經驗之塔理論下多媒體學習通道的演進規律*

費建光 陳偉 朱鈺

摘? 要? 作為多媒體學習的重要理論支撐，通道理論經歷了單通道、雙通道到三通道的演變歷程，其深層邏輯是不斷向“做的經驗”獲取方式下的多學習通道趨近，這與戴爾的“經驗之塔”理論有著密切聯系?；凇敖涷炛崩碚摲治鐾ǖ览碚摰难葸M邏輯及其影響因素，在此基礎上梳理通道理論的演變歷程，發現通道的演進呈現出細分化、科學化和系統化的規律，為交互學習環境中多通道的發展趨勢提供理論依據。

關鍵詞? 通道理論；學習通道；教學媒體；多媒體學習模型；“經驗之塔”理論

中圖分類號：G434? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）20-0010-05

0? 引言

當前，多媒體學習方式已發展為跨媒體學習、交互媒體學習，媒介變化不僅導致認知以及信息加工模型的變換，其不斷增加的交互行為還使以單向信息接收為主的雙通道理論已經不足以支撐起加入環境、反饋等內容的多媒體學習模型，越來越多的研究正關注多通道學習領域。通道理論從單通道到雙通道以及三通道的發展，與“經驗之塔”自上而下的“抽象符號、觀察、做”的三重經驗的排序邏輯相契合?！敖涷炛被趯W習體驗劃分教學媒體的方式，為理順通道理論與媒體之間的關系提供了思路。

通道理論的已有研究大多與認知負荷理論、多媒體學習認知理論等相聯系，解釋其原理，檢驗通道效應的有效性，而鮮有研究系統梳理多媒體學習通道的演變歷程。系統的理論知識有助于指導技術的發展，避免技術的“野蠻生長”。因此，在“經驗之塔”理論的指導下，梳理學習通道的發展邏輯，挖掘通道理論演變的影響因素，總結通道理論的發展規律，為三通道理論乃至多通道的發展趨勢提供理論依據，推動通道理論適應交互化學習環境，從而更好地指導教學媒體設計、選擇與應用。

1? 戴爾的“經驗之塔”理論

1.1? “經驗之塔”的內涵

在探討學習通道之前，有必要厘清“經驗之塔”的相關概念、三重經驗劃分的結構及層級關系?！敖涷炛笔菑慕虒W媒體應用實踐中總結出的關于媒體選擇與應用的模型，其基于不同學習經驗的媒體劃分對于指導教與學有重要價值。韋伯按照“現實世界—模擬現實—圖畫現實—圖解符號—詞語符號”的理論邏輯，將典型視覺教具由具體到抽象進行分類[1]。戴爾據此發展了以“經驗之塔”為核心的視聽教學理論體系，將學習經驗由上而下劃分為“抽象的經驗”“觀察的經驗”和“做的經驗”，并將分屬文字符號、語詞畫面、身體經驗的教學媒體在塔形結構的上下不同高度依次進行排序，如圖1所示。

“經驗之塔”的價值在于將學習經驗的獲取與教學媒體的選擇相結合，通過塔形結構形象地反映出不同學習經驗的抽象化程度及相互關系，闡明了不同媒體與材料在具體教學過程中的實際功效，為教學媒體與材料的實際選擇提供了可借鑒的形象化工具。

1.2? “經驗之塔”的結構分析

“經驗之塔”所提供的教學媒體與材料的選擇工具，似乎表明學習經驗的獲取應該遵循“直接參與、觀察以及抽象符號”自下而上的順序。誠然，由具體經驗入手，逐步過渡到抽象，能為后者提供認知基礎，降低學習難度[2]，但并不代表教學活動都應遵循從塔的底部向頂端過渡的順序[3]。事實上，應該視不同學生的能力與需求，根據不同學生的學習經驗，靈活地進行教學媒體的設計、選擇與運用。那么，不同層次學習經驗各有什么優缺點？根據學習經驗選擇教學媒體何以能滿足不同學生的學習需求？要解答這一切，對“經驗之塔”的結構分析是深化經驗和媒體技術關系理解的前提條件。

直接經驗與間接經驗的比較，往往是效果與效率的權衡[4]。塔形結構底部經驗的獲取，常常需要調動視、聽、嗅、觸等多重感官，學生從直觀感受中更容易建構起對知識的理解。因而，底部經驗能帶來更好的學習效果，但其耗費的時間、人力、物力等制約了效率。相較而言，概念是最為經濟、簡化的思想工具[5]，能有效促進學習的推理過程，提高學習效率，學習的最終目的也是促進概念的形成與應用。頂部經驗的抽象化程度最高，便于概念的獲得與應用[5]，其學習效率也優于直接經驗。而以視聽媒體為代表的中部經驗，在客觀教學條件限制直接經驗獲取時，能借助信息技術的直觀視聽體驗滿足學生直接經驗需要和過往經驗的整合需要，同時彌補底部經驗的效率不足與頂部經驗脫離學習者認知的不足。這樣就既避免了過于重視直接經驗，有礙抽象概念形成的風險，又避免了過分強調抽象經驗，缺少直接經驗支撐，脫離學生認知基礎，失去學習現實意義的風險。

