鄭玉瑋 畢婧華 陸暢

[摘要]伴隨著在多媒體環(huán)境中學習的學生人數(shù)不斷增多，教師們越來越關心多媒體學習環(huán)境中學生的情緒傾向對學習的影響。而情緒研究的深入，使得學者們提出幾個與多媒體學習的情緒設計相關的理論：情感計算理論、成就情緒的控制-價值理論、多媒體學習的交互式通道學習模型和多媒體學習的認知-情緒綜合模型。在理論的指導下，學者們主要通過信息呈現(xiàn)方式和互動的情緒設計來考察情緒對多媒體學習的影響。多媒體學習中的情緒研究對于理解多媒體學習至關重要，它打開了綜合理解多媒體學習本質的新視角。

[關鍵詞]多媒體學習;情緒設計;理論;方法

[中圖分類號] G42 [文獻標識碼] A[文章編號]1005-5843（2019）02-0134-07

[DOI]10.13980/j.cnki.xdjykx.2019.02.026

情緒和學習的關系正日益成為教育學、心理學等領域的重要研究課題。關于情緒投入、情緒技能以及情緒交流等的研究都表明，學習與情緒在各個層面上都交織在一起。由于多媒體學習的普及，通過更廣的視角進行情緒與學習關系研究的重要性不斷提高。伴隨著在多媒體環(huán)境中學習的學生人數(shù)不斷增多，教師們越來越關心多媒體學習環(huán)境中學生的情緒傾向對學習的影響。在傳統(tǒng)的教學環(huán)境中，教師可以較容易地衡量學生的情緒狀態(tài)。而在多媒體學習環(huán)境中，面對面接觸的頻率不斷下降，教師們很難了解學生在以技術為中介的環(huán)境中學習時的情緒感受。研究表明，情緒支持對保存信息和獲取知識具有重要作用[1]。因此，了解多媒體學習環(huán)境中的情緒設計對于提高多媒體學習效果具有重要意義。為更好地促進多媒體學習中的情緒設計，本文首先回顧了與多媒體學習情緒設計有關的理論基礎，然后分析了多媒體學習中情緒設計的方法。

一、多媒體學習中情緒設計的理論基礎

在多媒體學習研究的早期，大多數(shù)教育研究者更多的關注學生的認知，情緒在多媒體學習和教學中常被忽視。隨著考察情緒在多媒體學習中扮演角色的研究不斷增加，學者們越來越注重情緒在多媒體學習中發(fā)揮的作用。情緒和認知是相互聯(lián)系的，學習的每一個信息加工處理步驟既是認知的又是情緒的。研究表明，在多媒體環(huán)境中，學習者只有在認知和情緒兩個水平建立起一致性的表征才能取得較好的學習效果[2]。情緒從教育研究和實踐的邊緣轉到了中心，這種轉變改變了教師的教學設計和使用教學材料的方式，大大提高了教學實踐效果。而情緒研究的深入，使得學者們逐漸清晰地總結出多媒體學習中情緒設計的理論機制，提出了多個相關理論。

（一）情感計算理論

情感計算就是研究和開發(fā)能夠識別、解釋、加工和模擬人類情感的系統(tǒng)和設備。該研究領域認為，機器應該能夠解釋人類的情緒狀態(tài)，進而調整它們的行為以對人類的情緒狀態(tài)做出適當?shù)姆磻猍3]。

檢測情感信息從傳感器開始，傳感器可以捕捉個體的物理狀態(tài)和行為數(shù)據(jù)，但是不能解釋這些數(shù)據(jù)的詳細信息。傳感器收集的數(shù)據(jù)類似于人類用來感知他人情緒的線索。例如，攝像機可以捕捉面部表情、身體姿勢和手勢，而麥克風可以捕捉講話。其他傳感器可以直接測量生理數(shù)據(jù)，如皮膚溫度和皮膚電，以此來檢測情緒。識別情緒信息需要從收集到的數(shù)據(jù)中提取出有意義的信息。這就需要使用機器學習技術處理不同的模式，如語音識別、自然語言處理、或面部表情檢測，進而在效價-喚醒空間內產(chǎn)生一個標簽或坐標。

