韓燕娟

陜西師范大學教育學院， 西安　710062

?

基于內(nèi)容分析法的多媒體學習中認知負荷的研究綜述

韓燕娟

陜西師范大學教育學院， 西安710062

【摘要】：近年來，多媒體學習成為一種學習的趨勢，有關(guān)多媒體學習中認知負荷的研究不斷增多。為了對多媒體學習中認知負荷的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析，文章選取CNKI從2000年到2015年4月有關(guān)多媒體學習中認知負荷的 118篇文章，從發(fā)文數(shù)量、期刊來源、論文作者機構(gòu)、研究主題四個方面進行了內(nèi)容分析。根據(jù)研究結(jié)果，對存在的問題進行思考并提出改進建議，以期促進對多媒體學習中認知負荷的研究。

【關(guān)鍵詞】：多媒體學習；認知負荷；教學

隨著計算機、多媒體等技術(shù)的快速普及，越來越多的學校要求教師使用多媒體進行教學。多媒體是指利用圖形、聲音、靜止圖像及運動圖像等多種媒體進行信息交流和傳播的媒體[1]。多媒體學習是指學習者從文本和畫面中建構(gòu)心理表征[2]。多媒體學習將成為未來的學習趨勢。但是在多媒體學習中出現(xiàn)了一系列問題，比如學生注意力不集中、對文本的理解記憶能力下降，等。1988 年由澳大利亞心理學家約翰·斯威勒[3]提出了“認知負荷”這一概念，可以有效地解釋多媒體學習中存在的問題。認知負荷是指同時被要求施加在工作記憶上的智力活動的全部數(shù)量。為了提高多媒體學習效率，對多媒體學習中認知負荷的研究顯得尤為重要。該文通過對中國期刊論文的分析，期望發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)多媒體學習認知負荷研究中存在的問題并提出改進建議。

1研究設(shè)計

1.1研究方法及樣本

1.1.1研究方法該文主要采用內(nèi)容分析法。內(nèi)容分析法是對傳播內(nèi)容做客觀而系統(tǒng)的量化并加以描述的一種研究方法[4]。因此，利用內(nèi)容分析法定量、客觀地分析多媒體學習中認知負荷的研究變化和發(fā)展狀況，顯然最為有效。

1.1.2樣本以CNKI中文期刊全文數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源，從2000年1月1日開始到2015年4月1日截止。以“多媒體學習”為主題，“認知負荷”為關(guān)鍵詞，匹配“模糊”的檢索方式進行檢索。剔除不相關(guān)文獻，最終檢索到118篇文獻為研究樣本。

2研究結(jié)果與分析

為了對多媒體學習中認知負荷的研究有進一步細化的認識，該文從發(fā)文數(shù)量、期刊來源、論文作者機構(gòu)、研究主題四方面進行研究。

2.1發(fā)文數(shù)量

某領(lǐng)域期刊論文數(shù)量在一定意義上說明了該領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究的理論水平和發(fā)展速度[5]。如圖1所示?？煽闯鼋陙?，對多媒體學習中認知負荷的研究基本上呈上升趨勢，但是發(fā)展速度緩慢。雖然相關(guān)部門和研究者對這一研究已經(jīng)逐步關(guān)注，但是總體關(guān)注度并不高。對該領(lǐng)域的研究可以分為以下幾個時段：

圖1　發(fā)文數(shù)量圖

①萌芽期—理論探討階段(2007年以前)。對于多媒體學習中認知負荷的研究，主要集中在對其重要性、必要性的理論探討。如《在多媒體學習中減少認知負荷的9種方法》一文中，首先提出多媒體學習理論和認知超載概念，然后提出了5種認知超載的情境，并對每種超載情境提出了一個或者兩個減少多媒體學習中認知負荷的建議[6]。

②發(fā)展期—深入研究階段(2008—2011年)。隨著多媒體技術(shù)和心理學，特別是認知心理學的快速發(fā)展，教育技術(shù)界、心理學界加大了對多媒體學習中認知負荷的研究力度。其中有基于實證的研究，有理論的探討，還有介紹國外的研究?？傊@一階段是多媒體學習中認知負荷研究的高熱化階段，并且處于上升趨勢。如文章《“三分屏”網(wǎng)絡(luò)課程界面的眼動實驗研究》，作者結(jié)合了Mayer的多媒體學習理論和認知負荷理論，運用眼動追蹤技術(shù)，從認知心理學的層面探討了“三分屏”網(wǎng)絡(luò)課程中教師形象的呈現(xiàn)方式對學習者的信息加工、認知負荷和學習效果的影響[7]。

