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1 引言
阅读是读者对视觉输入的语言文字材料进行解码而获取信息、提取意义的心理过程。在信息爆炸的当今社会,生活节奏的加快使得阅读时间越来越少,人们希望以最快捷、最简单的方式获取资讯。海德格尔30年代的著名表述“世界图像时代”,指出人们把世界作为图像来把握和理解(林蓓蓓,2005)。“读图”是这个时代的阅读特征,人类正进入“读图时代”。
认知心理学认为,语言、字符、图像、物体等都可以成为信息的一种组织形态或一种模式,因为它们都是由若干元素按照一定的关系集合在一起组成的,因此也可以认为阅读就是信息加工过程、模式识别过程,是学习者以信息的接收、编码为基础,根据已有信息建构内部的心理表征并进而获取心理意义的过程。所以阅读不仅包括文字的阅读,还包括插图的阅读(张必隐,2002)。
国外学者对插图进行了相当多的研究,并取得了丰富的研究成果,我们现对插图的理论及相关研究进行回顾。
2 插图基本理论
插图(Illustration)这个词的解释,在拉丁语的词典中有“说明、例证、图解和注释”的意思。在有关插图效应的研究中,研究者们对插图学习过程与认知加工之间的关系进行了深入的探讨,不同的研究者提出了各自的观点,由此出现了许多解释插图效应的理论。以下介绍三种比较具有代表性的理论。
(1)双重编码理论(Dual coding theory)
双重编码理论是由Paivio(1971,1979,1986,1991)提出的。双重编码理论假设所有的认知由两种思维编码活动组成,专门处理语言的语义编码系统和专门处理非语言对象及事件的非语言编码系统或称之为表象编码系统。这两个系统的内在结构和加工方式是有区别的。语义编码系统按言语发生的顺序以系统的方式来表征信息,例如,“n—i—ao”——鸟。表象编码系统是以空间的平行方式来表征信息,对一个复杂对象的各种成份同时进行处理,并储存到复杂的联想结构中,以便输出的信息具有空间特点,能反映对象的静态特征和动态特征。例如,鸟是由头、身体、翅膀、爪等部分组成,每一部分又由更细小的部分组成,各部分又具有各自的特点等。这两个系统在功能上相互独立,又相互联系,并能相互激活,对输入的信息进行编码、组织、转换等加工,把信息的详细细节都贮存下来,人的认知活动就是以这两个系统为中介的。双重编码理论的一个基本假设是,两种编码系统所得的效果是相加的,所以当语言和非语言编码系统同时被激活时,会增强学习效果和记忆。
双重编码理论获得了来自多方面的研究支持,如针对记忆任务、脑损伤患者和问题解决的研究。这些研究倾向于说明两个符号系统在特定条件下,或者以彼此独立的方式工作或者共同产生某些效应。例如有实验显示单词记忆与图形记忆相当不同,记忆成绩在进行单词和图形双重编码的情况下有所提高。有研究表明,具体图形的记忆成绩优于具体名词的记忆成绩,而具体名词的记忆成绩又优于抽象名词的记忆成绩。因为人对图形刺激采用了表象符号和言语符号的双重编码,在言语痕迹消退后,表象痕迹还可能存在着,因此更能抵制遗忘;当一个具体名词出现时,除了采用言语编码外,还能激活表象系统中有关的节点;对于抽象名词则仅仅采用了言语编码,很难实行表象的符号化。例如,很多实验研究显示,像“white horse”这样的内容形象并且具体的短语比抽象短语“basic truth”更容易记忆(Begg,1972)。因为具体内容的信息在呈现时激发了学习者的语言编码系统,同时引起了学习者的想象,即激活了非语言编码系统,因此增强了学习的效果;而抽象的信息不能同时引起想象,只激活了一种编码系统,所以不能增强学习效果。
(2)双通道模型理论(Dual-processing theory)
双通道模型是由Pavio(1986)、Clark & Pavio (1991)和Baddeley(1992,1998)的理论发展而来的。Mayer (1997)和Moreno(1998)认为,双通道模型主要以四个假设为基础:①学习者至少有两种不同的信息加工渠道,如视觉渠道和听觉渠道(Baddeley,1992),工作记忆包括听觉工作记忆和视觉工作记忆,这二者分别类似于工作记忆理论中的语音回路和视空间略图(Baddeley,1986, 1992);②每一渠道(或每种类型的工作记忆)都有一定的容量限制(Baddeley,1992),这与Sweller(Sweller, 1998,1989;)的认知负荷理论是一致的;③每个渠道的认知加工的主要过程是选择、组织和集成的认知过程。