情感計算的另一個領域是設計計算設備，該設備具有情緒加工和模擬情緒的能力?；诋斍暗募夹g水平，一個更加實際的方式是在會話代理方面模擬情緒，從而豐富和促進人類和機器的互動。人類的情緒與激素和神經(jīng)肽有關，而機器的情緒可能與自主學習系統(tǒng)中的抽象狀態(tài)有關。

情感計算理論意味著人類情緒在人際互動和人機交互中扮演的重要角色具有共同的基本特征。這種想法可能對于以計算機技術為中心的多媒體教學設計來說至關重要。多媒體教學設計者不必看到這兩種交互環(huán)境之間固有的分裂和分歧。相反，多媒體教學設計可能會受益于了解它們的共同特征。

Picard 和 Klein認為，解決用戶的情緒需求不需要計算機具有人類的情緒品質。即使用戶知道與他進行相互作用的不是人類時，人類用戶的情緒需求仍然可以得到解決[4]。在這個方向上的重大發(fā)展，可以看作是計算機從作為工具到作為合作伙伴、社會智能代理以及智能輔助決策的轉變。情感計算領域蓬勃發(fā)展，帶動了許多項目，如建造具有多種情緒能力的機器，尤其是：情緒識別、情緒表達和情緒溝通。

情感計算可以服務于“減少用戶的挫折感和用戶滿意度最大化”，所以教育領域中的情緒設計可以大大改善學習者的學習。與情感計算的作用類似，教育領域中的情緒設計可以通過在智能交互和決策中給予情緒幫助的方式來促進學習。因此，情緒設計可以使多媒體學習和教學更加符合人類心智運作和變化的實際情況。通過情緒設計，多媒體學習環(huán)境可以更好地服務于學習的需要。

（二）成就情緒的控制-價值理論

Pekrun在教育研究和實踐的基礎上，提出了成就情緒的控制-價值理論[5]（圖1）?？刂坪蛢r值評估構成了情緒的前因，而情緒能夠反過來影響控制和價值評估。同樣，環(huán)境能夠影響情緒的形成，而學生的情緒能夠對教室內的環(huán)境感知產(chǎn)生影響。另外，情緒能夠影響學習和成績，而成功的學習又能夠影響學生的評估和情緒。也就是說，伴隨著時間的推移，情緒、它的個體和社會前因以及它的影響是相互聯(lián)系在一起的，互為因果。這種因果關系可以由正反饋信息組成（如對學習的喜愛和學習掌控力的增強之間），也可能由負反饋信息組成（如考試焦慮誘發(fā)避免失敗的動機）。這種動態(tài)反饋系統(tǒng)的形成可以在短時間內形成，也可以在幾天、幾周甚至幾年內形成。

圖1成就情緒的控制-價值理論

控制的作用包括：（1）直接處理成就情緒的相關組成部分，即情緒傾向的控制，如將注意力集中或離開情緒，使用放松技術，或使用藥物;（2）處理情緒形成的前因，即評估傾向的控制，如重新建構預期和歸因;（3）致力于提高學習和成績的控制感，如獲得學習技能;（4）嘗試改變學習情境的可控性和價值，如降低任務的要求，或從課程中脫離。

個體成就情緒的發(fā)展依賴于一系列因素，包括認知評估、學習環(huán)境、學習過程和學習成績。認知評估能夠產(chǎn)生與成績相關的預期和歸因，還可以產(chǎn)生相關的價值評估，這些在個體的學前期和小學早期就可以獲得。在學生教育的后期，教育環(huán)境和學生對教育環(huán)境的加工會促進成就情緒的持續(xù)發(fā)展。例如，不斷的成功和失敗可以影響到相應的成就預期的建立，進而影響與成功或失敗相關情緒的發(fā)展。

