英国文学多媒体教学手段中的认知负荷调节

来源:用户上传      作者: 石晓杰 王 卉

　　【摘要】认知负荷理论把工作记忆的限制性看作学习的主要障碍。在英国文学课程教学内容的内在认知负荷相对固定的前提下,应该在多媒体教学手段的设计和使用中减少外在认知负荷,增加相关认知负荷,从而改善学习效果。
　　【关键词】多媒体;认知负荷;英国文学
　　【中图分类号】G420【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)09―0068―04
　　
　　一 引言
　　
　　 英国文学课作为我国高校外语院系的主干课程之一,在各类高校外语院系的教学计划中占有举足轻重的地位。就语言学习而言,阅读文学是获得一流语言能力必经之道。在文化交流方面,文学有助于培养真正意义上的跨文化视野。事实上,英国文学作品中对时代特色、社会制度、生活习俗、价值观念等都有形象深刻的阐释。通过文学认识英国文化,这种功效是任何文化类书籍难以企及的。同时,文学教学是提高人文素质和修养的有效途径,因为经典英国文学作品中无不闪烁着人性的光芒和蕴含着对人生的深沉思考。学生在文学学习中获得心灵的感动,从中汲取精神力量,在潜移默化中提高人文素养。因此,英国文学课程一直是高等院校英语专业的传统经典课程。
　　 传统的经典课程与信息技术和现代化的教学手段并非相悖;如果后者运用得当,还可以与前者取长补短。事实上,高等院校的英国文学课程长期以来主要通过教师的讲授来传递有关文学的基本常识、理论和作家作品的审美信息。学生是被动的接收者,通过聆听和记录来达到相关知识的认识和学习。这样的教学方式使得文学作品和学生之间、以及授课教师和学生之间产生了距离。学生对作品的认识程度不够深入;教师也不能及时得到有效的回馈和反应。多媒体多渠道的信息传递方式,为文学教学带来了生机。更为重要的是,多媒体教学手段可以引发学生对作品的探究欲望。可以说,适当运用多媒体教学手段能够促进英国文学教学和经典阅读。
　　
　　二 认知负荷
　　
　　 多媒体技术在英国文学课程中的使用已经成为共识,但是这种使用应该遵循生态化原则,严格控制课件和软件中的认知负荷。信息的加工需要消耗认知资源。由于人类的认知资源是有限的,因此每种信息在加工时所需要的“认知负荷”的大小就构成了影响其加工和获取的重要因素。认知负荷(cognitive load)是指人在信息加工的过程中所需要的心理资源的总量。如果加工某种信息所需要的认知资源超过了个体本身所具有的认知资源的总量,就会造成认知超负荷,从而影响信息加工的效果(Sweller,Chandler&Tiemey,1990)。澳大利亚心理学家Sweller于20世纪80年代末提出了认知负荷理论,其目的就是在教学材料设计上和教学过程中最大限度地降低阻碍学习的认知负荷,优化促进学习的认知负荷,使学习者合理地利用有限的认知资源,达到最好的学习效果。
　　 认知负荷理论认为,某种学习材料所能引起的“认知负荷”水平主要由3个基本因素决定:学习材料的组织和呈现方式、学习材料的复杂性、学习者的知识经验。由此,也产生了3种类型认知负荷:外在认知负荷(extraneous cognitive load)、内在认知负荷(intrinsic cognitive load)和相关认知负荷(germane cognitive load)(Pass,Renkl & Sweller,2003)。
　　1 外在认知负荷
　　 外在认知负荷是由学习材料的组织和呈现形式所引起的不利于信息加工与获得的认知负荷,也称为无效认知负荷。一般来说,教学活动中的外在认知负荷增大主要源于信息传递渠道不畅通、教学设计差、学习活动方式复杂等等。如果外在认知负荷超过了个体的认知资源总量,它就会阻碍学习,影响学习效果。
