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【转】认知负荷理论与教学设计

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“记忆就像一个发疯的老妇人,她收藏的是五色斑斓的零碎,却扔掉了美食。”
——Austin O’Malley,美国作家
       认知负荷理论的原理并不复杂,简单地说就是:大脑不能同时处理过多的新信息。
       我们之所以要关注这个话题,是因为设计者和培训师经常让学习者产生负荷过载,这对学习过程产生了不利影响、伤害了学习者的学习动机。因此我们应该提供恰当的内容和学习任务。理解认知负荷理论需要先了解何为记忆,尤其是工作记忆(working memory)和长时记忆。
       工作记忆的概念由Baddeley于2003年提出,它指的是一个容量有限的系统,用来暂时保持和存储信息,是知觉、长时记忆和动作之间的接口,因此是思维过程的一个基础支撑结构。不要将工作记忆与短时记忆等同,后者是指对事物短时间的记忆。工作记忆是指大脑在瞬时对信息量的接受和处理——或者说在某个给定的时间点,我们的大脑所能管理的内容。关于工作记忆的研究数据在细节方面还存在诸多争论,例如具体的限制条件、数据和文字处理过程、工作记忆能否通过训练的方式获得提升等。但是不管争论过程有多复杂,你仍可以通过下面的例子了解工作记忆的基本概念。
例如,请你心算下面这道题目:
37
41
+___
现在,再请你心算第二道题目:
37429528
93728773
+_________
       第二道题目的类型与第一题相同、计算过程类似,所用到的技能也一样。但是对我们当中的大多数人而言,第二组数字的计算却超出了大脑的处理能力,我们的大脑不能立刻接收和处理这么大的信息量。估计你们中大多数人只看了一眼数据的长度,就完全丧失了寻求得数的动力。当然,如果你是对这类问题深有研究的数学迷,并且已经发现如何降低自己的认知负荷,那么第二个题目对你来说就完全不是问题了。那么,设想一下e-learning中常见的、典型的“文字围墙”,这是学习者在学习过程中经常遇到的现象。对学习者来说,大量的“文字围墙”式的内容呈现,与第二个数学题目有何区别呢?(有关的更多内容可以参见本文“新手与专家”部分的论述。)
       长时记忆与时间相关,是指那些在我们的记忆中长久地储存并能随时唤起的记忆。它看起来似乎是无穷无尽的宝藏,但同时也是非常可笑、反复无常的事情。借用美国作家Austin O’Malley的一句话:“记忆就像一个发疯的老妇人,她收藏了五色斑斓的鸡零狗碎,却扔掉了真正的美食。”这也证明了为什么我们还记得上一年级时老师曾穿过的某条特别的裙子,却忘记了她教授了什么内容,甚至我们完全想不起上周二的午餐究竟是什么。
       因此对培训师和教学设计师而言,应该掌握的一项技巧是:努力寻找一种教学方式,促使工作记忆能够转化为长时记忆,帮助学习者能在需要的时候以一种无意识的方式唤起学习内容。
可能的解决方案?
       在设计e-learning课程时,假设其他的学习条件都相同,例如学习者的注意力水平、学习环境以及干扰因素等(事实上它们不可能相同),教学设计师和培训师可以采取很多措施来避免学习者认知负荷过载的发生。
内容的分段呈现
       你需要关注一下任何时候学习者访问的信息量到底有多少。根据认知负荷理论的早期研究者George Miller的研究结果,大脑能够同时关注并处理的最大离散信息的数据量是7个(上下浮动2个,即5-9个)。联想一下电话号码(在美国通常是123-456-7890的形式,也就是说,分组方式为3+3+4)、美国的社会保险号(123-45-6789,分组方式为3+2+4),还有全球通用的邮政编码,它们都适用这个规则。
       理解“分段呈现”的精髓,它绝不是漫无目的地对学习内容进行切割,分段呈现必须是有意义的。用更学术的语言来描述是:我们希望用分段呈现内容的方式,帮助学习者建立图式或者框架,便于学习者对信息进行更好的组织和深化理解。
       此外,还要运用简洁的、可视化的设计要素:将留白、字体作为组织内容的工具,在教学中使用有意义的(而非纯装饰性的)图片等。
内容的模块化
       本质上,内容模块化只是内容分段呈现的一种形式而已,通常比较容易说服管理层在创建异步的e-learning时运用这种方法。在传统培训或者虚拟课堂中,学习者好不容易才能从工作中抽出时间来学习,因此培训过程一定要尽力使成本最小化、培训时效最大化,务必要毕其功于一役。这样做的危害是显而易见的:认知负荷超载。如果可能的话,运用内容模块化而不是将所有内容打包一次性地呈现,其效果要好得多。
考虑新手和专家
       大部分培训内容或者e-learning通常被设置一成不变的形式,不同学习者看到的学习内容完全相同。这是从经济的角度考虑问题的结果,它有利于实现快速的开发和启动,但有可能会影响学习的效果。对专家级的学习者合适的内容,对新手来说可能就会造成认知负荷超载;而适合新手学习的内容对专家来说可能就显得乏善可陈了。
