基于認知負荷理論的多媒體課件界面色彩配比研究*

郭艷華 任 翔 田生湖

(云南大學網絡與信息中心，云南昆明650091)

一、引言

認知負荷指加工特定數量信息所要求的“心理能量”水平。［2］負荷過低會造成時間浪費，過高會阻礙學習者的信息加工活動。多媒體課件是為幫助學習者順利開展學習活動，使其用最少心理能量獲取最多知識信息。Brünken［3］等人認為，多媒體信息加工的認知需求有三種：基本加工、額外加工和表征持留，這三種認知需求的不平衡會導致學習者出現三種相應的認知負荷：內在認知負荷、外在認知負荷和相關認知負荷。內在負荷是由媒體信息間交互形成的負荷，取決于所要學習材料的特點與學習者的認知水平間的交互，設計者很難對它產生直接影響。外在負荷是與有效學習過程無關的負荷，由材料呈現、課件界面設計或教學活動本身不當造成，對學習起干擾作用，可通過合理的界面設計(尤其色彩配比)減少或消除。相關負荷是與促進圖式構建和圖式自動化過程相關的負荷，與學習者的認知努力有關，對學習起促進作用。外在認知負荷和相關認知負荷都直接受控于教學設計者，三種認知負荷是相互疊加的。［4］為促進有效學習發生，課件設計過程中應盡可能減少內外在負荷，增加相關負荷，并使總的負荷不超過學習者能承受的負荷。

課件界面色彩配比中，為控制內在負荷就要充分考慮課件特點和學習者認知水平及其交互作用;為降低外在負荷就要優化媒體信息呈現方式，注意色彩配比;為提高相關負荷就要激發學習者學習動機，引導并加大其認知努力。為此，課件界面色彩配比時須根據教學內容、學習者認知結構和視覺心理特點等在CLT指導的色彩配比原則下確定色彩基調、色彩布局和主體背景顏色的合理配比。

二、CLT指導下的界面色彩配比原則

CLT指出了課件設計與學習者內部認知加工之間的作用關系，給多媒體課件界面色彩配比提供了明確指導。筆者從認知負荷理論出發，通過研究分析并吸取前人的成果，認為多媒體課件界面色彩的配比大致要遵循以下六大基本原則。

(一)界面色彩的整體性。

界面色彩的整體視覺效果是文字文本色彩、背景顏色(包括按鈕、菜單、標題和動畫顏色)以及界面色調等因素在屏幕上的綜合運用。［5］在認知負荷理論看來，主次分明的視覺元素、美觀清晰的屏幕結構和良好的色彩布局可引導學習者的視線和集中其注意力，激發學習興趣，增加相關認知負荷、降低內外在認知負荷。通過界面色彩的布局及傳統視覺設計的色彩美學原則，處理好界面色彩的各要素之間、各要素與整體之間的關系，使有限的屏幕空間形成美的配色，達到良好的視覺傳播效果，為學習者提供精神的愉悅感和注意的集中度。

(二)界面色彩的簡單性。

CLT下課件界面色彩的設計原則是形式服務于內容。過多使用顏色會造成本身給學習者帶來的信息過多，不僅削弱了學習者對教學內容的學習精力，且過多顏色會增加學習者的反應時間，增加外在認知負荷。因此，同一界面一般以四五種為限。

進入21世紀，隨著國家大力發展經濟，尤其是國家創新驅動發展戰略的強力推進，知識產權轉移轉化也取得了明顯成效，初步形成了多渠道、多方式共同推動科技成果轉化的局面。但是科技成果轉化是一項系統工程，需要綜合施策，尤其是針對國防知識產權轉移轉化的法律法規、機構建設管理、利益分配、評估評價和激勵機制等方面還有很多問題，具體表現在以下幾個方面。

(三)界面色彩的主體性。

主體與背景色彩對比反差愈大時，主體愈突出，能見度愈高，愈容易被感知。因此，在利用色相要素突出主體時要充分利用字體的明度、色性、色相、面積配置等對比突出主體。通過背景與主體顏色在明暗或冷暖上的高反差，形成強對比，突出文本信息，吸引學習者的注意力并縮短感知時間，增強記憶，實現圖式的獲得與規則的自動化。但要注意這種對比若達到最大(如白底黑字)，雖能見度最高，但看久了眼睛容易由于反差大而疲勞。

