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摘要：基于认知负载理论，从一个新的视角研究了当前高校多媒体教学设计，并提出通过全过程的学生认知程度评价，探寻最合适的（而不是最丰富的）多媒体教学信息呈现方式，以及学生参与的动态多媒体教学设计机制，来进一步提升多媒体教学效果。
关键词：认知负载；多媒体教学；教学效果
中图分类号：G4文献标识码：A文章编号：1672-3198（2013）07-0152-01
1引言
多媒体教学自从引入课堂教学环节之后，就以其信息量大、操控容易、教学效果提升等优势获得高校教学双方的青睐，但是目前在高校中越来越常见的多媒体教学在获得一些好的效果的同时，也出现了包括仅仅将传统板书更换载体搬到屏幕上、滥用视听效果分散学生注意力、操纵电脑减弱对课堂的控制等问题。因此，对于如何进行更好的多媒体教学设计，使其获得更好的教学效果，已经成为高校教学与教学研究中迫切需要解决的问题之一。本文将从学生认知导向的视角出发，探寻多媒体教学设计的原则。
2文献综述
与多媒体教学的相关研究很多，目前相关研究主要集中于：
（1）针对多媒体教学学习效果评价。如Liao（2008）总结了之前影响力较大的35个研究，发现有25个显示多媒体教学的良好效果，但也有10个显示多媒体教学效果不如传统教学。
（2）针对多媒体教学产生优于或是劣于传统教学学习效果的原因分析。如辛自强（2002）、林明霞（2008）等研究均分析列举了教师水平、教学准备与课件制作过程、教学内容难度、信息组合方式等影响多媒体教学效果的因素。
（3）针对改进多媒体教学效果的措施。如赵翠霞（2005）提出在多媒体教学设计中使用定向与非定向帮助方式；韩国波等（2009）提出使用全面质量管理理论进行多媒体教学的管理等。
通过上述的文献综述，笔者发现，目前关于多媒体教学的研究成果基本都是基于教师主导的教学改进和优化。而教学的对象和“用户”是学生，对多媒体教学效果也更应该从学生认知的角度去分析和改进，在企业管理界越来越强调“用户参与设计”的今天，我们的多媒体教学从学生认知和学生参与设计的方式去进行研究和改进也是很有必要的。
3多媒体教学中的学生认知能力
在近年的心理学研究中，人们逐渐意识到了个体是有认知局限（Cognitive Overhead）的，并在此基础上形成了认知负载理论（Cognitive Loading Theory），这一理论的基本观点在于，认为人的工作记忆在处理新信息时有一个有限的处理容量，当短期被迫接受信息量超出这一限度时，人脑就会自然而然的放弃一些信息。
进一步地，大量有关认知负载的理论发现，人脑处理信息时发生的认知负载可以进一步细分为内部认知负载、外部认知负载、以及个人信息负载三方面。其中内部信息负载主要是由必须处理的信息的固有复杂性所导致的，是任务内在决定的，很难被改变或削弱；外部信息负载是由处理信息时的外部环境复杂性所导致的，并不是任务内在决定，因此可以被改变和削弱；个人信息负载是个人在接受信息时所作出的主观努力带来的压力。一般研究认为，内部信息负载和外部信息负载会对于个人接受新信息造成负面的影响，而个人信息负载则会对于个人接受新信息造成积极的和正面的影响；而又由于内部信息负载很难降低，所以往往人们希望降低外部信息负载，从而将人脑有限的信息处理容量更多的分配给个人信息负载的过程。
在多媒体教学过程中，几乎所有课堂教学环节对于某一特定的教学内容都有超过一种形式的信息表达方式，通常是语言文字描述结合图表表达，在某些教学环节中还包括大量的音频和视频信息，这样的多种表达方式的组合一方面可以扩充课堂教学信息量，加深学习者的认识；但另一方面对学习者提出了更高的信息接收和处理的要求，需要学生不仅要理解每一种表达方式，还要对这些表达方式的组合能进行整合理解，如果学生的信息处理能力不够的话，就会造成对于大量信息的接收无能为力，进一步转向只关注一种表达方式，甚至发生只关注了辅助表达方式而不关注主体内容的分心效应（Split Attention Effect）。
