1、1基于認知負荷理論的初中數學多媒體課件設計研究基于認知負荷理論的初中數學多媒體課件設計研究吳喜祥吳喜祥（河南省延津縣王樓鄉(xiāng)吳杏莊初級中學）（河南省延津縣王樓鄉(xiāng)吳杏莊初級中學）摘要：要：在多媒體課件設計中認知負荷理論有助于減輕學習者的認知負荷，使之表現出良好的學習績效。認知負荷理論主要依賴于以容量有限的工作記憶為核心的認知結構的支持。根據該理論如果我們在設計教學時能夠盡量減少學習任務中不必要的認知負荷則可大大提高學習者的學習效率。但是不良

2、的多媒體組合會增加學習過程中的認知負荷使多媒體教學不能獲得預期的學習效果。本文在探討認知負荷理論的基礎上，分析了不良的多媒體組合對增加學習過程中的認知負荷的影響同時提出了有效降低認知負荷的課件設計策略。關鍵詞關鍵詞:認知負荷理論多媒體課件設計現代信息技術的發(fā)展對數學教育的價值、目標、內容以及學與教的方式產生了重大影響。課件作為現代信息技術對課堂教學產生重大影響的重要載體，其設計理念、方式、方法均會不同程度對學生學習產生影響。多媒體課件以

3、文本、敘述、音響、圖表、視頻和動畫等多種方式的組合向學生呈現教學材料它改變了傳統的單調的教學模式極大地提高了課堂教學容量與質量。但另一方面，由于圖像和文本信息同時出現，容易導致認知負荷的超載狀態(tài)，因而不適當的課件設計將會對學生的認知學習產生不必要的負面影響，即這種影響最突出的表現之一是增加學生的認知負荷，降低學生學習效能。因此，多媒體課件設計應遵循認知負荷理論的基本規(guī)律。從課件設計這一視角去研究降低認知負荷問題，從源頭上解決課件對學習者

4、的負面影響，是一個非常具有現實意義的重要課題。1認知負荷理論（認知負荷理論（CLT）澳大利亞教育心理學家約翰斯威勒于20世紀80年代提出認知負荷理論。認知負荷指的是在某種場合下施加到工作記憶中的智力活動的總的數量。該理論的主要觀點是:(1)工作記憶的容量是有限的這是信息加工的瓶頸(2)如果學習者所要加工的信息容量超出了學習者的工作記憶所能加工的信息容量那么一部分或者全部信息將會丟失(3)在學習的過程中認知負荷必須是有限的這樣學習才能有效

5、(4)所有的信息在進入長時記憶之前必須在工作記憶中進行信息加3字與圖形之間來回穿梭因為僅僅圖片或者僅僅文字都沒有提供讓學生能夠理解的足夠信息學生只有在智力上整合了這些信息后才能理解材料。學生不得不同時注意圖片和文字這種不斷尋找和匹配相關信息的過程增加了學習者的記憶負荷導致了注意分散效應。2.2信息以冗余的方式呈現增加工作記憶負荷學習者聽到相關解說的同時在畫面的旁邊呈現了解說的全部文字描述。這時文字描述只是重復解說的內容單獨使用其中的一種

6、信息就能提供足夠的理解另一種來源的信息則是多余的即冗余信息它們會對學習和理解造成消極的效應。因為學習者在觀看圖片、聽解說的同時還要在視覺通道加工相關文本信息使得視覺通道中的認知負荷超載解決的辦法就是去除解說的文字描述。2.3以裝飾性而不是支持性方式使用多媒體不能激勵內部學習動機課件設計者為了給學習者帶來樂趣為文本或敘述材料配上了一些有趣的圖、背景音樂或聲音等裝飾性的無關材料他們認為利用有趣的多媒體材料可使學習者產生努力學習的動機。研究表

7、明多媒體界面的設計特點是外部動機因素只能在學習初期誘導學習者訪問材料學習內部動機不是靠裝飾性的材料所能激勵的只有令人感興趣和挑戰(zhàn)性的內容才是內部動機因素可激勵學習者持續(xù)地努力學習裝飾性的無關材料會分散學習者對關鍵的詞或圖內容的注意將學生的注意力吸引到無關的聲音和動畫上去沖淡教學主題影響教學效果。因此課件設計中不要加入有趣但與學習無關的文字、畫面、聲音、音樂等裝飾性信息因為這些材料會干擾學習者對學習內容的組織和整合。在教學中應該以支持性而

8、不是裝飾性方式使用多媒體以一種媒體呈現的知識應該支持、聯系或擴展以其他媒體呈現的知識(即支持性的信息)。2.4單一感官模式呈現教學內容降低了工作記憶效率認知負荷理論的相關研究認為多媒體信息在記憶中是以雙通道形式進行加工的。由于工作記憶由兩個分別處理視覺和聽覺材料的獨立處理器組成通過使用兩種處理器可以擴大工作記憶的信息處理容量并增強工作記憶效率。因此認知負荷理論主張采用視覺和聽覺雙重感官模式輸入材料以減少或降低記憶負荷此方法被稱為雙重感官