基于認知負荷理論的PPT課件設(shè)計原則

方國盟

摘要：一線教學(xué)中，PPT課件在組織和呈現(xiàn)信息方面只有符合學(xué)生的認知規(guī)律，才能實現(xiàn)教學(xué)效果最優(yōu)化。而在實際教學(xué)中，影響PPT信息有效組織和呈現(xiàn)的因素很多。從認知負荷理論的角度剖析實際教學(xué)中PPT課件經(jīng)常出現(xiàn)的問題，并進行分析，進而提出設(shè)計PPT課件時需要注意的幾個原則。

關(guān)鍵詞：認知負荷理論；PowerPoint；PPT；設(shè)計原則

DOIDOI：10.11907/rjdk.143722

中圖分類號：TP431

文獻標識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2015）001019302

0 引言

PowerPoint簡稱PPT，是一款功能強大的演示文稿制作軟件，簡單易學(xué)，能方便地將文字、圖形圖像、動畫、音頻和視頻等多媒體素材插入到演示文稿中，制作出集各種多媒體元素于一體的演示型課件。因此，PPT備受各級各類學(xué)校一線教師的歡迎，在一線教學(xué)中得到了普遍應(yīng)用。目前，一線教師自制的課堂教學(xué)課件基本上都是PPT課件，且已經(jīng)成為課堂中輔助教學(xué)的重要工具[1]。但目前應(yīng)用的PowerPoint（簡稱PPT），其設(shè)計能充分體現(xiàn)多媒體技術(shù)的特點，卻往往忽視了學(xué)習(xí)者有限的認知資源和過量信息加工的矛盾，這不僅難以實現(xiàn)優(yōu)化教學(xué)的目的，反而給學(xué)生增加了額外的認知負擔，造成學(xué)習(xí)障礙。因此，PPT課件在組織和呈現(xiàn)信息方面只有符合學(xué)生的認知規(guī)律，才能最大程度地優(yōu)化教學(xué)。而在實際教學(xué)中，影響PPT信息有效組織和呈現(xiàn)的方式很多，本文擬從認知負荷理論的角度剖析實際教學(xué)中PPT課件經(jīng)常出現(xiàn)的問題，并進行分析，進而提出設(shè)計PPT課件時需要注意的幾個原則[2]。

1 認知負荷理論

認知負荷理論是1988年由澳大利亞新南威爾士大學(xué)的認知心理學(xué)家約翰·斯威勒（John Sweller）首先提出來的[3]，它以Miller等人早期的研究，即關(guān)于短時記憶受制于它所能同時容納的成分的數(shù)量為基礎(chǔ)[4]。認知負荷是指學(xué)生為了完成所給的認知任務(wù)，在工作記憶上進行的心智活動所需的全部心智能量。Sweller將認知負荷分為內(nèi)在認知負荷、外在認知負荷和關(guān)聯(lián)認知負荷3種類型。內(nèi)部認知負荷是由于元素間交互形成的負荷，它取決于學(xué)習(xí)材料的本質(zhì)與學(xué)習(xí)者的專業(yè)知識之間的交互，教學(xué)設(shè)計者不能對它產(chǎn)生直接影響；外部認知負荷是超越內(nèi)部認知負荷的額外或附加負荷，它主要是由教學(xué)設(shè)計不當引起；關(guān)聯(lián)認知負荷是指與促進圖式構(gòu)建和圖式自動化過程相關(guān)的負荷。因此，內(nèi)部認知負荷由學(xué)習(xí)內(nèi)容本身引起，是教學(xué)設(shè)計者無法改變的，而外部認知負荷和關(guān)聯(lián)認知負荷則不同，它們都直接受控于教學(xué)設(shè)計者。3種類型的認知負荷是相互疊加的[5]。

因此，在PPT課件設(shè)計過程中，為了促進學(xué)生的有效學(xué)習(xí)，教師應(yīng)保證在總的認知負荷不超出學(xué)生個體所能承受的認知負荷的前提下，盡可能地減少外部認知負荷，增加關(guān)聯(lián)認知負荷[6]。

