关键词：
认知负荷模型（精选九篇）
认知负荷模型 篇1
在口译学习的初期, 学习者往往会面临在短期内记忆大量信息的难题。大部分初学者试图在做口译笔记时提高书写速度, 以便记下来尽可能多的信息。还有部分学习者着意收集, 设计了诸多口译符号, 试图将口译时所听到的信息全部转换为口译符号。然而, 事实证明, 这些方法都收效甚微。采取这两种做法的学习者在练习中往往是手忙脚乱, 即使勉强记录下信息, 也会对着自己的笔记一头雾水, 不知所云。其原因在于, 首先, 正常说话者的平均语速一般为120-150字每分钟, 这就决定了无论记录者如何努力, 能够将说话者说的全部内容都记录下来的可能性是微乎其微的。其次, 试图将所有信息都转换为符号的做法同样不可取。若将所有信息都转化为另一种符号, 就等于创造另一个语言体系, 其可行性显而易见。那么, 在前两种过度依赖笔记的做法不可取后, 单纯锻炼大脑短期记忆能力以摆脱口译笔记的做法是否可行呢?答案同样是否定的。吉尔的认知负荷模型可以用来解释这个问题。
二、认知负荷模型
在“认知负荷模型”中, 吉尔提出人的脑力都是有限的, 当同时处理多个任务时, 就需要对注意力进行均匀地分配。注意力饱和和注意力分配失衡都会导致认知超负荷, 从而影响任务的执行。根据这一假说 (EM Effort Model) , 吉尔认为口译任务所需要的注意力总量必须小于大脑所能提供的注意力总量, 否则就会造成口译时的“漏译”, “错译”等现象。基于以上理论, 同传、交传以及口译的理解模式应运而生。简单来说, 这些模式可以概括为:
同声传译=听力与分析+短期记忆+言语表达 (SI=L+M+P+C)
交替传译=听力与分析+短期记忆+笔记+协调 (CI=L+N+M+C)
=记忆+读笔记+传达 (CI=Rem+Read+P)
口译理解=语言知识+言外知识+分析
从以上模式中我们不难看出, 笔记只是口译实践中的一部分, 并不能取代整个记忆的过程。出色的口译者需要将大脑短期记忆, 笔记和丰富的背景知识和译前准备相结合, 才能有效地减轻大脑的记忆负担, 使得注意力均匀分配, 从而达到快速, 准确记忆信息的目的。
三、口译笔记结构初探
那么, 口译初学者如何克服在短期内记忆大量信息的难题呢?这必须得益于建立一套高效, 科学的笔记方法。笔者认为, 科学的口译笔记涵盖信息总量的30%即可, 主要记录关键词以及信息之间的逻辑联系。另外的70%则主要依靠口译者的大脑短期记忆。具体来说, 笔者在实践练习中总结出了以下三点实用的方法:
1、以意群为单位, 纵向展开笔记
该方法是不少口译实践者乐于选择的方法。首先, 以信息的意群为单位进行笔记可以帮助译者快速分析记录信息之间的逻辑联系, 在实际翻译时也会得益于清晰的信息结构所带来的译文流畅度和准确度的提升。其次, 纵向笔记可以避免出现横向书写时纸面空间不够用的情况。同时, 采取纵向的方法可以使意群看起来更集中, 更容易辨认;通过对逻辑词和句子结构的划分, 可以为译者的翻译工作提供有力的支持。
2、舍弃动词和形容词的记忆, 重点记名词 (句子主语和关键词)
正如前文中所提到的, 在口译实践中我们要注意对脑力的均匀划分, 这就要求我们在获取信息的同时快速地将信息记忆的任务科学地, 有条理地分配给脑记和笔记。那么, 哪些部分需要脑记, 哪些部分又需要笔记呢?如果在口译任务进行时再对这些任务予以划分, 未免会手忙搅乱, 百密一疏。对于脑记和笔记的划分, 我们需要在平时就形成一套规律, 固定下来并加以练习, 才能在实际操作中游刃有余。一般来说, 口译时我们需要对句子中的名词成分, 即句子的核心主语和关键词进行笔记。这些关键词会提醒我们这个意群的主题是什么。对于句子中的动词和形容词, 则是我们需要脑记的对象。对动词的记忆而言, 首先, 若将动词记在笔记中, 会影响和限制译文发挥的空间, 这一点在中翻英中体现得尤为明显。例如由于中英行文习惯的不同, 中文中习惯以动词体现的意义, 在英文中或许用名词化的手法表达会更加地道。此时, 若将句子中的动词记在笔记上, 则会严重干扰和限制译员翻译时的目标语思路。其次, 由于一些习惯性搭配的存在, 我们看到某个名词就会自然而然地想到与之搭配的动词, 如: (保护) 环境, (加快) 发展等等, 在这种情况下, 动词的笔记就显得更加没有必要了。
对于形容词的记忆, 同样也是主要依靠脑记。在必要的情况下, 形容词只需在笔记中以括号, 点的形式来体现, 提醒译者此处修饰语即可。一个核心词的修饰语一般来说不会超过三个, 这使得我们脑记句子中的形容词具有了可行性。形容词通常不是句子的核心与主干, 如果译者过多地将精力放在形容词的笔记上, 则会顾此失彼, 本末倒置, 出现面对一堆形容词修饰语却忘记句子核心词的窘境。在句子核心词的缺失的情况下, 纵使能够准确译出所有修饰语, 显然也是没有意义的。
3、注意句子时态和逻辑连词的记忆
另外两个需要重点笔记的句子成分就是时态和逻辑连词了。句子的时态常常是不少口译初学者容易忽视的部分。然而, 句子的时态却常常能够成为提醒整个句子结构与信心的重要成分。口译时句子时态的翻译错误往往会造成整个句子意义的变化, 成为导致口译任务失败的不可忽视的原因。因此, 口译学习者需要从一开始就注意对句子时态的把握和准确笔记。
逻辑连词是整个口译笔记的基本框架。虽然是虚词, 但是却对整个信息篇章起着提纲挈领的作用。逻辑连词的笔记能够帮助译者快速回忆信息结构, 提前安排调整目标语的语言结构。
四、概述
在吉尔的认知负荷模型下, 口译初学者应避免试图将所有信息进行笔记或脑记得错误方法。用科学系统的笔记法帮助左右脑进行信息切分, 均匀地划分笔记脑记任务, 方能为日后的口译实践打下处变不惊的扎实基础。
摘要：本文通过发掘口译初学者常见的信息记忆误区, 较为详细地分析了口译初学者的信息记忆模式。在此基础上, 结合吉尔的认知负荷模型和笔者的口译实践, 深入探讨了口译脑记和笔记相融合的信息记忆方式。同时, 提出了针对口译笔记结构的三点建议, 即以意群为单位纵向笔记, 舍弃动词和形容词笔记, 注重时态和逻辑连词的笔记方式。
关键词：口译,笔记,认知负荷模型,笔记方式
参考文献
[1]达尼卡·塞莱丝科维奇玛丽雅娜·勒代雷.口译推理教学法[M].巴黎:Didier Erudition, 1989.
认知负荷模型 篇2
作者：林秀銮张贤金吴新建
中小学教学研究 08期
基础教育课程改革极力倡导减轻学生学业负担，但现状不容乐观。高中化学课堂教学中普遍存在学生学业负担过重、课堂低效的现象。很多教师忽视高中生认知发展特点，在课堂教学中只要求学生记忆某些概念、原理、物质的性质、实验现象等知识，然后通过大量的练习来巩固、提升对知识的理解。在这种模式的学习中，学生外在认知负荷高，教学效果很不理想，导致很多学生认为化学就是死记硬背、枯燥无味的学科，对化学的学习失去兴趣。因此，我们有必要从减轻学生外在认知负荷的角度来改进我们的化学课堂教学，笔者以认知负荷理论为指导，尝试在教学中巧用生活化“打比方”进行教学，取得了较好的成效。
一、认知负荷理论简介
澳大利亚新南威尔士大学的认知心理学家约翰・斯威勒（John Swdler）于1988年首先提出认知负荷理论（Cognitive Load Theroy，简称CLT）。认知是指对信息的加工过程。负荷是指在认知过程中所需要的认知资源的总和。认知负荷理论在教学实践领域的研究取得了一定的成果，对教学实践具有重要的现实指导意义。
认知负荷的生成因素有两类，一类是由学习材料本身的复杂性所引起的，称为内在认知负荷，内在认知负荷的高低取决于学习材料的复杂性和学习者已有的认知经验；另一类是由学习材料的组织和呈现形式所引起的，可分为无效认知负荷和有效认知负荷。无效认知负荷不利于信息加工与获得，也称为外在认知负荷；有效认知负荷有利于信息加工与获得，促进图式构建和图式自动化过程，也称为相关认知负荷[3]。
对于特定的学生个体而言，其认知负荷总量是一定的，三种认知负荷是一种此消彼长的关系。作为教学的组织者，要优化教学设计，在相同的内在认知负荷情况下，尽量减少学习者的外在认知负荷，提升相关认知负荷。
二、基于认知负荷理论巧用“打比方”的教学案例分析
案例1：强酸、弱酸溶液中的行为
强酸、弱酸分别与金属反应产生氢气的量与速率的大小关系的比较，是很多学生认识理解上的一个难点。教学中笔者把强酸与弱酸比作“两个不一样的大富翁”，就是他们所拥有的“货币”。强酸是一个把所有的货币都带在身上的富翁，相当于强酸完全电离；而弱酸是一个只把极少数货币带在身上，而绝大部分都存在银行的富翁，相当于弱酸部分电离。
当等物质的量浓度等体积的盐酸与醋酸分别与足量的表面积相等的锌粒完全反应时，由于盐酸、醋酸都是一元酸，二者的物质的量相等，相当于盐酸与醋酸这两个富翁所拥有的货币总量一样。因为盐酸把所有的货币都带在身上，所以他想买东西时，可以直接付款，更方便，因而反应速率更快；而醋酸只带极少量的货币在身上，而且每次只能从银行里取出一小部分，因此想要买更多东西时，就要多次提取，需要更多的程序，因而反应速率更慢。但是由于两个富翁的货币总量一样多，因此当把全部货币都用来买相同产品时，买到的产品数量应是一样多，即反应中产生的氢气总量相等。
