基于認知負荷理論的設計史論微課設計

（南京林業大學藝術設計學院210037）

王 瑋 （南京林業大學家居與工業設計學院 210037）

在設計院校中，設計史論課程少，學習者互動性差等問題普遍存在。史論類課程知識點零散，需耗費大量的時間記憶、理解。為此，必須重新審視現下設計史論教育觀念、教育體制、教育結構和人才培養方式1，結合學習者、課件資源及課件效果等，進行課程設計。本文以認知負荷理論為指導，基于該理論視角下的微課設計的啟示，結合手工藝設計史微課案例，深入探究并解決學習者和授課者之間的痛點。

一、微課的定義及其在我國的發展

胡鐵生提出，他認為微課是教與學的有機組合，學習者通過自主學習，授課者進行信息化的課件設計，以流媒體的形式圍繞某個知識點或者授課環節來有效完成教學活動。2011年，焦建利認為，微課是以闡釋某一知識點為目標，以短小精悍的視頻為表現形式，以學習或教學應用為目的的在線教學視頻2。2013年，黎加厚又提出微課程是指時間不超過10分鐘，教學目標明確，內容短小，集中說明一個問題的小課程3。

由此可見，微課具有以下特點：a.主題突出、內容微型：微課所呈現的問題集中，為了突出其主要內容，堅持精簡原則，去除冗雜的教學內容。b.學習靈活、時間碎片化：學習時間不受限制，可在線選擇學習資源。依據學習者的認知特點和學習規律，制定合理的學習方案，鞏固知識點。c.半結構化、設計多元：以課案為教學基礎，加入圖式和多元化的授課方式。

由于微課在我國發展起步晚，仍然處于初步探索階段，依舊存在著諸多發展問題，例如：①駐足理論研究、缺乏實踐創新：大多教師并未很好地掌握微課制作的方法，對于微課的實踐教學還有待研究。②資源建設與平臺開發匱乏：基礎功能單一，缺乏對熱門移動學習端的支持——社交、個性化資源、在線測評等高階功能。③課件結構不合理：授課內容與學習者的認知水平不一，影響教師授課質量和學生對于知識的吸收。

二、認知負荷理論的概述

認知負荷理論起初是由約翰·斯威勒（John Sweller）提出（1980），該理論是Miller等理論研究的繼承與發展4。人在進行認知活動時，不可能同時接收來自不同渠道的多種信息資源，當同一時間存儲信息的總量超過工作記憶容量，則需進一步加工，形成長時記憶。同樣，如果在同一時間內完成多種認知活動，必須重新整合認知資源，合理分配存儲空間。

認知負荷理論包含了圖式理論和認知資源有限理論5。首先，學習者在獲取在獲取一定的信息后，以一種獨特的知識結構有規律地存在于大腦中，由此，工作記憶的負荷就會減少，這就是圖式理論。其次，認知資源有限理論指出，人的工作記憶是有限的，當人腦被占用的資源超過人的總認知負荷數量時，人的記憶效果就會減弱。約翰·斯威勒等認為CLT由三種負荷組成：內部認知負荷，外部認知負荷和相關認知負荷，且這三種認知負荷之和稱為總認知負荷6。內部認知負荷是由學習者的內部因素和認知資源引起的。如果資源較為復雜，學習者認知水平有限，就會使得內部認知負荷過量，從而增加學習者的負擔。外部認知負荷的產生與教學信息的呈現方式有關7。內部認知負荷在過載情況下，學習者易忽視工作記憶的容量，此時，圖式和自動化未能發揮作用。因此，應當減少教學中額外的設計，提高學習者的認知程度。相關認知負荷。圖式的建立和學習者自動化程度與其有著必然的聯系8。相關認知負荷從學習者出發，如果為學習者投入一定的認知資源，增加相關認知負荷，可以激勵學習者把更多的時間用于圖式構建和自動化處理上。

三、基于認知負荷理論視角下的微課設計啟示

把握宏觀和微觀兩個維度，從整體設計出發，制定有效且明確的學習目標，提高個體的相關認知；其次，充分了解學習者的情況，優化課件設計，并將微課件進行評測與反饋，應用于整個學習和設計過程中。

