影響多媒體學習效果的重要心理因素

趙文英　陳永鑫

收稿日期：2009-02-27

作者簡介：趙文英（1980—），女，河南鹿邑人，河南大學教育科學研究院研究生，研究方向：學習心理。

摘 要：本文以Mayer的多媒體學習理論和Riding的認知風格的劃分以及Sweller的認知負荷理論為理論基礎，論述了多媒體學習理論從關注信息的組織到關注學習者的個體差異的演變。在多媒體學習過程中，影響學習效果的主要心理因素是認知風格，認知負荷等。

關鍵詞：多媒體學習；認知風格；認知負荷

中圖分類號:G642.0文獻標識碼:A 文章編號:1671-5918(2009)01-0103-02

doi:10.3969/j.issn.1671-5918.2009.01.051本刊網(wǎng)址：www.hbxb.netお

運用心理學理論指導多媒體教學設計以達到教學效果的最優(yōu)化是現(xiàn)代化教學的迫切需要，也是當代教育心理學研究的一個熱點。而要達到教學效果的最優(yōu)化必須考慮個體的差異性，做到因材施教。而在多媒體教學中，信息的呈現(xiàn)方式與學生的認知風格和認知負荷之間關系重大。但是，對于多媒體的教學功效存在著長久的爭議，一方面是支持多媒體的人持樂觀態(tài)度，認為多媒體學習既能減少學習時間也能增強學習效果，尤其可以支持學習者理解復雜的知識領域；另一方面，持相反立場的人一直對教育中運用多媒體抱懷疑態(tài)度，認為多媒體學習是無足輕重的，甚至有消極的影響。

一、概念的界定

（一）多媒體

多媒體可以簡單地理解為：將文字、圖形、聲音、圖像、動畫等多種信息媒介進行有機的組合加以處理的媒體。目前使用最多的還是Mayer在著作中首先對“多媒體”的理解進行了對比，即研究者有三種觀點：一是媒體組合；二是呈現(xiàn)形式；三是通道模式。Mayer的多媒體觀是一種“通道模式”觀，這種觀點以學習者為研究對象，即能引起學習者多通道編碼的媒體是所謂的多媒體。隨后又區(qū)別了以學習者為中心和以技術(shù)為中心兩種媒體設計觀；以及對學習的兩種隱喻：信息獲得和知識建構(gòu)。

Mayer 還指出，多媒體學習發(fā)生于學生使用兩種或兩種以上不同方式呈現(xiàn)的信息。在某種環(huán)境下，文字材料能激發(fā)表象表征的形成，圖象材料能激發(fā)語義表征的形成，這時多媒體學習就發(fā)生了。

（二）認知風格

Riding(2003)認為認知風格實質(zhì)是個體組織和表征信息時表現(xiàn)出的偏好性的習慣性的方式。認知方式一般分為場依存型和場獨獨立型兩種。人的認知風格可能是一種固有的、對信息或情境的自動反應方式。人的認知風格是其學習行為中一個相對穩(wěn)定的方面，影響著一個人的一般成就或?qū)W習成績。多媒體教學設計，在強調(diào)設計符合人的認知規(guī)律的同時，我們還必須考慮個體的差異，尤其是認知風格的差異，因為它對個體的學習產(chǎn)生著潛移默化的影響，需要不同的學習策略，所以因風格而異的設計才能真正使多媒體的教學效果達到最優(yōu)化。

(三）認知負荷

關于認知負荷的概念，國內(nèi)和國外的概念不一，但心理家們最推崇是認知負荷（Cognitive Load）是指人在信息加工的過程中所必需的心理資源的總量。也就是在一定時間內(nèi)學生在完成認知任務的學習過程中實際投入的心理努力，或者說是實際分配給認知學習任務的心理加工能力。

認知負荷理論是澳大利亞心理學家John Sweller于20世紀年80代末90年代初提出來的，其理論基礎主要是資源有限理論和圖式理論。資源有限理論認為人的認知資源主要表現(xiàn)在工作記憶容量上是有限的，而任何學習和問題解決活動都要消耗認知資源，都有可能造成認知上的負荷。如果加工某種信息所需要的認知資源超過了人本身所具有的認知資源的總量，就會造成認知超負荷(Cognitive verload)，從而影響學習的效果。效率圖式理論認為知識是以圖式的形式存儲于長時記憶中的，在個體學習新知識的時候，長時記憶中的圖式可以根據(jù)所面臨的情景進行快速而正確的歸類，這種歸類是一種自動化的加工過程，它不需要有意識控制和資源消耗，因而可以降低個體的認知負荷。

二、理論與研究

（一）多媒體學習中的認知理論

多媒體學習中認知理論是由美國心理學家E.Mayer在心理學家Paivio的雙重編碼理論(Dual Coding Theory)的基礎上提出來。多媒體學習中的認知理論基于3個假設：雙通道假設、有限容量假設和主動加工假設。首先，人類信息加工系統(tǒng)包括兩個獨立的通道，即加工聽覺輸入和言語表征的聽覺通道和加工視覺輸入和圖片表征的視覺通道。雙通道假設基于paivio(1986)的雙編碼理論和Baddeley(1998)的工作記憶理論。第二，每個通道的加工容量是有限的。即僅有有限的加工發(fā)生在聽覺通道，同時，也僅有有限的加工發(fā)生在視覺通道。第三，有意義學習要求在聽覺通道和視覺通道不斷的進行大量的認知加工。