通过这个生活化比方，原来对这个问题毫无头绪的学生有了顿悟的喜悦，一下子理解了醋酸溶液中由于存在电离平衡而与盐酸表现出不同的性质。接着笔者又提出下面的问题：当等pH等体积的盐酸与醋酸分别与足量的表面积相等的锌粒完全反应时，二者反应的速率与产生氢气的总量关系如何？这个问题既可作为当前学习的一种巩固，也是一个提升。
短暂的思考之后，学生就七嘴八舌地讨论起来了，一个个显得胸有成竹，纷纷地说出各自的见解。当然，一部分对pH的概念理解不够透彻的学生还在犹豫之中。我们可以让已经领悟的同学，用刚才的比方来分析它们的反应过程。很快他们就做出如下的分析：两种酸的pH相同，即二者电离出来的浓度相同。此时，相当于盐酸与醋酸这两个富翁带在身上的货币一样多，但是盐酸没有储蓄，而醋酸还有很多的储蓄，这就意味着醋酸货币总量要比盐酸多得多。当带在身上的钱用完时，醋酸还可以再去银行取，可以在相对一段时间内都能保持比较旺盛的购买力，而且由于资产雄厚，可以购买更多的产品。而盐酸所有的家当都带在身上，购买力明显比醋酸小。即等pH等体积的盐酸与醋酸分别与足量的表面积相等的锌粒完全反应时，醋酸的反应速率比盐酸大，并且产生的氢气的量也更多。此时，原先还在疑惑中的学生一听，也都会心地点着头，表示理解。
通过这个生活化比方，把一个内在认知负荷非常高的知识点轻易地突破了。很多学生在高中毕业多年后告诉笔者，已经好几年没有接触化学了，但是当时关于“两个不一样的富翁”的比方，现在还记忆犹新。显然通过这个方式处理教材，已让学生真正地领悟了知识。
在案例1的学习中，学生需要准备的前知识有：电离、强弱电解质的区别、溶液pH的含义、金属与酸反应速率的影响因素、电离平衡等，其中任何一个前知识的缺失或是不清晰都会影响对案例1的学习。在问题的分析过程中需要对这些前知识进行综合应用。这些因素是造成学生内在认知负荷高的主要原因，我们应在课前多与学生沟通，以适当控制内在认知负荷。富翁是否有存款，把强弱电解质的关系体现得淋漓尽致。存款的量与身上的现金的比例体现了弱电解质的电离程度。学生一旦认可、接受这个比方，外在认知负荷明显降低。
案例2：加聚反应
加聚反应是有机化学反应的一种重要类型。在必修2的学习阶段，学生刚刚接触有机化学，对于加聚反应如何能形成高分子存在认识上的障碍。在对加聚反应概念进行分析时，我们可以通过一个互动来实现。先让同桌的两个学生面对面手牵手坐好，每个学生把自己想象成一个碳原子，紧紧牵住的双手，就像是碳原子之间形成的双键，一对学生就是一个乙烯分子。现在我们松开牵着的一只手，另一只仍紧握对方，这就好比在催化剂的作用下，乙烯分子断开双键中的一个键。现在邻桌之间的两个学生牵起手，这样全班学生都可以牵起手来了，如果有更多的学生，我们也可以一起牵起手来。这就好比乙烯分子断键后重新连接形成高分子聚乙烯的过程。通过这个互动不仅活跃了课堂的气氛，而且让学生对加聚反应的概念有了深入的理解。
案例2教学的亮点是通过肢体活动体会加聚反应的实质，这些肢体活动不仅容易在头脑中形成稳固的图示，而且可以唤醒学生对学习的美好回忆，极大地提高了相关认知负荷。教学中，教师引导学生建立以下几个对应关系：学生与碳原子、牵手与化学键、分手与断键、同桌数与聚合度……在学生领悟了加聚反应的实质之后，根据必修模块的有机知识的阶段性，引导学生构建常见有机化学反应，如取代反应、加成反应、酯化反应、水解反应、聚合反应，并能根据反应特点初步判断反应类型。选修阶段的学习中，可以在已建构好的体系中进行补充，形成更完整的知识体系，便于学生随时提取。
案例3：核外电子的跃迁
在鲁科版高中化学选修《物质结构与性质》的第一章“原子结构”的第一节“原子结构模型”中，玻尔原子结构模型的基本观点中有这样的描述：在不同轨道上运动的电子具有不同的能量，而且能量是量子化的，即轨道能量是“一份一份”的，不能连续变化而只能取某些不连续的数值。只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现出来并被记录下来，就形成了光谱。
教材中的这些描述很晦涩，尤其是“量子化”“一份一份”“跃迁”这些词更是让学生不知所云。如何在教学中减轻学生的外在认知负荷呢？经过一番实践，笔者用爬梯子来“打比方”，以上问题得到很好的解释。
我们把电子的跃迁比作电子在爬梯子[4]。原子中的电子在不同能级之间的运动就像在爬梯子。如果你要上下梯子，就必须一档一档地爬。爬的时候，你的脚只能落在梯子的横档上，这就好比电子只能处在一定的能级上，并具有一定的能量，而不能处于两个能级之间。当电子吸收了一定能量后，就可以跃迁到较高能级上，这个能量就是这两个能级之间的能量差。当电子返回到较低能级时，就以光的形式将两个能级之间的能量差释放出来。
在教学中，分别对两个平行班级采用不同的教学方式。一个班级作为对照组，另一个班级为实验组，采用“打比方”的方式进行教学。在对焰色反应、霓虹灯发光现象的解释中，实验组学生的成绩明显高于控制组。这也说明采用“打比方”进行教学，减轻学生的外在认知负荷，使学生通过“打比方”产生联想，从而建构知识网络，提高教学效率。
原子核外电子的运动具有特殊性，我们无法用感官来感知它的存在和运动，教材也没有一目了然地描述电子的跃迁过程，这就造成学生内在认知负荷强度高。通过“打比方”把这个抽象的问题形象化，通过对比分析使学生正确地进行信息转换和推理形成图式，减少外在认知负荷的同时增加了相关认知负荷。在教学中，教师要把握住以下几个核心点进行对比分析：梯子横档与能级、横档的高度与能级所具有的能量、上下梯子与电子跃迁、梯子横档的高度差与能级之间的能量差……当学生真正地领悟了它们之间的对应关系，才能实现知识的迁移，学生就能顺着这把“梯子”提升到一定的高度。如果分析过程中对应关系混乱、或是把学生的注意力引到了梯子的其他特征方面，学生就会被这个“梯子”绊倒。
三、基于认知负荷理论进行“打比方”教学的建议
（一）课前调查、研究教材，控制内在认知负荷
学生已有的认知结构水平与学习材料的数量和交互性对新知识的学习起决定作用[5]。教师在进行“打比方”教学前应从课前调查与研究教材两个方面入手，以控制内在认知负荷。
课前调查的内容主要是针对即将学习的材料需要学生准备好的一些前知识。例如，在案例1的教学前笔者了解到学生对强弱电解质的概念已背得滚瓜烂熟，但是对弱电解质的电离程度的理解却很模糊。所谓部分电离，是电离90%，50%，10%，还是小于1%？很多学生并不理解。我们就要敏锐地抓住这些信息，并有针对性地进行指导。课前调查可以采用访谈式、问卷调查式、试卷分析式……对学生的前知识掌握情况进行了解，分析形成的原因，尽可能在学习之前得到解决，这样就可以大大地减少学生在学习中的内在认知负荷。
每个教师教学时所用的`教材版本是固定的，因此呈现在学生面前的知识体系、内容线索、知识密度、前后知识的对应关系、教材的图表等已经固定，它对学生引起的内在认知负荷已确定，但是教师可以根据学生的实际认知情况对以上因素进行调整，以控制学生的内在认知负荷。如果材料数量较多，应精选教材中已有的学习材料，适当进行删减，必要时可以借鉴其他版本的学习材料。对于交互性比较强的学习材料，可以考虑分阶段或分块呈现。这些措施都可以适当调控由于教学材料引起的内在认知负荷。其实，教材中有很多知识点是以“打比方”的形式呈现的，教学中要予以充分利用。例如，在鲁科版高中化学《化学反应原理》中关于反应焓变的描述用登山来“打比方”。用“山的高度与登山途径无关”来说明“对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样的”。再如，在原子结构模型中提到汤姆逊的“葡萄干布丁”模型，介绍“碰撞理论”时，可以采用课改前人教版的“投篮”来“打比方”。
（二）贴近生活、启迪思考，减少外在认知负荷
教师一定要选用学生所熟悉的、感兴趣的“打比方”素材，它能丰富想象、引起联想、启发思考。当学生在百思不得其解时，可以从这个生活化比方中获得灵感，有所领悟，从而找到解决问题的突破口。
例如，在物质的量的教学中，为什么要引入“物质的量”这个概念？它是一个什么样的物理量？这些问题都会困扰学生，具有较高的内在和外在认知负荷。我们可以选用生活中熟悉的物理量来“打比方”，如一箱啤酒、一瓶药片、一盒粉笔、一袋米……当在生活中引入这些表示含有一定数量集体的概念时，可以给我们带来很多方便，这就顺理成章地说明引入“物质的量”的重要性，使学生对“物质的量”这个陌生又带有几分拗口的概念有了几分感性的认识。
又如，在分析“相同状况下，不同气体的气体摩尔体积为什么相同？”时，我们可以用100位相扑运动员与幼儿园小朋友在操场上排队来“打比方”。当要求排成紧密方阵时，由于相扑运动员体型肥硕，所占的空间明显要大得多。如果按照每两个人之间间距10米散开，则所占的空间几乎相当。学生对相扑运动员比较感兴趣，这样可以激起他们参与思考的热情。通过“打比方”，学生深刻体会到对于固体、液体来说，构成它们的微粒间的距离非常小，它们的体积主要取决于微粒的大小；对于气体，分子间距离比分子的直径大得多，因此气体体积主要取决于气体分子间的平均距离。在相同状况下，由于1mol任何气体所含有的分子数目相同，分子之间平均距离相同，所以它们的体积基本相同。
