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文档简介

摘要 信息技术的发展将多媒体迅速地运用于教学领域,给传统教学带来了翻天覆 地的变化。多媒体的非线性、交互性、信息量大等特点使人们预期多媒体的运用 会极大地促进学生的学习。心理学家在这方面做了大量的研究,结果表明,多媒 体并不一定促进学习。要真正使多媒体发挥对学习的促进功能,就要同时发挥“软 件”和“硬件 的作用。硬件指的就是多媒体本身,要使多媒体设计符合人类大 脑工作的特点。“软件”指的就是学习者,学习者要掌握恰当的学习策略,才能 更好的使用多媒体材料。近年来,研究者探讨了多媒体学习环境中促进有意义学 习的各种方法。促进有意义学习的最重要的两条途径是降低认知负荷和提高学习 者的兴趣。 超文本是目前多媒体教学设计中一种常用的文本形式,它是指在多媒体学习 材料中加入超链接,并可以随时在各个页面之间跳转。认知灵活性理论的研究者 认为多媒体的这种随机通达性符合人类认知的非线性特征,因此超文本有利于学 习。而认知负荷方面的研究者则认为,超文本的结构会造成迷路等问题,不但不 利于学习,反而会增加更多的认知负荷。超文本是否有利于学习,目前还无定论。 在多媒体学习环境下加入背景音乐是否能促进学习是许多心理学家所感兴趣 的。国内外许多研究表明,多媒体学习中是否加入背景音乐、加入何种类型的背 景音乐、被试学习何种多媒体材料,都会对学习产生不同的效果。我们发现,已 有研究中几乎没有针对物理多媒体学习中插入背景音乐的研究。物理学习不同于 单纯的记忆和阅读,背景音乐对于这种复杂的认知任务的学习是否有促进作用, 我们在本研究中作了初步的探讨。 本研究包括两个部分,第一部分的实验和访谈探讨的是超文本和背景音乐对 高中生自学多媒体物理材料的影响,以及学习过程中学生学习策略的运用情况。 第二部分探讨的是多媒体物理课堂教学中超文本和背景音乐对学生学习的影响, 以及学习策略的运用情况。两个实验均为2 2 的被试问实验设计,有两个因素, l 一是文本的形式,即超文本和线性文本两个水平。另一个是背景音乐的呈现方式, 也有两个水平:有背景音乐和无背景音乐。被试是河南某高中二年级2 4 0 名高中 生。实验一中要求学生自学多媒体物理材料,实验二为课堂教学,教师运用多媒 体材料讲课。学习结束后进行立即进行测试,包括回忆测试和迁移测试两个部分。 另外还测试了材料的难度和学生的喜欢程度。实验结束后每组抽取6 名被试进行 访谈,了解学生在学习过程中学习策略的运用情况。 本研究得出如下结论: 1 在多媒体自学中,背景音乐对高中生的物理学习总体上产生了积极的影响。主 要表现为对知识的保持有积极影响,而对知识的迁移并没有明显的作用。 2 在多媒体教学中,背景音乐对高中生的物理学习总体上没有影响。背景音乐对 知识的保持的作用在不同文本情况下是不一样的。在线性文本中,背景音乐可以 促进知识的保持,而在超文本中,背景音乐不影响知识的保持。另外,背景音乐 对知识的迁移影响不显著。 3 在多媒体自学中,超文本显著提高了学生总体的学习效果,对知识的保持和迁 移也有一定的促进作用。 4 在多媒体自学中,学生运用最多的五种精加工策略依次为:“前后翻页”、“联 想、“想象 、“重复阅读 和“出声阅读”。 5 在多媒体教学中,学生运用最多的五种精加工策略是“联想 、“想象”、“下 划线”、“记笔记 和“回答问题 。 