（寧德市教師進(jìn)修學(xué)院,福建寧德 352000）

認(rèn)知負(fù)荷理論（The Cognitive Load Theory）主要從認(rèn)知資源分配的角度考察學(xué)習(xí)和問題解決。認(rèn)知負(fù)荷理論在認(rèn)知心理學(xué)、教育心理學(xué)、教育技術(shù)等復(fù)雜性學(xué)習(xí)領(lǐng)域產(chǎn)生了十分廣泛的影響，并逐漸從一個強(qiáng)烈關(guān)注呈現(xiàn)形式的教學(xué)信息設(shè)計理論發(fā)展成為一種全方位的教學(xué)設(shè)計模型，成為E－Learning教學(xué)設(shè)計的一個重要基礎(chǔ)支持理論。

一、認(rèn)知負(fù)荷的概念與分類

認(rèn)知負(fù)荷的概念及意義，一直是理論研究者的重點研究對象，更是教育工作者應(yīng)用認(rèn)知負(fù)荷理論的重要依據(jù)和指導(dǎo)。

（一）認(rèn)知負(fù)荷理論簡介

認(rèn)知負(fù)荷理論（The Cognitive Load Theory）是由澳大利亞心理學(xué)家John Sweller等人提出的，其中，認(rèn)知負(fù)荷是指學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中，在工作記憶中進(jìn)行信息存儲、信息提取和信息加工處理等一系列活動付出的“心理能量”。它與教學(xué)設(shè)計、學(xué)習(xí)績效有重要關(guān)聯(lián)。在教學(xué)過程中，認(rèn)知負(fù)荷過低，會造成時間浪費(fèi)；認(rèn)知負(fù)荷過高，又會阻礙學(xué)習(xí)者的信息加工活動，教學(xué)的理想模式是學(xué)習(xí)者可以滿負(fù)荷工作學(xué)習(xí)。因此，教學(xué)設(shè)計的目的就是為了能夠使學(xué)習(xí)者用最小的心理資源獲取最多的知識。

（二）認(rèn)知負(fù)荷理論的分類

根據(jù)影響認(rèn)知負(fù)荷的基本因素，可將認(rèn)知負(fù)荷分為三類：內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷、外在認(rèn)知負(fù)荷和關(guān)聯(lián)認(rèn)知負(fù)荷。其中關(guān)聯(lián)認(rèn)知負(fù)荷也被稱為有效認(rèn)知負(fù)荷。

（1）內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷。內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷是在學(xué)習(xí)材料的內(nèi)在性質(zhì)與學(xué)習(xí)者的專業(yè)技能之間的互相作用中產(chǎn)生的，負(fù)荷的大小取決于工作記憶中同時被處理的信息數(shù)量以及與已存在的圖式聯(lián)系。

（2）外在認(rèn)知負(fù)荷。外在認(rèn)知負(fù)荷與學(xué)習(xí)過程不直接相關(guān)，但是可以通過教學(xué)設(shè)計來實現(xiàn)調(diào)整和改變。

（3）相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷也就是有效認(rèn)知負(fù)荷是在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的，如在圖式的建構(gòu)和實現(xiàn)自動化的過程中。不同的問題情境產(chǎn)生不同的圖式，這樣就增加了相似情境在處理時被及時區(qū)分的可能性，使學(xué)習(xí)者具備了更強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力。

二、基于認(rèn)知負(fù)荷的E－Learning教學(xué)設(shè)計中存在的問題

E－Learning有廣義和狹義兩種含義。廣義泛指運(yùn)用電子技術(shù)進(jìn)行的學(xué)習(xí)行為，包括基于電視會議、CD－ROM和互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)行為；狹義指在線學(xué)習(xí)或網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)，即在教育領(lǐng)域建立互聯(lián)網(wǎng)平臺，學(xué)生通過PC上網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種全新的學(xué)習(xí)方式。由于狹義的含義出現(xiàn)的時間較近，在近十年發(fā)展較快，人們提到E－Learning，也主要是指這一含義——網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)。E－Learning教學(xué)設(shè)計中的很多問題都與認(rèn)知負(fù)荷有關(guān)，如外在認(rèn)知負(fù)荷超載，關(guān)聯(lián)認(rèn)知負(fù)荷不夠，對認(rèn)知負(fù)荷的測量比較少等。