根据双通道模型理论,视觉呈现的信息(至少在开始时)是在视觉工作记忆中加工的,听觉呈现的信息(至少在开始时)是在听觉工作记忆中进行加工的,例如,在阅读文章时,文字可能开始时在视觉工作记忆中呈现,然后在听觉工作记忆中被转换成声音。当呈现视觉图形并且同时伴有声音解说时,学习者同时在视觉和听觉两种工作记忆中呈现图形和声音。因为他们能在工作记忆中同时将图形和声音两种表达形式结合起来,所以学习者能更好地在二者之间建立联系;当同时呈现视觉图形和视觉上的文字解释时,学习者试图同时在视觉工作记忆中呈现所学内容,尽管一些视觉呈现的文字最终被听觉工作记忆转换为声音的形式,但此时的视觉工作记忆可能已经超负荷了。因为在开始时学习者必须在视觉工作中加工所有输入的信息,在给出限定的视觉信息的加工资源时,以视觉形式同时呈现图形和文字信息,就会加重学习者的认知负荷。如果学习者将全部注意力放在文字上,则会丢掉一些图形中的信息;但是如果将全部注意力放在图形上,则会丢掉一些文字中的信息。因为他们不能在工作记忆中同时结合图形和文字两种表达方式,因此更难以建立这两种表达方式之间的联系(许晓丽,2001)。根据这一理论,插图反而不利于阅读。
(3)认知负荷理论(Cognitive load theory)
Sweller等人(Sweller,van,Merrienboer & Paas,1998)认为,每一个信息加工通道的加工数量是极其有限的。在任意一段时间范围内,工作记忆仅能加工信息的一部分单元,太多的单元会加重工作记忆的负荷,减弱加工的效果;另一方面,有限数量的单元可以用按等级组织起来的模式被保持在长时记忆中,这一模式是特殊领域的知识结构,允许人们将信息的多种单元作为单一的单元来进行分类,因此这种模式减轻了工作记忆的负荷。无论是来自视觉和听觉器官的信息,还是从长时记忆中提取的信息都必须经过工作记忆的加工。但工作记忆也有它的局限性,即它是个资源有限的系统,当任务对工作记忆要求高,使得认知超负荷时,就会产生资源分配不足的问题,从而影响学习或问题解决的效率。
根据认知负荷理论,对于能完全理解一种信息源的学习者来说,为他们提供更多的信息源会对其产生额外的认知负荷。例如,同时呈现一个视觉上的图形和对这一图形的声音解说,就可以让学习者完全理解其含义,若再同时呈现与解说内容相同的文字时,则会给学习者强加了一个额外的认知负荷,从而干扰了认知的加工,就会影响学习的效果。另外,学习者的经验也会影响认知负荷。由认知负荷理论可知,当学习熟悉的材料时,学习者容易将材料信息的多种子单元作为一种单一的单元来处理,从而减轻了工作记忆的认知负荷,所以学习的速度快,而且效果好;若学习不熟悉的材料时,则会加重认知负荷,学习速度也会相对慢一些。
3 插图阅读的研究
随着60年代阅读心理学研究的再次兴起,心理学家注意到插图与文字的不同特点。心理学家对插图在阅读理解中的作用进行了大量的研究。这些研究主要可以归纳为以下几类。
(1)关于插图功能的研究
Duchastel & Levin等人提出了教科书插图具有注意、导向、认知、影响和补偿等多方面的功能(曾天山,1999)。
①注意与导向功能。它既可以吸引学生对书面材料的注意力,也可以对学生学习书面材料发挥导向作用。许多事实已经表明,插图能够吸引读者似乎是自然的,没有插图的教科书没有市场,想让儿童学习没有插图的课本无异徒劳无用。不仅如此,甚至大学生也明显喜欢那些内含插图的教学材料。插图能够吸引学习者的注意力并使其定向集中于某一对象。插图的导向作用使学习者有选择性地阅读教材的部分内容。正如Tennyson(1978)所指出的那样,插图可能有助于使学习者集中于概念的核心部分。
