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Nc898/視覺學習設計

使用馬耶爾多媒體學習的認知理論(連貫性、信號提示、冗餘、鄰近、分段、預訓、模態、個人化、體現、生成活動)來設計和審核教材。每當您要建立或審閱任何旨在教學或說明的內容時,均應使用此技能。

視覺學習設計 是什麼?

此技能基於Richard Mayer的多媒體學習認知理論(CTML)及其研究,為AI代理提供了一個嚴謹、以研究為基礎的框架,用於設計與審核教學材料。它基於一個核心心智模型(雙通道、容量有限、主動處理),並引導使用者應對三種認知負荷:額外負荷(因不良設計產生,應減少)、必要負荷(由材料複雜度決定,應管理)及生成負荷(學習者的理解努力,應培養)。 該技能提供一個結構化的六步驟工作流程:(1) 分析學習者與情境;(2) 盤點必要內容;(3) 選擇圖文表徵形式;(4) 應用核心原則(如連貫性、信號提示、分段等);(5) 根據特定媒介(如網頁應用、投影片、影片、社群貼文等)套用對應策略;(6) 使用腳本檢查工具及審核清單驗證最終成品。此技能特別強調在Markdown(如投影片大綱、輪播圖、影片腳本)中提供明確的輸出格式規範,並能處理原則間的衝突(例如,無障礙性與冗餘原則的權衡)。 此技能支援的輸出類型包含:網頁應用與互動式說明、投影片與講座、解說影片、即時與錄製示範、短影音(TikTok、Reels、Shorts)、資訊圖表及課程模組。對於現有教材的審核,其輸出會根據預期的學習影響進行排序,每項發現都會指出問題位置、問題描述、違反的原則及具體的修正建議。此技能將20多條原則(各附有Cohen's d效應量)作為設計決策的強力預設值,並同時考慮其已知的邊界條件(例如「專業知識反轉效應」),使其成為一個根據研究證據調整預設值的靈活工具。

相容平台~Claude Code~Codex CLI~Cursor
npx skills add https://github.com/Nc898/visual-learning-design/tree/HEAD/plugins/visual-learning-design/skills/visual-learning-design

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說明文件

視覺學習設計 是做什麼的?

您正在為理解而設計:學習者能否在日後運用這個概念,解決他們從未見過的問題(遷移)。回憶與美觀是次要的。此處的所有內容均源自 Richard Mayer 的多媒體學習認知理論 (CTML) 及其相關研究。請將其原則視為具有已知邊界條件的強力預設值,而非不可違背的法則。

您所設計的心智模型

關於學習者心智的三個假設:

  • 雙通道。 人們擁有聽覺/語言通道與視覺/圖像通道。印刷文字透過眼睛進入,因此螢幕上的文字會與圖像競爭視覺通道的資源。口語文字則不會。
  • 容量有限。 每個通道一次只能處理少量資訊。
  • 主動處理。 學習發生於學習者選擇相關的文字與圖像,組織成連貫的模型,並將這些模型彼此之間以及與先備知識整合的過程。

學習時間取決於三種處理過程。這三個詞彙是您權衡每個設計決策的依據:

負荷成因您的任務
額外負荷不良設計:雜亂、分散注意力、不同步的媒體減少它
必要負荷材料對這位學習者而言的複雜程度管理它
生成負荷學習者理解材料所付出的努力培養它

當額外負荷加上必要負荷超過容量時,就會發生超載。一旦您削減了額外負荷並管理了必要負荷,剩餘的風險是學習者能夠努力思考,但卻沒有理由這麼做。生成設計就是為了解決這個問題。

工作流程

1. 分析學習者與情境

為每一項寫下一行描述:

  • 目標,以學習者能夠做到的事情來陳述(例如「預測當電阻加倍時電流會發生什麼變化」),而不是「理解 X」。
  • 先備知識:在此主題上是新手、中級或專家。這是最強的調節因子。大多數原則對新手最有效,部分原則對專家則會產生相反效果(專業知識反轉效應)。
  • 步調:系統控制(影片、現場演講、自動推進的動畫)或學習者控制(可滾動頁面、自定進度的簡報、模擬)。步調決定了冗餘原則、模態原則和連貫性原則的適用嚴格程度。
  • 媒介、長度、語言(材料是否為學習者的第二語言?),以及無障礙需求。

當每個項目都填寫完畢即完成。如果某項情況未知,則假設為新手、若內容有音訊則假設為系統控制步調,並在您的輸出中說明您所做的假設。

2. 盤點必要內容

列出關鍵的元素(命名部件、術語、角色)以及它們之間的關係(因果鏈、流程步驟、比較、結構)。既不屬於目標所需的元素,也不屬於目標所需的關係的內容,即為應刪除的候選對象。元素列表也將成為預訓的材料。

當每個計劃中的內容都被標記為「必要」或「刪除」,並且元素列表已存在時即完成。

3. 選擇表徵形式

對於每個必要的概念,根據其功能選擇一個圖形:

  • 表徵性: 它看起來像什麼
  • 組織性: 各個部分如何定性相關(概念圖、階層圖)
  • 關聯性: 量化關係(圖表)
  • 變換性: 隨時間的變化或一個過程
  • 解釋性: 將看不見或抽象的機制可視化(因果關係、一個模型)