（三）把握核心、对比分析，降低外在认知负荷
教师在进行“打比方”分析时一定要抓住核心点，即知识点与“打比方”素材间的对应关系。分析时语言要精练，避免因为描述的繁复或是重点缺失造成外在认知负荷增大，影响学习的有效性。
例如，在用“投篮”来“打比方”进行“碰撞理论”的教学中，我们要把握好以下几个核心点进行对比分析：篮球与原子、篮球的高度与原子所具有的能量、投篮的方向与碰撞的角度、投篮成功与原子间发生反应……学生在教师的对比分析中，回顾曾经的投篮经验，发现并不是每次的投篮都能成功，只有当篮球具有一定的高度、适当的角度才能进球，赢得喝彩。这时学生就能领会并不是每次碰撞都能成功，要想发生有效碰撞必须具备一定的条件。分析时教师不能为了渲染课堂气氛而侃侃而谈篮球的球技、篮球的魅力等而分散学生的注意力，造成认知负荷资源浪费，教学效率降低。
（四）拓展提升、形成图式，提高相关认知负荷
图式的建构与自动化可以增加相关认知负荷。通过“打比方”教学激发学生的学习兴趣，这些“打比方”的素材在新知识的学习中起到的支架作用，我们不能满足于此，应趁热打铁，对相关的知识进行拓展提升，归纳出本质特点，纳入已建构好的知识体系中形成图式。
例如，在案例1的分析之后，可以让学生讨论如下问题：
（1）等物质的量浓度（或等pH）等体积的氨水与氢氧化钠溶液分别与盐酸中和时，消耗盐酸的量。
（2）等物质的量浓度（或等pH）等体积的硫酸与醋酸溶液分别与足量的表面积相等的锌粒完全反应时，产生氢气的量与速率的关系。
这两个问题似曾相识，处于学生认识的最近发展区，这可以激发他们的思维，有助于增加相关认知负荷。两个问题讨论后，我们要引导学生归纳出这类问题的解题思路，并把它纳入“化学平衡”的知识体系中，形成“化学平衡”的概念群。
他山之石，可以攻玉。在化学学习中，有很多深奥的知识，可通过巧用生活常识“打比方”，从而化抽象为形象、变模糊为深刻、转沟堑为通途，减轻学生的外在认知负荷，提升教学质量，值得广大的一线化学教师不断地研究探索。
教学，从学生的认知负荷出发 篇3
【关键词】高效教学;认知负荷;教学设计
【中图分类号】G623.5 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2015）41-0019-02
【作者简介】张晓斌，重庆市教育科学研究院（重庆，400015），研究员，重庆市数学特级教师，重庆市学术技术带头人，重庆市第一批社会科学专家库成员，教育部基础教育专家库成员。
一、从两个流行的教学观点谈起
时下，“为思维而教”“为简单而教”这两个流行的教学观点，都是为了降低学生的认知负荷，让学生把有限的认知资源真正用到学习上。
认知负荷理论是继建构主义理论之后，又一个对教学起着重要指导作用的心理学理论。它认为：在认知加工过程中要投入一定的心理努力，承载一定的负荷，占用一定的认知资源，认知是要负载运行的。但是，在实际教学中，因为忽视认知负荷而引起教学低效、无效甚至负效的现象时有发生。
二、检视：为什么我们常常把她遗忘
【案例1】多媒体，是为了“美观”还是为了“学习”？
随着信息技术的发展、多媒体的广泛应用、网络的普及，单一的“粉笔+黑板”的课堂已不常见，一些视听结合、声像并茂、动静相宜的多媒体课件被广泛地用在了课堂上，大大提高了课堂教学效益。但是，我们也会发现，一些教师对课件的使用失去了“度”：不论什么内容都用课件，课件花哨，内容繁杂……执教者在课件的制作上常常会花费很多时间和精力。一些教育专家呼吁：不能让课件在课堂上“泛滥成灾”！
使用课件会让学生获取信息的通道更多，为什么会“成灾”呢？从学习者的心理角度来看，把一些看似有趣但与教学关联度不大的动画、声音、图片或文字放入课件中，这些材料会吸引他们的无意注意，消耗他们的心理资源，引起他们短时记忆中的认知负荷，阻碍他们进行有意义的学习，降低学习效率。
外在认知负荷与材料的组织和呈现方式有关，这一点我们在教学过程中必须考虑。实际上，数学课件对声音、图片及文字的美观度要求不是很高，重点是强调其科学性与准确性。运用多媒体不是为了美观，而是为了学习。因此，教师不应一味地为了采用现代教育技术手段而采用现代教育技术手段，现代教育技术是一种辅助教学的很好的工具，但并非万能工具。
【案例2】导学案，是为了“导学”还是为了“导练”？
“导学案”是教师编制的用于引导学生自主学习、自主探究的学习方案。以导学案为载体的教学以自主学习为主，辅之以教师指导、引导和学生间的合作探究学习。导学案在发挥学生学习主体地位和提高教学质量等方面所起的积极作用，一度受到热捧。同时，我们也看到，一些学校的导学案里，“应试”“题海”味道十分浓厚，“巩固题”“训练题”“检测题”“强化题”“拓展题”充斥其中，学生课堂上做导学案，课下做导学案，晚自习也做导学案。导学案成了“满堂灌”“满堂练”的代名词，教学也成了一张纸上的一道道枯燥无味的练习题。原本是为了“导学”，实质上沦为了“导练”，这样教学就失去了教育的味道，究其原因，我们仍然可以从认知负荷这个角度来思考。
学习材料本身的深度、广度、难度及其呈现方式都会引起学习者的认知负荷。一般来说，数学知识本身比较复杂，抽象性较高，在教学过程中容易产生较高的认知负荷。在“导学”过程中，内在认知负荷、外在认知负荷、相关认知负荷随之产生。“导学”将整个教学过程简化成了一张纸，简化成了机械训练，必然会忽视学生的主观能动性，忽视学生心理满足和求知需要的支持，“以人为本”就不能充分得以体现。
课堂上可以有导学案，但教师在教学过程中要充分关注学生的认知状态，教学设计要力图把学习材料中的知识转化为易于学生理解、认知、质疑的素材，以便最终降低学生的认知负荷;要重视教学过程中的互动，站在学生的角度去观察、思考、分析，努力促进学生思维的发展。
【案例3】生活化，是为了“生活”还是为了“数学”？
“数学生活化”是近年来课改中常被人提及的一个重要理念。新课标也强调在数学教学中要重视从学生的生活经验中学习、理解数学。显然，“数学生活化”是为了“数学”，但在实际教学中是不是都是这样做的呢？
以按揭购房、房屋装修、超市购物等充满城市文化气息的素材来达到生活化的目的，估计能够切合城市学生的认知水平，但对农村学生来说无疑加重了他们的认知负荷。在数学课上讲故事、做游戏、模拟表演、直观演示，如果适度，能收到一定的效果。但是，如果它们喧宾夺主成了数学课堂的重头戏，就会适得其反。认知负荷理论认为：如果要求学习者将心理资源集中到一些与图式建构、自动化无关的活动上，那么这些活动将妨碍学习的顺利进行。用生活化的素材原本可以控制学生认知负荷的强度，但降得太低或拔得太高都会给学生的学习带来影响。
我们必须清楚地认识到数学与生活的区别，片面地把数学教学变成单纯研究学生的实际生活，淡化数学课的数学味，这有违“数学生活化”的初衷。我们要体会“数学生活化”的本质和精髓，要让生活与数学相得益彰。
以上三个案例所涉及的问题，其实都是很多教师一直在探讨、争论的问题。只是当我们从认知负荷的视角去检视时才会发现，很多时候，我们都在不知不觉中把“认知负荷”遗忘了。
三、思考：教学理当从学生的认知负荷出发
1.教学设计要从学生的认知起点出发。
当今课改的核心理念是“为了每一位学生的发展”，这直接体现在教学的每一个环节。“以人为本”的教学设计要充分了解学生，分析学生的知识、能力背景，重视学生的学习风格，尊重学生的学习兴趣和认知发展点。也就是说，教师要从“教”的角度思考问题，更要把学生的身心发展特点和规律作为教学设计的重要基点来认真对待。
认知负荷与认知起点密切相关。如果认知起点和认知负荷之间相差太大，学生的外在认知负荷超出了其工作记忆容量，就会妨碍他们学习的顺利进行。为学生提供学习指导应该着眼于降低他们的外在认知负荷，这就应当基于他们的认知起点。
2.在教学过程中要关注学生的认知负荷。
认知负荷理论表明：人的认知资源特别是短时记忆容量即工作记忆容量是有限的。如果同时从事多种学习活动所需要的认知资源量超过个体的认知资源总量，就会使得认知负荷过重，影响其学习的效率。因此，在课堂教学中，教师要更多地考虑学生工作记忆容量的有限性，合理安排学习任务，灵活选择教学方式。作为一线教师，我们或许无法在短时间里对认知负荷进行即时量标，但在教学过程中对它进行观察、调控仍然是有规可寻的，我们应在数学教学实践中积极去摸索。
3.正视认知负荷的个体差异。
在同样的环境中学习同样的教学素材，不同的学习者因其不同的学习风格，认知负荷也会不一样。教师在教学中要关注真实环境中的学生，要关注到学优生、中等生和学困生，要提高数学课堂教学的效益，必须关注学生学习的个体差异，尊重他们学习的规律与特点，根据学生的数学基础为其提供相应的“支架”。
“教得简单，学得轻松”是很多数学教师的追求，但究竟怎样才能做到？鉴于数学学科的复杂性，这个问题真的不好回答。但只要遵循教学规律、尊重学生的认知规律和人的成长规律，“为思维而教”“为简单而教”就一定能够得以实现。
【参考文献】
[1]庞坤.基于认知负荷理论的高效益数学课堂教学[J].中国教育学刊，2013（7）：64-66.
[2]戴曙光.简单教数学[M].上海：华东师范大学出版社，2012：33-43.
