認知負荷理論下國際關系專業在線課程設計研究

鄭瑞珺

(四川外國語大學國際關系學院，重慶 400031)

引言

對于在線課程的界定，國內外學者有自己的觀點，斯隆聯盟(Sloan Consortium Report)把課程分為:在線課程(Online Course)、混合式課程(Blended Course/Hybrid Course)、網絡輔助課程(Web Facilitated Course)及傳統課程(Traditional Course)。并認為在線課程的比例至少為80%的課程才為在線課程。王衛軍認為在線課程采用了全新的課程教學模式，具有與傳統教學模式截然不同的特點，改變了教師與學習者的角色。我國學者陳麗認為“把所有的教育實踐都搬上網，未來的教育信息化就是教育網絡化的看法，是不對的。在線教育發展的新階段，應具有技術與教育融合、創新的特征”。

一、認知負荷理論教學策略

認知負荷理論自上世紀八十年代被澳大利亞學者Sweller創立，致力于改善信息呈現方式，以鼓勵和優化學習者的智力表現。認知負荷理論的研究關鍵在于信息在工作記憶加工過程中如何輕松化。因此，有效的教學設計必須有效管理三種認知負荷，包括內在認知負荷(Intrinsic Cognitive Load)(下文稱內在負荷)，外在認知負荷(Extraneous Cognitive Load)(下文稱外在負荷)和有效認知負荷(Effective Cognitive Load)(下文稱有效負荷)。內在負荷是指學習者處理學習任務時，對信息元素的數量和關系認知加工活動所產生的負荷的描述。內在負荷源于認知任務本身。其不僅來源于學習內容，還來自于學習內容和學習者專業知識的相互作用。外在負荷(也稱無效認知負荷)通常由不合理的教學設計導致。不合理的教學設計與認知加工過程無直接聯系，因此，教學設計產生的額外負荷將消耗額外工作記憶。尤其加工以孤立狀態出現的低相關元素時，內在負荷量較低，由任務的內在性質產生的工作記憶負荷較低。該理論認為工作記憶的有限能力，在處理信息的單位上非常有限，同時，又認為無限的長時記憶可以支持圖式不同程度的自動化的變化。從本世紀開始，研究線索部分發展為認知架構與教學設計有效性的研究。其中長時記憶、知識攝取與圖式自動化過程的關系被廣泛討論。根據圖式理論，知識是以圖式的形式存儲于長時記憶中。圖式同時會產生工作記憶負荷。認知負荷理論的關注點可以被闡述為“被工作記憶加工的信息的緩解”，雖然外在負荷和有效負荷都可以通過教學干預所改變，但是外在負荷反映的是對不良教學設計內容處理的努力，而有效負荷反映的是致力于圖式建立的努力。所以有效的教學設計應該是降低內在、外在負荷，增加有效負荷。

有效負荷也稱密切相關認知負荷，工作記憶資源有效處理內在負荷。教師為重要因素，Paas和Sweller認為，有效認知負荷水平相關因素有兩點:學習內容被教師呈現的方式和學習者在學習過程中的需求。學習者在學習過程中，總負荷不超過可用的工作記憶負荷。所以，教師在教學過程中應盡可能降低內在和外在負荷，增加有效負荷，使認知負荷總控得以制量。如公式(1)所示:

