教學(xué)視頻中的字幕應(yīng)該如何設(shè)計(jì)？

楊九民　陳輝　楊文蝶　李妍　喻邱晨　皮忠玲

[摘? ?要] 教學(xué)視頻是否需要添加字幕是許多教學(xué)實(shí)踐者在視頻制作后期考慮的重要問題。從目前的實(shí)證研究來看，在教學(xué)視頻中呈現(xiàn)字幕能否促進(jìn)視頻學(xué)習(xí)效果，字幕對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響存在哪些邊界條件？已有研究尚未得出一致的結(jié)論。為解決上述問題，文章采用元分析方法，對(duì)44篇國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)和準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究文獻(xiàn)進(jìn)行分析。主效應(yīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在教學(xué)視頻中呈現(xiàn)字幕能夠提升學(xué)習(xí)者的保持成績(jī)（g=0.283）;然而，字幕對(duì)遷移成績(jī)（g=0.069）的促進(jìn)效果不顯著。調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在保持成績(jī)上，教學(xué)視頻中字幕的效果受到字幕類型、字幕語言類型、視頻類型和視頻時(shí)長(zhǎng)的調(diào)節(jié)影響。具體而言，關(guān)鍵詞字幕、關(guān)鍵詞凸顯字幕顯著優(yōu)于全字幕，漢語字幕顯著優(yōu)于英語字幕，教師與PPT結(jié)合式視頻和課堂實(shí)錄式視頻的字幕效果顯著優(yōu)于動(dòng)畫式視頻，中等時(shí)長(zhǎng)視頻的字幕效果顯著優(yōu)于長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)視頻。在遷移成績(jī)上，字幕的效果受到字幕語言類型、視頻類型、知識(shí)類型和視頻時(shí)長(zhǎng)的調(diào)節(jié)影響。具體而言，漢語字幕、課堂實(shí)錄式視頻、陳述性知識(shí)、中等時(shí)長(zhǎng)視頻條件下的字幕效果顯著優(yōu)于英語字幕、動(dòng)畫式視頻、程序性知識(shí)、短時(shí)長(zhǎng)視頻。研究對(duì)教學(xué)實(shí)踐有如下啟示：教師在設(shè)計(jì)教學(xué)視頻時(shí)，需綜合考慮視頻類型、知識(shí)類型、視頻時(shí)長(zhǎng)等因素，建議添加關(guān)鍵詞字幕或關(guān)鍵詞凸顯字幕，以提升視頻教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞] 教學(xué)視頻; 字幕; 字幕類型; 學(xué)習(xí)效果; 元分析

[中圖分類號(hào)] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 楊九民（1969—），男，湖北棗陽人。教授，博士，主要從事教學(xué)設(shè)計(jì)、教師教育研究。E-mail：yjm@ccnu.edu.cn。

一、引? ?言

《中國教育現(xiàn)代化2035》指出，“建立數(shù)字教育資源共建共享機(jī)制是加快信息化時(shí)代教育變革的重要途經(jīng)”[1]。由此可見，優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源的建設(shè)與共享，是推進(jìn)教育公平、實(shí)現(xiàn)全民教育和個(gè)性化學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。近年來，隨著在線教育的飛速發(fā)展，精品視頻公開課、MOOC、微課等數(shù)字教育資源吸引了大量學(xué)習(xí)者，因其多通道的信息呈現(xiàn)形式，逐漸成為廣大學(xué)習(xí)者首選的學(xué)習(xí)資源[2]。而這些數(shù)字教育資源的核心是教學(xué)視頻。

教學(xué)視頻是指通過教學(xué)設(shè)計(jì)與技術(shù)制作的，能傳遞知識(shí)、供學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的視頻資源[3]。作為一種多媒體教學(xué)資源，教學(xué)視頻通過呈現(xiàn)視覺畫面與教師解說語音來促進(jìn)學(xué)習(xí)[4]。楊九民等對(duì)國內(nèi)外知名開放課程平臺(tái)中的218門課程樣本的教學(xué)視頻進(jìn)行系統(tǒng)分析，總結(jié)出錄屏式、交互式、教師與PPT結(jié)合式、課堂實(shí)錄式、研討式和動(dòng)畫式六種呈現(xiàn)形式的教學(xué)視頻[5]。并且，絕大多數(shù)的教學(xué)視頻都在視頻畫面的底端呈現(xiàn)了字幕。

字幕是指影視作品中語音的文本形式，一般出現(xiàn)在視頻下方[6]。教學(xué)視頻中的字幕按照其呈現(xiàn)形式大致可分為三種類型：全字幕、關(guān)鍵詞字幕（概要字幕）和關(guān)鍵詞凸顯字幕[7]。全字幕是指與教師解說語音同步出現(xiàn)的、內(nèi)容上完全一致的文本[8]。關(guān)鍵詞字幕是指從教師解說語音中選取的、具有引導(dǎo)作用的關(guān)鍵詞語[8]。例如：假設(shè)教師的解說語音為“涼爽潮濕的空氣從暖流層經(jīng)過，最終變熱”，那么此時(shí)的關(guān)鍵詞字幕可以是“潮濕的空氣變熱”[9]。關(guān)鍵詞凸顯字幕是全字幕與關(guān)鍵詞字幕的結(jié)合形式，是指在全字幕的基礎(chǔ)上，將其中的關(guān)鍵詞語通過加粗、高亮等線索形式凸顯出來[7]。教育部下發(fā)的《精品視頻公開課拍攝制作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，交付視頻文件時(shí)需要附上與教師解說語音同步的全字幕[10]。因此，字幕是教學(xué)視頻的重要組成部分。然而，為視頻添加字幕需要耗費(fèi)較高的時(shí)間成本，制作字幕耗費(fèi)的時(shí)間一般是視頻時(shí)長(zhǎng)的4.5～6倍[6]。所以，許多教學(xué)實(shí)踐者在開發(fā)視頻資源時(shí)，都會(huì)對(duì)“教學(xué)視頻是否需要添加字幕”存在疑慮。

