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淺析多媒體教學(xué)設計原則的認知心理學(xué)視角
論文關(guān)鍵詞：多媒體教學(xué) 設計原則 認知學(xué) 視角
論文摘要：多媒體教學(xué)從整體效果上看似乎優(yōu)于傳統教學(xué)，在一定意義上促進(jìn)了教學(xué)效果。但是，有研究者分析了35個(gè)多媒體教學(xué)研究，發(fā)現其中有10個(gè)研究顯示多媒體教學(xué)差于傳統教學(xué)。因此，從認知心的多種理論和模型分析了多媒體教學(xué)的過(guò)程與心理機制，并提出了相應的多媒體教學(xué)設計原則。
一、問(wèn)題的提出
多媒體教學(xué)指的是用圖、文、聲、像和動(dòng)態(tài)視頻等效果直觀(guān)地把傳統媒體技術(shù)條件下難以表述的現象與過(guò)程主動(dòng)而形象地顯現出來(lái)。通過(guò)形象的手段來(lái)表達抽象的內容，引導學(xué)習者去認識事物的本質(zhì)，使教學(xué)方法多樣化，從整體效果上看似乎優(yōu)于傳統教學(xué)，在一定意義上促進(jìn)了教學(xué)效果。但是，Liao考察了35個(gè)多媒體教學(xué)研究，發(fā)現其中有10個(gè)研究顯了負效應，即多媒體教學(xué)差于傳統教學(xué)。為什么會(huì )出現多媒體教學(xué)效果不一致呢?如何發(fā)揮多媒體輔助教學(xué)的優(yōu)勢而排除其不利影響，或者說(shuō)，如何根據相關(guān)的學(xué)習心理學(xué)規律進(jìn)行相應的多媒體設計，值得我們做進(jìn)一步的探討。
二、多媒體教學(xué)的認知心理學(xué)解釋
早在1971年，Paivio發(fā)表論文談?wù)摿穗p重編碼理論，認為文字和圖像各有其記憶系統，對同一個(gè)對象進(jìn)行圖像和文字加工能夠使這兩個(gè)記憶系統獲益。如果我們能夠同時(shí)提供圖像信息和文字信息，那么將能夠促進(jìn)知識的學(xué)習。而B(niǎo)ad-deley提出的工作記憶理論認為，人的工作記憶可以分為語(yǔ)一音環(huán)路、視空間畫(huà)板和中央執行系統，這個(gè)系統是資源有限的，聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)是兩個(gè)最主要的信息獲得系統，因此，如何通過(guò)兩個(gè)系統協(xié)同工作促進(jìn)信息的獲取成為多媒體教學(xué)設計的一個(gè)重要理論支柱。建構主義認為，有意義的學(xué)習是一個(gè)學(xué)習者積極參與的過(guò)程，學(xué)習者選擇感興趣的信息，并將它們與長(cháng)時(shí)記憶中的信息結合起來(lái)，從而獲得一種建構性的新知識。
從這三個(gè)理論可以看出，進(jìn)行多媒體教學(xué)有其現實(shí)可行性。更重要的是，由于人類(lèi)自身的限制，多媒體教學(xué)盡管試圖采用多通道方式充分利用人類(lèi)的能力，但是如果多媒體設計不合適的話(huà)，如超出了人類(lèi)工作記憶的負擔，那么將影響學(xué)習的效果;而建構主義則啟示我們，如何在多媒體設計中將原有知識結構結合起來(lái)顯得非常重要。
三、多媒體教學(xué)中的知識獲得過(guò)程
Schnotz等提出了一個(gè)從文字及圖像中獲得知識的模型，認為文字和圖像經(jīng)過(guò)一些表面加工后，再通過(guò)主題加工，學(xué)習者在最后建立一個(gè)有關(guān)知識的心理模型。而影響力更大的模型來(lái)自Mayer及同事的一系列研究。
