和前測情緒狀態(tài)上，無組間差異。

（二）四組被試在學習動機、情緒體驗、認知負荷、認知過程和學習效果上的方差分析

四組被試的學習動機、情緒體驗、認知負荷、認知過程和學習效果均值和標準差，如表1所示。

表1 各組因變量得分情況（M±SD）

首先，進行2（視頻播放速度：1.0 倍速、1.5 倍速）×2（內(nèi)容難易程度：難、易）的兩因素被試間方差分析。先進行視頻播放速度和內(nèi)容難易程度在各因變量上的交互效應(yīng)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：播放速度和內(nèi)容難易程度在學習動機（F=0.097，p=0.756＞0.05）、消極情緒（F=0.070，p=0.791＞0.05）、積極情緒（F=1.031，p=0.312＞0.05）、認知負荷（F=0.097，p=0.757＞0.05）、專注度（F=0.040，p=0.841＞0.05）、放松度（F=2.139，p=0.146＞0.05）、保持成績（F=3.368，p=0.069＞0.05）、遷移成績（F=0.168，p=0.683＞0.05）上的交互效應(yīng)，均不顯著。

之后，進行視頻播放速度和內(nèi)容難易程度的主效應(yīng)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）視頻播放速度在消極情緒（F=1.182，p=0.279＞0.05）、認知負荷（F=0.220，p=0.640＞0.05）、專注度（F=0.077，p=0.782＞0.05）、保持成績（F=3.059，p=0.083＞0.05）和遷移成績（F=2.142，p=0.146＞0.05）上的主效應(yīng)不顯著；在學習動機（F=11.928，p=0.001＜0.05）、積極情緒（F=4.818，p=0.030＜0.05）、放松度（F=4.705，p=0.032＜0.05）上的主效應(yīng)顯著；1.0 倍速組學習者的學習動機顯著高于1.5 倍速組（M1.0倍速=39.881，M1.5倍速=35.873），1.0 倍速組學習者的積極情緒顯著高于1.5 倍速組（M1.0倍速=24.780，M1.5倍速=21.745），1.0 倍速組學習者的放松度顯著高于1.5 倍速組（M1.0倍速=63.339，M1.5倍速=58.855）。（2）內(nèi)容難易程度在積極情緒（F=2.718，p=0.102＞0.05）、消極情緒（F=0.059，p=0.809＞0.05）、專注度（F=0.14，p=0.907＞0.05）、放松度（F=3.159，p=0.078＞0.05）上的主效應(yīng)不顯著；在學習動機（F=19.728，p=0.000＜0.01）、認知負荷（F=58.954，p=0.000＜0.01）、保持成績（F=112.640，p=0.000＜0.01）、遷移成績（F=58.144，p=0.000＜0.01）上的主效應(yīng)極其顯著；內(nèi)容較易組的學習動機顯著高于較難組（M易=40.509，M難=35.386），較易組的認知負荷顯著低于較難組（M易=8.175，M難=12.491），較易組的保持成績顯著高于較難組（M易=10.684，M難=6.140），較易組的遷移成績顯著高于較難組（M易=8.281，M難=4.947）。

進一步對不同播放速度和不同難易程度條件下學習者的學習動機、情緒體驗、認知負荷、認知過程和學習效果，進行獨立樣本t 檢驗，結(jié)果表明：盡管視頻播放速度和內(nèi)容難易程度的交互效應(yīng)不顯著，但二者仍對學習者的積極情緒、放松度和保持成績有一定的交互作用影響。當內(nèi)容較容易時，播放速度對學習者的積極情緒有顯著影響（p=0.020＜0.05），1.0 倍速時的積極情緒顯著高于1.5 倍速（M1.0倍速=26.567，M1.5倍速=22.185）；當較難時，播放速度對積極情緒無顯著影響（p=0.428＞0.05）。當內(nèi)容較容易時，播放速度對放松度無顯著影響（p=0.650＞0.05）；當較難時，播放速度對放松度有極其顯著的影響（p=0.006＜0.01），1.0 倍速播放時的放松度顯著高于1.5倍速（M1.0倍速=66.793，M1.5倍速=59.179）。當內(nèi)容較容易時，播放速度對學習者的保持成績無顯著影響（p=0.943＞0.05）；當較難時，播放速度對學習者的保持成績有顯著影響（p=0.030＜0.05），1.0 倍速播放時的保持成績顯著高于1.5 倍速（M1.0倍速=6.897，M1.5倍速=5.357）。