认知负荷模型 篇4
那为什么会出现这样的现象呢?笔者认为, 原因有很多, 最为核心的一个则是教师组织的课堂教学超出了学生原有的认知负荷。
认知负荷理论是澳大利亚新南威尔士大学的认知心理学家约翰·斯威勒于1988年首先提出的。认知负荷由内在认知负荷、外在认知负荷和相关认知负荷组成。内在认知负荷是教学内容本身的难易程度造成的, 是相对固定的;外在认知负荷是由于不当的教学设计造成的;而相关认知负荷与学生的认知努力有关, 是学习过程中促进学习者进行更深层次的认知加工时所承受的负荷, 如组合、推理等。
认知负荷理论告诉我们, 人类的认知结构由工作记忆和长时记忆组成, 工作记忆的容量是有限的, 而长时记忆的容量几乎是无限的。所有的信息在进入长时记忆之前, 必须在工作记忆中进行信息加工, 如果学习者所要加工的信息容量超出了学习者的工作记忆所能加工的信息容量, 那么学习将变得无效, 可将其形象地称之为认知超载。
因此, 教师要真正提高课堂教学效率, 让更多的学生不再畏惧数学课, 更轻松地理解数学、掌握数学, 就要从抱怨、压力中解脱出来, 基于认知负荷理论, 把数学课上得简单些。
一、设计核心问题
课堂提问是每堂课的关键行动, 我们经常在一堂课中能够听到教师的很多提问, 以至于最后, 学生也搞不清楚最终要搞明白的是什么问题。而这些大量琐碎的问题对学生而言就是不必要的认知负荷。
因此, 教师要在一堂课中提炼出一两个核心问题, 核心问题是达成教学目标的关键问题, 它能改变课堂冗长、烦琐、低效的情况。而一堂课其他所有的问题都是由这个核心问题派生出来的, 或与这个核心问题息息相关。教师一旦找准了一堂课的核心问题, 那么一堂课的教学就能围绕这个核心问题来展开, 学生的思维就有了聚焦点, 学习的主线就非常清晰。
那么, 教师如何来对这些琐碎的小问题进行高度整合, 从而设计出核心问题呢?笔者认为最关键的一点就是:直击数学的本质。
例如, 人教版四年级上册数学广角的“烙饼问题”和“田忌赛马”这两堂公开课。其最本质的东西就是让学生学会主动分析资源, 根据资源的特点采取有效的策略解决问题。
“烙饼问题”一课有以下几个主要问题:
1. 每次只能烙2张饼, 两面都要烙, 每面3分钟。烙1张饼最快要多少时间?
2. 烙2张饼最快需要多少时间?
3. 烙3张饼最快需要多少时间?
4. 烙4张饼最快需要多少时间?烙5张、6张……1 0 张饼呢?
5. 你有什么发现呢?
这些问题都是本课需要研究的问题, 但如果就这样一个一个研究下去, 就会增加学生的认知负荷, 学生会觉得没完没了, 而且课堂40分钟一定无法全部解决。
回归本源, 从数学本质出发, 以“分析资源”为关键点, 笔者设计了一个核心问题:以3张饼为例, 想一想采用怎样的方式烙饼所用的时间最少?让学生通过自学课文后集中探究这个问题。在课堂反馈时, 学生讨论的着眼点都集中到对资源的分析上, 最终发现只要有资源闲置, 就有节省时间的可能性, 所以, 要想费时最少, 就要充分利用资源。
在教学“田忌赛马”一课时, 笔者创设了用3张扑克牌比大小的游戏情境, 然后抛出了以下核心问题:
老师和同学们的牌完全相同, 我怎么会赢了呢?那如果老师的牌再小点, 还会赢吗?
这样就把学生的思维聚焦到比赛双方资源完全相同, 按道理应该是平局, 为什么会有胜负之分呢?继而思考获胜的原因和策略。当学生理解了“以弱牵强”的策略后, 就会进一步思考:在实力弱的情况下, 利用这样的策略是否依然能有获胜的机会, 什么情况下会获胜, 什么情况下不可能获胜, 等等, 这一系列相关的小问题都会由此派生出来。
像这样直击数学本质的核心问题的设计使课堂探究变得目标非常集中, 课堂因此变得主线清晰, 简单明了。更为重要的是, 减少了外在认知负荷, 学生就有了足够的空间去凭借自己的知识经验, 设计解决问题的路径, 在一个宽松的环境里自由地展开思维, 寻求突破。
二、重组教材内容
要把数学课上得简单, 就要让知识点之间有密切的联系。如果每个知识点之间的逻辑联系不够紧密, 会造成学生头脑中的知识都是散点状的, 各不相关, 且容易遗忘。
为此, 教师可以通过重组教材, 让知识点之间的联系更紧密。这样事实上就是将复杂的学习任务进行了链接, 当知识点之间有密切联系时, 就帮助学生卸载了内在认知负荷。
例如, 人教版四年级上册“三角形”单元的教学, 这一单元的教材编排顺序首先是三角形的认识 (包括三角形的概念、三角形的高、三角形的特性) , 然后是三边关系、三角形的分类, 最后是三角形的内角和。为了让每个知识点之间的逻辑联系更加紧密, 笔者把单元教材进行了重组, 把三角形按角分类放入“三角形的认识”一节课中, 这样“三角形的认识”这节课的各个知识点间就更具有逻辑性。可以从三角形的共同特征推断出三角形的描述性定义, 从分类中感受到三角形的不同特征, 并通过画高加深对不同类别三角形特征的理解和把握。
所以, 在教学时只需围绕两个核心问题就能把所有的知识点厘清并且串成一条线。
问题一:三角形有什么共同特征? (三条边、三个角、三条线段, 三角形是由三条线段围成的图形)
问题二:同样是三角形, 它们又有什么不同呢? (角的大小不同、边的长短不同)
然后就请学生根据边或角的不同给7个三角形分类。像这样安排其实是以三角形的特征为核心点, 串起知识链。使学生对三角形的特征有了深刻、系统、透彻的认识, 也为今后学习三角形的面积以及初中一系列关于三角形的内容奠定了坚实的基础。
三、注重图式直观
众所周知, 数学知识本身具有较高的抽象性与复杂性, 这也是很多学生会对数学有畏惧感的主要原因。所以, 教师在教学时要变抽象为形象, 注重图式直观的有效策略。从认知负荷理论可以知道, 知识是以图示的形式存储于长时记忆中, 图式的构建能将长时记忆中原有的知识和新知识建立联系, 促进知识的迁移和巩固。
图表为学生提供了可视化的理解方法。所以, 教师要注重图示直观, 简化思维的负担, 要通过数形结合帮助学生进行直观形象的思考, 通过有意义的知识结构图促进学生解决问题, 这样不仅能降低学习过程中的认知负荷, 同时能够促进学习者的图式构建。而这些图示将与学生大脑中已有的认知图示串接, 通过实践进一步自动化, 从而降低工作记忆的负荷, 最终实现高效学习, 把大量复杂无序的信息组合成简单有序的知识体系。
例如, 教学人教版二年级上册“乘法的初步认识”, 笔者出示下题:
一共用了几根小棒?
所呈现的图示直观:
在教学人教版二年级上册“毫米的认识”一课时, 为了帮助学生建立毫米的概念, 也采用了图示直观的方法。
借助物体直直的边在纸上估计着画一条长1毫米的线段, 和尺上的1毫米比一比, 相差多少?再从3毫米、6毫米、4毫米、8毫米中选择其中两个长度估计着画一画, 用尺量一量, 是不是画得正好, 如果不是, 请调整一下。
在教学人教版六年级上册“异分母分数加减法”时, 为了让学生体会单位相同才能直接相加减, 呈现了如下的图示直观:
在教学“用连乘解决问题”时, 教师就可以出示以下图示, 每一步所蕴含的意义清晰地展露出来。
先算1大行的人数:5×3=15 (人)
再算4大行的人数:15×4=60 (人)
认知负荷模型 篇5
当前小学科学教学中,我们会发现一些教师为实施新课程倡导的自主、合作、探究的学习方式,把科学课上成实验操作课,认为让学生动手做实验就是在“探究”,运用大量的实验替代对科学概念的理解和科学知识的掌握。由此造成的结果是,学生学的科学知识是零散、紊乱的,他们对科学概念的把握也会出现混乱和偏差。看似热热闹闹的科学课却给学生增加许多无关的学习资源,导致无关认知负荷充满他们的工作记忆空间,无法进行有效的认知加工,且在复习阶段大量概念知识的呈现会占满学生工作记忆的空间,大大加重他们检索和加工信息的负担,使学生负荷超载[3]。因此,为了降低小学生学习科学的认知负荷,我们可以在信息选择阶段,合理取舍材料,避免学生受无关信息干扰;信息组织阶段,切块呈现信息,降低信息组织难度;信息整合阶段,借用图示表征,提高信息整合能力。
一、合理取舍材料,避免无关信息干扰
取舍材料要以教学目标和内容为依据,精心选择与学习内容相关的教材、练习、探究工具等教与学的材料,要在收集整理材料的基础上,通过比较研究,对教材、练习、工具等进行合理取舍,避免学生在课堂教学中被无关信息干扰,从而降低认知负荷,减轻学习负担,提高学习效率。
1.精选工具
学习科学时,通常需要用探究工具来帮助建构学习内容。教师要精心准备有关的教学工具,工具必须充足和典型,从而辅助学生进行思维活动,使其能顺利地发现问题、解决问题、获取新知,相反,过多、过杂或不合理的工具会干扰学生的思维,增加其无关认知负荷。
以科学实验器材的精选为例,教师在进行科学教学时要合理选择实验工具。例如,在讲授“空气的热胀冷缩”一课时,教师要提供小烧瓶、烧杯、试管、有孔橡皮塞、大小不同的气球、瘪的乒乓球等实验材料,让学生自行设计实验证明空气的热胀冷缩。其中,大气球最能夺人眼球,大多数学生会选择利用大气球来设计实验方案。有的会把大气球封口后架在装热水的烧杯上,期待气球的进一步胀大;有的会把大气球套在小烧瓶的瓶口上,再把烧瓶放入热水中,但由于气球太大,烧瓶又太小,在进行实验时常常看不到明显的现象。在实验时间快结束时,可能会有比较性急的学生将气球吹大套到烧瓶上……其实,这堂课给教师的教训或者建议就是精选实验材料,如果去掉大气球,学生的注意力就会集中到其他材料上,如试管、吸管、有孔橡皮塞、小气球。显然,这种干扰学生认知负荷的“鸡肋式”材料,教师教学时要坚决果断地予以舍弃。
