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动画和学习：在动态图形信息选择性处理
R.K.罗威
教育，科廷大学，邮政总局信箱U1987珀斯，西澳，澳大利亚学院
动画可以为学习者提供的是隐式或静态图形不可用明确的动态信息。然而，随时间的变化在视觉显示器列入引入了额外的和本质上的不同信息处理需求。对于学习者成功地从动画指导建设高素质的思维模式，他们必须从动画中提取主题相关的信息，并将其纳入自己的知识结构。动画组受试者使用的气象图的变化动态的描述，以帮助他们预测气象标记的未来格局给定的地图，然后做了一个不同的地图进一步的预测没有动画的帮助。从这些受试者的预测是在某些方面与那些对照受试者产生优越性，但这种优越性往往被限制在有在动画高感性显着的方面。该网络ndings表明，涉及感知驱动类似于静态图形的视觉空间特征相关联的场地面效应的动态效果动画的选择性处理，并提高人们在静态图形作为学习资源动画的普遍以为内在优越性的问题。版权所有2003 Elsevier科学有限公司保留所有权利。
关键词：复杂的动画;信息提取;预测;知识结构;动态网络eldground;感性突出;相关专题
1.简介
近年来出现了在一系列有增多的趋势的媒体使用高图示材料指令而不是依赖的信息主要是基于文本的介绍。随着指令的新技术，在画面作为教学的中心部分这一日益依赖并不局限于静态的插图，还包括动画（见里伯，1994年）。此外，越来越多的教育材料似乎更喜欢的图形进行动画尽可能。然而，这种日益增长的动画偏好似乎是基于直觉比多一点，并且研究证据已开始挑战人们普遍认为动画本质上是优于静态图形（纳拉亚南和赫加蒂，2000）。证据也积累了动画的教学效果不一定是好处官方（例如Schnotz，博克勒，与Grzandziel，1999; Schnotz＆Grzandziel，1996）。对于这种缺乏好处牛逼的可能原因包括：（a）关于过度信息处理需求的学习者征收（压倒性）和（b）在多大程度上减少学习者从事有价值的处理活动，这（深刻印象）。对于这些可能性的第一个，这似乎合理的假设，动力方面，仅仅表现并不一定好处牛逼学习本身，特别是如果这些动态都相当复杂。的确，目前这个案件具有高度的视觉复杂性非常专业的动态的主题动画，实际上可能为学习者谁是在描绘领域新手的负面影响，因为他们是如此苛刻对他们进行处理。已经有针对初学者需要较少的空间指令的复杂形式（例如，柯比和博尔特，1999年）复杂的空间任务的证据。在本文报道的调查侧重于与复杂的动画学习的基本要求：信息从这样的显示中提取并将其纳入学习者的知识结构。
1.1。控制认知负荷
目前已在如何表达信息，说明学习者在避免认知超负荷（膨松剂和钱德勒，1994）方面最近一直相当大的兴趣。与常规的印刷材料和呈现的如多媒体的新形式的研究已检查了学习结果的各种空间和时间安排的影响（例如，迈耶，1994年，1997年;迈耶＆安德森，1991）。通常情况下，关注的是与图案和口头信息如何被协调，以便演示方便，而不是由学习者妨碍它们的有效整合。一个重要的理论考虑底层大部分工作是在一个不同的，附带的演示组件（迈耶和莫雷诺，1998年）被错过尽量减少分割的关注效应，在关注一种类型的呈现组件，可能会导致信息的问题。这种观点似乎也考虑如何动态图形的性质可能影响到学习动画时是有用的。
区分动态从静态图形的基本指导特征是它们直接描绘时间变化的能力。这个变化直接描述的知觉和认知产生的影响，考虑建议与一些动画，学生可能会面临更高层次的认知负荷比预期的要静态替代品（罗威，1999年）。一般动画通常包括三种主要类型在其组件的图形实体的变化：
·形式变化，涉及改变相对于诸如大小，形状，颜色和质地属性的图形实体（“转换”）;
·位置的变化（翻译）涉及整个实体从一个地点移动到另一个，并且可以相对于所述动画显示中的动画或其它材料的边界被感知;
·涉及实体的出现或消失包容的变化（过渡）（全部或部分）。这可以以各种方式发生，如实体在其边界磨边进出显示的，或者被添加或在显示器的其它部分移除实体。
·有可能的动画本身的图案材料内实际发生的表示帧内分割关注的效果，与对于图像文本的组合中描述的代表性间效应，一个可能性。考虑到通过无数的图案组成部分描绘了复杂的指涉动画，每一个从事自己的动态变化的制度。在这个高需求的情况下，一种类型的splitattention效果似乎可能的不同图案元件之间，以便充分注意显示器的一个部分将导致在其他区域信息忽视。注意这种唯一的指挥很可能也损害学生的能力，以建立所必需的信息的个别片段与成一个连贯的，有意义的整体（参见迈耶·安德森，1992年）的显示的各个部分之间的连接。
