認知負荷理論下的微視頻教學應用原則

摘 要：現代教育技術豐富了在線微視頻資源，教學應用中不可避免地應用微視頻。本研究從認知負荷理論出發，按照內在認知負荷、外在認知負荷、相關認知負荷的分類對教學實踐中的微視頻選擇提出了應用原則，為提高網絡時代授課效率和學生學習體驗，需要對微視頻的內容相關性、粒度、時長、設計的趣味性和藝術性等進行評估。

關鍵詞：認知負荷；微視頻；教學應用

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）09-0100-02

Abstract： Modern technology enables the great abundance of online mini videos. It has been a common practice to apply mini videos to teaching. In light of intrinsic cognitive load， extraneous cognitive load and germane cognitive load， this paper proposes principles on choosing mini videos for teaching scenario. Videos need to be evaluated in terms of relevance， particle size， duration， fun and artistry in design to ensure better teaching effectiveness and learning experience.

Keywords： cognitive load； mini videos； teaching application

前言

微課應微時代視頻技術的發展而產生，因其制作平民化、短小精悍、契合網絡時代學習者注意力短暫等優勢而成為研究熱點。自2011年起，國內每年均有多項微課比賽舉行，遍布各教育階段和各學科領域，微課無論從作品數量還是研究數量都呈爆炸式增長，這既表示教育相關從業者持續探索在學科教育中應用視頻微課，又表明微課作為教育信息化的典型代表為信息技術與學科教育的深度融合提供了具體的方式，因而具有重要意義。

一、問題的提出

目前，微課的存在形態有兩類：一類擁有完整的教學目標、內容、活動、練習和評價，多個視頻微課自成體系，可以單獨視為單獨的課程。另一類是分散的視頻形態，注重單一知識點和技能的講解，甚至可能并不冠以“微課”之名。但在實際教學中，兩種形態的微課視頻都會用來結合不同的教學情境，以線上學習或結合線下實體課堂形式輔助教學。

由于業界對于“微課”與“微課程”的區別從未有定論[1]，為了敘述方便，本文將微課視為廣義上的在線數字化學習資源，是微課程或者MOOCs式的資源，以微視頻形式表現，可單獨與具體的學習目標、學習活動結合，適用于不同的教學情境。為避免歧義，統一以“微視頻”概括。它圍繞某個知識點和技能點進行精細設計和講解，長度不超過10分鐘，適合移動學習和泛在學習、碎片化學習。

目前關于微視頻的研究發展迅速，一部分集中在微視頻本身的設計和制作上，一部分提出了結合實踐的教學模式和構想，但微課評價是一個亟待探索的未知領域[2]，目前的微視頻教學應用評價主要為教育者基于經驗提出的指標體系，缺乏對學習主體者的關注，本研究擬從學習者的認知規律出發，提出適合應用于教學實踐的微視頻原則。

二、認知負荷理論及其發展

認知負荷表示處理某個具體任務時施加在學習者認知系統上的多維負荷結構，認知負荷理論是心理學家約翰-思威勒（John Sweller）根據信息處理模型和標準記憶模型提出的。該理論觀點為，認知負荷是工作記憶存儲、加工以及提取信息等智力活動的總量。信息量適度有助于學習者的認知增效，當信息量過大時會加重認知負荷，從而造成信息處理效率降低和信息處理失敗[3]。隨著多媒體技術在教學實踐中的普及，認知負荷理論逐漸發展為預測人機互動學習有效性的重要理論[4]，并日益應用在多媒體學習相關研究中[5]。

我們可以看出，認知負荷理論關注的是教學過程中的主體——學習者適合的認知度，這對于預測和評價一切教學活動、教學設計具有實踐意義，同樣對于評判應用于教學實踐的微視頻具有指導價值。

三、微視頻教學應用原則

認知負荷理論將認知負荷分為三類：內在認知負荷、外在認知負荷和相關認知負荷。內在認知負荷指學習材料本身與學習者專業知識之間的交互，外在認知負荷指超越內在認知負荷的額外負荷，一般是由教學設計不當引起，相關認知負荷指促進圖式構建以及圖式自動化過程相關的過程，簡而言之，指學習者的學習努力程度。在學習過程中，三類認知負荷相互疊加。為了促進有效學習，教學過程中應盡可能減少外在認知負荷，增加學習者的相關認知負荷，并且使總認知負荷不超出個體能承受的范圍[6]。

由此，教師在教學實踐中應用微視頻時需要遵循認知負荷原則，具體來說，包括以下方面：內容相關性、學習粒度、微視頻時長、微視頻設計的趣味性和藝術性。

（一）應用于教學、特別是應用于課堂教學的視頻資源應該選擇合適的“粒度”

