当前,机器人教育的独特优势和价值使其在国内外广泛普及。然而,价值的充分发挥需要有效的教学方法作为支撑。已有研究表明,合作学习模式在机器人教育领域得到了普遍的欢迎,但在实际教学中又存在诸多不足,例如,搭便车和角色固化问题。为解决此类问题,出现了一种适用于机器人教育的特殊的合作学习模式——配对学习。初步研究表明配对学习模式在机器人教育领域具有极大的教育潜力,值得深入挖掘和研究。但是,目前关于配对学习的研究大部分仅仅关注学生完成机器人课程后的成绩和态度,对学生的认知层面没有较多关注,例如,认知负荷。认知负荷理论认为教学设计的目的就是降低学生的认知负荷以提高学生的学习效率,那么,配对学习对学生学习机器人课程的认知负荷是否也能产生积极影响?就已有研究而言,在认知对象(客体)和认知主体(学生)两个维度上都存在影响学生认知负荷的重要因素。在认知主体方面,大量研究认为小组成员的融合度对合作学习的有效性有高度的正向影响,然而,关于融合度对学生认知负荷的影响仍缺乏研究。那么,在配对学习中,配对小组的融合度是否会影响学生的认知负荷?根据已有研究,我们假设相对低融合度,高融合度能够降低学生的认知负荷。在认知客体方面,根据以往研究,任务类型也是影响学生认知负荷的一个重要因素。当然,配对学习也不是“包治百病”的方法,有其适用范围。在本研究中,我们假设配对学习在不同任务类型中有不同的适用程度,并由此对学生的认知负荷产生不同影响。因此,本研究将任务类型和配对学习的融合度作为研究影响学生认知负荷的两个相互关联的重要因素,探究其可能的影响程度。为此,本研究于2017年秋季学期在江苏省无锡市吴桥实验小学开展了准实验研究。研究对象为该小学五年级三个班的学生,共76名,所有学生随机分组,两两配对,按照配对学习模式的要求在机器人课程中进行配对学习。学生使用的教学器材是Ultimate2.0十合一机器人套件的探测机器人。实验开始前对每位学生的机器人学习基础和编程基础进行了调查,确认三个班级起点相同。实验过程中学生需完成三种类型的机器人任务,分别为封闭式任务(较容易)、半开放式任务(较难)和开放式任务(难度最大),任务完成后对学生进行认知负荷和配对融合度测试。通过分析学生成绩认三种任务类型的难度梯度,并根据配对融合度得分将学生分为高融合度组和低融合度组,分析两组得分差异,以进一步探究任务类型和配对融合度对学生学习机器人课程认知负荷的影响。本研究结果表明,针对三种不同难度的任务类型,学生的认知负荷测量结果显示无显著差异,均在较低水平。可以看出,面对难度更大的开放式任务,学生并没有获得更高的认知负荷,说明在机器人学习中采用配对学习模式能够有效降低学生面对难度较大任务时所产生的认知负荷,而在低难度的任务中没有优势。配对融合度和认知负荷的统计结果显示存在差异显著,高融合度组与低融合度组的相比,学生的认知负荷更低。配对融合度在配对学习模式中对认知负荷的影响被证实。因此,在机器人教学实践中应多加关注学生的认知层面,全方位提升学生的能力和知识水平,采用恰当的合作学习策略,引导学生积极参与学习活动。