淺談?wù)J知負(fù)荷理論對(duì)于樣例學(xué)習(xí)的指導(dǎo)性作用

班宇威

摘 要：認(rèn)知負(fù)荷理論多年來(lái)對(duì)教學(xué)起著重要的指導(dǎo)作用，它為樣例學(xué)習(xí)提供了認(rèn)知方面的理論支撐，也對(duì)樣例的設(shè)計(jì)提出了一定要求。根據(jù)其內(nèi)部成分的互動(dòng)性，即聯(lián)系的緊密程度，學(xué)習(xí)材料也被進(jìn)行了新的劃分，深入探討了教學(xué)中的學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)材料和教學(xué)手段之間的聯(lián)系。作者在此對(duì)認(rèn)知負(fù)荷理論及其近年的發(fā)展做了介紹，并對(duì)該理論做了簡(jiǎn)要評(píng)述。

關(guān)鍵詞：樣例學(xué)習(xí)；樣例設(shè)計(jì)；認(rèn)知負(fù)荷；成分互動(dòng)

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1008-1216（2017）12B-0051-02

認(rèn)知負(fù)荷，就是指人在加工信息時(shí)，學(xué)習(xí)材料本身對(duì)學(xué)習(xí)者工作記憶資源的占用量。該理論認(rèn)為，能夠使信息在長(zhǎng)時(shí)記憶中存儲(chǔ)是教學(xué)的主要功能。為了使學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)習(xí)產(chǎn)生較低的認(rèn)知負(fù)荷，達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果，教學(xué)材料與學(xué)習(xí)的制作必須要遵循一定的規(guī)則。樣例學(xué)習(xí)也就是通過(guò)帶有解題過(guò)程和結(jié)果的例子進(jìn)行學(xué)習(xí)。

一、學(xué)習(xí)材料的類型

認(rèn)知負(fù)荷理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)材料的類型直接影響著學(xué)習(xí)時(shí)所需的認(rèn)知資源，有效的學(xué)習(xí)材料會(huì)將學(xué)習(xí)者的認(rèn)知資源指向?qū)W習(xí)活動(dòng)，從而促進(jìn)學(xué)習(xí)。據(jù)此，認(rèn)知心理學(xué)家斯威勒根據(jù)學(xué)習(xí)材料的復(fù)雜性將其劃分為“低成分互動(dòng)”材料和“高成分互動(dòng)”材料。“成分互動(dòng)”是指加工學(xué)習(xí)材料的每一個(gè)元素時(shí)是否需要其他元素的參與。對(duì)于不同組成成分的材料，學(xué)習(xí)者的加工方式和產(chǎn)生的認(rèn)知負(fù)荷也不同。

（一）低成分互動(dòng)材料

所謂低成分互動(dòng)的學(xué)習(xí)材料，就是指那些在學(xué)習(xí)時(shí)可以單獨(dú)進(jìn)行加工，而不需要其他的相關(guān)知識(shí)參與的材料。這種材料在學(xué)習(xí)時(shí)產(chǎn)生的認(rèn)知負(fù)荷相對(duì)較小。例如，英文單詞、日語(yǔ)的假名以及獨(dú)立的幾何圖形，都屬于低成分互動(dòng)材料。在學(xué)習(xí)某一個(gè)英文單詞時(shí)，只需要掌握這個(gè)單詞的拼寫與意義，并不需要考慮其他單詞。所以，這種材料只要求學(xué)習(xí)者進(jìn)行即時(shí)性加工。從單一的成分來(lái)看，這種材料是學(xué)生較容易掌握的類型，然而這種材料往往屬于一個(gè)較大的群體，學(xué)生很難掌握該群體中的大量元素。在學(xué)習(xí)日語(yǔ)時(shí)，掌握單一的平假名“あ”很容易，而學(xué)習(xí)全部的平假名和片假名則經(jīng)常容易混淆。這種對(duì)于某種低成分互動(dòng)材料群體的學(xué)習(xí)，涉及的是工作記憶以外的長(zhǎng)時(shí)記憶，它需要長(zhǎng)期、大量的練習(xí)才能夠穩(wěn)定地保持在長(zhǎng)時(shí)記憶中。

