基于認(rèn)知負(fù)荷理論對(duì)WebQuest與傳統(tǒng)教學(xué)的對(duì)比研究

呂航 王俊秋

摘 要：隨著信息技術(shù)的在教育領(lǐng)域應(yīng)用的不斷普及，基于因特網(wǎng)的探究性教學(xué)活動(dòng)（WebQuest）也被逐漸應(yīng)用于基礎(chǔ)教學(xué)領(lǐng)域，并在教學(xué)過(guò)程中取得了良好成效，但同時(shí)也遭到了傳統(tǒng)教學(xué)支持者的排斥和質(zhì)疑。為了研究WebQuest相比較于傳統(tǒng)教學(xué)在小學(xué)語(yǔ)文教學(xué)中是否具有優(yōu)勢(shì)，本文擬從認(rèn)知負(fù)荷理論角度對(duì)兩種教學(xué)方式的教學(xué)效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果分析來(lái)評(píng)價(jià)兩種教學(xué)方式的教學(xué)效果，并提出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知負(fù)荷;WebQuest;教學(xué)效果;教師培養(yǎng)

一、認(rèn)知負(fù)荷理論概述

由澳大利亞心理學(xué)家John Sweller（1988）等提出的認(rèn)知負(fù)荷理論認(rèn)知負(fù)荷理論（Cognitive Load Theory）[1]，一直對(duì)于現(xiàn)代教育理論，尤其是在教育心理學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)等領(lǐng)域中有著深遠(yuǎn)的影響。認(rèn)知負(fù)荷（Cognitive Load）是指人在完成任務(wù)過(guò)程中進(jìn)行信息加工所需要的認(rèn)知資源的總量，該理論經(jīng)過(guò)許多教育家和心理學(xué)家的努力，不斷得到完善，該理論認(rèn)為影響認(rèn)知負(fù)荷的主要因素有學(xué)習(xí)材料組織和呈現(xiàn)方式、學(xué)習(xí)材料的復(fù)雜性和個(gè)體的專長(zhǎng)水平。為了更好的研究認(rèn)知負(fù)荷理論，學(xué)者們根據(jù)該理論的特性又將認(rèn)知負(fù)荷理論具體分為了：內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷、外在認(rèn)知負(fù)荷和有效認(rèn)知負(fù)荷三類。

基于認(rèn)知負(fù)荷理論，學(xué)習(xí)者的認(rèn)知資源是有限的，而在學(xué)習(xí)任務(wù)中，任何活動(dòng)都會(huì)消耗認(rèn)知資源，當(dāng)學(xué)習(xí)任務(wù)所需要消耗的認(rèn)知資源超過(guò)了學(xué)習(xí)者本身所具有的認(rèn)知資源總量時(shí)，就會(huì)造成認(rèn)知超負(fù)荷（eognitiveoverload），從而影響學(xué)習(xí)的效果和效率。這時(shí)，我們要求在學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程中，必須要有效的管理好以上三種認(rèn)知負(fù)荷，使得學(xué)習(xí)者所承受的三種認(rèn)知負(fù)荷之和不得超過(guò)其工作任務(wù)的總負(fù)荷。這使得我們?cè)诮虒W(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)不斷調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)降低外在負(fù)荷和內(nèi)在負(fù)荷，并通過(guò)增加有效負(fù)荷，在三種認(rèn)知負(fù)荷之和不超過(guò)工作記憶的總負(fù)荷的前提下，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率。

二、基于WebQuest的教學(xué)模式

基于WebQuest的教學(xué)模式是由美國(guó)圣地亞哥州立大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院教授伯尼·道治（Bernie Dodge）和湯姆·瑪?shù)伲═om March）（1995）年提出的。顧名思義，我們可以把 Web Quest 理解成一種基于英特網(wǎng)的探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)，即通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)英特網(wǎng)查找資料，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展自主學(xué)習(xí)研究。具體包括在課堂教學(xué)中，教師向?qū)W生呈現(xiàn)一個(gè)特定的情景或任務(wù)，要求學(xué)生通過(guò)借助英特網(wǎng)去尋找發(fā)現(xiàn)相關(guān)解決方案。教師在整個(gè)課堂中只是充當(dāng)引導(dǎo)者，而學(xué)生則成為了整個(gè)課程學(xué)習(xí)的主角。

