（发展与教育心理学专业论文）文章结构标记、呈现方式对学生认知负荷的影响.pdf

中文摘要 学生的学业负担是教育实践中客观存在的一个常见问题，目前，国内中学生 的学业负担过重也是客观存在的现实问题。学业负担重是应试教育的典型弊端， 推行素质教育的突破口在于减轻学生的学业负担。但怎么减、减什么是一个大问 题。事实上，认知负荷的大小是反映学生学业负担轻藿与否的核心指标。所以， 减负的关键在于减轻学生学习过程中的认知负荷。认知负荷理论是近年来在国外 发展较快的一个理论，它主要是研究关于复杂认知任务的学习。西方教育心理学 从2 0 世纪8 0 年代对学习过程中的认知负荷进行了很多具体应用的研究，但是舀前 还没寄入对汉语篇章阅读中的认知负荷进行研究。我们希望在认知负荷理论的指 导下，借鉴国外认知负荷研究的成果，透过不同的教学设计对中学生篇章阅读中 的认知负荷进行研究，以期对阅读教学设计提供一些理论指导。 本研究设计丁两个实验，实验材料为外省中考汉语篇章阅读理解，被试为中 牟县某中学的初三学生。实验一的目的是通过对同一篇文章施加完整程度不同的 文章结构标记，考察高低阅读水平被试在阅读具有不同完整程度文章结构标记材 料时的认知负荷和最终学习效果的情况；实验二的目的是考察不同阅读水平被试 在阅读以不同呈现方式呈现的不同难度的文章时的认知负荷和最终学习效果是否 存在差异。 实验一采用不同完整程度的文章结构标记3 ( 无文章结构标记：部分文章 结构标记；完整文章结构标记) 阅读水平2 ( 高阅读水平；低阅读水平) 的被试问设计。交验二采焉文本呈现方式2 ( 线性文本；超文本) 阕读水平 2 ( 高阅读水平；低阅读水平) 文章难度2 ( 较容易；较难) 的三因素 混合实验设计，其中文本呈现方式和阅读水平为被试闻变量，焉文章难度为被试 内变量。 l 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申请。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，对所研究酌课题有新的见解。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、科研机构的学住或证书而 使用 了明 了解 图书 本和 学术 段保存、汇编学位论文( 纸质文本和电子文本) 。 ( 涉及保窑内容的学位论文在解密后适用本授权书) 学住获得者( 学位论文作者) 釜名： 墨苤 2 0 乜g 年月l o 日 学住论文指导教师签名： 2 0 趔：亟 0 8 年6 月日 作 全 家 又 校 手 引言 学生的学业负担是教育实践中客观存在的一个常见问题，目前，国内中学生 的学业负担过重也是客观存在的现实问题。学业负担重是应试教育的典型弊端， 推行素质教育的突破曰在于减轻学生的学业负担。但怎么减、减什么是一个大问 题。我匿当前课程改革的重要内容是降低学生的课监难度和减少学生所使用的教 参数量和课矮作业量。僵是“减负”是否等于单纯的减少学生的课业负担，降低 教材、大纲的难度、深度? 就降低课业难度来说，改革的兽魏是找到一个适当的 难度，那么课业对每一个学生所造成的负担量都是最小的和一致的。其实，同一 难度的课业在具体的课堂教学实践中，给每个学生带来的负担是不一致的，学生 的个体差异比较大。再者，不同的学生有不同的学习方式和认知结构，相同的课 业在数量上可能对每一名学生都是一致的，但由于知识的内容、体系、结构、呈 现方式等方面存在不同，因而对每个学生实际所产生的负担量是不同的。所以， 对于具体的某一课程来说，需要有针对性的正确理论的指导。 教育实践中减负的呼声高但成效甚低，究其原因就在于没有抓住学业负担的 实质，没有抓住减负的关键点，所以减负就可能流于形式，或者只做表面文章。 实际上，认知负荷是学生学习中学业负担的核心与本质，学习负担就是学生知觉 到的要在学习中承担的认知加工锰务量，认知负荷蕊大小是反映学生学业负担轻 重与否的核心指标。所以，减负的关键在于减轻学生学习过程中的认知受苟。 认知负荷理论是近年来在国外发展较快的一个理论，它主要是研究关于复杂 认知任务的学习。它认为影响认知负荷基本因素有三个，即学习材料的组织和呈 现方式、学习材料的复杂性和个体的专长水平( 即先前知识经验) 。因此也就导致 了三大类认知负荷的产生，即外在认知负荷( e x e o u sc o 鲫i t i v el o a d ) 、内在认 知负荷( i n ”i n s i cc o g n i t i v el o a d ) 和相关认知负荷( g e r i n a n ec o g n i t i v el o a d ) 。认 知负荷研究的主要目的是在教学过程中控制工作记忆负荷，即最大限度地降低阻 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。 硒方教育心理学从2 0 世纪8 0 年代对学习过程中的认知负荷进行了很多具体 应用的研究，特别是在网络学习与超媒体学习迅猛发展的当今社会，认知负荷对 提高学习效率、更好地因材施教、减轻学生的学习负担、真正实现以人为本具有 重要的意义。 纵观晷前国内的关于认知负荷的研究，发现大多数是介绍性的或认知负荷理 论对某一具体领域教学的启示。