（三）學習動機、情緒體驗、認知負荷、認知過程和學習效果間的相關(guān)分析

對各因變量進行皮爾遜（Pearson）相關(guān)性分析，結(jié)果顯示：學習動機與積極情緒（r=0.264，p=0.005＜0.01）、學習動機與保持成績（r=0.390，p=0.000＜0.01）、學習動機與遷移成績（r=0.301，p=0.001＜0.01）、學習動機與認知負荷（r=-0.209，p=0.026＜0.05）、認知負荷與保持成績（r=-0.512，p=0.000＜0.01）、認知負荷與遷移成績（r=-0.518，p=0.000＜0.01）、保持成績與遷移成績（r=0.599，p=0.000＜0.01）均顯著相關(guān)。

五、結(jié)果討論

教學視頻播放速度和內(nèi)容難易程度對各因變量的顯著性影響結(jié)果，如圖4所示。

（一）視頻播放速度與內(nèi)容難易程度對學習動機的影響

數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，教學視頻的播放速度和內(nèi)容難易程度對學習動機有著不同程度的影響。在教學內(nèi)容難易程度不變時，隨著視頻播放速度的提高，學習者的學習動機顯著下降；而在播放速度不變時，隨著內(nèi)容難度的加大，學習者的學習動機顯著下降?？梢姡虒W視頻的倍速播放不利于學習動機的提升，且視頻內(nèi)容越難學習者的學習動機越低。

在視頻學習的過程中，學習者的動機受視頻播放速度外因和學習內(nèi)容難易程度內(nèi)因的雙重影響，具有動態(tài)變化的特點。視頻學習不是一個被動接受的過程，需要學習者積極主動的投入，以較高的學習動機開展持久的、深度的、有效的學習。學習者動機的激發(fā)和維持，一方面，可以通過增加學習者對視頻的操作和控制權(quán)限，提高其學習的主動性和投入度；另一方面，可以對教學內(nèi)容進行有效設(shè)計，開展多手段、分層次的內(nèi)容交互，加深學習者對教學視頻內(nèi)容的理解和掌握。

（二）視頻播放速度與內(nèi)容難易程度對情緒體驗的影響

數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，教學視頻播放速度和內(nèi)容難易程度，共同影響學習者的積極情緒體驗。當教學內(nèi)容較容易時，視頻播放速度會顯著影響學習者的積極情緒，隨著播放速度的提高，學習者的積極情緒降低；當內(nèi)容較難時，視頻播放速度對積極情緒的影響不顯著。當1.0 倍速播放時，隨著內(nèi)容難度加大，學習者的積極情緒呈下降趨勢，達到邊緣顯著水平；當1.5 倍速播放時，內(nèi)容難易程度對積極情緒的影響不顯著。這表明積極情緒受視頻播放速度外因和學習內(nèi)容難易程度內(nèi)因的雙重影響，播放速度越快、內(nèi)容越難，學習者的積極情緒越低。盡管倍速播放在一定程度上可以提高學習效率，但對學習者積極情緒的影響是負向的，視頻播放速度越快、學習內(nèi)容越難，學習者的情緒體驗越差。

認知神經(jīng)科學領(lǐng)域相關(guān)研究表明，積極情緒可通過增加腦多巴胺水平促進解決問題的靈活性[35]，促進積極的自我評價，提升動機，而消極情緒則相反。不同的情緒體驗影響學習者的努力程度和學習動機，對學習者的學習過程和認知發(fā)展至關(guān)重要[36]。情緒體驗受學習資源內(nèi)容和形式的影響，并持續(xù)地監(jiān)控學習者的認知和元認知過程，進而影響學習效果。

（三）視頻播放速度與內(nèi)容難易程度對認知負荷的影響

數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，教學視頻的內(nèi)容難易程度對學習者的認知負荷有著較為顯著的影響；教學視頻的播放速度主要影響學習者的外在認知負荷，內(nèi)容難易程度主要影響內(nèi)在認知負荷。當學習內(nèi)容難易程度不變時，視頻播放速度對認知負荷有一定影響，但未達到顯著水平；當視頻播放速度不變時，隨著學習內(nèi)容難度的加大，認知負荷顯著提升。這表明學習者的認知負荷主要受內(nèi)容難易程度的影響，內(nèi)容越難，學習者的認知負荷越大；視頻播放速度雖然對認知負荷有一定影響，但影響程度有限。影響認知負荷的因素主要包括學習者的先前經(jīng)驗、學習材料內(nèi)在的本質(zhì)特點和學習材料組織方式三方面[37]，其中，學習材料的內(nèi)在本質(zhì)特點在一定程度上左右了認知負荷的高低[38]，本研究進一步驗證了上述觀點。

時間壓力對學習者的認知負荷也有顯著影響[39]，隨著學習時間的延長，學習者的主觀疲勞感和認知負荷顯著增加。視頻播放速度對學習者的認知負荷有一定影響但未達到顯著水平，其原因可能是，雖然倍速播放在一定程度上導致學習者單位時間內(nèi)的信息加工任務(wù)量增加，認知負荷增大，但倍速播放對時間的節(jié)約使得學習者的時間壓力緩解，釋放掉部分認知負荷，使得認知負荷總量沒有顯著增加。