Mayer等人在上述認知心理學(xué)理論基礎上，建立了多媒體學(xué)習的認知理論模型，對信息傳遞、信息加工與長(cháng)時(shí)記憶整合整個(gè)流程進(jìn)行了分析(見(jiàn)圖1)。他們將信息傳遞方式分為敘述和動(dòng)畫(huà)兩種，在感覺(jué)記憶中，眼睛和耳朵分別獲得信息，并將信息分為聲音和圖像兩種，因為根據Baddeley的工作記憶理論，所有的信息都要進(jìn)人語(yǔ)音環(huán)中，所以文字信息都是通過(guò)聲音信息的形式進(jìn)行加工的;聲音信息進(jìn)一步被模型分析，而圖像信息則被圖像模型分析，相應的先前知識從長(cháng)時(shí)記憶中激活提取出來(lái)，與兩個(gè)模型中的信息進(jìn)行整合。這一模型的核心在于信息的分類(lèi)及對學(xué)習過(guò)程中工作記憶的刻畫(huà)。
實(shí)際上，正如前面對工作記憶理論的分析一樣，如果多媒體教學(xué)對工作記憶的要求過(guò)重則會(huì )抑制學(xué)習的效果。認知負荷理論進(jìn)一步對多媒體教學(xué)中的工作記憶做了分析(見(jiàn)圖2)。這一理論認為，由于許多不良教學(xué)形式導致了學(xué)習者的超負荷，減少了分配給學(xué)習活動(dòng)的認知資源而影響了學(xué)習效果，因此減少這些無(wú)關(guān)負荷非常重要。他們區分了三種認知負荷:內部認知負荷(Intrinsic Cognitive Load )，這是與學(xué)習相聯(lián)系的。學(xué)習者未能充分掌握恰當的認知模式/圖式時(shí)，將出現高的內部認知負荷;外部認知負荷(Extraneous CognitiveLoad )，這是與教學(xué)材料設計不當引起的。于不良的教學(xué)材料
設計而導致學(xué)習者需要花費更多的認知資源進(jìn)行學(xué)習，但這種認知負荷對學(xué)習是起負效應的;與相關(guān)的認知負荷( Germane Cognitive Load )，它包括加工認知負荷和元認知負荷兩部分，前者是學(xué)習中進(jìn)行更深層的知識建構中必須的認知資源，后者則是對學(xué)習活動(dòng)進(jìn)行監控和對學(xué)習策略選擇而投人的認知資源。由于這部分與知識的建構關(guān)系非常密切，因而在模型中居于非常重要的地位。根據這一理論，如果三種負荷總量超過(guò)學(xué)習者的資源總量則阻礙學(xué)習進(jìn)行，因此，在多媒體教學(xué)中，減少外部認知負荷幫助認知資源分配到有效的認知加工中有重要價(jià)值。
四、多媒體教學(xué)的設計原則
(一)多媒體原則
同時(shí)采用動(dòng)畫(huà)及旁白。在多媒體資料呈現中，僅僅呈現動(dòng)畫(huà)，需要學(xué)習者對動(dòng)畫(huà)的內容進(jìn)行一定的推理。盡管可以在動(dòng)畫(huà)旁邊提供文字說(shuō)明，但是Moreno和Mayer的研究發(fā)現，當學(xué)習者要同時(shí)注意文字和圖像信息時(shí)，他們往往沒(méi)有注意到兩者之間的聯(lián)系，而通過(guò)旁白能促進(jìn)圖像的理解。相應的，通過(guò)旁白，能夠加快學(xué)生對動(dòng)畫(huà)的內在含義的推理過(guò)程，從而促進(jìn)學(xué)習。
(二)空間接近性原則
當文字與相應的圖畫(huà)在空間上相互接近時(shí)，能夠幫助學(xué)習者建立參考連結。由于不同信息在空間上的接近性，學(xué)習者更容易進(jìn)行關(guān)聯(lián)性的理解推理;反之，學(xué)習者會(huì )將難以發(fā)現它們之間的聯(lián)系。
(三)時(shí)間接近性原則
