基于認知負荷理論的微課設計研究

朱世昕 王永花

摘? 要 以認知負荷理論為基礎，提出微課設計原則，從微課教學設計和微課媒體設計兩個方面探討其實施策略。

關鍵詞?認知負荷理論;微課;微課教學設計;微課媒體設計

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）09-0004-03

1 引言

隨著互聯網技術的高速發展，移動終端的大規模使用，微課越來越受到學習者的青睞。微課的內涵與形式在教學實踐中不斷地完善與豐富。不同學者對微課的概念持不同的觀點，但是仔細分析之后發現，他們所定義的微課有幾個共同點：微課為自主學習和移動學習提供服務;微課教學設計是圍繞某一主題或知識點展開的;微課展現形式既可以是視頻，也可以是文檔等其他教學資源;微課的時長一般在10分鐘左右;微課可以融合多種可幫助學習者提升學習質量的學習媒體形式。

認知負荷理論是由認知心理學家約翰·斯威勒首先提出的，其基本觀點可概括為：學習過程需要工作記憶的參

與，要求將工作記憶積極地用于理解和處理材料，并對即將習得的信息進行編碼、儲存在長時記憶中;如果學習者所要加工的信息容量超出工作記憶所能工作的信息容量，那么學習將變得無效。

按影響認知負荷的不同因素，可以把認知負荷分為外在認知負荷（Extraneous Cognitive Load）、內在認知負荷（Intrinsic Cognitive Load）及相關認知負荷（Germane Cognitive Load）三類：內在認知負荷與學習者所使用的學習材料相關，指當學習材料中的內容之間關聯密切且復雜瑣碎以及學習者現有的認知策略難以適應新的學習內容時增加的認知負荷;外在認知負荷是指課程講授者在進行教學設計時沒有關注到學習者本身的心理認知特點與學習內容本身的內在邏輯結構，會使學習者被迫要花更多的精力來平衡與學習本身沒有關聯的負荷;相關認知負荷與學習者自身的認知策略的運用程度以及自行總結歸納上升到規則的能力有關。

相關認知負荷被認為是一種有效的認知負荷。因此，教學設計要想產生高效的認知效率，應降低外在認知負荷、內在認知負荷并增加相關認知負荷，使三者之和不超過工作記憶的總負荷[1]。如何在有限的十分鐘左右的微課時間內，降低學習者內在、外在認知負荷，合理設計相關認知負荷，是本課題研究的主題。

2 基于認知負荷理論的微課設計原則

微課面向的對象是學習者，微課設計遵循以人為本的設計原則，即以學習者為中心，以降低內在認知負荷、減少外在認知負荷、增加相關認知負荷為手段、提高學習效率為目的。微課設計包含微課教學設計和微課媒體設計兩個重要內容。

微課教學設計原則? 微課的教學設計是對微課課程內容如何傳授給學習者的總體設計。在微課教學設計中要避免將微課上成一堂縮短和精簡之后的傳統課堂教學，實際進行微課的教學設計應當以減少內在認知負荷為原則。微課的教學目標要可觀察、可測量、可執行性強。微課的作用是幫助學習者獲得知識或者習得技能，它的最終目標是要服務于學習者，所以必須要設計出讓學習者能夠檢驗自己學習結果的目標要求。既能激發學習者參與其中的興趣，激發學習者主動學習，還能提高他們的學習效率。

微課受教學條件制約，授課時間短，難以完成傳統課堂的教學任務。因此，微課設計者需要將原先的教學任務拆分成可以完成的微小模塊，要將任務大小控制在學習者認知負荷之內。在微課的編排上同樣要考慮學習者的認知程度和認知規律，以及知識內容的邏輯順序，使得學習者在學習時能夠逐步深入，建立知識框架，獲得良好的學習效果。