（一）與外在認(rèn)知負(fù)荷相關(guān)聯(lián)的問題

外在認(rèn)知負(fù)荷的產(chǎn)生在很大程度上是教學(xué)設(shè)計不當(dāng)引起的。多媒體學(xué)習(xí)環(huán)境包含多種呈現(xiàn)形式。為了建構(gòu)一致的心理表征需要學(xué)習(xí)者對其進(jìn)行心理整合，因為學(xué)習(xí)者需要在外部呈現(xiàn)的方式中建立有用的聯(lián)系來構(gòu)建一致性的心理表征。促進(jìn)一致性形成的方法可分為兩類：對表層特征水平的元素識別具有幫助（例如：通過超鏈接）；促進(jìn)深層結(jié)構(gòu)水平形成的支持（例如：對相應(yīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行或多或少的外在分析）。但是，經(jīng)過不同材料的研究，發(fā)現(xiàn)點擊超鏈接增加了外在認(rèn)知負(fù)荷，對學(xué)習(xí)不一定有促進(jìn)作用。研究者分析或許是由于材料的差異，對比先前的材料非常的復(fù)雜，并且不只包含同等的文本——圖片鏈接，而是有更多不同的呈現(xiàn)方式。采用外在分析應(yīng)該能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)，但是由于它需要學(xué)習(xí)者投入到繪圖的任務(wù)中去，因此，被認(rèn)為能夠增強(qiáng)相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。結(jié)果表明，學(xué)習(xí)者在接受了外在分析的幫助后，學(xué)習(xí)成績只有略微的提高。

（二）與相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷相關(guān)聯(lián)的問題

與相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷有關(guān)的問題涉及到圖式的獲得和自動化。在E－Learning中如何通過合理的教學(xué)設(shè)計促進(jìn)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的獲得和發(fā)展非常重要。研究表明，在認(rèn)知負(fù)荷的框架下證明了對新手來說設(shè)計好的問題解決方法并不會使知識必然向更高水平遷移，反之亦然。但是，研究者對結(jié)果的解釋與獲得階段的錯誤分?jǐn)?shù)是直接聯(lián)系的。對于能力較強(qiáng)的學(xué)生來說，由此會導(dǎo)致相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷水平偏低。這種解釋通過學(xué)生的主觀認(rèn)知負(fù)荷報告得到證實。在整合的條件下，能力最低的學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷最高，并且該值也只有最大量的50%。也就是相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷的測量與確定和不同水平的學(xué)生及設(shè)計材料的難度都有關(guān)聯(lián)，對于認(rèn)知能力強(qiáng)的學(xué)習(xí)者來說，設(shè)置過多的關(guān)聯(lián)認(rèn)知，作用不大，反之，認(rèn)知能力低的學(xué)習(xí)者，在較復(fù)雜的設(shè)計材料中，也有可能出現(xiàn)關(guān)聯(lián)認(rèn)知負(fù)荷失效的情況，這需要在進(jìn)一步的研究中，根據(jù)具體情況來具體設(shè)計。

三、認(rèn)知負(fù)荷理論在E－learning教學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用

（一）內(nèi)容設(shè)計

E－learning教學(xué)設(shè)計中的內(nèi)容設(shè)計包括學(xué)習(xí)資源的設(shè)計和內(nèi)容組織的設(shè)計。

實現(xiàn)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)興旺，有利于提高農(nóng)業(yè)的文明價值，拓展農(nóng)業(yè)的生態(tài)功能、文化功能和社會功能，促進(jìn)農(nóng)業(yè)與旅游、康養(yǎng)、文化、教育等產(chǎn)業(yè)深度融合，加快旅游觀光、休閑度假、養(yǎng)生養(yǎng)老、農(nóng)耕體驗、創(chuàng)意農(nóng)業(yè)等發(fā)展，使之成為富裕農(nóng)民、繁榮鄉(xiāng)村的支柱產(chǎn)業(yè)，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)在經(jīng)濟(jì)文明與社會文明建設(shè)中的作用。