工作記憶總負荷≥內在認知負荷+外在認知負荷+有效認知負荷

二、國際關系在線課程現狀

不同理論視角下，在線課程的設計理論視角迥異，包括混合學習理論(Blended Learning)、交互影響距離理論(Transactional Distance Theory，簡稱TDT)和在線協作學習理論(Online Collaborative Learning)。在這幾種理論視角下，國際關系專業在線課程分如下幾種方式:(1)純理論錄播課，該類課程主要以理論知識的講解為主，通過為學習者創造基于網絡的學習環境，學習理論知識。在這個學習環境中基本不存在師生的面對面交流，如中國大學MOOC上國際關系類在線課程，多以此類方式為主。(2)對話式課程模式。根據美國賓夕法尼亞大學穆爾(Moore)提出的交互影響距離理論，交互距離由對話(Dialog)和結構(Structure)成為兩個變量定義。文繼奎認為“交互距離的主要影響因素便是教學對話(D)和教學結構(S)這兩個自變量也就不足為過了”。結構闡釋教學計劃與教學設計的靈活性。但在在線課程中，由于心理距離較遠，造成教師和學習者之間的對話疏離，溝通難度加大。同時根據國際關系專業各門課程的教學特點，應采用對話與結構兩個變量不同的關系，縮短交互距離。而中國MOOC上國際關系在線課程基本統一采用網站建設自帶的留言板塊，部分課程教師會添加學生QQ群，即時或定時答疑；部分課程甚至鏈接社交網站，學生建立自我學習文檔，可在網站上交友，討論，分享等等。根據MOOC統計，目前有5種最常用：1)維基百科； 2)討論區在線分享討論；3)微博快速交換信息資源和想法，如新浪微博、網易微博等； 4)社會化書簽，學習者可以在網頁上分享資源； 5)電子郵件。此方式經常被教師或教輔老師用來提醒學習者進度，如完成教學視頻觀看進度、上傳作業等。但這種方式很大程度上只是把在線平臺作為在線學習的補充，完成形式上的協作。對于純理論課程，以上幾種方式可以拉近教師和學習者之間的心理距離，從而縮短交互距離。但是對于理論與實踐結合，或者實踐占較高比例的課程，這樣的方式對學習者的自主性產生負面影響，即穆爾理論的第二個維度“學生自治”。穆爾認為“學生自治”與交互距離正相關。該方式縮小了交互距離，降低學生的自主性，獨立性也降低。

三、認知負荷理論在國際關系在線課程中的應用

基于認知負荷理論，研究者開展教學設計和研究的基本思路是:減少外在、內在負荷，增加有效負荷的教學設計。以Mayer和Sweller為代表的樣本研究和學習領域研究是主要研究來源。通過對在線課堂的觀察，基于認知負荷理論對國際關系在線課程的啟示，來解決國際關系專業在線課程設計中出現的問題。研究對象為國際關系專業大二和大三的學生，以在線課程《聯合國研究》為例，通過對最大的國際組織——聯合國知識的認識和學習，探討在線課程的有效性。

(一)降低內在負荷

內在負荷取決于學習任務本身，因此，降低內在負荷意味著降低學習本身元素的策略和交互性。Sweller、Mayer和Merrienboer等人的研究認為，其策略有部分任務(Part-task)和整體任務(Whole-task)。部分任務和整體任務的關鍵區別在于前者強調分解任務，先呈現其余的任務，最后帶出整體任務。通過其余任務促使學習者自我建立問題圖式；但是這樣的方式有其弊端:非自然割裂學習任務，因而學習者自己建立的圖式有可能無益并且不完整。因此，研究者提出“整體任務”，此任務策略為“壓縮”:將學習元素壓縮，慢慢釋放，直至呈現整體任務。隨著學習進程深入，盡管元素增多，但學習初期已經積累了元素圖式，學習者可以整體化任務。在國際關系在線課程教學中，關聯概念多，理論性強，這些都對學習者圖式建立提出挑戰。以《聯合國研究》在線課程為例，設計者將學習元素獨立并模塊化。此方法以Gerjets的模塊化策略為理論指導，依次呈現信息完整的小模塊，其內在負荷低，工作記憶易加工，所以可建立問題圖式，為后續學習階段整體化任務服務。所有的知識點以聯合國主要機構為模塊拆分，以時間順序為參考線，分別為國際聯盟、聯合國大會、安理會、經社理事會、托管理事會、國際法院和秘書處。時間上從二戰前一直到21世紀，共分為16個任務模塊，此為第一階段學習。第二階段為完整圖示建立階段，學生需要把之前的模塊知識整合，運用到后期的聯合國大會中，會議背景知識也通過小模塊呈現，會議的籌備過程就是逐漸釋放元素，呈現整體任務的過程。前期課程和后期實踐內容結合，加強學習內容之間的關聯，降低學習者困難，從而降低內在認知負荷。