所謂粒度，是指開發者制作微視頻時對課程內容的模塊分割。盡管開發者都秉承著“短小精悍”這個原則，但在設計微視頻時各自有不同的應用情境，課程不同，教學對象不同，學習方式也有純在線學習與結合了課堂教學的混合式學習之分，所以相同教學內容的微視頻資源之間模塊劃分迥異、即使是同一個微視頻設計對學習內容的模塊劃分也不一定適合所有的教學應用。張艷梅等認為，粒度設計不合理、學習資源組織缺乏會影響移動環境下的在線參與[7]。教師在選擇微視頻資源時既要考慮到每個模塊各自相對獨立和完整，同時需要控制模塊粒度的大小。微視頻的粒度過大，意味著內在認知負荷——學習材料本身負荷大，需要較高的精力投入，不方便碎片化學習，更占用了寶貴的課堂時間；模塊的粒度過小，包含的內容相對簡單，或者信息量不夠完整，易使內容分散，不適宜在群體性的面授課中使用。因此，教學中的微視頻資源粒度劃分和選擇非常重要。

（二）微視頻的時長盡量短

目前業內對于微視頻的長度有不同界定，大部分認為10分鐘以內[1]，但在實際教學中應該選擇更短的微視頻，原因有二：其一，課堂面授時間有限，不宜占用過多，如果2分鐘能講明白一個知識點，不要選擇3分鐘、甚至4分鐘的視頻，將課堂更多地應用于知識的提高性操練和問題的深度探討上。其二，很多教師會將視頻資源列出，留給學生課前或課后自學。需要指出的是，結合了微視頻教學的課程不只一門，對于學生而言，一門課即使是課下只占用三分鐘，八門課就是二十四分鐘。更何況，有些概念需要反復回看才能完全理解，學習負擔過重，布置了課下自學實際上無法完成，或者即使學生觀看了微視頻，可是注意力不夠導致學習質量不高，學習體驗自然不好。

（三）微視頻須與當前教學內容相關性強

微課為代表的短視頻大多圍繞一個問題和一個知識點，它適用性強，可以應用在不同的課程情境下。在互聯網和多媒體欠發達的過去，教師相比學生擁有更多的教學資源。這種局面在今天已不復存在，學生在微視頻搜索技能上并不比教師遜色，很可能比教師獲取的資源更為豐富。但是，同樣或相似主題的微視頻數不勝數，關鍵詞相同、內容大同小異、質量良莠不齊、錄制時可能附著與本教學應用無關的上下文粘連性表述，哪個與當前的授課更有相關性？逐個篩選對于學生來說無異于加大了外在認知負荷，相較之下，課程的任課教師對此問題比學生有更高的專業判斷。相關性強的微視頻授課效率更高，將外在認知負荷控制到最低水平，學生可以留出精力掌握練習學習材料本身，“教”與“學”的體驗更好。

（四）微視頻設計富于趣味性和藝術性

認知負荷理論認為，學習者在學習過程中的努力程度屬于相關認知負荷范疇，學生越努力，相關認知負荷增加，對知識的掌握就更有效。就微視頻的設計而言，如果趣味性強、表現更有藝術性，更易于激發學生的關注度和學習欲望，對學習過程的投入程度和努力程度更大。因此，滿足授課應用的微視頻應該在教學設計和表現方式上富于趣味性和藝術性。相當比例的微視頻在制作時盡管內容相關，但表現方式缺乏藝術性，僅僅以視頻的方式將電子課件或微縮版的授課錄像呈現，對知識點的講解簡單，學生在觀看這樣的微視頻時感受到的不外乎是又一個老師在授課，無法獲得微視頻為代表的多媒體教學手段與教師授課之間有機切換帶來的穿插變換體驗。

四、結束語

互聯網的飛速發展帶動了教育的日新月異，針對微視頻的線上系統教學與線下選擇性使用，本研究從認知負荷理論出發，根據認知負荷的不同來源和交互作用，對教學實踐中使用的微視頻提出了具體化的標準，認為內容相關度高、粒度切分合理、時長占用少、教學設計趣味性和藝術性強的微視頻更能降低外在認知負荷、控制合理的內在認知負荷、增強相關認知負荷，從而有助于學習者的認知增效。當然，這對于教師提出了新的要求，不僅要終身學習，更要轉換思路，將教學設計由課前轉向觀察教學設計的具體應用和更關注于學習者的習得反饋，不斷反思和總結，適時調整優化，才能適應現代教育環境的變化和發展。

參考文獻

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[4]Moreno R. Decreasing Cognitive Load for Novice Students： Effects of Explanatory Versus Corrective Feedback in Discovery-based Multimedia[J].Instructional Science，2004，32（1）： 99-113.

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