当然,精选工具并不是一味地减少工具,也有必要增加一定的工具。例如,教学“像火箭那样驱动小车”一课时,如果只按教材中提供的气球驱动小车,学生对反冲力的理解就会比较片面,不利于建立科学概念。此时,教师要增加一些实验材料,如喷气能飞的气球、喷气能跑的小车、喷气前进的模型船、喷水能打转的矿泉水瓶。这组材料中有气球、小船、瓶子、小车,看似彼此毫无关联,但因为教师的精心设计使其集合在一起就具有了结构。学生在操作中发现,在发现中归纳,对“反冲”这一现象就会有科学的认识和理解,从而形成科学概念[4]。
2.精选练习
练习是学生掌握知识的非常重要的手段。很多教师和家长都认为练习做得越多,知识就会越巩固,而且当前市场中的教辅练习多如牛毛,以致很多学生陷入题海战术的深渊。事实上,作为以实验探究教学为特质的小学科学,单纯的纸笔练习凸显出一定的局限性,好比是驾驶员考驾照,只考理论,我们很难看到学生在学完科学后是否有应用所学知识解决实际问题的能力。因此,少而精的非纸笔练习的实验操作练习应运而生。它不仅可以达到巩固知识的目的,还会提高学生的动手能力,真正让他们在学习中解决实际问题,从而减轻认知负荷。
例如,教师讲完“磁铁”单元后,为了检测学生是否形成有关磁铁、磁极的认识,通常会布置大量的纸笔习题,帮助他们巩固知识。有判断题,如磁铁有指示南北方向的作用,对其判断对错。有选择题,如一块条形磁铁摔断成A和B,那么下列说法中哪种正确。一是:A是南极或北极,二是:A和B都有南极和北极,三是:无法确定磁极的具体位置。有简答题,如请用两种以上的方法判断一块条形磁铁的磁极。这样的练习,虽然可以检测学生关于“磁铁、磁极”的认识,也从不同角度关注了他们掌握知识的程度,但小学生在这类纸笔练习下,依旧不能利用已有知识解决实际问题,且由于内容繁多,容易干扰他们正确掌握信息。
因此,为了凸显科学课的特质,帮助学生真正掌握所学的科学内容,教师要精心设计,将上述纸笔练习题转换成实验操作探究题,准备一定的材料,例如,一个没有标明南北极但有颜色区别的小磁针、一个支撑磁针转动的支架、一块较大的条形磁铁、两张小贴纸,要求学生利用已有材料,判断条形磁铁的南北极,并标注在贴纸上,贴到条形磁铁的相应位置。
我们可以看到,这样的练习,其材料简洁,问题清晰,而且学生在完成操作时也培养了他们解决实际问题的能力,能运用磁针指示方向,分清现实生活中的南北方向,能利用“磁铁同极相斥,异极相吸”的原理判断条形磁铁的南北极,也运用了两种判断磁铁、磁极的方法。这就使得在达到教材要求的目标的同时,并不只是让学生对知识概念进行识记和回忆,不再只是以文字为主要方式的认知重现,而是强调用实验操作的方式展示和表达他们对知识、概念以及综合运用的能力,更有针对性,让学生在较少的单位时间内获得最大的收益。
所以,在深化新课改之际,面对多种版本的教材,面对纷繁复杂的习题集,面对形式多样的实验探究材料,只有精心选择材料,比较研究材料间的优劣,选择适合学生的材料,才能促进学生对信息的有效选择。
二、切块呈现材料,降低信息组织难度
切块呈现是指通过片段化呈现的方式,让学习者在完成当前片段所需要的认知加工后,再去学习下一片段,最终以步步推进的方式完成知识建构所需要的全部认知加工[5]。与连续单元的形式相比,这种按照学习者的学习进度分块呈现的形式能更好地应对由学习材料本身的复杂性所造成的认知超载。要达到不同的学习结果,切块呈现的形式也要有所区分。我们主要以科学知识的学习以及探究材料的呈现为例阐述切块呈现的具体操作。
1.切分内容
当新授的知识内容过于复杂时,教师要将学习材料或任务分解,再依序呈现片段内容。只有合理切块,有序呈现,复杂的新信息才能逐一被理解、组织。例如,“制作一个一分钟计时器”一课的目标是让学生了解摆钟的原理,并学会制作计时器,但由于学生往往不知道摆钟的各部分名称,对其核心原理更是不了解,所以教师教学伊始不能只呈现摆钟整体的运动结构图,不对其各部件及运作原理做出解释。因此,教师就可以采取切块呈现的策略,进行下列具体操作:第一,学习摆钟各零部件的名称,如齿轮操纵器、摆锤、垂体、齿轮等。第二, 分系统认识,将工作原理分成三幅分解的图来说明。第一幅图呈现摆钟初始状态;第二幅图呈现钟摆摆动到最左边的状态,此时长针部分的操纵器倒钩松开,垂体拉力让齿轮往前转动一齿;第三幅图呈现的是当钟摆往右摆动时,右边的齿轮前进一齿。第三,动手操作组装计时器模型。组装过程中,要求学生仔细观察摆锤与齿轮操纵器的运作过程,从中理解摆钟的工作原理。第四,调节摆长,完成一分钟计时器。
通过上述的学习活动,学生会在探索摆钟系统整体运行原理前,逐步了解各部件的名称、功能及分系统的运行。这种层层推进式的内容呈现,会为学生的认知加工提供很好的定向指导作用。
2.器材组合
在科学教学中,我们常常需要用许多实验器材帮助建构学习内容。在教学材料较多的情况下,过早地一次性呈现所有材料会造成学生注意力的分散,干扰他们的思维或增加无关认知负荷。教师为学生活动准备的学具,要有严密的结构[6]。把有结构的材料放在一起,它们之间会存在一定的相互关系,不同的组合会使学生得到不同的探究结果。一缸水、一个木块、一个小垫圈,这样一组材料会让学生得出什么结论?有学生会说铁块在水中是沉的,木块在水中是浮的。由于材料结构太过简单,很难让学生形成规律性的科学概念。但如果提供另一组器材,如一盆水、相同体积的圆柱体(木、铁、塑料、橡胶),学生的探究结果又会是怎样的?因为材料之间的强烈对比性,学生会得到一个规律性的认识:相同体积的物体,重的容易沉,轻的容易浮。
例如,以“物体在水中是沉还是浮”为例,教师在教学时需要遵循严密的逻辑关系,先要让学生隐约地感觉到物体的沉浮与轻重、大小是有关的,再让他们感受到沉浮与轻重、大小又似乎没有关系,最后察觉到与轻重、大小又有一定联系。要让学生经历从模糊到清晰、从肯定到否定再到肯定的过程,这依赖于有结构的材料,即相同体积不同重量的球以及相同重量不同体积的立方体。教师要试图通过这组材料,让学生探究影响沉浮的因素,获得关于物体沉浮的规律。而这些有结构的材料也只有随着学生思维的步步深入而依次提供,才能引导他们体会到科学探究的过程与乐趣,使探究活动循序渐进[7]。
三、图示表征信息,提高信息整合能力
图示表征是指运用直观图示帮助学生组织、整合信息。利用可视化图示教学,其本质是将相对抽象的思考对象“图示化”,把问题、情境、概念理解、规律探索等思考过程变得直观可视,使抽象变形象、内隐化外显[8]。作为小学生,他们学习过于抽象的内容是很困难的,这源于他们的思维还处在由形象思维向抽象思维过渡的阶段。然而,如果能使用可视化图示,使新知识的内部结构与原有知识间的联系外显可视,就可以帮助学生完成新旧知识的整合。图示表征可使学生学习中的思维过程外显可现,使他们对知识的整合更为便捷。
1.知识树
有意义的学习依赖于学习者的积极认知加工或知识建构,只有将新旧知识密切地联系起来,学生才能较轻松地记住这些知识。图示可以对教学内容起深化和补充说明的作用,用以帮助学生理解文字所描述的概念、规则间的相互关系,形成知识的体系[9],这在一定程度上能够帮助学生学会怎样学习。知识树能很好地促进学生新旧知识的联结。
知识树是学生快速检索知识的地图,其本质上是一个层级式知识图,是为实现某一学习目标而建立的所有相关知识间的因果关系或从属关系的知识框架。用形象直观的知识树来梳理知识结构,是一种很有效的学习方法。在学习中,学生常常会注意教师每一节课的知识,却会忽略知识与知识之间的联结,很少从整体上思考知识结构,更不会思考这些知识点由何而来,学习知识的目的要到哪里去,久而久之,就容易形成“一叶障目,不见泰山”的局面。特别是到期末总复习时,学生满脑子都是些零零碎碎的知识点,混乱无序。然而,借助“知识树”,可以迅速地让学生回忆起单元的学习内容,避免其耗费大量的认知资源梳理学习材料,为加工整合信息腾出尽可能多的认知空间。
由于画知识树具有很高的统整性,对学生而言有一定难度,教师可以先提供一个不完整的知识树让学生填空,帮助他们掌握它的结构,适当降低难度。然后,再放手让学生自己画完整的知识树,也可鼓励学生用多种形式来创作。例如,在讲授完“生物与环境”单元后,教师可以给学生展示一张留有空白节点的知识树(见图1),要求学生独立完成空白部分,检测他们能否理清从“个体”到“生物圈”的关系。如果学生能顺利完成,这说明他们对本单元的新旧知识概念已经掌握,也对知识树有了感性的认识,并会尝试通过画知识树来整理知识。
2.维恩图
小学阶段,学生会认识很多概念,其中有些概念会相互联系,还有些概念是很容易混淆的。如果不弄清它们之间的关系,学生就容易出现错误。维恩图是表示事物之间区别和联系的图形,可用于选择、分类和比较信息。在科学课上,我们可以利用维恩图促进学生比较信息,梳理概念,优化知识组织结构。维恩图用两个圆来呈现事物的不同信息,将事物各自的特征分别记在两个圆中,它们的共同特征则应填入两个圆的交叉部分。借助维恩图,教师可以在教学中指导学生重点比较观察两个事物(或概念)的联系与区别,从而对比较的事物有个明确的认识。同时,利用维恩图,让学生将所学知识内容进行归纳整理,也是一个有效的方法。
美国心理学家乔纳森曾指出,当学生试图用图示的方法表征事物时,他们的思维往往正处于最佳状态,教师也可通过图示来评价他们的理解程度。事实确实如此,分类图、维恩图等可以将内隐的思维过程予以形象化的外显,从而使学生准确地理解概念、把握规则[10]。
认知负荷模型 篇6