　　2 内在认知负荷
　　 由于元素间交互形成的认知负荷称为内部认知负荷(intrinsic cognitive load),它取决于所要学习材料的本质与学习者的专业知识之间的交互程度。由于每种学习材料本身所包含的成分、数量和各种成分之间的关系是不变的,因此学习材料的复杂性是固定的。教学设计无法改变学习材料本身所引起的内在认知负荷,但如果学习者具有与学习材料相关的专业知识,那么他们在学习相同的材料时,就会比其他学习者产生更少的内在认知负荷。“这是因为他们具有与学习材料相关的图式或自动化图式,即使这类材料包含多种成分并且各种成分之间关系复杂,但它们在工作记忆中也只作为一个组块,从而减小了工作记忆负荷”(林洪新&张奇,2009)。
　　3 相关认知负荷
　　 相关认知负荷是由学习材料的组织和呈现形式所引起的有利于信息加工与获得的认知负荷,也称为有效认知负荷。相关认知负荷也与教学设计有关,但与外在认知负荷不同的是,相关认知负荷不仅不阻碍学习反而促进学习。
　　 由于认知负荷是建立在认知资源有限和工作记忆容量一定的基础之上,所以3种负荷之间是此消彼长的关系,即3种负荷相加起来的总量是被限制在一定范围内的。
　　
　　三 控制认知负荷的策略
　　
　　 以上3种类型的认知负荷是相互叠加的,而外部认知负荷和相关认知负荷都直接受控于教学设计者。为了促进有效学习的发生,在教学过程中应尽可能减少外部认知负荷,增加相关认知负荷,并且使总的认知负荷不超出学习者能承受的认知负荷,否则,就会产生较低的认知效率(Pass,Renkl & Sweller,2003)。降低外在认知负荷主要是减少学习者所需要加工的与学习目标无关的信息,即减少冗余信息,最大限度地呈现直接达到学习目的的内容。尽管外在认知负荷都来自于材料的组织和呈现方式,但具体的来源有所区别,比如,有的外在认知负荷是由于过多额外的与学习目标无关的材料引起的;有时候则是由于材料安排混乱,导致学习者要花费大量认知资源用于整理材料。英国文学课程是英语专业学生必修的知识型课程,该课程的作品难度较大、理论复杂、背景遥远、篇幅较长。这就决定了该课程的认知负荷很大,因此应该在教学过程中的多媒体手段的使用方面尽量降低外在认知负荷。
　　1 图表的使用
　　 在多媒体学习中使用图表,是降低外在认知负荷的一个有效方法(Carlson,2003)。以图表为代表的视觉呈现方式可以包含很高的信息内容,给学习者工作记忆带来的冗余信息较少,从而降低教学过程中的认知负荷。图表主要用来呈现包括空间关系和空间处理任务的学习,与只能按顺序进行加工的句子相比,在图表中所有的视觉元素都可以同时看到,这样减少了在包括多个空间元素的协调任务中的视觉搜索。另外,图表提供了空间任务的更多外显表征,并且需要更少的参考信息,因为它表现出了必须通过文本来叙述的空间关系(Larkin,1987),可以帮助学习者更深入地理解。研究发现,难度较大的复杂教学内容,图表在减轻认知负荷方面的作用尤为明显(Carlson,Chandler & Sweller,2003)。这是因为图表可以激活和利用学生大脑中的认知图式,从而减少外在认知负荷,学习者只要在工作记忆中操作少数信息元素就可以进行有效的学习。特别是在新手学习的起始阶段,大脑中还没有形成学习新知识的基本图式,这就需要图表来帮助他们形成一定的认知支架。