三、基于認(rèn)知負(fù)荷理論的兩種教學(xué)方式實(shí)驗(yàn)研究

為了研究WebQuest相比較于傳統(tǒng)教學(xué)的教學(xué)效果，我們引入認(rèn)知負(fù)荷這一概念，選取四川省宜賓市翠屏區(qū)四所小學(xué)校共1700名小學(xué)生在兩種教學(xué)模式下的認(rèn)知負(fù)荷進(jìn)行研究，以對(duì)比分析在WebQuest與傳統(tǒng)教學(xué)兩種教學(xué)模式下，學(xué)生在語(yǔ)文學(xué)習(xí)的認(rèn)知負(fù)荷上是否存在明顯差異。

[被研究者來(lái)源＼&小學(xué)三年級(jí)＼&小學(xué)四年級(jí)＼&被研究者平均年齡＼&8（取整后）＼&9（取證后）＼&被研究者總體規(guī)模＼&800人（其中男生423人，女生377人）＼&900人（其中男生412，女生488人）＼&]

表一 ?被研究者情況表

本次研究共分為兩組實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)分別設(shè)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，具體包括小學(xué)四年級(jí)學(xué)生在Web Quest（實(shí)驗(yàn)組）與傳統(tǒng)教學(xué)（對(duì)照組）下認(rèn)知負(fù)荷對(duì)比研究（實(shí)驗(yàn)一），小學(xué)三年級(jí)學(xué)生在Web Quest（實(shí)驗(yàn)組）與傳統(tǒng)教學(xué)（對(duì)照組）下認(rèn)知負(fù)荷的對(duì)比研究（實(shí)驗(yàn)二）。

本次研究選取小學(xué)四年級(jí)語(yǔ)文課文《鳥(niǎo)的天堂》作為研究媒介，被研究者（小學(xué)三年級(jí)和小學(xué)四年級(jí)）均未在以前接觸過(guò)此篇課文，但在對(duì)語(yǔ)文學(xué)習(xí)認(rèn)知能力方面，小學(xué)四年級(jí)學(xué)生明顯高于小學(xué)三年級(jí)學(xué)生。本次研究以具有20年工作經(jīng)驗(yàn)的小學(xué)語(yǔ)文教師，以傳統(tǒng)教學(xué)模式下的《鳥(niǎo)的天堂》教學(xué)作為對(duì)照組，以基于互聯(lián)網(wǎng)自主研究教學(xué)的Web Quest教學(xué)模式作為實(shí)驗(yàn)組。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組具體教學(xué)設(shè)計(jì)如下表：

[組別＼&傳統(tǒng)教學(xué)（對(duì)照組）＼&WebQuest（實(shí)驗(yàn)組）＼&課前預(yù)習(xí)布置＼&請(qǐng)同學(xué)們通讀課文，遇到不懂得生字、生詞查閱字典，掌握讀音、字形、理解詞義＼&教師提供參考網(wǎng)址，要求學(xué)生分組扮演科學(xué)家、攝影家、作家，通過(guò)上網(wǎng)自主查閱有關(guān)廣東省新會(huì)縣天馬河地理環(huán)境與動(dòng)物保護(hù)的資料，完成一篇關(guān)于該區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)的建議方案。方案需包括圖片、文字說(shuō)明、紀(jì)錄片資料等。＼& ? ? 課堂教學(xué)＼&①教師在黑板上列出生字、生詞，要求學(xué)生標(biāo)明讀音與詞義。