PowerPoint简称PPT,是一款功能强大的演示文稿制作软件,简单易学,能方便地将文字、图形图像、动画、音频和视频等多媒体素材插入到演示文稿中,制作出集各种多媒体元素于一体的演示型课件。因此,PPT备受各级各类学校一线教师的欢迎,在一线教学中得到了普遍应用。目前,一线教师自制的课堂教学课件基本上都是PPT课件,且已经成为课堂中辅助教学的重要工具[1]。但目前应用的PowerPoint(简称PPT),其设计能充分体现多媒体技术的特点,却往往忽视了学习者有限的认知资源和过量信息加工的矛盾,这不仅难以实现优化教学的目的,反而给学生增加了额外的认知负担,造成学习障碍。因此,PPT课件在组织和呈现信息方面只有符合学生的认知规律,才能最大程度地优化教学。而在实际教学中,影响PPT信息有效组织和呈现的方式很多,本文拟从认知负荷理论的角度剖析实际教学中PPT课件经常出现的问题,并进行分析,进而提出设计PPT课件时需要注意的几个原则[2]。
1认知负荷理论
认知负荷理论是1988年由澳大利亚新南威尔士大学的认知心理学家约翰·斯威勒(JohnSweller)首先提出来的[3],它以Miller等人早期的研究,即关于短时记忆受制于它所能同时容纳的成分的数量为基础[4]。认知负荷是指学生为了完成所给的认知任务,在工作记忆上进行的心智活动所需的全部心智能量。Sweller将认知负荷分为内在认知负荷、外在认知负荷和关联认知负荷3种类型。内部认知负荷是由于元素间交互形成的负荷,它取决于学习材料的本质与学习者的专业知识之间的交互,教学设计者不能对它产生直接影响;外部认知负荷是超越内部认知负荷的额外或附加负荷,它主要是由教学设计不当引起;关联认知负荷是指与促进图式构建和图式自动化过程相关的负荷。因此,内部认知负荷由学习内容本身引起,是教学设计者无法改变的,而外部认知负荷和关联认知负荷则不同,它们都直接受控于教学设计者。3种类型的认知负荷是相互叠加的[5]。
因此,在PPT课件设计过程中,为了促进学生的有效学习,教师应保证在总的认知负荷不超出学生个体所能承受的认知负荷的前提下,尽可能地减少外部认知负荷,增加关联认知负荷[6]。
2PPT课件常见问题
2.1导航逻辑性不强
在设计和制作PPT课件时,尽量要求PPT课件可以在各页面或者章节之间链接跳转。这要求课件中应当有比较完整的能将课件中所有内容有机组织在一起的导航。实际教学中,为了不产生混乱,在每一个PPT课件中,每一部分是一个大模块,每一个子部分是一个小模块,制作时使得每一个 部分之间 的关系呈 现出来,但又不能 混乱[7]。这样,当需要进入某一部分或者某一子部分时,可以从当前所在页面 快速进入,并在需要 时快速退 回。但是,一线教师在制作PPT时,很难做到将自己的思路清晰地用PPT演示文稿呈现出来。比如,有些教师在需要学习某一子部分内容时,往往要退出正在放映的演示文稿,在编辑状态下寻找目录页或者寻找到该子部分内容的位置,然后再进入放映状态进行讲解。这样做,不仅浪费了宝贵的教学时间,也打乱了学生的思路,增加了学生的外在认知负荷,不利于关联认知负荷的建立。
2.2幻灯片内容杂乱无章,画面拥挤
中小学PPT课件中文字过多的问题无疑是一个最普遍问题,甚至一些幻灯片的内容仅由文字构成[8]。在教学中,学生看到的PPT只是课本文字的复制品,很容易产生视觉疲劳,且把握不好内容重点而不能有效学习。还有一些教师为了能将与内容相关的问题集中在一起,将大段的文字、标注、图片等放在一张幻灯片上,甚至给字体设置过多的颜色等,这些都会增加学生的外在认知负荷,使得学生无所适丛,抓不住重点,理不清头绪[2]。内容是课件的灵魂,组织良好、动静相宜的教学内容能够充分调动学生的学习积极性,提高学习的效率和效果。
2.3多种媒体资源组织不当
如今网络资源非常丰富,教师经常能在网络上快速搜索到大量与讲课内容相关的图片、动画、网站等多媒体资源。多媒体资源的使用使得教学内容图文声并茂,能激发学生的学习兴趣,提高学习效率和学习质量。然而,大多数教师不能将文字内容与多媒体素材有效融合,比如,很多教师需要播放动画或者视频时,退出PPT后再打开视频或者动画,这样不符合学习应从直观思维到抽象思维发展的规律,容易造成学生思维的脱节,不利于增强学生的关联认知负荷。
2.4滥用技术
PPT功能强大,提供了多种动画效果,如幻灯片的切换效果以及文字、图片等的出现和退出动画。有些教师在制作PPT时过度追求PPT课件的花哨,在课件中加入许多动画效果,导致学生难以从中获得有益于认知加工的信息,而且来回跳动的动画和切换方式容易转移学生的注意力[9],从而影响学生对学习内容的知识建构。
3基于认知负荷理论的 PPT课件设计原则
基于认知负荷理论 的观点,PPT课件设计 应减少外部负荷、增加关联认知负荷。因此,在PPT课件设计和制作时要提高并保持学生的注意力,激发学生的学习兴趣、学习动机,其设计布局应易于图式建构及其自动化等。研究者通过查阅相关资料并结合自身经验,对基于认知负荷理论的PPT课件设计作了深入分析,进而总结出基于认知负荷理论的PPT课件设计四大原则。
(1)图文并茂。“图文并茂”是指在PPT课件的设计与制作过程中,要充分结合高度概括、提纲挈领的文字和直观形象的图片、视频、动画等多媒体素材。在PPT设计和制作过程中,教师要呈现与教学内容紧密相关且可以激发学生强烈兴趣和求知欲的图片,并且配合简单的文字说明;然后呈现精彩的视频片段,帮助学生形成感性认识,促进学生的理解;最后用高度概括的文字呈现教学要点,从而使学生对内容形成完整的图式建构。同时应注重建立学习内容与生活的联系,使得学生在活跃的气氛中学习,减少学生的外在认知负荷,同时增加学生的关联认知负荷。
(2)条理清晰,层次分明。从有利于图示建构及其自动化的角度而言,在PPT课件的设计与制作中,要充分体现教学内容之间的逻辑关系,清晰地表达出课件中不同幻灯片之间以及同一张幻灯片中内容之间的逻辑关系[10,11]。PPT设计中容易出现各种 逻辑关系:1并列关系。设 计PPT时,经常要用到一些并列关系的内容,教师可以用序号或者项目符号标识,或插入SmartArt图形。如语文、数学、英语是中小学并列的主要课程,如图1所示;2层级关系。设计PPT时,经常会出现层级关系的内容,教师可以用缩进或用不同的项目符号进行标识,或插入SmartArt图形,或根据实际需求,配合适当的图片或图标进行标识。如Office软件主要包括Word、PowerPoint、Excel等,如图2所示;3因果关系。当 教师在设 计PPT时遇到因 果关系的学习内容时,可以用一些箭头指示等方式标识,或插入SmartArt图形,如图3所示。
(3)动静结合。“动静结合”是指当同一幻灯片上的内容较多时,可以设置一些动画效果,循序渐近地呈现教学内容。根据GeorgeMiller关于人类 工作以及 容量的研究,每个人的工作记忆容量是7±2的规律,即每个人一次只能存储5~9条基本信息或信息块,逐步呈现使得工作记忆不会超载,从而使学习者有效地利用工作记忆,提取有效信息进行加工。当然,幻灯片上的动画设置也不宜花哨,因为过于花哨的效果会分散教学信息的注意力[12,13],从而影响学生的知识建构,不利于增加关联认知负荷。因此,一般情况下,用“出现”、“擦除”等基本型的动画效果即可。这样既不会增加学生的外部认知负荷,又增强了学生的关联认知负荷。
(4)链接设置合理。每一个PPT呈现的内容都是一个完整的知识块,也是一个完整的系统。在这个大的系统中,又会有很多小的系统,因此,在制作PPT课件时,既要让PPT的内容可以互相访问,又不会增加学生的外部认知负荷,且能对内容的联系有清晰的认识。因此,教师要认真考虑PPT课件的结构,设计出合理的框架,设置合理的超链接,使得PPT内容的链接既不会增加学生的外部认知负荷,又能增强学生对学习内容之间的关联认知负荷。
4结语
认知负荷模型 篇7
关键词：认知,认知负荷,高中英语,有效教学
顾名思义, 有效教学就是有效果、有效率的教学, 而现在的研究多为关注于有效教学的普遍、共同的性质和特征, 且注重教师的教, 却很少从学习者的角度去研究, 研究为什么教的低效。实现有效教学的根本前提是一切教学活动或措施必须符合学生的认知规律, 认知负荷理论从这个角度分析高中英语有效教学, 为有效教学的研究开辟了新的道路。
一、认知负荷理论简介
认知负荷理论由澳大利亚心理学家约翰?斯威勒 (johnsweller) 在1988年首次提出, 该理论主要通过对学生认知结构的分析和认知负荷的测量来指导教学。
所谓的认知负荷, 是指同时被要求施加在工作记忆上的智力活动的全部数量, 即工作记忆必须注意和处理的内容总和, 包括三种基本类型:内部认知负荷、外部认知负荷和相关认知负荷。所谓的内部认知负荷是元素间交互形成的认知负荷, 它取决于所要学习材料的本质和学习者的专业知识之间的交互程度;外部认知负荷是超越内部认知负荷的额外负荷, 主要是由于设计不当的教学引起;相关认知负荷是指与促进图示构建和图示自动化过程相关的认知负荷。外部认知负荷和相关认知负荷直接受控于教学设计者, 而内部认知负荷在很大程度上也受到教学设计者的影响。
二、认知负荷理论与高中英语有效教学
1.学生学习材料和高中英语有效教学。对于有效教学而言, 最理想的状态是, 学生出于内在需求的驱动, 根据自己的兴趣爱好, 利用各种各样的资源来学习知识, 培养自己的学习能力, 并能够随时得到教师的指导和帮助。可见学习材料使有效教学成为一种可能。下面, 我们来分析一下高中阶段学生的英语学习材料。
(1) 牛津英语教材。高中英语教学的目标之一, 就是以英文的视角与思维层面来审视学习对生活、社会常识、热门话题等, 以此来培养学生的思维能力与语言能力。江苏省现用的牛津英语教材, 分为welcome to the unit、reading、wordpower、task、project.每单元的话题多为高中生常见的与生活息息相关的题材, reading提供文本, task考察听力, wordpower扩充词汇, project强调结果生成, 该教材着手于语基, 扎根于新课标, 力争培养学生的批判性思维。
