認(rèn)知負(fù)荷理論及其對(duì)學(xué)科教學(xué)的啟示

樊衛(wèi)賓，孫明明

（天水師范學(xué)院 政法學(xué)院，甘肅 天水 741001）

認(rèn)知負(fù)荷理論及其對(duì)學(xué)科教學(xué)的啟示

樊衛(wèi)賓，孫明明

（天水師范學(xué)院 政法學(xué)院，甘肅 天水 741001）

認(rèn)知負(fù)荷理論原是有關(guān)認(rèn)知資源分配的心理學(xué)理論，后被引申運(yùn)用為教育教學(xué)指導(dǎo)性理論。Sweller等人認(rèn)為，問(wèn)題解決和學(xué)習(xí)過(guò)程中的各種認(rèn)知加工活動(dòng)均需消耗一定的認(rèn)知資源，若活動(dòng)所需資源量超過(guò)個(gè)體的認(rèn)知資源總量，就會(huì)引起資源的分配不足，從而降低個(gè)體學(xué)習(xí)或問(wèn)題解決的效率，形成認(rèn)知超載。從學(xué)科教學(xué)角度研究認(rèn)知負(fù)荷理論，可在深入分析影響學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷因素的基礎(chǔ)上，通過(guò)更加合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，及更高效的教學(xué)方法選擇，達(dá)到“低投入、高回報(bào)”的教學(xué)效果，以最大限度地緩解學(xué)生學(xué)習(xí)壓力，并推動(dòng)教師教學(xué)方式的更新和社會(huì)教育教學(xué)改革的深化。

認(rèn)知負(fù)荷理論；學(xué)科教學(xué)；影響因素；管控措施

所謂認(rèn)知，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是認(rèn)識(shí)。即人類對(duì)外界事物的信息加工活動(dòng)，包括個(gè)體對(duì)信息的識(shí)別、加工、合成、編碼、轉(zhuǎn)換、重建和存儲(chǔ)等一系列過(guò)程。認(rèn)知負(fù)荷理論本質(zhì)上是關(guān)于認(rèn)知承載量的理論，澳大利亞心理學(xué)家John Sweller在現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)研究成果的基礎(chǔ)上，從認(rèn)知資源分配視角提出了該理論?，F(xiàn)階段，有關(guān)認(rèn)知負(fù)荷的具體內(nèi)涵眾說(shuō)紛紜，學(xué)術(shù)界尚未對(duì)其形成明確、統(tǒng)一的界定。一般認(rèn)為，認(rèn)知負(fù)荷是學(xué)習(xí)者在信息加工處理、知識(shí)內(nèi)化，或完成學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)所需投入的心理資源總量，以及所作的心理努力，即心理投入度的大小。

一、認(rèn)知負(fù)荷理論簡(jiǎn)述

1.認(rèn)知負(fù)荷理論的理論基礎(chǔ)

（1）資源限制理論。資源限制理論也叫有限容量理論，是卡尼曼(Kahneman)于1973年在《注意與努力》一書(shū)中提出的?？崧炎⒁饪醋餍睦碣Y源，認(rèn)為人的心理資源總量是有限的，注意的功能就是資源分配。認(rèn)知資源有限，主要包括兩個(gè)方面。一方面，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)習(xí)者的注意資源是有限的，當(dāng)活動(dòng)或任務(wù)中包含的無(wú)關(guān)信息過(guò)多，會(huì)使學(xué)習(xí)活動(dòng)受到干擾，降低學(xué)習(xí)效率。另一方面，工作記憶的容量也是有限的。在同時(shí)進(jìn)行幾個(gè)或多個(gè)任務(wù)時(shí)，資源分配便會(huì)遵循“此多彼少，總量恒定”的原則。若加工某信息需要消耗的資源超出了個(gè)體認(rèn)知資源的總量，便會(huì)造成認(rèn)知負(fù)荷超載現(xiàn)象，對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生消極影響。

（2）圖式理論。是指圍繞某一個(gè)主題組織起來(lái)的，以知識(shí)的表征和貯存方式為基礎(chǔ)的理論。圖式概念最早來(lái)自19世紀(jì)德國(guó)哲學(xué)家康德，他把圖式（schema）看成是“原發(fā)想象力”（productive imagi?nation）的一種特定形式或規(guī)則，并將其應(yīng)用到實(shí)現(xiàn)知識(shí)或體驗(yàn)過(guò)程的感知中。后來(lái)，瑞士著名兒童心理學(xué)家皮亞杰（Piaget）借此理論，實(shí)證性考察了“圖式”在兒童成長(zhǎng)中的作用。