②教師介紹本文作者、文章寫作背景。

③學(xué)生通讀文章，教師提問(wèn)：巴金幾次經(jīng)過(guò)鳥(niǎo)的天堂分別看到什么景象？文章的寫作順序是什么？

④教師與學(xué)生總結(jié)大榕樹(shù)的特征與鳥(niǎo)的特征？

⑤教師要求學(xué)生歸納文章的中心思想。

⑥教師列出課文框架，總結(jié)全文。＼&①每個(gè)小組派一名代表，就小組課后完成的項(xiàng)目作品向全班進(jìn)行匯報(bào)。

②各小組互評(píng)，最后教師總結(jié)，并開(kāi)始課文《鳥(niǎo)的天堂》的學(xué)習(xí)。

③教師提出問(wèn)題：請(qǐng)結(jié)合你們之前所收集的資料，談一談：大榕樹(shù)“獨(dú)木成林”的原因？鳥(niǎo)兒們喜歡生活在什么樣的環(huán)境中？通過(guò)對(duì)《鳥(niǎo)的天堂》這篇文章的學(xué)習(xí)，你有什么啟發(fā)？

④結(jié)合課文和小組收集的資料，談一談人類應(yīng)該怎樣與小鳥(niǎo)、大榕樹(shù)共處？人類該采取怎樣的措施，才能挽留住大自然恩賜的“鳥(niǎo)的天堂”？我們應(yīng)該怎樣保護(hù)身邊的生態(tài)環(huán)境？＼&課后作業(yè)＼&聽(tīng)寫本節(jié)課生字生詞，用本節(jié)課學(xué)習(xí)的新詞語(yǔ)造句。＼&要求同學(xué)們模仿巴金的創(chuàng)作手法，結(jié)合之前所收集的資料，寫一篇描述動(dòng)物與生態(tài)環(huán)境的文章。＼&]

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

課程結(jié)束后，為了測(cè)試兩種教學(xué)模式下的教學(xué)效果。我們特聘請(qǐng)了教育專家，對(duì)兩個(gè)年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)成果進(jìn)行測(cè)評(píng)，具體包括生字詞注音、釋義識(shí)記測(cè)試、造句測(cè)試、文章理解測(cè)試、情感與認(rèn)知測(cè)試、寫作測(cè)試這六個(gè)方面，再通過(guò)Spss 13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，我們得出如下測(cè)試結(jié)論：

（1）在生字詞字形與注音識(shí)記測(cè)試環(huán)節(jié)中，傳統(tǒng)教學(xué)下的學(xué)生平均成績(jī)明顯高于WebQuest下教學(xué)的學(xué)生平均成績(jī)。

（2）在詞語(yǔ)造句測(cè)試環(huán)節(jié)中，兩種教學(xué)方式下的學(xué)生成績(jī)無(wú)明顯差別。

（3）在文章理解測(cè)試中，WebQuest下的學(xué)生平均成績(jī)略高與傳統(tǒng)教學(xué)下的學(xué)生平均成績(jī)。

（4）在情感與認(rèn)知測(cè)試中，WebQuest下的學(xué)生平均成績(jī)明顯高于傳統(tǒng)教學(xué)下的學(xué)生成績(jī)。

（5）在寫作測(cè)試中，WebQuest下的學(xué)生文章質(zhì)量明顯高于傳統(tǒng)教學(xué)下學(xué)生的文章質(zhì)量。

（6）具有較多知識(shí)能力的學(xué)生（小學(xué)四年級(jí)）相比較于較少知識(shí)積累的學(xué)生（小學(xué)三年級(jí)）在WebQuest教學(xué)模式下，優(yōu)勢(shì)更明顯。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

測(cè)試結(jié)果一中顯示的在生字詞字形注音環(huán)節(jié)中，傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生平均成績(jī)優(yōu)于WebQuest下學(xué)生平均成績(jī)，原因在于傳統(tǒng)教學(xué)在課程安排上，教師用了較多時(shí)間對(duì)生詞字字形、注音進(jìn)行講解，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)于生詞字的記憶，而WebQuest由于其課程教學(xué)大部分時(shí)間被用來(lái)學(xué)生的自主探究，這對(duì)于學(xué)生單純的生字詞識(shí)記可能是外在負(fù)荷，從而導(dǎo)致在這一環(huán)節(jié)測(cè)試中，學(xué)生對(duì)字詞的識(shí)記成績(jī)明顯優(yōu)于WebQuest。