塔中不同層級的經驗在實際學習中并不具備模型中的清晰邊界，而是相互混合、相輔相成的，“抽象的經驗”“觀察的經驗”和“做的經驗”可以同時存在于學習活動中：“做的經驗”與“觀察的經驗”為“抽象的經驗”提供直觀的認知基礎，“抽象的經驗”則促進兩種經驗的抽象概念化；“觀察的經驗”在直接經驗無法滿足時，為前者以及“抽象的經驗”提供“替代的經驗”[6]。直接經驗的學習有助于抽象學習效果的增強，充實其內容；抽象符號語言的學習能夠加深直接經驗的理解，發展思維，形成概念。“三重經驗”關系模型如圖2所示，從中可見“觀察的經驗”兼具效果與效率。

2? 通道理論的演變邏輯及驅動因素

根據“經驗之塔”三重經驗的結構及相互關系分析可見，塔中學習經驗的排序主要以身體或思想在學習活動中介入的不同程度為依據，不同經驗的背后效果與效率的較量權衡是通道理論演化的內在動力。自上而下的學習經驗中，參與學習活動的各類感官在增加，學習者的活動也在增加：抽象符號的學習幾乎不需要學習者的活動，獲取“觀察的經驗”“做的經驗”則需要學習者參與更多活動。這儼然體現著通道理論的發展脈絡。

2.1? 通道理論的演變邏輯

縱觀通道理論的發展歷程，不難發現通道理論的演變邏輯與“經驗之塔”的排序邏輯相似，同樣因循由抽象到具體的順序，通道數量伴隨身體的參與程度在逐漸增加并細分。在通道理論正式提出之前，知識學習的顯著特征是以視覺單通道為主，更多強調的是抽象符號經驗的學習。以邁耶為代表的雙通道理論的支持者，通過教學媒體的語詞結合畫面方式，有效利用了視覺與聽覺的雙通道，使學習者獲取“觀察的經驗”，大大提高了學習效率。耳朵、眼睛等感官的使用提高了身體在學習過程中的參與程度，而跨媒體、交互媒體等技術的運用，兼顧了學習的效果與效率。模擬真實環境能提供直觀感受，更多身體參與和反饋則能增強學習者的認知基礎；課堂教學的系統知識有助于即時經驗的抽象概念化，促進思維的發展、知識的運用。這顯然已經超出“經驗之塔”中教學媒體所能提供的“觀察的經驗”的范疇，并不完全依賴真實的環境又使其有別于“做的經驗”。

基于新媒體技術獲取的學習經驗兼具抽象與具象的雙重特征，這給“經驗之塔”基于“三重經驗”的媒體劃分方式帶來挑戰，也在客觀上要求通道理論進一步發展，向“做中學”的學習通道更近一步。

2.2? 通道理論演變的驅動因素

通道理論沿上述邏輯演化的過程中，始終嘗試在效果和效率之間尋求平衡，許多外部要素在這種演變中起著至關重要的作用。以互聯網、多媒體等技術為代表的信息獲取方式的進步改變了學習方式，也給學習機制帶來深刻的變化，要求通道理論做出調整來解釋新的學習機制。學習內容的變化也在影響通道理論。傳統農業、工業社會的工作內容相對固定，學習內容也相對機械固定，難度相對較小且數量有限。人類社會進入信息化時代，需要更多的創新型人才，學習內容的質與量都迎來全新升級，更高的難度以及海量的信息，要求學習者掌握檢索、分析、綜合運用等多元能力，學習者能力結構培養要求的變化需要更為具體的通道理論來解釋不斷復雜化的學習過程。

學習理論的不斷發展同樣迫使通道理論的更新。編碼理論是通道理論研究的基礎，從符號性的命題編碼理論、亞符號性的雙重編碼理論到知覺符號性的知覺符號編碼理論的發展，標志著由關注高級認知學習活動的認知表征向關注信息原始知覺特征（視、聽、嗅、觸）的神經表征轉變，為學習通道的發展指明了方向[7]。建構主義、生態心理學等理論則推動了關注要素的轉變：社會建構主義強調從整體看內外部認知過程，并在自然的社會情境中解釋人類的認知系統，強調非認知因素的影響；生態心理學則關注環境為學習者提供的知覺信息[8]。

