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[摘要]依据脑科学研究和多媒体学习的认知理论，梅耶提出了多媒体学习与教学设计的八项原则，包括：多种媒体原则、邻近呈现原则、双向通道原则、控制冗余原则、聚焦要义原则、提示结构原则、切块呈现原则与提前准备原则和交往特色原则，它们是提升多媒体学习与教学效能的有力武器，易于推广应用，具有现实的指导意义。
[关键词]多媒体学习与教学原则；认知负担；教育技术
[中图分类号]G434 [文献标识码]A [文章编号]1672-0008(2009)02-0026-07
理查德·梅耶(Kichard E.Mayer，又译迈耶)是美国加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)心理学教授，自1975年以来他一直在该校任职。他于1973年从密西根大学获得心理学方面的哲学博士学位；1973-1975年在印第安纳大学担任心理学访问助理教授。他曾担任美国心理学会教育心理学分会主席，《教育心理学家》杂志主编和《教学科学》杂志双主编之一，也曾经担任过UCSB心理系主任。2000年梅耶获得了桑代克教育心理学终生成就奖，2008年获得了美国心理学会颁发的教育与培训杰出贡献奖。梅耶现任美国教育研究学会学习与教学分会副主席，目前还是14种教育心理学等学术期刊的编委。
据《当代教育心理学》(vol.28，422-430)刊文报道，梅耶是1991-2001十年间在教育心理学领域最有成就的研究工作者，排名第一。他已经出版、发表了将近400篇著述，其中包括出版的23部著作中重要的有《教育心理学的生机》(第1卷和第2卷，1999，2002)，《多媒体学习》(2001，2009)，《学习与教学》(2003，2008)，《数字化学习与教学科学》(与R.Clark舍著，2003，2008)，《剑桥多媒体手册》(2005)和《面向学习、教学与评估：布卢姆教学目标分类学的修订》(与L.W.Andenon等人合作，2001)。
作为一名著名的教育心理学和认知心理学家，梅耶的主要专业旨趣是探究人是如何学习的以及如何帮助人学习，即在学习科学和教学科学之间开展对话，衔接认知、教学和技术之间的交叉联系。基于有关人是如何学习的认知科学理论，梅耶提出了与设计在线教学相关的多媒体学习的认知理论。20年来，梅耶和同事一起开展了大约100项实验研究，提出了八项12条多媒体学习与教学原则。本文对梅耶的多媒体学习与教学原则作一概略说明并粗浅分析其价值。
一、八项多媒体学习与教学原则概略
(一)多种媒体原则
多种媒体原则(multimedia principle)的含义是指学生通过文字和图片进行学习比仅仅通过文字学习的效果好。
多种媒体原则是针对改进单一媒体观提出来的。人们通常认为，只要用大量的文字把想要表达的内容讲述清楚就可以了，忽视了用相关的图片来进行辅助解释。实际上，恰恰是文字和图片的共同运用能够更好的提高学生的学习效果。我们用多媒体呈现这个术语来指任何包括文字和图示的呈现。
梅耶提出多种媒体这一原则在心理学方面是有其理论依据的。梅耶信赖的是认知理论。在这一理论中，将学习看作是主动的获取意义的过程，而教学被看作是试图促进学习者适当认知加工的过程。根据这一理论，仅仅向学习者传递信息是不够的，教师还必须鼓励学习者，使学习者能够主动地加工信息。主动加工中重要的一部分内容就是建构学习材料的图像的和言语的心理表征，并且建立心理联系。这一目标很有可能通过多媒体教学来实现，用文字和相应的图示来说明同样的事物，因为向文字中增加相关的图示是帮助学习者进行主动学习的有力途径。许多证据表明，人们通过文字和图示进行学习比仅仅通过文字进行学习要学得更加深入，至少对于一些教学任务较为简单的情况来说是这样的。
在10项不同的研究中，试验了向学习者教授机械工作原理方面的知识，包括闪电是如何形成的，汽车刹车系统的工作原理，自行车轮胎打气筒的工作原理以及发电机的工作原理，是否采用多种媒体教学的效果。例如，在一项研究中。学生阅读关于自行车轮胎打气筒的精确言语描述，而另一些学生也阅读同样的言语描述并且观看描述同步步骤的图片。在所有的10组对比中，学生通过包含文字和图片的多媒体学习比仅仅通过文字进行学习的学生在后来的迁移测验中的表现要好。在10项研究中，通过文字和图片进行学习的学习者在迁移问题方面产生的正确答案要比仅仅通过文字进行学习的学习者产生的正确答案多55％-121％。在所有的研究中，效果量总体为1.5，较大。
(二)邻近呈现原则
邻近呈现原则(contiguity prineiple)包括空间邻近和时间邻近两种情况。在书面或屏幕上，文字和图示在时空上的邻近呈现比时空上的分离呈现起到的效果要好很多。所谓的空间邻近，也就是指相应的文字和图示在书面或屏幕上相隔很近呈现时，学生的学习效果比较好。时间邻近原则是指相应的文字和图片同时呈现而不是继时呈现时，学生的学习效果会更好。
我们以空间邻近为例对邻近原则做一些说明。梅耶等人反对将文字和图示相分离，因为它不是建立在对人们如何学习的精确理解的基础上。学习者学习时，总是希望在文字和图示之间建立起有意义的联系，而不是像复印机一样仅仅记录输入的信息。当文字和图示在屏幕上相分离时，人们只能将自身稀有的认知资源都用于如何将文字和图片连接起来，根本无力顾及心理上组织、整合学习材料。当文字和图示相整合时，人们就能够在工作记忆中把它们结合起来，建立起两者之间有意义的联系。
在心理上将相应的文字和图示相关联是意义建构过程中重要的一部分，保证了有意义学习的顺利实现。正如我们所知道的，将输入的相关信息与长时记忆中已有的知识组织整合是在工作记忆中进行的。当学习者不得不进行多余的工作——整合分离但相关联的文本和视觉成分时，就会给有限的工作记忆能力造成过重负担——引发认知负担。
梅耶的观点不仅建立在认知理论的基础上，还基于许多相关的研究。在包括闪电的形成、汽车刹车系统的工作原理等5项不同文本材料中，学习者以多种形式学习了文字和插图材料。在闪电形成的演示中，对于第一组学习者，文字和插图邻近放置，对于第二组学习者，整篇文字放置在插图的下方。尽管两组学生看到的是相同的文字和插图，但是5项研究都表明，文字和图示相整合的这一组在问题解决的迁移测验中比文字和图片相分离的这一组的表现好。总之，整合组比分离组提出的解决问题的方案要多43％-89％。在所有的研究中，效果量总体为1.12，较大。
(三)双向通道原则
所谓双向通道原则(modality principle)，就是指学生通过动画和解说进行学习比通过动画和屏幕文本学习的效果要好。
假设你正在呈现一个伴随言语解释的动画，那么在你的 多媒体呈现中，出现的文字是以打印文本(即屏幕文本)还是以口头文本(即解说)的形式呈现会有所区别吗?这就是双向通道原则要解释的问题。
根据学习的认知理论，人们对视觉，图示加工和听觉，言语加工有不同的信息加工通道。当同时给学习者呈现图示和屏幕文字时，两者最初都必须在视觉，图示通道中被加工。每个通道的能力是有限的，因此图示和解释性的屏幕文字必须争夺同样有限的视觉注意力。当眼睛在看屏幕文字时，它们就不能同时看图示；当眼睛看图示时，就不能同时顾及屏幕文字。因而，即使文本信息被同时呈现了，学习者也难以充分注意到，因为他们的视觉通道已经负担过重。相反，我们可以通过呈现语音解释来减轻视觉通道的负担。因此，言语材料可以通过耳朵进入认知系统，在听觉，言语通道中被加工。同时，图示通过眼睛进入认知系统，在视觉，图示通道中被加工。这样，文字和图示都能被加工而且不会导致任何一个通道负担过重。对图示运用语音解释的情况可参见图1，它说明了图表和语音解释能够在视觉和听觉通道中分开加工。这一分析也解释了为什么以语音形式呈现的文字仅仅适用于文字和图示同时呈现的情况中。