（四）視頻播放速度與內(nèi)容難易程度對認知過程的影響

學習是一個復雜的認知加工過程，其中，專注度和放松度影響學習者對知識的選擇、組織和整合，是認知加工的重要過程性指標。專注度代表學習者認知加工過程中注意力的集中程度，是實現(xiàn)心流的關(guān)鍵[40]，學習者的注意力集中程度會影響學習表現(xiàn)[41]，專注度越高，越容易促進任務(wù)的完成。放松度能緩解認知加工過程中的壓力，學習者在放松狀態(tài)下能夠減緩壓力，改善消極情緒，有利于發(fā)散性思維的產(chǎn)生，但過高的放松度并不利于認知加工；放松度過高和過低均不利于提高認知加工的質(zhì)量。

上述數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，教學視頻的內(nèi)容難易程度對學習者的認知過程有一定影響，且這種影響受到播放速度的調(diào)節(jié)作用。視頻播放速度與內(nèi)容難易程度對學習者專注度均無顯著影響，且均值在50-60 之間，屬于正常區(qū)間，說明在本次視頻學習中，學習者的專注度正常且相對穩(wěn)定。在放松度方面，當視頻內(nèi)容較容易時，放松度受播放速度的影響不顯著；當內(nèi)容較難時，隨著視頻播放速度的提升，放松度顯著降低。這表明當視頻內(nèi)容較容易時，無論是否倍速播放，學習者的放松度均波動不大，情緒體驗較為穩(wěn)定。而當內(nèi)容較難時，學習者的放松度波動較大，隨著播放速度的提升，單位時間內(nèi)接受的信息量增加，加劇了學習者的心理壓力，放松度顯著降低。這表明放松度主要受內(nèi)容難易度的影響，并在一定程度上受視頻播放速度的調(diào)節(jié)作用。

（五）視頻播放速度與內(nèi)容難易程度對學習效果的影響

數(shù)據(jù)分析的結(jié)果表明，教學視頻的內(nèi)容難易程度對學習者的學習效果有一定影響，這種影響受到播放速度的調(diào)節(jié)作用。當視頻播放速度不變時，教學內(nèi)容難度增加，學習者的保持測試成績和遷移測試成績顯著下降；當內(nèi)容難易程度不變時，隨著視頻播放速度的提升，學習者的保持測試成績和遷移測試成績無明顯變化?？梢?，學習者的學習效果主要受學習內(nèi)容難易程度的影響，內(nèi)容越難學習效果越差。

通過進一步分析，我們發(fā)現(xiàn)，內(nèi)容難易程度對保持測試成績的影響在一定程度上受視頻播放速度的調(diào)節(jié)影響：當內(nèi)容較容易時，1.0 倍速和1.5 倍速的保持測試成績無顯著差異；而當內(nèi)容較難時，隨著播放速度的提高，學習者的保持測試成績顯著下降。可見，當內(nèi)容較容易時，適當提高視頻播放速度在一定程度上提高了學習效率；而當內(nèi)容較難時，提高播放速度雖然能在一定程度上提高學習效率，卻是以降低學習效果為代價的。

（六）各因變量間的相互作用

視頻學習是一個復雜的認知加工過程，學習者的動機、情緒體驗、認知負荷和認知過程間相互影響，并作用于學習效果。本研究中各因變量間的相關(guān)關(guān)系如圖5所示，積極情緒通過直接影響學習動機、間接影響認知負荷，最終間接作用于保持測試和遷移測試成績；學習動機作為學習者主動進行認知加工的內(nèi)部驅(qū)動力，受到積極情緒和認知負荷的顯著影響，并對保持測試和遷移測試成績有著極顯著的影響；學習者在認知加工過程中的認知負荷受到學習動機的調(diào)節(jié)，并與保持測試和遷移測試成績負向相關(guān)。在認知加工過程中，學習動機受到情緒體驗和認知負荷的影響，認知負荷也會反作用于學習動機并影響學習者認知資源的分配；認知負荷、動機和情緒體驗各因素間相互影響，受到學習資源呈現(xiàn)方式、感覺記憶和先前知識基礎(chǔ)的影響，并通過影響認知資源的動態(tài)分配，影響認知加工過程和學習效果。