測(cè)試結(jié)果二中顯示的在造句測(cè)試環(huán)節(jié)中，兩種教學(xué)模式下的學(xué)生成績(jī)無(wú)明顯差別。這與之前所預(yù)測(cè)的傳統(tǒng)教學(xué)在詞語(yǔ)造句方面成績(jī)優(yōu)于WebQuest的測(cè)試結(jié)果存在差異，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)教學(xué)中教師花費(fèi)了大量時(shí)間對(duì)詞語(yǔ)的釋義進(jìn)行講解，并布置了針對(duì)性的造句作業(yè)，理應(yīng)成績(jī)更高。但是重新梳理教學(xué)過(guò)程后，可以發(fā)現(xiàn)，在WebQuest教學(xué)中，、同學(xué)們?cè)谑占Y料、上臺(tái)展示資料、課后布置作文寫作過(guò)程中，就已經(jīng)將課文中詞語(yǔ)的使用潛移默化地學(xué)會(huì)。在同學(xué)們所寫的作文中，也能找到課文中的相關(guān)詞語(yǔ)。這說(shuō)明相關(guān)負(fù)荷在造句測(cè)試中發(fā)揮了作用，同學(xué)們通過(guò)對(duì)相關(guān)認(rèn)知元素進(jìn)行重組，最終促進(jìn)了學(xué)習(xí)。

測(cè)試結(jié)果三所顯示的文章理解測(cè)試結(jié)果，WebQuest下的學(xué)生平均成績(jī)略高于傳統(tǒng)教學(xué)下的平均成績(jī)，可能原因在于WebQuest的教學(xué)模式下，學(xué)生由于之前收集資料和角色扮演過(guò)程中，已經(jīng)樹(shù)立了生態(tài)保護(hù)和熱愛(ài)大自然的情感意識(shí)，這將有利于理解作者的中心思想和寫作意圖。接下來(lái)，教師再對(duì)文章中的重難點(diǎn)進(jìn)行剖析講解，這也與學(xué)生之前的知識(shí)積累融會(huì)貫通，從而最終加深了學(xué)生對(duì)課文的理解。

測(cè)試結(jié)果四中所顯示的情感與認(rèn)知測(cè)試中，WebQuest下的學(xué)生平均成績(jī)明顯高于傳統(tǒng)教學(xué)下的平均成績(jī)，原因在于在WebQuest教學(xué)模式下，教師首先通過(guò)布置小組任務(wù)，讓每個(gè)同學(xué)分別進(jìn)行角色扮演，親身經(jīng)歷到整個(gè)課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生為了完成教師所布置的展示任務(wù)，會(huì)借助互聯(lián)網(wǎng)去收集相關(guān)資料，在收集過(guò)程中，大量的信息資源也會(huì)加強(qiáng)學(xué)生的情感認(rèn)知能力，在展示與小組互評(píng)中，面對(duì)不同觀點(diǎn)與展示信息的匯集，會(huì)進(jìn)一步激起學(xué)生的思考并在大腦中對(duì)相關(guān)信息資源進(jìn)行進(jìn)一步的整理，進(jìn)一步的提升了學(xué)生的情感認(rèn)知能力。接下來(lái)的課程講解，由于學(xué)生有了之前的信息積累，教師的講授自然會(huì)與學(xué)生大腦中的知識(shí)資源發(fā)生碰撞，進(jìn)一步地促進(jìn)學(xué)生情感與認(rèn)知能力的提升。這些都是傳統(tǒng)教學(xué)中，教師單純的教學(xué)講授所不能媲美的。