然而, 教材设计者的良苦用心, 很可能因为教材使用过程中的不连贯性, 而造成学生的内部认知负荷。因此, 教师应尽可能地以教材为依托设计教学活动, 尽量避免只以reading的授课方式教授该教材的其他部分。
(2) 校本教材。校本材料的设计, 引起了学生较低的内部认知负荷和较高的相关认知负荷, 校本教材尽可能避免日常课程中常见内容, 补充与英语相关的例如电影赏析、歌剧赏析、英语演讲、报刊阅读等, 增加了知识形式多样性, 降低了内部的认知负荷。同时, 通过课堂上难以提供的高参与度, 使学生在学习中得到不同体验, 产生浓厚的兴趣。最后, 在小组活动时, 结合了学习者自身的实践经历, 增加了相关认知负荷, 总的认知负荷并没有过载, 帮助学习者实现一种有效的学习。
2.教学内容呈现方式与高中英语有效教学。
(1) 多种教学活动形式。认知负荷理论非常重视个人兴趣在知识呈现过程中的作用。但实际教学时, 日复一日冗繁的作业与讲解交替过程中, 学生简单认为英语学习即做题与背书, 所有的知识、语言都是固定的, 只要熟记于心便可, 相当一部分高中生对英语学习兴趣全无。采用多种教学活动形式, 部分改观了学生对英语学科的固有印象, 缓解学习所带来的焦虑, 提高有效教学效率。除了常见的小组讨论、知识竞赛, 还应加入诸如语法“草裙舞”、KWL等国外二外学习所采用的活动方式。
(2) 多媒体呈现形式。英语教学过多的纯讲授, 会加大学习者的内部认知负荷, 此时通过多媒体, 以视觉的刺激, 较好的帮助学生亲历话题, 降低内部认知负荷, 从而使学习者有更多的认知空间去弱化陌生信息所带来的无措感。
(3) 多种呈现形式整合。虽然多媒体及教学活动多样化, 能很大程度降低学习者的认知负荷, 帮助学习者的有效学习, 但同一形式使用时间过长, 会增加学习者的外部认知负荷, 即会产生所谓的“注意力分散效应”。为了减少“注意力分散效应”对教学效果的影响, 一个比较好的方法就是整合多种呈现形式, 控制每种呈现形式的使用频率。
3.个体学习差异与高中英语有效教学。根据建构主义理论, 学习者根据自己的前知识建构概念, 通过找寻新旧知识之间的联系, 最终形成新的知识结构。因此, 学习者的个体学习差异尤其是前知识的差异显得尤为重要。实际教学发现, 在高中英语学科上, 女生的前知识水平普遍高于男生。相关研究表明, 当知识复杂性较低时, 降低外部认知负荷, 增加相关认知负荷, 仅仅对具有低水平前知识的学生有效, 而对那些高水平的学生却有阻碍作用。
实践证明, 背景音乐、课外拓展、课堂游戏等对前知识水平较高的学生学习有明显的促进作用, 而对于前知识水平较低的学生作用恰恰相反。虽然教学内容相同, 但是由于低前知识水平的学生本身内部认知负荷较高, 上述所提反而引起相关认知负荷, 从而导致认知负荷总量的超标。因此, 在高中英语教学中, 充分考虑到男女之间的性别差异, 是实现有效教学的关键之一。
参考文献
[1]庞维国.认知负荷理论及其教学涵义[J].当代教育科学.2011 (12) .
认知负荷模型 篇8
一、认知负荷理论的意涵
(一) 认知负荷的定义
Jex认为认知负荷是学习者面对学习内容时置身于一个相关的环境中, 欲表现出符合适当任务的行为时, 所意识到任务要求与自身觉知能力之间心智负荷差异的评估。Paas认为认知负荷是一种多向度的概念, 它包含心智负荷和心智努力两种成份。个体对于学习内容所觉知的困难度越大, 或者个体在心智上越需要努力, 则认知负荷就会越大。因此, 工作任务太过困难, 或者工作需要投入极大心力, 这都容易造成认知上的负荷过重。Sweller在学习者的认知负荷与问题解决的研究中, 指出传统的问题解决法太强调解题技巧, 学习者必须使用大量的认知记忆能力, 导致没有多余的认知能力来从事学习与获得基模, 因而造成认知负荷 (陈巧芬, 2007) 。此外, 认知负荷与短期记忆中的记忆单位数有关, 个体若将一大堆的记忆项目贮存在短期记忆内, 则容易形成过度的认知负荷。而后, Sweller等人将认知负荷定义为:将特定工作加诸于个体认知系统时, 所产生的负荷量 (高俊霞, 2007) 。归结以上学者的观点, 笔者认为:认知负荷是个体面对工作或任务情境时, 由于处理信息而感受到心智负荷与心智努力的负荷总量。而任务的质、量、情境等因素则是构成认知负荷是否超载的重要原因。
(二) 认知负荷的来源
Marcus et al. (1996) 在探讨认知负荷与理解式教学的研究中, 指出教学过程中影响认知负荷的三个因素, 分别是先备经验、教材的本质以及教材的组织。分析如下:
1、个体的先备经验 (prior experience) :个体为了能够了解信息, 必须动用到运作记忆来处理信息, 而信息量是否超出工作记忆的容量, 则是个体能否了解学习内容的关键。个体若具备先备经验, 且能将新信息与自动化基模相互结合, 将可把工作记忆的负荷降到最低, 对于学习材料也越感到容易理解。反之, 若无基模可与信息作结合, 使得各信息独立地占用工作记忆, 将导致理解失败。因此, 先备经验的存在与否, 可说是认知负荷的首要来源, 且借由自动化基模可以降低认知负荷、帮助理解。
2、学习教材的本质 (nature of the material) :教材内部要素间的关联程度也是造成认知负荷的来源之一。个体对于要素间关联程度较低的材料, 可以加以独立地处理要素, 而不需参照其他信息来源, 所以信息少时, 可以加快学习理解, 但若必须处理大量的信息, 可能造成学习的困难;另一方面, 个体在学习要素间关连性高的教材时, 亦可能会造成高的认知负荷而难以理解, 其原因在于个体必须将较多的要素同时置入工作记忆区中来思考, 如此一来造成高的负荷量而阻碍理解。
3、学习教材的组织 (organization) :不同信息的特性应该以适当的方式来处理, 才能避免认知负荷产生, 以增进理解。例如有研究发现, 图形宜采用平行式 (par-allel connections) 的处理, 而文字则适合以序列 (serialconnections) 的方式来处理。
(三) 认知负荷的特性与类型
认知负荷的特性包括假设性、互动性、波动性、个别性、多方位性、感知性, 除此之外, 根据文献探讨, 认知负荷亦具可控性以及有限性两种特质。有限性意指个体的认知负荷量有一定的瓶颈, 并非无所限制 (仲崇月, 2011) 。一旦接收的信息超过个体认知的能力, 则形成过度的认知负荷, 使个体无法辨识信息的意涵, 导致信息处理失败。倘若信息所造成的总认知负荷量未超出个体的负载范围, 则个体可有效处理信息。至于可操控性是指借由对工作任务、学习材料以及个体本身等认知负荷来源的操控或改善, 将可降低个体的认知负荷。认知负荷的类型包括内在认知负荷、外在认知负荷和增生认知负荷, 增生认知负荷很像外在认知负荷, 但外在认知负荷会干扰学习, 而增生负荷却会提升学习效果 (张双华, 2006) 。内在认知负荷较低时, 学习者很容易就了解教材, 就无须借由教学设计来降低外在认知负荷;但当内在认知负荷较高时, 则要透过教学设计来降低外在认知负荷, 并运用增生认知负荷来建构学习新内容所需的基模, 帮助学习者在有限运作记忆中处理信息。
二、认知负荷理论在初中英语教学中的启示
从上述对于认知负荷理论的介绍, 以下分为学生及教材两方面来说明认知负荷理论对初中英语教学的启示:
(一) 学生方面
1、依认知负荷高低来学习英语
研究发现:有经验的学习者认知负荷较低, 而生手学习者则有较高的认知负荷, 因此, 家长与教师应首先协助学生了解自己的认知负荷程度高低, 再给予适当的英语教育。
2、应培养学生专门知能
Kalyuga等人在研究中指出, 学生的专门知能水准提升, 可促进学生从生手成为专家, 因而降低认知负荷。初中英语教育中基础语法观念的建立不可忽视, 如此始能培养学生英语基本的专门知能, 从而降低学生英语学习的认知负荷。
3、提升学习者处理自身认知负荷的能力
Bannert (2002) 认为应强调学习者本身处理认知负荷能力的重要性。据此, 在初中英语教育的进行当中, 提升学生本身处理自身认知负荷的能力, 为自我设立目标, 自然极为重要。让学生理解到英语学习本身是有趣的, 但也是需要努力的, 所以初中英语学习要成为高中英语学习之预备, 不能全然只要求好玩、有趣, 也要积极学习, 让它成为生活中的一种能力。
(二) 教材方面
Nboer & Ayres (2005) 根据各学科的研究成果, 提出开放目标、范例精致、完成问题、注意力分散、重复、变化、型态等效应, 可作为降低外在认知负荷的教学原则, 笔者将之应用在英语教学上, 说明如下:
1、开放目标效应 (goal-free effect) :Sweller等人主张采取开放目标的方式, 让学生多方地表达自己的思考, 在不受限制的状况之下, 使学习效果和基模之间产生关联, 以减少外在的认知负荷。以英语教学而言, 可以采取看图说故事的方式, 让学生试着用简单的英文来表达, 使学生不因限制而提高认知负荷, 更可培养学生之创造力, 收一举两得之效。
2、范例精致化效应 (work example effect) :Sweller等人提出精致性范例, 和我们一般所呈现的范例有所不同, 此范例须注重在其问题状态、呈现步骤以及使学生可以归纳出衍生问题或基模的设计。英语教学常常使用范例, 但也因此容易变得浮滥而无法达成效果 (杨眉, 2009) 。所以如何控制范例的质与量, 则是教学工作者须好好思考的部分。