現(xiàn)代圖式理論中，“圖式”是“根據(jù)信息特點(diǎn)將其歸納為一體的特殊認(rèn)知結(jié)構(gòu)”。[1]即圖式是一種根植于記憶的抽象歸納方法，這種歸類是個(gè)體在學(xué)習(xí)過(guò)程中，長(zhǎng)時(shí)記憶為彌補(bǔ)短時(shí)記憶容量有限不足，而產(chǎn)生的無(wú)意識(shí)、自動(dòng)的加工過(guò)程。知識(shí)通常以圖式形式儲(chǔ)存于長(zhǎng)時(shí)記憶中，個(gè)體運(yùn)用固有知識(shí)時(shí)無(wú)需額外耗費(fèi)資源，但卻對(duì)新信息的加工起到了基石性作用。因此，長(zhǎng)時(shí)記憶及圖式在認(rèn)知過(guò)程中的作用至關(guān)重要。

（3）工作記憶理論。工作記憶是對(duì)信息進(jìn)行暫時(shí)加工和貯存，容量有限的記憶系統(tǒng)，這種記憶易被抹去并隨時(shí)更換，因而最初被稱為短時(shí)記憶。1974年，Baddeley和Hitch在模擬短時(shí)記憶障礙實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了工作記憶的三系統(tǒng)概念，用“工作記憶”（working memory，WM）替代了原來(lái)的“短時(shí)記憶”（short-term memory，STM）。顯然，更換后的概念更契合這一記憶方式的動(dòng)態(tài)化特性。

人的信息加工系統(tǒng)包括感覺(jué)記憶、工作記憶（即短時(shí)記憶）和長(zhǎng)時(shí)記憶，它們?cè)谛畔⒓庸み^(guò)程中的功能各不相同。一般來(lái)講，長(zhǎng)時(shí)記憶的容量是無(wú)限的，是一種長(zhǎng)久性的信息存儲(chǔ)。感覺(jué)記憶又叫瞬時(shí)記憶，是信息被感覺(jué)并一瞬間保留的記憶，瞬時(shí)記憶加以注意可轉(zhuǎn)入工作記憶。而工作記憶的容量?jī)H為幾個(gè)組塊，是感覺(jué)記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶對(duì)信息加工的暫時(shí)儲(chǔ)存，工作記憶的信息經(jīng)過(guò)復(fù)述強(qiáng)化可轉(zhuǎn)入長(zhǎng)時(shí)記憶系統(tǒng)，因此對(duì)學(xué)習(xí)者意義重大。

除上述三個(gè)理論之外，有研究者認(rèn)為，認(rèn)知負(fù)荷的基礎(chǔ)理論還包括雙重編碼理論、注意的中樞能量理論、建構(gòu)主義理論等?？傮w而言，認(rèn)知負(fù)荷理論是在這些已有理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)習(xí)者心理特征發(fā)展起來(lái)的重要認(rèn)知理論。

2.認(rèn)知負(fù)荷理論的教育學(xué)基本觀點(diǎn)

大量的理論研究和實(shí)踐表明，認(rèn)知負(fù)荷是影響教學(xué)的重要因素之一。認(rèn)知負(fù)荷理論在教育教學(xué)中的運(yùn)用，意在減少對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生阻礙作用的認(rèn)知荷載，使學(xué)習(xí)者合理利用自身有限的認(rèn)知資源，在能力范圍內(nèi)盡可能接近“滿負(fù)荷”狀態(tài)，用最少精力和時(shí)間達(dá)到最優(yōu)學(xué)習(xí)效果。

對(duì)此，美國(guó)著名教育心理學(xué)家布魯納在《教育過(guò)程》（The Process of Education)中提到，“應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生‘經(jīng)濟(jì)地運(yùn)用心智’”。[2]即在學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生遵循認(rèn)知的客觀規(guī)律，學(xué)會(huì)合理分配注意力及認(rèn)知心智。他認(rèn)為教學(xué)應(yīng)遵守“動(dòng)機(jī)-結(jié)構(gòu)-序列-強(qiáng)化”原則，利用學(xué)生天然的好奇心和學(xué)習(xí)愿望，激發(fā)其強(qiáng)烈的求知欲，并采用恰當(dāng)、適合于學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的方式，編寫(xiě)教案和組織教學(xué)，使知識(shí)結(jié)構(gòu)盡量與學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)相匹配，按最佳順序呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，并隨時(shí)準(zhǔn)備修正和適時(shí)進(jìn)行強(qiáng)化。認(rèn)知負(fù)荷理論主要包括三方面的基本觀點(diǎn)：