成就情緒的控制-價值理論是一個綜合框架，它描述了學習者所經(jīng)歷情緒的前因和影響。該理論表明，可以通過積極的成就情緒促進學習，所以這個理論是與教學設計相關的。這就使教學設計能夠促進學習者對學習對象的控制和理解，并使得學習者對學習對象積極價值的評估成為可能。

那么，提高學習者的學習能力和對學習材料積極價值評估的情緒設計途徑有哪些呢？關鍵因素之一是支持學習者自主意識的設計功能：在維護個體自主性的同時，個體必須學會如何適應環(huán)境的要求。在這種情況下，支持自主性要求的設計特點要向學習者表達清楚學習任務的重要意義和特征。另一個關鍵因素是學習活動的內在價值。內在價值是指為了自己而積極地參與學習活動的動機。控制-價值理論指出，在較高的內在價值與認為學習活動對學習者來說是充分可控的評價相結合時，快樂是最強烈的。通過建立控制與價值的結合，情緒設計可以促進積極活動情緒，如快樂，并且可以減少消極活動情緒的可能性，如憤怒和沮喪。

此外，在某種程度上，人們可以同時或先后在很短的時間內體驗多重的情緒，情緒體驗會受活動和結果評估的影響[6]。人們可以有與不同程度的活動相關的情緒，如快樂，放松，沮喪，或厭倦，也可以有與結果相關的情緒，如焦慮、絕望、驕傲、悲傷和失望。人機互動的情緒智能設計必須考慮到可能觸發(fā)活動和結果評估的任務特點和可能的個體自身特征?？紤]到負性情緒，如焦慮、厭倦、絕望，會阻礙學習者的學習，情緒設計的一個重要功能是當負性情緒將要出現(xiàn)時，盡量減少這種情緒出現(xiàn)的可能性并且促進學習者的自我調節(jié)。

Pekrun和Stephens列出了通過對成就情緒的積極影響來促進學習的教學設計的重要品質清單[7]：（1）教學的認知品質;（2）教學的動機品質;（3）自主性支持;（4）目標結構和期望值;（5）成就的反饋和結果。在這些因素中，教學的動機品質和自主性支持是與情緒設計最直接相關的因素，而且這兩個因素是互相聯(lián)系的，因為自主性支持會提高學習者的動機水平。

（三）多媒體學習的交互式多通道學習模型

圖2表明，教學媒體包括用口語和書面語表示的言語表征以及圖片和聲音等非言語表征。為了進行有意義學習，學習者需要首先注意和選擇相關的言語和非言語信息，以便在工作記憶中進行進一步的加工。然后，學習者需要將多重表征整合到一個一致性心理模型，并將整合的信息與學習者先前知識聯(lián)系起來。在互動的學習環(huán)境中，這些認知加工過程一部分受到學習者先前知識的影響（也就是自上而下的箭頭表示：從長時記憶到注意、知覺和工作記憶），另一部分受到學習環(huán)境中的教學反饋和教學方法的影響。如模型所示，學習者可能會使用元認知技能來調節(jié)學習中的動機和認知加工。意識到知識、策略、情緒和動機力量和局限的學生，能夠通過監(jiān)控理解過程中的認知加工來調節(jié)學習過程。元認知、動機和情緒對于學習的影響通過自下而上的箭頭表明，即從長時記憶到工作記憶的箭頭所示。

交互式多通道學習模型是Moreno對多媒體學習認知理論的補充，他承認了情緒、動機和元認知對多媒體信息認知加工的調節(jié)作用。他將非認知因素整合到多媒體學習模型中，指出，在長時記憶影響工作記憶的過程中，情緒發(fā)揮了重要作用。因此，在多媒體學習中應該注重情緒的作用，采用良好的教學設計發(fā)揮正性情緒的積極作用，減少負性情緒對學習的阻礙作用。

（四）多媒體學習的認知-情緒綜合模型圖3展示了Plass等提出的多媒體學習的認知-情緒綜合模型[9]。該模型將Moreno和Mayer的多媒體學習認知-情緒理論與 Russell的核心情緒觀念和情緒歸因以及Izard情緒圖式概念相結合。該模型的主要觀點是，情緒過程離不開認知過程，它們是交織在一起的。

