姜 勇，張傅博，曾祥珵

(遼寧師范大學 體育學院，遼寧大連 116029)

20世紀50、60年代，伴隨現(xiàn)代科學技術和語言文學的快速發(fā)展，心理學在一定程度上獲得了“推動性”的變革，從而擺脫了行為主義的束縛，并向認知心理學的新時期邁進。認知心理學研究主要是針對人的內(nèi)部認知結構以及認知規(guī)律，對接觸的外部信息和知識進行心理認知的過程。認知負荷這一術語在20世紀70年代被提出，其主要釋義為：人在處理外部信息并進行信息加工過程中所投入的心理資源的總量。到了20世紀80年代，澳大利亞教育心理學家斯維勒(J.Sweller)在其團隊的共同努力下，提出了一種新的關注工作記憶負荷的教學設計理論——認知負荷理論(Cognitive load Theory)[1]。

認知負荷理論主要借鑒和運用了現(xiàn)代認知心理學關于工作記憶和注意力的研究成果。其中，人完成外部認知活動的基礎是工作記憶，這是人腦意識的關鍵所在。根據(jù)研究證明:工作記憶是有限的，當進入工作記憶的信息量超過人腦所能接受的范圍，便會造成信息量超載，信息加工活動無法順利完成，會導致學習者在學習中產(chǎn)生很多無法預知的額外認知，從而影響學習者注意力，進而增加認知負擔。在研究中，斯維勒通過研究分析將認知負荷分為三種類型，即外部認知負荷、內(nèi)部認知負荷、關聯(lián)性認知負荷。上述研究表明，降低外部認知負荷和增加關聯(lián)性認知負荷都能夠有效提高教學效果，而學習過程中的自我解釋和理論知識測試表兩種教學手段，有效的提高了學習者關聯(lián)性認知負荷，降低外部認知負荷。那么，在認知負荷理論下，在挺身式跳遠的學習過程中，運用學習者對運動技能進行自我解釋的教學策略，是否會對運動技能學習效果產(chǎn)生影響呢? 因此，本研究預期理論假設為: 運動技能學習過程中，增加學習者的自我解釋和附以跳遠理論知識測試表對運動技能學習績效將產(chǎn)生積極影響，主效應顯著。

1. 研究對象、方法

1.1 研究對象

從身體健康、自愿參加實驗研究的大學2018級選項課中隨機選取兩個班級40名男大學生作為研究對象，兩個班級是按照學生高考成績均衡分班的，學生的學習能力相當。所有受試者實驗前均沒參加過有關認知類的實驗任務，并且實驗期間除了按照實驗要求進行挺身式跳遠的訓練外，不得進行與跳遠相關的活動。

隨機選取兩個平行班的學生作為研究樣本，兩個班級是按照學生高考成績均衡分班的，學生的學習能力相當。將兩個班級隨機分組，1班作為實驗組，另一個班2班作為對照組。1班是傳統(tǒng)練習附以自解型，2班是傳統(tǒng)練習型。本文以基于認知負荷原理的前進式跳遠教學設計和實驗方案為研究對象。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗任務

依據(jù)認知負荷理論采取改變運動技能學習方式，突破創(chuàng)新傳統(tǒng)的教學方案，根據(jù)認知負荷理論教學設計原理中降低外部認知負荷的注意分離原則，將運動技能的學習方式分為傳統(tǒng)練習型和傳統(tǒng)練習附以自我解釋型(練習結束后增加練習者對運動技能學習的自我解釋，簡稱為傳統(tǒng)練習附以自解型)。

實驗的任務是學習挺身式跳遠，在20學時的學習過程中學會挺身式跳遠。要求學習者在跳躍時騰空動作要正確，掌握好踏跳時機，降落時身體向前、舒展、輕盈。要求學習者基本上能掌握挺身式跳遠的基本技術和動作要領。根據(jù)前進式跳遠技術動作的特點，在教學過程中，挺身式跳遠技術動作的實踐一般分為起跑、跳躍、騰空、降落四個部分。正確學習掌握了四種分解技術后，當然可以進行完整動作的練習。然而，在教學中，主要解決的問題是：騰空部分的動作姿態(tài)、發(fā)力順序、腿部收縮等幾個方面[2]。

