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淺析多媒體教學(xué)設(shè)計(jì)原則的認(rèn)知心理學(xué)視角
論文關(guān)鍵詞：多媒體教學(xué) 設(shè)計(jì)原則 認(rèn)知學(xué) 視角
論文摘要：多媒體教學(xué)從整體效果上看似乎優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)，在一定意義上促進(jìn)了教學(xué)效果。但是，有研究者分析了35個(gè)多媒體教學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)其中有10個(gè)研究顯示多媒體教學(xué)差于傳統(tǒng)教學(xué)。因此，從認(rèn)知心的多種理論和模型分析了多媒體教學(xué)的過程與心理機(jī)制，并提出了相應(yīng)的多媒體教學(xué)設(shè)計(jì)原則。
一、問題的提出
多媒體教學(xué)指的是用圖、文、聲、像和動(dòng)態(tài)視頻等效果直觀地把傳統(tǒng)媒體技術(shù)條件下難以表述的現(xiàn)象與過程主動(dòng)而形象地顯現(xiàn)出來。通過形象的手段來表達(dá)抽象的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者去認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)，使教學(xué)方法多樣化，從整體效果上看似乎優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)，在一定意義上促進(jìn)了教學(xué)效果。但是，Liao考察了35個(gè)多媒體教學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)其中有10個(gè)研究顯了負(fù)效應(yīng)，即多媒體教學(xué)差于傳統(tǒng)教學(xué)。為什么會(huì)出現(xiàn)多媒體教學(xué)效果不一致呢?如何發(fā)揮多媒體輔助教學(xué)的優(yōu)勢(shì)而排除其不利影響，或者說，如何根據(jù)相關(guān)的學(xué)習(xí)心理學(xué)規(guī)律進(jìn)行相應(yīng)的多媒體設(shè)計(jì)，值得我們做進(jìn)一步的探討。
二、多媒體教學(xué)的認(rèn)知心理學(xué)解釋
早在1971年，Paivio發(fā)表論文談?wù)摿穗p重編碼理論，認(rèn)為文字和圖像各有其記憶系統(tǒng)，對(duì)同一個(gè)對(duì)象進(jìn)行圖像和文字加工能夠使這兩個(gè)記憶系統(tǒng)獲益。如果我們能夠同時(shí)提供圖像信息和文字信息，那么將能夠促進(jìn)知識(shí)的學(xué)習(xí)。而Bad-deley提出的工作記憶理論認(rèn)為，人的工作記憶可以分為語一音環(huán)路、視空間畫板和中央執(zhí)行系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是資源有限的，聽覺和視覺是兩個(gè)最主要的信息獲得系統(tǒng)，因此，如何通過兩個(gè)系統(tǒng)協(xié)同工作促進(jìn)信息的獲取成為多媒體教學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要理論支柱。建構(gòu)主義認(rèn)為，有意義的學(xué)習(xí)是一個(gè)學(xué)習(xí)者積極參與的過程，學(xué)習(xí)者選擇感興趣的信息，并將它們與長(zhǎng)時(shí)記憶中的信息結(jié)合起來，從而獲得一種建構(gòu)性的新知識(shí)。
從這三個(gè)理論可以看出，進(jìn)行多媒體教學(xué)有其現(xiàn)實(shí)可行性。更重要的是，由于人類自身的限制，多媒體教學(xué)盡管試圖采用多通道方式充分利用人類的能力，但是如果多媒體設(shè)計(jì)不合適的話，如超出了人類工作記憶的負(fù)擔(dān)，那么將影響學(xué)習(xí)的效果;而建構(gòu)主義則啟示我們，如何在多媒體設(shè)計(jì)中將原有知識(shí)結(jié)構(gòu)結(jié)合起來顯得非常重要。
三、多媒體教學(xué)中的知識(shí)獲得過程
Schnotz等提出了一個(gè)從文字及圖像中獲得知識(shí)的模型，認(rèn)為文字和圖像經(jīng)過一些表面加工后，再通過主題加工，學(xué)習(xí)者在最后建立一個(gè)有關(guān)知識(shí)的心理模型。而影響力更大的模型來自Mayer及同事的一系列研究。
