從認知負荷理論談中學英語多媒體教學設計

劉偉菁

（淮南市教師進修學校，安徽 淮南 232000）

從認知負荷理論談中學英語多媒體教學設計

劉偉菁

（淮南市教師進修學校，安徽 淮南 232000）

本文通過對多媒體學習中認知負荷理論的闡釋，分析了在英語多媒體教學中常見的認知超負荷現象，并結合實踐探討了多媒體教學設計中減少認知負荷的方法，以期對廣大中學英語教師有所助益。

多媒體教學 認知負荷 信息呈現 有效學習

隨著教育信息化的不斷發展，學校計算機教學設備的普及，網絡信息載體的方便獲取，使得英語課堂教學中多媒體教學被大量運用。多媒體圖文聲像并茂，打破時間、空間和資源限制，激發學生的學習興趣，強化學習動機，有利于知識的獲取，對英語教學起到了一定的推動作用。

但是，現實的英語多媒體教學中，出現了許多“唯技術”的設計，或只按照教師主觀意圖的設計，忽略了學生的學習心理特點，其中學生在多媒體學習過程中的認知超負荷就是一種常見的現象。認知負荷指一個特定的作業時間內施加于個體的工作記憶的心理活動總量。多媒體教學中向學生呈現的信息量較正常教學大幅增加，學生在一定時間內需要加工的信息數量隨之增加，認知負荷也相應增加。學生通過多媒體進行學習時，認知加工能力極有可能不能滿足加工要求，出現認知超負荷現象，造成學習的低效。因此，英語多媒體教學應該在多媒體學習理論指導下進行設計，使之真正起到促進學生學習的作用。

一、相關理論簡介

多媒體學習理論中有兩條研究線索最為重要，一是澳大利亞教學設計研究專家斯維勒 （Sweller，J）提出的認知負荷理論；二是美國教育心理學家和多媒體教學專家梅耶（Mayer，R.E）提出的多媒體學習的認知理論。前者直接以認知負荷命名，其理論的核心思想是教學過程中工作記憶中的負荷應該成為教學設計之時重點考慮的問題；后者是探索最佳利用文字和圖示的認知心理學依據。

認知科學認為人的信息加工系統具有兩個相互獨立的信息加工通道：聽覺通道和視覺通道。聽覺通道加工聽覺輸入信息和言語表征；視覺通道加工視覺輸入信息和圖像表征。在信息加工系統中的每條通道的信息加工能力是有限的，在任一時間點上聽覺、視覺通道認知加工的信息量是有限的。Mayer等人認為這種認知加工有三種：實質性加工、臨時性加工和表征保存。學生進行有效學習時，必須是視聽信息通道中有符合學生認知能力的實質性加工活動發生。如果在多媒體學習的過程中，上述三種認知加工的總量超出了學生的認知能力，就會出現認知超負荷現象，反而造成學習的低效，甚至無效。

下面就以上述理論為依據，對中學英語多媒體教學中認知超負荷的現象進行梳理，并對多媒體教學的設計提出合理的建議。

二、英語多媒體教學中常見的認知超負荷現象

1.視覺信息過量，聽覺信息不足。

英語教學的特點是強調聽說讀寫四種技能，在利用多媒體進行新課教學時，除了課本必需的聽力活動外，教師最易忽視的往往是聽覺信息的呈現。多媒體課件中的單詞、句子、文章多以文本、圖示等視覺信息出現，并不配合相應的語音。學生雖然接觸到了大量視覺信息，但僅有部分信息被選擇進入工作記憶進一步加工，造成了由實質性加工要求引起的視覺信息加工通道認知超負荷，而此時聽覺通道卻被閑置不用。

2.信息內容多，呈現快。

有些教師在多媒體教學設計時，習慣將所有能展示的內容全部編進計算機，一節課的教學PPT課件，少則五六十，多則上百張幻燈片。課堂上，教師圍著鍵盤鼠標轉，教學活動成了學生“看電影”，學生接受了大量信息，卻來不及思考，認知活動處于停滯狀態。多媒體教學中，信息內容過多且呈現的速度過快時，無論是視覺信息，還是聽覺信息，學生都沒有足夠的時間來進行深度加工，從而導致實質性加工要求引起的兩條信息加工通道同時認知超負荷。

3.無關、冗余信息干擾。

在多媒體材料中添加一些學生喜歡的視頻、動畫、音樂能增加教學的吸引力，這是很多教師的主觀認為。其實無組織、無條理的信息不僅不能構成有效的學習資源，反而會阻礙視聽通道接收實質性信息。有的教師在信息呈現時添加了一些自認為對學生理解有幫助的內容，例如在聽力訓練時，給聽力素材添加相應的動畫，就可能使學生的注意力分散，不能從整體上把握理解聽力內容，削弱聽力訓練的效果。學生對這些無關或冗余信息的認知，可能既有實質性加工，又有臨時性加工，它們合在一起的加工總量超出了學生實際的加工能力，從而減少有效學習必需的實質性內容的加工，成為學習的障礙。

4.信息呈現方式不合理。

有的教師在屏幕上呈現大段的文字或者復雜的圖片，卻不用提示標注將學生的注意引向需要關注的重點地方，從而引起由實質性內容不合理的呈現方式導致的認知超負荷。還有將需要相互對照的內容分離呈現的現象，如在一張幻燈片上呈現課文，在對課文中新單詞講解時，將單詞的釋義超鏈接到另外的幻燈片上，教學時回翻頁做講解。學生在認知加工時，只能先啟用表征保存，將信息暫時保存在短時記憶中，當與其對應的另一張幻燈片被呈現時，再進行實質性加工。部分認知能力被用來保存表征，減弱了學生進行選擇、組織、整合的認知加工能力。