3、完成问题效应 (completion problem effect) :所谓完成性的问题, 即给予部分问题的解答或答题目标, 使学习者继续完成解答。一般我们可能称作提示, 但是其实意义不同, 完成问题效应主要在减少学生的外在认知负荷并帮助基模建立、达成较佳的学习迁移。
4、分散注意力效应 (split-attention effect) :分散注意力效应是指面对多重讯息, 这些讯息须加以整合才能达到学习成效。且最好同时、同位置呈现, 若不同位置或不同时间呈现, 会形成注意力分散, 将会增加认知负荷。由于英语并非学生的母语, 所以应避免让学生又看课本、又得看黑板, 容易产生分心。因此善用教具, 在讲台上一致性地呈现教材, 可降低学生之认知负荷。
5、重复效应 (redundancy effect) :当学习者面临多重的信息来源, 且这些信息自身的意义明确, 则可独立呈现, 无须互相参照整合。例如单词教学时, 若图片能让学生理解该单词意义, 就无须呈现英语解说部分, 否则反增加学生的认知负荷。除非图形和文字叙述都具有补充说明的功能, 不然单纯的图片呈现或文字叙述反而可降低学生的认知负荷。
6、变化效应 (variability effect) :学习者在进行解题时, 变换不同的问题与情境, 将有助于基模的建立与学习迁移的发展。
7、型态效应 (modality effect) :人类的工作记忆可以同时处理形码与声码这两种型态的信息, 学生在学习英语的过程中, 可以透过这两种信息的同时出现, 降低本身学习的认知负荷, 如教师善用多媒体。这部分效应的运用尚需同时注意不要引起分散注意力效应, 所以在整合信息上要特别花费心思, 不应呈现过多的信息, 以免致使外在认知负荷过高。
三、结论
认知负荷是个体在执行某种工作的过程中, 个体所感受到的心智负荷与心智努力的负荷状态。依Paa& Sweller等人所提出教学效能的评估方法, 可知教学效能是由学习者的心智努力和学习成效所决定的。笔者在研读认知心理的各种文献之后, 深觉在初中英语教学过程中, 如何不让学生的心智努力负荷状态超载, 是每一位初中英语教师都应当好好研究的课题之一。学习英语的目的是什么, 或许每位英语教师想通之后就不会一直要求学生学习过多的例句和语法, 在英语教学的过程中, 英语教师不能只是教导他们面对考卷, 成为答题的机器, 这样容易增加他们的认知负荷、扼杀他们学习的动力, 所以英语教师应当时时提醒自己所面对的每一位学生都有不同的认知负荷程度, 如何在课程上呈现教材, 以及如何依照学生程度给予适性教学, 都是认知负荷理论可以给初中英语教学工作者的启示。
参考文献
陈巧芬.2007.认知负荷理论及其发展[J].现代教育技术, (09)
高俊霞, 吴剑丽.2007.认知负荷理论在英语教学中的管理途径[J].厦门教育学院学报, (01)
仲崇月.2011.基于认知负荷理论的大学英语视听课程设计[J].大连民族学院学报, (02)
张双华, 朱建斌.2006.认知负荷理论与英语听力练习材料的设计[J].忻州师范学院学报, (05)
认知负荷模型 篇9
人类的学习过程是依靠记忆系统合成并提取各种信息单元 (图式) 的过程。所谓的认知负荷是指同时被要求施加在工作记忆上的智力活动的全部数量, 即工作记忆必须注意和处理的内容总和。认知负荷理论提出了三种基本类型的认知负荷:内部认知负荷、外部认知负荷和相关认知负荷。由于元素间交互形成的认知负荷称为内部认知负荷, 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。外部认知负荷是超越内部认知负荷的额外负荷, 它主要是由设计不当的教学引起。相关认知负荷是指与促进图式构建和图式自动化过程相关的认知负荷。外部认知负荷和相关认知负荷都直接受控于教学设计者。三种类型的认知负荷是相互叠加的。
大学英语写作教学时, 如何处理好内部认知负荷、外部认知负荷和相关认知负荷, 使英语写作教学能够有效地进行是一个值得研究的问题。
首先, 写作任务的布置最好前期有相关的阅读材料作为输入。这样, 学习者就可以在原有知识储备上, 对新信息进行加工和贮存, 将阅读材料中出现的信息按照图式理论的观点进行处理成一个个信息单元, 并根据信息的功能及其用途范畴进行归类, 以便于工作记忆按照信息单元进行提取。图式建构过程就是将信息量较小的低水平的信息单元, 按照产生性规则形成自动化程度高、结构更复杂的高水平的新图式的过程。英语写作水平的提高可以相应地理解为能够准确、快速地按照篇章结构的要求, 尽可能多地使用语块, 达到用英语表达思想的目的。
其次, 教师在布置写作任务前, 要对写作材料的本质进行思考, 对材料给学生带来的内部认知负荷进行评估, 针对学生所处的水平, 选择合适的形式。比如, 目前的大学英语四级考试中, 作文有四种考试的形式, 第一种是全英文的引语作文, 它是目前为止命题最多的;第二个是图画作文;第三是图表作文;最后就是提纲作文, 就同一话题的作文来说, 考试呈现的形式不一样, 给学生带来的内部认知负荷也就不一样。在对题目理解阶段, 图画作文相对来说, 学生能容易理解考试的主题, 提纲作文在文章结构的组织上更容易一些, 引语作文难度次之, 最难的要数图表作文, 学生有时无从下手。教师在选取考试材料的呈现形式可以按照学生水平, 遵循从易到难的原则, 使学生在认识上逐步加深, 写出越来越好的英语作文。
工作记忆受学习者精神状态和所处环境的影响。当学习者精神处于紧张状态, 比如考试或者时间紧张, 或者过于焦虑、担心, 就会出现信息提取的失败, 使写作无法正常下去, 无东西可写, 这可以解释为工作记忆超负荷造成的。在写作过程中, 从头脑中形成思想到寻找合适的语言结构表达出来, 都依靠有限的工作记忆进行, 当学习者需要空出一些工作记忆空间去调整精神状态, 剩下的工作记忆就会因为负荷过大而无法工作。我们只有减轻写作者的工作记忆负荷, 让他在写作过程中只需要考虑将想法输出成句子, 而不用同时负责产出下一步文本内容。这可以借助写作大纲来实现。在学生写作前, 列出详细的大纲, 这样在写作过程中, 学生就不用考虑文章框架的问题, 而能够集中精力进行语言的输出。另外, 虽然工作记忆只能即时加工有限的信息单元, 但每个信息单元所包含信息的多少却可以不断发生变化。一个信息单元可以是我们已经掌握的, 可以一起使用的任何信息结构, 因为我们已经非常熟悉它, 把它当成一个整体, 不需要更多的精力去分析, 所以它仅仅相当于一个记忆组块。要增加学生语块的运用, 在平常学习中, 增加语块学习的意识, 积累写作中常用到的语块, 这样长久以来, 在写作过程中, 学生能按照语块提取信息, 提高语言写作的准确率和增加语言的流利性。
在大学英语作文的课堂设计上, 除了考虑内部认知负荷和工作记忆, 还要考虑无关性认知负荷和相关性认知负荷。无关性认知负荷是人为造成的, 主要是不科学的教学设计造成学生的认知活动的增加, 影响学习效率, 是可以尽量避免的。当忽略学习材料的内部结构和学习者自身的性格特点和学习风格, 教师照搬传统的教法, 进行教学过程设计时, 就容易增加无关性认知负荷。大学生已经随着时代的发展发生了很大变化, 他们具有鲜明的时代特点。他们崇尚自由、追求个人意志的表达, 所以在大学英语作文的内容上, 我们应该给他们展现自己的舞台, 应该用目标自由的题目来代替为学习者提供特定目标的传统题目;提供部分解决方案, 让学生补充完成其余的方案, 达到目标自由效应和完成问题效应。
教学设计的高低影响着相关性认知负荷的大小。但无关性认知负荷阻碍学习, 而相关性认知负荷能够促进学习。好的教学设计就是由无关性认知负荷向相关性认知负荷转变, 控制好学习者的无关性认知负荷, 增加学习者的相关认知负荷, 同时保证总的认知负荷在工作记忆容量允许的范围内。在大学英语写作的课程设计中, 可以利用样例效应, 用已经解决好的样例代替传统的问题, 引导学生认真学习相关的样例, 在教学设计上, 利用样例的变化来提升创造力, 能够帮助学习者用相关性认知负荷代替无关性认知负荷, 减少额外的认知加工活动;同时更为重要的是对相关性认知负荷的关注, 能够多快好省地提高学习的绩效, 提高学习者的自我效能感。而在样例的选取上, 教师既可以选择标准的范文进行分析, 也可以选取优秀的学生习作进行探讨, 两者也可以互相结合。
在整个教学过程中, 教师在教学材料的呈现形式上可以选取合适的形式, 对材料给学生带来的内部认知负荷进行评估, 针对学生所处的水平, 选择合适的形式, 提高学生写作的兴趣, 增强写作的信息, 减少写作的焦虑感, 减少外部认知负荷, 同时在备课过程中, 注重因材施教, 根据学生水平、兴趣和特点, 进行合理的教学过程安排, 有效地组织教学, 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, 进行有效的学习。只有有效利用容量有限的工作记忆, 借助容量充分的长时记忆, 使两者相互配合, 使学习者的认知负荷最优化, 从而完成更多的图式建构。
参考文献
[1]常欣, 王沛.认知负荷理论在教学设计中的应用及其启示[J].心理科学, 2005.28 (5) :1115-1119.
[2]程增源.二语习得视域下工作记忆对英语写作的影响及其教学启示的研究[J].湖北经济学院学报 (人文社会科学版) , 2013 (9) :194-195.