Mayer等人在上述認(rèn)知心理學(xué)理論基礎(chǔ)上，建立了多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知理論模型，對(duì)信息傳遞、信息加工與長(zhǎng)時(shí)記憶整合整個(gè)流程進(jìn)行了分析(見圖1)。他們將信息傳遞方式分為敘述和動(dòng)畫兩種，在感覺記憶中，眼睛和耳朵分別獲得信息，并將信息分為聲音和圖像兩種，因?yàn)楦鶕?jù)Baddeley的工作記憶理論，所有的信息都要進(jìn)人語音環(huán)中，所以文字信息都是通過聲音信息的形式進(jìn)行加工的;聲音信息進(jìn)一步被模型分析，而圖像信息則被圖像模型分析，相應(yīng)的先前知識(shí)從長(zhǎng)時(shí)記憶中激活提取出來，與兩個(gè)模型中的信息進(jìn)行整合。這一模型的核心在于信息的分類及對(duì)學(xué)習(xí)過程中工作記憶的刻畫。
實(shí)際上，正如前面對(duì)工作記憶理論的分析一樣，如果多媒體教學(xué)對(duì)工作記憶的要求過重則會(huì)抑制學(xué)習(xí)的效果。認(rèn)知負(fù)荷理論進(jìn)一步對(duì)多媒體教學(xué)中的工作記憶做了分析(見圖2)。這一理論認(rèn)為，由于許多不良教學(xué)形式導(dǎo)致了學(xué)習(xí)者的超負(fù)荷，減少了分配給學(xué)習(xí)活動(dòng)的認(rèn)知資源而影響了學(xué)習(xí)效果，因此減少這些無關(guān)負(fù)荷非常重要。他們區(qū)分了三種認(rèn)知負(fù)荷:內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷(Intrinsic Cognitive Load )，這是與學(xué)習(xí)相聯(lián)系的。學(xué)習(xí)者未能充分掌握恰當(dāng)?shù)恼J(rèn)知模式/圖式時(shí)，將出現(xiàn)高的內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷;外部認(rèn)知負(fù)荷(Extraneous CognitiveLoad )，這是與教學(xué)材料設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的。于不良的教學(xué)材料
設(shè)計(jì)而導(dǎo)致學(xué)習(xí)者需要花費(fèi)更多的認(rèn)知資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，但這種認(rèn)知負(fù)荷對(duì)學(xué)習(xí)是起負(fù)效應(yīng)的;與相關(guān)的認(rèn)知負(fù)荷( Germane Cognitive Load )，它包括加工認(rèn)知負(fù)荷和元認(rèn)知負(fù)荷兩部分，前者是學(xué)習(xí)中進(jìn)行更深層的知識(shí)建構(gòu)中必須的認(rèn)知資源，后者則是對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控和對(duì)學(xué)習(xí)策略選擇而投人的認(rèn)知資源。由于這部分與知識(shí)的建構(gòu)關(guān)系非常密切，因而在模型中居于非常重要的地位。根據(jù)這一理論，如果三種負(fù)荷總量超過學(xué)習(xí)者的資源總量則阻礙學(xué)習(xí)進(jìn)行，因此，在多媒體教學(xué)中，減少外部認(rèn)知負(fù)荷幫助認(rèn)知資源分配到有效的認(rèn)知加工中有重要價(jià)值。
四、多媒體教學(xué)的設(shè)計(jì)原則
(一)多媒體原則
同時(shí)采用動(dòng)畫及旁白。在多媒體資料呈現(xiàn)中，僅僅呈現(xiàn)動(dòng)畫，需要學(xué)習(xí)者對(duì)動(dòng)畫的內(nèi)容進(jìn)行一定的推理。盡管可以在動(dòng)畫旁邊提供文字說明，但是Moreno和Mayer的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)學(xué)習(xí)者要同時(shí)注意文字和圖像信息時(shí)，他們往往沒有注意到兩者之間的聯(lián)系，而通過旁白能促進(jìn)圖像的理解。相應(yīng)的，通過旁白，能夠加快學(xué)生對(duì)動(dòng)畫的內(nèi)在含義的推理過程，從而促進(jìn)學(xué)習(xí)。
(二)空間接近性原則
當(dāng)文字與相應(yīng)的圖畫在空間上相互接近時(shí)，能夠幫助學(xué)習(xí)者建立參考連結(jié)。由于不同信息在空間上的接近性，學(xué)習(xí)者更容易進(jìn)行關(guān)聯(lián)性的理解推理;反之，學(xué)習(xí)者會(huì)將難以發(fā)現(xiàn)它們之間的聯(lián)系。
(三)時(shí)間接近性原則
