向 雯

(湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，湖南長沙 410081)

論知識表征與多媒體課件的設(shè)計*

向 雯

(湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，湖南長沙 410081)

目前許多教師傾向于用多媒體課件改善教學(xué)效果，設(shè)計的多媒體課件大多是教材的搬家，只注重課件的美觀與數(shù)量，忽略了其對教學(xué)質(zhì)量的影響。引入知識表征這一概念，從根本上闡述了知識的表征形式與人的認(rèn)知規(guī)律之間的聯(lián)系，并將這一聯(lián)系運(yùn)用到多媒體課件的設(shè)計中，使得多媒體課件在教學(xué)過程中變得更有成效。

知識;表征;設(shè)計;多媒體課件

教育信息化的逐步推廣，使得信息化教學(xué)日趨普遍，運(yùn)用各種信息資源開展教學(xué)已成為學(xué)科教師的必備教學(xué)素材。多媒體課件由于具有可操作性、易制作性和實(shí)用性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。同時，網(wǎng)絡(luò)資源也為教師制作和使用多媒體課件提供了極大的便利。多媒體課件主要是利用數(shù)字處理技術(shù)和視聽技術(shù)，以計算機(jī)為中心，按照教師的教學(xué)設(shè)計，將文字、語音、圖像等多種媒體信息集成在一起，以實(shí)現(xiàn)對教學(xué)材料的存儲、傳遞、加工、轉(zhuǎn)換和檢索的一種現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段。目前許多的多媒體課件只是對圖片、文字、聲音的簡單堆砌，其設(shè)計并未涉及教育學(xué)、心理學(xué)、學(xué)習(xí)理論、教學(xué)設(shè)計、美學(xué)等，更未考慮學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律。在制作多媒體課件時，要從學(xué)習(xí)者的心理特征出發(fā)，運(yùn)用認(rèn)知心理學(xué)中的知識表征理論，做到從根本上改善教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的改變，從而達(dá)到良好的教學(xué)和學(xué)習(xí)效果。

一 知識表征的內(nèi)容

(一)知識表征的界定。所謂知識表征就是指知識在長時記憶和工作記憶中的加工和貯存。表征分為外部表征和內(nèi)部表征，外部表征是獨(dú)立于學(xué)習(xí)主體的外部信息結(jié)構(gòu)形式，外在地以一種符號來代表具體的事物或事件，被記錄在紙上或其他的物理媒體上，用文字符號或圖形符號來表示現(xiàn)實(shí)生活中的各種事件以及它們間的相互關(guān)系，這種表征是根據(jù)客觀事物的客觀邏輯關(guān)系進(jìn)行信息組織的;內(nèi)部表征是指反映外部信息的學(xué)習(xí)主體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，以個人的心理結(jié)構(gòu)形式對外部信息進(jìn)行重新表征以促使理解外部事物以及它們間的相互關(guān)系［1］。人在進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程就是一個內(nèi)部表征的過程。認(rèn)知心理學(xué)將知識按照在頭腦中的表征特點(diǎn)分為“陳述性知識”和“程序性知識”。陳述性知識和程序性知識有著本質(zhì)的不同，前者主要以命題網(wǎng)絡(luò)或圖式表征，是關(guān)于事實(shí)“是什么”的知識;后者主要以產(chǎn)生式的方式表征(也稱產(chǎn)生式知識)，是關(guān)于進(jìn)行某項(xiàng)操作活動的知識。這兩種知識類型大相徑庭，在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)化，所以在任何一種知識表征的理論中，都有必要涵蓋這兩種形式的知識。

(二)知覺符號表征理論和命題符號表征理論。對于知識是如何在頭腦中表征的，占主流地位的一直是命題符號理論。該理論認(rèn)為在認(rèn)知過程中，知覺和信息加工是兩個分離的系統(tǒng)，知覺系統(tǒng)只是從環(huán)境中提取信息，構(gòu)成學(xué)習(xí)材料的是命題符號，一連串的命題符號組成之后形成命題網(wǎng)絡(luò)，這個命題網(wǎng)絡(luò)通過存儲和提取信息不斷更新，在執(zhí)行認(rèn)知功能的系統(tǒng)中(如言語、記憶、思維)中獨(dú)立對信息進(jìn)行加工。但是心理學(xué)家們經(jīng)過了大量的實(shí)驗(yàn)研究都無法解釋命題符號是怎樣在認(rèn)知系統(tǒng)中產(chǎn)生的。