阅读是人类一种独特的活动，通过阅读可以学习 和传播前人所创造的经验。特别是当今以计算机为主导的资讯时代，更多的信息 都要通过阅读来获取，阅读已成为适应现代社会必不可少的工具。阅读活动不仅 包括对字、词、句子的理解，受重要的是要求读者将当前正在阅读的句子所包含 的信息，整合到前文所提供的信息中去，既篇章水平的理解，从而最终获得文章 中重要价值的信息。8 0 年代以来，篇章阅读理解研究在认知科学的影响下有了十 分迅猛的发展，但是因前还没有人对汉语篇章阅读中的认知负荷进行研究。我们 希望在认知负荷理论的指导下，借鉴国外认知负荷研究的成果，通过不同的教学 设计对中学生篇章阅读中的认知负荷进行研究，以期对阅读教学设计提供一些理 论指导。 1 文献综述 1 。1 理论综述 第一部分文献综述与问题提出 兰。王。圭认知负荷( c o 譬程i l i v el o a d ) 认知负荷理论是澳大利亚心理学家s w e l l e l 予2 0 世纪8 0 年代末9 0 年代初提出来 的，其理论基础主要是资源有限理论和图式理论。资源有限理论认为：人的资源 有限，若同时从事几种活动，则存在资源分配的问题，分配遵循“此多彼少、总 量不变”的原则。在此基础上，认知负荷理论认为：问题解决或学习过程中的各 种认知活动均需消耗认知资源，若所有活动所需要的资源总量超过了个体所具有 的资源总量，则存在资源分配不足的问题，从而影响学习或问题解决的效率，此 时称为认知负荷过重。图式理论认为知识是以图式的形式存储于长时记忆中的， 在个体学习新知识的时候，长时记忆中的图式可以根据所面临的情景进行快速而 正确的归类，这种归类是种自动化的加工过程，它可以把多重低水平的信息元 素合并为雯大单位的高级的单一信息元素，从而减少工作记忆的负担，释放认知 容量。f “泛练习之后，图式就能实现逸动化，因丽也就能使学习者进一步避开工 作记忆容量的局限性。认知负荷在嚣方教育心理学界的具体研究较多，但就对认 知负荷的确切界定却有不同的看法，尤其是操作性定义差别很大。锄i 蝣8 ，c s b y a n di d i n g ( 2 0 0 4 ) 认为：认知负荷常被界定为用来促进学习活动的认知资源投入 程度。a d c o c k ( 2 0 0 3 ) 认为，认知负荷通常被界定为信息加工需要的心理资源量。 赵俊峰( 2 0 0 7 ) 认为，对认知负荷的界定存在着理论与实践两个层面，从理论层 面来看，认知负荷是指学生学习过程中完成所给认知任务而需要的心理资源的数 量。也就是在一定时间内学生在完成认知任务的学习过程中实际投入的心理努力， 或者说是实际分配给认知学习任务的心理加工能力。心理努力( m e n t a le 舶r t ) 是 认知负荷的重要指标，它是指对活动安际投入的认知资源的多少，反映实际的认 一气。 知负荷水平。学习过程中学生投入的认知资源多，心理努力大，认知负荷也就越 重。从实践层面来看，认知负荷是指在单位时间内学生知觉到的认知加工任务的 份量。同样的认知加工量，不同的学生对其感受不一样，那么对不同学生构成的 认知负荷也就不同。我们采用赵俊峰对认知负荷的定义。 帕斯( p a s s ) 和梅瑞恩伯尔( m e r r i e n - b o e r ，1 9 9 4 ) 在斯威勒等人的基础上通过 实验进一步提出了认知负荷的结构，探讨了其构成因素与加工者学习与解决问题 之间的关系。帕斯等人认为，认知负荷可以看成是一种多维度的结构，它表征因 完成某一特别任务而对某一特别学习者的认知系统施加影响的负荷。这种认知负 荷的结构包含原因因素( c a u s a lf a c t o r s ) 和评估因素( a s s e n s s m e n tf a c t o r s ) ，即影 响认知负荷的因素和受认知负荷影响的因素。( 邹艳春，2 0 0 1 ) 影响认知负荷的基 本因素有三个：学习者；任务；学习者和任务的交互作用( v a n m e 丌i e n b o e r ，1 9 9 4 ) 。而n a d i n em a r c u s 等人于1 9 9 6 年提出影响认知负荷基本因素 有三个：个体的先前经验；学习材料的内在本质特征( 尤其是因素交互性) ； 材料的组织和呈现方式。这两种观点其实是一致的( n a d i n em a r c u s 等人的观点 是j e r o e n 等人观点的具体化) 。根据影响认知负荷的因素，相应地学习者在学习过 程中会产生三种认知负荷：内在认知负荷( i n t r i n s i cc o 印i t i v el o a d ) 、外在认知负 荷( e x t r a n e o u sc o g n i t i v el o a d ) 、关联认知负荷( g e m a n ec o g n i t i v el o a d ) 。 那么这三种认知负荷到底是怎么产生的呢? 有关学者进行了一些研究。外在 认知负荷也称为无效认知负荷，这种认知负荷与学习材料的组织和呈现方式有关， 是由学习过程中对学习没有直接贡献的心理活动引起的，当教学要求学生从事一 些与图式获得或自动化没有直接关联的活动时，便会产生外在认知负荷。