关键词:背景音乐;超文本;线性文本;高中生;多媒体学习 i i a b s t l ? a c t 讹ed e v e l o p m 咖o fi l 怕肋a t i o nt e c h n o l o g yb a s b e e l l 瑚l p i d l ya p p l i 酣i 1 1 m u l t i m e d i at e a c l l i n g ,w h i c hh 嬲b r o u g h th u g ec h a n g e st 01 l b 忙缸a d i t i o n a lt e a c l l i n g n o i l l i n e 盯m u l 痂m e d i ai si l l t e r a c t i v ea n di l l f o r m a t i v et 1 1 a ti m l l 【e sp e o p l ee x p e c t i i l gm e u s eo fm u l t i m e d i aw i l lg r e a t l yp i 0 m o t es t u d e n t s l e a 【n l i l l g p s y c h o l o 舀s t sh a _ v ed o n ea 1 0 to fr e s e a r c 也廿l er e s l l l t ss h 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l ya 虢c t 血耐i o n o f h o w l e d g e 3 w h e i lm es t u d e n t sl e 锄廿l ep h y s i c a lm u l t i i n e d i am a t e r i a l sb y 也锄s e l v e s ,h y p e n e 赋 s i g i l i f i c a n t l yi m p r o v e sm es t u d 伽临l e a 瑚【i i l g a n di th 嬲ac e r t a i l lp o s i t i v er o l et 0 也e m a i n t a i l l i n g 锄dm i g m t i o no fk i l o 、l e d g e 4 w h e nm es m d e n t sl e 锄m ep h y s i c a dm u l t i m e d i am a t e r i a l sb y l e m s e l v e s ,m ef i v e 姗o fe l a b o r a t i o n s t r a t e g i e sm e 咖d e n t su s e a r e :“t 啪也ep a g e s ,“ l e g e i l d , “h n a g i l l c ”,“r e a d i n gb yr 印e a t i n g ”,“l e g e n d ,“r e a d i n gb ys p e a k i n g o u t 5 w h e nn l es t u d e n :t sl is t e n 廿1 ep h y s i c a lm u l t i m e d i am 砷e r i a l st 0 廿l et e a c h e ri i l n l e i r c l a s s r o o m ,t h ef i v e 痂s tl 曲do f 蛐r a t e g i e s 也es t u d 即皓l l s u a l l yu s e a r e : l e g e l l d ,a g i n e ,“u n d 甜i n e ,m a l ( en o t e s 粕d a n s w e rq u e s t i o n s ” rw o r d s :b a c k g r o u n dm u s i c ;h y p e r t e x t ; l i l l e a rt e 赋;s e i l i o rs c h o o ls n l d 即t s ; m u l t i m e d i al e 跚血g v 关于学位论文独立完成和内容创新的声明 本人向河南大学提出硕士学位中请。本人郑重声明:所呈交的学位论文是 本人在导师的指导下独立完成的,对所研究的课题有新的见解。据我所知,除 文中特别加以说明、标注和致谢的地方外,论文中不包括其他人已经发表或撰 写过的研究成果。也不包括其他人为获得任何教育、科研机构的学位或证书而 使用过的材料。