（二）高成分互動(dòng)材料

高成分互動(dòng)材料中包含了較多的元素，且元素之間相互聯(lián)系。學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)必須掌握該材料的所有元素才能夠達(dá)到學(xué)習(xí)目的。例如，學(xué)習(xí)一個(gè)物理公式，學(xué)生必須了解公式左邊和公式右邊各個(gè)符號(hào)或字母的意義，一旦哪個(gè)符號(hào)或字母沒(méi)有理解，就會(huì)導(dǎo)致公式學(xué)習(xí)效果不佳甚至失敗。學(xué)習(xí)者只有同時(shí)加工高成分互動(dòng)材料的所有元素才能夠達(dá)到學(xué)習(xí)效果，故其與低成分互動(dòng)的材料相比會(huì)對(duì)工作記憶產(chǎn)生較高的認(rèn)知負(fù)荷。所以，初學(xué)者在學(xué)習(xí)高成分互動(dòng)材料時(shí)較為困難，而對(duì)于那些熟悉該知識(shí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們的長(zhǎng)時(shí)記憶中存儲(chǔ)著大量的圖式，即使同時(shí)加工學(xué)習(xí)材料也不會(huì)產(chǎn)生過(guò)高的認(rèn)知負(fù)荷。就像學(xué)生掌握了物理公式中每一個(gè)字母所代表的意義，就只需要理解這些字母之間的關(guān)系就能夠達(dá)到學(xué)習(xí)目的，這種熟悉相關(guān)知識(shí)的人對(duì)該知識(shí)的學(xué)習(xí)并不會(huì)占用大量的認(rèn)知資源。也就是說(shuō)，熟悉的高成分互動(dòng)材料并不會(huì)使學(xué)習(xí)者產(chǎn)生過(guò)高的認(rèn)知負(fù)荷。

二、認(rèn)知負(fù)荷的類型

認(rèn)知負(fù)荷可以分為外在認(rèn)知負(fù)荷、內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷和相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。不同的認(rèn)知負(fù)荷有著不同的來(lái)源和影響。研究學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的各類認(rèn)知負(fù)荷情況，可以促使教師設(shè)計(jì)并使用更加有效的教學(xué)手段、教學(xué)程序及教學(xué)材料。

（一）外在認(rèn)知負(fù)荷

外在認(rèn)知負(fù)荷對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生阻礙作用。如果在教學(xué)設(shè)計(jì)中，教學(xué)內(nèi)容的組織和呈現(xiàn)方式使外在認(rèn)知負(fù)荷超過(guò)學(xué)生的認(rèn)知資源總量，便會(huì)影響學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)。

已有研究證明，樣例學(xué)習(xí)可以有效地降低外在認(rèn)知負(fù)荷，是良好的教學(xué)方式。學(xué)習(xí)過(guò)程中的指導(dǎo)信息最初會(huì)增加有效認(rèn)知負(fù)荷，學(xué)習(xí)效果較好，不過(guò)隨著學(xué)習(xí)的不斷深入，這些指導(dǎo)信息會(huì)變成冗余信息，將增加無(wú)效的認(rèn)知負(fù)荷，阻礙學(xué)習(xí)效率。初學(xué)者在學(xué)習(xí)初期需要更多的指導(dǎo)性信息來(lái)提高學(xué)習(xí)效果，而在他們掌握了較多的相關(guān)知識(shí)、成為該知識(shí)的“專家”后，較多的指導(dǎo)信息則會(huì)降低學(xué)習(xí)效果。這使得具有較多相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)者產(chǎn)生了一種“專長(zhǎng)逆轉(zhuǎn)效應(yīng)”。這是由于在教學(xué)過(guò)程中沒(méi)有考慮學(xué)生自身的相關(guān)知識(shí)水平，而采取了過(guò)多的指導(dǎo)使其產(chǎn)生了較高的外在認(rèn)知負(fù)荷。外在認(rèn)知負(fù)荷的升高，增加了學(xué)生工作記憶的負(fù)擔(dān)，降低了學(xué)習(xí)效果。

（二）內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷

內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷是學(xué)習(xí)材料本身和學(xué)習(xí)者相關(guān)知識(shí)的交互作用所引起的認(rèn)知負(fù)荷。教學(xué)方法和程序不能對(duì)它產(chǎn)生影響。也就是說(shuō)，相比于有著豐富的相關(guān)知識(shí)的“專家”來(lái)說(shuō)，“新手”學(xué)習(xí)同樣復(fù)雜程度的材料會(huì)產(chǎn)生較多的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷。

以往的研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)樣例學(xué)習(xí)材料學(xué)習(xí)知識(shí)，新手也能夠產(chǎn)生良好的學(xué)習(xí)效果。這證明樣例學(xué)習(xí)可以有效降低新手學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)的認(rèn)知負(fù)荷。而對(duì)于那些有著較多的相關(guān)知識(shí)的“專家”來(lái)說(shuō)，這種方法的有效性可能會(huì)降低，甚至產(chǎn)生負(fù)面的學(xué)習(xí)效果。這就對(duì)樣例的設(shè)計(jì)提出了“因材施教”的要求，教師應(yīng)該對(duì)于相關(guān)知識(shí)不豐富的學(xué)生提供相對(duì)豐富的指導(dǎo)信息，而對(duì)那些相關(guān)知識(shí)豐富的學(xué)生應(yīng)減少信息指導(dǎo)來(lái)避免超過(guò)其內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷。