微課媒體設計原則? 微課媒體設計是對知識呈現方式的設計[2]。微課媒體設計遵循視覺美學原則，減少外在認知負荷、合理安排相關認知負荷是微課媒體設計的重要原則。

從學習者角度來看，優質的微課應具備三個要素：吸引力、易懂性、難忘性。吸引力即要求微課能夠激發學習者聽講和思考該知識點的興趣，愿意投入其中學習相關的知識點;易懂性是教學本身的內在要求，所以微課教學也要以此為原則進行設計;難忘性是指微課教學要達到一定的教學效果，要讓學習者在學習完該微課之后將某個知識點內化于己，提高自己的認知水平，達到教學目的。

3 基于認知負荷理論的微課教學設計策略

隨著信息時代的到來，教育信息化也日益融入廣大教師的日常教學工作中。目前，大部分教師能夠運用現代教育技術制作出微課，但這些微課往往是傳統課堂的濃縮版本，并沒有考慮到微課時間短、內容精等實際特點，也忽略了微課本身所具有的獨特性質，造成微課資源眾多，但缺乏真正有價值、精品級的微課資源。要想擺脫這種局面，要求每一位微課設計者掌握微課的設計策略，即要將注意力從制作技術炫酷的微課轉移到微課設計的理論依據和思想上來，努力制作有實用價值的微課。

微課并不是機械地把微課設計者的思想百分之百地輸入微課使用者的大腦中，而是作為微課設計者和微課使用者之間溝通的橋梁。因此，微課的設計過程必須要將微課使用者考慮進來，即以學習者為中心來進行設計。只有這樣，才能夠真正提高微課的質量，從而有效促進學習者的學習 [3]。

給學習者提供合適的知識內容以緩解內在認知負荷壓力? 依據有關認知負荷的理論，微課設計者不能直接改變學習者目前的認識圖式與結構，但可以提供與其內在的認知程度相契合的知識內容，以達到減緩學習者的內在認知負荷，防止由于內在負荷超載而引起的學習者學習效果不佳的情況發生。因此，微課內容應該盡量選取對于微課使用者來說具有較大教育教學價值、學習者在自學的方式下無法理解或難以理解透徹的、相對而言簡短完整的知識內容。這樣就充分利用了微課通過多媒體呈現和多種樣式展示知識內容的優勢，又滿足了微課視頻對時間和知識內容的特殊要求。

合理的安排和設計緩解學習者學習的外在認知負荷? 對微課的內容進行合理安排，符合學習者的認知規律。微課設計者對教學內容的組織應當在學科知識內在的邏輯關系和學習者長期以來形成的認知規律之間找到一個合適的平衡點，使二者能夠有機統一起來，一起為學習者認知結構的建構提供有力的保障，促進學習者有意義的學習。

運用身邊案例分析使得學習者獲取知識更加容易? 微課中理論性知識的講解要深入學習者的日常生活，運用所學知識對生活中常見的現象進行分析，同時配以相應的多媒體形式，使得微課的講解更有吸引力、更具體，更能促進學習者的理解，以便學習者在深入理解的基礎上同化新知識，建構自己的認知圖式，從而緩解相關認知負荷帶給學習者的壓力。

具有啟發性的微課使學習者更難忘? 每一個微課視頻都是微課的設計者與課程的學習者之間進行交流的過程，所以微課的設計與呈現應當盡可能地呈現微課設計者對于該知識點的理解與見解，力求避免所講授的知識點在微課視頻畫面中簡單排列，不能把微課設計成視頻版的書籍、不翻頁的“課本”。這樣不僅浪費學習者的時間，不利于學習者學習任務的完成和學習質量的提高，而且會抑制學習者的學習主動性。啟發性原則應用到微課的設計中，可以為學習者的思考鋪設一個可以深入分析和鉆研的學習方向，引導其深入學習。