与栽一同工作的同事对本研究所儆的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。:j 蠡,+ ? 二魏 。, 蛰;7 b ;,等 学位串请久,( 学位论文诈者) 鍪名:乙:壅臣盛壑 ?,| 一- j 雩。、s 毫? j p 、,| ? f j ? 乏j,i ? 鼍? i - 一。j ? j 。j 。? 。 j 。i 。i 。 j :f 爹。? ;拶母。一? 菱! j 譬雩口g 年7 :否;月j 7 日 蓐,? 象一。黩:; 7 ;、,。 篆 蠹 。j 菇。、! 髫;囊7 ,囊霪;i ! j i 量z 一。笔 蠢;,i j 7 ,? j “,。一一j 。 t j 、_ 。“ 。、童笺 囊关于学位论文著作权使用授权书7 萎: 4 j魏 j 磅。j 7 p 。:麓- j 鹄,、i j 一? jl ,? j j j | :j 1 i v 、jj ;如毒 , 本人经河南大学审核批准授予硕士学位。作为学位论文卉勺作者,本人完全 了解并同意河南大学有关保留、使用学住论文妁要求,即河南大学有权向国家 图书馆、科研信息机构、数据收集机构和本校图书馆等提供学位论文( 纸质文 本和电子文本) 以供公众检索、奎阅。本人授权河南大学出于宣扬、展览学校 学术发展和进行学术交流等目的,可以采取影印、缩印、扫描和拷贝等复制手 段保存、汇编学位论文( 甄质文本乖电子文本) 。 ( 涉及保密内容的学位论文在解密后适用本授权书) 学位获得者( 学住论文作者) 签名:垡臣塑星銎 2 0 学位论文指导教师签名: 2 8 基年矽ai - 日 i _ 上j - 刖旨 第一部分文献综述 随着科学技术的突飞猛进、人类知识信息的飞速发展和传播,我们已进入到了 一个信息时代和知识经济时代。在教育领域,以多媒体技术和网络技术为核心的 信息技术正在飞速发展,并以惊人的速度进入到教学的各个领域和环节,推动着 教育教学的深刻变革。 每当一种新的教学媒体应用于教育时,人们总是首先关注这种教学媒体能否 有效地促进学习和教学,多媒体应用于教育也不例外。由于多媒体具有媒体集成 性非线性和交互性等特点,人们预期多媒体将会极大地促进学习和教学。但是出 乎人们意料,大多数研究结果表明,多媒体系统对学生的学习只具有很小的甚至 没有积极的作用,有些研究还表明,传统教学优于多媒体教学。多媒体教学效果 不一致的主要原因是教学界面设计的优劣性。以往多媒体教学界面的设计主要是 基于专家的经验或设计者的思想,而不是基于学习者的学习特点,即它是“以设计者 为中心”而不是“以用户为中心”的。近年来,人们越来越认识到要提高多媒体教学的 效果,必须依据多媒体环境下学习者的学习特点设计多媒体教学界面。建构主义者 也认为教学要以学生为中心,给学生控制和管理自己学习的权利和机会。而教学设 计者的主要任务是设计学生的学习环境,学生是学习环境的主人,教师只是学生 的辅导者。因此,建构主义强调,教学设计必须是以学生为中心的教学设计才是 最好的设计。 认知心理学家和教育心理学家在这方面作了很多研究,他们跟随着信息化发 展的步伐,不断地探索计算机辅助教学的心理机制,从认知心理学的角度,分析 多媒体环境下学生的信息加工特点,寻求最适合学生学习的多媒体教学设计和信 息呈现方式。m a y e r ( 2 0 0 1 ) 指出,当多媒体的教学设计符合人类大脑的工作的特点, 且符合在一些实证研究的基础上提出的原则时,多媒体设计才会促进学习。这就 包含两个方面的意思,一是教学设计要建立在对学习者的大脑加工非常了解的基 础上,另一层含义就是要基于一些实证的研究,才能判断一种教学方式的优劣, 有些表面上看起来很好的设计不一定就能促进学习。目前这方面的研究取得了很 多的成果,从而从理论上对多媒体教学界面的设计进行指导。 物理是一门应用性、综合性很强的学科,随着近年来基础教育中信息技术与课 程整合的呼声越来越高,多媒体教学也开始越来越多地运用于中学物理教学。利 用多媒体进行物理教学有很多的优势。