对于这一原则也有相关的研究来进行证明，内容是对动画加同步解说的多媒体课程与动画加同步呈现屏幕文本的多媒体课程进行教学效果比较，其中口头解说的文字和屏幕文字是相同的，并且两者分别在同样的动厕内容中呈现。有些多媒体课程呈现的是对闪电的形成原理或汽车刹车系统工作原理的解释，另一些多媒体课程被嵌入到一个互动的游戏中来教授植物学，还有一些多媒体课程是关于飞机燃油系统运作方面的虚拟实训的一部分。例如，以教授闪电形成原理的内容为例，在7项比较中，通过动画和解说进行学习的学生，在后来的问题解决的迁移测验中产生的解决方案比通过动画和屏幕文本进行学习的学生产生的解决方案要多。尽管两组学生接受的动画和文字是一样的，但是动画加解说组比动画加屏幕文本组产生的解决方案多41％-114％。
(四)控制冗余原则
控制冗余原则(redundancy principle)是指学生通过动画和解说进行学习比通过动画、解说和文字进行学习的效果要好。
如果你正在设计一个多媒体课程，其中包括了伴随口头解说的图表(例如动画，视频或静态的图片或照片)，那么其中还应该再包括相同文字的屏幕文本吗?这就关系到梅耶所提出的控制冗余原则。
我们知道，梅耶的多媒体学习的认知理论建立在一些假设的基础上：(1)所有的人都有分开的通道来加工言语和图示材料；(2)每个通道同时加工的数量是有限的；(3)学习者试图主动地从呈现的材料中建立图像和语义模型并在两者之间建立联系。这些假设与认知科学的理论和研究相一致，探讨了大家相对公认的关于人如何学习的观点。根据梅耶的多媒体学习的认知理论，向多媒体呈现中增加冗余的屏幕文字会使视觉通道负担过重。例如，图2概述了包括动画、叙述和一致的屏幕文本的呈现中所发生的认知活动。该图表明：动画通过眼睛进入学习者的认知系统，在视觉，图示通道中被加工，而语音叙述通过耳朵进入学习者的认知系统，在听觉／言语通道中被加工。但是屏幕文字也通过眼睛进入了认知系统，也必须在视觉／图示通道中被加工。因而，视觉通道中的有限的认知资源必须被用来加工动画和屏幕文字。如果呈现的速度较快并且学习者对这些材料不熟悉，学习者在视觉／图示通道中就会出现认知负担过重的情况。结果，动画中的一些重要的方面就难以被选择并组织到心理表征当中。
在关于这一原则的一项研究中，指派有些学生(无冗余组)观看解释闪电形成的动画，并听一个同步的语音解说。其他的学生(冗余组)接受的是同样的多媒体演示，但是伴随着同步的、冗余的屏幕文字。在一系列的四项对比中，无冗余组的学生在问题解决的迁移测验中比冗余组的学生产生的解决方案要多43％-69％，总体效果量为1.24，较大。
前面我们提到了在大多数的多媒体呈现中去除冗余的屏幕文本的情况，但在一些特殊情况下，增加冗余的屏幕文本并不会加重学习者视觉信息加工系统的负担，例如，当多媒体呈现中没有图示时(例如，当屏幕上不呈现动画、视频、照片或插图等等)；当屏幕文本和相应图示的呈现速度非常慢，学习者有足够的精力来加工图示信息时；当学习者付出相当大的努力来理解口头文本和书面文本时(例如，学习者有特殊的学习障碍，或是当言语材料复杂冗长，或是材料中包括生僻的词语的情况)。在上述的这些情况中，使用冗余的屏幕文本进行多媒体呈现会有助于学习者对材料的理解。所以在应用控制冗余原则时，要根据具体的情况来进行分析。
(五)聚焦要义原则
聚焦要义原则(coherence principle)是指在多媒体呈现中，去除无关的声音、图片和文字时，学生的学习效果会更好。下面将对多媒体呈现中去除无关声音、去除无关图片和去除无关文字三方面做具体论述。
1 去除无关的声音
不少多媒体呈现中都会出现这样的情况，在呈现带解说的动画时还伴随着一些多余的背景音乐和背景声音。有些人认为这样可以提高学生的学习兴趣，也有些人认为这么做可以让学生的学习更轻松，但是这样真能起到良好的效果吗?研究认为，不相关的声音并不能对学习起到促进作用，在设计多媒体呈现时应去除无关的声音。
梅耶等人的建议是避免添加无关的声音——尤其是在学习者很可能有繁重的认知加工需求的情况下。这一建议应该在较为深入理解人是如何学习的基础上使用，而不是在各种情形中简单套用。背景音乐和声音会使工作记忆负担过重，因此在学习者有较重的认知负担时使用背景音乐和声音有风险。例如，当学习者对材料不太熟悉时；当以很快的速度呈现材料时；或者当学习者不能控制呈现的速度时。当然，研究工作还需要进一步确定，是否在一些情况下多余声音的优点会超过其缺点。
在检验多媒体呈现中的多余声音方面，梅耶用3秒钟带解说的动画来解释闪电的形成过程，用45秒钟带解说的动画来解释液压制动系统是如何工作的。研究者在背景中增加了循环播放的音乐，这些音乐属于轻音乐，播放音量不大，不至于掩盖语音解说的声音，也不会使其不易辨别。通过带解说的动画进行学习的学生能记住更多的呈现材料，并且在解决迁移问题时比接受同样的带解说的动画并伴随背景音乐的学生获得的分数要高。这一区别是比较大的——没有音乐的效果要好20％-67％——在闪电和制动器两项演示中的结果都是一致的。很显然，增加背景音乐并不能改进学习，事实上会妨碍学习。
2 去除无关的图片
从前面所提到的研究中我们可以看到，当我们向多媒体呈现中添加无关的声音时，学生的学习会受到损害。那么如果我们向多媒体呈现中添加一些有趣的图片或视频片断会不会对学习起到促进作用呢?研究同样显示，向多媒体呈现 中添加有关但并不直接相关的图片或视频片断也会损害学生的学习。多媒体学习的认知理论认为，如果多媒体演示中不包括有趣但无关的图表和视频，学习者会学得更加深入。
根据多媒体学习的认知理论，学习者通过主动探索来理解所呈现的材料。如果学习者能够成功地建构所呈现材料的一致性的心理表征，他们就会体验到乐趣。可是添加无关的图片会妨碍意义建构的过程，因为学习者加工所输入材料的认知能力是有限的。
无关的图片会在三方面干扰学习：
分心——使学习者有限的注意力远离相关的材料而指向无关的材料；
破坏——妨碍学习者在相关的材料之间构建适当的联系；
诱惑——使学习者预先准备不恰当的已有知识(由无关的图片所引导的)，然后用来组织新进入的材料。
关于这一方面也有相关的研究可以说明问题。梅耶要求学生观看一个关于闪电形成的3分钟的带解说的动画。对于一些学生，带解说的动画中包含六个10秒钟的视频片断使演示更加有趣，演示的时间总共为4分钟。例如，一个视频片断中演示树被大风吹弯了，闪电击到树上，一辆救护车沿着树边的小路抵达，一名伤员被抬上担架送上围观者身边的救护车。同时，解说者说道：“统计显示，每年被闪电所伤的人数要比因龙卷风和飓风所受伤的人数的总和还多。”带解说的动画预先呈现了带负电的梯级先导闪电逐步向地面移动之后，插人上述的视频片断和相应的解说，虽然显得与闪电袭击的话题有关，但并不是解释闪电形成过程中的因果链条。不插入视频片断的多媒体呈现进行学习的学生在解决迁移问题时，比通过插入视频片断的多媒体呈现进行学习的学生的表现要好——产生的解决方案要多30％左右。
3 去除无关的文字
前面我们已经说明向带解说的动画中添加声音或图片以达到促进学生的学习的试验都失败了，最后一次尝试就是向多媒体呈现中添加一些有趣的句子使多媒体呈现更加充实。但是相关的研究同样表明，向多媒体呈现中添加多余的文字同样不利于学生的学习。所以在多媒体呈现中也应该去除无关的文字。
无关的声音和图示会分散学习者的注意力，同样，添加额外的文字也会妨碍学习进程。这些添加的文字会促使学习者在多余的文字中围绕感兴趣的主题组织材料，而不是在目标材料中进行因果解释。
例如，梅耶要求一些学生观看一个关于闪电形成的3分钟的带解说的动画，另一些学生观看同样的3分钟的演示，但是在不同的地方插入六个额外的解说片断。这些解说片断比较简短，并且似乎同3分钟的演示很相配。例如，在说完电荷在云层内产生之后，解说者说道：“打高尔夫球的人是易受攻击的目标，因为他们拿着金属球棒，能很好的传导电荷。”最后的研究结果显示，接受不包含额外解说片断的闪电演示的学生在迁移测验中比接受伴随额外解说片断闪电演示的学生的表现要好——在保持测验中所回忆起的解释要多35％左右，在迁移测验中所产生的解决方案要多30％左右。这些结果又一次显示出，增加有趣但无关的材料不能帮助学生的学习，在这种情况下甚至会损害学习。
(六)提示结构原则