其一，個(gè)體認(rèn)知負(fù)荷的總量是有限的，超過(guò)此限度的學(xué)習(xí)是低效甚至無(wú)效的。一般來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)材料的復(fù)雜程度越高，需要學(xué)習(xí)者耗費(fèi)的認(rèn)知資源就越多，分配到其它學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的認(rèn)知資源必然就會(huì)減少。[3]此外，除了對(duì)學(xué)習(xí)材料的加工處理外，信息的再加工，與他人的交流互動(dòng)，以及思維的再拓展也均需要學(xué)習(xí)者投入更多的認(rèn)知資源，由此便往往會(huì)造成超出一般范圍的高認(rèn)知負(fù)荷，而認(rèn)知負(fù)荷過(guò)高對(duì)學(xué)習(xí)效率具有負(fù)面作用。因此，教學(xué)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是合理配置有限認(rèn)知資源，將信息和任務(wù)控制在適度范圍內(nèi)，以避免超出學(xué)生工作記憶的加工容量。

其二，人的認(rèn)知系統(tǒng)主要由工作記憶和長(zhǎng)期記憶（長(zhǎng)時(shí)記憶）兩部分組成。其中，工作記憶雖容量有限，僅能處理部分信息，但卻對(duì)來(lái)自長(zhǎng)時(shí)記憶和感覺(jué)記憶的理解、運(yùn)算，和推理等信息的加工及認(rèn)知過(guò)程至關(guān)重要，它支持著學(xué)習(xí)者的思維過(guò)程。長(zhǎng)期記憶的容量在理論上說(shuō)是無(wú)限的，它可將工作記憶進(jìn)行轉(zhuǎn)化和加工，并以圖式的形式序列化長(zhǎng)期儲(chǔ)存，克服工作記憶的局限性。

其三，“圖式建構(gòu)和自動(dòng)化可以有效降低工作記憶的負(fù)荷”。[4]長(zhǎng)時(shí)記憶中已有的圖式及知識(shí)體系，可將大量簡(jiǎn)單、零散的新信息系統(tǒng)化，組成符合學(xué)習(xí)者邏輯的大模塊內(nèi)容和新圖式。當(dāng)?shù)退降男畔⒁乇蛔詣?dòng)歸納整理為信息組塊時(shí)，信息被加工所需的注意力和精力就會(huì)相對(duì)減少，便于學(xué)習(xí)者記憶與整理。

認(rèn)知負(fù)荷理論借鑒認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論，對(duì)學(xué)生進(jìn)行符合認(rèn)知發(fā)展水平的描述，以此理解人類思維的可塑性和缺陷。并建議把認(rèn)知容量控制在學(xué)生可接受范圍內(nèi)，使學(xué)生了解學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)和邏輯組織，將知識(shí)框架存儲(chǔ)為長(zhǎng)時(shí)記憶。同時(shí)認(rèn)為借助知識(shí)脈絡(luò)和基礎(chǔ)認(rèn)知，學(xué)生能更好完成對(duì)新知的思考、探究和總結(jié)，最終將其內(nèi)化為自身永久性的知識(shí)與技能。