②认知功能。研究者们认为,插图在文中的作用类似于先行组织者,激活了头脑中的已有的背景知识,不仅使每个句子有意义,而且使所有信息构成一个有意义的整体,使读者可以更加有效地深入加工课文信息,能更有效地理解和存储信息。插图能够通过提高对学习内容的理解和对这些内容的掌握而有助于学习,并为学习者提供一些语言难以描述的内容。Rayner和Pollatsrk(1992)在图画知觉研究中有关知觉广度的数据得出,对于阅读而言插图比课文文字能更进一步地提取有意义信息。
③影响功能。插图增加读者的兴趣和爱好。插图效应的产生,是由于插图本身所独有的视觉表象性特点,引起读者对内容的兴趣,激发他们的阅读动机,促进积极思维,从而使读者花更多时间与精力去学习阅读材料,更深入持久、努力地去进行语义加工。Nelson(1984)认为,插图之所以具有优势效应,是因为插图的视觉特征区分度较大。Samules, Biesbrock & Ferry(1974)让二年级的学生分别阅读配有彩色插图、黑白插图和无色插图的故事,结果学生欢迎带有插图的故事并且以彩图为最。Peeck(1987)关于插图的情感—动机效果研究显示了许多积极的结果。插图通常具有情感或动机的功能。它可以使阅读成为一件有趣的事情,从而产生对阅读的积极态度,并且影响阅读时间。这些功能对阅读不能的学生来说更有益。同样的实验结果见于大学生(Sewell & Moore,1980)。插图还可以影响学习者的情感和态度。
④补偿功能。插图还具有某种补偿性功能,特别是能够帮助学习低能的学生。早期的研究表明,插图对于差生成绩提高的有效性为44%,而对于优秀生的有效性只有23%。Wardle(1977)发现,插图对于低阅读能力的学习者有益而对高水平的学习者几乎没有多大的影响。Rusted(1979)在观察中发现,差生频繁地将其视线从字里行间移向插图,并且不时地在阅读文字时对照图片,而学习优秀者却很少对插图加以注意。Koran & Koran(1980)的研究表明七年级和八年级学生中低推理能力者能从图片中获益,而高推理能力者则在没有图片的情况下表现更好,因此认为低能力者不能自发地建构起与课文材料结构一致的心理表征,必须借助于图片的帮助。Goldstein & Underwood(1981)认为,阅读不良者受插图的影响更大,对他们而言,插图远远不是起装饰作用的,而是作为一个创造或确认理解的工具。Mayer & Gallini (1990)认为图片帮助低经验知识的成人建立起合适的心理模型,他们比高经验知识的成人能从图片中获益更多。Kennedy(1974)等人认为,双元文化环境(指图文并重)更有利于成人的学习,尤其是扫盲教育,这是因为插图的功能可以补偿他们在文字学习上的不足。另外,Reid & Beveridge(1990)认为,由于读者在课文阅读中必然会有选择地利用插图推测生词意义,所以阅读水平低者比高者就更可能多地利用插图帮助自己理解课文。
Mayer(1975)以176名大学生为被试,让他们学习一篇关于计算机程序语言的科学类课文(解释一个计算机程序),被试分成有插图组(指用熟悉的术语来表达计算机语言的一个图表)和没有插图组(只是课文本身)在学习后的测验中,有插图组的被试在解释课文内容时比无插图组要好得多,并且研究还发现插图对低能力被试的帮助尤为明显。由此可见,读者的阅读能力、理解技巧的高低影响着插图在课文阅读中的作用的发挥。
(2)关于插图在不同情境下使用效果的研究课文的性质、呈现方式、图文关系、读者水平等影响着插图对课文学习的效果。
Griffiths(1987)等人认为阅读中插图作用会随课文难度不同而不同。课文难度大、抽象度较大或没有插图就不能理解时,学生就更容易注意插图,插图功效易显现出来。Waddill & Mcdaniel(1992)的研究表明,记叙文中插图对插图和课文中都有的信息有帮助,对在文中提到而在插图中没有的信息则没有帮助。在学习材料性质的分组实验中,Levin & Berry(1980)等人的实验表明,图片对于儿童学习口语散文有帮助,其学习效果要优于书面散文。图片还有助于学习由新闻改编而成的说明性散文。Small(1981)发现,图片会促进学习图例散文的信息,但并不能促进无图例散文信息的学习,当然也不会有阻碍作用。