(四)界面色彩的協調一致性。

色彩具有一定象征意義和表現作用，不同國家、民族由于歷史文化、宗教信仰等不同，對色彩的情感反應可能各不相同。就我國而言，紅色富于喜慶、活力和刺激性，橙色富于光輝、溫暖、歡樂、熱烈的情緒和健康、華麗的美感;黃色是光明、希望的象征，使人聯想到充滿豐收喜悅的秋天;綠色多用于象征和平，是中性的，不炫耀也不消極，不冷也不熱，不進取也不退縮;藍色使人聯想到天空、海洋，給人以寧靜、致遠、寒冷感等。為此，所用色彩須與人們生活中感知的色彩含義協調。另外，在一個多媒體課件中，色彩的含義應始終保持一致，不宜過分改變。在界面布局中，各區域背景色、各種按鈕顏色應基本不變。同一區域中(如教學內容顯示區)顏色的運用應保持一致，如各種級別標題的背景色、字色應保持不變等。避免過多的不協調和不一致帶給學習者更多的信息認知加工負荷。

(五)界面色彩的個性化。

色彩能影響人的情緒，不同色彩讓人產生不同心理效應，從而產生不同程度的認知負荷，反之不同心理狀態所能接受的色彩也不同。因此，為降低外在認知負荷，設計者要以學習者為中心進行界面色彩的配比，把學習者的情感反應而不是純粹的色彩配比擺在色彩設計的中心，應根據課件性質和學習者的情感反應選擇不同的色彩以及色調。色彩的運用和搭配應充分考慮其適用范圍(主要用于專科生、本科生或研究生的教學或自學，其次作為各級各類學校教師繼續教育的教材，同時還可供從事教育技術、信息技術教學與管理的相關人員閱讀等)，教學對象都已成年且偏成熟穩重的心理特征。同時，本課件是學習者的一種課外探索性知識，為提高其探索熱情，需創造歡快、明朗、熱烈、活潑、積極的情感聯想。因此，在色彩配比中選擇能使學習者靜心學習和思考而又充滿探索熱情的純度稍低的暖色，如以卡通頭像代表學習者，使其成穩中蘊含著非主流的氣息，符合學習者的時代氣息。

(六)界面色彩的藝術性。

界面色彩設計要滿足人機相適應的要求，同時也要滿足課件內容的目的要求，以便有利于教學內容作用的發揮并取得良好的教學效果。如色彩設計得當，能使學習者心情愉快舒暢、有安全感，還能不同程度上增加學習者的相關認知負荷，這樣帶來的結果是學習興趣高，不易產生疲勞，并能維護身心健康，促進學習者有效學習。

三、CLT指導下的界面色彩配比方法

基于以上原則闡述，多媒體課件界面色彩的設計主要是利用色彩的特性、色彩的形成和對比規律、色彩間的相互關系、色彩的視覺效果及心理聯想等的規律來合理地規劃多媒體課件界面色彩。［6］如據教學內容、色彩心理聯想確定課件色彩基調，利用色彩的對比和相互關系及視覺效果進行主體背景色搭配，根據學習者認知結構和視覺心理特點設置界面色彩的布局，從而建立和諧均衡的界面，吸引學習者注意力、引導視覺線索，激發學習興趣。

(一)色彩基調的確定。

顏色是光波作用于人眼所引起的視覺經驗，具有三個基本特性：色調、明度、飽和度。色調主要決定于光波波長，明度指顏色的明暗程度，飽和度指某種顏色的純雜程度或鮮明程度。［7］界面色彩配比中，要運用好色彩使其更符合學習者的認知規律，就需要掌握色彩的各個屬性。色調則是色彩的最基本屬性，指色彩外觀的重要特征與基本傾向。色調主要由色相、明度、純度和色性等決定。從色相上劃分，有紅色調、綠色調、黃色調等;從明度上劃分，有亮色調、暗色調、深色調等;從純度上劃分，有鮮色調、濁色調、沌色調等;從色性上劃分，有暖色調、中性色調、冷色調等。［8］相關研究表明，色彩的基調最終歸結為冷暖兩大色調。以青、藍等冷色為主的色彩組成的畫面產生冷調效果，給人以安靜、閑適、寒冷、消沉的情感聯想;以紅、黃等暖色為主的色彩組成的畫面產生暖調效果，給人以歡快、明朗、熱烈、活潑、積極的情感聯想。

在界面色彩配比中，是傾向于冷色或暖色，明艷或質樸，要根據課件的主題內容來定。選擇一種具有概括力和象征意義的色調，并依次構成畫面的整體色彩傾向，形成統一和諧的整體效果。如：紅色調較適合在體育類課件界面中使用，給人以興奮、激動、緊張的情感;藍色調則較適合在文學類的課件界面中使用，容易讓人產生凝重、憂郁、深邃等情感等。一般情況下，教學在安靜的環境中進行。因此，教學課件背景色彩一般采用冷色調、純度稍低的色彩。一方面是由于冷色調能使人產生寧靜感，有利于學習環境的創設;另外，純度稍低的冷色刺激性較小，長時間觀看不會引起視覺疲勞。