（二）學生認知風格與多媒體學習成績影響的研究

認知風格對學生學習行為的影響是認知風格應用研究領域中一個令人矚目的問題。美國著名心理學家 Witkin(1995)提出的場獨立性—場依存性風格，研究表明，早在幼兒園和學前期，在場依存性—場獨立性和認知改變方面，個體間存在明顯差異。

Riding 等人(1991)以新的認知風格維度為理論依據(jù)，也進行了有關問題的研究。結(jié)果表明：在認知風格方面，看上去不存在一般的性別差異。性別與言語—表象維度存在交互作用，但與整體—分析維度不存在交互作用。大量的研究表明，在信息加工任務的成績方面存在性別差異，這可以解釋為男性和女性在加工信息的方式上存在基本的差異。

付國富（2005）采用實驗的方法得出以下結(jié)論：（1）不同性別、年級初中生整體—分析維度、言語—表象維度認知風格的差異不顯著。整體—分析維度、言語—表象維度認知風格與學生年齡、智力不相關。（2）呈現(xiàn)方式對學生的成績有重要影響。（3）呈現(xiàn)方式對不同智力水平學生成績有重要影響，這種影響在不同認知風格學生中的表現(xiàn)是不同的。

（三）認知負荷理論研究

認知負荷理論主要是研究關于復雜認知任務的學習。它認為影響認知負荷的基本因素有三個，即學習材料的組織和呈現(xiàn)方式、學習材料的復雜性和個體的專長水平即先前知識經(jīng)驗。由此也就導致了三大類認知負荷的產(chǎn)生，即外在認知負荷、內(nèi)在認知負荷和相關認知負荷。外在認知負荷也稱為無效認知負荷，這種認知負荷與學習材料的組織和呈現(xiàn)方式有關，是由學習過程中對學習沒有直接貢獻的心理活動引起的，當教學要求學生從事一些與圖式獲得或自動化沒有直接關聯(lián)的活動時，便會產(chǎn)生外在認知負荷。

Sweller等人(1998)認為內(nèi)在認知負荷的高低是由將要學習的材料的特征與學習者專業(yè)知識之間的關系決定的。相關認知負荷也稱有效認知負荷，它產(chǎn)生于學習者在學習某一個任務未用完所有的認知資源時，這時學習者便可以把剩余的認知資源用到與學習有直接相關的加工中去，讓學習者在工作記憶中的元素活動中加入更高級的有意識的認知加工，從而支持圖式構(gòu)建。這樣的加工也會增加認知負荷，不過這種認知負荷不會阻礙學習，反而會促進學習。Renkl等人(2003)認為在學習不完整樣例的過程中，進行自我解釋通常就會產(chǎn)生相關認知負荷。

Pollock，Chandlert和Sweller(2002)嘗試通過適當?shù)某尸F(xiàn)順序在學習特別復雜的信息時減少內(nèi)在認知負荷。Van Merrienboer等人(2002)的研究表明在同時控制外在認知負荷和相關認知負荷的基礎上，可以通過改變學習者的注意來提高訓練效果。他們的實驗遵循兩個原則，一是認知負荷對認知圖式構(gòu)建的消極影響應降到最低，二是與圖式構(gòu)建有直接關系的相關認知負荷應當被最優(yōu)化。

三、相關因素的研究

我國在研究多媒體學習時與具體的課程結(jié)合起來的比較多，如孫燕青、董奇（2003）進行的多媒體語境條件下的第二語言詞匯學習的研究及學習支持對兒童在多媒體語境中學習英語詞匯的影響。劉儒德、趙妍等人（2007）在研究多媒體學習的影響因素中，指出多媒體學習的效果和效率取決于學習者與多媒體表征方式以及教學設計因素之間的相互作用。只有這些方面的因素相互匹配, 才能產(chǎn)生實質(zhì)性的媒體功效。龔德英（2005）在研究中根據(jù)心理努力和材料難度評價的統(tǒng)計結(jié)果，有音樂組和無音樂組的認知負荷沒有顯著差異，說明背景音樂并沒有額外增加學習者的認知負荷。但是，從有音樂組記憶測試成績顯著低于無音樂組來看，又說明背景音樂在某種程度上干擾了學習者的學習。這一研究結(jié)果與前人研究的結(jié)果并不完全相同。

四、小結(jié)

綜合已有研究對學生認知方式和認知負荷對多媒體學習效果的影響，可以說，在多媒體環(huán)境下的學習中，認知風格是一種重要的個體差異變量，在教育過程中，教師采取的教育策略、指導方法與受教育者的認知風格相適應，能更大程度促進學生發(fā)展。研究學生的認知風格有助于我們了解學生包括知覺、記憶、思維、推理、理解、問題解決等問題過程的個別差異，借以說明為什么面對同樣的課題或要求，學生的表現(xiàn)會有很大不同。本文從理論角度來看,通過教學提高學習者的相對先前知識從而降低其認知負荷是有一定可行性的,降低認知負荷除了通過變化學習材料的性質(zhì)外,還可以采用改變學習者自身狀態(tài)的方式。從實踐角度看,多媒體教學并不意味著它必須完全取代傳統(tǒng)的教學方法,而在多媒體教學中結(jié)合一些傳統(tǒng)教學方法,能夠獲得更好的教學效果和效率，從而使有意義的多媒體學習更容易發(fā)生。

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