為解決這一疑慮，許多實(shí)證研究致力于探究“在教學(xué)視頻中呈現(xiàn)字幕能否促進(jìn)學(xué)習(xí)者的視頻學(xué)習(xí)效果？”等問題。然而，以往研究在“呈現(xiàn)字幕能否促進(jìn)視頻學(xué)習(xí)效果”這一問題上并未取得一致的研究結(jié)果[11-15]。部分研究者認(rèn)為教學(xué)視頻中的字幕能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)[8，13，15]。例如：一項(xiàng)眼動(dòng)研究發(fā)現(xiàn)，相比無字幕的視頻，全字幕視頻促進(jìn)了學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的關(guān)注與信息加工，從而提升了學(xué)習(xí)效果，表現(xiàn)出更高的保持成績(jī)和遷移成績(jī)[15]。但是，也有研究發(fā)現(xiàn)在教學(xué)視頻中添加字幕不利于學(xué)習(xí)[12，14，16]。例如：Mayer等的研究發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)畫式教學(xué)視頻中添加全字幕阻礙了學(xué)習(xí)效果的提升[14]?；诖?，提出了多媒體學(xué)習(xí)的“冗余原則”，認(rèn)為教學(xué)視頻采用“動(dòng)畫+解說語音+字幕”形式呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者時(shí)，由于解說語音與字幕在內(nèi)容上冗余重復(fù)，相比“動(dòng)畫+解說語音”形式，將弱化學(xué)習(xí)效果[17]。

因此，教學(xué)視頻中的字幕能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)效果存在一定的邊界條件，即只有在特定的條件下，呈現(xiàn)字幕才能有效地促進(jìn)視頻學(xué)習(xí)。基于此，本研究采用元分析方法，系統(tǒng)性地分析教學(xué)視頻中的字幕對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響，并探究字幕發(fā)揮作用的邊界條件，以期為未來教學(xué)視頻的設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)踐提供參考建議。

二、文獻(xiàn)綜述及問題的提出

（一）文獻(xiàn)綜述

關(guān)于字幕影響視頻學(xué)習(xí)效果的內(nèi)在機(jī)制，不同理論的解釋各不相同。有的理論認(rèn)為字幕會(huì)抑制學(xué)習(xí)效果，而有的理論認(rèn)為字幕會(huì)促進(jìn)學(xué)習(xí)效果。為梳理各理論之間的關(guān)系，本研究嘗試構(gòu)建字幕影響視頻學(xué)習(xí)效果的理論結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行說明，如圖1所示。

根據(jù)雙編碼理論，人的工作記憶由聽覺通道和視覺通道這兩個(gè)信息加工通道組成，分別用于處理和存儲(chǔ)言語信息和視覺信息，這兩個(gè)通道的存儲(chǔ)容量都是有限度的[18]。在觀看教學(xué)視頻時(shí)，學(xué)習(xí)者需要同時(shí)處理視頻的畫面信息和解說語音信息，前者進(jìn)入視覺通道，后者進(jìn)入聽覺通道。若添加字幕，字幕將影響學(xué)習(xí)者視覺通道與聽覺通道的認(rèn)知負(fù)荷。一方面，字幕信息進(jìn)入視覺通道后，將分散學(xué)習(xí)者對(duì)視頻的畫面信息的注意力，與其競(jìng)爭(zhēng)視覺通道的認(rèn)知資源，加重視覺通道的認(rèn)知負(fù)荷，即出現(xiàn)“冗余效應(yīng)”，從而抑制學(xué)習(xí)效果[9]。另一方面，字幕作為視覺信息可以和解說語音信息互為補(bǔ)充，提升學(xué)習(xí)者對(duì)語音信息的認(rèn)知加工速度，從而減輕聽覺通道的認(rèn)知負(fù)荷，即出現(xiàn)“冗余反轉(zhuǎn)效應(yīng)”，從而促進(jìn)學(xué)習(xí)效果[19]。因此，字幕能否促進(jìn)視頻學(xué)習(xí)效果，需要綜合考慮字幕對(duì)學(xué)習(xí)者視覺通道與聽覺通道認(rèn)知負(fù)荷的影響，其關(guān)鍵在于添加、呈現(xiàn)字幕是否會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷超載。

添加字幕是否會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷超載，進(jìn)而對(duì)學(xué)習(xí)效果造成不同的影響，這與一些邊界條件有關(guān)。已有研究從字幕類型[20-21]、字幕是否為母語字幕[14，17，22]、視頻類型[12，23]、知識(shí)類型[24-25]、學(xué)習(xí)步調(diào)[26-27]等角度開展比較研究，試圖探究字幕促進(jìn)學(xué)習(xí)效果的邊界條件?；诖?，本研究將上述五個(gè)變量納入調(diào)節(jié)變量。

由于本研究納入了中文與英文文獻(xiàn)，因此，將字幕語言類型作為調(diào)節(jié)變量，探究在不同的語言情境下字幕對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響是否存在差異。此外，在視頻學(xué)習(xí)時(shí)，教學(xué)視頻的時(shí)長(zhǎng)對(duì)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷具有重要影響[28]。值得注意的是，目前大部分字幕實(shí)證研究在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中開展，少部分在教室環(huán)境中開展。實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的研究結(jié)論能否推廣到真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，也是研究者關(guān)注的重要問題。因此，視頻時(shí)長(zhǎng)、學(xué)習(xí)環(huán)境也被納入調(diào)節(jié)變量。