多媒體環(huán)境引起的情緒反應，稱之為核心情緒，是當學習者從環(huán)境中感知聽覺和視覺信息時體驗到的情緒。一些體驗到的情緒可能歸因于特定的來源，但有些情緒可能產(chǎn)生于不特定的來源，比如心情等。這個歸因受學習者選擇的信息來源影響，而且影響選擇過程。當學習者在工作記憶中組織視覺和言語心理表征時，涉及評價的情緒可能被學習者體驗為興趣和動機，進而影響學習者對視覺和言語心理表征的組織。不同的心理表征在傳統(tǒng)意義上只包括視覺和言語的心理表征，現(xiàn)在也包括體驗過的情緒形成的情緒圖式，它們在長時記憶中被儲存。

Mayer 和 Moreno的研究認為，有效的教學設計必須最大限度地減少來自非必要加工過程的認知負荷，即減少不服務于學習的加工處理過程[10]。同樣地，多媒體學習的認知-情緒綜合模型認為有效的教學設計必須喚起和觀察有效的情緒體驗，這包括與個人的情緒調節(jié)能力兼容的設計。在多媒體學習過程中有時會發(fā)生情緒超負荷，比如當任務喚起的情緒超出用戶情緒的自我調節(jié)能力。有效的教學設計需要使情緒超負荷最小化。此外，導致用戶的注意力從學習對象或活動上分散開的情緒也將是不利因素。

情緒對學習有害的一個現(xiàn)象是刻板印象威脅。研究顯示，對特定個體的偏見，比如非洲裔美國人、女性，會產(chǎn)生影響認知加工過程的情緒反應，消耗管理資源，并且，最終影響學習與績效[11]。

當個體情緒體驗的多樣性和強度低于最佳水平時，學習也受到損害。在這種情況下，特別是當積極的成就情緒，如快樂和希望沒有被足夠強烈地體驗時，學習者可能缺乏學習動機和參與度。這種動機的缺乏可能會減少創(chuàng)造力，并妨礙學習過程，阻止個人實現(xiàn)其發(fā)展?jié)摿?。例如，當學習者缺乏動機，即使他們認知能力很高，可能也無法進行生成加工過程。生成加工包含了建構新的理解，它需要將新的信息與已有的知識結合起來。

二、多媒體學習中情緒設計的方法

在上述相關理論的指導下，很多學者在多媒體學習環(huán)境中進行了情緒設計，考察情緒對多媒體學習的影響。學習者在多媒體學習環(huán)境中所體驗到的情緒不同于在其他類型的學習環(huán)境中體驗到的。在多媒體學習環(huán)境中，很多學者提供了影響學習者情緒的不同方法。其中部分與信息呈現(xiàn)方式的設計特征有關，其他與環(huán)境互動有關。

（一）信息呈現(xiàn)的情緒設計

在信息呈現(xiàn)方面，學習材料的視覺設計本身就可以影響情緒，進而影響學習。有觀點認為，對個體有吸引力的刺激對學習有積極的影響：美麗的事物是好的[12]。事實上，研究表明，顏色的亮度與兒童的情緒相關，色彩越明亮，情緒越積極;色彩越深，情緒越消極[13]。多媒體學習的若干研究顯示，不同的審美設計可以誘導情緒，而這些情緒影響了學習者的表現(xiàn)和認知加工過程[14]。其他研究人員發(fā)現(xiàn)，各種多媒體元素的設計，如在多媒體環(huán)境中的視覺設計、設計布局、顏色和聲音，可以導致用戶對學習的積極感知[15]。