由于外 在认知负荷需要的认知资源可能超过人的工作记忆容量，因而可能阻碍学习，影 响学习效果：内在认知负荷是指在工作记忆中同时进行加工的，需要被整合进将 要学习的图式中的元素的数量，这样的元素越多，表明学习者的内在认知负荷越 高。内在认知负荷与学习材料的复杂性和学习者专长之间的关联程度有关，s w e l l e r 4 等人( 1 9 9 8 ) 认为内在认知负荷的高低是由将要学习的材料的特征与学习者专业 知识之间的关系决定的。如果学习材料较为复杂，而且学习者在该领域的专业知 识较为欠缺，那么要理解所学材料就必须同时注意许多不同的元素，这些元素同 时在工作记忆中进行加工，从而增加工作记忆的负担，产生较高的内在认知负荷。 如果一个学习者对某一领域的学习有较丰富的专业知识，那么他在学习相同的材 料时，就会比专业知识更贫乏的学习者产生更少的内在认知负荷；关联认知负荷 也称为有效认知负荷，它产生于学习者在学习某一个任务未用完所有的认知资源 时，学习者便可以把剩余的认知资源用到与学习有直接相关的加工( 如图式构建) 中去，让学习者在工作记忆中的元素活动中加入更高级的有意识的认知加工( 如 重组、抽象、比较和推理等) ，从而会促进学习。 由于认知负荷是建立在工作记忆容量基础之上的，所以三种负荷之间是一种 此消彼长的关系，即三种负荷相加起来的总量是被限制在一定范围内的，一种负 荷高了，另外两种负荷必然就低，如果三种负荷都高，就必然会阻碍学习的进行 ( 龚德英，2 0 0 5 ) 。对于特定个体，先前经验确定，认知负荷主要取决于学习材料 的本质特征以及材料的组织和呈现方式。当由学习材料的本质特征所引起的认知 负荷较低时，学习材料的组织和呈现方式并不重要，反之，则学习材料的组织和 呈现方式十分重要( s w e l l e r ，1 9 9 3 ) 。材料的组织和呈现应尽量减轻无关认知负荷 ( 总认知负荷也相应降低) ，使资源更多地投入与学习有关的活动中去( 张慧等， 1 9 9 9 ) 。 认知负荷的测量可以从两个维度上来划分：主、客观维度和直接、间接维度。 主观性测量是指用主观性的方法，如自我报告法等来测量认知负荷的强度。客观 性测量是通过对行为、生理状况和成绩等进行客观观察，从而得出认知负荷强度 的大小。直接的测量是指对被试的主观感觉、大脑活动进行直接测量，得山结论； 而间接测量是指通过被试的行为、学习成绩进行推论，从而做出判断。 间接的主观测量法是p a s s 等人于1 9 9 4 年提出来的，主要方法是通过在实验后对 气 被试进行问卷调查，让其回答在理解学习材料的过程中所付出的心理努力的多少， 该方法在目前关于认知负荷的研究中使用较多；直接的主观测量法是让被试对与 认知负荷直接相关的学习材料的难度进行等级评定。k a l ”g a 等人( 1 9 9 9 ) 的研究 表明，这种测量方法能够比较准确地测查出不同训练策略导致的结果之间的差异； 间接的客观测量，一是通过对成绩结果的分析考查认知负荷的强度，二是通过分 析行为方式或生理状况以及它们与学习加工的关系，如把学习者花在任务上的时 间作为衡量不同负荷水平的一个指标，也可以根据心率和瞳孔扩张等来考查负荷 水平；对认知负荷进行直接的客观测量主要是得益于神经成像技术，如通过计算 机断层扫描技术( p e t ) 和功能性磁共振脑成像技术( f m r 工) 测查任务完成过程中 脑的激活程度。这种方法常用来考察工作记忆研究中在完成简单任务( 如词汇记 忆、句子理解等) 时，大脑区域的活动，但在认知负荷理论的研究中运用还不多。 b r u n k e n 等人( 2 0 0 4 ) 采用双重任务范式( d u a l t a s k p a r a d i g m ) 来对认知负荷进行 测量。不过这种方法存在一些方法和技术上的难题。 1 1 2 文章标记( t e x ts i g n a l ) 目前，国内外研究者对文章标记的内涵和分类并不完全一致，各位研究者强 调的内容，侧重点不同。m e y e r 等认为，文章标记是不给文章增添任何新内容，但 可以由此强调某些语义内容或语义内容结构的词或短语( b r i t t o n ，1 9 8 2 ) 。b r i t t o n 认为文章标记是用于提高阅读理解材料的凝聚力或用于表明文章中某些内容比另 一些内容更重要的写作手法( b r i t t o n ，1 9 9 5 ) 。l o m a n 等把文章标记定义为，为了 强调文章的概念性结构或组织而置于文章中的一些非文章内容的词或短语 ( l o m a n ，1 9 8 3 ) 。l o r c h 等认为文章标记是不用特别强调或界定而出现于文章中的、 能给文章的重要内容或结构提供线索的词、短语或句子( l o r c h ，1 9 8 1 ) 。国内学者 何先友和莫雷( 2 0 0 0 ) 认为，文章标记是在文章的不同位置出现的、本身不给文 章带来任何新内容但能引起读者的注意并强调文章结构或某一具体内容的词、短 语或特殊符号。将文章标记分为两大类：( 1 ) 宏观标记，强调文章结构的标记， 如文章题目、标题、文章总论和摘要等；( 2 ) 微观标记，强调某一具体内容的标 记，如粗体、下划线等。