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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(guò)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(wèn)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(guò)程主動(dòng)而形象地顯現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)形象的手段來(lái)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(shuō),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B(niǎo)ad-deley提出的工作記憶理論認(rèn)為,人的工作記憶可以分為語(yǔ)一音環(huán)路、視空間畫(huà)板和中央執(zhí)行系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)是資源有限的,聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)是兩個(gè)最主要的信息獲得系統(tǒng),因此,如何通過(guò)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(guò)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(lái),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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lái)顯得非常重要。
三、多媒體教學(xué)中的知識(shí)獲得過(guò)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(guò)一些表面加工后,再通過(guò)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(lái)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(jiàn)圖1)。他們將信息傳遞方式分為敘述和動(dòng)畫(huà)兩種,在感覺(jué)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(yǔ)音環(huán)中,所以文字信息都是通過(guò)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(lái),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(lèi)及對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中工作記憶的刻畫(huà)。
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(guò)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(jiàn)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(wú)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(guò)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(huà)及旁白。在多媒體資料呈現(xiàn)中,僅僅呈現(xiàn)動(dòng)畫(huà),需要學(xué)習(xí)者對(duì)動(dòng)畫(huà)的內(nèi)容進(jìn)行一定的推理。盡管可以在動(dòng)畫(huà)旁邊提供文字說(shuō)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(méi)有注意到兩者之間的聯(lián)系,而通過(guò)旁白能促進(jìn)圖像的理解。相應(yīng)的,通過(guò)旁白,能夠加快學(xué)生對(duì)動(dòng)畫(huà)的內(nèi)在含義的推理過(guò)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(huà)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(guò)屏幕呈現(xiàn)出來(lái)。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(jué)“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(jué)和聽(tīng)覺(jué)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(jué)加工,而成人學(xué)習(xí)者更多地對(duì)語(yǔ)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(lèi)型學(xué)習(xí)的問(wèn)題。按照安德森對(duì)知識(shí)的分類(lèi),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(lái)說(shuō),更多地通過(guò)練習(xí)的方式來(lái)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(huà)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(guò)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(lái),通過(guò)對(duì)多媒體教學(xué)過(guò)程的分析,讓我們了解到,多媒體教學(xué)過(guò)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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