（二）問題的提出

基于文獻(xiàn)綜述，提出以下兩個(gè)研究問題：（1）在教學(xué)視頻中呈現(xiàn)字幕能否促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果？（2）字幕對(duì)視頻學(xué)習(xí)效果的影響存在哪些邊界條件？基于上述對(duì)以往字幕研究的探討，本研究以字幕為自變量，以學(xué)習(xí)效果（保持成績(jī)和遷移成績(jī)）為因變量，以字幕特征（字幕類型、字幕語言類型、字幕是否為母語字幕）、教學(xué)視頻特征（視頻類型、知識(shí)類型、視頻時(shí)長(zhǎng)）和學(xué)習(xí)情境特征（學(xué)習(xí)步調(diào)、學(xué)習(xí)環(huán)境）為調(diào)節(jié)變量，探究字幕對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響及其邊界條件，研究變量的關(guān)系如圖2所示。

根據(jù)研究變量的關(guān)系和兩個(gè)研究問題，本研究的假設(shè)為：

H1：相比無字幕，呈現(xiàn)字幕的教學(xué)視頻能夠提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果，即呈現(xiàn)字幕能夠提升學(xué)習(xí)者的保持成績(jī)（H1a）和遷移成績(jī)（H1b）。

H2：字幕對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響受到字幕類型、字幕語言類型、字幕是否為母語字幕、視頻類型、知識(shí)類型、視頻時(shí)長(zhǎng)、學(xué)習(xí)步調(diào)、學(xué)習(xí)環(huán)境的調(diào)節(jié)影響。

三、研究方法與過程

（一）文獻(xiàn)檢索與篩選

研究采用中文和英文檢索方式，采用關(guān)鍵詞組合（字幕+冗余）×（視頻+多媒體學(xué)習(xí)）搜索中文數(shù)據(jù)庫;采用關(guān)鍵詞組合（subtitle OR caption OR on-screen text OR redundan*）AND（video OR multimedia learning OR multimedia presentation）搜索英文數(shù)據(jù)庫。其中，英文數(shù)據(jù)庫采用Web of Science、EBSCO host、Science Direct等，中文數(shù)據(jù)庫采用中國知網(wǎng)。同時(shí)，通過文獻(xiàn)回溯法進(jìn)行補(bǔ)查。文獻(xiàn)檢索時(shí)間范圍為2001年1月至2021年8月。

在本元分析中，文獻(xiàn)篩選采用如下的標(biāo)準(zhǔn)：（1）文獻(xiàn)必須是與字幕、視頻學(xué)習(xí)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)或準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究;（2）文獻(xiàn)采用的學(xué)習(xí)材料為視頻材料，剔除未采用視頻作為學(xué)習(xí)材料的文獻(xiàn);（3）文獻(xiàn)需要設(shè)置字幕實(shí)驗(yàn)組和無字幕對(duì)照組，剔除未設(shè)置無字幕對(duì)照組的文獻(xiàn);（4）文獻(xiàn)中需要報(bào)告樣本量、均值、標(biāo)準(zhǔn)差等可以計(jì)算效應(yīng)量的必要數(shù)據(jù);（5）文獻(xiàn)需要將學(xué)習(xí)者在視頻學(xué)習(xí)后的保持成績(jī)（Retention）或遷移成績(jī)（Transfer）作為結(jié)果變量;（6）排除會(huì)議、書籍等來源的文獻(xiàn)，僅納入經(jīng)過同行評(píng)審的期刊文獻(xiàn)和碩博士論文。值得注意的是，一部分字幕研究聚焦于外語影視材料或影視剪輯片段中的字幕對(duì)二語學(xué)習(xí)者的詞匯附帶習(xí)得和聽力內(nèi)容理解的影響，由于此類研究中的視頻材料不屬于本研究中“教學(xué)視頻”的范疇，因此，通過閱讀全文后將此類研究排除在外。文獻(xiàn)篩選流程如圖3所示。根據(jù)上述六項(xiàng)篩選標(biāo)準(zhǔn)，最終獲得44篇文獻(xiàn)（中文10篇，英文34篇）進(jìn)行元分析。

（二）文獻(xiàn)編碼

對(duì)納入元分析的文獻(xiàn)編碼條目如下：文獻(xiàn)作者及出版年份、樣本量、字幕類型、視頻類型等。字幕類型編碼方面，分為全字幕、關(guān)鍵詞字幕和關(guān)鍵詞凸顯字幕。字幕語言類型編碼方面，分為漢語字幕和英語字幕。視頻類型編碼方面，由于納入的字幕研究并未涉及研討式和交互式的教學(xué)視頻，故分為教師與PPT結(jié)合式、錄屏式、動(dòng)畫式和課堂實(shí)錄式四種類別[5]。此外，由于少量研究采取了教育紀(jì)錄片作為學(xué)習(xí)材料，所以在本研究中增加紀(jì)錄片式的視頻類型。對(duì)于知識(shí)類型，編碼為陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)。陳述性知識(shí)是指事實(shí)類知識(shí)，主要說明事物的特征、規(guī)律、原理等;程序性知識(shí)是指如何完成某一任務(wù)的知識(shí)，常帶有先后順序和操作步驟[24]。視頻時(shí)長(zhǎng)編碼方面，參考王福興等元分析中的編碼方式[29]，分為短時(shí)長(zhǎng)（時(shí)長(zhǎng)小于5分鐘）、中等時(shí)長(zhǎng)（5～10分鐘）和長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)（大于10分鐘）。學(xué)習(xí)步調(diào)編碼方面，分為自定步調(diào)和系統(tǒng)步調(diào)。自定步調(diào)是指在視頻學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)習(xí)者能夠自主操控視頻的暫停、回放等;系統(tǒng)步調(diào)是指視頻由多媒體播放系統(tǒng)控制[26]。學(xué)習(xí)環(huán)境編碼方面，分為實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和教室環(huán)境。為保證編碼的有效性，兩位研究人員背對(duì)背獨(dú)立對(duì)44篇文獻(xiàn)進(jìn)行編碼后對(duì)比，發(fā)現(xiàn)二者的編碼結(jié)果并無明顯差異。