国内学者田学红等人( 2 0 0 3 ) 提出，必须从以下几个方 面来界定文章标记：首先，文章标记的功能问题，在于引起读者注意，使与标记 有关的内容成为注意的中心，以提高该内容被选择的可能性；其次，文章标记只 是一种突出文章内容或者结构的形式，他是为内容服务的，本身并不能增加文章 表达的信息和内容；第三，运用文章标记的目的，是为了促进读者的理解。他把 文章标记分为三类：( 1 ) 为引起读者注意的标记；( 2 ) 为突出、强调文章结构的标 记：( 3 ) 为减轻读者记忆负荷的标记。根据以上对文章标记的介绍，可以看出，如 果文章具有恰当的标记，起到结构线索的作用，有助于文章形成良好的结构条件。 在前人研究的基础上，我们把文章标记界定为：文章标记是把出现在文章中 为读者提供文章重要内容或结构线索的词、短语或句子突出显示的印刷标记。把 文章结构标记界定为：文章结构标记是把出现在文章中为读者提供文章结构线索 的词、短语或句子突出显示的印刷标记。本研究的阅读材料选择采用划线标记， 即在表示文章结构的句子下划线以引起读者注意并减轻其认知负荷。 1 1 3 超文本( h y p e r t e x t ) 超文本是一种基于计算机的文本，它采用一种网状结构组织信息，由信息节 点和联线组成。节点间通过联线彼此相互联系，读者可以顺着联线在超文本信息 网络中自由移动。通常一个节点描述某一个概念或主题。早期的超文本中节点只 能以文本形式呈现，随着信息技术的发展，现在节点可以包括不同类型的数据： 如文本、图像、音频、视频、动画等。超文本也可以是线性的，但更多时是以非 线性结构组织信息，内容呈现没有固定的顺序，也不要求读者必须按照某种顺序 来阅读。研究者很早就开始研究超文本在学习中的应用。它们使用超文本代替线 性文本来呈现知识，为学生提供一个有机联结各个知识点、构造精细的网状学习 环境，即超文本学习环境。超文本学习环境的一般特点是和超文本的特点紧密相 联的：灵活、非线性存贮、随机通达各节点间的信息。超文本的灵活性是显而易 j 7 见的，超链接把知识有机地联系在一起，学习者可以顺着这些链接寻找自己需要 的知识。这种链接可以是封闭的，学习者看完一个链接后以同到上一级目录上： 也可以是开放的，读者可以在不同主题之间跳转。超文本的链接也使它不局限于 前后翻页式的线性操作，这种非线性特征也使它变得更为灵活。随机通达信息是 超文本的又一特点，由于有了知识点之间的超链接，同一信息可以由不同的路径 得到，这种接近信息的方式不是先前决定的，它近似于随机，学习者可以根据自 己对知识点的掌握情况选择通达的道路。 1 2 相关研究 1 2 1 认知负荷相关研究 许远理等人( 1 9 9 8 ) 以“一元二次不等式解法的学习为实验任务，用教师 讲解、图文分离的样例、图文整合的样例等三种不同的方式呈现学习材料，研究 了材料的呈现方式对学习效果和学习过程的影响。结果表明，在三种不同的材料 呈现方式下，被试学习所用的时间和学习成绩存在明显的差异，其中整合样例组 所用的时间最短、成绩最好，教师讲解组所用的时间最长、成绩最差；在听教师 讲解进行学习时，被试承受了较重的认知负荷，在示例学习中，图文整合的样例 有利于减轻被试的认知负荷。莫雷等人( 2 0 0 0 ) 探讨小学生在不同认知负荷条件 下类比推理学习的迁移效果，研究发现对于小学生类比推理的学习来说，非模式 化、高负荷的学习更有利于促进迁移。莫雷所做的实验和r o b i n s 的研究存在着明 显的差异：r o b i n s 的实验结果表明对于大学生的类比推理的学习来说，模式化、 低负荷的学习更有利于促进迁移。谢丽娟等人( 2 0 0 5 ) 通过实验作了进一步验证， 结果发现：莫雷和r o b i n s 的实验结论所产生的主要差异是由于他们所选择的被试 存在着较大的年龄差别：积极的学习理论和积极的反应理论并不是相互矛盾的， 而是有各自成立的前提条件，二者各适用于不同的年龄阶段。即减小小学生学习过 程中的外在认知负荷不利于其类比推理的迁移，而对于大学生来说，应该减少其 学习过程中的外在认知负荷。曹宝龙等人( 2 0 0 5 ) 以不同认知负荷的连环数认知 运算为实验材料，考查了认知负荷( 即内在认知负荷) 对小学生工作记忆资源分 配策略的影响。结果表明：认知负荷的难度明显地影响到了小学生工作记忆资源 分配策略。刘慧娟和沃建中( 2 0 0 3 ) 以初一到高三2 7 4 名中学生为被试，以连环数 认知运算为实验材料，对中学生工作记忆资源的分配策略进行了考察。朱晓斌 ( 2 0 0 5 ) 通过两个实验，研究“自由目标效应”和“样例效应”对不同写作水平学 生写作成绩的影响。结果表明，“自由目标效应”对高水平写作者有促进作用，但 会降低低水平写作者的成绩：“样例效应”对低水平写作者有促进作用，但对高水 平写作者的写作成绩无显著影响。 1 2 2 文章标记的相关研究 所谓文章标记效应，是指文章标记对文章阅读加工过程和文章阅读理解与信 息保持的促进效应。它分为强调文章具体内容的微观标记和强调文章结构的宏观 标记两大类型。国内外的研究者从影响标记效应的读者主体因素和文章客体因素 两大方面展开了大量的研究，影响标记效应的读者主体因素有：读者的阅读能力、 认知方式、阅读习惯、阅读策略等；文章客体因素有：文章长度、文章结构复杂 程度、文章结构清晰程度、主题组织方式等。 