二、影響認(rèn)知負(fù)荷的主要因素

認(rèn)知負(fù)荷可分為內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷、外在認(rèn)知負(fù)荷以及相關(guān)認(rèn)證負(fù)荷三類。其中，內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷是指由學(xué)習(xí)者原有知識(shí)水平、材料的固有屬性，以及二者之間的相互作用所決定的荷載。材料的固有屬性指學(xué)習(xí)材料的數(shù)量、復(fù)雜度等，學(xué)習(xí)者的元認(rèn)知水平和材料的相互作用主要指?jìng)€(gè)體遇到信息時(shí)，原有知識(shí)體系發(fā)揮的“支架”性作用，及材料對(duì)元認(rèn)知的彌補(bǔ)和沖擊作用。外在認(rèn)知負(fù)荷主要是指因教師的教學(xué)設(shè)計(jì)和材料的組織，及其呈現(xiàn)方式與教學(xué)策略等由于缺乏合理性，所產(chǎn)生的不必要認(rèn)知資源消耗，通常作為無(wú)關(guān)性額外消耗對(duì)學(xué)習(xí)形成干擾。“同一學(xué)習(xí)材料，它所引起的內(nèi)部或外部認(rèn)知負(fù)荷是由學(xué)習(xí)目標(biāo)決定的”。[5]也就是說(shuō)，判斷某一學(xué)習(xí)材料對(duì)學(xué)習(xí)者是否造成認(rèn)知負(fù)荷，抑或造成的認(rèn)知負(fù)荷是內(nèi)部還是外部的，不可單純只看材料本身，應(yīng)結(jié)合課時(shí)教學(xué)目標(biāo)，以及學(xué)習(xí)者實(shí)際認(rèn)知狀況進(jìn)行判斷。相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷也叫有效認(rèn)知負(fù)荷，主要指學(xué)習(xí)者在知識(shí)建構(gòu)和內(nèi)化過(guò)程中，意欲投入的認(rèn)知資源總量。相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷增加的過(guò)程即學(xué)習(xí)過(guò)程，它與學(xué)生想要付出的精力和努力程度有直接關(guān)系，所以Banner將其看作是長(zhǎng)時(shí)記憶中圖式建構(gòu)和自動(dòng)化的工具。

值得說(shuō)明的是，認(rèn)知負(fù)荷總量并非三者簡(jiǎn)單相加之和，而主要由內(nèi)部和外部認(rèn)知負(fù)荷共同決定。對(duì)于相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，Sweller認(rèn)為它與另外兩者不同，并非一個(gè)獨(dú)立的工作記憶負(fù)荷來(lái)源，[6]而是與外部認(rèn)知負(fù)荷互補(bǔ)發(fā)生作用。總體上說(shuō)，三者之間相互影響且影響互相疊加，因此無(wú)論是進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)還是實(shí)施課堂教學(xué)，都應(yīng)合理控制內(nèi)部和外部認(rèn)知負(fù)荷水平，尤其是外部認(rèn)知負(fù)荷量，將認(rèn)知負(fù)荷總量控制在個(gè)體可承受的范圍內(nèi)。

1.內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷的影響因素

影響內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷的因素主要是學(xué)習(xí)者的元認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)材料的特點(diǎn)。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)生不是空著腦袋進(jìn)入課堂的，其已有的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和能力可為合乎邏輯的假設(shè)奠定基礎(chǔ)，元認(rèn)知水平是新知識(shí)的基點(diǎn)和生長(zhǎng)點(diǎn)。元認(rèn)知水平越高，理解知識(shí)的速度就越快，理解的程度就越深，解決新問(wèn)題的效率就會(huì)越高。從這個(gè)意義上說(shuō)，準(zhǔn)確把握學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)層次和水平，有針對(duì)性地組織教學(xué)是順應(yīng)學(xué)生認(rèn)知活動(dòng)規(guī)律的關(guān)鍵。

另外，影響內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷的因素還包括學(xué)習(xí)材料的特點(diǎn)，即材料的難度和數(shù)量的大小等。一般說(shuō)來(lái)，數(shù)量越大、難度越高，材料涵蓋的信息要素及其內(nèi)涵的交互關(guān)系就會(huì)越復(fù)雜，需要學(xué)習(xí)者投入的心理資源越多，內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷就會(huì)越大。實(shí)際課堂教學(xué)中，課時(shí)較集中的重難點(diǎn)會(huì)消耗較多的認(rèn)知資源，有可能導(dǎo)致部分學(xué)生的認(rèn)知能力過(guò)載，因而需要教師對(duì)整體教學(xué)內(nèi)容合理布局、統(tǒng)籌規(guī)劃。

2.外在認(rèn)知負(fù)荷的影響因素

首先，無(wú)用信息的數(shù)量。認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，與圖式獲取有關(guān)的信息是必要信息，反之則是無(wú)關(guān)信息。不必要的無(wú)關(guān)信息大量存在，在某種程度上會(huì)影響學(xué)生認(rèn)知資源的分配，甚至?xí)斐蓪?duì)學(xué)生思路的誤導(dǎo)。課堂中，有些青年教師喜歡使用華麗的頁(yè)面，制作動(dòng)畫(huà)效果繁多的PPT，但過(guò)度動(dòng)感的音效和紛繁的圖片會(huì)耗費(fèi)學(xué)生寶貴的精力，增加其外在認(rèn)知負(fù)荷量。