最近Barsalou提出了一種新的觀點(diǎn)，認(rèn)為知識是以知覺符號的形式表征的。即知覺符號理論，該理論認(rèn)為知覺與認(rèn)知在信息加工和神經(jīng)水平上享有共同的系統(tǒng)，知覺系統(tǒng)也對信息進(jìn)行表征，其核心是知覺符號。

知覺符號不同于命題符號理論，它是已經(jīng)被證明存在并能解釋其產(chǎn)生過程的。多媒體教學(xué)優(yōu)勢在于可用多種材料同時刺激多種感官，因而知覺符號的獨(dú)立加工觀賦予多媒體教學(xué)無可取代的地位，命題符號由于呈現(xiàn)信息的量對認(rèn)知系統(tǒng)的加工能力有限，知覺符號則不用考慮信息呈現(xiàn)的數(shù)量限制問題在進(jìn)行多媒體課件設(shè)計時更能發(fā)揮其優(yōu)勢。

(三)知識可視化理論與雙重編碼理論。Eppler M J＆Burkard R A(2004)對知識可視化下了定義:知識可視化是應(yīng)用視覺表征手段，促進(jìn)群體知識的傳播和創(chuàng)新，研究視覺表征在提高群體之間知識傳播和創(chuàng)新的作用，目標(biāo)在于傳輸見解、經(jīng)驗(yàn)、態(tài)度、價值觀、期望、觀點(diǎn)、意見、預(yù)測等，并幫助他人正確的重構(gòu)、記憶和應(yīng)用這些知識［2］。由于視覺是人類接受信息的重要通道，知識可視化運(yùn)用視覺表征手段將抽象的知識或過程轉(zhuǎn)化成利于人們接受的、生動的、具體的外顯知識，大大促進(jìn)了知識的理解和傳播。然而知識可視化只從單一的視覺角度去研究和分析知識，并沒有涉及到聽覺器官，我們還應(yīng)當(dāng)了解強(qiáng)調(diào)視覺和聽覺的雙重編碼理論。

雙重編碼理論強(qiáng)調(diào)在信息的貯存、加工與提取中用視覺和語言的兩種形式同時呈現(xiàn)信息、兩者用以增強(qiáng)信息的回憶與識別。這一理論假設(shè)存在著兩個認(rèn)知子系統(tǒng)和兩種不同的表征單元，一個專用于對非語詞事物、事件(即映像)的表征與處理，適用于心理映像的“圖像單元”;而另一個則用于語言的處理，適用于語言實(shí)體的“語言單元”。前者是根據(jù)部分與整體的關(guān)系組織的;后者則是根據(jù)聯(lián)想與層級組織的。雙重編碼理論可用于記憶、問題解決、概念學(xué)習(xí)和語言習(xí)得等多種認(rèn)知現(xiàn)象［3］，更利于多媒體課件發(fā)揮優(yōu)勢。

(四)認(rèn)知主義和建構(gòu)主義。知識表征是認(rèn)知心理學(xué)科研究中的一個分支，認(rèn)知理論與建構(gòu)主義對知識表征也產(chǎn)生一定的指導(dǎo)作用。情境化學(xué)習(xí)是建構(gòu)主義理論學(xué)習(xí)下的特征之一，知識表征在認(rèn)知理論下呈現(xiàn)多元化，建構(gòu)主義要求加強(qiáng)各種多元化知識表征間的聯(lián)系，如語義、情節(jié)、動作等，并要注意使知識表征與多樣化的情境相關(guān)聯(lián)。建構(gòu)主義理論下的學(xué)習(xí)須充分利用知識的語義、情節(jié)和動作表征與編碼間的聯(lián)系建構(gòu)豐富的多元記憶表征，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)者自身的想象和歸納能力，增強(qiáng)其自身對知識的建構(gòu)能力。