1.學(xué)習(xí)資源設(shè)計

學(xué)習(xí)資源設(shè)計不當(dāng)會加重E－learning學(xué)習(xí)者的外在認(rèn)知負(fù)荷。在多媒體學(xué)習(xí)環(huán)境中，一般需要給學(xué)習(xí)者提供比較豐富的學(xué)習(xí)資源。這些學(xué)習(xí)資源在為學(xué)習(xí)者帶來廣闊探索空間的同時，也容易使之陷入信息的海洋。如果對學(xué)習(xí)資源的數(shù)量缺乏控制，大量冗余信息會消耗學(xué)習(xí)者有限的注意力資源，加重E－learning學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷。另外，如果E－learning學(xué)習(xí)資源結(jié)構(gòu)組織不合理、過于分散，在進(jìn)行學(xué)習(xí)時，學(xué)習(xí)者需要花費(fèi)精力整理各種知識之間的關(guān)系，也會加重學(xué)習(xí)者檢索和查找信息的負(fù)擔(dān)。因此，在設(shè)計E－learning時，一方面要控制學(xué)習(xí)資源的數(shù)量，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)者知識準(zhǔn)備情況，精心選擇那些既典型又具有普遍指導(dǎo)意義的內(nèi)容，不要貪“多”，而要注重“精”與“準(zhǔn)”，這樣學(xué)習(xí)者能夠?qū)⒏嗟目捎媚芰坑糜趯嶋H的學(xué)習(xí)；另一方面應(yīng)該對學(xué)習(xí)資源進(jìn)行分類設(shè)計，最好能實現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的搜索功能，便于學(xué)習(xí)者迅速地查詢到所需要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。需要注意的是，必須合理設(shè)計學(xué)習(xí)資源搜索的策略，簡化學(xué)習(xí)者的搜索過程，避免盲目使用搜索工具擴(kuò)展主題知識。

2.內(nèi)容組織設(shè)計

內(nèi)容組織不當(dāng)和不合理，會增加E－learning認(rèn)知加工中的外在認(rèn)知負(fù)荷。E－learning學(xué)習(xí)軟件一般是以非線性方式組織，這雖然為學(xué)習(xí)者提供了選擇的靈活性，但如果結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是多媒體信息組接或呈現(xiàn)不當(dāng)，必然會占據(jù)大量的認(rèn)知資源，加重學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷。因此，E－learning的內(nèi)容組織應(yīng)該以學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律為基礎(chǔ)，有效管理多媒體信息加工中的認(rèn)知負(fù)荷。E－learning在組織學(xué)習(xí)材料時，一是要依據(jù)時間接近性和空間接近性來呈現(xiàn)相關(guān)信息，這樣學(xué)習(xí)就容易在它們之間建立聯(lián)系而促進(jìn)信息整合，避免學(xué)習(xí)者因信息來源的不集中而造成注意力的分散；二是要注意進(jìn)行歸類，把握整體與局部的關(guān)系，利用提綱和標(biāo)題來組織文字，為學(xué)習(xí)者呈現(xiàn)一個結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性的知識界面，并且強(qiáng)化信息節(jié)點設(shè)計，保證內(nèi)容相關(guān)的信息以各種方式集成在一個節(jié)點中。

（二）交互設(shè)計

交互設(shè)計包括學(xué)習(xí)者可操作的設(shè)計和元認(rèn)知監(jiān)控設(shè)計，兩者結(jié)合構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的交互部分，實現(xiàn)學(xué)習(xí)用戶與學(xué)習(xí)系統(tǒng)之間的反饋交流。