（三）效應(yīng)量生成

元分析采用R.4.0.4統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行效應(yīng)量的計(jì)算與數(shù)據(jù)可視化。由于元分析納入的研究數(shù)量較少，因此，采用Hedges's g作為標(biāo)準(zhǔn)化的效應(yīng)量。用于生成每個(gè)研究的效應(yīng)量的數(shù)據(jù)包括字幕實(shí)驗(yàn)組和無字幕對(duì)照組的樣本量、后測(cè)成績(jī)（保持成績(jī)或遷移成績(jī)）的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。在效應(yīng)量的計(jì)算過程中，若納入的文獻(xiàn)中涉及本元分析的調(diào)節(jié)變量，則該文獻(xiàn)將生成多個(gè)效應(yīng)量[30]。例如：一篇文獻(xiàn)報(bào)告了全字幕和關(guān)鍵詞字幕兩種字幕類型與無字幕組的對(duì)比數(shù)據(jù)，則生成兩個(gè)效應(yīng)量。對(duì)于保持成績(jī)和遷移成績(jī)，分別生成了64個(gè)和43個(gè)獨(dú)立效應(yīng)量。

四、研究結(jié)果

（一）主效應(yīng)檢驗(yàn)

鑒于元分析納入的文獻(xiàn)在研究情境、教學(xué)視頻等諸多方面有差別，所以采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行主效應(yīng)檢驗(yàn)更為合適。主效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果顯示，字幕對(duì)保持成績(jī)和遷移成績(jī)的促進(jìn)效果存在差異。對(duì)于保持成績(jī)，字幕的平均效應(yīng)量顯著（g=0.283，p<0.05），即在教學(xué)視頻中呈現(xiàn)字幕能顯著提升學(xué)習(xí)者的保持成績(jī)。而字幕對(duì)遷移成績(jī)的提升效果不顯著。結(jié)果見表1。

（二）異質(zhì)性檢驗(yàn)

依次對(duì)保持成績(jī)和遷移成績(jī)進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)，見表2。Q檢驗(yàn)結(jié)果顯示，保持成績(jī)和遷移成績(jī)的效應(yīng)量均顯著異質(zhì)（ps<0.001）。根據(jù)異質(zhì)性檢驗(yàn)的I2值，表示對(duì)于保持成績(jī)和遷移成績(jī)，總變異中86.562%和75.512%的變異是由效應(yīng)量的真實(shí)差異造成的。Higgins認(rèn)為，異質(zhì)性檢驗(yàn)的I2值大于75%為高異質(zhì)性，因此，本元分析的保持成績(jī)和遷移成績(jī)的效應(yīng)量均達(dá)到高異質(zhì)性，說明本研究采用隨機(jī)效應(yīng)模型是合理的[30]。進(jìn)一步說明有必要對(duì)保持成績(jī)和遷移成績(jī)開展調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)，以探究字幕對(duì)學(xué)習(xí)效果影響中存在哪些調(diào)節(jié)變量[31]。

（三）調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)

為了探究字幕對(duì)學(xué)習(xí)效果（保持成績(jī)、遷移成績(jī)）的影響存在哪些邊界條件，本研究對(duì)字幕類型、視頻類型、學(xué)習(xí)步調(diào)等八個(gè)調(diào)節(jié)變量進(jìn)行調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)。

在保持成績(jī)上，字幕類型具有顯著的調(diào)節(jié)作用[Q（2）=8.179，p<0.05]，關(guān)鍵詞凸顯字幕（g=0.797，p<0.01）和關(guān)鍵詞字幕（g=0.435，p<0.001）顯著優(yōu)于全字幕（g=0.106，p>0.05）;字幕語言類型具有顯著的調(diào)節(jié)作用[Q（2）=6.839，p<0.05]，漢語字幕（g=0.484，p<0.001）顯著優(yōu)于英語字幕（g=0.028，p>0.05）;視頻時(shí)長(zhǎng)具有顯著的調(diào)節(jié)作用[Q（2）=10.470，p<0.01]，中等時(shí)長(zhǎng)視頻（g=0.445，p<0.001）顯著優(yōu)于長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)視頻（g=-0.121，p>0.05）。值得注意的是，視頻類型的組間異質(zhì)性雖未達(dá)到顯著水平，但進(jìn)行兩兩比較后發(fā)現(xiàn)，教師與PPT結(jié)合式（g=0.529，p<0.01）和課堂實(shí)錄式視頻（g=0.566，p<0.001）顯著優(yōu)于動(dòng)畫式視頻（g=0.128，p>0.05），因此，視頻類型也具有顯著的調(diào)節(jié)作用。其他變量（是否為母語字幕、知識(shí)類型、學(xué)習(xí)步調(diào)、學(xué)習(xí)環(huán)境）的調(diào)節(jié)作用均不顯著。

在遷移成績(jī)上，字幕類型的組間異質(zhì)性雖然顯著[Q（2）=9.687，p<0.01]，但全字幕和關(guān)鍵詞字幕之間差異不顯著[Q（1）=0.006，p>0.05]，因此，組間異質(zhì)性主要來源于關(guān)鍵詞凸顯字幕與其他兩種字幕類型的差異，但考慮到關(guān)鍵詞凸顯字幕僅有兩個(gè)獨(dú)立效應(yīng)量，存在一定的偶然性，不足以證明字幕類型具有顯著的調(diào)節(jié)作用;字幕語言類型具有顯著的調(diào)節(jié)作用[Q（2）=23.850，p<0.001]，漢語字幕（g=0.411，p<0.001）顯著優(yōu)于英語字幕（g=-0.223，p>0.05）;視頻時(shí)長(zhǎng)具有顯著的調(diào)節(jié)作用[Q（2）=7.326，p<0.01]，中等時(shí)長(zhǎng)視頻（g=0.334，p<0.01）顯著優(yōu)于短時(shí)長(zhǎng)視頻（g=-0.100，p>0.05）;知識(shí)類型具有顯著的調(diào)節(jié)作用[Q（1）=4.11，p<0.05]，陳述性知識(shí)（g=0.206，p<0.01）顯著優(yōu)于程序性知識(shí)（g=-0.103，p>0.05）;視頻類型具有顯著的調(diào)節(jié)作用[Q（4）=11.835，p<0.05]，課堂實(shí)錄式視頻（g=0.576，p<0.001）顯著優(yōu)于動(dòng)畫式視頻（g=-0.074，p>0.05）。其他變量（是否為母語字幕、學(xué)習(xí)步調(diào)、學(xué)習(xí)環(huán)境）的調(diào)節(jié)作用均不顯著。