其次，材料呈現(xiàn)的順序。課堂所用教學(xué)材料，必然要存在種種聯(lián)系。哲學(xué)原理告訴我們，一旦改變事物的內(nèi)在邏輯順序，就有可能使事物產(chǎn)生質(zhì)的變化。教學(xué)材料呈現(xiàn)的順序不科學(xué)，就有可能使學(xué)生的理解陷入困頓。因此，教師應(yīng)充分考慮材料之間的客觀聯(lián)系性，并遵循由易到難、由簡(jiǎn)入繁、層層遞進(jìn)的原則加以處理，以適應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展能力，從而最大限度地減少外在認(rèn)知負(fù)荷的干擾。

再次，教學(xué)策略的選擇與實(shí)施。如果其它條件不變，則教師選用的教學(xué)手段和方法就是課堂教學(xué)成敗的決定因素。選擇與教學(xué)內(nèi)容貼合度差的教學(xué)策略，會(huì)額外加重學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，教學(xué)效果甚至?xí)m得其反。新課改環(huán)境下，新的教學(xué)方法層出不窮。但教師要根據(jù)自身特長(zhǎng)和教學(xué)風(fēng)格，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容特征與學(xué)生特點(diǎn)等多重因素，綜合考慮、仔細(xì)斟酌，選取最佳方式手段進(jìn)行優(yōu)化組合，以達(dá)到最優(yōu)教學(xué)效果。切不可為追求教學(xué)模式新穎，而忽略放棄講授法等最基本的方法。

3.關(guān)聯(lián)認(rèn)知負(fù)荷的影響因素

關(guān)聯(lián)認(rèn)知負(fù)荷受多方面因素影響，其中最為重要的是兩個(gè)方面，即學(xué)生個(gè)體因素和外界評(píng)價(jià)。學(xué)生個(gè)體因素包括學(xué)生的個(gè)性特征、學(xué)習(xí)習(xí)慣、注意力、心理承受能力、認(rèn)知風(fēng)格，以及學(xué)習(xí)策略等。即便相同的學(xué)習(xí)材料，對(duì)于每個(gè)學(xué)生而言難易程度感受也會(huì)各自不同，主觀因素同樣會(huì)影響他們自身的心理調(diào)節(jié)。學(xué)習(xí)上，當(dāng)遇到難度系數(shù)較大的問(wèn)題時(shí)，有些學(xué)生內(nèi)心強(qiáng)大的探知欲會(huì)被激起，他們就會(huì)憑借頑強(qiáng)毅力不斷嘗試弄清；而某些學(xué)生遇此則會(huì)退縮不前，不愿繼續(xù)投入認(rèn)知資源以獨(dú)立獲得真知。

此外，外界評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生認(rèn)知資源的再分配亦很重要。來(lái)自教師、同學(xué)及家長(zhǎng)的正向評(píng)價(jià)，尤其是自身的成就獲得感，可進(jìn)一步刺激和促進(jìn)學(xué)生心理與情感投入度的增加，形成較大的關(guān)聯(lián)認(rèn)知負(fù)荷需求，并抵消內(nèi)、外在認(rèn)知負(fù)荷產(chǎn)生的困擾，成為學(xué)習(xí)績(jī)效的倍增器。因此，調(diào)整評(píng)價(jià)方式和標(biāo)準(zhǔn)，在日常教學(xué)中多給予學(xué)生積極的鼓勵(lì)和評(píng)價(jià)，不僅非常必要，更是非常重要。

三、認(rèn)知負(fù)荷理論對(duì)學(xué)科教學(xué)改革的重要啟示

基礎(chǔ)教育改革大潮流下，多數(shù)教師已開(kāi)始轉(zhuǎn)變舊的思想觀念，關(guān)注學(xué)生的主體性地位。同時(shí)，許多學(xué)校和教師也在想方設(shè)法減輕學(xué)生壓力，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。但是，由教學(xué)內(nèi)容的綜合性、復(fù)雜性和多樣性等特點(diǎn)，及每周只有幾課時(shí)的課堂時(shí)間所限，完成教學(xué)任務(wù)必然極其緊張。因此，很多情況下教師的良好愿望只能讓位于教學(xué)任務(wù)。繁雜的學(xué)習(xí)內(nèi)容，繁多的課堂活動(dòng)節(jié)點(diǎn)，加之高考制度下分?jǐn)?shù)攀比的壓力，及課外活動(dòng)時(shí)間的嚴(yán)重不足，使學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷大大增加。對(duì)此，認(rèn)知負(fù)荷理論為教改提供了有益的方向性啟示。