1.可操作性設(shè)計

2.元認(rèn)知監(jiān)控設(shè)計

元認(rèn)知監(jiān)控影響多媒體信息加工中的相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。元認(rèn)知就是個人對自己的認(rèn)知加工過程的自我覺察、自我評價和自我調(diào)節(jié)。研究表明，在教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行元認(rèn)知指導(dǎo)可以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。E－learning學(xué)習(xí)需要學(xué)習(xí)者自己控制學(xué)習(xí)過程，學(xué)習(xí)者的元認(rèn)知能力是保證E－learning學(xué)習(xí)環(huán)境下認(rèn)知效果的關(guān)鍵因素之一。由于大部分E－learning學(xué)習(xí)者習(xí)慣于在教師的主導(dǎo)下學(xué)習(xí)，缺乏與自主學(xué)習(xí)相關(guān)的元認(rèn)知能力，也使得相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷處于相對較低水平，影響了E－learning學(xué)習(xí)效果。在E－learning學(xué)習(xí)的不同時段植入元認(rèn)知監(jiān)控提示，如果元認(rèn)知提示導(dǎo)致了材料學(xué)習(xí)過程中有意識的監(jiān)控活動，就會增加學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知負(fù)荷，但這種認(rèn)知負(fù)荷對遷移有促進(jìn)作用，是相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷的一部分。因此，優(yōu)秀的E－learning教學(xué)設(shè)計要能夠幫助學(xué)習(xí)者提高元認(rèn)知監(jiān)控能力。為此，E－learning教學(xué)設(shè)計制作者要根據(jù)教學(xué)要求和學(xué)習(xí)者的特點選擇合適的時機(jī)植入元認(rèn)知監(jiān)控提示，使學(xué)習(xí)者在進(jìn)行E－learning學(xué)習(xí)的各個階段，隨時獲悉自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)，明確自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程，從而隨時調(diào)整學(xué)習(xí)步調(diào)。這樣，學(xué)習(xí)者可以更充分地理解和控制自己的認(rèn)識過程，提高E－learning學(xué)習(xí)的效果。

（三）界面設(shè)計

界面是學(xué)習(xí)者面對學(xué)習(xí)內(nèi)容的第一個視覺信息，是外在認(rèn)知負(fù)荷的主要來源，同時也是引導(dǎo)學(xué)習(xí)者的一個重要部分，合理有效的界面在一定程度上能起到事半功倍的效果。E－learning的界面設(shè)計也會影響E－learning信息加工中的外在認(rèn)知負(fù)荷。界面是進(jìn)行信息交換的通道，直接影響獲取信息的效率。如果在使用E－learning的過程中，出現(xiàn)不能感知與理解E－learning軟件的各個功能的情況，會直接影響學(xué)習(xí)效果。為此，最好使用約定俗成的標(biāo)準(zhǔn)界面元素、標(biāo)簽、圖標(biāo)等來描述選擇和任務(wù)，使得學(xué)習(xí)者根據(jù)外觀就能清楚地識別學(xué)習(xí)軟件的各個功能。在不同的界面中相同性質(zhì)元素的形態(tài)、位置、功能要保持一致，使用統(tǒng)一、清晰、簡潔的界面結(jié)構(gòu)，這些都能降低學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的外在認(rèn)知負(fù)荷；其次，在E－learning教學(xué)設(shè)計中應(yīng)盡量減少頁面間的跳轉(zhuǎn)，頁面之間的關(guān)系越復(fù)雜、跳轉(zhuǎn)越多，學(xué)習(xí)者就需要花費(fèi)越多的精力記憶學(xué)習(xí)路徑；再次，應(yīng)建立清晰、明確、簡單，符合學(xué)習(xí)者認(rèn)知心理的導(dǎo)航系統(tǒng)，合理采用導(dǎo)航地圖，多窗口顯示等導(dǎo)航技術(shù)，避免學(xué)習(xí)者發(fā)生迷航現(xiàn)象或花費(fèi)大量的精力在學(xué)習(xí)路徑的確定上。