裝飾性不是一種功能。僅增加氛圍的視覺元素是額外負荷。

僅當時間變化是學習目標時(一個過程、一個動作、一個程序性-運動技能),才使用動畫,並為其提供控制項。否則,優先使用一系列靜態的關鍵影格。動畫是短暫的:每個影格在學習者能將其與下一個影格進行比較之前就消失了。

對於文字,則根據步調來決定。在系統控制步調的作品中,口語旁白負責解說,螢幕上顯示圖形及簡短的標籤。在學習者控制步調的作品中,印刷文字是可以的,但它必須位於其所說明的圖形內部或旁邊。

當每個視覺元素都有一個命名的功能,並且每個文字流都有其模態(口語或印刷)和位置時即完成。

4. 應用原則

依序瀏覽下表,一次處理一種負荷:先處理額外負荷,再處理必要負荷,最後處理生成負荷。當可能適用邊界條件(專家學習者、學習者控制材料、第二語言學習者、技術術語、長課程)時,或當您需要向使用者證明某個權衡取捨的合理性時,請參閱 references/principles.md。該文件也涵蓋了緊密相關的認知負荷效應:工作範例、專業知識反轉、短暫資訊,以及含回饋的練習。

5. 應用媒介指南

閱讀您正在製作的媒介對應的文件。當一件作品跨越多種媒介時(一個嵌入影片的網頁應用、一場有投影片的錄製演講),請閱讀所有相關文件。

正在製作…請閱讀
網頁應用、互動式說明、模擬、數位學習模組、應用程式內教學、滾動敘事、課程資料視覺化references/web-apps.md
投影片、現場講座、有旁白或自訂進度的幻燈片references/slides.md
解說影片與講座影片、有旁白的動畫、螢幕錄影、微學習、AI 生成影片references/video.md
示範(現場或錄製)、軟體導覽、程序示範、工作範例、產品導覽references/demonstrations.md
短式直式影片(TikTok、Reels、Shorts)、社群貼文、輪播圖、討論串、限時動態references/social-and-short-form.md
資訊圖表、教科書或文件圖示、講義、遊戲、VR/AR、純音訊、AI 導師與虛擬角色references/other-formats.md

Markdown 草稿格式。 當產出是 Markdown 格式的投影片大綱、輪播圖或影片腳本時,請使用草稿檢查工具能讀取的格式進行撰寫:

  • 投影片和輪播圖: 每張投影片使用一個 ## 投影片 N:<工作標題> 區塊,包含:
    • **標題行:** 重點句
    • **螢幕顯示:** 後接 > 行,包含螢幕上將顯示的實際文字
    • **視覺:** 圖形的描述
    • **講者備註:**(用於現場簡報)或 **替代文字:**(用於輪播圖)
  • 影片和短劇本: 一個 Markdown 表格,包含 時間 | 旁白 | 視覺 | 螢幕文字 欄位,每個節拍一行。

6. 檢查實際產出

對於 Markdown 投影片大綱、輪播圖和腳本,請先執行草稿檢查工具。此工具位於此技能根目錄下的 scripts/check_draft.py,僅需 Python 標準函式庫:

python <skill-dir>/scripts/check_draft.py draft.md --seconds 45   # --seconds: 簡報的目標長度

對於有目標長度的影片,請傳入 --seconds。如果沒有傳入,檢查工具會從標題中讀取如「~45 秒」的長度資訊。

它會計算可量化項目:每張投影片的螢幕文字數(含標題)、標題長度、替代文字、講者備註、旁白運行時間、重複旁白的螢幕文字、鉤子、結尾觀眾提示,以及旁白下的背景音樂。修正所有 FAIL。也要修正所有 WARN,除非有邊界條件證明其合理性。您自己的字數統計會有偏差,因此請信賴腳本的結果。

接著,針對實際輸出(是呈現後的頁面、投影片,或是雙欄腳本,而不是您的計畫)運行 references/audit-checklist.md 進行審核。在您交付任何成果之前,修正所有未通過的項目。當檢查工具顯示沒有 FAIL,且審核清單上的每個項目都通過或不適用時,即完成。此檢查是為您自己做的。請勿將檢查清單、檢查工具的輸出及其標記包含在最終交付物中。

原則一覽

數據為 Mayer (2021) 的中位數:Cohen's d,括號內為正向測試數與總測試數比。效應值高於約 0.4 在教育上即具有意義。這些數據主要來自以新手大學生為對象的簡短實驗室課程,因此請用它來排序優先級,而非保證成果。