借助多媒体可进行高密度知识传授,对信息 进行优化处理,尤其是在一些图形模拟和实验教学中,抽象的描述往往使学生难以 想象一些物理现象的发生过程,而运用电脑进行模拟,就可以形象直观地观察到。 有些实验是很危险的、有的实验器材是非常昂贵的,有些实验是受时空限制的, 那么,有了电脑,有了多媒体,这些都不再成为问题,多媒体教学在物理教学中 起着无法替代的作用。纵然从理论上说,多媒体为物理教学提供了个很好的工 具,然而如何运用好这个工具却是一个现实的问题。良好的多媒体材料的设计可 能会促进学生的学习,然而不良的设计则可能会带来更多的认知负荷。另外,虽 然多媒体有许多的优势,但它永远也只是一个工具,无论设计的多么完美,最终 还是要通过学生的学习才会发挥作用。g 两e t s & s c h e i t e r ( 2 0 0 3 ) 认为,运用学习材 料的信息加工策略可能是比教学设计更重要的预测学习结果的指标。因此,学习 者的认知加工策略也是至关重要的。学生在多媒体学习中运用的方法和策略的不 同,可能会给学习结果带来很大的差异。 因此,本文在多媒体学习有关理论的基础上,结合多媒体中已有的研究成果, 在多媒体材料的设计方面,我们从高中生最常用的自学和课堂教学两种多媒体学 习方式出发,考察了文本形式和背景音乐两种因素对学生学习的影响。另外,我 们通过访谈的方式对学生运用学习策略的情况进行了了解。探索在多媒体物理学 习中适合学生学习特点的有效的教学设计和精加工策略,从而为教师的教学和学 生的学习提供一定的指导。 2 1 多媒体学习相关的心理学理论 m a y e r 和m o r e n 0 ( 2 0 0 3 ) 把多媒体学习定义为从图片和词语中学习,把多媒体 教学定义为呈现词语和图片使其能够被学习。词语是可以被打印( 如荧屏文本) 和说出来的( 如叙述) ,图片可以是静态的( 如插图、表格、图表、照片或地图) , 也可以是动态的( 如动画片、录像、或相互作用的插图) 。 要想实现良好的多媒体设计,必须首先了解多媒体学习的相关理论。m a y e r ( 2 0 0 1 ) 指出,当多媒体的教学设计符合人类大脑的工作的特点,且符合在一些实证 研究的基础上提出的原则时,多媒体设计才会促进学习。目前关于多媒体学习的 相关理论大致有以下几个方面。m a y e r 等人的多媒体学习认知理论( 1 9 9 9 ) 分析了 多媒体认知的过程及加工特点。s c h l l o t z 等人( 2 0 0 3 ) 发展了多通道主动认知加工 的多媒体学习理论,认为多媒体教学界面的设计应促进外部和内部表征之间的交 互。认知负荷理论者从降低认知负荷的角度探讨有效的多媒体设计。h e d e 的多媒 体对学习效应的整合模型则提出多媒体的设计要将学习者的因素考虑在内。下面 是这几个理论的主要内容。 1 1 多媒体学习认知理论 m a y e r 等人在双编码理论、认知负荷理论和建构主义学习理论基础上建立了多 媒体学习认知理论( m a y e r ,r e & m o r e n o ,r ,2 0 0 2 ;m a y r e ,1 9 9 9 ) 。如 图1 所示,该理论认为,多媒体教学信息主要以文字和图片方式呈现;学习者通过耳 朵和眼睛实现感觉记忆,注意文字的相关部分( 选择文字) ,并在工作记忆中把这些文 字组织为言语模型,同样地,他们也将注意图像的相关部分( 选择图像) ,并工作记忆中 把这些图像组织为图片模型,最后他们将在文字模型和图像模型之间及与长时记 忆中的先前知识之间建立联系( 信息整合) 。该理论强调了:( 1 ) 双重通道加工,即在 多媒体学习中,视觉和言语材料是在不同的加工系统中加工的,视觉通道最终产生 图片表征,语词通道最终产生言语表征;( 2 ) 主动加工,即认知建构取决于学习过程中 学习者主动的认知加工,只有当学习者主动选择相关的文字与图像信息,把它们组 织成为言语和视觉表征,并且把相应的言语和视觉表征及相关的先前知识整合在一 3 起时才会出现有意义学习;( 3 ) 有限的容量,即视觉和听觉工作记忆的加工容量是有 限的,因此,若对视觉或听觉通道呈现太多要加工的元素,将会引起认知超负荷而阻 碍学习。 