Kalyuga, Chandler & Sweller (1998)发现,信息的不同呈现方式对于不同经验的学习者来说学习的效果也有所不同,实验中信息的呈现方式为:文字与图形结合呈现;文字或图形单独呈现,并得出最有效的信息传授方法部分地决定于学习者的经验水平。Willows & Dwyer(1979)所进行的分组实验研究表明,纯文字性教科书和纯插图性教科书的效果都不大好,并且二者之间没有显著性差异,而阅读图文结合的课文效果较好,其实验效度为0.33,实验信度为1.25。还有一些研究表明,图文整合比图文分离的材料更有利于知识的获取(Mayer & Sims,1994;Sweller & Chandler, 1991)。Schallert、Goetz & Dixon所做的研究结果也大致相同。Haring & Fry(1979)采用另外一种研究方法,他们将一篇课文分解成179个主要观点和171个细节,然后准备了两套纯属多余的插图:一套阐述观点,另一套既阐释观点又描述细节。结果发现,二者虽对学习者回忆主要观点有益,但对细节的回忆影响不大。就有插图课文和文字性课文传达的信息量而言,实验表明,学习配有插图课文的被试较学习全是文字课文的被试要多获得25%的信息,但重要的是文图间的有机联系。
课文与插图的一致性关系是影响阅读理解的一个重要因素。Reid & Reveridge(1986)和 Willows(1978)的研究证明,当考察的内容与插图有关时,所有不同能力水平的学生阅读有图的文章的成绩都比无图的好。相反,与课文内容无关的插图则对被试的阅读理解产生干扰。由此,他们得出共同结论:与插图高一致性的文章的阅读理解成绩要高于无图或与内容无关的插图的文章的阅读理解成绩。Peeck(1974)发现当插图的信息与课文相一致时,四年级学生对文章的阅读的理解成绩高于单独呈现课文时。与课文内容无关的插图对阅读理解产生了干扰。由此得出结论,与插图内容高相关的课文理解成绩高于无关或无图课文成绩。Leven(1983)研究表明,对于说明文这样比较抽象的文章,参照表征建立的好坏直接影响到文章的理解。所以清晰、完整、准确的参照表征的建立,促进学生对文章的理解。在非实物性图片(如地图、图表、照片等)实验中,Bartram(1980)等人的多项研究表明,从地图上学习空间信息,要比利用文字描述来学习地理有效,当然也要求图文的相关性较高。这个结果与前述的实物性图片实验性结论相类似。地图与图表虽然可以促进学习,但前提条件是必须要有指导语及文图间有必然联系。这些实验证实了Halbert (1943)的早期结论:有图故事相对无图故事的优越性是随着图文相关程度的提高而提高的。
(3)关于插图在不同测试任务下作用的研究
插图有助于对信息的识记。Dwyer(1968)等人的多项实验证实,在24项对照实验中,有19对表明插图对于延时回忆的助益优于即时回忆。插图对于延时性测验的平均有效率为45%,而对于即时性测验有效率却只有9%。有人认为插图就是通过重复来提高记忆的功能。Levin, Bender & Lesgold(1976)的研究表明,插图对记忆保持的作用要比简单的重复效果要好。Levin & Bender(1976)的研究也证明,插图的作用不仅仅是简单的重复,可能提供新的信息。Paivio(1971)提出“双重编码说”,认为文字与图片具有两种记忆系统,比两次都用语言或图片的效果要好得多。Tversky(1974)的研究结果表明,对字词以较多的注视,则回忆成绩好,而对图片以较多的注视,则回忆和再认的成绩较好。
Glenberg & Kruley(1992)的研究发现,让被试只读文章、配插图的文章、先读文章然后看插图时,当插图与课文同时呈现时阅读测验成绩是最高的。这一结果支持了插图帮助工作记忆加工的假设。此外,另有观点认为,插图可作为外部记忆,帮助读者迅速搜集信息并迅速送到工作记忆中去,以避免从课文中或长时记忆中提取信息,从而减轻工作记忆的负担。插图的作用在于给了读者提供第二次学习的机会,从而提高了他们理解和记忆的效果。