提示结构原则(signaling principle)就是指在多媒体学习中，当向多媒体信息中增加线索以突出基本材料的组织时，人们的学习效果会更好。
在多媒体学习中，如果多媒体呈现中包含了许多的无关材料，或者呈现的布局比较混乱，不够明朗，那么学习者就难以对基本材料进行充分的加工，这时就会导致加重认知负担，即必要的认知加工需求(理解多媒体信息中的基本材料的认知加工需求)和非必要的认知加工需求(在多媒体学习中加工无关材料或克服混乱布局的认知加工需求)超过了学习者的认知能力。解决这一认知负担的方法就是聚焦要义和提示结构。聚焦要义原则我们在前面已经有所论述，这里主要阐述的是提示结构原则。
这一原则是从多媒体学习的认知理论引申得来的。根据多媒体学习的认知理论，构建有意义学习结果所需要的多数的认知加工过程——例如选择、组织和整合——都发生在工作记忆中。工作记忆的三个重要特征就是双向通道、容量有限和主动加工。当教学信息的呈现布局不够明朗时，就很容易使信息加工系统的认知负担过重，因为进行认知加工需要时间和努力，而这两者都是有限的。当删除所有的修饰成分不可行时。可以通过向学习者提供选择和组织材料的线索来减轻认知负担。提示结构原则的理论基础是要求把学习者的注意力直接引向基本的材料，促使学习者忽略无关材料，节约运用有限的认知容量来加工基本的材料，从而去除了加工无关材料的认知需求。例如，增加一些提示，告知学习者在学习过程中应该注意哪些内容，怎样对这些内容进行组织等等。
梅耶对提示结构原则进行了三项研究。在第一项研究中，一些学生(无提示组)阅读有关闪电方面的书面材料，然后进行迁移测验。在另一些学生(提示组)的学习中，材料中添加了组织性的句子，列出了七个主要的步骤，并且按照材料中所讲的步骤，用数字一一标出。这种提示的方法产生的效果量较小。在第二项的两个研究中，一些学生(无提示组)通过带解说的动画学习飞机是如何起飞的，然后进行迁移测验。另一些学生(提示组)接受同样的教学和材料，不同的是他们接受的口头解说是带有提示性的，即解说者开始先列出飞机起飞的三个步骤，并且在每一部分前面都加上一个标题性的句子。三项测验所产生的效果量中值为0.60。鉴于这种影响不是很强烈，而且仅仅是基于三项测验的结果，所以对提示结构原则方面的研究还需要进一步的深入。
(七)切块呈现和提前准备原则
切块呈现原则(segmenting principle)指当多媒体信息按照学习者的进度以片断的形式呈现时，比以连续单元的形式呈现的效果好。提前准备原则(pre-training principle)指当学习者对主要概念的名称和特性提前有所了解时，他们会从多媒体学习中取得更好的效果。
从多媒体学习理论中我们知道，有意义学习所需要的多数的认知加工过程都发生在工作记忆中，但是视觉，图示通道和听觉／言语通道中的容量是极其有限的，因此在每个通道中，只有极少数的内容被保持或加工。当教学信息(例如带解说的动画)包含很多基本的材料，并且以很快速度呈现时，信息加工系统的认知能力就会很容易出现超负荷的情况。两个通道都由于必要的认知加工需求而导致负担过重。两种减轻负担的方法就是切块呈现和提前准备。切块呈现原则的基本原理就是放慢呈现的速度，使学习者有时间进行必要的认知加工。提前准备原则的基本原理就是用先前的知识来武装学习者，从而使学习者做出较小的认知努力就可以对带解说的动画进行加工。因此，对呈现材料进行切块呈现给了学习者进行必要认知加工所需要的时间，而提前准备则减少了所要求的必要认知加工的数量。
在切块呈现原则方面，梅耶等人进行了相关的研究。举 例来说，梅耶比较了两种学习结果：一种是学生们观看一个关于闪电形成的140秒带解说的动画，画面是连续呈现的(即连续组)；另一种是学生们观看同样的内容，但是画面分成了16个片断(即片断组)，每个片断持续大约10秒钟的时间，并且其中包含一句解说。当一个片断结束以后，屏幕上会出现一个“继续”的按钮，当学习者点击按钮时，下一个片断就开始了。研究结果显示，在问题解决的迁移测验中，片断组比连续组的成绩要好，有较大的效果量。后续的相关实验也得出了类似的结果。
对于提前准备原则的相关研究有7项测验的结果。举例来说，在学习刹车系统工作原理的这项研究中，一些学生通过带解说的动画来学习汽车刹车系统或自行车轮胎打气筒的工作原理。另一些学生(提前准备组)在学习这一课程之前先接受预先训练，学习刹车系统各个组成部分的名称和可能的状态，活塞在主汽缸内可以前后移动，制动液在金属管中可以被压缩等信息。还有一些学生(提前准备组)在学习自行车轮胎打气筒的工作原理之前通过一个塑胶模型来接受预先训练，多被要求他们反复上拉、下推打气筒的把柄。在随后的问题解决的迁移测验中，三组学生的测验成绩显示，提前准备组的学生比非提前准备组的学生的成绩要好，效果量较大。在其他的一些实验中我们也可以看到类似的结果。
(八)交往特色原则
社会线索会导致学习者的社会性行为，使其在学习过程中进行更深层次的认知加工，从而在测验中有更好的表现。这就是基于社会线索的多媒体设计原则——交往特色原则，主要包含三方面的内容：对话风格原则(personalization principle)、标准发音原则(voice principle)、形象出镜原则(image principle)。对话风格原则是指当多媒体呈现中的语言是以对话的风格而非正式风格呈现时，人们会学得更加深入。标准发音原则是指当多媒体信息中的语言以标准口音的人声发出而非机器发声或是外国口音的人声发出时，人们会学得更加深人。形象出镜原则是指当多媒体呈现中的发声者的形象出现在屏幕上时不一定就能比不呈现带来更好的效果。
那么，社会线索是如何影响多媒体学习?图3中的上半部分向我们展示的框架是关于多媒体教学信息中的社会线索——例如发声者的声音及对话风格的特点——导致学习者的社会性行为动机的内容——例如试图理解发声者所说内容的动机。这种社会性行为使学习者的积极的认知加工过程有所增加(即学习者努力选择、组织、整合新的信息)，反过来又会导致学习者在问题解决的迁移测验中取得较好的成绩。图3中的下半部分向我们展现了多媒体教学信息中缺少社会线索的情况，其中社会性的行为不能被激发，学习者不会努力加工新信息，学习结果也得不到改善。
关于对话风格原则，梅耶等人进行了大量的研究，得出了10种正式风格和对话风格的对比结果。对比中的一组学习者接受的教学语言是以对话风格来呈现的(即个性化的小组)，另一组学习者接受的是以正式风格呈现的教学语言(即非个性化的小组)。结果显示，在每种对比中，都有较大的效果量，效果量的中值是1.29。因此，有强有力的的证据证明，当多媒体呈现中的语言是以对话的风格而非正式风格呈现时，人们会学得更加深入。
关于标准发音原则方面，也有相关的一些研究数据。在梅耶等人做的第一项测验中，学生学习关于闪电形成的140秒带解说的动画，一种是以俄罗斯口音或是标准口音发声(实验1)，另一种是以机器合成的声音或是以标准口音的人声发音(实验2)。尽管外国口音的发声和机器合成的声音都能听得很清楚，但是在后来的问题解决的迁移测验中所得的成绩要比标准口音的人声发音所得的成绩低很多。同样，在第二项关于解决数学问题的测验中也得到了类似的结果。总之，这些研究结果与声音原则是一致的：当多媒体课程中的解说以标准的人声发音时，会比机器发声或外国口音的发声导致更深入的学习效果。
向屏幕中增加一个发言者的形象——例如一个卡通人物——能帮助学习者更加深入的学习多媒体课程吗?关于形象出镜原则方面，梅耶等人也进行了大量的研究，得出了许多相关的数据，总体效果量偏小。似乎并没有强有力的证据支持向屏幕中增加发言者的形象。基于这些研究结果，梅耶认为当前关于形象出镜原则比较可靠的说法是：在多媒体课程中，当发言者的形象出现在屏幕上时。不一定会导致更加深入的学习效果。
二、梅耶多媒体学习与教学原则的贡献和价值
1 根据人类大脑的工作原理来设计多媒体信息
多媒体学习发生于学习者的信息系统中，这是一个独立的视觉和言语加工通道的系统，每个通道的容量都十分有限的系统和要求对每个通道的认知加工过程进行协调以促进主动学习发生的系统。另外，多媒体学习过程要求选择相关的文字和图示；把它们组织成一致的言语和图示表征；把言语和图示表征进行整合，并与先前的知识相整合。