由此可见，在多媒体教学设计过程中，并不能一味的追求大信息量和多种信息表达方式的组合，一旦出现信息过载，将对学生造成负面影响。而这种信息表达方式属于认知负载理论中提到的外部认知负载，是可以避免和削弱的，被削弱的认知负载可以用来让学生用于个人信息负载，即为自己的学习安排计划并进行自我监督，这样会在很大程度上提升学生接受教学内容的效率和效果。
4基于学生认知能力的多媒体教学过程
由上面的分析可以看出，多媒体教学应在学生的认知负载极限范围内进行，否则会出现事倍功半甚至得不偿失的结果。笔者结合认知负载理论和多年的多媒体教学经验，提出在学生认知能力基础上的多媒体教学设计过程应注意的以下要点：
（1）必须评价学生的认知程度。教师应在多媒体教学
的全过程中不断对学生的认知程度进行评价，例如，分别从一次课堂教学后学生对学习内容难度的评价、一次课堂教学后学生对学习中付出的心理努力的评价、一次课堂教学后学生对学习内容复述和理解的正确程度、一学期课程结束后学生对学习内容难度的评价、一学期课程结束后学生对学习中付出的心理努力的评价、一学期课程结束后学生对学习内容复述和理解的正确程度等几个方面设计问卷。对师生进行大样本调研，并将运用数理统计的方法，对调查问卷分析整理，评价学生对学习内容的认知程度。
（2）找到最合适的（而不是最丰富的）多媒体教学信息呈现方式。多媒体教学方式下信息的呈现方式可以包括文本、语音叙述、音响、图片、图表、视频图像、动画，及其相互组合的各种方式，多媒体教学可以通过多种信息呈现方式及其组合重复和强调某一新的教学内容，加深学生的印象；但另一方面，人的认知资源（主要表现在工作记忆容量上）是有限的，而任何学习和问题解决活动都要消耗认知资源，如果加工某种信息所需要的认知资源超过了人本身所具有的认知资源的总量，就会造成认知负荷超载（Cognitive Overload），从而影响学习效果。
高校内很多课程教学内容复杂，既有定性的演绎归纳分析，也有定量的推导计算；既有理论的讲述，也需要在课堂上让学生感受实际企业的生产与运营过程，因此需要使用多媒体中的各种视听呈现方式。教师可以通过实验的方式，进行合理的实验设计，对同一教学内容、同一层次的学生进行不同信息呈现方式的多媒体教学，对之后的学生认知程度进行评价，找出各种信息呈现方式对学生认知的影响作用，并寻求多媒体教学中一种最佳的信息呈现方式或信息呈现方式的组合，能够让学生最有效、也最高效的认知和理解新的教学内容。
（3）学生参与的动态多媒体教学设计机制。在当前的企业管理中，“用户参与设计”的理念已经被学界和业界广泛接受和认可，经由这种方式研发和生产出的产品可以更符合用户需要，从而带来用户满意度和忠诚度的提升。在教学过程中，我们的用户就是学生，然而目前几乎所有的教学过程的设计（包括多媒体教学过程的设计）都是基于教师（也就是设计者）的经验和思想设计出来的，很少考虑到学生的需求和特点，是一种典型的“以设计者为中心”，而不是“以用户为中心”的过程。
如图1所示，本研究希望设计一种由学生参与的动态多媒体教学设计机制，在第一学期学期末的时候对多媒体教学的学生课程认知状态加以评价，并让每个学生提出自己对于该学期课堂教学多媒体设计的评价和修改建议，选择一些善于提出建议的同学，邀请其参与对于第一学期使用的多媒体教学设计的修改。这样，第二学期使用的多媒体教学设计就是在教学内容的一贯性与学生自身的要求这两方面的基础上共同形成的，在第二学期期末再对于调整后的多媒体教学的学生认知状态进行评价，如此循环往复进行，形成学生参与的动态多媒体教学设计机制。
参考文献
[1]辛自强，林崇德.认知负荷与认知技能和图式获得的关系及其教学意义[J].华东师范大学学报（教育科学版），2002，（11）.
[2]林明霞.信息不同组合方式的多媒体教学效果的实验研究[D].沈阳：辽宁师范大学，2008.
[3]赵翠霞.多媒体教学界面中帮助方式对学习绩效影响的研究[D].杭州：浙江大学，2005.