　　 在英国文学课件的设计中,可以适当利用图表来配合和辅助文字表述,特别是授课内容比较复杂和信息量比较大的时候。例如,在讲述莎士比亚戏剧创作的时候,教师都会意识到任务的繁重,因为莎士比亚的创作数量大、历时长、戏剧种类繁多。因此教师通常会将其创作生涯分成不同阶段,并且介绍每个阶段中的戏剧类型和名称。此时,单纯的文字表述会使得复杂的授课内容更加难懂,而图表的使用产生直观而清晰的效果,从而降低内容的外在认知负荷。

　　
　　2 邻近原则减负技术
　　 “注意分散”发生在学习者接收到多种资源的信息,而这些信息又必须同时进行加工的时候。解决“注意分散”的途径是接近原则:如果学生在叙述呈现之前不用把所有的动画都保持在工作记忆中的话(或在动画呈现之前不用把所有的叙述都保持在工作记忆中),那么他们就能学得更深入。与动画与叙述的同时呈现相比,两者的相继呈现更可能产生认知超负荷――该情境导致在问题解决迁移测试中理解的减少。注意分散包括空间上的注意分散和时间上的注意分散,因而接近原则也包括空间接近和时间接近。
　　(1) 空间临近原则
　　 在多媒体学习环境中,教学材料包括文字和图片,在一种传播媒体中整合文字和图像,整合解释性的文本与相关的图像,对重要的图表和文本内容使用线索和信号来集中注意,用信号来吸引言语信息的注意(Mautone,2001)等都是有效促进空间接近效应的方法。
　　 在英国文学课件设计的过程中,应该注意同时呈现相关的文本和图片,并且文本应该临近或者嵌入到图片中。如果屏幕文字与相应的图表离得比较远,学生便需消耗有限的认知资源搜索相应的文字和图表,从而导致认知超载。例如,在讲述《圣经》中的“原罪”思想对于英国文学的影响时,可以使用图片和文本相结合的方式向学生们解释。图片中描述的是亚当和夏娃在伊甸园中受巨蛇诱惑的情景,文字中解释的是“原罪”和“人类的堕落”等概念。
　　
　　(2) 时间临近原则
　　 和空间接近效应一样,理解信息所必需的多种分离的资源增加了心理资源将被花费在外部活动上的可能性,比如要试着回忆消失的单词,以及他们和目前呈现的图片或动画的关系。Baggett(Baggett,1984)利用有声电影进行的学习研究发现,信息呈现的声音刺激在视觉资源7秒后呈现没有阻碍学习,但在更长时间的情况下(如在视觉呈现前或后14-21秒),学习下降的速度相当快。
　　 Mayer等人的试验也表明,同时呈现(动画和解说)的学习成绩要比相继呈现(先动画后讲解,或反之)好,因为在相继呈现时,学生需要在工作记忆中保存首先呈现的信息的表象表征,需要进行的认知加工便会超过学生的信息加工能力,从而可能导致认知超载。
　　3 消除冗余材料
　　 冗余发生在相同信息以不同的方式呈现或呈现不必要的额外信息时(Sweller,2005)。首先,Moreno等(Moreno,2002)的研究表明,在视觉信息和听觉信息同时呈现的时候,如果视觉呈现的是和声音内容相同的文本材料,对学习有促进作用。但是,当插图或言语信息等第二种视觉信息同时呈现时,冗余效应就是消极的,对学习有阻碍作用。上述的研究结果可以应用于英国文学课件的设计制作中,因此课件中的在自我解释的图像上无需添加文字,并且应该尽量避免使用文本和声音同时描述图像。
　　 其次,Mayer和Moreno(赵永礼,蒋凉&高峰,2009)以程序性文章作为测试教材,进行不同的媒体组合。研究结果发现,双重视觉条件下由于同一时间必须同时注意两种视觉的信息呈现,会分散学习者的注意力,从而需要较多的时间来学习,所以学习成效上不如单一的“视觉+听觉”好。研究还发现,当只出现动画和解说时,要比动画、解说和字幕三者同时出现产生的效果好。所以,在课件设计时要突出必要加工材料,减少额外信息加工的投入。这种研究结果表明,通常情况下课件的设计和制作中的某些想法和做法是错误的。例如,有时为给学习者增加学习乐趣,设计者会在课件中加入一些与学习无关的信息,如有趣的图片、搞笑的声音或背景音乐,这往往会分散学习者对必要加工材料的注意,使学习者将有限的认知资源用于额外认知加工中,使必要加工的认知资源减少,结果是学习者不能将有限的认知资源投入到目标学习中。因此,在英国文学的课件设计中,应该减少或消除为了提高兴趣而增加吸引性细节,它虽然与主题有关但与学习目标无关,可以导致学习者更高的情绪兴趣,但却对其认知兴趣没有帮助。