③深化期—創(chuàng)新研究階段(2012—2015年)。從2012年開始，文獻數(shù)量呈上升趨勢。說明對多媒體學習中認知負荷的研究依然持續(xù)。這個階段研究較多的是對多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課程資源、移動學習資源的設(shè)計研究。采用的研究方法多為實驗法。如文章《移動學習資源的界面設(shè)計模式研究》，作者以多媒體學習認知理論為基礎(chǔ)，以滿足多媒體信息設(shè)計為原則，針對移動學習資源界面設(shè)計的難點，提出了具體的界面設(shè)計模式，用于學習資源的信息呈現(xiàn)[8]。通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，多媒體學習將成為今后學習的趨勢，因此研究學生利用多媒體學習的效率顯得尤為重要。所以，相關(guān)研究者應(yīng)該加強對該領(lǐng)域的研究，以提高利用多媒體學習的效率。

2.2期刊來源分析

從期刊來源可以看出對多媒體學習中認知負荷的研究期刊較為分散，118篇文章分布于85種期刊。載文量大于兩篇的如圖2所示。雖然有幾個核心期刊，但總體來看較為分散，說明沒有形成一個研究核心群。從期刊來源可以看出，對多媒體學習中認知負荷的研究主要集中在教育技術(shù)領(lǐng)域。究其原因，可以發(fā)現(xiàn)，隨著多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，教育技術(shù)領(lǐng)域的研究者已經(jīng)意識到研究多媒體學習中認知負荷的重要性。先進的技術(shù)，例如眼動技術(shù)、量化自我技術(shù)的快速發(fā)展，為認知負荷的測量提供了依據(jù)，從而有效提高了研究的便捷性和可行性。此外，為了提高研究的凝聚力，教育心理學、認知心理學領(lǐng)域的相關(guān)研究者也應(yīng)該加強對該領(lǐng)域的研究。

圖2　期刊來源圖

2.3論文作者機構(gòu)分析

如表1所示，可以看出：幾乎所有的作者均來自各大高校，說明高校是研究多媒體學習中認知負荷的重心所在。多媒體學習中認知負荷研究的相關(guān)文章發(fā)表量多于2篇的院校如表1所示。

表1　文獻第一作者機構(gòu)分布

這些院校大部分是師范類院校。究其原因，師范類院校作為培養(yǎng)未來教育者的主要陣地，比較重視如何提高學習效率的研究；再者因為高校有比較濃厚的學術(shù)氣氛，教師不僅是理論研究的倡導(dǎo)者，而且還是實踐研究的響應(yīng)者，因此對技術(shù)以及心理學領(lǐng)域有較為深入的研究。

2.4多媒體學習中認知負荷的研究主題

通過對文章題目、關(guān)鍵詞、摘要的分析，對研究主題進行了以下劃分。從表2可以看出，一級主題分別為理論研究、設(shè)計研究、軟件研究、技術(shù)研究和學科研究。其中，理論研究主要論述的是在多媒體學習理論和認知負荷理論的指導(dǎo)下，探討多媒體學習、教學設(shè)計、多媒體材料設(shè)計等的影響因素、指導(dǎo)原則以及減少認知負荷的方法；設(shè)計研究則集中于資源設(shè)計、學習材料表征方式的設(shè)計、多媒體學習環(huán)境設(shè)計、課程與教學設(shè)計等方面。這些研究多為實證研究。研究結(jié)果提出了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)課程資源、移動學習資源以及網(wǎng)絡(luò)學習資源的策略。還就多媒體材料不同的呈現(xiàn)方式對學習效果的影響進行研究分析，提出在不同情景下多媒體材料的不同表征方式。同時對多媒體學習環(huán)境、人機交互環(huán)境進行了設(shè)計，并且開發(fā)了相應(yīng)的多媒體軟件、平臺來支持多媒體學習。隨著技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)為該領(lǐng)域的研究提供了支持，眼動技術(shù)為深度洞察學習者提供了依據(jù)。這些支持認知研究的技術(shù)工具值得研究者們深入研究。通過分析還發(fā)現(xiàn)，對具體學科的研究也較多，集中于英語、漢語、思想政治等學科。這些學科屬于文科，為什么在理科教學中對這一領(lǐng)域的研究較少呢？這值得引起我們的思考。

表2　內(nèi)容分析主題表

3結(jié)論及建議

隨著技術(shù)的快速發(fā)展，基于多媒體的學習將成為一種趨勢，對多媒體學習中認知負荷的研究已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點。從文章的發(fā)文數(shù)量也可以看出，直至2014年，對多媒體學習中認知負荷的研究急劇增多。但是目前的研究還存在一些問題，比如研究者沒有形成一個核心群，研究力量分散，研究主題的范圍較為狹窄，理論研究多，實證研究少等問題。所以，為了使多媒體學習認知負荷的研究更加科學深入，需要注意以下幾點：