[4]韩国波，王红霞，周剑波.基于全面质量管理理论的多媒体教学质量控制研究[J].高等建筑教育，2009，（10）.
关键词：认知负载；多媒体教学；教学效果
中图分类号：G4文献标识码：A文章编号：1672-3198（2013）07-0152-01
1引言
多媒体教学自从引入课堂教学环节之后，就以其信息量大、操控容易、教学效果提升等优势获得高校教学双方的青睐，但是目前在高校中越来越常见的多媒体教学在获得一些好的效果的同时，也出现了包括仅仅将传统板书更换载体搬到屏幕上、滥用视听效果分散学生注意力、操纵电脑减弱对课堂的控制等问题。因此，对于如何进行更好的多媒体教学设计，使其获得更好的教学效果，已经成为高校教学与教学研究中迫切需要解决的问题之一。本文将从学生认知导向的视角出发，探寻多媒体教学设计的原则。
2文献综述
与多媒体教学的相关研究很多，目前相关研究主要集中于：
（1）针对多媒体教学学习效果评价。如Liao（2008）总结了之前影响力较大的35个研究，发现有25个显示多媒体教学的良好效果，但也有10个显示多媒体教学效果不如传统教学。
（2）针对多媒体教学产生优于或是劣于传统教学学习效果的原因分析。如辛自强（2002）、林明霞（2008）等研究均分析列举了教师水平、教学准备与课件制作过程、教学内容难度、信息组合方式等影响多媒体教学效果的因素。
（3）针对改进多媒体教学效果的措施。如赵翠霞（2005）提出在多媒体教学设计中使用定向与非定向帮助方式；韩国波等（2009）提出使用全面质量管理理论进行多媒体教学的管理等。
通过上述的文献综述，笔者发现，目前关于多媒体教学的研究成果基本都是基于教师主导的教学改进和优化。而教学的对象和“用户”是学生，对多媒体教学效果也更应该从学生认知的角度去分析和改进，在企业管理界越来越强调“用户参与设计”的今天，我们的多媒体教学从学生认知和学生参与设计的方式去进行研究和改进也是很有必要的。
3多媒体教学中的学生认知能力
在近年的心理学研究中，人们逐渐意识到了个体是有认知局限（Cognitive Overhead）的，并在此基础上形成了认知负载理论（Cognitive Loading Theory），这一理论的基本观点在于，认为人的工作记忆在处理新信息时有一个有限的处理容量，当短期被迫接受信息量超出这一限度时，人脑就会自然而然的放弃一些信息。
进一步地，大量有关认知负载的理论发现，人脑处理信息时发生的认知负载可以进一步细分为内部认知负载、外部认知负载、以及个人信息负载三方面。其中内部信息负载主要是由必须处理的信息的固有复杂性所导致的，是任务内在决定的，很难被改变或削弱；外部信息负载是由处理信息时的外部环境复杂性所导致的，并不是任务内在决定，因此可以被改变和削弱；个人信息负载是个人在接受信息时所作出的主观努力带来的压力。一般研究认为，内部信息负载和外部信息负载会对于个人接受新信息造成负面的影响，而个人信息负载则会对于个人接受新信息造成积极的和正面的影响；而又由于内部信息负载很难降低，所以往往人们希望降低外部信息负载，从而将人脑有限的信息处理容量更多的分配给个人信息负载的过程。
在多媒体教学过程中，几乎所有课堂教学环节对于某一特定的教学内容都有超过一种形式的信息表达方式，通常是语言文字描述结合图表表达，在某些教学环节中还包括大量的音频和视频信息，这样的多种表达方式的组合一方面可以扩充课堂教学信息量，加深学习者的认识；但另一方面对学习者提出了更高的信息接收和处理的要求，需要学生不仅要理解每一种表达方式，还要对这些表达方式的组合能进行整合理解，如果学生的信息处理能力不够的话，就会造成对于大量信息的接收无能为力，进一步转向只关注一种表达方式，甚至发生只关注了辅助表达方式而不关注主体内容的分心效应（Split Attention Effect）。