1.制定明確的教學目標

授課者根據大綱抓住教學的重難點。倘若課件涉及實踐活動，可以根據學習者的認知水平和實操水平制定具體教學目標。

2.充分了解學習者的情況

認知負荷理論指出，學習者和認知的信息資源以主客體的關系存在，學習者內在認知負荷的改變，主要取決于兩者的相互聯系。同樣的授課內容，認知能力高的，外在認知負荷對其產生的壓力小，學習難度低。在相同時間內，與認知能力低的學習者相比，所掌握的知識要多。因此，教師要兼顧所有學習者的接受能力，結合適當的授課材料制定課件。

3.微課件的主體內容

由于微課件所呈現的內容短小，根據認知資源理論，學習者在整合信息時，面對難點容易產生大量的外部認知負荷。為減少學習難度，在微課設計中，對課件內容進行篩選，添加相關的多媒體介質，填充記憶空間，達到滿負荷學習狀態。

4.評測與反饋

課后測評與反思也是微課的一部分。教師依據學習者的認知水平和課業內容，及時對學習者進行輔導，減少其外部認知負荷，有利于教師在總結學習者反饋的基礎上，優化教學設計。

四、基于認知負荷理論的工業設計史微課設計框架

本文以三種認知負荷理論為指導、學習者為主體，得出基于認知負荷理論的工業設計史微課設計框架，如圖1所示。

圖1 工業設計框架

（一）影響內在認知負荷的子因素

個體的學習與實踐活動彼此依賴而存在，授課者參與學習目標準備和實踐安排，并且承載著由此產生的內在認知負荷。所以，存在于內在認知負荷中的“策略”和“意識”皆由本體的性質所定。

（二）影響外在認知負荷的子因素

外在認知負荷的影響因素有“交互界面”、“技術支持”和“策略”。合理的交互界面和技術支持會減少對學習者的干擾。交互界面與課件中的元素安排有直接關聯；技術支持對畫面的呈現、知識的展示有作用；策略也屬于外在認知負荷范疇，與授課者和教育機制以及政策密切相關。

（三）影響相關認知負荷的子因素

相關認知負荷因素主要是授課過程中，學習者知識體系的建立、認知活動的評測和因學習者群體特質所形成的特殊的社會風貌等。由“評測”、“意識”、“輔導”和“協調”組成。

五、認知負荷理論視域下的手工藝設計史微課案例

學習是一種主動的、合作的建構過程，存在于師生的相互學習之中9。微課將繁雜的資源進行整合，提高學習者的動力，使得設計史論不再枯燥、乏味。如圖2所示。

圖2 手工藝設計微課設計圖示

1.課程開發

手工藝設計的發展，與人們的生活方式和審美意識息息相關。本文以手工藝為例，進行微課設計分析。其教學目標是把手工藝產品設計與理論相結合，教學重點是手工藝發展歷史與其他設計史間的聯系，教學難點是對手工藝設計的全面了解。

2.課程設置

為使顯性需求具體化，課程設計中，以學習者現有的知識結構作為起點，通過感性的認知給產品“潤色”，達到“內外”協調。中國的手工藝設計涉及建筑、陶瓷、家具、染織等，我們可以按不同國家、時期等進行結構化處理，將手工藝設計分成中國手工藝設計和外國手工藝設計。中國的手工藝發展體系十分龐大，以時間為序，選取不同時代具有代表性的手工藝作品逐一介紹。考慮到學習者的內在認知負荷，可以剔除“無關”信息的出現頻率，減少學習者的外部認知負荷，通過有效資源的介入，例如歷史視頻、前人的手工藝設計作品圖片等隱喻性信息，增加相關認知負荷。

3.課程展示

根據手工藝課程性質和授課內容，微課的教學信息以不同的載體進行“編排”，形成人機交互的主要場所。大體可以分為“靜”和“動”兩部分。學習者通過視覺器官接收到的信息，需通過潛在的設計來完成認知。可視化教學中，也會運用到圖形，使結構、層次更加清晰。對于動態的部分，圖式的構建有利于降低學習者認知負荷。

4.接收者

可視化教學方式引導學習者參與課堂互動，學習者不僅可以對微課程設計作出評價，以便微課平臺開發出更優質的微課程；也可對教師的授課情況作出評價，改進不合理的授課語言或授課內容。

六、結語

微課是隨著網絡技術的更新發展起來的新型教學模式，在設計史論微課設計中，將認知負荷理論巧妙地應用于其中，不僅節約教學資源，提升教學效率，同時提升認知結構，為學習者創造更為自主的學習環境。