另外被經(jīng)常采用的情緒設計方法是娃娃臉偏見，它描述了有著圓圓的特征和大眼睛的事物或人被認為是像嬰兒的過程。這些圓圓的特征通過在學習中喚起嬰兒般的人格屬性-天真、誠實，從而誘發(fā)了積極的情緒。很多擬人化的研究考察了人類特性和非人類特性對多媒體學習者的影響，也報告了類似的效果。Mayer和Estrella研究發(fā)現(xiàn)，采用擬人圖片的學習效果要好于非擬人圖片[16]。Park等采用2（積極情緒、中性情緒）*2（擬人、非擬人）實驗設計發(fā)現(xiàn)，學習者在積極情緒狀態(tài)下，理解和遷移成績更好。盡管擬人化沒有誘發(fā)學習者的積極情緒，但是眼動數(shù)據(jù)表明，學習者的注意力被設計部分所吸引，所以，在正性情緒和擬人化學習環(huán)境下，學習者表現(xiàn)出最好的學習效果[17]。國內學者龔少英等考察了顏色和擬人化兩個因素對學習者情緒和學習的影響。結果發(fā)現(xiàn)，彩色設計可以誘發(fā)學習者的積極情緒，但擬人化只有與彩色結合才能誘發(fā)學習者的積極情緒;彩色和擬人化都可以促進學習遷移[18]。以上研究表明，擬人化可能需要與其他因素結合才能誘發(fā)學習者的情緒。

有研究考察了形狀和色彩等視覺情緒設計元素是否可以在本質上影響學習。結果發(fā)現(xiàn)，在學習環(huán)境的視覺設計中使用圓形和暖色能激發(fā)學習者的積極情緒，這種情緒反過來促進了學習者對學習材料的理解和遷移[19]。該研究設計采用了兩種視覺相結合的方法：色彩和形狀，以此來控制學習材料對情緒的影響。在后續(xù)研究中，研究者進一步調查了這些設計元素分別在何種程度上影響情緒和學習[20]。研究結果顯示，圓臉形狀無論是單獨呈現(xiàn)還是和暖色結合，都可以誘導積極情緒。然而，研究還發(fā)現(xiàn)，暖色本身并不影響學習者情緒。溫暖的顏色、圓臉的形狀以及兩個設計特點的結合促進了理解。另外，圓臉形狀促進了學習者的知識遷移。這表明，顏色、形狀以及二者的結合可能對學習者的情緒、知識理解和知識遷移具有不同的影響。另外，該研究還使用了情緒感應程序，其中包括觀看有趣的卡通電影的個體與那些沒有觀看卡通電影的個體相比，產(chǎn)生了較強的興奮、熱情;然而，這種增強在學習過程中并沒有持續(xù)下去。與此相反，視覺的情緒設計功能使人產(chǎn)生受鼓舞、感興趣、熱情高漲的感覺，并在學習過程中一直持續(xù)。以上研究表明，在多媒體學習中，教師應該選擇合適的顏色和形狀來呈現(xiàn)學習材料，并根據(jù)不同的學習目的采用不同的設計組合，可以促使學習者達到良好的學習效果。

（二）互動的情緒設計

多媒體學習的行為、認知和情緒互動模型描述了多媒體學習者的行為、認知和情緒活動是如何在學習過程中相互影響的[21]（見圖4）。根據(jù)此模型，研究者使用了一些不同的方法考察了互動對多媒體學習者情緒的影響。下面我們將討論其中兩個，即對活動產(chǎn)生的情境興趣和指導活動的使用。