在多媒体学习的过程中，材料是以五种形式呈现的：多媒体呈现中的文字和图示；感觉记忆中的声音和图示表征；工作记忆中的声音和图示；工作记忆中的言语和图示模型和长时记忆中的知识。从梅耶的多媒体学习的认知理论我们可以看出，根据人类大脑的工作原理所设计的多媒体信息比没有根据人类大脑的工作原理设计的多媒体信息更有利于导致有意义的学习。
2 与认知心理学、教育心理学相结合，提出多媒体学习的认知理论
梅耶把多媒体学习作为认知辅助工具，从认知心理学的角度出发进行多媒体学习与教学原则的研究，提出了多媒体学习的认知理论，充分运用了双重编码理论、认知负担理论和建构主义的学习理论，把心理学知识与教育学知识紧密结合来进行研究，为多媒体学习的研究提供了新思路。
尤其是梅耶将双重编码理论紧密结合到多媒体学习的认知理论中，这是以往我们容易忽视的方面。根据双重编码理论，言语和视觉信息是在不同的信息处理系统中进行的。据此，梅耶提出了双通道假设，在进行多媒体信息呈现时注意合理运用视觉和听觉通道来共同发挥作用，并在这一方面做了大量的研究，提出了相关的多种媒体设计原则，同时也大大减轻了多媒体学习中的认知负担。
在多媒体信息的观点方面，梅耶坚持呈现模式说和感觉通道说的观点。呈现模式说认为，多媒体是指用两种或两种以上的感觉系统来呈现材料，它关注的是材料被表征的方式。感觉通道说认为，多媒体指学习者使用了两种或两种以上的感觉系统，它强调的是学习者接受外界材料时所用到的像眼睛和耳朵这样的接收器。梅耶以认知理论为基础，认为多媒体信息的作用是提高学习者知识建构的能力，而不是像传播媒体说(即认为多媒体指材料的呈现是用两种或两种以上的传播设备来进行的所认为的多媒体信息的作用仅仅是传播信息。只有以认知理论为基础，才能更好的对多媒体学习资源进行开发和设计。
3 基于以往的理论同时又有所扩展和延伸 梅耶在多媒体学习方面进行了大量的系统化的实证研究，并且与以往的双重编码理论、认知负担理论、双通道理论等相关研究相结合，对以往的研究进行了进一步的扩展和延伸。例如，梅耶在提出多媒体学习认知理论时，提到的双向通道假设就和双重编码理论有着密切关系。双向通道假设指人们对视觉表征和听觉表征的材料拥有单独的信息加工通道。换句话说，也就是视觉通道通过眼睛获取信息产生图像表征，而言语通道通过耳朵获取信息产生言语表征。在多媒体学习中的认知负担方面，梅耶提出容量有限假设，指出人们在每个通道上一次加工的信息数量是有限的。而梅耶提出的主动加工假设则是建立在对工作记忆的长期研究的基础之上，主动加工假设弥补了工作记忆的局限，发挥了工作记忆在意义建构中的重大作用。梅耶的这些研究为正在崛起的新一代的多媒体学习研究奠定了坚实的基础，也起到了很好的推动作用。
4 具体阐述了有效多媒体呈现的基本特征
多媒体资源能够向学习者传递信息，并对改善学习者的学习状况有所帮助，但是我们并不能说所有的多媒体资源、以任何形式呈现的多媒体资源都能够促进有意义学习的发生以及促进学生理解能力的提高。只有经过仔细筛选、精心设计的多媒体资源，才能较好的发挥作用，而这恰恰是我们容易忽视的一个方面。通过梅耶的研究，我们得以重新认识有效的多媒体呈现所具备的基本特征，为进一步的研究与实践提供指导和借鉴。
通过梅耶的研究我们可以看出，首先，一个有效的多媒体呈现首先应该是包括多种媒体的，例如同时运用文字和图示进行呈现，或是运用动画和解说进行呈现，而不仅仅运用其中的某一种媒体来呈现。其次，要注意邻近性，在文本环境中，对应的文字和图片或图表应该临近呈现；而在计算机环境中，对应的动画和解说应该同时呈现。再次，多媒体的呈现要做到简洁明了，一致性强，突出所要呈现的中心内容，去除无关的声音、图片和文字。第四，多媒体呈现还需要注意的一点就是充分运用各种加工通道，不能把认知负担都加在一种通道上，而是要协调运用视觉、听觉通道共同进行信息的加工，必要时采用讲解来代替屏幕文本形式。第五，多媒体的呈现还应该做到个性化，解说中运用对话的风格会使学习者有很强的参与感，运用第一、第二人称使学习者产生亲切感，激发其学习欲望；同时还可以运用教学代理来促进学生的学习；也可以让学习者根据自己的需要自己控制呈现速度进行学习。第七，多媒体呈现还应具备引导性的特征，在多媒体呈现信息中增加适当的提示线索，引导学习者注意关键内容，进行选择、组织、整合；在进行新的学习之前，就相关学习内容对学习者进行提前的训练，引导学习者顺利学习新知识。最后，多媒体所呈现的材料本身应该具备结构性，这样才能使学习者抓住所学内容的核心。
表1是梅耶对文本环境和计算机环境中的有效多媒体呈现特征所做的总结。
5 运用具体的实验和合理测验来检验假设
在一项研究中，好的测量方式所起的作用是相当关键的。好的测量应该能让我们知道教学计划的效果如何，让我们知道采取新材料、新程序和新方法之后，学生的学习结果怎样改进。
对于提出的每个具体的多媒体设计原则，梅耶都用具体的实验一一进行检测、证实，用实验数据来说明问题。以往的多媒体方面的研究主要是关注多媒体技术的发展，注重技术方面的提高与进步，后来才慢慢重视对理论的研究，梅耶在理论研究的基础上又用大量的测验、实验来证实、支持所得出的多媒体学习方面的相关研究结论，可谓是独具特色，开辟了多媒体学习研究的新流派。
梅耶在多媒体学习方面的一系列研究里，既有学习保持测验也有学习迁移测验，既考察了学习者在多媒体学习过程中对所学内容的识记能力，也考察了他们运用知识解决实际问题的能力。例如梅耶在一些典型的迁移测验中涉及到了重新设计的问题、查找故障的问题、预测性问题和概念性问题等，这些内容的测验都能让我们更加明确学习者在多媒体学习的过程中是否进行了有意义的学习。因为多媒体学习的目标通常是有意义学习，所以就需要有一种测量方式来测验学习者对多媒体材料的理解水平，而梅耶的研究中运用的学习迁移测验就很好的起到了这种作用。
举例来说，在运用动画和解说来解释自行车轮胎打气筒的工作原理时，为检测学习情况，梅耶就是采用了保持测验和迁移测验(具体见表2)。表2先给出了保持测验的相关问题，主要是要求学习者写出自己能记住的关于自行车轮胎打气筒的工作步骤，同时还给出了一些迁移问题。前两个问题属于重新设计的问题，要求学习者重新设计系统来实现一个新的功能；第三个问题属于故障查找问题；第四个问题要求学习者解释一个基本原理(即空气从高压区到低压区)。对保持测验和迁移测验的综合运用能使我们更好的了解学习者对教学信息的理解程度，同时对多媒体设计方法的评估也起到了很好的参考作用。
6 易于推广，具有现实的指导意义
梅耶提出的多媒体学习认知理论以及在此基础上提出的多媒体设计八项原则为多媒体学习和教学的发展提供了理论基础，对我们今天的多媒体教学，对教育技术在教学中的具体运用都具有很好的指导作用。最主要的是，多媒体设计原则的运用非常简便，易于理解，而且利于推广，可以大大的改善我们的多媒体课件的制作水平，提高多媒体课程的效率。
梅耶的多媒体学习方面的研究主要是基于计算机的环境，对于在计算机环境下更好的运用多媒体原则提供了现实的指导意义。例如，多媒体呈现中加入有趣但无关的文字和图片或背景声音时，会损害学生的学习；学生学习由动画和解说组成的多媒体呈现比学习由动画和屏幕文本组成的多媒体呈现的效果好等。这些原则为广大的教育工作者制作有效的多媒体课件提供了理论指导。在梅耶的相关研究中，还提到了认知负担理论，在呈现多媒体信息时要合理安排视觉信息和言语信息，不至于使某一通道负担过重，影响学习效果。也就是在具体实施的过程中，我们要把文字、图片和声音进行合理安排，去除多余的信息，把各种媒体最有效的进行结合。
实际上，梅耶提出的计算机环境下的相关多媒体设计原则在文本环境中同样适用。例如，梅耶阐述了怎样合理的安排文字和相应的图片的呈现顺序、呈现方式，以期达到最好的学习效果，如字和相对应的图片在同一页面上邻近呈现等原则。以往我们的教学用书在编排上并没有充分考虑文字和插图的安排对学生学习的影响，只是为了提高趣味性把文字中加入插图，至于插图的安排对学生理解文字内容的帮助有多大则没有予以足够重视。梅耶提出的相关的多媒体设计原则给我们教材的编排提供了较好的指导依据。