1.2.2 實驗設計

兩個班級均在高等師范學校體育教育專業(yè)接受教育，都按普通高中體育與健康課程標準(2017年版)實施教學。傳統(tǒng)練習附以自解型是實驗組，傳統(tǒng)練習型是對照組，兩個班級的教學計劃、授課內(nèi)容、教學進度都要相同；不同的是，實驗組使用基于認知負荷理論的教學設計進行授課，而對照組使用傳統(tǒng)教學模式的教學設計進行授課。

根據(jù)長期一般教學計劃，每周進行一次實驗，每次實驗時間為一個半小時，共20學時學習。所有受試者在實驗前都沒有掌握跳遠技術。實驗結束后受試者運動技能學習績效由三部分構成:受試者挺身式跳遠評分、受試者技術動作評分、跳遠理論知識測試評分[3]。

根據(jù)教學任務的設計和安排，在認知負荷原理下降低學生的外部認知負荷和改善內(nèi)部認知負荷和優(yōu)化關聯(lián)認知負荷，都可以有效的緩解學生學習壓力提高學習效率。在每一個階段性教學過程中，運用該理論原理和相應的教學手段，解決在挺身式跳遠技術練習過程中存在的問題。使學生能夠逐漸形成自身對動作技能的理解和感受，進一步對技術動作有所認知，進而深入了解動作環(huán)節(jié)組成部分，最后正確掌握完整的技術動作。

針對實驗組，本研究采用學習過程中的自我解釋的教授形式有效提高學習者關聯(lián)性認知負荷和降低外部認知負荷，從而達到提高教學效果的目的。自我解釋是認知負荷理論下教學設計的一種教學手段，受試者通過在學習過程中的感受和體會，在課后立即做出反饋好自我評價，找出學習中沒有解決的問題和不足，從而提高運動技能學習的質(zhì)量。而采取理論知識測試表也是對豐富自我解釋的一種方式，學生通過理論知識測試要進行自主學習，這樣才能對測試內(nèi)容進行回答和掌握，另一方面對理解動作技術要點有所幫助，從而達到技能提高的目的。

1.2.3 實驗步驟

實驗時間為2018年11月一2019年1月，每次實驗前和實驗結束后要求受試者均不能從事跳遠相關運動的練習，每周進行1次實驗，每次實驗練習時間為2學時，共計進行20學時的實驗。

前測:實驗前，為了保證實驗的真實性和可信度，對實驗組和對照組分別進行100米、立定跳遠、雙手向前投擲實心球的運動成績測試，將測試的數(shù)據(jù)結果進行統(tǒng)計分析，提取兩個班學生的三項運動成績作為前測，判斷初始條件是否存在顯著差異。

正測:以對照組和實驗組的實驗研究后挺身式跳遠測試為正測，來驗證兩組學生在兩種不同教學設計下的學習成績是否有顯著變化。在實驗過程中，每次實驗都是根據(jù)體育課的基本結構設計的，“從準備部分到基本部分到結束部分”。實驗班的基本部分是75分鐘，第一個實驗的基本部分的時間分配是：在練習期間，介紹跳遠10分鐘，15分鐘示范講解和50分鐘練習，在課程學習后，要求實驗組同學針對課堂內(nèi)容做一簡要概括，并對自己在練習挺身式跳遠過程中技術動作的成功與不足之處進行總結。

第2到第10實驗課的基本部分分配如下：25分鐘講解示范和50分鐘練習。示范和練習仍然與第一次實驗相同。在整個實驗過程中，兩組學生都是由同一位教師教授的，教學內(nèi)容、目標、進度以及測量評價標準、器材、場地盡可能保持一致，教師應注意學生主觀期望對實驗的客觀影響。