1.2。动画和心智模式
这是在这里报告的研究重点的动画与帮助开始气象学学生提高他们的静态气象图的解释目的开发的，所以，这些地图会更有用他们作为工具，了解他们的研究领域（洛韦，1995）。以前的调查揭示了一系列的问题，这些学生不得不在有效利用天气图，其中有许多可以归因于该是中央路气象专业人士的“读”这些专门描写的域的特定网络ccedil;知识的欠缺某些方面（洛韦，1993，1994年，1996年）。特别关键的知识去网络效率似乎涉及基本气象动态。能够做出合理的预测和推断从给定的气象图是利用天气图，以此来了解气象的重要组成部分。这样的能力，心智模式方面的理论解释，假设他们是“跑”一个合适的模型向前或向后生成后的结果，或者标的物之前的状态（约翰逊莱尔德，1983）。然而，一代从天气地图气象学适当预测或推断将依靠个人能够从给定的信息构造苏夫网络cient质量的心理模型。
这种模式将不得不不仅包括适当的标记来表示描绘在地图上的气象实体，但学生的能力，以前的调查，使从给定的静态气象图的预测表明，它们所产生的心理模型是基于气象动态非常简陋，未分化和FL敬畏概念（罗威，1999年b）。特别是，被应用的位置的变化的天气图标记不正确和在该处理中大致相同的方式所有气象特征和天气图的区域的高度过度广义方式。当这些域新手产生从给定地图的预测，他们往往从西移动所有的气象特点向东集体不论功能有关的类型。此外，预测表明在这些问题上做出改变气象标记的形式部分的电阻;当表单进行了更改，它们似乎与基于图形的低级别的务实问题的当务之急和日常非正式的知识对天气，而不是更高层次的气象因素值得关注应用程序的结果（罗威，1994年b）。在现实中，不同类型的气象特征的动态行为是高度个人化的和是反映到不同的改变比在描绘这些功能的标记的大小，形状和取向的时间。为了产生苏夫网络ciently高品质的处理这种复杂的心理模型，个体需要能够充分代表这些广泛的动态特性的知识库。互动天气地图动画的目的，是本次调查的重点是帮助学生通过显式地描绘所需的动态信息，并允许他们去探索所涉及的动态关系发展这种类型的知识基地。然而，这种方法的成功取决于学生能够既有效地提取动画此信息，并正确地将其纳入自己的知识结构，以便日后用于构建更高质量的心理模型队伍。
1.3。气象图动画的性质
在审议报告在这里调查中使用的天气图动画人物的突出面临参与这项研究的受试者的处理需求。动画显示由该以协调的方式作为动画进行更改标志和符号的数组。最普遍的类型在此动画发生变化的是那些在标记和符号（翻译和转换）的位置和形式。然而，存在的该组包括在这些变化的性质和程度的显示的图形元素的相当大的差异。相对于位置（外在变化）的变化，图形元素的特性运动范围从几乎静态到相对快速（但是各元素的速度还可以从时间改变到时间，根据特定的气象上下文）。相对于形式（固有变化）的变化，也有在方式不同程度的灵活性的各种类型的元素内部侦察音响古尔随时间。代表的气象状况的一些方面的元件不断改变它们的大小，形状和取向，而其它保持相对不变。从气象的角度来看，是在图形这些各种改变之间没有简单的连接所描绘的情况表示和气候条件的影响。换句话说，在形式上或位置大而明显变化不一定特别是气象显着性的，而更微妙的变化可能是很大的显着性的。这意味着它们的动态的“原始”感知字符不是自身的可靠或全面指导专题相关性。
1.4。提取动画信息
先前的研究探索了谁了气象学没有专业知识科目（成对工作）（罗威，1999年）从气象图动画中提取，信息的类型。简化网络连接阳离子和插入字幕设施目标选择的基本气象特征被包括在该动画以增强学习的意向。受试者的书面记录表明，他们倾向于提取知觉突出性，而不是相关的主题的基础上，无论视觉空间和动态信息。的从动画信息提取似乎取决于显示元件的活力水平。该动画的过程中表现出明显的变化（特别是在位置）图形实体趋于比呈现较少动态方面更频繁地指出。对于是人们关注的焦点的实体，有在受试者参与的时间和空间结构复杂的相互关系记录的证据。这些发现在受试者缺乏域的特定网络连接ccedil;知识和随后采取控制认知负荷域，一般方法的条款占了，为了应付高水平的涉及的动画材质的复杂规定要求。但是，调查的场研究上下文施加于数据收集的几个方面的约束。