文字信息應(yīng)該與圖像信息同步呈現(xiàn)。如果一先一后地呈現(xiàn)，那么學(xué)習(xí)者要建立兩者的聯(lián)系就必須將先出現(xiàn)的信息保存在工作記憶中，這將增加外部認(rèn)知負(fù)荷，顯然不利于學(xué)習(xí)。
(四)清晰原則
這一原則要求在設(shè)計(jì)多媒體時(shí)，對(duì)于多余的字、圖像和視頻等信息應(yīng)該予以去除。因?yàn)槎嘤嗟男畔⑼鶗?huì)增加外部認(rèn)知負(fù)荷，分散學(xué)習(xí)者的注意資源。而清晰原則的另一個(gè)體現(xiàn)則是:在一個(gè)屏幕上，出現(xiàn)的信息應(yīng)該不要太復(fù)雜，因?yàn)閺?fù)雜性需要更多的資源，而將一些信息進(jìn)行整合能夠簡(jiǎn)化信息，同時(shí)簡(jiǎn)潔的屏幕能夠使學(xué)習(xí)者迅速地把握信息的核心。
(五)多通道原則
在對(duì)圖像信息進(jìn)行解釋時(shí)，盡量用敘述的方式而不要將所有的信息通過屏幕呈現(xiàn)出來。這是因?yàn)�，如果�?duì)圖像信息的解釋以文本形式呈現(xiàn)，將引起圖像信息與文本信息對(duì)注意資源的競(jìng)爭(zhēng)，出現(xiàn)所謂的視覺“分裂注意效應(yīng)”( split-attentioneffect )，而另一方面人對(duì)信息的接收可以同時(shí)從視覺和聽覺通道進(jìn)行，因此充分利用這一點(diǎn)，將減輕單一通道的認(rèn)知負(fù)荷。
(六)交互性原則
在進(jìn)行多媒體教學(xué)時(shí)，盡量能使用交互式的教學(xué)界面。交互式界面能夠讓學(xué)習(xí)者控制、操縱學(xué)習(xí)材料。交互式的教學(xué)材料能夠培養(yǎng)學(xué)生的控制性及學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的內(nèi)部學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。
(七)個(gè)體差異原則
學(xué)習(xí)者的智力、學(xué)習(xí)風(fēng)格是影響學(xué)習(xí)的重要因素，如有研究發(fā)現(xiàn):幼小兒童對(duì)刺激更多地進(jìn)行知覺加工，而成人學(xué)習(xí)者更多地對(duì)語義信息進(jìn)行編碼，更可能充分利用多媒體所提供的多種信息，因而獲益更大。同樣的，不同認(rèn)知風(fēng)格的學(xué)習(xí)者可能喜歡不同的編碼方式，在設(shè)計(jì)多媒體時(shí)，教師應(yīng)該考慮到學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格等因素。
當(dāng)然，在進(jìn)行多媒體教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，除了要遵循以上設(shè)計(jì)原則外，還要考慮不同知識(shí)類型學(xué)習(xí)的問題。按照安德森對(duì)知識(shí)的分類，即知識(shí)可以分為陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)。對(duì)于陳述性知識(shí)，要多考慮精加工策略、組織策略和復(fù)習(xí)策略，在多媒體教學(xué)中體現(xiàn)為對(duì)相關(guān)性認(rèn)知負(fù)荷的增加，此時(shí)如何進(jìn)行教學(xué)資料的編排以將知識(shí)系統(tǒng)化對(duì)陳述性知識(shí)的學(xué)習(xí)具有重要意義;而對(duì)于程序性知識(shí)來說，更多地通過練習(xí)的方式來進(jìn)行，因此多媒體教學(xué)的主要作用應(yīng)該是進(jìn)行示范性教學(xué)，對(duì)于動(dòng)畫設(shè)計(jì)的要求會(huì)更高。如果能夠采用交互式界面設(shè)計(jì)，提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過程的操縱能夠有效地促進(jìn)學(xué)習(xí)的進(jìn)行。
總體上看來，通過對(duì)多媒體教學(xué)過程的分析，讓我們了解到，多媒體教學(xué)過程是如何發(fā)生的，因而使我們知道采用何種多媒體設(shè)計(jì)原則能夠更好地體現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)的規(guī)律，更充分有效地發(fā)揮多媒體技術(shù)的作用，更重視多媒體技術(shù)與課程內(nèi)容整合及其整合方法，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和思考，從而達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果。
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