1.2.4 實驗數(shù)據(jù)測定與收集

實驗結束后，主要測量三部分的實驗數(shù)據(jù)，一部分是學習者挺身式跳遠成績和跳遠提高幅度數(shù)據(jù)。第二部分為挺身式跳遠的技術評分，技術評分滿分為100分，由5位評委共同打分，去掉一個最高分和最低分，取3位評委的平均分。第三部分對學習者進行跳遠相關理論知識測試。

1.2.5 實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

實驗的全部數(shù)據(jù)在SPSS23.0社會學軟件統(tǒng)計包上進行，采用獨立樣本T檢驗分析(Independent sample T test)對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，若數(shù)據(jù)存在顯著性差異，則0.010.05，顯著性水平為p=0.05。

2. 研究結果

2.1 實驗組與對照組的前測成績比較

本實驗前測采用三項身體素質(zhì)指標測試，100米跑、立定跳遠、投擲實心球，三項按照兩組學生各項成績相互比較[4]，通過成績數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，進行獨立樣本T檢驗，得知跳遠成績獨立樣本的標準P值均>0.05表明實驗組與對照組的學生在身體素質(zhì)方面沒有顯著性差異。可以認為這兩個班級具有實力相當?shù)哪芰λ?，基本符合實驗初始前的要求?/p>

表1 實驗前2組學生身體素質(zhì)指標測試及統(tǒng)計檢驗結果

2.2 實驗組與對照組正測成績比較

所有實驗結束后成績比較，傳統(tǒng)學習型與傳統(tǒng)學習附以自我解釋型進行比較，每組同學統(tǒng)一進行測試。從表2可以看到:通過挺身式跳遠技術課的學習與練習，實驗組學生跳遠平均成績?yōu)?.08m，對照組學生平均為5.85m,兩組學生跳遠成績獨立樣本的標準P值<0.05，表明在挺身式跳遠方面存在顯著性差異;實驗組學生技評成績平均為87.36分，對照組學生平均為84.15分，兩組學生技評得分獨立樣本的標準P值<0.05，表明在技評方面存在顯著性差異。

表2 實驗后2組學生挺身式跳遠成績與技評統(tǒng)計檢驗結果

從表3可以看到，2組學生實驗后的跳遠成績均較實驗前有提高，說明不同的教學方法都能提高技術水平，但成績提高的幅度不同，實驗后2組成績獨立樣本的標準P值<0.05，表明實驗組和對照組在成績提高的幅度上存在顯著性差異。

表3 實驗前、后2組學生挺身式跳遠成績及統(tǒng)計檢驗結果

3. 分析與討論

目前認知負荷理論在體育教學中的應用尚未得到真正意義上的重視，本論文采用對比實驗的方法，將基于認知負荷理論的前瞻性跳遠設計與傳統(tǒng)的前瞻性跳遠教學設計進行比較，分析實驗組與對照組在初始狀態(tài)相同的前提下學生的心理、身體在、技能掌握和學習成績可能發(fā)生的變化，并依次來評價基于認知負荷理論的挺身式跳遠教學應用的效果。

由于認知負荷評估方法在學習材料之后，因此在教學過程中，應不考慮學習效果類型對認知負荷的影響，以學生學情和教學策略方法為首要考慮因素，要求學生在實驗研究后立即進行評估[5]。

綜上所述，實驗前對實驗組和對照組學生進行100米、立定跳遠、雙手向前投擲實心球的運動成績測試為前測，三項測試包括跑、跳、投是比較全面的身體素質(zhì)能力，通過得到的結果進行數(shù)據(jù)分析，可知實驗組和對照組學生在基本身體素質(zhì)能力方面無顯著性差異，確保其他無關變量基本相同的情況下可以進行本實驗。