本文责编 孙爱萍
[关键词]多媒体学习与教学原则；认知负担；教育技术
[中图分类号]G434 [文献标识码]A [文章编号]1672-0008(2009)02-0026-07
理查德·梅耶(Kichard E.Mayer，又译迈耶)是美国加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)心理学教授，自1975年以来他一直在该校任职。他于1973年从密西根大学获得心理学方面的哲学博士学位；1973-1975年在印第安纳大学担任心理学访问助理教授。他曾担任美国心理学会教育心理学分会主席，《教育心理学家》杂志主编和《教学科学》杂志双主编之一，也曾经担任过UCSB心理系主任。2000年梅耶获得了桑代克教育心理学终生成就奖，2008年获得了美国心理学会颁发的教育与培训杰出贡献奖。梅耶现任美国教育研究学会学习与教学分会副主席，目前还是14种教育心理学等学术期刊的编委。
据《当代教育心理学》(vol.28，422-430)刊文报道，梅耶是1991-2001十年间在教育心理学领域最有成就的研究工作者，排名第一。他已经出版、发表了将近400篇著述，其中包括出版的23部著作中重要的有《教育心理学的生机》(第1卷和第2卷，1999，2002)，《多媒体学习》(2001，2009)，《学习与教学》(2003，2008)，《数字化学习与教学科学》(与R.Clark舍著，2003，2008)，《剑桥多媒体手册》(2005)和《面向学习、教学与评估：布卢姆教学目标分类学的修订》(与L.W.Andenon等人合作，2001)。
作为一名著名的教育心理学和认知心理学家，梅耶的主要专业旨趣是探究人是如何学习的以及如何帮助人学习，即在学习科学和教学科学之间开展对话，衔接认知、教学和技术之间的交叉联系。基于有关人是如何学习的认知科学理论，梅耶提出了与设计在线教学相关的多媒体学习的认知理论。20年来，梅耶和同事一起开展了大约100项实验研究，提出了八项12条多媒体学习与教学原则。本文对梅耶的多媒体学习与教学原则作一概略说明并粗浅分析其价值。
一、八项多媒体学习与教学原则概略
(一)多种媒体原则
多种媒体原则(multimedia principle)的含义是指学生通过文字和图片进行学习比仅仅通过文字学习的效果好。
多种媒体原则是针对改进单一媒体观提出来的。人们通常认为，只要用大量的文字把想要表达的内容讲述清楚就可以了，忽视了用相关的图片来进行辅助解释。实际上，恰恰是文字和图片的共同运用能够更好的提高学生的学习效果。我们用多媒体呈现这个术语来指任何包括文字和图示的呈现。
梅耶提出多种媒体这一原则在心理学方面是有其理论依据的。梅耶信赖的是认知理论。在这一理论中，将学习看作是主动的获取意义的过程，而教学被看作是试图促进学习者适当认知加工的过程。根据这一理论，仅仅向学习者传递信息是不够的，教师还必须鼓励学习者，使学习者能够主动地加工信息。主动加工中重要的一部分内容就是建构学习材料的图像的和言语的心理表征，并且建立心理联系。这一目标很有可能通过多媒体教学来实现，用文字和相应的图示来说明同样的事物，因为向文字中增加相关的图示是帮助学习者进行主动学习的有力途径。许多证据表明，人们通过文字和图示进行学习比仅仅通过文字进行学习要学得更加深入，至少对于一些教学任务较为简单的情况来说是这样的。
在10项不同的研究中，试验了向学习者教授机械工作原理方面的知识，包括闪电是如何形成的，汽车刹车系统的工作原理，自行车轮胎打气筒的工作原理以及发电机的工作原理，是否采用多种媒体教学的效果。例如，在一项研究中。学生阅读关于自行车轮胎打气筒的精确言语描述，而另一些学生也阅读同样的言语描述并且观看描述同步步骤的图片。在所有的10组对比中，学生通过包含文字和图片的多媒体学习比仅仅通过文字进行学习的学生在后来的迁移测验中的表现要好。在10项研究中，通过文字和图片进行学习的学习者在迁移问题方面产生的正确答案要比仅仅通过文字进行学习的学习者产生的正确答案多55％-121％。在所有的研究中，效果量总体为1.5，较大。
(二)邻近呈现原则
邻近呈现原则(contiguity prineiple)包括空间邻近和时间邻近两种情况。在书面或屏幕上，文字和图示在时空上的邻近呈现比时空上的分离呈现起到的效果要好很多。所谓的空间邻近，也就是指相应的文字和图示在书面或屏幕上相隔很近呈现时，学生的学习效果比较好。时间邻近原则是指相应的文字和图片同时呈现而不是继时呈现时，学生的学习效果会更好。
我们以空间邻近为例对邻近原则做一些说明。梅耶等人反对将文字和图示相分离，因为它不是建立在对人们如何学习的精确理解的基础上。学习者学习时，总是希望在文字和图示之间建立起有意义的联系，而不是像复印机一样仅仅记录输入的信息。当文字和图示在屏幕上相分离时，人们只能将自身稀有的认知资源都用于如何将文字和图片连接起来，根本无力顾及心理上组织、整合学习材料。当文字和图示相整合时，人们就能够在工作记忆中把它们结合起来，建立起两者之间有意义的联系。
在心理上将相应的文字和图示相关联是意义建构过程中重要的一部分，保证了有意义学习的顺利实现。正如我们所知道的，将输入的相关信息与长时记忆中已有的知识组织整合是在工作记忆中进行的。当学习者不得不进行多余的工作——整合分离但相关联的文本和视觉成分时，就会给有限的工作记忆能力造成过重负担——引发认知负担。
梅耶的观点不仅建立在认知理论的基础上，还基于许多相关的研究。在包括闪电的形成、汽车刹车系统的工作原理等5项不同文本材料中，学习者以多种形式学习了文字和插图材料。在闪电形成的演示中，对于第一组学习者，文字和插图邻近放置，对于第二组学习者，整篇文字放置在插图的下方。尽管两组学生看到的是相同的文字和插图，但是5项研究都表明，文字和图示相整合的这一组在问题解决的迁移测验中比文字和图片相分离的这一组的表现好。总之，整合组比分离组提出的解决问题的方案要多43％-89％。在所有的研究中，效果量总体为1.12，较大。
(三)双向通道原则
所谓双向通道原则(modality principle)，就是指学生通过动画和解说进行学习比通过动画和屏幕文本学习的效果要好。
假设你正在呈现一个伴随言语解释的动画，那么在你的 多媒体呈现中，出现的文字是以打印文本(即屏幕文本)还是以口头文本(即解说)的形式呈现会有所区别吗?这就是双向通道原则要解释的问题。
根据学习的认知理论，人们对视觉，图示加工和听觉，言语加工有不同的信息加工通道。当同时给学习者呈现图示和屏幕文字时，两者最初都必须在视觉，图示通道中被加工。每个通道的能力是有限的，因此图示和解释性的屏幕文字必须争夺同样有限的视觉注意力。当眼睛在看屏幕文字时，它们就不能同时看图示；当眼睛看图示时，就不能同时顾及屏幕文字。因而，即使文本信息被同时呈现了，学习者也难以充分注意到，因为他们的视觉通道已经负担过重。相反，我们可以通过呈现语音解释来减轻视觉通道的负担。因此，言语材料可以通过耳朵进入认知系统，在听觉，言语通道中被加工。同时，图示通过眼睛进入认知系统，在视觉，图示通道中被加工。这样，文字和图示都能被加工而且不会导致任何一个通道负担过重。对图示运用语音解释的情况可参见图1，它说明了图表和语音解释能够在视觉和听觉通道中分开加工。这一分析也解释了为什么以语音形式呈现的文字仅仅适用于文字和图示同时呈现的情况中。
对于这一原则也有相关的研究来进行证明，内容是对动画加同步解说的多媒体课程与动画加同步呈现屏幕文本的多媒体课程进行教学效果比较，其中口头解说的文字和屏幕文字是相同的，并且两者分别在同样的动厕内容中呈现。有些多媒体课程呈现的是对闪电的形成原理或汽车刹车系统工作原理的解释，另一些多媒体课程被嵌入到一个互动的游戏中来教授植物学，还有一些多媒体课程是关于飞机燃油系统运作方面的虚拟实训的一部分。例如，以教授闪电形成原理的内容为例，在7项比较中，通过动画和解说进行学习的学生，在后来的问题解决的迁移测验中产生的解决方案比通过动画和屏幕文本进行学习的学生产生的解决方案要多。尽管两组学生接受的动画和文字是一样的，但是动画加解说组比动画加屏幕文本组产生的解决方案多41％-114％。