學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)的本質(zhì)即認(rèn)知負(fù)荷，學(xué)習(xí)需要學(xué)生投入注意、感覺(jué)、情感、時(shí)間、想象、記憶、思維等認(rèn)知資源，并對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行內(nèi)化吸收。合理的認(rèn)知負(fù)荷量有助于學(xué)生優(yōu)化學(xué)習(xí)過(guò)程，使自身認(rèn)知資源與外部獲得資源達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，記憶效能與學(xué)習(xí)效果達(dá)到最大值。這就要求在具體實(shí)際工作中，教師的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)活動(dòng)要注意減少感覺(jué)分散效應(yīng)、冗余效應(yīng)等干擾，盡可能降低學(xué)習(xí)者的外在認(rèn)知負(fù)荷，提高學(xué)生學(xué)習(xí)專注度，使“以人為本”的理念在教學(xué)中真正得到貫徹。

1.盡力控制和降低內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷

首先，巧妙安排教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，使之序列化、模塊化、層次化、條理化。根據(jù)布魯納的認(rèn)知結(jié)構(gòu)教學(xué)理論，將復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)分解為可單獨(dú)呈現(xiàn)的模塊，有利于學(xué)生運(yùn)用自身已習(xí)得的經(jīng)驗(yàn)解決問(wèn)題，并通過(guò)思考逐步使問(wèn)題清晰化，降低原生性認(rèn)知負(fù)荷因素。因而，教師應(yīng)站在學(xué)生的角度處理教學(xué)內(nèi)容，將復(fù)雜的內(nèi)容分段或分塊呈現(xiàn)，以降低難度，幫助學(xué)生理解，減少注意分散和表征保存。

其次，精選材料，刪除冗余。人的大腦容量雖是無(wú)限的，但同時(shí)能接受的信息量卻極為有限。Millerr認(rèn)為“人的工作記憶容量是7±2個(gè)信息組塊”，[7]即短時(shí)記憶的容量一般是5～9個(gè)項(xiàng)目，均值為7。中學(xué)階段學(xué)科內(nèi)容的偏多，教師對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容的拓展和補(bǔ)充，課堂學(xué)習(xí)時(shí)間的緊迫，無(wú)疑都會(huì)使學(xué)生不得不留意一些無(wú)關(guān)的冗余信息。因此，從減負(fù)角度適當(dāng)刪減無(wú)關(guān)內(nèi)容極為必要。當(dāng)然，所謂刪減，并非是指對(duì)相關(guān)內(nèi)容完全不涉及。除必要內(nèi)容外，部分內(nèi)容可采取學(xué)生課下自學(xué)，或課堂快速閱讀等方式完成。

2.合理優(yōu)化外在認(rèn)知負(fù)荷

第一，合理安排教學(xué)進(jìn)度，掌控課堂節(jié)奏。學(xué)習(xí)者的認(rèn)知速度與其原認(rèn)知水平緊密聯(lián)系，并與教學(xué)安排密切相關(guān)。教師設(shè)置恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)進(jìn)度和節(jié)奏，有助于學(xué)生在掌握已有知識(shí)的基礎(chǔ)上繼續(xù)前進(jìn)，并有足夠的時(shí)間進(jìn)行認(rèn)知加工，不會(huì)因速度過(guò)快或過(guò)慢導(dǎo)致“跟不上”和“不夠吃”的現(xiàn)象發(fā)生。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就要求教師在教學(xué)組織上通盤(pán)考慮，在教學(xué)時(shí)間上精準(zhǔn)謀劃，做到不緊不慢，張弛有度。除此之外，教師要靈活發(fā)揮教學(xué)機(jī)智才能，以隨時(shí)應(yīng)對(duì)課堂中的各種突發(fā)狀況，盡量避免因?qū)W生的個(gè)別問(wèn)題而打斷緊湊有序的課堂節(jié)奏。

