近日，我院王福兴教授课题组在计算机教育国际权威期刊《Computers & Education》（中科院1区Top期刊，IF=10.5）发表最新研究成果，论文题为Adding pedagogical agents who point or trace to children's instructional video（全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360131526000564）。研究围绕儿童视频学习中的一个关键问题展开：在教学视频中加入会“指一指”或“描一描”的动画教学代理，能否帮助儿童更高效地理解和掌握科学知识。论文第一作者为我院2023级博士生成美霞，2023级硕士生乔沛桦、2022级硕士生倪衡、华南师范大学基础教育学院谢和平副教授和美国加州大学圣塔芭芭拉分校Richard E. Mayer教授作为合作者也参与了此研究，通讯作者为王福兴教授。

随着课堂教学、在线学习与数字课程资源的快速发展，教学视频已成为儿童获取知识的重要媒介。但对于10-12岁的儿童而言，视频中的图像、文字、语音和动态效果往往同时出现，注意分配和信息整合的难度较高。围绕这一现实问题，研究以《水循环》知识为学习材料，连续开展3项实验，共纳入511名儿童，系统探讨了“是否加入教学代理”、“指向与描摹两类手势有何差异”以及“静态/动态视频与不同手势如何匹配”等教学指导因素对儿童视频学习的影响。

图1 实验1中视频材料的截图（左侧为教学代理版本，右侧为控制组学习条件）

实验一发现，在教学视频中加入动画教学代理，能够显著提升儿童的保持成绩与迁移成绩，同时提高相关加工水平以及学习兴趣与动机；更重要的是，代理的加入并未增加额外认知负荷。

实验二进一步表明，无论是指向手势还是描摹手势，均优于“无手势”条件，这支持了多媒体学习中的信号原则和认知负荷理论，说明这两种手势都可以作为信号线索，帮助儿童聚焦关键信息，降低学习过程中的外在认知负荷，从而促进学习效果。其中，描摹手势的优势更加突出：相较于指向手势，描摹手势不仅带来更高的保持与迁移成绩，也更能促进儿童进行与学习内容相关的深层加工，这进一步支持了多媒体学习中的具身原则和认知负荷理论，即教学代理更多地运用身体动作（更具身化，或者说使用生物初级知识）能够更有效地辅助对抽象概念等生物次级知识的学习。

图2 实验2中视频材料的截图（左边是描摹手势，中间是指向手势，右边则是没有手势）

实验三还发现，手势类型与视频呈现方式之间存在明显的匹配效应。当教学代理采用指向手势时，动态视频优于静态视频；而当教学代理采用描摹手势时，则是静态视频在迁移表现上更具优势。一方面，视频中的动态元素可能会分散儿童对描摹手势的注意，削弱描摹手势本身的具身支持功能；另一方面，动态呈现所提供的信息可能与描摹手势传递的动作线索发生重复，从而造成一定程度的信息冗余，影响学习效果。该结果说明，教学视频中的动态效果并非越多越好，其关键在于是否能够与教学代理的手势形成有效协同，而非引发注意分散或造成信息冗余。总体来看，描摹手势尤其适合用于以静态插图为基础的教学视频设计。

图3 实验3中视频材料的截图（左上角是描摹动作+动态视频组，右上角是描摹动作+静态视频组，左下角是指向动作+动态视频组，右下角是指向动作+静态视频组）

该研究为认知负荷理论以及多媒体学习中的信号原则和具身原则提供了新的儿童学习应用支持，也为中小学数字课程、科普视频及在线教学资源设计提供了有益启示。研究建议，若教学视频以静态插图为主，加入带有描摹手势的教学代理，往往更有利于促进儿童理解知识过程与内在联系；若视频本身包含必要的动态轨迹信息，则指向手势可以与动态呈现形成更好的配合。总体而言，面向儿童的视频设计不应一味追求“更炫的动态效果”，而更应追求手势、画面与讲解之间的恰当匹配。

论文信息：

Cheng, M., Qiao, P., Ni, H., Xie, H., Mayer R. E., & Wang, F. (2026). Adding pedagogical agents who point or trace to children's instructional videos. Computers & Education, 249, 105618. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2026.105618

编辑：成美霞                           

图片：成美霞                           

审核人：赵庆柏、张劲夫、王福兴