图1 y e r 的多媒体学习认知理论模型 s c l l n o t z 等人( s c l l i l o 乜w & l o w e ,2 0 0 3 ) 发展了有关多通道主动认知加工的 多媒体学习理论。他们认为,在多媒体学习期间,由尖端教育技术提供的外部表征与 在这样的教学条件下学习者建构的内部表征之间发生复杂的交互。他们区分了描 述和描绘两种表征方式。描述表征是由符号加工产生的,而描绘表征是由模拟的结 构映射产生的。他们认为,图像可用不同的方法将给定主题材料可视化,一幅图所用 的特殊可视化形式将影响所产生的心理模型结构以及影响该模型对学习任务的效 率。这样,给文本加图对学习未必一定有益,如果与学习任务匹配不好的话,这样的方 式会产生负效应。因此,多媒体教学界面的设计应该促进外部与内部表征之间的适 宜交互。 1 2 多媒体学习的认知负荷理论 当前许多研究者指出了用认知负荷理论指导多媒体教学界面设计的重要性。 认知负荷理论的一个主要假设是人的工作记忆只有有限的容量。认知负荷一般的 定义是指为信息加工提供的大量的必需的心理资源。在学习时,学习者将大部分认 知资源分配给学习活动,然而在许多情况中不良的教学形式引起了学习者的超负 4 荷。因此应该减少这些外部负荷,使学习者能将更多的可用能量用于实际的学习。 按照认知负荷理论,在学习时,学习者的认知负荷有三种:( 1 ) 内部认知负荷,它与 学习材料的性质相联系,当学习材料具有高元素交互性而学习者又未充分掌握适 宜的图式时出现高内部认知负荷。( 2 ) 外部认知负荷,它是由教学材料的拙劣设计 引起的,指的是加工拙劣设计的教学材料时所做的努力,这种认知负荷对学习没有 贡献,而且减少了用于学习的工作记忆容量。( 3 ) 关联认知负荷,它包括两个部分: 加工认知负荷和元认知负荷。前者是学习中学习者将工作记忆容量投入更深层的 图式建构和存储时产生的认知负荷,后者是将工作记忆能量投入学习活动的监控 和对学习策略的关注时产生的认知负荷。从建构主义学习的角度,关联认知负荷与 学习者的能力发展紧密相关( b a i l n e r t ,m ,2 0 0 2 ;硒r s c l l n e r p a ,2 0 0 2 ) 。v 甜c k e ( 2 0 0 2 ) 将先前知识结合到认知负荷理论中,提出了有关多媒体教学的认知负荷理论模型 ( 见图2 ) ,该模型认为认知负荷与学习者的努力成正比,而与学习者的先前知识和 能力成反比。 图2v a l c k e 的认知负荷理论模型 不良的多媒体学习环境可能会增加学习者的认知负荷而影响学习。在当前的 5 多媒体教学中存在着一种错误的观念,即假设丰富的多媒体学习环境会引起多方 面的认知加工,从而可产生精细加工的知识结构。这个观点意味着要尽可能从 “多”、“丰富”的角度开发多媒体教学界面,对同一个知识向学习者提供不同通道 的各种形式的外部表征。然而,研究表明不良的多媒体组合会增加学习过程中的外 部认知负荷( b e c c u e ,b ;v i l u & w 1 l i t l e y ,l k 2 0 0 1 ) 。因此,最佳的多媒体教学界面应 能减少外部认知负荷,增加关联认知负荷,并使总认知负荷不超出学习者的工作记 忆能量限度。 1 3 多媒体对学习效应的整合模型 鉴于多媒体教学效果研究结果存在不一致性,h e d e ( h e d e ,a 2 0 0 2 ) 提出了多媒 体对学习效应的整合模型。h e d e 将学习者的个体差异考虑在内。他在模型中区分 了多媒体学习中的4 类1 2 个元素。第1 类元素是与多媒体输入有关,包括:视觉输 入、听觉输入和学习者控制。学习者通过输入访问教学材料的内容。视觉和听觉 是两个主要的输入通道。视觉输入可取文本、图片、图表、视频图像和动画等形 式,听觉输入可取叙述、讲授、提示声和音乐等形式。