m e y e r ( 1 9 8 0 ) 考察了文章标记对不同阅读能力学生的影响，结果表明文章标 记只对低成就者的总回忆量有促进作用。l o m a n ( 1 9 8 3 ) 研究结果表明，标记对于高、 低阅读能力读者的总回忆量没有促进作用，但对概念性信息的回忆量有显著的促 进作用。j e n n y ( 2 0 0 0 ) 的研究则把被试分为高水平、中等水平和低水平三个组， 考查文章标记对他们理解文章的促进效应，发现标记对各种水平的读者都有促进 效应，但阅读水平越低，促进效应越为明显。郑薏苡( 2 0 0 1 ) 结果表明：被试语文 阅读水平在很大程度上影响了对文章不同类型信息的保持。阅读水平较高的被试 无论对文章重要内容的同忆还是对细节内容的回忆都显著优于水平较低的被试。 李红燕( 2 0 0 3 ) 研究结果表明，阅读水平高的学生在主题信息和总信息回忆量上 0 表现出较好的成绩，阅读水平低的学生则回忆出更多的从属信息，即不同阅读水 平学生的差异，主要表现在对文章不露信息的把握上。两何先友( 2 0 0 4 ) 的研究 结果表明，文章标记对不同阅读水平读者的文章信息保持都有显著的促进效应， 但对阅读水平高的读者的促进效应大于对阅读水平低的读者的促进效应。 从以往的研究可以看出，文章标记在促进不同阅读水平读者理解和保持文章 信息的方面存在不一致，需要进一步的安验验证。 语篇分析和篇章理解的研究表明，耀读理解不仅受到文章的语言、内容的影 响，而且还受到文章结构的影响。文章结构是文章所呈现的一种组织特征，它既 是文章信息的组合方式，也反映作者思路和情感的渲泻线路。准确地理解和掌握 文章的结构层次对阅读理解有重要作用。 l 0 1 e h 等人1 9 9 3 年让大学生阕读不同主题组织方式( 简单与复杂) 的有茏标记 的文章之后，回忆文章的主题数。结果表明，无论文章主题复杂与否，标记效应 显著，有标记组比无标记组的阉忆成绩湿著高，主题效应显著，主题简单盼文章 的标记效应显著大于主题复杂的文章。何先友( 2 0 0 0 ) 等也对文章主题的组织方 式对文章标记效应的影响进行研究。结果表明，文章标记效应依赖于文章主题的 组织特征。文章标记对主题有组织文章信息保持的促进作用大于对主题无组织文 章信息保持的促进作用。张大钧和余林( 1 9 9 8 ) 探讨了文章结构分析训练对阅读 理解水平的影响，实验结果表明，文章结构作为文章信息的一种组合方式，只要 正确地识别和组织，有利于学生找到文章的主要内容进而提高其阅读理解水平。 张金桥和莫雷等人( 2 0 0 0 ) 探讨了文章阕读过程中结构因素对文章信息保持的影 响作用，实验结果表明，阅读的文章结构越清晰，主体对文章结构把握能力越强， 越能促进文章的信息保持。黄洁华和葵雷( 2 3 ) 以不鬻写作水平的高二学生为 被试，考察不同文章结构清晰度( 用文章结构标记来表示) 对修改的影响。实验 结果表明，材料清晰度有主效戚，文章的结构标记有利于作者在修改时形成清晰 的文章表征。研究者认为文章结构清晰度对修改的影响主要是通过影响工作记忆 1 0 结果发现，超文本组被试的阅读成绩优于线性文本组，且存在显著差异。吴骏 ( 2 0 0 5 ) 对不同呈现条件下( 超文本和线性文本) 景点信息内隐记忆的绩效进行 了研究，结果发现，超文本的外显和内隐记忆绩效都优于线性文本。张智君等人 ( 2 0 0 5 ) 研究了线性文本和不同类型超文本对中文信息搜索时间和迷路指数的影 响，结果发现，线性文本的搜索时间显著长于低层次的超文本，但迷路程度显著 低于所有类型的超文本。 从以上研究我们可以发现，线性文本和超文本相比，各有优劣：超文本的阅 读绩效要好于线性文本，但超文本容易导致迷路。另外，超文本和线性文本，其 阅读绩效的差异存在条件，即阅读时间受限。 2 问题提出 2 1 问题提出 我们可以根据认知负荷的理论成果来解释关于文章标记的研究，虽然已有的 大量研究表明，文章标记对文章加工和文章信息保持的促进效应，受着文章与读 者两方面因素的影响。但是国内外研究者对于读者与文章间关系的研究涉猎较少， 主要是从读者主体因素或文章客体因素两大方面展开了大量研究。已有研究结果 发现影响标记效应的读者主体因素有：读者的阅读能力、认知方式、阅读习惯、 阅读策略等；文章客体因素有：文章长度、文章结构复杂程度与清晰程度、文章 主题组织方式等。在这里我们主要分析读者主体因素中的阅读水平、文章客体因 素中的文章结构复杂与清晰程度和文章标记效应关系的已有研究成果。 首先，从以往的研究可以看出，文章标记在促进不同阅读水平读者理解和保 持文章信息的方面存在不一致：虽然文章标记对不同阅读水平读者都有促进效应， 但不同阅读水平读者从文章标记中获益大小不同。有的研究表明阅读水平越低， 促进效应越明显( j e n n y ，2 0 0 0 ) ；而有的研究表明文章标记对阅读水平高的读者的 促进效应大于阅读水平低的读者( 何先友，2 0 0 4 ) 。如何解释这种现象呢? 