4 基于認知負荷理論的微課媒體設計策略

微課媒體設計是微課設計中的重要組成部分，針對上述提到的微課媒體設計要素提出相應的策略。

滿足學習者視覺與聽覺層次的本能需求，減少其對微課的排斥性? 微課作為一種課程形式，受到其本身特征的限制。微課是通過手機端或PC端播放的，其畫面效果和音質效果要滿足學習者的基本要求，即要達到一定的畫面美感與音質的純凈感。人本能對雜亂的視覺效果、刺耳嘈雜的聲音有一種天然的排斥感，因此，在微課媒體設計環節首先要滿足的便是人的本能需求[4]。

可視化的界面使學習者更容易理解教學內容，增強微課易懂性? 微課通常通過視頻的形式把知識傳遞給學習者。視頻的優勢在于它可以通過生動形象的圖文、動畫將復雜的知識內容簡潔地傳遞給學習者，可以將冗長的過程內容精煉地展示給學習者，可以將抽象的學習內容具體地呈現給學習者，幫助學習者準確、深刻地理解講授者想要傳遞的知識內容。尤其是在要求時間較短，并且適應于碎片化學習的微課設計中，可視化的特點大大降低了講授者講解知識點的難度。所以，微課設計者在進行微課設計時，要盡量使復雜的知識簡單化、冗長的知識精煉化、抽象的知識具體化，盡可能地發揮視頻可視化這一特性的長處，提升微課視頻使用者的學習效率。

遵循多媒體設計的原則，優化學習資料的呈現效果

1）要遵守臨近原則，力求避免由于為微課使用者呈現的材料沒有集中在同一視野范圍而造成學習者注意力分散，從而導致學習者學習效率下降 [5]。微課視頻的一大亮點是可以對同一個知識點進行多元表征，為學習者提供多通道知識傳遞，提高學習效率。但同時，多元表征帶來的問題是在進行同一個知識點講解的過程中需要展現多個元素，此時要遵循臨近原則，優化學習材料的呈現效果。

2）要遵守微課視頻的多通道原則，能夠運用多種媒體對所講授的知識內容進行呈現，增加其相關負荷。工作記憶對視覺信息和聽覺信息的加工是分離的，這兩種通道互不干涉，當有多種通道可以使用時，將其余的通道閑置下來，僅僅使用其中的一種通道，這是不明智的選擇。同樣的知識點用不同的通道方式進行授課，學習效果要優于單一通道方式的學習效果。這同樣要求微課視頻設計者充分發揮微課視頻獨特的優勢，不僅能夠幫助所有的學習者把多種學習交流通道活動起來，而且能夠照顧到擅長不同種交流通道的學習者，很好地滿足當代學習者對個性化服務的需求，最大限度地引起學習者強烈的求知欲，促進其對知識點內容的掌握和應用。

3）要避免微課中內容的冗余，盡量減少其外在認知負荷。微課向來以短小精悍著稱，課堂中本來就不應該有多余的文字、圖片等出現，微課本身的特性在這一方面對它提出更為嚴格的要求。冗余信息會浪費學習者的工作記憶資源，增加外在認知負荷。

5 結語

微課為學習者的自主學習與終身學習提供了便利的條件，其內容與形式也在不斷完善與改進。每一個微課設計者都應以學習者為中心，在合理安排認知負荷的原則下進行設計，如此才能開發出有實際價值的微課。

參考文獻

[1]申輝，王瑋.基于認知負荷理論的設計史論微課設計[J].大眾文藝，2018（19）：100-101.

[2]王琳，劉曉欣.碎片化學習視域下的微課程設計探究[J].河北廣播電視大學學報，2019，24（2）：68-71.

[3]王玨，劉蓉芳，唐建軍，等.微課制作：不積跬步，無以至千里：有關微課媒體設計的交流[J].中國信息技術教育，2019（6）：4-8.

[4]諾曼.設計心理學[M].3版.小柯，譯.北京：中信出版社，2015：54-57.

[5]王玉鑫，謝和平，等.多媒體學習的圖文整合：空間鄰近效應的元分析[J].心理發展與教育，2016，32（5）：565-578.