實驗開始后，實驗組和對照組均按照相同的進度教學。實驗組是由教師有計劃地布置作業(yè)，下發(fā)挺身式跳遠自我解釋反饋表，學生作定期反饋，反饋方式主要為：學生在課堂學習結束后的階段性的總結、自我學習的感悟與不足。上交后，教師給予評價和指導。對照組在課堂學習結束后，不留作業(yè)。每項教材結束后，進行測試并回收實驗組作業(yè)反饋單，并對所得到的測試結果進行統(tǒng)計整理。

實驗結束后對實驗組和對照組的學生再次對挺身式跳遠進行測試，同時對所得到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，再對兩組同學進行跳遠相關理論知識測試。通過對實驗組和對照組實驗前后的運動成績以及理論知識測試成績進行組間、組內(nèi)分析，以檢測在認知負荷理論下學生自我解釋對體育學習效果的影響。

技能學習完成后，兩個班級的學生在挺身式跳遠成績方面存在顯著性差異，實驗組優(yōu)于對照組，兩組學生都是同一年級同一專業(yè)的學生，而區(qū)別是一個組為傳統(tǒng)學習型(對照組)，另一個是傳統(tǒng)學習附以自我解釋型(實驗組)，自我解釋型是每次實驗課結束后立即讓實驗組同學對其自身進行自我解釋，了解其自身不足，自主查閱相關理論知識和實踐方法進行反思，這就是降低外部認知負荷的一種手段，在認知負荷理論下，降低外部認知負荷是有效的教學策略，在實驗中對實驗組學生的學習效能產(chǎn)生積極影響，從而促進了學生跳遠成績的提高，技評優(yōu)于對照組也來源自我解釋的教學手段，學生通過自我總結分析，進行自主學習相關知識用于實踐。這些都證明了，基于認知負荷理論的教學設計對運動技能學習影響具有積極的促進作用。

實驗組學生成績提高幅度優(yōu)于對照組學生成績，表明在認知負荷理論的指導下，降低外部認知負荷的管理策略能夠有效提高學生的學習效率和跳遠成績。但是，學生學習成績的提高也不排除其他方面的影響，例如學生的用功努力與練習的時間投入、與同伴的合作、教師的鼓勵、社會的影響等等。這些都證明了基于認知負荷理論下的挺身式跳遠教學已取得一定的效果。

在跳遠理論知識測試中，實驗組學生成績高于對照組學生成績，也表明了在認知負荷影響下的教學手段是行之有效的，實驗組的學生通過課后自我解釋的學習，大大提高了對跳遠相關理論知識的掌握，對學習過程中遇到的難點或問題得以解決具有重要意義。

在實驗中，我們發(fā)現(xiàn)實驗組的學生在思維上表現(xiàn)的都很活躍，積極參與互動交流，形成了一個良好的課堂氛圍。同時，也存在一些不好的現(xiàn)象：少數(shù)學生游離于課堂教學，有時小組交流與討論局限于部分學生;有的學生入學成績還不錯，通過實驗卻沒有什么明顯的提高效果等。針對這些現(xiàn)象，說明實驗還存在問題，對學情掌握的不夠清楚，教學情節(jié)不夠細致等，這些都是我們需要加強和改正的。認知負荷理論在田徑教學中的設計和方法應該繼續(xù)創(chuàng)新。同時，結合實踐，不斷摸索，進行更深層次的研究[6]。

4. 結論

本研究選擇認知負荷理論的視角，以挺身式跳遠為例，通過不同分組進行教學實驗，實驗中實驗組通過運用“學習者自我解釋”的教學手段，來降低學生外部認知負荷增加關聯(lián)性認知負荷，對運動技能學習的主效應和交互作用顯著,有助于運動技能的學習,從而達到提高學生成績的教學目標[7]。實驗從跳遠成績、技術動作評分、理論知識測試三方面進行論證，結果都為實驗組高于對照組，存在顯著性差異，所以證明研究效果顯著，對認知負荷理論結合挺身式跳遠教學具有創(chuàng)新和促進意義。