第二，整合相關(guān)任務(wù)信息。當(dāng)任務(wù)信息因過(guò)于繁瑣、零碎而無(wú)法單獨(dú)理解時(shí)，學(xué)習(xí)者就必須將其進(jìn)行心理整合，而這個(gè)過(guò)程會(huì)額外加重外在認(rèn)知負(fù)荷，造成一定學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。因此，教師將相關(guān)的信息預(yù)先有機(jī)整合，可形成物理整合替代心理整合的方式。它不僅可使學(xué)習(xí)者從宏觀上整體把握學(xué)習(xí)內(nèi)容，理清其中的交互關(guān)系；更能將其注意資源集中于關(guān)鍵部位，著力解決重、難點(diǎn)問(wèn)題。整合過(guò)程中，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”情況，將最靠近“最近發(fā)展區(qū)”的部分整合后優(yōu)先出示，而將遠(yuǎn)離“最近發(fā)展區(qū)”，及較抽象的內(nèi)容后置或選擇性出示。

第三，借助多媒體輔助教學(xué)時(shí)，PPT的設(shè)計(jì)力求簡(jiǎn)潔直觀、風(fēng)格統(tǒng)一。美國(guó)著名教育心理學(xué)家Richard E.Mayer指出，“當(dāng)多媒體的設(shè)計(jì)符合人類大腦的工作特點(diǎn)時(shí)，才能促進(jìn)學(xué)習(xí)”。[8]信息時(shí)代的到來(lái)，使多媒體在課堂中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。但如果在制作課件時(shí)，一味追求視覺(jué)效果，則繁多的花樣會(huì)使學(xué)生眼花繚亂、應(yīng)接不暇，無(wú)形增加學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，削弱教學(xué)的主題。因此，PPT課件應(yīng)避免多、雜、亂，減少不必要的鏈接，取消無(wú)關(guān)的動(dòng)畫(huà)和圖片，做到格調(diào)統(tǒng)一、清晰明了，在賞心悅目的同時(shí)，突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)、強(qiáng)化主線。

第四，開(kāi)發(fā)利用符合學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷特點(diǎn)的課程資源。教學(xué)準(zhǔn)備階段，教師可搜集符合學(xué)生心理特征和認(rèn)知規(guī)律的材料，并將其以文字、圖形和表格等多種形式加以整合，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的直觀性和趣味性，使學(xué)習(xí)內(nèi)容形成較低的內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷，并使學(xué)生產(chǎn)生較高的相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。

第五，兼顧學(xué)生個(gè)體差異，因材施教。對(duì)學(xué)生個(gè)體特征的了解和把握是因材施教的前提，教師應(yīng)根據(jù)不同班級(jí)、不同層次學(xué)生的具體情況，制定針對(duì)性的差異化引導(dǎo)策略，為其提供符合各自認(rèn)知程度的個(gè)性化教學(xué)內(nèi)容。對(duì)元認(rèn)知水平整體較低的班級(jí)或?qū)W生，可采用圖形、表格等輔助教學(xué)工具，采用實(shí)踐性知識(shí)與理論性知識(shí)結(jié)合講授的方式，降低學(xué)生的外在認(rèn)知負(fù)荷。而對(duì)于元認(rèn)知水平較高的班級(jí)或?qū)W生，則應(yīng)給予更多自主探究和思考的時(shí)間，及相對(duì)復(fù)雜、較有高度的材料，使其充分調(diào)動(dòng)注意力資源，深挖細(xì)鑿，進(jìn)一步發(fā)展和拓展思維。

3.恰當(dāng)增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷

首先，多角度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和熱情。激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，對(duì)增加其相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷非常重要。教師可采用風(fēng)趣幽默的語(yǔ)言，豐富多彩的活動(dòng)，貼近生活且發(fā)人深省的情景設(shè)置，靈活多樣的課堂組織形式，民主和諧的課堂氛圍，使學(xué)生從內(nèi)心深處轉(zhuǎn)變對(duì)課堂的態(tài)度。使學(xué)習(xí)不再是枯燥乏味的漫長(zhǎng)過(guò)程，而是可增長(zhǎng)知識(shí)、發(fā)展能力、趣味橫生的一種體驗(yàn)，學(xué)生無(wú)需教師的外部督促，便能自愿主動(dòng)去積極努力。由興趣引領(lǐng)課堂，由學(xué)生主宰課堂，在強(qiáng)烈求知欲的驅(qū)使下去發(fā)現(xiàn)和感悟知識(shí)，既是新課改的本質(zhì)要求，也是有效增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷的根本途徑。另外，教師在進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)遵循多獎(jiǎng)少罰的原則，依靠對(duì)學(xué)生的正向評(píng)價(jià)，幫助其提高學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化其內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