根据认 1 ， 知负荷理论，当文章本身比较简单( 如文章结构清晰、内容通俗易懂等) 时，对 于高阅读水平者来说，由文章本身产生的内在认知负荷很低，有没有文章标记( 外 在材料组织方式) 对其影响不大，所以对于高阅读水平者反而促进作用不大：而 当文章本身比较复杂( 如文章结构不清晰，所叙述的内容远离现实、晦涩难懂等) 时，由文章本身产生的内在认知负荷很大，对于高阅读水平者也需要文章标记来 辅助其建立关于文章的结构表征和内容的识记，而对于低阅读水平者由文章本身 产生的内在认知负荷更大，虽然有外在文章标记来帮助其理解，但其效果却没有 高阅读水平者的效果明显。从以上分析可以看出，文章标记作为帮助读者建立文 章结构表征和内容的识记的外在辅助手段，研究它的时候我们需要考虑文章本身 的结构清晰度和难度。 其次，语篇分析和篇章理解的研究表明，阅读理解不仅受到文章的语言、内 容的影响，而且还受到文章结构的影响。有研究表明，阅读的文章结构越清晰， 主体对文章结构的把握能力越强，越能促进文章的信息保持( 张金桥、莫雷，2 0 0 0 ) 。 而文章的结构标记正是为读者加工文章提供了重要线索，帮助他们识别文章的组 织结构，使读者形成清晰的文章结构表征，最终提高其阅读水平。 再次，认知负荷理论的核心观点是：尽量降低因学习材料的组织和呈现方式 所导致的与图式获取和规则自动化无关的外部认知负荷，应向学生提供“建构” 完好的学习材料，如图文已被整合、冗余信息已被剔除等，总之，教材设计者应 为教材使用者做尽可能多的“建构性工作”。而依照建构主义的观点，“学习是一 积极主动的建构过程，学习者必须积极参与各种建构性的活动”。因此，应向学习 者提供“建构不完全的材料，因为学习者自身对学习材料的加工和建构，如整 合图文、区分有关信息和无关信息等，是有效学习得以发生的一个重要环节。如 何看待这两种观点呢? 我们认为可能学习者的先前经验是个重要条件，如果学习 者在一个领域的经验丰富，那么可以为其提供建构不完整的材料；而学习者经验 x 完整的文章结构标记、部分文章结构标记和无文章结构标记。 另外，以往关于认知负荷的研究，多是用最终的学习绩效来反推学习过程中 的认知负荷，把学习成绩的提高直接归因于认知负荷的减轻。认知负荷的变化不 是学习成绩提高的唯一解释。认知负荷的重要指标之一是心理努力，如果学习者 认为问题具有挑战性，问题解决后有成就感，那么就会付出较大的心理努力，导 致成绩的提高。为了对认知负荷理论进行验证或充实，需对导致成绩变化的中介 变量一一认知负荷，进行定性分析和定量评定。 总之，我们在研究文章标记效应时应综合考虑读者和文章两方面的因素，在 研究一中，我们把阅读水平分为高阅读水平者和低阅读水平者；把文章的难度和 文章本身的结构清晰度作为控制变量；考察外在的辅助读者建立关于文章结构的 表征的文章结构标记( 分为不同的水平：完整的文章结构标记、部分文章结构标 记和无文章结构标记) 对不同阅读水平者阅读过程中的认知负荷大小和最终学习 效果的影响。 超媒体( 文本) 系统提供了一种表示动态结构化的人类认知图示，便于学习 者同化操作观念，减少了学习者的认知负荷。在另一方面，认知负荷理论认为， 学习材料的不良结构呈现可能会造成无效的认知负荷，并最终抑制学习( s w e l l e r ， 1 9 8 8 ) 。超媒体结构的灵活性造成的结果是很大程度上的学习者控制，以及不可避 免的给学习者造成更大的( 元) 认知负荷。那么关于超文本和线性文本的研究又 能说明些什么呢? 从以往关于线性文本和超文本的研究可以看到，线性文本和超文本相比，各 有优劣：超文本的阅读绩效要好于线性文本，但超文本容易导致迷路。另外，超 文本和线性文本，其阅 x 概括而言，我们研究的内容主要有： 1 学习成绩和认知负荷之间的关系； 2 文章结构标记对不同阅读水平被试认知负荷和学习效果的影响； 3 文章难度、呈现方式对不同阅读水平被试认知负荷和学习效果的影响。 2 2 研究意义 2 2 1 理论意义 2 2 1 1 探讨在阅读教学领域认知负荷理论和建构主义学习观哪种更有说服力 认知负荷理论的核心观点是：尽量降低因学习材料的组织和呈现方式所导致 的与图式获取和规则自动化无关的外部认知负荷，应向学生提供“建构 完好的 学习材料，如图文己被整合、冗余信息己被剔除等，总之，教材设计者应为教材 使用者做尽可能多的“建构性工作”。而依照建构主义的观点，“学习是一积极主 动的建构过程，学习者必须积极参与各种建构性的活动”。因此，应向学习者提供 “建构”不完全的材料，因为学习者自身对学习材料的加工和建构，如整合图文、 区分有关信息和无关信息等，是有效学习得以发生的一个重要环节。认知负荷理 论和建构主义学习观之间存在这样的矛盾，我们通过对文章做各种建构性工作( 添 加文章结构标记、超文本呈现) 和通过向学习者提供“建构”不完全的材料( 部 分文章结构标记或无文章结构标记、线性文本呈现) 来验证在阅读教学领域哪种 理论更有意义。 2 2 1 2 同时考虑学习者与学习材料间的交互作用，丰富认知负荷理论 在s w e l l e r 等关于认知负荷理论的所有实验中，对个体先前经验这一影响认 知负荷的因素没作分析和考虑，仅仅从材料的内在本质特征和材料的组织、呈现 方式两方面来考察认知负荷。因此，为了完善和充实认知负荷理论，还需要考虑 主体因素以及主体与任务的交互作用所导致的因素对认知负荷的影响作用。