2 PPT 課件常見問題

2.1 導(dǎo)航邏輯性不強

在設(shè)計和制作PPT課件時，盡量要求PPT課件可以在各頁面或者章節(jié)之間鏈接跳轉(zhuǎn)。這要求課件中應(yīng)當有比較完整的能將課件中所有內(nèi)容有機組織在一起的導(dǎo)航。實際教學(xué)中，為了不產(chǎn)生混亂，在每一個PPT課件中，每一部分是一個大模塊，每一個子部分是一個小模塊，制作時使得每一個部分之間的關(guān)系呈現(xiàn)出來，但又不能混亂[7]。這樣，當需要進入某一部分或者某一子部分時，可以從當前所在頁面快速進入，并在需要時快速退回。但是，一線教師在制作PPT時，很難做到將自己的思路清晰地用PPT演示文稿呈現(xiàn)出來。比如，有些教師在需要學(xué)習(xí)某一子部分內(nèi)容時，往往要退出正在放映的演示文稿，在編輯狀態(tài)下尋找目錄頁或者尋找到該子部分內(nèi)容的位置，然后再進入放映狀態(tài)進行講解。這樣做，不僅浪費了

寶貴的教學(xué)時間，也打亂了學(xué)生的思路，增加了學(xué)生的外在認知負荷，不利于關(guān)聯(lián)認知負荷的建立。

2.2 幻燈片內(nèi)容雜亂無章，畫面擁擠

中小學(xué)PPT課件中文字過多的問題無疑是一個最普遍問題，甚至一些幻燈片的內(nèi)容僅由文字構(gòu)成[8]。在教學(xué)中，學(xué)生看到的PPT只是課本文字的復(fù)制品，很容易產(chǎn)生視覺疲勞，且把握不好內(nèi)容重點而不能有效學(xué)習(xí)。還有一些教師為了能將與內(nèi)容相關(guān)的問題集中在一起，將大段的文字、標注、圖片等放在一張幻燈片上，甚至給字體設(shè)置過多的顏色等，這些都會增加學(xué)生的外在認知負荷，使得學(xué)生無所適叢，抓不住重點，理不清頭緒[2]。內(nèi)容是課件的靈魂，組織良好、動靜相宜的教學(xué)內(nèi)容能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)習(xí)的效率和效果。

2.3 多種媒體資源組織不當

如今網(wǎng)絡(luò)資源非常豐富，教師經(jīng)常能在網(wǎng)絡(luò)上快速搜索到大量與講課內(nèi)容相關(guān)的圖片、動畫、網(wǎng)站等多媒體資源。多媒體資源的使用使得教學(xué)內(nèi)容圖文聲并茂，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量。然而，大多數(shù)教師不能將文字內(nèi)容與多媒體素材有效融合，比如，很多教師需要播放動畫或者視頻時，退出PPT后再打開視頻或者動畫，這樣不符合學(xué)習(xí)應(yīng)從直觀思維到抽象思維發(fā)展的規(guī)律，容易造成學(xué)生思維的脫節(jié)，不利于增強學(xué)生的關(guān)聯(lián)認知負荷。

2.4 濫用技術(shù)

PPT功能強大，提供了多種動畫效果，如幻燈片的切換效果以及文字、圖片等的出現(xiàn)和退出動畫。有些教師在制作PPT時過度追求PPT課件的花哨，在課件中加入許多動畫效果，導(dǎo)致學(xué)生難以從中獲得有益于認知加工的信息，而且來回跳動的動畫和切換方式容易轉(zhuǎn)移學(xué)生的注意力[9]，從而影響學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的知識建構(gòu)。

3 基于認知負荷理論的PPT課件設(shè)計原則

基于認知負荷理論的觀點，PPT課件設(shè)計應(yīng)減少外部負荷、增加關(guān)聯(lián)認知負荷。因此，在PPT課件設(shè)計和制作時要提高并保持學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)動機，其設(shè)計布局應(yīng)易于圖式建構(gòu)及其自動化等。研究者通過查閱相關(guān)資料并結(jié)合自身經(jīng)驗，對基于認知負荷理論的PPT課件設(shè)計作了深入分析，進而總結(jié)出基于認知負荷理論的PPT課件設(shè)計四大原則。