二 知識表征在多媒體課件設(shè)計中的應(yīng)用

(一)多媒體課件的設(shè)計應(yīng)當(dāng)符合學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律。斯皮羅等人根據(jù)知識的復(fù)雜性，將知識劃分為良構(gòu)領(lǐng)域知識和非良構(gòu)領(lǐng)域知識，其中非良構(gòu)領(lǐng)域知識是將良構(gòu)領(lǐng)域知識(如事實(shí)、概念、規(guī)則和原理等)應(yīng)用于具體問題情境時而產(chǎn)生的，即有關(guān)概念應(yīng)用的知識［4］。目前大多數(shù)的多媒體課件的表達(dá)有缺陷，信息大量是多余的，不能清楚表達(dá)對象的本質(zhì)，形成信息超載信息化。并且存在著知識表征簡單化和知識預(yù)定的缺陷，對非良構(gòu)知識沒有提供案例或者復(fù)雜知識學(xué)習(xí)的背景性知識，只是把相關(guān)的材料搬到電腦屏幕，缺乏案例或有效的實(shí)例設(shè)計、組織、管理，優(yōu)秀的多媒體課件對知識的表達(dá)應(yīng)該從簡單抽象到模擬仿真，是概念與案例相互交叉的多維度表征。因此，在設(shè)計多媒體課件時應(yīng)當(dāng)充分考慮學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律，同時也要考慮多媒體課件中知識本身的特征。視覺和詞語材料是在不同的加工系統(tǒng)中加工，并且視覺和詞語工作記憶的容量是有限的，如果一味地追求知識呈現(xiàn)形式的多樣性，讓學(xué)習(xí)者的視聽加工過多的元素，則容易引起認(rèn)知超負(fù)荷阻礙學(xué)習(xí)。所以在設(shè)計多媒體課件時，應(yīng)當(dāng)對整體的教學(xué)材料進(jìn)行分析歸納，找出知識之間的內(nèi)部聯(lián)系，整體呈現(xiàn)知識，突出某一種感官刺激。

(二)多媒體課件的設(shè)計應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)習(xí)者達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。知識表征可以以知覺為基礎(chǔ)，也可以以意義為基礎(chǔ)。它們從不同層次上體現(xiàn)了信息的有組織的集合。人們對知識的認(rèn)識理解，是接受信息和加工信息的過程。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為“意義建構(gòu)”是整個學(xué)習(xí)過程的最終目標(biāo)。在學(xué)習(xí)過程中幫助學(xué)習(xí)者建構(gòu)意義就是要幫助其對當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容所反映的事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其他事物之間的內(nèi)在聯(lián)系達(dá)到較深刻的理解。狹義的教育是一種經(jīng)驗(yàn)傳遞系統(tǒng)，學(xué)生及其學(xué)習(xí)活動是經(jīng)驗(yàn)傳遞系統(tǒng)的構(gòu)成要素之一。學(xué)習(xí)是傳授間接經(jīng)驗(yàn)的過程，在設(shè)計多媒體課件時應(yīng)著重考慮如何將現(xiàn)有的間接經(jīng)驗(yàn)與學(xué)習(xí)者已有的經(jīng)驗(yàn)發(fā)生聯(lián)系。

學(xué)習(xí)者已有的知識經(jīng)驗(yàn)對知識的表征形式也會產(chǎn)生不同的影響，因此在多媒體課件的設(shè)計中，要充分地分析學(xué)生以前所學(xué)知識的性質(zhì)、種類和掌握程度，提供相應(yīng)的先行組織者。一種是陳述性的，說明新材料的組織結(jié)構(gòu)，一種是比較性的，說明新舊知識之間的聯(lián)系反饋信息對心理表征的影響。從信息加工心理學(xué)的角度來看，知識表征上的差異會導(dǎo)致個體間智能的差異，這種表征上的差異具體體現(xiàn)在知識的結(jié)構(gòu)和知識的使用兩個方面。雖然命題符號理論在一定程度上只能形成單一的命題網(wǎng)絡(luò)，但不會使得多媒體材料因?yàn)檫^多而雜亂、無序，反而更能專注于某一專家領(lǐng)域的知識，擁有數(shù)量豐富、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)并呈現(xiàn)“模塊化”的陳述性知識、高度整合的程序性知識和特殊的策略知識。這種知識能夠?qū)δ承┬枰厥饧寄艿恼J(rèn)知任務(wù)進(jìn)行自動化操作，從而形成領(lǐng)域特長。領(lǐng)域知識就是通過命題網(wǎng)絡(luò)和圖式進(jìn)行歸納的，圖式是一個人獲得知識的最基本的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，通過對新知識的同化和順應(yīng)過程，使得原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)形成新的圖式。