1.情境興趣。情境興趣是指對源于學習環(huán)境的外界刺激和條件的直接情緒響應，這種響應可以短暫也可以持久，而且能夠引導學習者對學習任務的注意[22]。情境興趣與學習者的個人興趣不同，它描述了隨著時間推移，學習者的內在愿望和從事特定主題或活動的趨勢。情境興趣是非常重要的研究發(fā)現(xiàn)，其在個人興趣的發(fā)展中是必不可少的。有證據(jù)表明，互動學習環(huán)境中許多不同的設計元素，如學習游戲，可以影響學習者的情境興趣。其中包括游戲機制、社交模式和徽章的使用。有一項研究比較了中學生幾何拼圖游戲的兩個版本，Noobs和Leets[23]。兩個版本的唯一區(qū)別是游戲機制，即游戲所需的基本游戲玩法。在一個版本中，玩家被要求通過計算一個缺角的四邊形的角度來解決幾何問題（數(shù)值條件）;在另一個版本中，他們被要求選擇需要采用的解決問題的規(guī)則（規(guī)則條件）。結果表明，基于數(shù)值條件下的情況較規(guī)定條件下的更有趣，這表明游戲機制的選擇對學生情緒有影響。后來，這些研究者又進一步考察了三個版本的游戲對中學生情緒的影響：個人玩、兩個玩家競爭和兩個玩家合作[24]。這項研究的結果表明，與個人游戲相比，競爭和合作引起了更大的情境興趣，這表明社會模式是能夠影響學習者情緒的。最后，這些研究者還設計了一個Noobs和Leets的版本，可以將不同類型的游戲數(shù)字徽章授予完成相關游戲任務的學習者[25]。結果發(fā)現(xiàn)，除了學習結果以外，徽章的設計還會影響學習者的情境興趣。以上研究表明，在多媒體學習中，教師應該關注學習規(guī)則、學習模式以及獎勵物品的設計，這些因素會影響學習者的情境興趣，進而影響其學習效果。

2.指導活動原則：動畫教學代理。根據(jù)多媒體學習的認知-情緒理論的活動指導原理，學生在與指導他們進行認知加工的教學代理互動時會學得更好。動畫教學代理在多媒體學習中經(jīng)常被直觀地表示出來，它常帶有人的特征，以及可選的聽覺（語音）特征。一個有技巧的教師不僅會調節(jié)她的情緒表達（如語音音調），而且會根據(jù)她感知到的學生情緒動態(tài)變化來進行教學內容。當前應對情緒變化的系統(tǒng)表明，在技術和科學理解方面的進步可以實現(xiàn)上述目標。這表明情緒智能人機交互不僅是可能的，而且對于增加用戶的幸福感和效率是必要的。

有研究表明，動畫教學代理可以提高動機水平，并導致更高的學習興趣[26]。當動畫教學代理的情緒設計引發(fā)困惑和參與度，它們與學習就具有顯著的正相關，但當它們產(chǎn)生厭倦，相關就是負性的。通過設計，學習材料可以使學習者產(chǎn)生一系列的認知失衡狀態(tài)，它可能是對學習者目標完成的阻礙、中斷等。在這種情況下，可能會出現(xiàn)不同的學習效果。學習者可以體驗負面情緒和脫離，或者，當他們設法克服不平衡狀態(tài)時，可以體驗到積極的情緒和更高的參與度[27]。在研究中，學習者的情緒被持續(xù)監(jiān)測，而代理通過同情、支持，甚至無禮的評論回應學生的情緒狀態(tài)，該研究發(fā)現(xiàn)上述因素對學習結果產(chǎn)生了不同的影響。

三、結論

多媒體學習中的情緒研究正成為一個富有活力和希望的研究領域，雖然目前處于研究的早期階段，但是未來對該領域的深入研究將會顯著地加深我們對多媒體學習的理解。情緒不僅對多媒體學習環(huán)境的設計必不可少，而且對于理解和考察多媒體學習也至關重要，它打開了綜合理解多媒體學習本質的新視角。

在未來，我們需要更充分地考慮情緒對多媒體學習的影響。首先，需要全面、科學地認識情緒的復雜性，因為它們發(fā)生在個體的真實生活中。未來，需要對情緒進行跨學科的深入研究。第二，多媒體教學研究與實踐必須將情緒作為多媒體學習過程中重要的、有價值的組成部分。最近的證據(jù)表明，通過誘發(fā)積極情緒的教學設計來促進多媒體學習是可行的。但是，也有研究表明積極情緒妨礙了多媒體學習，因為它使得學習者產(chǎn)生注意分散[28]。因此，情緒和多媒體學習的關系還需要未來進行深入研究，將情緒影響多媒體學習的路徑揭示清晰。相信，情緒理論的研究進展會促進多媒體教學的研究與實踐，而多媒體教學的研究與實踐也會反過來推動情緒理論的研究，最終實現(xiàn)理論與實踐相互促進協(xié)調發(fā)展。

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（責任編輯：鄒曌）