Royer & Cabl(1976)的研究发现,在课文前加上有助于理解上下文关系的插图将会提高学习者的记忆水平。Dwyer(1967)及其合作者的研究很有价值。他们设计了四种测验及其相关的指标:图画测试、区别测试、术语用法测试、理解测试,将这些材料以不同的方法呈现给不同的被试,被试对象为医科大学生。结果表明,大学生大部分都喜欢有插图的教科书。在四类测验中,绘画测验组表示有插图的课文效果比较好,因为它可以提供较多的空间信息;而插图性课文在理解测验中的优势微乎其微,因为它需要更多的空间思维和言语信息的结合;比较侧重于言语信息的术语测验,它从插图中的得益是中等程度。由此,Dwyer得出结论“使用某些可视图例自学可以促进学生达到特定的教育目标”,对某些特殊的教育目标,学习者倾向于有插图学习材料。
Dana(1980)发现,图示组织会促进对一篇多主题课文的理解。Alver-mann(1981)则发现,图示组织只有在读者要求认识课文信息的情况下才有助于学习。Berrnard(1981)也证实,在阅读之前使用的某些既定的空间图示组织对特殊的教育目的有用。Moore & Keadence(1979)及Borron (1980)的研究发现,由儿童自己制作的图示更可以促进学习。根据测算结果分析,那些通过绘图来进行学习的学生成绩平均提高了30%。当然,这在不同年龄阶段的学生身上反映不同。
有关避免遗忘影响的实验表明,图片对于理解至少有一个适度的积极影响,插图也许为学习者理解教材提供了一个情境。在Bransford & Tohnson(1972)的典型研究中,看了图片的被试回忆信息量两倍于那些没有看图片的对照组。所以有人认为,图片的基本功能是帮助理解,而不是在回忆时作为回忆的线索,插图也许会导致读者提高他们的语言分析能力。Sherman(1976)指出,图片提供了文章刻画的现场并且提供了表达文章内容的一个模糊的说明。在对课文观点的回忆中,提供了部分课文插图的实验组回忆水平超出了只提供全部课文或全部为插图的实验对比组。
4 未来的研究展望
我们可以看到,目前插图的使用日益广泛,但随着多媒体技术的发展,插图正在由静态插图向动态插图转变,因此,未来将对多媒体环境下插图的效果和机制等进行更深入的研究。
参考文献
1.林蓓蓓,“视觉时代”呼唤文学,新疆大学,硕士学位论文,2005
2.许晓丽,阅读中多媒体材料与呈现方式的眼动研究,硕士学位论文,2001.6
3.曾天山,国外关于教科书插图研究的述评,外国教育研究,1999,第3期,20-23:
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5.Baddeley, A.D. (1986) Working memory. Oxford,Charendon Press
6.Chandler, P., & Sweller,J. (1992) The sPlit-attention effect as a factor in the design of instruction . British Journal of educational Psychology, 62,233-246
7.Dwyer, F.M., & Moore, D.M. (2001)The effect of gender, field dependence and color-coding on student achievement of different educational objectives International Journal of Instructional Media, 28(3),309-318
8.Goldstein, R. & Underwood, G. (1981) The influence of pictures on the derivation of meaning from children’s reading materials. Journal of Research Quarterly,28,265-273
9.Koran, M. L., & Koran, J. J. (1980). Interaction of learner characteristics with Pictorial adjuncts in learning from science text. Journal of Research in Science Teaching,17,477-483. Koran and Koran (1980)