認知神經科學理論的進步為通道理論的進一步發展奠定了生理學基礎。腦科學研究成果進一步明確了大腦的整體結構以及不同的功能區域，區分不同類型信息處理所涉及的神經系統，將心理學中抽象的學習系統與物理的神經結構相對應[8]，為多通道理論的發展提供了有力的認知神經依據。

3? 通道理論的演變過程

在各種因素的交互作用下，通道理論呈現明顯的階段性發展的特征。通道是多媒體學習中的一個重要概念，指信息在傳播過程中依賴的加工系統，不同的信息將在不同的加工通道中進行不同形式的編碼[8]。相較于多媒體主要側重信息的表示與呈現，通道則主要側重意義的獲取與傳達。學習通道的演變主要經歷了視覺單通道，視、聽雙通道，以及當下視覺、聽覺、交互（知覺/動覺）三通道的發展歷程。

3.1? 視覺單通道及其形成背景

早期學習通道的運用以視覺單通道為主。隨著社會的進步與發展，人們在種植、捕獵、采摘、存儲、交易等諸多領域累積了海量的經驗，有效使用經驗可以顯著提高生活體驗和生產效率。經驗記錄、傳播與傳承的需要和人腦記憶有限之間的矛盾，催生了獨立人腦之外的記錄與傳播介質，包括結繩記事、堆石記事、契刻符號文字……直至完整的文字符號系統。文字記載、傳遞知識的極高效率，為人類文明的發展延續作出巨大的貢獻，基于文字符號的視覺抽象經驗的學習一度成為學習的全部內容。隨著信息化社會的到來，學習的質與量都產生顛覆性變化，學習難度在不斷提高，內容在不斷迭代更新，純粹依賴視覺抽象經驗的學習已經不能滿足新的學習者能力結構的培養要求，隨之出現學習方式的變革，泛在學習、移動學習、數字學習、多媒體學習等新的學習方式層出不窮。這需要通道理論與時俱進，對其內在機制進行解釋。

3.2? 雙通道理論及其發展

同時，隨著現代心理學、教育學的發展，人們開始關注教學兩端的另一端——“學”。作為信息傳遞介質，文字符號系統有著難以媲美的優勢，然而當教學的焦點集中到學習主體時，視覺單通道的局限性就會顯現出來。完全建立在符號系統基礎上的學習是以間接經驗為主的認識過程。以符號狀態呈現的抽象教學信息不易理解，給學習效果帶來極大挑戰。教學媒體的運用旨在溝通教與學，使學生能夠通過廣泛的渠道獲得更大范圍的學習經驗，以破解抽象經驗學習的高認知負荷困局。雙通道理論正是誕生于這種情形下，旨在通過多通道加工分擔學習信息，防止因信息過載、超出通道容量上限而造成過高的認知負荷。

邁耶基于雙通道假設、有限容量假設以及主動學習假設提出多媒體學習認知理論，并據此構建多媒體學習模型[9]。雙通道假設是該模型的重要理論基礎，而雙編碼理論則是雙通道的理論基礎。雙重編碼理論認為人類具有言語與表象兩個認知編碼系統，其功能、結構各不相同，相互獨立又相互聯系[8]。雙通道理論據此提出相互平行的視覺和聽覺兩個信息加工通道，分別加工處理來自多媒體材料的語詞和畫面兩種信息，并在工作記憶中加以整合?；诙嗝襟w的觀察經驗，不僅不會使兩通道相互干擾以致容量過載，還增加了信息處理的數量，增強了信息認知的深度和學習的效果。

受到不斷發展的學習理論的影響，許多研究者基于雙通道假設重新構建了多媒體學習模型：圖文理解的整合模型認為雙通道分別對應描述性表征與直觀性表征系統，承認通道間的信息交流，否認信息的整合；學習與動機的整合模型、認知—情感模型則分別關注通道之外動機、情感、既有知識等非認知因素的作用[10]。這些模型相較雙通道理論都有一定的發展，也尚有不足之處，三者都局限于“接受學習刺激到長時記憶中形成表征”的單向信息加工過程，沒能考慮環境、交互、反饋等內容[11]。

3.3? 三通道理論的新趨勢

跨媒體學習、交互媒體學習等媒介變化，使環境、交互、反饋等學習要素上升到前所未有的地位，這給基于雙通道單向信息加工的多媒體學習模型帶來極大的挑戰，越來越多的研究正關注多通道學習領域，試圖通過調整通道理論為多媒體學習模型的重構找尋出路。