由此可见，在多媒体教学设计过程中，并不能一味的追求大信息量和多种信息表达方式的组合，一旦出现信息过载，将对学生造成负面影响。而这种信息表达方式属于认知负载理论中提到的外部认知负载，是可以避免和削弱的，被削弱的认知负载可以用来让学生用于个人信息负载，即为自己的学习安排计划并进行自我监督，这样会在很大程度上提升学生接受教学内容的效率和效果。
4基于学生认知能力的多媒体教学过程
由上面的分析可以看出，多媒体教学应在学生的认知负载极限范围内进行，否则会出现事倍功半甚至得不偿失的结果。笔者结合认知负载理论和多年的多媒体教学经验，提出在学生认知能力基础上的多媒体教学设计过程应注意的以下要点：
（1）必须评价学生的认知程度。教师应在多媒体教学
的全过程中不断对学生的认知程度进行评价，例如，分别从一次课堂教学后学生对学习内容难度的评价、一次课堂教学后学生对学习中付出的心理努力的评价、一次课堂教学后学生对学习内容复述和理解的正确程度、一学期课程结束后学生对学习内容难度的评价、一学期课程结束后学生对学习中付出的心理努力的评价、一学期课程结束后学生对学习内容复述和理解的正确程度等几个方面设计问卷。对师生进行大样本调研，并将运用数理统计的方法，对调查问卷分析整理，评价学生对学习内容的认知程度。
（2）找到最合适的（而不是最丰富的）多媒体教学信息呈现方式。多媒体教学方式下信息的呈现方式可以包括文本、语音叙述、音响、图片、图表、视频图像、动画，及其相互组合的各种方式，多媒体教学可以通过多种信息呈现方式及其组合重复和强调某一新的教学内容，加深学生的印象；但另一方面，人的认知资源（主要表现在工作记忆容量上）是有限的，而任何学习和问题解决活动都要消耗认知资源，如果加工某种信息所需要的认知资源超过了人本身所具有的认知资源的总量，就会造成认知负荷超载（Cognitive Overload），从而影响学习效果。
高校内很多课程教学内容复杂，既有定性的演绎归纳分析，也有定量的推导计算；既有理论的讲述，也需要在课堂上让学生感受实际企业的生产与运营过程，因此需要使用多媒体中的各种视听呈现方式。教师可以通过实验的方式，进行合理的实验设计，对同一教学内容、同一层次的学生进行不同信息呈现方式的多媒体教学，对之后的学生认知程度进行评价，找出各种信息呈现方式对学生认知的影响作用，并寻求多媒体教学中一种最佳的信息呈现方式或信息呈现方式的组合，能够让学生最有效、也最高效的认知和理解新的教学内容。
（3）学生参与的动态多媒体教学设计机制。在当前的企业管理中，“用户参与设计”的理念已经被学界和业界广泛接受和认可，经由这种方式研发和生产出的产品可以更符合用户需要，从而带来用户满意度和忠诚度的提升。在教学过程中，我们的用户就是学生，然而目前几乎所有的教学过程的设计（包括多媒体教学过程的设计）都是基于教师（也就是设计者）的经验和思想设计出来的，很少考虑到学生的需求和特点，是一种典型的“以设计者为中心”，而不是“以用户为中心”的过程。
如图1所示，本研究希望设计一种由学生参与的动态多媒体教学设计机制，在第一学期学期末的时候对多媒体教学的学生课程认知状态加以评价，并让每个学生提出自己对于该学期课堂教学多媒体设计的评价和修改建议，选择一些善于提出建议的同学，邀请其参与对于第一学期使用的多媒体教学设计的修改。这样，第二学期使用的多媒体教学设计就是在教学内容的一贯性与学生自身的要求这两方面的基础上共同形成的，在第二学期期末再对于调整后的多媒体教学的学生认知状态进行评价，如此循环往复进行，形成学生参与的动态多媒体教学设计机制。
参考文献
[1]辛自强，林崇德.认知负荷与认知技能和图式获得的关系及其教学意义[J].华东师范大学学报（教育科学版），2002，（11）.
[2]林明霞.信息不同组合方式的多媒体教学效果的实验研究[D].沈阳：辽宁师范大学，2008.
[3]赵翠霞.多媒体教学界面中帮助方式对学习绩效影响的研究[D].杭州：浙江大学，2005.
[4]韩国波，王红霞，周剑波.基于全面质量管理理论的多媒体教学质量控制研究[J].高等建筑教育，2009，（10）.