多媒体可以由这些输入的任 何组合来形成,但是,并不是所有的组合都是充分有效的。多媒体教学界面还提供 给学习者对输入的不同程度的控制和交互,但是,多媒体界面中学习者的控制量应 根据他们的能力来设计( k a l y u g 乱s 等,2 0 0 1 ) 。第2 类元素与认知加工有关,包括注意 和工作记忆。注意的作用是在某一时间让学习者专注于一种输入。认知加工发生 在工作记忆中,因此,多媒体的复杂性主要在工作记忆中起作用。有许多因素影响 工作记忆加工多媒体信息:如双重编码使听觉和视觉输入能够同时被加工,而文本 与图像同时呈现将导致通道效应:多媒体输入若超过工作记忆能量限度就会发生 认知超负荷:多个信源的信息之间可产生语义干扰:信息是否得到复述将影响信息 的保持等。第3 类元素与学习者的动力特性有关,包括:动机、认知参与和学习者 风格。动机是学习的关键变量。整合模型认为,外部动机因素例如多媒体界面的设 计特点是学习者访问材料的最初诱因,但是只有在遇到由令人感兴趣和挑战性的 内容提供的内部动机因素时,学习者才会出现持续的努力。后者引起了认知参与。 6 各种动机因素影响学习者的控制,特别是影响学习者用多媒体进行学习所花的时 间和投入的努力。学习者的风格影响他们访问和加工多媒体信息的方法。例如,表 面信息处理者的学习依赖于记忆和复述,而深层信息处理者的学习使用建立内容 结构的技术,从而在多媒体环境中可能更有效。s n l i 也和w 0 0 d y 区分了视觉加工者 和言语加工者,他们认为多媒体可能更适合于高视觉风格的学习者。第4 类元素与 知识和学习有关,包括:智力、反省、长时记忆和学习。智力是多方面的,学习者的 智力被多媒体信息激发得越多,则学习越有效。反省过程引起学习者批评性地思考 当前的知识和他们的学习策略。长时记忆从工作记忆中接收经过加工的信息,但也 为工作记忆提供了认知链接的基础,而认知链接建立了新内容与已知知识的联系。 整合模型将学习过程中所涉及的知识分为说明性、条件性和过程性知识。不同多 媒体策略的相对有效性将随着学习者的知识和经验水平而变化。学习是整合模型 的最后一个元素,它包括对通过多媒体获得的材料的直接理解水平及回忆和应用 已获得的知识的能力。整合模型提供了研发多媒体教学界面时需要考虑的主要元 素,并阐述了这些元素彼此间的交互作用。它说明多媒体对学习效应是复杂的,以 此告诫人们,必须根据学习者的信息加工的复杂性质和学习者的个体差异仔细地 应用多媒体,否则多媒体对学习会产生不良的效应。 2 多媒体设计促进有意义学习的研究 2 1 有意义学习及加工过程 当一个多媒体材料呈现给学习者时,学习者的不同的认知状况会带来不一样 的结果,对学习结果的评价是从两个方面,即保持测试和迁移测试。保持测试主 要测试的是对多媒体材料呈现的信息的保持和回忆,学习者不需要对材料进行深 层次的加工。而迁移测试主要测试的内容是对知识的迁移和运用,即在与材料中 的情景类似的情况下如何解决问题,这就需要学习者对材料进行深层次的加工, 充分理解材料的内涵才能很好地完成迁移测试。研究者总结的多媒体学习的结果 有下列三种,见表l 。第一种是没有学习,多媒体呈现给学生时,学生虽然观看 7 了多媒体材料,但实际上没有对知识进行加工,因此也就没有学到任何知识。这 表现在测试的结果上就是保持测试分数和迁移测试分数都很差。第二种是机械学 习,即学生只是机械地观看了多媒体材料,只是记住了一些零碎的知识,对知识 之间的关系并不清楚,这表现在测试的结果上是保持测试分数较好,而迁移测试 分数较差。第三种是有意义学习,m a y e r & m o r e n o ( 2 0 0 3 ) 将有意义学习( m e a i l i n g 觚 l e a m i n g ) 定义为对材料的深层次理解,包括三个方面,即对所呈现材料的重要方 面的注意;将其在大脑中组织成一个连贯有条理的认知结构;并用相关的已有知 识对其进行整合。因此,有意义学习的保持测试分数和迁移测试分数都较好。