(四)控制冗余原则
控制冗余原则(redundancy principle)是指学生通过动画和解说进行学习比通过动画、解说和文字进行学习的效果要好。
如果你正在设计一个多媒体课程，其中包括了伴随口头解说的图表(例如动画，视频或静态的图片或照片)，那么其中还应该再包括相同文字的屏幕文本吗?这就关系到梅耶所提出的控制冗余原则。
我们知道，梅耶的多媒体学习的认知理论建立在一些假设的基础上：(1)所有的人都有分开的通道来加工言语和图示材料；(2)每个通道同时加工的数量是有限的；(3)学习者试图主动地从呈现的材料中建立图像和语义模型并在两者之间建立联系。这些假设与认知科学的理论和研究相一致，探讨了大家相对公认的关于人如何学习的观点。根据梅耶的多媒体学习的认知理论，向多媒体呈现中增加冗余的屏幕文字会使视觉通道负担过重。例如，图2概述了包括动画、叙述和一致的屏幕文本的呈现中所发生的认知活动。该图表明：动画通过眼睛进入学习者的认知系统，在视觉，图示通道中被加工，而语音叙述通过耳朵进入学习者的认知系统，在听觉／言语通道中被加工。但是屏幕文字也通过眼睛进入了认知系统，也必须在视觉／图示通道中被加工。因而，视觉通道中的有限的认知资源必须被用来加工动画和屏幕文字。如果呈现的速度较快并且学习者对这些材料不熟悉，学习者在视觉／图示通道中就会出现认知负担过重的情况。结果，动画中的一些重要的方面就难以被选择并组织到心理表征当中。
在关于这一原则的一项研究中，指派有些学生(无冗余组)观看解释闪电形成的动画，并听一个同步的语音解说。其他的学生(冗余组)接受的是同样的多媒体演示，但是伴随着同步的、冗余的屏幕文字。在一系列的四项对比中，无冗余组的学生在问题解决的迁移测验中比冗余组的学生产生的解决方案要多43％-69％，总体效果量为1.24，较大。
前面我们提到了在大多数的多媒体呈现中去除冗余的屏幕文本的情况，但在一些特殊情况下，增加冗余的屏幕文本并不会加重学习者视觉信息加工系统的负担，例如，当多媒体呈现中没有图示时(例如，当屏幕上不呈现动画、视频、照片或插图等等)；当屏幕文本和相应图示的呈现速度非常慢，学习者有足够的精力来加工图示信息时；当学习者付出相当大的努力来理解口头文本和书面文本时(例如，学习者有特殊的学习障碍，或是当言语材料复杂冗长，或是材料中包括生僻的词语的情况)。在上述的这些情况中，使用冗余的屏幕文本进行多媒体呈现会有助于学习者对材料的理解。所以在应用控制冗余原则时，要根据具体的情况来进行分析。
(五)聚焦要义原则
聚焦要义原则(coherence principle)是指在多媒体呈现中，去除无关的声音、图片和文字时，学生的学习效果会更好。下面将对多媒体呈现中去除无关声音、去除无关图片和去除无关文字三方面做具体论述。
1 去除无关的声音
不少多媒体呈现中都会出现这样的情况，在呈现带解说的动画时还伴随着一些多余的背景音乐和背景声音。有些人认为这样可以提高学生的学习兴趣，也有些人认为这么做可以让学生的学习更轻松，但是这样真能起到良好的效果吗?研究认为，不相关的声音并不能对学习起到促进作用，在设计多媒体呈现时应去除无关的声音。
梅耶等人的建议是避免添加无关的声音——尤其是在学习者很可能有繁重的认知加工需求的情况下。这一建议应该在较为深入理解人是如何学习的基础上使用，而不是在各种情形中简单套用。背景音乐和声音会使工作记忆负担过重，因此在学习者有较重的认知负担时使用背景音乐和声音有风险。例如，当学习者对材料不太熟悉时；当以很快的速度呈现材料时；或者当学习者不能控制呈现的速度时。当然，研究工作还需要进一步确定，是否在一些情况下多余声音的优点会超过其缺点。
在检验多媒体呈现中的多余声音方面，梅耶用3秒钟带解说的动画来解释闪电的形成过程，用45秒钟带解说的动画来解释液压制动系统是如何工作的。研究者在背景中增加了循环播放的音乐，这些音乐属于轻音乐，播放音量不大，不至于掩盖语音解说的声音，也不会使其不易辨别。通过带解说的动画进行学习的学生能记住更多的呈现材料，并且在解决迁移问题时比接受同样的带解说的动画并伴随背景音乐的学生获得的分数要高。这一区别是比较大的——没有音乐的效果要好20％-67％——在闪电和制动器两项演示中的结果都是一致的。很显然，增加背景音乐并不能改进学习，事实上会妨碍学习。
2 去除无关的图片
从前面所提到的研究中我们可以看到，当我们向多媒体呈现中添加无关的声音时，学生的学习会受到损害。那么如果我们向多媒体呈现中添加一些有趣的图片或视频片断会不会对学习起到促进作用呢?研究同样显示，向多媒体呈现 中添加有关但并不直接相关的图片或视频片断也会损害学生的学习。多媒体学习的认知理论认为，如果多媒体演示中不包括有趣但无关的图表和视频，学习者会学得更加深入。
根据多媒体学习的认知理论，学习者通过主动探索来理解所呈现的材料。如果学习者能够成功地建构所呈现材料的一致性的心理表征，他们就会体验到乐趣。可是添加无关的图片会妨碍意义建构的过程，因为学习者加工所输入材料的认知能力是有限的。
无关的图片会在三方面干扰学习：
分心——使学习者有限的注意力远离相关的材料而指向无关的材料；
破坏——妨碍学习者在相关的材料之间构建适当的联系；
诱惑——使学习者预先准备不恰当的已有知识(由无关的图片所引导的)，然后用来组织新进入的材料。
关于这一方面也有相关的研究可以说明问题。梅耶要求学生观看一个关于闪电形成的3分钟的带解说的动画。对于一些学生，带解说的动画中包含六个10秒钟的视频片断使演示更加有趣，演示的时间总共为4分钟。例如，一个视频片断中演示树被大风吹弯了，闪电击到树上，一辆救护车沿着树边的小路抵达，一名伤员被抬上担架送上围观者身边的救护车。同时，解说者说道：“统计显示，每年被闪电所伤的人数要比因龙卷风和飓风所受伤的人数的总和还多。”带解说的动画预先呈现了带负电的梯级先导闪电逐步向地面移动之后，插人上述的视频片断和相应的解说，虽然显得与闪电袭击的话题有关，但并不是解释闪电形成过程中的因果链条。不插入视频片断的多媒体呈现进行学习的学生在解决迁移问题时，比通过插入视频片断的多媒体呈现进行学习的学生的表现要好——产生的解决方案要多30％左右。
3 去除无关的文字
前面我们已经说明向带解说的动画中添加声音或图片以达到促进学生的学习的试验都失败了，最后一次尝试就是向多媒体呈现中添加一些有趣的句子使多媒体呈现更加充实。但是相关的研究同样表明，向多媒体呈现中添加多余的文字同样不利于学生的学习。所以在多媒体呈现中也应该去除无关的文字。
无关的声音和图示会分散学习者的注意力，同样，添加额外的文字也会妨碍学习进程。这些添加的文字会促使学习者在多余的文字中围绕感兴趣的主题组织材料，而不是在目标材料中进行因果解释。
例如，梅耶要求一些学生观看一个关于闪电形成的3分钟的带解说的动画，另一些学生观看同样的3分钟的演示，但是在不同的地方插入六个额外的解说片断。这些解说片断比较简短，并且似乎同3分钟的演示很相配。例如，在说完电荷在云层内产生之后，解说者说道：“打高尔夫球的人是易受攻击的目标，因为他们拿着金属球棒，能很好的传导电荷。”最后的研究结果显示，接受不包含额外解说片断的闪电演示的学生在迁移测验中比接受伴随额外解说片断闪电演示的学生的表现要好——在保持测验中所回忆起的解释要多35％左右，在迁移测验中所产生的解决方案要多30％左右。这些结果又一次显示出，增加有趣但无关的材料不能帮助学生的学习，在这种情况下甚至会损害学习。
(六)提示结构原则
提示结构原则(signaling principle)就是指在多媒体学习中，当向多媒体信息中增加线索以突出基本材料的组织时，人们的学习效果会更好。