在多媒體課件的設(shè)計中，復(fù)雜知識表征必須達(dá)到兩個學(xué)習(xí)目標(biāo):掌握知識的復(fù)雜性和具備原有知識遷移的能力。多媒體課件要進(jìn)行整體的教學(xué)設(shè)計，建立合理的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，注重知識的整體性和交互性，強(qiáng)調(diào)知識之間的有機(jī)聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)習(xí)者構(gòu)建合理、完善的心理結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)習(xí)者將所學(xué)的知識靈活運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。

(三)多媒體課件中的知識表征形式。教師應(yīng)在多媒體課件的制作過程中分析知識的各種呈現(xiàn)方式對學(xué)生表征的影響，選擇適合學(xué)生表征的教學(xué)材料呈現(xiàn)策略，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率。如教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式有語言的、數(shù)學(xué)的、圖像的、表格的、符號的，對于不同的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)人群，所采取的呈現(xiàn)方式不同，帶來教學(xué)效果也會不同。認(rèn)知心理學(xué)把人視為計算機(jī)式的信息加工系統(tǒng)，學(xué)習(xí)者從環(huán)境中接受各種刺激，這種刺激可能來自視、聽、嗅等感官，并轉(zhuǎn)變成神經(jīng)信息，進(jìn)行感覺登記。因而學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程首先是要對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行感知，在感知的基礎(chǔ)上深入理解，建構(gòu)自己對知識的意義，并進(jìn)一步地對知識進(jìn)行鞏固，將陳述性知識轉(zhuǎn)化為程序性知識，在具體的案例中進(jìn)行應(yīng)用，并對自己的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行相應(yīng)的評價［5］。教師在設(shè)計多媒體課件時應(yīng)遵循這一規(guī)律，在學(xué)習(xí)內(nèi)容感知階段，將抽象的知識以具體的事物形象出現(xiàn)在人的大腦中，在知識的進(jìn)一步加工中采用復(fù)述、特定情境應(yīng)用等方式來加深所學(xué)的知識。在這一階段可以采用概念圖的形式，讓學(xué)習(xí)者將知識間的聯(lián)系通過概念圖分門別類，從而具有整體屬性。在知識的應(yīng)用和評價階段，可以運(yùn)用圖片或者視頻，讓學(xué)習(xí)者主動去探究和發(fā)現(xiàn)實(shí)際運(yùn)用過程中所運(yùn)用到的知識，并將這些知識應(yīng)用于特定情景去解決問題。

本文對知識表征的相關(guān)內(nèi)容和理論有較詳盡的闡述，為的是讓多媒體課件的設(shè)計者從根本上把握知識的特點(diǎn)，從認(rèn)知科學(xué)理論的角度分析知識的構(gòu)成和表征方式，用多媒體課件的形式展示出來，從而制作出符合學(xué)習(xí)者認(rèn)知規(guī)律的課件，提高課堂的教學(xué)效果和學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率。

［1］張向陽.論心理表征及其規(guī)律對教學(xué)的啟示［J］.華南師范大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2003，(2).

［2］王朝云，劉玉龍.知識可視化的理論與應(yīng)用［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2007，(6).

［3］張彥杰，宋彥彬，王利群.信息化知識表征的理論及方法［J］.裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報，2006，(1).

［4］張武威.基于認(rèn)知彈性理論的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境超文本復(fù)雜知識表征［J］.中國電化教育，2010，(3).

［5］史君坡，劉先鋒.運(yùn)用認(rèn)知心理學(xué)提高多媒體課件的教學(xué)效果［J］.重慶教育學(xué)院學(xué)報，2007，(1).

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1008－4681(2011)04－0136－02

2011－03－14

向雯(1987－)，女，湖南衡陽人，湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院碩士生。研究方向:網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境中的教學(xué)設(shè)計。

(責(zé)任編校:譚緯緯)