原則這樣做d (測試數)在以下情況較弱或反轉
多媒體使用文字和相關圖形,而非僅用文字1.35 (13)圖形是裝飾性的;學習者是專家
減少額外負荷
連貫性刪除有趣但無關的文字、圖像、聲音和音樂(誘惑性細節)0.86 (18/19)學習者控制步調;高工作記憶容量;額外材料枯燥而非誘惑性
信號提示提示結構與重點:標題、大綱、箭頭、高亮、語調強調0.70 (26/28)專家;簡單材料;過度使用提示(如果所有東西都高亮,就等於沒有高亮)
冗餘不要在有旁白說明的圖形旁邊顯示旁白的完整文字0.10 (8/12)學習者控制步調;簡短或改寫的文字;第二語言學習者;沒有圖形。效應值小,因此絕不能以此為由移除輔助字幕
空間鄰近將印刷文字放在其所說明的圖形部分旁邊0.82 (9/9)專家;簡單課程
時間鄰近在顯示某個東西的同時進行旁白,而不是之前或之後1.31 (8/8)簡短或學習者控制步調的課程
管理必要負荷
分段將內容分解成有意義的區塊,讓學習者逐步推進(一個「繼續」控制項)0.67 (7/7)簡單或慢步調的材料
預訓在解釋它們如何運作之前,先教導關鍵部件的名稱和特性0.78 (10/10)高先備知識;簡單或學習者控制步調的材料
模態用口語文字而非印刷文字來說明圖形1.00 (18/19)技術術語、公式或程式碼;第二語言學習者;學習者控制步調;需要被回頭參考的材料
培養生成負荷
個人化以對話式風格書寫:「你」、「你的肺」、「讓我們」1.00 (13/15)專家;長課程;強迫的親近感
聲音使用有吸引力的真人聲音或高品質現代 TTS 語音進行旁白,絕不使用機器人語音0.74 (6/7)其他地方存在負面社交線索(一個僵硬的虛擬角色)
體現螢幕上的講師或代理人會做手勢、指向、注視內容,並在解說時繪圖0.58 (16/17)與機器語音搭配使用時
圖像螢幕上靜止的臉部或虛擬角色助益不大,且可能分散注意力。僅在人物有動作時才顯示他們0.19 (4/7)(這是一條「別費心」的原則)
沉浸感不要假設 VR 或 3D 勝過設計良好的 2D 桌上型版本無可靠增益任務是真實空間性或體現性的
生成活動提示學習者在學習過程中進行摘要、繪製概念圖、繪圖、自我解釋、自我測驗、教學或實際操作0.71 (37/44)活動缺乏指導或訓練;活動超出新手負荷

解決衝突

原則之間以及與其他目標之間會發生衝突。請依以下方式解決常見的衝突:

  • 無障礙性 vs. 冗餘原則。 字幕、逐字稿、替代文字和音訊描述是無障礙要求 (WCAG 1.2.x, 1.1.1),且冗餘效應較小。請將字幕作為可關閉的、由學習者控制的軌道提供。燒錄在畫面中的完整句子文字才是冗餘原則所關注的。確保聽障學習者可以透過文字加視覺來掌握每一個必要的概念。
  • 參與感 vs. 連貫性。 從相關性(學習者關心的真實問題)、社交線索(對話式語調、一個會解說和畫圖的人)以及生成活動來建立興趣,而不是依賴裝飾、圖庫照片、音樂或趣味冷知識專欄。簡短的課程為誘惑性細節付出的代價最高。
  • 平台慣例 vs. 原則(社群動態消息)。請確保貼文在靜音狀態下也能正常運作,因此讓螢幕文字承載骨架,讓旁白承載解說。當燒錄字幕是簡短的片語區塊,且放置在正在說明的視覺元素之外時,是可以接受的。讓鉤子本身就是學習問題,而不是一個噱頭。避免使用流行音訊蓋過旁白。
  • 品牌 vs. 連貫性。 將品牌元素限制在標題卡或結束卡,並使用沉穩的色調。每張投影片都出現的商標、吉祥物和口號是額外負荷。
  • 同一受眾中的新手 vs. 專家。 為新手設計主要路徑,並讓專家跳過輔助內容:可摺疊的預訓、可選的逐步操作、一個「跳至練習」的連結。固定的鷹架會拖慢專家(專業知識反轉效應)。
  • 簡潔 vs. 完整。 當材料很長時,進行分段,而不是刪除必要的關係。僅刪除步驟 2 中標記為非必要的內容。
  • 講話的頭像 vs. 圖像原則。 開場時短暫出現的臉部可以建立社交臨場感。之後,請展示內容,並僅在該人物的手勢、視線或繪圖能傳達資訊時才將其帶回。

輸出

在建立時: 交付成品,然後提供一份簡短的 設計理由,包含 3 到 8 個要點。每個要點說明一個決策、背後的原則,以及該原則針對的負荷類型。列出步驟 1 中的所有假設。不要包含審核表或檢查工具的結果。當某些項目無法從您所在的位置進行檢查時(例如尚未繪製的藝術作品的對比度或清晰度),請在理由之後用一行文字說明。

在審核現有教材時: 按預期的學習影響(使用效應量值和學習者分析)排序報告發現。每個發現應說明位置(投影片 4、01:32、#chart 區段)、問題、原則與負荷類型,以及具體修正建議。按負荷類型分組發現。最後列出兩到三個影響最大的改變。

在解釋您的選擇時,請引用原則的名稱,以便使用者學習這些詞彙。誠實說明效應量:使用「強實驗室證據」或「小效應」,並且不要承諾百分比改善。

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