文字信息應該與圖像信息同步呈現。如果一先一后地呈現，那么學(xué)習者要建立兩者的聯(lián)系就必須將先出現的信息保存在工作記憶中，這將增加外部認知負荷，顯然不利于學(xué)習。
(四)清晰原則
這一原則要求在設計多媒體時(shí)，對于多余的字、圖像和視頻等信息應該予以去除。因為多余的信息往往會(huì )增加外部認知負荷，分散學(xué)習者的注意資源。而清晰原則的另一個(gè)體現則是:在一個(gè)屏幕上，出現的信息應該不要太復雜，因為復雜性需要更多的資源，而將一些信息進(jìn)行整合能夠簡(jiǎn)化信息，同時(shí)簡(jiǎn)潔的屏幕能夠使學(xué)習者迅速地把握信息的核心。
(五)多通道原則
在對圖像信息進(jìn)行解釋時(shí)，盡量用敘述的方式而不要將所有的信息通過(guò)屏幕呈現出來(lái)。這是因為，如果對圖像信息的解釋以文本形式呈現，將引起圖像信息與文本信息對注意資源的競爭，出現所謂的視覺(jué)“分裂注意效應”( split-attentioneffect )，而另一方面人對信息的接收可以同時(shí)從視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)通道進(jìn)行，因此充分利用這一點(diǎn)，將減輕單一通道的認知負荷。
(六)交互性原則
在進(jìn)行多媒體教學(xué)時(shí)，盡量能使用交互式的教學(xué)界面。交互式界面能夠讓學(xué)習者控制、操縱學(xué)習材料。交互式的教學(xué)材料能夠培養學(xué)生的控制性及學(xué)習興趣，激發(fā)他們的內部學(xué)習動(dòng)機。
(七)個(gè)體差異原則
學(xué)習者的智力、學(xué)習風(fēng)格是影響學(xué)習的重要因素，如有研究發(fā)現:幼小兒童對刺激更多地進(jìn)行知覺(jué)加工，而成人學(xué)習者更多地對語(yǔ)義信息進(jìn)行編碼，更可能充分利用多媒體所提供的多種信息，因而獲益更大。同樣的，不同認知風(fēng)格的學(xué)習者可能喜歡不同的編碼方式，在設計多媒體時(shí)，教師應該考慮到學(xué)習者的學(xué)習風(fēng)格等因素。
當然，在進(jìn)行多媒體教學(xué)設計時(shí)，除了要遵循以上設計原則外，還要考慮不同知識類(lèi)型學(xué)習的問(wèn)題。按照安德森對知識的分類(lèi)，即知識可以分為陳述性知識和程序性知識。對于陳述性知識，要多考慮精加工策略、組織策略和復習策略，在多媒體教學(xué)中體現為對相關(guān)性認知負荷的增加，此時(shí)如何進(jìn)行教學(xué)資料的編排以將知識系統化對陳述性知識的學(xué)習具有重要意義;而對于程序性知識來(lái)說(shuō)，更多地通過(guò)練習的方式來(lái)進(jìn)行，因此多媒體教學(xué)的主要作用應該是進(jìn)行示范性教學(xué)，對于動(dòng)畫(huà)設計的要求會(huì )更高。如果能夠采用交互式界面設計，提高學(xué)生對學(xué)習過(guò)程的操縱能夠有效地促進(jìn)學(xué)習的進(jìn)行。
總體上看來(lái)，通過(guò)對多媒體教學(xué)過(guò)程的分析，讓我們了解到，多媒體教學(xué)過(guò)程是如何發(fā)生的，因而使我們知道采用何種多媒體設計原則能夠更好地體現知識學(xué)習的規律，更充分有效地發(fā)揮多媒體技術(shù)的作用，更重視多媒體技術(shù)與課程內容整合及其整合方法，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習和思考，從而達到最佳的學(xué)習效果。
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