(二)降低外在負荷

外在負荷和教師有關，可因為不恰當的教學設計導致。教師改善教學方式和內容呈現方式，可有效降低外在負荷。根據Sweller提出的認知負荷效應中的完成問題效應(Completion problem effect):“在樣例和傳統問題中搭橋，在問題解決中提出部分解決方法，再由學習者獨立完成剩下的問題”。此類方法對于以設計為中心的課程尤為有效。《聯合國研究》在線教學設計中每個模塊以國際組織中各部門待解決的問題為切入點，教學設計以問題解決(problem-solving)為中心，知識的呈現過程提供部分解決方案，如目前國際組織對沖突問題的態度、宗旨、解決步驟等，再由學習者獨立完成其余解決方案。如每個模塊設計中最后一步的拓展內容，由學生根據學習的內容，深度討論過去和未來的國際沖突與解決:過去的沖突解決歷史改寫，如由學生自行設計“古巴導彈危機”的B計劃解決方案；自然資源引發的沖突中國際組織的作用和角色扮演等。未來問題的預警與防患，如提出聯合國環境規劃署與發展中國家與地區的合作的建議方案等。Mayer等學者提出認知負荷效應的通道效應/形式效應(Modality effect):認為盡管材料本身內在負荷不高，低互動元素材料不能展示通道效應；只有在高互動元素材料中，通道效應才能得以實現。通道效應在理論上進一步證實了有效工作記憶的增加，并且能為降低認知負荷和促進學習服務；實踐上，提供了新的教學技巧，如可通過聲音通道來呈現書面資源等。在教學設計中，將感官單通道轉變為多通道，如國際法院(International Court of Justice，ICJ)章節，“我為ICJ配字幕”的任務，要求學生在觀看視頻之后，將視頻內容復述并配上字幕，圖像、文本和聲音多重通道刺激，從而改善單一教學設計，改變知識元素的展現方式，擴展工作記憶的負荷。

(三)增加有效負荷

增加有效負荷與學習者有關。對某些復雜任務,學習者的學習效率由降低外在、內在負荷短時間內提高，但是，如果該任務需要長時間的學習，如長期的訓練任務，前一種方案就不能達到目的，無論內、外在認識負荷降的多低，認知拓展并得不到改善。唐健嵐和周瑩認為，“這可能是因為學習者不愿或不能將更多的認知資源投入到任務中”。總結之前學者的研究成果，增加有效負荷的教學策略有任務變異和嵌入支架兩類，如圖1所示。

圖1 增加有效認知負荷效應

學習任務變異的教學策略。以《聯合國研究》在線課程為例，改變學習內容的呈現方式體現。比如全球環境問題和可持續發展章節，在線課程運用網頁搶答功能,精準計算搶答頻率及正確率,繪制學生答題軌跡,讓學生通過在線知識競答的過程來攝取知識，通過競爭呈現學習內容，學生學習態度積極，繼而引導學生擴展廣度，重復訓練。

嵌入隱性支架的教學策略。如聯合國工作文件寫作章節，技術處理教學內容，摒棄單一的線下寫作方式講解，線上音頻、視頻及文檔綜合教學資源，通過語域表述的方法，在線開展 “大家來找茬”活動；此外，原始決議填空完善的教學策略，如選擇填空等策略，使得在線課程隱含認知活動，從而使學習者拓展投入認知。如:在講解行動性條款和回顧性條款時，選擇策略可以激發學習者的認知活動，如圖2所示。在線系統會自動統計學生答案正確率，教師和學生可以審查和自查學習問題，自我搭建圖式。

圖2 條款寫作用詞選擇

嵌入顯性支架教學策略。教學過程中不止局限于教案材料，通過引導學生前瞻拓展和反思回顧，來拓展認知。同樣是聯合國文書寫作單元，通過已經掌握的用詞和句式，擴展外交辭令；用簡單英語和外交辭令中對等英語表達進行比較，學生結合之前的圖式擴展工作記憶資源，加工新內容。在線課程實時更新國際實事新聞發布會，通過不同媒體之間的用詞比較，深層加工該章節內容。

通過以上方法，一定程度改變了學生對于在線課的態度和積極性。但是值得注意的是，由于學習者水平不一，在使用各種教學策略時，內容的展示和方法需要將學習者的學習階段納入考慮。比如，對于低階段的學習者，過度的變異可能會增加其外在認知負荷，雖然這對高階段學習者來說是增加心理努力的好方式。

結語

國際關系專業在線課程增加了學習者學習知識、更新知識的機會。用認知負荷理論指導在線課程設計，通過降低內在認知負荷和外在認知負荷，增加有效認知負荷的方式發揮學習者的工作負荷，從而達到最優的教學效果。通過“壓縮”學習元素、模塊內容逐漸釋放的方式降低內在負荷；通過教師改善教學方式和內容呈現方式，使在線課程教學設計變為以問題解決為中心，以達到降低外在負荷；通過喚醒學習者認知，改變教學策略以增加有效負荷。