（1）圖文并茂。“圖文并茂”是指在PPT課件的設(shè)計與制作過程中，要充分結(jié)合高度概括、提綱挈領(lǐng)的文字和直觀形象的圖片、視頻、動畫等多媒體素材。在PPT設(shè)計和制作過程中，教師要呈現(xiàn)與教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)且可以激發(fā)學(xué)生強烈興趣和求知欲的圖片，并且配合簡單的文字說明；然后呈現(xiàn)精彩的視頻片段，幫助學(xué)生形成感性認識，促進學(xué)生的理解；最后用高度概括的文字呈現(xiàn)教學(xué)要點，從而使學(xué)生對內(nèi)容形成完整的圖式建構(gòu)。同時應(yīng)注重建立學(xué)習(xí)內(nèi)容與生活的聯(lián)系，使得學(xué)生在活躍的氣氛中學(xué)習(xí)，減少學(xué)生的外在認知負荷，同時增加學(xué)生的關(guān)聯(lián)認知負荷。

（2）條理清晰，層次分明。從有利于圖示建構(gòu)及其自動化的角度而言，在PPT課件的設(shè)計與制作中，要充分體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系，清晰地表達出課件中不同幻燈片之間以及同一張幻燈片中內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系[1011]。PPT設(shè)計中容易出現(xiàn)各種邏輯關(guān)系：

①并列關(guān)系。設(shè)計PPT時，經(jīng)常要用到一些并列關(guān)系的內(nèi)容，教師可以用序號或者項目符號標識，或插入SmartArt圖形。如語文、數(shù)學(xué)、英語是中小學(xué)并列的主要課程，如圖1所示；②層級關(guān)系。設(shè)計PPT時，經(jīng)常會出現(xiàn)層級關(guān)系的內(nèi)容，教師可以用縮進或用不同的項目符號進行標識，或插入SmartArt圖形，或根據(jù)實際需求，配合適當?shù)膱D片或圖標進行標識。如Office軟件主要包括Word、PowerPoint、Excel等，如圖2所示；③因果關(guān)系。當教師在設(shè)計PPT時遇到因果關(guān)系的學(xué)習(xí)內(nèi)容時，可以用一些箭頭指示等方式標識，或插入SmartArt圖形，如圖3所示。

圖1 并列關(guān)系 圖2 層級關(guān)系

圖3 因果關(guān)系

（3）動靜結(jié)合?！皠屿o結(jié)合”是指當同一幻燈片上的內(nèi)容較多時，可以設(shè)置一些動畫效果，循序漸近地呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)George Miller關(guān)于人類工作以及容量的研究，每個人的工作記憶容量是7±2的規(guī)律，即每個人一次只能存儲5～9條基本信息或信息塊，逐步呈現(xiàn)使得工作記憶不會超載，從而使學(xué)習(xí)者有效地利用工作記憶，提取有效信息進行加工。當然，幻燈片上的動畫設(shè)置也不宜花哨，因為過于花哨的效果會分散教學(xué)信息的注意力[1213]，從而影響學(xué)生的知識建構(gòu)，不利于增加關(guān)聯(lián)認知負荷。因此，一般情況下，用“出現(xiàn)”、“擦除”等基本型的動畫效果即可。這樣既不會增加學(xué)生的外部認知負荷，又增強了學(xué)生的關(guān)聯(lián)認知負荷。

（4）鏈接設(shè)置合理。每一個PPT呈現(xiàn)的內(nèi)容都是一個完整的知識塊，也是一個完整的系統(tǒng)。在這個大的系統(tǒng)中，又會有很多小的系統(tǒng)，因此，在制作PPT課件時，既要讓PPT的內(nèi)容可以互相訪問，又不會增加學(xué)生的外部認知負荷，且能對內(nèi)容的聯(lián)系有清晰的認識。因此，教師要認真考慮PPT課件的結(jié)構(gòu)，設(shè)計出合理的框架，設(shè)置合理的超鏈接，使得PPT內(nèi)容的鏈接既不會增加學(xué)生的外部認知負荷，又能增強學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)認知負荷。

4 結(jié)語

在信息爆炸時代，教師傳統(tǒng)的灌入式教學(xué)已不再適用，教師不僅要通過良好的PPT課件設(shè)計，提高并保持學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)動機以減少學(xué)生的外部認知負荷，增加學(xué)生的關(guān)聯(lián)認知負荷，讓學(xué)生積極主動地去獲取知識，培養(yǎng)他們自主學(xué)習(xí)的意識和能力，提高他們及時辨別與處理相似問題情境的能力，更重要的是讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，促進他們主動完成知識的意義建構(gòu)。