（四）發(fā)表偏差檢驗(yàn)

本研究采用三種方法，即漏斗圖、Egger線性回歸檢驗(yàn)、剪補(bǔ)法來檢測(cè)發(fā)表偏差。

如圖4所示，剪補(bǔ)后的保持成績(jī)的漏斗圖存在一定的不對(duì)稱，但是絕大部分缺失的研究都分布在統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性區(qū)域（即圖中的深灰色、灰色和淺灰色區(qū)域），說明這部分不對(duì)稱是由其他原因而非發(fā)表偏差所導(dǎo)致;Egger線性回歸檢驗(yàn)結(jié)果顯示，p=0.392>0.05，說明發(fā)表偏差不明顯;采用剪補(bǔ)法之后，保持成績(jī)的合成效應(yīng)量依舊顯著。綜合來看，保持成績(jī)存在發(fā)表偏差的可能性較小。

如圖5所示，剪補(bǔ)后的遷移成績(jī)的漏斗圖基本對(duì)稱，初步說明發(fā)表偏差低;Egger線性回歸檢驗(yàn)結(jié)果顯示，p=0.356>0.05，說明發(fā)表偏差不明顯;采用剪補(bǔ)法進(jìn)行剪補(bǔ)后，遷移成績(jī)的合成效應(yīng)量依舊不顯著。綜合來看，遷移測(cè)驗(yàn)存在發(fā)表偏差的可能性較小。

五、討? ?論

本研究使用元分析方法對(duì)44篇相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了定量分析。首先，分析了教學(xué)視頻中呈現(xiàn)字幕對(duì)學(xué)習(xí)效果的總體效應(yīng);其次，探究了字幕對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響存在哪些調(diào)節(jié)變量。具體分析與討論如下：

（一）字幕對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響

根據(jù)主效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果，字幕對(duì)保持成績(jī)的促進(jìn)作用達(dá)到顯著水平（g=0.283），支持假設(shè)H1a;然而，字幕對(duì)遷移成績(jī)的促進(jìn)作用不顯著（g=0.069），不支持假設(shè)H1b。即相較無字幕，呈現(xiàn)字幕能促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)的淺層記憶，但不能促進(jìn)對(duì)知識(shí)的深層理解與遷移應(yīng)用，這與以往部分研究結(jié)果一致[6，8，12]。

字幕在保持成績(jī)上的積極效應(yīng)可以從自動(dòng)化加工和線索效應(yīng)進(jìn)行解釋。第一，當(dāng)字幕為母語字幕時(shí)，學(xué)習(xí)者能對(duì)字幕進(jìn)行自動(dòng)化加工[6]。圖式理論認(rèn)為，自動(dòng)化加工不會(huì)增加工作記憶中的認(rèn)知負(fù)荷[32]，避免了認(rèn)知負(fù)荷超載。第二，字幕可以充當(dāng)視頻的“線索”。首先，字幕是對(duì)畫面內(nèi)容的文本解釋。在線學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)者的注意力容易分散，字幕能引導(dǎo)學(xué)習(xí)者及時(shí)把握講解進(jìn)度[7]。其次，關(guān)鍵詞字幕能夠暗示關(guān)鍵的學(xué)習(xí)內(nèi)容，降低學(xué)習(xí)者篩選視、聽覺信息的認(rèn)知負(fù)荷。Wang等人的眼動(dòng)研究印證了這一解釋，相較無字幕組，關(guān)鍵詞字幕組的學(xué)習(xí)者搜索信息的時(shí)間更短，在關(guān)鍵學(xué)習(xí)內(nèi)容區(qū)域投入更多時(shí)間，從而促進(jìn)了知識(shí)記憶[33]。

字幕對(duì)遷移成績(jī)的促進(jìn)作用不顯著，可能原因如下：根據(jù)生成性學(xué)習(xí)的SOI模型，有意義的學(xué)習(xí)主要涉及三個(gè)認(rèn)知階段，包括選擇相關(guān)的傳入感覺信息，在工作記憶中組織成連貫的心理表征，將其與長(zhǎng)時(shí)記憶中的先驗(yàn)知識(shí)整合起來[34];教學(xué)視頻中的字幕能引導(dǎo)學(xué)習(xí)者選擇相關(guān)信息，但并不能促進(jìn)學(xué)習(xí)者將學(xué)習(xí)內(nèi)容組織成連貫的心理表征并將其與先驗(yàn)知識(shí)整合起來，而遷移測(cè)驗(yàn)主要反映信息組織與整合階段的好壞。因此，字幕未能促進(jìn)學(xué)習(xí)者的知識(shí)遷移[8]。

（二）字幕效果的邊界條件

根據(jù)調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果，字幕效果存在一定的邊界條件。具體而言，與字幕和教學(xué)視頻相關(guān)的調(diào)節(jié)變量顯著調(diào)節(jié)字幕對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響;而與學(xué)習(xí)情境相關(guān)的調(diào)節(jié)變量的調(diào)節(jié)作用不顯著。其中，字幕類型、字幕語言類型、視頻類型和視頻時(shí)長(zhǎng)對(duì)保持成績(jī)具有顯著的調(diào)節(jié)作用;字幕語言類型、視頻類型、知識(shí)類型和視頻時(shí)長(zhǎng)對(duì)遷移成績(jī)具有顯著的調(diào)節(jié)作用，部分支持假設(shè)H2。

