认知负荷理论.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,CHAPTER 2,认知负荷理论对多媒体学习的启示,Implications of Cognitive Load Theory,for Multimedia Learning,_,John Sweller,The Cambridge Handbook of Multimedia Learning,张 霞,2012.03.02,认知负荷理论,整合,人类知识的认知结构和教学设计原则,人类的,认知架构,Human cognitive architecture,cognitive architecture,人类的,认知架构,长期记忆,Long-Term Memory,工作记忆,Working Memory,无限的长期记忆,Long-Term Memory,长期记忆在人类认知结构中具有和遗传密码在生物中同样的,核心,作用,几乎所有的人类认知活动由,长期记忆,保持的信息决定,学习是长期记忆中涉及信息积累的任何改变,长期记忆的存储容量非常大,（国际象棋游戏）,长期记忆的知识结构,误区：,长期记忆知识的积累相当于机械学习,机械学习,(Rote learning),意义学习,(Learning with understanding),导 致,长期记忆的,Changes,实质？,图式结构,(Schema),图式：是一种认知结构，使人们能够根据信息将被使用的方式对信息进行归类。,图式的获取是学习的主要形式但不是唯一形式,知识以图式的形式有系统的分类存储于长时记忆中,图式构建后，经过大量的实践能自动化。图式自动化可为其它活动释放空间。自动化的图式存储在长期记忆中可以是图表或文字的，口头的或书面的。,信息处理是有意识的还是自动化的，或者说是学习资源是理解了还是没有理解，是什么意思呢？,工作记忆和与长期记忆的相互作用,有限的工作记忆,Working Memory,两大严重的,限制,(,Limitations,),1.,容量有限,(Capacity),只能保持信息的,7,个元素（,Miller 1956,）,通过组合、对比处理的信息,不超过约,2-4,个元素,2.,持续时间有限,(Duration),在没有复述的情况下，工作记忆保持的内容会在约,20,秒,内消失,(Peterson 1959),处理新信息时出现的工作记忆的有限性并,不是偶然,的，也是有相应的作用的。,工作记忆,为什么,是有限的？,如：怎样浏览网页？,工作记忆在任何时候只能组合,4,种元素，按照,排列（,permutation,）,的逻辑：,4!=24,假设,工作记忆容量是,10,，那么,10!=3,628,800,结论：,较小容量的工作记忆可能比大容量的更有效。,工作记忆模型,(Baddeley 1992),It consists of a coordinating,central executive,(,中央执行系统,)and two subsystems:,a visuo/spatial sketchpad,for dealing with two-and three-dimensional objects and a,phonological lop,for dealing with verbal material.,Baddeley,模型认为工作记忆由一个协调中央执行系统和两个附属子系统组成。这两个子系统是指处理二维、三维对象的视觉空间模板和处理语音信息的语音回路。,长期记忆与工作记忆的关系,概念分块,Concept of chunking(Miller 1956),长时工作记忆,Long-term working memory(Ericsson&Kintsch 1956),感觉（,Sensory,）记忆、工作记忆和长期记忆存储模型,(Atkinson&Shiffrin 1968),把人类的认知与生物的自然选择进化过程相比拟：,（,1,）教学的目的是在人类的长时忆中建立知识；,（,2,）处理新信息时有限的工作是确保存储的大量信息发生微小但总是增加的变化的机制；,（,3,）因为不能获得已经组织好的信息，变化是随机的，大的随机变化不可能生效；,（,4,）鉴于没有确定变化本质的中央执行功能，随机而非预设的变化是不可避免的。,外部认知负荷,(Extraneous cognitive load),由设计不当的教学引起的，忽视了工作记忆的有限性，没有重视工作记忆资源的图式和自动化。,内部认知负荷,(Intrinsic cognitive load),由于元素间交互形成的负荷称为内部认知负荷，它取决于学习元素间的交互程度,(element interactivity),相关认知负荷,(Germane cognitive load),被认为是一种,“有效的,(effective)”,认知负荷。取决于图式建构和自动化过程的学习活动,认知负荷理论提出的三种认知负荷,认知负荷理论对教学设计的启示,容量上限,容量下限,相关认知负荷,內,部认知负荷,外部认知负荷,降低外部认知负荷,避免与学习无关的活动,管理内部认知负荷,控制元素的交互作用,(Element interactivity),增加相关认知负荷,将工作记忆资源用于图式的建构以及图式的自动化,教 学 效 应,样例效应,Worked example effect,用已经解决好的样例代替传统的问题，这些样例必须认真学习。,注意分散效应,Split-attention effect,多种视觉信息源之间会导致注意力分散，用一个整合的信息源来代替多种信息源（图片伴文字）,通道效应,Modality effect,用口头的解释文本和视觉信息源（多种形式）代替书面文本和图表等视觉信息源（双通道的使用增加了有限工作记忆的容量）,冗余效应,Redundancy effct,用一种信息源来代替多种能被独立理解的信息，来减少冗余信息,专业知识反效应,Expertise reversal effect,当对新学习者来说很有效的教学方法在学习者获得更多的专业知识时无效甚至产生相反的效果,