　　4 多通道减负技术
　　 当一个信息加工通道被必要加工的认知需求超载时,可以通过另一个信息加工通道来分担处理其中的某些信息。例如,当课件同时呈现图片和文字时,从认知心理学的角度来看,二者都需要学习者通过视觉信息通道进行加工,这容易导致视觉信息通道的认知超载。解决此问题的一个方法是以讲解的方式呈现文本,即言语在听觉通道中被加工,图片在视觉通道中被加工,这样,视觉通道的加工要求被减少了,学习者能够更好地选择图片的重要部分进行进一步加工。
　　 因此,在英国文学课程中使用的课件中应该插入图片,并且进行讲解,从而加深学生的印象。例如,在分析《鲁宾逊漂流记》的主题时,首先确定它是一部冒险小说,然后在课件中插入了四幅图片,分别是海难、孤岛、沙滩上的脚印和土著食人部落。在听觉呈现中,通过文字解说分析小说中的这四个意象,从而解释将该小说定义为冒险小说的理由。因为视觉呈现和听觉呈现中相同内容的同时获取,学生对这四个意象印象深刻。图片和文字的结合带给学生们强烈的感官刺激,激发了他们想象的空间。
　　5 增加相关认知负荷
　　 根据相关认知负荷理论,学习者已有的与学习相关的知识经验会影响多媒体信息加工中的内在认知负荷。由于学习者是带着丰富的先前知识、技能、观念、习惯和态度进入新的学习情境的,这些都会影响他们对学习内容的理解,也影响着他们解决新问题的能力。由于不同学习者背景知识、经验存在差异性,同样的学习内容,对于某些学习者来说会产生较高的认知负荷,而对于其他学习者来说可能只造成很低的认知负荷。多媒体软件设计者应当从多媒体学习者的经验入手,尽量提高多媒体学习者对学习所需的知识与技术的熟悉程度。
　　 相关认知负荷主要来源于学习者本身,增加相关认知负荷必须唤醒学习者的认知投入。学习动机是影响多媒体学习者相关认知负荷的因素之一,而外部动机因素通常被认为是学习者访问材料的最初诱因,但是只有内部动机因素才是学习者持续努力下去的关键。
　　 因此在英国文学课件的设计中,不但应该关注软件的科学性和教育性,并且还应该利用软件来吸引学习者的学习兴趣,激发其学习动机。首先,学习内容尽可能与学习者的生活经验产生联系,充分挖掘适合学习者年龄特点和知识水平的内容,激发他们的学习兴趣,引发更多的认知努力。其次,以多样化的表现形式呈现学习信息,通过改变多媒体软件的版式、字体、形式等因素,充分调动学习者的学习注意力。第三,多媒体的呈现还应该做到个性化,解说中运用对话的风格会使学习者有很强的参与感,运用第一、第二人称使学习者产生亲切感,激发其学习欲望。第四,尽量设计具有交互性的多媒体软件,使学习者自定学习步调,控制、操作和探究学习材料,还可以更好的实现反馈,从而激发学习者的内部学习动机。
　　
　　四 结语
　　
　　 认知负荷理论把工作记忆的局限性看作学习的主要障碍,认为通过有效的认知负荷管理才可以使工作记忆的容量更多地集中于将要学习的材料中,从而促进学习。因此,在英国文学多媒体课件设计时,应该从工作记忆容量的有限性出发,充分考虑学习者在学习过程中产生的认知负荷,选择有效的设计理念和设计方法,以发挥多媒体手段在学习中的优势,指导学习者进行有意义的学习。
　　
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