1. 教學(xué)視頻中采用哪種類型的字幕更好？

關(guān)鍵詞凸顯字幕與關(guān)鍵詞字幕對(duì)保持成績(jī)的促進(jìn)效果顯著優(yōu)于全字幕。這與以往部分研究結(jié)果一致[7，8，20]?？赡苡袃牲c(diǎn)原因：第一，根據(jù)線索效應(yīng)[26]，關(guān)鍵詞凸顯字幕與關(guān)鍵詞字幕通過提示關(guān)鍵詞的線索形式，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者關(guān)注重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，幫助其更高效地選擇和組織學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而促進(jìn)知識(shí)記憶。第二，根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷理論，由于全字幕與教師解說語音的內(nèi)容完全相同，學(xué)習(xí)者在視頻學(xué)習(xí)時(shí)傾向于進(jìn)行文字級(jí)別的比較，以確保語音內(nèi)容與字幕相匹配[20]。而這種淺層的逐字比較不能促進(jìn)學(xué)習(xí)者的圖式建構(gòu)，反而增加了外在認(rèn)知負(fù)荷。而關(guān)鍵詞字幕與解說語音并不完全相同，當(dāng)學(xué)習(xí)者意識(shí)到他們正在觀看的內(nèi)容與所聽到的內(nèi)容不一致時(shí)，會(huì)激發(fā)他們的動(dòng)機(jī)，在更深層次上比較這兩種信息來源，進(jìn)行概念匹配[8]。這一過程促進(jìn)了學(xué)習(xí)者的關(guān)聯(lián)認(rèn)知負(fù)荷，有利于形成更牢固的記憶圖式。

2. 在哪種語言情境下字幕對(duì)視頻學(xué)習(xí)更有效？

漢語字幕對(duì)學(xué)習(xí)效果的促進(jìn)作用顯著優(yōu)于英語字幕。由于還沒有實(shí)證研究單獨(dú)比較字幕在漢語情境與英語情境下對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響差異，本研究嘗試從句法學(xué)的角度進(jìn)行解釋。漢語句子以短句和小句居多，具有塊狀性和離散性;而英語句子以復(fù)雜句和長(zhǎng)句居多，具有勾連性和延展性[35]。由于字幕往往是以句子為單位呈現(xiàn)的。對(duì)于英語復(fù)雜句子來說，其主句和從句往往分散在前后相鄰的字幕段中，學(xué)習(xí)者需要綜合分析前后相繼出現(xiàn)的字幕才能理解整個(gè)句子意思。而漢語字幕往往是獨(dú)立的句子，學(xué)習(xí)者通過單個(gè)字幕便能理解句子意思，即漢語字幕在傳遞意思上更高效。

3. 呈現(xiàn)字幕對(duì)于非母語學(xué)習(xí)者的積極效果更好嗎？

呈現(xiàn)字幕對(duì)于非母語學(xué)習(xí)者的積極效果并未顯著優(yōu)于母語學(xué)習(xí)者，這與以往研究結(jié)果不一致[22，36]。由于本研究納入元分析的文獻(xiàn)中，非母語字幕的研究數(shù)目偏少，這可能影響調(diào)節(jié)效應(yīng)結(jié)果的真實(shí)性。但從效應(yīng)量大小來看，非母語字幕的效應(yīng)量大于母語字幕，雖未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)的顯著水平。這一結(jié)果暗示：當(dāng)教學(xué)視頻面向非母語學(xué)習(xí)者時(shí)，呈現(xiàn)字幕更好。由于視頻的解說語音是轉(zhuǎn)瞬即逝的，所以對(duì)于非母語學(xué)習(xí)者來說，感知與識(shí)別語音是較為困難的，容易產(chǎn)生瞬時(shí)信息效應(yīng)[37]，不利于學(xué)習(xí)。在這種情況下，添加字幕對(duì)于非母語學(xué)習(xí)者是有幫助的，因?yàn)樽帜坏某尸F(xiàn)時(shí)間比語音更長(zhǎng)，能促進(jìn)對(duì)語音的識(shí)別和加工[38]。而母語學(xué)習(xí)者對(duì)解說語音的認(rèn)知加工較為容易，因此，字幕的效果變差了。

4. 在哪些類型的教學(xué)視頻中更需要呈現(xiàn)字幕？

課堂實(shí)錄式、教師與PPT結(jié)合式視頻的字幕對(duì)保持測(cè)驗(yàn)成績(jī)的促進(jìn)效果顯著優(yōu)于動(dòng)畫式視頻，這與以往部分研究結(jié)果一致[6，15，39，40]。不同類型教學(xué)視頻畫面?zhèn)鬟f信息量的大小能解釋這一結(jié)果。動(dòng)畫式視頻的畫面?zhèn)鬟f的信息量較大，通過動(dòng)畫來演示知識(shí)之間的關(guān)系[12]。如果再添加字幕，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)畫與字幕競(jìng)爭(zhēng)認(rèn)知資源，導(dǎo)致學(xué)習(xí)者視覺通道的認(rèn)知負(fù)荷過載。而課堂實(shí)錄式和教師與PPT結(jié)合式的視頻中單個(gè)畫面能夠傳遞的教學(xué)內(nèi)容信息十分有限。具體而言，在教師與PPT結(jié)合式視頻中，畫面大部分呈現(xiàn)的是教師形象，包括教師手勢(shì)、表情等[6]。在課堂實(shí)錄式視頻中，教學(xué)內(nèi)容、教師、學(xué)生與教室環(huán)境輪流呈現(xiàn)[15]。因此，添加字幕并未超出學(xué)習(xí)者的總認(rèn)知負(fù)荷容量。