从以往的研究中产生的主要输出是书面的天气地图模式各个方面如何随时间变化的描述。这可能是这种形式的受试者应答的比较有限的记录为从动画已提取的信息的范围。也许提取的信息主体更全面和适当的重新挠度将被要求他们在更紧密匹配的信息动画（即引发绘制，而不是书面答复）呈现形式的反应方式获得。在以往的研究中，受试者的书面而非绘制记录的依赖可能是由于此类信息的口头表达能力是获取有关这体现在动画气象功能的行为的概括更方便的方法。它也可以简单地一直偏好的问题。但是，转变成的原来在图形格式呈现的信息口头格式有引入中介作用，可以限制收集数据的潜力。例如，很容易察觉，但尴尬的词语来形容视觉空间的变化可以从受试者的记录被省略。此外，口头描述可集中在“事件”（其中明显的东西发生显示器的更积极的方面的问题），而不是有效地构成了动作的上下文中显示的以下前景化方面。这将是类似于在动画片背景的娱乐生产方式是屈从于主要动作。在给予这种卡通的口头描述，我们不可能自发地给多少强调行动方面的细节，除非出于某种原因，这一点尤其突出。
在以往的研究中的数据收集也定义拍摄对象的动画探索产品CON网络连接，并没有将任何工艺措施。另外，调查不要求受试者在研究的动画（可能已经提供了考虑中提取的信息和心理模型质量之间的可能的关系的基础上）后进行预测。此外，通过受试者完成了任务涉及他们从编制，他们认为将是进行预测普遍有用的动画信息。这是一个相当脱离语境的活动中，受试者必须预见他们的预测的决策，所涉及的受试者不太可能尝试前一个任务可能需要。相反，询问用一记熟悉的任务要求的动画，受试者在一个假设情况的期待提取信息。
在本研究中，更加受控的调查环境下采用与处理上述限制的意图。在这种情况下，受试者与不含简化网络连接的阳离子或插入磁版本动画单独工作。受试者的动画探测的指向相当特定网络c和涉及绘制一个给定的气象图随时间的变化预测近期的学习任务。这种学习任务的要求与那些旨在评估动画对受试者的心理模型质量的影响以后的应用任务（也得出预测）密切对应。在调查期间的学习和应用阶段产生的地图的形式对数据进行补充两个阶段的受试者的绘画行为记录。
这是本研究的重点问题是密切相关的那些从以前的研究。然而，这项研究也探讨的程度的信息从动画学习期间提取反映到被假定为提供开发的心理模型的质量的指示以后应用任务的性能（即在何种程度上它包含气象相关的特征以及与这些这些特征表示的精度）。该研究解决了有关气象新手从气象图动画的学习方式如下特定网络Ccedil;问题
- 什么特点显示的信息是有影响力的最确定它是如何容易从动画中提取？ （b）是将信息从动画中提取相应的构建一支高素质的心智模式的类型？ （c）如何以及从动画信息保留并纳入知识结构作为心智模式建设资源？
2.方法
动画培训组的受试者分别来自教育在科廷大学学院12名本科生和气象学谁参加了部分课程学分没有专门的知识。谁没有接受训练的对照组比较有另外12对来自同一总体中抽取。分配到组被随机选择。
动画组的受试者进行了两次连续的气象地图相关的任务：学习任务，然后应用程序的任务。对于这两种任务受试者均设置有气象地图（一个“原始的”），并要求一个单独的坯件在地图上绘制气象标记他们预测24小时比原始地图上所示的那些以后将发生的模式。在这些连续的任务中使用的两种不同的地图将是鉴定网络版为原件A和B，分别。在学习任务只，受试者使用基于计算机的交互式动画天气地图序列来支持他们的预测图。在学习任务的完成，动画组中的每个受试者进行该应用程序的任务。对于这项任务，受试者的原“B”，并要求申请什么他们从学习任务中绘制的基于地图上的24小时预测教训。同时完成这两项任务，受试者的绘画行为被记录在视频。
总之，动画组过程中的阶段如下：
- 学习任务：原始A与动画用于绘制预测“A”。
- 2.应用任务：无动画用于绘制预测B原始B。
虽然他们描绘类似季节性的现象，无论是形成这个动画的一部分原有的地图（已经从原产于描绘的期间其他年份的地图选择）。说明的主题强调，他们的目的是利用学习任务，为后续的应用任务中，他们将被要求从不同的原始气象图绘制另一个预测做准备，但没有从动画的支持，场合。在研究中使用的两个原始图分别是全局性的共享同一个典型的季节性结构，但以各种方式向当地资料都不同尺寸A4澳洲夏季的地图。例如，原始地图A包含在海洋向东北旋风，不存在于原始地图B的功能。
该学习任务期间支持对象的动画显示的气象标志的澳大利亚夏季天气地图典型的序列模式是如何在一个七天内改变。它被设计为与在以上这是显示其组件信息的速度和它的显示方向非常广泛的直接控制者提供一个教学模拟。指导受试者利用现有信息动画来帮助他们完成预测“A”。他们示出了如何与动画交互，以不同的速度向前和向后运行它，无论是在气象图案，以查看连续变化或在一个更详细的逐步的方式来检查帧。因为他们的最终任务是预测预计在24小时内发生的变化，受试者被要求在如何向前运行动画明确指示或向后正
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