也就 是说，需要对学习者类型进行区分，并且需要考察学习者与学习材料间的交互作 第二部分总体研究设计 1 研究假设 综上所述，本研究提出以下假设： 1 、中学生在文章结构标记的三个水平上认知负荷存在差异，具体来说，在完 整文章结构标记条件下认知负荷最低，在无文章结构标记条件下认知负荷最高； 中学生在文章结构标记的三个水平上阅读成绩存在差异，具体来说，在完整文章 结构标记条件下阅读成绩最高，在无文章结构标记条件下阅读成绩最低。 2 、高低阅读水平被试阅读中的认知负荷存在差异，具体来说，高阅读水平被 试阅读中的认知负荷比低阅读水平被试的低；高低阅读水平被试阅读成绩存在差 异，具体来说，高阅读水平被试阅读成绩比低阅读水平被试的高。 3 、文章以不同的呈现方式呈现时被试阅读中的认知负荷存在差异，具体来说， 以线性文本呈现时被试认知负荷比以超文本呈现时高；文章以不同的呈现方式呈 现时被试阅读成绩存在差异，具体来说，以线性文本呈现时被试阅读成绩比以超 文本时高。 4 、中学生阅读不同难度文章时认知负荷存在差异，具体来说，中学生在阅读 较容易的文章时比阅读较难的文章时认知负荷低；中学生阅读不同难度文章时阅 读成绩存在差异，具体来说，中学生阅读较难文章的阅读成绩比阅读较容易文章 的阅读成绩低。 2 核心概念界定 2 1 认知负荷( c o g n i t i v el o a d ) 认知负荷的界定存在着理论与实践两个层面，从理论层面来看，认知负荷是 指学生学习过程中完成所给认知任务而需要的心理资源的数量。也就是在一定时 间内学生在完成认知任务的学习过程中实际投入的心理努力，或者说是实际分配 给认知学习任务的心理加工能力；从实践层面来看，认知负荷是指在单位时间内 学生知觉到的认知加工任务的份量。同样的认知加工量，不同的学生对其感受不 1 r 一样，那么对不同学生构成的认知负荷也就不同。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；( 2 ) 外 部认知负荷，它是由学习材料的组织和呈现方式引起的，指的是加工拙劣设计的学 习材料时所做的努力，( 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。 2 2 文章结构标记( s i g n a l so f t e x ts t m c t u r e ) 文章结构标记是把出现在文章中为读者提供文章结构线索的词、短语或句子 突出显示的印刷标记。文章的作者在文章中会有一些表示文章结构的词、短语或 句子。我们找出这些表示文章结构的线索，然后把这些线索用划线、颜色或字体 等突出显示。 2 3 呈现方式( m o d eo fp r e s e n t a t i o n ) 超文本( h y p e r t e x t ) 是一种基于计算机的文本，它采用一种网状结构组织信息，由信息节点和联 线组成。节点间通过联线彼此相互联系，读者可以顺着联线在超文本信息网络中 自由移动。节点可以包括不同类型的数据：如文本、图像、音频、视频、动画等。 线性文本( l i n e a rt e x t ) 指的是传统的翻页式的文本呈现，没有链接，是按次序一页一页呈现的文本。 3 研究的总体思路 3 1 被试 本研究选取初三学生作为被试。 3 2 方法 本研究结合教学实践，进行了两次实验，对所得有效数据用s p s s l1 5 进行统 计处理。 1 9 3 3 研究思路 本研究利用自然实验法通过两个具体的实验来研究。实验一考察文章结构标 记对不同阅读水平被试的认知负荷和阅读成绩的影响。实验二考察文章难度、文 本呈现方式对不同阅读水平被试的认知负荷和阅读成绩的影响。 3 4 研究流程 研究流程图 第三部分研究过程与结果分析 研究一文章结构标记对中学生认知负荷和学习效果的影响 1 研究目的 考察不同完整程度的文章结构标记对不同阅读水平被试阅读中认知负荷和学 习效果的影响。 2 研究假设 文章结构标记可以减轻不同阅读水平中学生阅读过程中的认知负荷，并提高 其学习效果，具体来说： 1 、被试阅读具有完整文章结构标记的文章比部分文章结构标记的文章时认知负荷 低，阅读部分文章结构标记的文章比无文章结构标记的文章时认知负荷低。 2 、低阅读水平被试比高阅读水平被试在阅读相同材料时的认知负荷高。 3 、阅读水平和文章结构标记在认知负荷方面存在交互作用。 4 、高阅读水平被试比低阅读水平被试在阅读统一版本的文章时成绩好。 5 、阅读完整结构标记文章的被试比阅读部分文章结构标记的被试成绩好，阅读部 分文章结构标记比阅读无文章结构标记的被试成绩好。 3 研究方法与程序 3 1 被试取样 在中牟县某中学初中三年级选取3 个平行班共1 9 8 人，男生9 7 人，女生1 0 1 人。被试的视力或矫正视力均正常。被试的母语为汉语，无阅读障碍。用在网络 上搜到的一篇中等难度( 五等级自评其难度系数为2 8 9 ；初测平均阅读成绩为6 4 ) 的中考阅读题病毒人类的竞争者作为挑选高低阅读水平被试的阅读材料。 整班施测，得到有效数据1 8 0 份。每个班根据测试成绩从高到低排序，挑选前2 0 名作为高阅读水平者，挑选后2 0 名作为低阅读水平者。共挑选出1 2 0 名学生作为 被试。6 0 名高阅读水平者，6 0 名低阅读水平者，男生5 8 人，女生6 2 人。 