教育研究人员长期以来一直认为，在讲课中向学生提供所讲材料的清晰提纲，有助于提高他们的记忆保持能力。
近期研究表明，在线教学视频也有同样效果。在3月举行的计算机协会计算机支持的协同工作与社会计算会议上发表的一篇论文中，麻省理工学院和哈佛大学的研究人员介绍了一种新系统，能够招募观众来创建高层次的概念提纲。
由相关主题专家进行的盲审表明，新系统生成的提纲与其他专家制作的提纲质量相当，甚至更好。
这些提纲还可用作导航工具：熟悉视频部分内容的观众可以跳到后面，而其他人则可以回看，复习第一次观看时错过的内容。
“这解决了视频的一个根本问题，”麻省理工学院电气工程与计算机科学专业研究生、论文合著者之一 Juho Kim 说。“要找到自己想看的准确片段真的很难。你只能仔细拖动时间轴、查看缩略图。尤其是教学视频，找起来确实很难，因为画面变化不大。所以我们认为，关于视频的这些语义信息确实很有帮助。”
Kim 是麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室用户界面设计组的成员。该实验室由计算机科学与工程教授、论文另一位合著者 Rob Miller 领导。Miller 的研究团队主要研究如何巧妙设计计算机界面，以发挥众包的力量；众包是指将简单但耗时的任务分配给大量有偿或无偿的在线志愿者。
与 Kim 和 Miller 共同撰写论文的还有第一作者 Sarah Weir。她是一名本科生，通过麻省理工学院本科生研究机会计划参与了该项目；另一位合著者是哈佛大学计算机科学副教授 Krzysztof Gajos。
概念提纲
过去五年里的多项研究，尤其是佐治亚理工学院心理学家 Richard Catrambone 的研究，已证明，为教学视频配上分步说明能够提升学习者对所讲概念的掌握程度。不过，在着手开发众包视频注释系统之前，麻省理工学院和哈佛大学的研究人员先自行开展了一项用户研究。
他们手动为若干关于如何使用图形软件 Photoshop 的教程视频添加注释，并向研究对象播放带注释或不带注释的视频。随后，研究对象被安排完成一项需要运用新技能的任务，结果由 Photoshop 专家评估。观看带注释视频的研究对象得分更高；他们自己也表示，对自身能力更有信心，并且对教程更加满意。
去年，在计算机协会计算机系统中的人为因素会议上，研究人员介绍了一套系统，可将视频注释任务分配给通过亚马逊众包服务 Mechanical Turk 招募的有偿工作者。他们巧妙设计了任务分配和校对方案，将制作高质量视频注释的成本降至每分钟1美元。
该系统生成的是低层次的分步说明。但 Catrambone 等人的研究表明，学习者从包含所谓“子目标标注”的提纲中获益更多。
“子目标标注是一种教育理论，认为人们会按照层级化的解决方案结构来思考，”Kim 解释说。“比如，做蛋糕有20个不同步骤，包括加入糖、盐、小苏打、鸡蛋、黄油之类的材料。如果你是新手，这些步骤可能只是一串随机事项。但如果说明改为‘首先处理所有干性原料’，然后再讲具体步骤；接着转到湿性原料，讲解鸡蛋、黄油和牛奶，那么你头脑中的解决方案模型就会组织得更好。”
分工协作
新论文介绍的系统名为“Crowdy”，可以生成子目标标签，而且基本上无需花费。每段视频的首批观众都会在某个随机时点遇到暂停，随后被要求描述此前一分钟的讲解。收集到足够多的候选描述后，之后的每位观众都会在相同时间点之一看到对前一分钟内容的三种备选描述，并从中选择。一旦形成共识，Crowdy 就会找出描述相近的连续视频片段，并合并其标签。最后，系统会请另一组观众判断生成的标签是否准确；如果不准确，则请他们提供替代标签。
研究人员用一组15段视频测试了 Crowdy，这些视频来自 YouTube，内容涉及三种常见的 Web 编程语言。视频在 Crowdy 网站上发布了一个月，期间吸引了约1,000名观众。其中约五分之一参与了实验，每段视频平均生成八个子目标标签。
目前，研究人员正在扩展 Crowdy 网站上视频所涵盖的主题范围。他们还在调查，偶尔暂停视频并请观众回想刚刚呈现的内容，是否确实能提高记忆保持能力。教育研究文献中有一些证据表明这种做法应当有效；如果确实如此，就能为观众参与注释过程提供强有力的动力。
“我们做了许多实验，表明带有子目标标签的视频能显著提升计算机科学学习者的学习效果和记忆保持能力，甚至能帮助他们将所学迁移到新任务中，”曾与 Catrambone 合作的佐治亚理工学院交互计算教授 Mark Guzdial 说。“实验结束后，我们立即让参与者尝试另一道题，发现获得子目标标签的人尝试的步骤更多、正确率更高，而且用时更少。一周后，我们又请他们回来。当我们让他们尝试一道从未见过的新题时，子目标组中有50%的人正确完成了，而没有获得子目标标签的人中，正确完成的不到10%。”
Guzdial 补充说：“Rob 和 Juho 想到了通过众包为视频生成标签，我觉得这个想法酷极了。”
本文由以下机构合作发布： 麻省理工学院新闻。发布本文并不代表世界经济论坛认可其中观点。
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作者：Larry Hardesty 为麻省理工学院新闻撰写计算机科学与技术方面的报道。
图片：在斯内克的 Steve Jobs 学校，学生们用 iPad 做笔记。路透社/Michael Kooren