三、減少認知負荷的多媒體教學設計方法

1.課前設計導學案，課上片段呈現信息。

無論是怎樣的教學方式，給學生一定的時間進行認知加工，必然對強化學習的效果有促進作用。認知心理學認為，學習是形成認知結構的過程，在信息加工時，學生先建立組成模式，獲得零碎具體知識；再建立因果模式，形成有序的認知結構，是有效學習的必經過程。在進行多媒體教學之前，設計導學案，讓學生在上課前接受零碎具體知識，建立組成模式；在教學時，將連續呈現的信息設計成片段呈現，給學生足夠的認知加工時間，在呈現的信息中選擇文字和圖像，同時有時間和能力來組織、整合選擇的文字和圖像，建立因果模式的加工。這樣學生能將全部的認知能力投入到加工中，利用多媒體更好的理解知識，使知識由無序走向局部有序再到整合，形成良好的認知結構。

2.去除無關、冗余信息，標識重點難點。

教學設計時大可不必花時間尋找有趣的圖片、視頻、音樂之類的材料。同樣，也不需要費力準備過多的圖示和文字，呈現給學生的信息只要足夠說明問題就行。教師要盡量使呈現的信息簡潔、連貫，學生無需進行臨時性加工，直接進入實質性加工。例如由動畫加解說的呈現要比動畫加解說再加文本的效果要好。例如學習分詞的用法，the risen sun/the rising sun的區別，教師設計對比動畫（一個已經升起的太陽，一個正在升起的太陽），利用動態演示學生很快就能區別掌握。如果在動畫的旁邊再加上文字的解釋、例句等，就會產生冗余效應，使學生在學習過程中產生外在認知負荷。所以，用不同的形式再現相同的內容是不必要的。還有上文提到的聽力信息呈現中添加動畫的問題，應避免使用，必要使用時也要改為能隱藏的外掛信息，需要時打開，不需要時隱藏。

當然，去除多媒體呈現信息中所有無關內容顯然是不符合實際的，標識重點難點就成為減少認知負荷的必要方式。在設計教學信息呈現之時，大標題、粗體、斜體、不同的顏色和高亮標示等都是標識英語課文中重點詞匯、句子的好的方法；語音信息的呈現可以利用有意的停頓和重音來提示學生。

3.分離視聽負荷，同步視聽信息。

多媒體教學設計中要充分利用閑置通道來促進有效學習，將需要視覺通道加工的部分信息轉移到聽覺通道進行加工，使兩條通道處理平衡狀態。如短文、對話教學，給屏幕上呈現的文本配上語音朗讀，同一個信息由兩條通道加工，分擔處理其中的某些信息，避免某一條通過超負荷的現象。

分離視聽負荷，保證視聽通道信息量上的平衡后，教師還要注意其呈現的時間。認知理論研究證明，聽覺信息和視覺信息在時間上同步呈現，能夠避免工作記憶超量負荷，更有利于促進學生的有效學習。比如教師可以利用Powerpoint里的錄制旁白功能，先錄制好英文的朗讀，再插入到文本中，播放時同時呈現語音和文本，使學生能夠更輕松地將視覺和聽覺信息同步對應起來，減少認知負荷。

4.重新排列信息，合理設計界面。

用多媒體教學時，實質性文本和圖像分開呈現的或呈現順序不合理，會導致臨時性認知加工增多，需要重新排列信息的呈現方式，使學生投入更多的認知能力進行實質性加工。前面舉例說到教授新單詞時采用的超鏈接方式就需要改進，因為它和傳統的借助書后附錄單詞表獲取釋義并無不同，僅是將書本呈現的內容換成了屏幕呈現而已。這看似簡單的超鏈接，對于學生來說卻需要先將獲得的文本信息存儲于短時記憶中，然后在其他界面獲取釋義信息，再從記憶中提取文本信息，最后進行整合來構成完整的意群。這一系列的學習過程中，學生注意力分散，產生較高的認知負荷。

將課文與釋義同一界面顯示并不困難。以PPT為例，教學設計時將同一幻燈片劃分為兩個區域，一區域呈現課文，另一區域呈現釋義，且不同單詞的釋義設計自定義動畫，播放時根據課文的講解進度，通過點擊鼠標顯示。這樣課文與釋義主次清晰，記憶跨度小，學生無需分散過多的注意力，就可以對整合好的信息進行有效的學習，降低認知超負荷產生的可能。

在多媒體教學廣泛應用于英語教學的今天，教師一定要切記，多媒體教學只是一種教學輔助手段，要避免其產生負面的效應，真正成為強化教學效果的工具，教師需不斷提高自身的信息素養，了解學生的認知特點，在多媒體設計環節加強研究，這樣才能真正掌握多媒體教學的精髓，為學生構建一個有效的多媒體學習環境。

［1］認知負荷理論.百度文庫http：//wenku.baidu.com/link? url=bKPHPxvQRTx5ANsBahv7tbM619mUyEdOk0YzTla2w4w JhmLCzcS0RZYU9L2PMkHIv4Vp-QEUMft4bJrhgTzN84g1ent J2JE_agaVLGes9aC.

［2］賴日生，曾曉青，陳美榮.從認知負荷理論看教學設計.江西教育學院學報（社會科學），2005（1）.

［3］楊延龍，朱濤，唐琛.基于多媒體學習認知理論的外語多媒體教學信息呈現方式.外語電化教學，2009（11）.

［4］王文智.基于認知負荷理論的多媒體教學呈現原則探討.遠程教育雜志，2009（2）.

［5］李穎.淺談英語教學中使用多媒體的適度原則.中學生英語，2013（7、8）.

［6］丁薇.大學英語教師的信息素養與多媒體教學信息呈現方式.德州學院學報，2014（3）.