在多媒体学习中，如果多媒体呈现中包含了许多的无关材料，或者呈现的布局比较混乱，不够明朗，那么学习者就难以对基本材料进行充分的加工，这时就会导致加重认知负担，即必要的认知加工需求(理解多媒体信息中的基本材料的认知加工需求)和非必要的认知加工需求(在多媒体学习中加工无关材料或克服混乱布局的认知加工需求)超过了学习者的认知能力。解决这一认知负担的方法就是聚焦要义和提示结构。聚焦要义原则我们在前面已经有所论述，这里主要阐述的是提示结构原则。
这一原则是从多媒体学习的认知理论引申得来的。根据多媒体学习的认知理论，构建有意义学习结果所需要的多数的认知加工过程——例如选择、组织和整合——都发生在工作记忆中。工作记忆的三个重要特征就是双向通道、容量有限和主动加工。当教学信息的呈现布局不够明朗时，就很容易使信息加工系统的认知负担过重，因为进行认知加工需要时间和努力，而这两者都是有限的。当删除所有的修饰成分不可行时。可以通过向学习者提供选择和组织材料的线索来减轻认知负担。提示结构原则的理论基础是要求把学习者的注意力直接引向基本的材料，促使学习者忽略无关材料，节约运用有限的认知容量来加工基本的材料，从而去除了加工无关材料的认知需求。例如，增加一些提示，告知学习者在学习过程中应该注意哪些内容，怎样对这些内容进行组织等等。
梅耶对提示结构原则进行了三项研究。在第一项研究中，一些学生(无提示组)阅读有关闪电方面的书面材料，然后进行迁移测验。在另一些学生(提示组)的学习中，材料中添加了组织性的句子，列出了七个主要的步骤，并且按照材料中所讲的步骤，用数字一一标出。这种提示的方法产生的效果量较小。在第二项的两个研究中，一些学生(无提示组)通过带解说的动画学习飞机是如何起飞的，然后进行迁移测验。另一些学生(提示组)接受同样的教学和材料，不同的是他们接受的口头解说是带有提示性的，即解说者开始先列出飞机起飞的三个步骤，并且在每一部分前面都加上一个标题性的句子。三项测验所产生的效果量中值为0.60。鉴于这种影响不是很强烈，而且仅仅是基于三项测验的结果，所以对提示结构原则方面的研究还需要进一步的深入。
(七)切块呈现和提前准备原则
切块呈现原则(segmenting principle)指当多媒体信息按照学习者的进度以片断的形式呈现时，比以连续单元的形式呈现的效果好。提前准备原则(pre-training principle)指当学习者对主要概念的名称和特性提前有所了解时，他们会从多媒体学习中取得更好的效果。
从多媒体学习理论中我们知道，有意义学习所需要的多数的认知加工过程都发生在工作记忆中，但是视觉，图示通道和听觉／言语通道中的容量是极其有限的，因此在每个通道中，只有极少数的内容被保持或加工。当教学信息(例如带解说的动画)包含很多基本的材料，并且以很快速度呈现时，信息加工系统的认知能力就会很容易出现超负荷的情况。两个通道都由于必要的认知加工需求而导致负担过重。两种减轻负担的方法就是切块呈现和提前准备。切块呈现原则的基本原理就是放慢呈现的速度，使学习者有时间进行必要的认知加工。提前准备原则的基本原理就是用先前的知识来武装学习者，从而使学习者做出较小的认知努力就可以对带解说的动画进行加工。因此，对呈现材料进行切块呈现给了学习者进行必要认知加工所需要的时间，而提前准备则减少了所要求的必要认知加工的数量。
在切块呈现原则方面，梅耶等人进行了相关的研究。举 例来说，梅耶比较了两种学习结果：一种是学生们观看一个关于闪电形成的140秒带解说的动画，画面是连续呈现的(即连续组)；另一种是学生们观看同样的内容，但是画面分成了16个片断(即片断组)，每个片断持续大约10秒钟的时间，并且其中包含一句解说。当一个片断结束以后，屏幕上会出现一个“继续”的按钮，当学习者点击按钮时，下一个片断就开始了。研究结果显示，在问题解决的迁移测验中，片断组比连续组的成绩要好，有较大的效果量。后续的相关实验也得出了类似的结果。
对于提前准备原则的相关研究有7项测验的结果。举例来说，在学习刹车系统工作原理的这项研究中，一些学生通过带解说的动画来学习汽车刹车系统或自行车轮胎打气筒的工作原理。另一些学生(提前准备组)在学习这一课程之前先接受预先训练，学习刹车系统各个组成部分的名称和可能的状态，活塞在主汽缸内可以前后移动，制动液在金属管中可以被压缩等信息。还有一些学生(提前准备组)在学习自行车轮胎打气筒的工作原理之前通过一个塑胶模型来接受预先训练，多被要求他们反复上拉、下推打气筒的把柄。在随后的问题解决的迁移测验中，三组学生的测验成绩显示，提前准备组的学生比非提前准备组的学生的成绩要好，效果量较大。在其他的一些实验中我们也可以看到类似的结果。
(八)交往特色原则
社会线索会导致学习者的社会性行为，使其在学习过程中进行更深层次的认知加工，从而在测验中有更好的表现。这就是基于社会线索的多媒体设计原则——交往特色原则，主要包含三方面的内容：对话风格原则(personalization principle)、标准发音原则(voice principle)、形象出镜原则(image principle)。对话风格原则是指当多媒体呈现中的语言是以对话的风格而非正式风格呈现时，人们会学得更加深入。标准发音原则是指当多媒体信息中的语言以标准口音的人声发出而非机器发声或是外国口音的人声发出时，人们会学得更加深人。形象出镜原则是指当多媒体呈现中的发声者的形象出现在屏幕上时不一定就能比不呈现带来更好的效果。
那么，社会线索是如何影响多媒体学习?图3中的上半部分向我们展示的框架是关于多媒体教学信息中的社会线索——例如发声者的声音及对话风格的特点——导致学习者的社会性行为动机的内容——例如试图理解发声者所说内容的动机。这种社会性行为使学习者的积极的认知加工过程有所增加(即学习者努力选择、组织、整合新的信息)，反过来又会导致学习者在问题解决的迁移测验中取得较好的成绩。图3中的下半部分向我们展现了多媒体教学信息中缺少社会线索的情况，其中社会性的行为不能被激发，学习者不会努力加工新信息，学习结果也得不到改善。
关于对话风格原则，梅耶等人进行了大量的研究，得出了10种正式风格和对话风格的对比结果。对比中的一组学习者接受的教学语言是以对话风格来呈现的(即个性化的小组)，另一组学习者接受的是以正式风格呈现的教学语言(即非个性化的小组)。结果显示，在每种对比中，都有较大的效果量，效果量的中值是1.29。因此，有强有力的的证据证明，当多媒体呈现中的语言是以对话的风格而非正式风格呈现时，人们会学得更加深入。
关于标准发音原则方面，也有相关的一些研究数据。在梅耶等人做的第一项测验中，学生学习关于闪电形成的140秒带解说的动画，一种是以俄罗斯口音或是标准口音发声(实验1)，另一种是以机器合成的声音或是以标准口音的人声发音(实验2)。尽管外国口音的发声和机器合成的声音都能听得很清楚，但是在后来的问题解决的迁移测验中所得的成绩要比标准口音的人声发音所得的成绩低很多。同样，在第二项关于解决数学问题的测验中也得到了类似的结果。总之，这些研究结果与声音原则是一致的：当多媒体课程中的解说以标准的人声发音时，会比机器发声或外国口音的发声导致更深入的学习效果。
向屏幕中增加一个发言者的形象——例如一个卡通人物——能帮助学习者更加深入的学习多媒体课程吗?关于形象出镜原则方面，梅耶等人也进行了大量的研究，得出了许多相关的数据，总体效果量偏小。似乎并没有强有力的证据支持向屏幕中增加发言者的形象。基于这些研究结果，梅耶认为当前关于形象出镜原则比较可靠的说法是：在多媒体课程中，当发言者的形象出现在屏幕上时。不一定会导致更加深入的学习效果。
二、梅耶多媒体学习与教学原则的贡献和价值
1 根据人类大脑的工作原理来设计多媒体信息
多媒体学习发生于学习者的信息系统中，这是一个独立的视觉和言语加工通道的系统，每个通道的容量都十分有限的系统和要求对每个通道的认知加工过程进行协调以促进主动学习发生的系统。另外，多媒体学习过程要求选择相关的文字和图示；把它们组织成一致的言语和图示表征；把言语和图示表征进行整合，并与先前的知识相整合。