5. 字幕對(duì)學(xué)習(xí)哪種知識(shí)類型更有效？

字幕對(duì)促進(jìn)陳述性知識(shí)視頻的學(xué)習(xí)更有效，這與王雪等人[25]的研究結(jié)果一致。由于陳述性知識(shí)以概念、事實(shí)為主，元素間交互性低[26]，學(xué)習(xí)者傾向于從字幕中獲取信息，此時(shí)字幕與畫面內(nèi)容互為補(bǔ)充，能夠促進(jìn)學(xué)習(xí);而程序性知識(shí)以操作為主，元素間交互性高，學(xué)習(xí)者傾向于關(guān)注畫面中知識(shí)之間的連貫性與交互關(guān)系，而非字幕。由于分散注意力效應(yīng)，字幕會(huì)干擾學(xué)習(xí)者對(duì)畫面的注意，可能導(dǎo)致其錯(cuò)過關(guān)鍵的程序步驟演示，無法形成連貫的心理表征，從而不利于學(xué)習(xí)[25]。

6. 字幕對(duì)哪種時(shí)長(zhǎng)的教學(xué)視頻的學(xué)習(xí)更有效？

字幕對(duì)中等時(shí)長(zhǎng)（5～10分鐘）視頻的學(xué)習(xí)最有效。當(dāng)視頻時(shí)長(zhǎng)在10分鐘以內(nèi)時(shí)，隨著時(shí)長(zhǎng)的增加，學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷逐漸增加，但加工視頻產(chǎn)生的總認(rèn)知負(fù)荷還未超過學(xué)習(xí)者的最大認(rèn)知負(fù)荷。此時(shí)學(xué)習(xí)者有空余的認(rèn)知資源用于精細(xì)化加工字幕。字幕可以減輕學(xué)習(xí)者聽覺通道的認(rèn)知負(fù)荷，從而促進(jìn)學(xué)習(xí)。當(dāng)視頻時(shí)長(zhǎng)大于10分鐘時(shí)，加工視頻的總認(rèn)知負(fù)荷已經(jīng)達(dá)到學(xué)習(xí)者的最大認(rèn)知負(fù)荷。此時(shí)學(xué)習(xí)者沒有多余的認(rèn)知資源用于精細(xì)化加工字幕。由于字幕與語音信息在內(nèi)容上是冗余重復(fù)的，將導(dǎo)致學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷超載，進(jìn)而不利于學(xué)習(xí)[17]。

7. 不同的學(xué)習(xí)步調(diào)下字幕的效果相同嗎？

學(xué)習(xí)步調(diào)對(duì)字幕效果的調(diào)節(jié)作用不顯著。但從效應(yīng)量大小來看，在自定步調(diào)下字幕對(duì)視頻學(xué)習(xí)效果的促進(jìn)作用更大，雖未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)的顯著水平，這與Schüler等人[27]的研究結(jié)果一致。研究指出，采用系統(tǒng)步調(diào)進(jìn)行多媒體學(xué)習(xí)將使學(xué)習(xí)者處于較高的認(rèn)知負(fù)荷[41]，此時(shí)，呈現(xiàn)字幕會(huì)進(jìn)一步增加視覺通道的認(rèn)知負(fù)荷，從而不利于學(xué)習(xí)。而當(dāng)學(xué)習(xí)者處于自定步調(diào)時(shí)，可以暫停、回放視頻，此時(shí)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷較小，呈現(xiàn)字幕不會(huì)使學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷超載。從實(shí)際學(xué)習(xí)來看，學(xué)習(xí)者利用教學(xué)視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)以自定步調(diào)居多，所以建議在視頻中適當(dāng)呈現(xiàn)字幕，更有利于學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)。

8. 不同的學(xué)習(xí)環(huán)境下字幕的效果相同嗎？

學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)字幕效果的調(diào)節(jié)作用不顯著。但從效應(yīng)量大小來看，對(duì)于保持成績(jī)，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下字幕的效果更好;而對(duì)于遷移成績(jī)，教室環(huán)境下字幕的效果更好?？赡艿脑蚴牵趯?shí)驗(yàn)室環(huán)境下學(xué)習(xí)者的焦慮程度更高，注意力更加集中，字幕對(duì)知識(shí)的短時(shí)記憶效果更好;而在教室環(huán)境下學(xué)習(xí)者的焦慮程度偏低，字幕更好地促進(jìn)了知識(shí)遷移。因此，在不同的學(xué)習(xí)環(huán)境下，如果學(xué)習(xí)者能夠根據(jù)當(dāng)前的學(xué)習(xí)狀態(tài)，自行調(diào)整字幕是否呈現(xiàn)，將更有利于字幕發(fā)揮其學(xué)習(xí)效益。

六、總結(jié)與展望

研究得出如下結(jié)論：（1）在教學(xué)視頻中呈現(xiàn)字幕促進(jìn)了學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)的記憶效果，即呈現(xiàn)字幕提升了學(xué)習(xí)者的保持成績(jī)。（2）字幕對(duì)遷移成績(jī)的影響不顯著。（3）字幕對(duì)學(xué)習(xí)效果的促進(jìn)作用受到字幕類型、字幕語言類型、視頻類型、知識(shí)類型和視頻時(shí)長(zhǎng)等因素的調(diào)節(jié)影響。