（四）學(xué)習(xí)者設(shè)計

不同的學(xué)習(xí)者有著不同的學(xué)習(xí)需求及不同的學(xué)習(xí)效果，針對學(xué)習(xí)者的設(shè)計是E－learning教學(xué)設(shè)計應(yīng)用廣泛的一個必需條件。

1.學(xué)習(xí)者的知識經(jīng)驗設(shè)計

認(rèn)知負(fù)荷理論告訴我們，學(xué)習(xí)者已有的與學(xué)習(xí)相關(guān)的知識經(jīng)驗會影響E－learning信息加工中的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷。由于學(xué)習(xí)者是帶著豐富的先前知識、技能、觀念、習(xí)慣和態(tài)度進(jìn)入新的學(xué)習(xí)情境的，這些都會影響他們對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，也影響著他們解決新問題的能力。因此，學(xué)習(xí)者原有的知識結(jié)構(gòu)、理解水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格、興趣態(tài)度等都會影響到內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷。E－learning教學(xué)設(shè)計者應(yīng)當(dāng)從E－learning學(xué)習(xí)者的經(jīng)驗入手，盡量提高E－learning學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)所需的知識與技術(shù)的熟悉程度。

2.學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機(jī)設(shè)計

相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷主要來源于學(xué)習(xí)者本身，增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷必須喚醒學(xué)習(xí)者的認(rèn)知投入。學(xué)習(xí)動機(jī)是影響E－learning學(xué)習(xí)者相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷的因素之一，一般認(rèn)為，外部動機(jī)因素是學(xué)習(xí)者訪問材料的最初誘因，而內(nèi)部動機(jī)因素才是學(xué)習(xí)者持續(xù)努力下去的關(guān)鍵。在E－learning教學(xué)設(shè)計的設(shè)計過程中，設(shè)計者通常更關(guān)注軟件的科學(xué)性和教育性，而對如何利用軟件來吸引學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)其學(xué)習(xí)動機(jī)重視不夠。E－learning教學(xué)設(shè)計者要想誘發(fā)學(xué)習(xí)者的內(nèi)部動機(jī)來增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，可采取如下措施：

（1）學(xué)習(xí)內(nèi)容盡可能與學(xué)習(xí)者的生活經(jīng)驗產(chǎn)生聯(lián)系?？沙浞滞诰蜻m合學(xué)習(xí)者年齡特點和知識水平的內(nèi)容，盡可能提供適合學(xué)習(xí)者認(rèn)知的樣例，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)更多的認(rèn)知努力。

（2）以多樣化的表現(xiàn)形式呈現(xiàn)學(xué)習(xí)信息。可通過改變E－learning的版式、字體、形式等因素，充分調(diào)動學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)注意力。

（3）多媒體的呈現(xiàn)還應(yīng)該做到個性化。如在解說中運(yùn)用對話的風(fēng)格會使學(xué)習(xí)者產(chǎn)生很強(qiáng)的參與感；運(yùn)用第一、第二人稱會使學(xué)習(xí)者產(chǎn)生親切感，激發(fā)其學(xué)習(xí)欲望。

（4）盡量設(shè)計具有交互性的E－learning軟件。如讓學(xué)習(xí)者自定學(xué)習(xí)步調(diào)，控制、操作和探究學(xué)習(xí)材料，更好地實現(xiàn)反饋，從而激發(fā)學(xué)習(xí)者的內(nèi)部學(xué)習(xí)動機(jī)。

四、結(jié)束語

研究基于認(rèn)知負(fù)荷理論的E－learning教學(xué)設(shè)計其重大意義就在于將傳統(tǒng)的理論與新時代的先進(jìn)技術(shù)結(jié)合在一起，通過理論的指導(dǎo)，使最新的媒體技術(shù)和方式能夠為教育開拓更廣闊的領(lǐng)域，使教育的效率發(fā)生巨大的變革，這不僅僅是我們對教育領(lǐng)域的一種探索，更是我們社會對未來的一種探索。

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[2]吳先強(qiáng),韋斯林.國外認(rèn)知負(fù)荷理論與有效教學(xué)的研究進(jìn)展及啟示.全球教育展望,2009,(2).

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