(二)主體背景色的選擇。

背景顏色(按鈕、菜單、標題和動畫等顏色)是構成界面主要色調的顏色，確定了整個課件色彩的基調，在界面形成一個虛無的空間，屬于襯托顏色，面積較大，起烘托主題、襯托主體、體現創意的作用。主體顏色(文字文本顏色)是界面設計傳遞信息的重要渠道，要做到清楚明白、重點突出。主體與其背景的關系就像船與水的關系，水能載舟也能覆舟。背景色用得好，能襯托、美化、突出文字文本;用得不好，就會對學習者認知加工教學信息造成干擾。因此，設計者要處理好二者在色彩、明暗、對比等方面的關系，使兩者之間的色彩距離拉開，讓背景色很好的為文字文本服務。一般情況下，背景顏色深，則文字文本顏色就要淺;背景顏色淺，則文字文本顏色就要深。有相關實驗表明：色彩背景和色彩字體的配合所產生的視覺效果，比不上色彩背景(字體)與黑白字體(背景)之間的配合效果。且字體色和背景色的配合按視覺效果優劣，可分如下等級：1．黃色背景，黑色字體。2．白色背景，深綠色字體。3．白色背景，深紅色字體。4．淺清背景，白色字體。5．白色背景，黑色字體。6．黑色背景，黃色字體。

(三)界面色彩的布局。

色彩的美感是在構圖的基礎上表現出的某種總體感覺。構圖本身就是一種表現形式，具有一定的形式美感，如重心的安定感，布局的均衡感，比例的統一與變化，元素的條理與節奏等［9］CLT下多媒體課件界面色彩布局的原則是：根據學習者的認知結構和視覺心理特點等在突出主體的前提下，使各界面之間相互協調、整體美觀;每個界面都應有主體內容且屬突出表現部分。位置上要按學習者的視覺習慣進行編排。人們觀看事物時，一般是從左到右、從上到下，且對界面各部分的觀察度也不同，進行界面色彩布局時就要考慮到這一習慣，將主體內容放在中上方或左方，將重點內容的關鍵詞、句、概念、原理等運用閃爍、動畫等技術方法使之和其它信息區分開來，或處理為關鍵、熱區，以此來引導學習者的視覺線索。面積上不同色彩的面積分布，應避免等量、對稱和零亂。等量則無主次之分，對稱則平淡無味，零亂使人生厭。

色彩的輕重感是通過色彩的冷暖、明度、純度來表現的，如冷色調重，有下沉感;暖色調輕，有上升感。不同色彩畫面組合會形成不同意境、格調及感情，如重感強的色彩畫面組合會形成陰沉的低調;重感弱的色彩畫面組合會形成爽朗的高調。當用重量感不同的色彩來組合畫面時，應根據對比的情況不同而有所選擇。色相對比上，如構圖為暖色在上、冷色在下，則布局均衡平穩，如暖色在下、冷色在上，則有“黑云壓城”的壓迫感，布局就不平穩。因此，界面色彩布局要均衡、多樣統一和協調。均衡是界面中一種穩定、完整和諧的感覺，是本身內容和人們的心理狀態形成的某種均衡，是人們審美的基本要求，強調的是“穩”而不是數量或形體上的絕對相等和平均。色彩的均衡指色彩所表示的形象重心、色塊注意程度以及冷暖色調的對比在構圖上的平衡性?？傊?，課件界面色彩的布局要平衡中求變化，錯落有致，切忌堆砌，更不能見空就塞，要留有適當空白地帶，就像高樓之間要留有草坪一樣，給人一種透氣、舒適、“留白”感。

(四)界面色彩的對比與調和。

對比主要是色彩的冷暖、物體的虛實和明暗的對比。如為突出主體可在亮度、色調等方面加大主體與背景的反差，簡化背景及虛化背景等，追求的是強烈的視覺效果，目的是吸引學習者的注意力。調和是配色中應注意的，賞心悅目就是一種美的調和配色，強調對比物間的聯系，追求的是平穩的教學信息傳播氣氛，目的是創造一個有利于學習的環境，防止視覺疲勞。對比與調和是相對的，又是相互滲透的。為使界面色彩調和，同一界面色彩不宜使用過多，色彩之間的組合做到統一性調和、對比性調和。為防止畫面單調，須暖中有冷、冷中有暖，主調色彩和陪襯色彩相互照應、相互對比、相互襯托，使界面豐富多彩而不雜亂、統一和諧而不單調。

四、結束語

課件界面色彩配比是一項技術性工作，同時也是一項藝術性和認知性很強的工作，需設計者重點關注。多媒體課件類型很多，如課堂教學型、游戲型、自主學習型等，其界面色彩偏向也不盡相同。但無論如何，最終都是為提高學習者學習效率，使其用最少心理能量獲取最多知識信息。本文從CLT出發并以學習者為中心，粗略探討了教學型或自主學習型課件界面色彩配比原則和方法。還有很多方面(如環境條件限制)未能談及，希望在今后進一步深入研究完善，使界面色彩表達效果更有利于教育信息傳遞，以提高多媒體課件的教學效果。

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