3 2 实验材料 3 2 1 被试基本信息表 包括被试基本的人口学信息：被试的年龄、性别和班级。 3 2 2 阅读材料 根据初测的结果，我们选择外省中考语文阅读测试材料一篇：难度系数为3 3 ( 五等级难度自评) ，阅读平均成绩为5 8 6 的中考语文阅读测试题鸟儿为什么 不迷路? 为阅读材料。被试评价这篇文章的结构不是太清晰，而且其阅读平均 成绩也较低( 低于6 0 分) 。之所以选取这样的阅读材料是因为：如果文章太容易 或文章结构太清晰则有无文章结构标记对被试的阅读过程中的认知负荷无影响， 对阅读成绩也没有显著影响。这篇阅读材料分为三个版本：i 无文章结构标记；i i 部分文章结构标记；i i i 完整文章结构标记。i 版本的文章没有标题也没有下划线， i i 版本的文章只在表示文章结构的三个句子下面划了下划线，i 版本的文章有标 题也在表示文章结构的四个( 全部) 句子下面划了下划线。 3 2 3 阅读测试题、心理努力和难度自评 这篇文章后面有八道测试题，其中关于文章内容的阅读理解测试题为7 道， 主观性测试题为1 道。共1 8 分。为了对学生理解文章所付出的心理努力和被试感 觉到的试题难度有一个精确的估计，我们在每一道测试题后都附有被试做出此道 题所付出的心理努力和难度9 等级自评。最后求出平均心理努力得分和难度得分。 3 3 实验程序 采用3 2 的被试问设计。文章结构标记有三个水平，分别为：无文章结构标 记、部分文章结构标记和完整文章结构标记。阅读水平分为两个水平，分别为： 高阅读水平和低阅读水平。 2 2 因变量为认知负荷的大小和学习效果。认知负荷的大小可以通过两个指标来 衡量：心理努力和材料难度等级白评。学习效果可以用阅读测试成绩来衡量。 3 3 1 实验过程 为了避免被试猜测实验目的，采取整班施测的方法，只在测试结束的时候挑 选所需要的被试数据进入分析流程。为了避免被试之间互相交流信息，告诉被试 这是语文阅读测试，请被试独立自主地完成测试。为了避免阅读不同版本文章的 班级之间交流信息，三个班同时施测。主试由受过心理学专业训练的心理学硕士 研究生担任。利用晚上6 ：o o 一6 ：4 0 学生自由读报的时间进行测试。阅读时间和 测试时间共为3 0 分钟。 3 3 2 指导语 同学们好! 今天请同学们参加一个语文阅读测试，你们在电脑的桌面上可以 看到一个名为“阅读测试”的文件夹，在这个文件夹里面有一个名为“阅读材料” 的w o r d 文档，还有一个名为“测试题”的w o r d 文档，阅读材料是你们需要阅读 的文章，在阅读之前请填写你的姓名，性别和班级。另外一份是根据这篇文章所 出的阅读测试题，一共8 道题，需要注意的是在每一道测试题后有两道你做这道 测试题是的吃力程度和你对这道题的难度9 等级自评。测试题、吃力程度和难度 自评三个题为一组，共八组，请同学们不要漏题。阅读时间和做测试题的时间可 自控，共3 0 分钟。好，同学们现在开始阅读1 3 3 3 实验结果分析的指标 本实验主要是让高低阅读水平者阅读三种建构完整程度不同的材料，考察其 阅读过程中认知负荷和最终学习效果有何不同。认知负荷大小的指标为心理努力 和难度9 等级自评，根据认知负荷理论，心理努力和材料难度是以往研究中用得 较多的主观性测量认知负荷的方法，较低的心理努力和难度往往表明学习者在学 习过程中有较低的认知负荷，较高的心理努力和难度则表明学习者在学习过程中 有较高的认知负荷。所以心理努力和难度9 等级自评是本次实验收集的重要数据。 2 3 最终学习效果的好坏用阅读测试成绩来衡量，故阅读测试成绩也是本次实验收集 的重要数据。 认知负荷大小的指标：心理努力和难度9 等级自评。根据实验数据看出，心 理努力和难度9 等级翻评的得分相关显著：由第一个实验数据可知，心理努力9 等级自评和难度9 等级自评相关为o 。9 3 3t 幸( 只o 0 0 1 ) ；根据第二个实验数据的结 果，当文章难度为较容易时，心理努力9 等级自评和难度9 等级自评相关为o 9 0 4 ( 只o 0 0 1 ) ，当文章难度为较难时，心理努力9 等级自评和难度9 等级鼷评相 关为0 9 5 2 粤( 尺0 0 0 1 ) 。这说明心理努力9 等级自评和难度9 等级自评是衡量认 知负荷大小的有效指标，因为心理努力囱评和难度自评的数据变化趋势一致，所 以我们最终选择心理努力9 等级自评作为认知负荷大小的指标，而把难度9 等级 自评作为效标。 在以往的研究中，考查认知负荷的强度的一种方法是通过对成绩结果的分析 来反映的，蠢p 用学习成绩的提高来证明认知负荷理论的存在及正确性。但这样做 却存在不妥之处，即根据认知负荷理论来指导实验材料的设计，再将特定学习材 料设计条件下学习成绩的提高氲接归因于认知负荷的减轻。这种归因的前提是肯 定了认知负荷理论，若再用学习成绩的提高来证实认知负荷理论就带有“循环论 证”的缺陷( 张慧，1 9 9 9 ) 。因此，为了对认知负荷理论进行验证或充实，我们对 导致成绩变化的中介变量认知负蘅，进行了定性分析和定量评定。而我们的 实验结果也证实了我们的猜想，学习成绩和心理努力9 等级自评、难度9 等级自 评的相关不显著。 3 。4 实验数据的处理和统计 采用s p s s l l 5 对有效数据进行统计分析，有效数据为1 2 0 份，男生5 8