（三）相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷

相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷不同于內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷。它是指在學(xué)習(xí)過(guò)程中，由學(xué)習(xí)材料的組織和呈現(xiàn)方式引起的有利于學(xué)習(xí)的認(rèn)知負(fù)荷。如果說(shuō)外在認(rèn)知負(fù)荷會(huì)阻礙學(xué)習(xí)，那么相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷則會(huì)促進(jìn)學(xué)習(xí)。外在認(rèn)知負(fù)荷使工作記憶資源參與了知識(shí)的識(shí)別與匹配，不利于圖式，即關(guān)于新知識(shí)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)和自動(dòng)化，而相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷有助于使更多的認(rèn)知資源投入到圖式的獲取和自動(dòng)化中。

外在認(rèn)知負(fù)荷和相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷都取決于設(shè)計(jì)教學(xué)程序的人，那么，為了促進(jìn)學(xué)習(xí)，必須使用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)材料，應(yīng)用合適的呈現(xiàn)方式，達(dá)到在降低外在認(rèn)知負(fù)荷，增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷的同時(shí)，又不超過(guò)學(xué)習(xí)者本身能夠承受的認(rèn)知負(fù)荷。

樣例學(xué)習(xí)材料通過(guò)“解釋”和“標(biāo)記”等方法促進(jìn)了學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)材料的注意和加工，從而提高了學(xué)習(xí)者的相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，有效達(dá)到了學(xué)習(xí)目的。

三、結(jié)束語(yǔ)

認(rèn)知負(fù)荷理論的提出，對(duì)樣例的設(shè)計(jì)提出了要求，也為樣例學(xué)習(xí)提供了與認(rèn)知相關(guān)的理論支撐。它要求設(shè)計(jì)樣例時(shí)最大限度地降低阻礙學(xué)習(xí)的外在認(rèn)知負(fù)荷，優(yōu)化促進(jìn)學(xué)習(xí)的相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，使學(xué)習(xí)者有效地利用有限的認(rèn)知資源。

認(rèn)知負(fù)荷理論解釋了樣例學(xué)習(xí)的基本條件，學(xué)習(xí)者自身內(nèi)在條件：具體表現(xiàn)在認(rèn)知資源總量和知識(shí)基礎(chǔ)水平；樣例學(xué)習(xí)的外在條件：具體表現(xiàn)在學(xué)習(xí)材料的復(fù)雜程度、材料的組織與呈現(xiàn)等。任何一個(gè)理論衍生的應(yīng)用往往都會(huì)驗(yàn)證原理論，但認(rèn)知資源理論不僅僅驗(yàn)證了原理論，還驗(yàn)證了許多認(rèn)知心理學(xué)的觀點(diǎn)。例如，圖式的獲得，工作記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶的區(qū)別等。認(rèn)知負(fù)荷理論指導(dǎo)我們運(yùn)用認(rèn)知心理學(xué)的原理來(lái)設(shè)計(jì)更合理高效的教學(xué)材料和教學(xué)手段。

認(rèn)知負(fù)荷理論雖然以認(rèn)知心理學(xué)的知識(shí)為基礎(chǔ)，但它并沒(méi)有回答樣例學(xué)習(xí)的認(rèn)知過(guò)程問(wèn)題，所以它是一個(gè)條件性理論。值得注意的是，雖然學(xué)習(xí)的確會(huì)產(chǎn)生認(rèn)知負(fù)荷，但是這種負(fù)荷在研究之處難以直接測(cè)量，只能用一些指標(biāo)去描述它，如工作記憶中需要處理的元素?cái)?shù)量，即學(xué)習(xí)材料的復(fù)雜程度，以及解決方案的數(shù)量等。但這些指標(biāo)并不能夠準(zhǔn)確地說(shuō)明在學(xué)習(xí)過(guò)程中具體產(chǎn)生了多少負(fù)荷。而最近幾年提出的利用腦電技術(shù)來(lái)測(cè)量認(rèn)知負(fù)荷的手段，則較為直觀可靠。相信隨著心理學(xué)技術(shù)手段的發(fā)展，各類型的認(rèn)知負(fù)荷都能夠得以直接測(cè)量。從而可以真正直觀地研究學(xué)習(xí)時(shí)產(chǎn)生的真實(shí)負(fù)荷。這將對(duì)學(xué)習(xí)研究、樣例學(xué)習(xí)研究等有著極大的促進(jìn)。

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