測(cè)試結(jié)果五中所顯示的寫作測(cè)試中，WebQuest下的學(xué)生文章質(zhì)量明顯高于傳統(tǒng)教學(xué)下學(xué)生的文章質(zhì)量。這個(gè)結(jié)果與預(yù)測(cè)的一致，因?yàn)閃ebQuest融入了學(xué)生角色扮演、小組合作收集資料，學(xué)生在親身參與過(guò)程中，將會(huì)深深激發(fā)學(xué)生對(duì)于大自然的熱愛(ài)以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境的強(qiáng)烈意識(shí)。在這種思想感情的沉淀下，學(xué)生寫出的文章必然也是真情流露，文章質(zhì)量自然提升不少。

測(cè)試結(jié)果六中高年級(jí)的學(xué)生相比較于低年級(jí)學(xué)生，WebQuest更能體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)閃ebQuest由于其所包括的認(rèn)知要素更多，知識(shí)間的相關(guān)性更強(qiáng)，任務(wù)難度更大，學(xué)生所面臨的內(nèi)在負(fù)荷和外在負(fù)荷也更大。而由于內(nèi)在負(fù)荷來(lái)源于認(rèn)知任務(wù)本身，并由要學(xué)習(xí)的材料的復(fù)雜性與學(xué)習(xí)者專業(yè)知識(shí)之間的關(guān)系所決定，高年級(jí)學(xué)生由于其較低年級(jí)學(xué)生更擁有豐富的先前知識(shí)，所以其在學(xué)習(xí)新知識(shí)的過(guò)程中，所面臨的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷將會(huì)明顯低于先前知識(shí)缺乏者。而且由于高年級(jí)學(xué)生在面對(duì)外在無(wú)用信息具有更強(qiáng)的篩選和識(shí)別能力，所以其所面臨的外在負(fù)荷也較低年級(jí)向?qū)W生較少。高年級(jí)學(xué)生由于有了更多相關(guān)知識(shí)的積累沉淀，在課文學(xué)習(xí)中，更能夠把相關(guān)知識(shí)與文章學(xué)習(xí)相聯(lián)系起來(lái)，在一定程度上也促進(jìn)了學(xué)習(xí)。

六、總結(jié)與結(jié)論

綜上所述：WebQuest相比較于傳統(tǒng)語(yǔ)文教學(xué)，更能降低學(xué)生的認(rèn)知總負(fù)荷，能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)文章的理解、學(xué)生情感認(rèn)知態(tài)度、學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、學(xué)生寫作能力以及學(xué)生創(chuàng)新思維能力、自主學(xué)習(xí)能力、自主探究能力的提升，這些優(yōu)勢(shì)在高年級(jí)尤其是高年級(jí)男生中體現(xiàn)更明顯，而傳統(tǒng)教學(xué)在傳統(tǒng)的識(shí)字和認(rèn)詞方面較WebQuest更有優(yōu)勢(shì)。鑒于兩種教學(xué)方式各有特點(diǎn)，所以本文主張?jiān)谡n堂教學(xué)中以WebQuest教學(xué)方式為主，而在課后作業(yè)布置方面，增加學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查閱相關(guān)字詞，并完成相關(guān)詞語(yǔ)造句的作業(yè)，以促進(jìn)學(xué)生對(duì)生字詞的熟練程度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試證明，該改進(jìn)方案能夠顯著提高學(xué)生的識(shí)字識(shí)詞能力。這一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也表明：經(jīng)教學(xué)者合理設(shè)計(jì)后的WebQuest能夠在各方面完全取代傳統(tǒng)教學(xué)，相比于傳統(tǒng)教學(xué)更能發(fā)揮更好的教學(xué)效果。但由于WebQues相比較與傳統(tǒng)教學(xué)在教學(xué)設(shè)計(jì)上對(duì)教學(xué)者的能力要求更高，教學(xué)者必須具備較強(qiáng)的信息教育技術(shù)素養(yǎng)，熟悉教學(xué)內(nèi)容目標(biāo)以及良好的課題組織設(shè)計(jì)能力和課堂的整體把控能力。所以為了在更多的基層學(xué)校更好地發(fā)揮WebQuest的教學(xué)成效，對(duì)新技術(shù)、新教育理念下的教師培訓(xùn)必然需要加強(qiáng)。

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