多 媒体学习环境怎样才是有利于学生学习的,就是要使学生实现有意义学习,具体 到测验的分数上,就是有较好的保持测试分数和迁移测试分数。 表1 多媒体学习的三种结果 m a y e r ( 2 0 0 1 ) 指出,当多媒体的教学设计符合人类大脑的工作的特点,且符合 在一些实证研究的基础上提出的原则时,多媒体设计才会促进学习。首先我们来 了解一下有意义学习的认知加工过程。有意义学习通常要求大量的认知加工。 m a y e r & m 0 r e n 0 ( 2 0 0 3 ) 对三种认知要求进行区分,这三种认知要求是基本加工 ( e s s e n t i a jp r o c e s s i n g ) 、附属加工( 1 1 1 c i d e n t a lp m c e s s i i l g ) 和表征保持( r e p r e s e n t a t i o n a l h 0 1 d i i l g ) ( 基本加工与关联负荷相对应;附属加工与外在负荷相对应;表征保持与 内在负荷意思接近) 。基本加工指的是搞清楚所示材料意思的认知过程。例如,多 媒体学习认知理论中的五个核心程序:选择单词、选择图像、组织单词、组织图 像和整合过程。附属加工不要求弄懂所示材料的意思,但它受学习任务的设计所 指导。表征保持的目的是在将心理表征在工作记忆中保持一段时间。例如,假设 8 在一个窗口呈现了一个插图,在另一个窗口呈现了一个言语描述,但是屏幕上一 次只能显示一个窗口。在这种情况下,学习者在阅读言语描述时,必须在工作记 忆中保持插图的表征,而在观看插图时必须在工作记忆中保持言语信息的表征。 表2 简要概括了多媒体学习中的三种认知过程要求,学习的总体加工包括基本加 工、附属加工和表征保持。当主体有意识加工超出学习者的认知容量时,认知负 荷就会出现。重新分配基本加工、附属加工或降低表征保持都可以降低认知负荷。 表2 多媒体学习中认知加工的三种要求 加工类型定义 基本加工 附属加工 表征保持 弄懂所示材料的意思,包括对单词和图像的选择、组织和整合 对所示材料做基本加工以外的加工 在工作记忆中保持言语或图像表征 2 2 促进有意义学习的多媒体设计原则 在过去的十年中,研究者越来越多地探究在基于计算机的多媒体学习环境中 促进有意义学习的各种方法,并取得了许多有效的结论 ( m a y e r 2 0 0 1 ;r 0 u e t ,l e v o n 吼& b i a r d e a u 2 0 0 1 ;s w e l l e r ,1 9 9 9 ) 。促进有意义学习的最 重要的两条途径是:( 1 ) 设计的教学信息要能够降低认知负荷 刚a y e r & m o r e i l o ,2 0 0 3 ;p a s s ,r e i l l 【l & s w e l l e r ,2 0 0 3 ;v a n m e 玎i e n b o e r ,k i r s c h i l e r & k e 溉2 0 0 3 ) ,创造更多的空间用于深层次的认知加工。( 2 ) 提高学习者的兴趣 ( h a 印& m a y e r 1 9 9 8 ;m a y e r ,s o b k o ,& m a u t o n e ,2 0 0 3 ;m o r e n o & m a y e r ,2 0 0 0 ;r e 彻- i i l g e r , h i d i ,& 鼬a p p ,1 9 9 2 ) ,从而使学习者能够运用可用的空间来进行深层次的加工。 在上述有关多媒体教学的认知理论和相应的实验研究基础上,研究者总结 了多媒体信息设计的原则。最基本的原则是:人们在学习用文本和相应的图像呈 现的教学材料时,比学习只用文本呈现的教学材料时效果要好。他们从促进有意 义学习的认知加工过程出发,按照降低认知负荷和提高学习者兴趣的目的,通过 实证研究总结了多媒体教学界面的具体的心理学设计原则。多媒体教学界面

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