國內多通道理論的研究取得較為顯著的成果。例如，不同于雙通道假設按照“感覺接受”將多媒體學習通道劃分為對視覺、聽覺的感覺加工通道，劉世清教授團隊[7]提出的“知覺、動覺和語義”三個加工通道按信息的類型和編碼形式劃分：知覺和動覺通道從語義加工系統中分離而來，分別對感覺、運動器官收到的信息進行編碼和加工；語義通道由類比和命題兩種取自視覺和聽覺通道的編碼形式組成，負責抽象語義符號的加工。三通道相互獨立并依存，形成一個并行加工系統：知覺通道提供學習內容的特征信息和學習環境的背景信息等知覺表象，進行感性認知；語義通道對知覺通道進行總結，轉化為理性認識，形成意象；動覺通道讓這種認識過程具有主觀能動性[8]。知覺與動覺通道獨立出語義通道，是通道理論越來越重視身體參與——“做的經驗”——的重要標志。

李智曄教授[11]則在多媒體學習視、聽雙通道的基礎上，增加了“交互”通道，提出“視覺、聽覺、交互”三通道。這里的交互通道相對廣義，囊括了身體動作、身體感知覺、身體體驗等眾多交互行為，是加工交互通道獲取的各種交互信息和交互體驗的通道。

上述兩種理論都是針對雙通道理論的適當改良，試圖增加“知覺、動覺”或“交互”通道以更加真實地描述多媒體學習的內在機制，適應交互行為不斷增加的現狀。此外，這兩種理論還都關注到多媒體學習中學習者與學習材料、學習環境的內外反饋，突破了雙通道的傳統單向信息加工觀點的局限，進而更加科學地反映多媒體學習信息加工的完整過程。

4? 通道理論的演變規律

通道理論的演化整體呈現“抽象的經驗—觀察的經驗—做的經驗”的“倒金字塔”結構，技術進步是這一過程的直接影響因素，視聽媒體教學的普及衍生出雙通道假設，交互媒體等技術的運用使學習體驗無限接近“做中學”的學習效果（在遵循最大價值規律的前提下），又保留了媒體教學的效率優勢，客觀上孕育了三通道理論。通道理論不斷發展完善，又再次指導教學媒體技術具體的實踐過程，具體體現在以下幾方面。

4.1? 內部學習機制變革要求通道理論細分化

獲取和傳播學習知識的工具與手段的變化，往往會導致學習者思維方式與學習方式的巨大變遷，人類的內部學習機制也會因此產生深刻變化，學習內容與難度的提升和學生能力結構變革加速了這一變化。文字符號系統使人們得以脫離具體的活動與事物進行抽象學習，學習過程變得復雜、深入，學習活動的單一使視覺單通道足以解釋這一過程。教學媒體的應用降低了學生的認知難度，但并沒有簡化學習過程。視聽媒體技術呈現語詞和畫面的方式，使耳朵和眼睛等感覺器官得到關注，交互媒體中更多的身體參與將關注范圍拓展到知覺（觸覺）和動覺等交互感官，這些感官的加入需要更多獨立的通道，即更為細分、全面的通道理論來解釋學習機制的變化。

4.2? 認知神經科學進步推動通道理論科學化

腦部掃描與顯影技術的進步使人們從對腦部結構的研究逐步深化到對腦部皮質功能、多重記憶表征以及知覺學習的研究，進而揭示了學習系統可以對知覺、語義和動作三種類型的信息進行處理。這三種信息在不同的腦區中進行編碼，參與其存儲的神經系統亦有所不同。這一研究成果將心理學中抽象的學習系統與物理的神經結構相對應，為多媒體學習通道劃分提供了重要的生理學支持[8]。認知神經科學的進步推動了知覺、動覺等通道從語義加工系統中的分離，體現了對學習者交互行為的關注，也標志著通道理論逐漸由粗放轉向更加科學化的發展階段。

4.3? 學習理論的發展促使通道理論系統化

對于學習通道相互關系以及通道外非認知要素的關注是難以避免的課題。視覺單通道以及邁耶最初提出的雙通道假設并不承認通道間的信息交流，也沒能關注非認知要素的存在。隨著學習理論的發展，特別是強調整體看待內外部認知過程，強調自然的社會情境中非認知因素產生影響的社會建構主義，關注環境提供知覺信息的生態心理學等理論的出現，研究者開始支持通道間的信息交流，并整合了學習者動機、情感以及環境等非認知要素，學習取向也從信息接受的單向過程逐漸演變為先接受學習刺激，然后內化，再反饋于環境的“學習—反饋—學習”循環過程，這些變化直接促進了通道理論的系統化、整體化。

參考文獻

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[11] 李智曄.多媒體學習的認知：傳播模型及其基本特征[J].教育研究，2013，34（8）：112-116.

*項目來源：全國教育信息技術研究課題“‘互聯網+初中實踐類拓展性課程群的構建與運用研究”（課題批準號：173330024）。

作者：費建光，湖州市第十一中學黨委書記、校長，高級教師，研究方向為基礎教育理論；陳偉、朱鈺，湖州師范學院教師教育學院碩士研究生，研究方向為多媒體學習（313000）。