六、總結(jié)與建議

視頻播放速度和內(nèi)容難易程度是視頻教學資源的形式設(shè)計和內(nèi)容設(shè)計的具體體現(xiàn)，它們影響學習者的整個認知加工過程，并最終影響學習結(jié)果。本研究圍繞視頻播放速度與內(nèi)容難易程度對學習動機、情緒體驗、認知負荷、認知過程和學習結(jié)果的影響，以及學習動機、情緒體驗、認知負荷和認知過程間的相互作用開展實驗研究，研究結(jié)果驗證了“視頻播放速度和內(nèi)容難易程度對學習影響的作用機制模型”的合理性。視頻播放速度的調(diào)整，會在一定程度上改變視頻的內(nèi)容節(jié)奏、畫面要素呈現(xiàn)時間、講解者語速等，各因素的綜合作用影響學習者的任務(wù)難度感知、認知資源的分配和信息加工。過快的視頻播放速度不利于學習動機和積極情緒的維持，不利于輕松學習狀態(tài)的持續(xù)；內(nèi)容難度過大容易使學習者產(chǎn)生受挫感，學習動力不足，學習效果不理想；視頻播放速度對學習者的影響，在一定程度上受內(nèi)容難易程度的調(diào)節(jié)：當內(nèi)容較容易時，學習者的情緒體驗更容易受倍速播放的消極影響；當內(nèi)容較難時，放松度和保持測試成績更容易受倍速播放的消極影響。可見，優(yōu)化視頻學習，需要從教學視頻內(nèi)容選擇和形式設(shè)計、學習過程干預等多方面進行努力。本研究據(jù)此提出如下建議：

（一）教學視頻及平臺設(shè)計者應(yīng)以學習者為中心，采用多種手段優(yōu)化視頻設(shè)計

在設(shè)計理念上，設(shè)計者應(yīng)突出以學習者為中心的設(shè)計理念，強調(diào)尊重學習者在觀看教學視頻時的主動權(quán)、選擇權(quán)和控制權(quán)。應(yīng)根據(jù)學習者的認知水平和認知加工規(guī)律，提供多樣豐富的高質(zhì)量學習資源、方便有效的技術(shù)支持、個性化的學習工具。學習者個性化成長平臺應(yīng)具有明顯的便捷性、智能性、精準性、持久性以及連續(xù)性等特征[42]。

在實現(xiàn)手段上，首先，設(shè)計者應(yīng)從外在形式和內(nèi)在內(nèi)容兩個方面，綜合考慮教學視頻的設(shè)計，充分認識到視頻播放速度和內(nèi)容難易程度對學習者動機、情緒體驗、認知負荷和認知過程等方面的重要影響，提升其學習效果。其次，對視頻內(nèi)容難易程度進行難度系數(shù)和等級的標識，給出不同層級的學習目標[43]，為學習者提供視頻播放倍速范圍的合理化建議，使學習者能夠選擇合適的播放速度，激發(fā)不同知識基礎(chǔ)學習者的學習動機、興趣和自信心，優(yōu)化視頻學習的深度和目標達成程度。再次，對教學視頻的內(nèi)容和形式進行有機整合，結(jié)合認知負荷理論，合理簡化單位時間內(nèi)的知識內(nèi)容，誘發(fā)學習者的積極情緒；通過降低內(nèi)在認知負荷，減少外在認知負荷的方式，優(yōu)化教學視頻設(shè)計[44]。最后，教學視頻平臺應(yīng)結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，進行基于視頻播放行為的實時、動態(tài)分析，根據(jù)學習者對內(nèi)容難易程度的評定和播放速度的選擇傾向，為不同類型學習者設(shè)置合理的初始化倍速，以提高視頻學習的效果。

（二）學習者應(yīng)提升數(shù)字素養(yǎng)、合理選擇視頻播放速度

智能時代的教育創(chuàng)新與變革，具有新技術(shù)重塑教育生態(tài)、新需求激發(fā)創(chuàng)新能力、新環(huán)境呼喚數(shù)字素養(yǎng)等十大趨勢[45]。構(gòu)建新型數(shù)字教育體系應(yīng)開展科學評估和頂層設(shè)計，優(yōu)化我國數(shù)字教育生態(tài)，提升全民數(shù)字能力[46]。優(yōu)質(zhì)而高效的在線學習，需要學習者具備良好的數(shù)字素養(yǎng)，學會合理地選擇視頻播放速度是在線學習者應(yīng)具備的基本數(shù)字素養(yǎng)，可以在保證學習效率的同時提高學習效果。

學習者應(yīng)結(jié)合自己的知識基礎(chǔ)、學習習慣、播放愛好等，合理選擇教學視頻的播放速度。當學習內(nèi)容較容易時，可適當提高視頻播放速度以提高學習效率；當學習內(nèi)容較難時，建議以正常的速度播放，以提高大腦的放松度，緩解在認知加工過程中的認知壓力和消極情緒，進而維持良好學習動機，提升學習體驗和學習者粘性，優(yōu)化學習過程和學習效果。教師和平臺建設(shè)者也應(yīng)不斷反思和提高數(shù)字素養(yǎng)意識，注意引導學習者合理地選擇和控制教學視頻的播放速度，以達到更好的學習體驗和學習效果。