       在上面的心算数学题的案例中,数学迷式的学习者或者掌握了一些特殊技能的人,也许轻而易举就能得出答案。但是普通人,可能只具备个位数相乘的心算能力,在碰到这种问题时就感到非常棘手。因此,教学设计师或者培训师需要为不同层级的学习者开发不同类型的课程内容,或者至少应该根据学习者的不同层次,考虑从关键的学习内容到不同层级的实践之间,应区分不同的学习路径或者引领模块。Clark, Nguyen和Sweller (2006)的建议是,对新手来说,应该提供经过有效处理的案例;对专家来说,应该提供问题解决型的学习。随着新手向专家不断转化的过程,可以逐渐减少案例的比重、增加问题解决型的学习内容。
删除无关材料,包括兴趣部分或纯装饰
       考虑到大脑只有这么大的“带宽”,信息能够进入大脑的渠道只有两条,视觉和听觉;而这两条渠道在某个时刻能够接受的信息有限(此处没有考虑培训中可能会用到的非主流学习方式,例如触觉,在机器流水线任务中会用到;还有嗅觉,在烹饪课程中非常关键),删除无关信息就显得非常必要。当然,删除无关材料在实践中是一件非常困难的事,尤其是管理层对“无关”二字各有不同的理解。如果需要更多参考信息,可以访问笔者早期的专栏文章《20%的关键内容》(http://www.learningsolutionsmag.com/articles/472/nuts-and-bolts-find-your-20)。
       一旦精选出了关键的内容,你就可以专注于设计本身了。设想一下:它是一个漂亮但是却无关的模板,但四分之一的篇幅却被无关元素所占据吗?那就毫不犹豫地放弃吧!你的页面上是不是有一些漂亮的、无关的、没有任何帮助的艺术效果、照片、屏幕/幻灯切换效果,或者声音?那就毫不犹豫地放弃吧!它们不会给任何人带来价值,反而会让学习者产生困惑,以至于他们要分出精力来考虑:为什么它们会出现在这里?举个笔者曾见过的无厘头例子:在有关员工忠诚度的培训内容中,与之搭配的插图是一只蚂蚁在举杠铃的卡通,同时伴随着屏幕每一次切换都播放出风铃声,真让学习者感到莫名其妙。
       请记住一点,你无法控制学习任务本身固有的难度,也没法完全改变学习者自身的学习动机和愿意付出多大的努力。但是有一点,你至少可以完全控制那些无关的信息。
底线?
       最后,不妨做这样思考:问题是不是“我应该如何教”,而是“学习者应该如何学?”做到这一点,可以帮助你在设计培训内容时多一点警觉。
如需了解更多相关的内容,可参考以下文献:
Clark, R. , Nguyen, F., & Sweller, J. (2006). Efficiency in Learning: Evidence-Based Guidelines to Manage Cognitive Load. San Francisco: Preiffer.
Clark, R. & Mayer, R. (2007). Elearning and the Science of Instruction: San Francisco: Pfeiffer.
Moreno, R., & Mayer, R. (1999). "Cognitive principles of multimedia learning: The role of modality and contiguity." Journal of Educational Psychology 91: 358–368.
Miller, G.A. (1956). "The magic number seven plus or minus two: some limits on our capacity to process information." Psychological Review 63 (2): 81–97.
Sweller, J. (1988). "Cognitive load during problem solving: Effects on learning." Cognitive Science 12 (2): 257–285.
Sweller, J., Van Merriënboer, J., & Paas, F. (1998). "Cognitive architecture and instructional design." Educational Psychology Review 10: 251–296.
来源于www.learningsolutionsmag.com,在线教育资讯(online-edu.org)常慕樵编译
 

标签:认知负荷教学设计
分类:e教学心理| 发布:曹殿波| 查看: | 发表时间:2012/3/5
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1 #淀粉
淀粉 支持一下
曹殿波 于 2012-3-6 7:13:55 回复
谢谢支持!
2012/3/5 23:28:59 【REPLY】