3.1提高研究的凝聚力

目前研究的主力集中于高校。為了提高研究的力量，形成一個核心的研究群，社會機構(gòu)和相關(guān)的研究者應(yīng)該加入該領(lǐng)域的研究中。學校應(yīng)該加強與社會機構(gòu)的合作。多種力量的結(jié)合，對設(shè)計出優(yōu)質(zhì)的多媒體教學產(chǎn)品將起到非常重要的作用。此外，高校的教師要加強宣傳，倡導(dǎo)更多的研究者加入該領(lǐng)域的研究。

3.2加強對學習者差異的研究，提高與學習者自身相關(guān)因素的認識

個體的原有知識以及對知識掌握熟練程度的差異也是認知負荷研究中的一個重要問題。如果對關(guān)鍵知識掌握的越熟練，操作起來所耗費的腦力勞動就越少，與具備較少原有知識的人相比，認知負荷自然也少。所以，在對多媒體學習中認知負荷進行研究時，要考慮個體的差異。

3.3重視認知負荷在教學設(shè)計中的研究

教學設(shè)計是一項很重要的環(huán)節(jié)，針對不同的學習任務(wù)、學習對象、媒體，等，應(yīng)選擇最優(yōu)化的教學方案。研究結(jié)果表明，以認知心理學為理論指導(dǎo)，設(shè)計出的教學結(jié)構(gòu)更加合理，也符合學生的認知規(guī)律。目前，認知負荷理論已經(jīng)成為教學設(shè)計研究的重點，這也將成為今后的研究趨勢。

3.4加強先進技術(shù)的運用

從該文可看出對眼動實驗的研究比較多，隨著技術(shù)的發(fā)展，可以預(yù)測未來將更傾向于采用新技術(shù)，如眼動技術(shù)、量化自我技術(shù)、自適應(yīng)技術(shù)等來測定認知負荷的大小，這為多媒體學習中認知負荷的研究提供了更為客觀的測量方法。

3.5加強對神經(jīng)系統(tǒng)學科的研究

目前我們對認知負荷的研究尚且處于一個低層次的階段，沒有從科學的高度對認知負荷進行較為系統(tǒng)的研究。我們應(yīng)該研究在學習或工作過程中，我們的大腦思維是如何引起心理變化的。神經(jīng)科學對如何更好地理解學習和問題解決過程中大腦功能的研究取得了顯著的進步[9]。同時神經(jīng)科學對心理負荷與瞳孔放大的研究取得了一定成功，但仍需要研究者們進一步的關(guān)注。

參考文獻

[1]傅德榮.多媒體技術(shù)及其教育應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社,2003:50-51

[2]Mayer R E.The Cambridge handbook of multimedia learning[M].New York:Cambridge University Press,2005:3

[3]Sweller J.Cognitive load during Problem solving:Ef-fects on learning[J].Cognitive Sci，1988，12(2):257- 285

[4]李克東.教育技術(shù)學研究方法[M].北京：北京師范大學出版社，2003：228-247

[5]侯海燕，劉則淵，欒春娟.基于知識圖譜的國際科學計量學研究前沿計量分析[J].科學管理，2009，30(1)：164-170

[6]Mayer R E，郭兆明，宋寶和，等.在多媒體學習中減少認知負荷的9種方法[J].中國電化教育，2005(8):91-93

[7]張家華，張劍平，黃麗英，等.“三分屏”網(wǎng)絡(luò)課程界面的眼動實驗研究[J].遠程教育雜志，2009(6):74-78

[8]司國東，趙玉，趙鵬.移動學習資源的界面設(shè)計模式研究[J].電化教育研究，2015(2):71-76

[9]理查德·克拉克，文森特·克拉克.從教育新行為主義到神經(jīng)科學:以認知負荷研究的起源與未來為視角[J].姜敏，譯.現(xiàn)代遠程教育研究，2014(3):52-65

【DOI】：10.13566/j.cnki.cmet.cn61-1317/g4.201601013

Review of cognitive load in multimedia learning based on content analysis

HanYanjuan

SchoolofEducation,ShaanxiNormalUniversity,Xi'an710062,China

【Abstract】:In recent years, multimedia-assisted learning has become a trend in learning, and research on cognitive load in multimedia-assisted learning is increasing. To analyze the status of cognitive load in multimedia-assisted learning, the study selected 118 articles on cognitive load in multimedia-assisted learning from the CNKI between the years 2000 and April 2015. We made content analysis in the following four aspects: the number of published articles, source journals, authors' affiliations, and research themes. Based on the research results, we discuss the existing problems and put forward suggestions in order to promote the study on cognitive load in multimedia-assisted learning.

【Key words】:multimedia-assisted learning; cognitive load; teaching

【中圖分類號】：G434

【文獻標志碼】：A

【文章編號】：1004-5287(2016)01-0045-04

作者簡介：韓燕娟(1990-)，女，河北邯鄲人，碩士研究生在讀，主要研究方向：遠程教育。

收稿日期：2015-05-06