其次，及時(shí)系統(tǒng)整理歸納學(xué)習(xí)內(nèi)容，適時(shí)進(jìn)行練習(xí)。對(duì)知識(shí)的及時(shí)梳理和總結(jié)，有助于學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)間錯(cuò)綜復(fù)雜關(guān)系的理解和掌握，有利于鞏固知識(shí)，形成認(rèn)知的圖式化框架結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)者的相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷也會(huì)隨著知識(shí)間脈絡(luò)清晰度的增加而加強(qiáng)。因而在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)重視課堂小結(jié)及單元的復(fù)習(xí)總結(jié)，適時(shí)進(jìn)行課堂和課外練習(xí)，幫助學(xué)生形成獨(dú)立、完整的知識(shí)體系。

總體上說(shuō)，認(rèn)知負(fù)荷理論是依托認(rèn)知心理學(xué)發(fā)展起來(lái)的新型理論，目前雖取得了一定研究成果，但隨著教改深化仍有廣闊的討論空間。運(yùn)用認(rèn)知負(fù)荷理論，合理安排學(xué)習(xí)材料容量與時(shí)間，更科學(xué)呈現(xiàn)非結(jié)構(gòu)性知識(shí)，是認(rèn)知趨近理想化狀態(tài)的保證。同時(shí)，應(yīng)該看到與其它教育理論一樣，認(rèn)知負(fù)荷理論也不是普適性的，在其基礎(chǔ)上衍生出來(lái)的樣例效應(yīng)、目標(biāo)自由效應(yīng)等都具有條件性，因此在教學(xué)選用時(shí)應(yīng)綜合多重因素慎重進(jìn)行考慮。

[1]FRED PASS,ALEXANDER RENKL,JOHN SWELLER.Cofnitive Load Theory and Instructional Design:Recent Devel?opments[J].Educational Psychologist,2003,38(1):1-4.

[2]杰羅姆·西摩·布魯納.教育過(guò)程[M].北京:文化教育出版社,1960.

[3]楊麗恒,原文志,馬建宏.基于認(rèn)知負(fù)荷理論的數(shù)學(xué)“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式探究[J].教學(xué)與管理,2015,(21):102

[4]王海艷.認(rèn)知負(fù)荷理論在高中思想政治課教學(xué)中的運(yùn)用[D].蘇州:蘇州大學(xué),2013:11.

[5]陳鋒娟.關(guān)于認(rèn)知負(fù)荷理論的幾點(diǎn)新認(rèn)識(shí)[J].軟件導(dǎo)刊·教育技術(shù),2014,(4):11.

[6]JOHN SWELLERR.Element interactivity and intrinsic,extraneous,and germane cognitive load[J].Educational Psychol?ogy Review,2010,(22):123-138.

[7]劉榮,賈靜.認(rèn)知負(fù)荷理論對(duì)多媒體教學(xué)設(shè)計(jì)的啟示[J].教育技術(shù)導(dǎo)刊,2006,(11):21.

[8]RICHARD E.MAYER.多媒體學(xué)習(xí)[M].北京:商務(wù)印書(shū)館, 2006.

〔責(zé)任編輯 王小風(fēng)〕

Cognitive Load Theory and its Enlightenment on Subject Teaching

Fan Weibin,Sun Mingming
(School of Political Science and Law,Tianshui Normal University,Tianshui Gansu741001,China)

Cognitive load theory,originally a theory of psychology about cognitive resource allocation,was later ap?plied into education and became an educational guidance theory.From the perspective of subject teaching,the study of cognitive load theory can produce what is called“l(fā)ow investment,high return”effect via scientific analysis of the factors influencing the students’cognitive load,reasonable teaching design and more efficient teaching methods, which is believed to be able to relieve the students’tension up to the hit and promote the teachers’up-dating of their teaching methods and the deepening of social education reform.

cognitive load theory;subject teaching;influencing factors;control measures

G642

A

1671-1351（2016）06-0110-05

2016-08-19

樊衛(wèi)賓（1966-），男，甘肅天水人，天水師范學(xué)院政法學(xué)院教授，碩士研究生導(dǎo)師。