基于研究結(jié)論，本研究提出以下六條教學(xué)視頻的字幕設(shè)計(jì)建議：（1）為教學(xué)視頻添加字幕時(shí)，建議采用關(guān)鍵詞字幕或關(guān)鍵詞凸顯字幕。（2）相較于英語字幕，更建議在教學(xué)視頻中添加漢語字幕。（3）若教學(xué)視頻的受眾為非母語的學(xué)習(xí)者，建議添加字幕幫助學(xué)習(xí)者更好地理解視頻的解說語音。（4）對(duì)于教師與PPT結(jié)合式教學(xué)視頻和課堂實(shí)錄式教學(xué)視頻，建議添加字幕;而對(duì)于動(dòng)畫式教學(xué)視頻，不建議添加字幕。（5）對(duì)于陳述性知識(shí)的教學(xué)視頻，建議添加字幕。（6）對(duì)于5～10分鐘的教學(xué)視頻，建議添加字幕。

本研究的局限如下：（1）調(diào)節(jié)效應(yīng)檢驗(yàn)中部分變量（如關(guān)鍵詞凸顯字幕）的獨(dú)立效應(yīng)量偏少，可能影響調(diào)節(jié)效應(yīng)結(jié)果的真實(shí)性;（2）鑒于少有字幕研究關(guān)注到字幕的屬性（如字幕大小、位置、長(zhǎng)短、是否與解說語音同步等），以及學(xué)習(xí)者的先驗(yàn)知識(shí)水平、字幕偏好等個(gè)體特征，因此，本研究未能將這些變量納入元分析的調(diào)節(jié)變量，探討它們是否會(huì)對(duì)字幕之于視頻學(xué)習(xí)效果的影響產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。

后續(xù)的字幕研究可以考慮從以下幾個(gè)方面深入開展：（1）目前字幕的實(shí)證研究的對(duì)象集中于大學(xué)生，對(duì)于K-12及中老年學(xué)習(xí)者的影響的研究很少。隨著教學(xué)視頻在各個(gè)學(xué)段、年齡的普及，未來可以針對(duì)以上群體開展字幕設(shè)計(jì)的實(shí)證研究。（2）豐富教學(xué)視頻中字幕的交互形式。目前研究中的字幕大多以靜態(tài)形式呈現(xiàn)在視頻畫面的底部，學(xué)習(xí)者無法控制字幕是否呈現(xiàn)、如何呈現(xiàn)。未來可以考慮線索型字幕、學(xué)習(xí)者自主控制字幕等多種交互形式，甚至可以考慮讓學(xué)習(xí)者采用想象生成字幕、補(bǔ)全字幕關(guān)鍵詞等學(xué)習(xí)策略，充分發(fā)揮字幕對(duì)學(xué)習(xí)效果的潛在優(yōu)勢(shì)。（3）采用眼動(dòng)技術(shù)考察不同類型字幕在不同視頻材料中的注意機(jī)制，探究字幕對(duì)視頻學(xué)習(xí)的認(rèn)知神經(jīng)證據(jù)。（4）盡管本研究未發(fā)現(xiàn)字幕是否為母語字幕、學(xué)習(xí)步調(diào)、學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)字幕效果的顯著調(diào)節(jié)作用，未來研究可以從其他角度改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，對(duì)這些變量進(jìn)行深入挖掘。（5）推廣字幕的教育應(yīng)用場(chǎng)景。隨著新興技術(shù)的普及，在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境、游戲化學(xué)習(xí)環(huán)境中，字幕等屏幕文本應(yīng)該如何設(shè)計(jì)與呈現(xiàn)以充分發(fā)揮其教學(xué)作用，值得深入研究。

[參考文獻(xiàn)]

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How to Design Subtitles in Instructional Videos？—A Meta-analysis Based on 44 Experimental and Quasi-experimental Research Literatures from 2000 to 2021

YANG Jiumin1，? CHEN Hui1，? YANG Wendie1，? LI Yan1，? YU Qiuchen1，? PI Zhongling2

（1.Faculty of Artificial Intelligence in Education， Central China Normal University， Wuhan Hubei 430079;

2.Ministry of Education Key Laboratory of Modern Teaching Technology， Shaanxi Normal University，

Xi'an Shaanxi 710062）

[Abstract] Whether to add subtitles to instructional videos has always been an important issue for many teachers when designing and producing instructional videos. From the current empirical studies， can subtitles in instructional videos promote video learning performance？ What are the boundary conditions for the effect of subtitles on learning effectiveness？ No consistent conclusions have been drawn from the existing studies. To address these questions， this paper uses a meta-analytic approach to analyze 44 domestic and international experimental and quasi-experimental research literatures. The main effect test finds that presenting subtitles in instructional videos could enhance learners' retention performance （g=0.283）. However， subtitles have no significant effect on promoting transfer performance （g=0.069）. The moderating effect test finds that the effect of subtitles in instructional videos is moderated by subtitle type， subtitle language type， video type and video duration in terms of retention performance. Specifically， keyword subtitles and keyword highlighting subtitles are significantly better than full subtitles， Chinese subtitles are significantly better than English subtitles. The subtitle effect of teacher-PPT combined videos and classroom recording videos is significantly better than that of animation videos. The subtitle effect of medium duration video is significantly better than that of long duration video. In terms of transfer performance， the effect of subtitling is moderated by subtitle language type， video type， knowledge type， and video duration. Specifically， the effect of Chinese subtitles， classroom-recorded video， declarative knowledge， medium-length video is significantly better than English subtitles， animation video， procedural knowledge， and short-length video. The study has the following implications for teaching practice： when designing instructional videos， teachers need to consider video type， knowledge type， and video duration， and suggest adding keyword subtitles or keyword highlighting subtitles to improve video teaching quality.

[Keywords] Instructional Video; Subtitle; Subtitle Type; Learning Performance; Meta-analysis

基金項(xiàng)目：2018年度國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“社會(huì)性交互對(duì)視頻課程教與學(xué)影響的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制與應(yīng)用研究”（項(xiàng)目編號(hào)：61877024）;2021年度教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“智慧教學(xué)環(huán)境下的師范生教學(xué)能力培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系研究”（項(xiàng)目編號(hào)：202101202009）