在多媒体学习的过程中，材料是以五种形式呈现的：多媒体呈现中的文字和图示；感觉记忆中的声音和图示表征；工作记忆中的声音和图示；工作记忆中的言语和图示模型和长时记忆中的知识。从梅耶的多媒体学习的认知理论我们可以看出，根据人类大脑的工作原理所设计的多媒体信息比没有根据人类大脑的工作原理设计的多媒体信息更有利于导致有意义的学习。
2 与认知心理学、教育心理学相结合，提出多媒体学习的认知理论
梅耶把多媒体学习作为认知辅助工具，从认知心理学的角度出发进行多媒体学习与教学原则的研究，提出了多媒体学习的认知理论，充分运用了双重编码理论、认知负担理论和建构主义的学习理论，把心理学知识与教育学知识紧密结合来进行研究，为多媒体学习的研究提供了新思路。
尤其是梅耶将双重编码理论紧密结合到多媒体学习的认知理论中，这是以往我们容易忽视的方面。根据双重编码理论，言语和视觉信息是在不同的信息处理系统中进行的。据此，梅耶提出了双通道假设，在进行多媒体信息呈现时注意合理运用视觉和听觉通道来共同发挥作用，并在这一方面做了大量的研究，提出了相关的多种媒体设计原则，同时也大大减轻了多媒体学习中的认知负担。
在多媒体信息的观点方面，梅耶坚持呈现模式说和感觉通道说的观点。呈现模式说认为，多媒体是指用两种或两种以上的感觉系统来呈现材料，它关注的是材料被表征的方式。感觉通道说认为，多媒体指学习者使用了两种或两种以上的感觉系统，它强调的是学习者接受外界材料时所用到的像眼睛和耳朵这样的接收器。梅耶以认知理论为基础，认为多媒体信息的作用是提高学习者知识建构的能力，而不是像传播媒体说(即认为多媒体指材料的呈现是用两种或两种以上的传播设备来进行的所认为的多媒体信息的作用仅仅是传播信息。只有以认知理论为基础，才能更好的对多媒体学习资源进行开发和设计。
3 基于以往的理论同时又有所扩展和延伸 梅耶在多媒体学习方面进行了大量的系统化的实证研究，并且与以往的双重编码理论、认知负担理论、双通道理论等相关研究相结合，对以往的研究进行了进一步的扩展和延伸。例如，梅耶在提出多媒体学习认知理论时，提到的双向通道假设就和双重编码理论有着密切关系。双向通道假设指人们对视觉表征和听觉表征的材料拥有单独的信息加工通道。换句话说，也就是视觉通道通过眼睛获取信息产生图像表征，而言语通道通过耳朵获取信息产生言语表征。在多媒体学习中的认知负担方面，梅耶提出容量有限假设，指出人们在每个通道上一次加工的信息数量是有限的。而梅耶提出的主动加工假设则是建立在对工作记忆的长期研究的基础之上，主动加工假设弥补了工作记忆的局限，发挥了工作记忆在意义建构中的重大作用。梅耶的这些研究为正在崛起的新一代的多媒体学习研究奠定了坚实的基础，也起到了很好的推动作用。
4 具体阐述了有效多媒体呈现的基本特征
多媒体资源能够向学习者传递信息，并对改善学习者的学习状况有所帮助，但是我们并不能说所有的多媒体资源、以任何形式呈现的多媒体资源都能够促进有意义学习的发生以及促进学生理解能力的提高。只有经过仔细筛选、精心设计的多媒体资源，才能较好的发挥作用，而这恰恰是我们容易忽视的一个方面。通过梅耶的研究，我们得以重新认识有效的多媒体呈现所具备的基本特征，为进一步的研究与实践提供指导和借鉴。
通过梅耶的研究我们可以看出，首先，一个有效的多媒体呈现首先应该是包括多种媒体的，例如同时运用文字和图示进行呈现，或是运用动画和解说进行呈现，而不仅仅运用其中的某一种媒体来呈现。其次，要注意邻近性，在文本环境中，对应的文字和图片或图表应该临近呈现；而在计算机环境中，对应的动画和解说应该同时呈现。再次，多媒体的呈现要做到简洁明了，一致性强，突出所要呈现的中心内容，去除无关的声音、图片和文字。第四，多媒体呈现还需要注意的一点就是充分运用各种加工通道，不能把认知负担都加在一种通道上，而是要协调运用视觉、听觉通道共同进行信息的加工，必要时采用讲解来代替屏幕文本形式。第五，多媒体的呈现还应该做到个性化，解说中运用对话的风格会使学习者有很强的参与感，运用第一、第二人称使学习者产生亲切感，激发其学习欲望；同时还可以运用教学代理来促进学生的学习；也可以让学习者根据自己的需要自己控制呈现速度进行学习。第七，多媒体呈现还应具备引导性的特征，在多媒体呈现信息中增加适当的提示线索，引导学习者注意关键内容，进行选择、组织、整合；在进行新的学习之前，就相关学习内容对学习者进行提前的训练，引导学习者顺利学习新知识。最后，多媒体所呈现的材料本身应该具备结构性，这样才能使学习者抓住所学内容的核心。
表1是梅耶对文本环境和计算机环境中的有效多媒体呈现特征所做的总结。
5 运用具体的实验和合理测验来检验假设
在一项研究中，好的测量方式所起的作用是相当关键的。好的测量应该能让我们知道教学计划的效果如何，让我们知道采取新材料、新程序和新方法之后，学生的学习结果怎样改进。
对于提出的每个具体的多媒体设计原则，梅耶都用具体的实验一一进行检测、证实，用实验数据来说明问题。以往的多媒体方面的研究主要是关注多媒体技术的发展，注重技术方面的提高与进步，后来才慢慢重视对理论的研究，梅耶在理论研究的基础上又用大量的测验、实验来证实、支持所得出的多媒体学习方面的相关研究结论，可谓是独具特色，开辟了多媒体学习研究的新流派。
梅耶在多媒体学习方面的一系列研究里，既有学习保持测验也有学习迁移测验，既考察了学习者在多媒体学习过程中对所学内容的识记能力，也考察了他们运用知识解决实际问题的能力。例如梅耶在一些典型的迁移测验中涉及到了重新设计的问题、查找故障的问题、预测性问题和概念性问题等，这些内容的测验都能让我们更加明确学习者在多媒体学习的过程中是否进行了有意义的学习。因为多媒体学习的目标通常是有意义学习，所以就需要有一种测量方式来测验学习者对多媒体材料的理解水平，而梅耶的研究中运用的学习迁移测验就很好的起到了这种作用。
举例来说，在运用动画和解说来解释自行车轮胎打气筒的工作原理时，为检测学习情况，梅耶就是采用了保持测验和迁移测验(具体见表2)。表2先给出了保持测验的相关问题，主要是要求学习者写出自己能记住的关于自行车轮胎打气筒的工作步骤，同时还给出了一些迁移问题。前两个问题属于重新设计的问题，要求学习者重新设计系统来实现一个新的功能；第三个问题属于故障查找问题；第四个问题要求学习者解释一个基本原理(即空气从高压区到低压区)。对保持测验和迁移测验的综合运用能使我们更好的了解学习者对教学信息的理解程度，同时对多媒体设计方法的评估也起到了很好的参考作用。
6 易于推广，具有现实的指导意义
梅耶提出的多媒体学习认知理论以及在此基础上提出的多媒体设计八项原则为多媒体学习和教学的发展提供了理论基础，对我们今天的多媒体教学，对教育技术在教学中的具体运用都具有很好的指导作用。最主要的是，多媒体设计原则的运用非常简便，易于理解，而且利于推广，可以大大的改善我们的多媒体课件的制作水平，提高多媒体课程的效率。
梅耶的多媒体学习方面的研究主要是基于计算机的环境，对于在计算机环境下更好的运用多媒体原则提供了现实的指导意义。例如，多媒体呈现中加入有趣但无关的文字和图片或背景声音时，会损害学生的学习；学生学习由动画和解说组成的多媒体呈现比学习由动画和屏幕文本组成的多媒体呈现的效果好等。这些原则为广大的教育工作者制作有效的多媒体课件提供了理论指导。在梅耶的相关研究中，还提到了认知负担理论，在呈现多媒体信息时要合理安排视觉信息和言语信息，不至于使某一通道负担过重，影响学习效果。也就是在具体实施的过程中，我们要把文字、图片和声音进行合理安排，去除多余的信息，把各种媒体最有效的进行结合。
实际上，梅耶提出的计算机环境下的相关多媒体设计原则在文本环境中同样适用。例如，梅耶阐述了怎样合理的安排文字和相应的图片的呈现顺序、呈现方式，以期达到最好的学习效果，如字和相对应的图片在同一页面上邻近呈现等原则。以往我们的教学用书在编排上并没有充分考虑文字和插图的安排对学生学习的影响，只是为了提高趣味性把文字中加入插图，至于插图的安排对学生理解文字内容的帮助有多大则没有予以足够重视。梅耶提出的相关的多媒体设计原则给我们教材的编排提供了较好的指导依据。
本文责编 孙爱萍