10.Mayer, R.E.(1997)Multimedia learning: Are we asking the right questions ?Educational Psychologist, 32,1-19
11.Mayer, R.E., Stinhoff, K., Bower, G., & Mars, R.A. (1995) Generative theory of textbook design: using annotated illustrations to foster meaningful learning of science text. Educational Technology Research and Development, 43, 31-43
12.Paivio A. (1986). Mental representations: A dual coding approach. Oxford: oxford University Press.
13.Paivio A. (1991). Dual coding theory: Retrospect and current status. Canadian Journal of Psychology, 45, 255-287.
14.Sweller, J. (1998) Cognitive load during Problem solving: Effect on learning. Cognitive Science, 12, 257-285
15.Willows, D.M., (1978) A Picture is not always worth a thousand words: Pictures as distractors in reading .J.educ.Psychol,70,255-262
阅读是读者对视觉输入的语言文字材料进行解码而获取信息、提取意义的心理过程。在信息爆炸的当今社会,生活节奏的加快使得阅读时间越来越少,人们希望以最快捷、最简单的方式获取资讯。海德格尔30年代的著名表述“世界图像时代”,指出人们把世界作为图像来把握和理解(林蓓蓓,2005)。“读图”是这个时代的阅读特征,人类正进入“读图时代”。
认知心理学认为,语言、字符、图像、物体等都可以成为信息的一种组织形态或一种模式,因为它们都是由若干元素按照一定的关系集合在一起组成的,因此也可以认为阅读就是信息加工过程、模式识别过程,是学习者以信息的接收、编码为基础,根据已有信息建构内部的心理表征并进而获取心理意义的过程。所以阅读不仅包括文字的阅读,还包括插图的阅读(张必隐,2002)。
国外学者对插图进行了相当多的研究,并取得了丰富的研究成果,我们现对插图的理论及相关研究进行回顾。
2 插图基本理论
插图(Illustration)这个词的解释,在拉丁语的词典中有“说明、例证、图解和注释”的意思。在有关插图效应的研究中,研究者们对插图学习过程与认知加工之间的关系进行了深入的探讨,不同的研究者提出了各自的观点,由此出现了许多解释插图效应的理论。以下介绍三种比较具有代表性的理论。
(1)双重编码理论(Dual coding theory)
双重编码理论是由Paivio(1971,1979,1986,1991)提出的。双重编码理论假设所有的认知由两种思维编码活动组成,专门处理语言的语义编码系统和专门处理非语言对象及事件的非语言编码系统或称之为表象编码系统。这两个系统的内在结构和加工方式是有区别的。语义编码系统按言语发生的顺序以系统的方式来表征信息,例如,“n—i—ao”——鸟。表象编码系统是以空间的平行方式来表征信息,对一个复杂对象的各种成份同时进行处理,并储存到复杂的联想结构中,以便输出的信息具有空间特点,能反映对象的静态特征和动态特征。例如,鸟是由头、身体、翅膀、爪等部分组成,每一部分又由更细小的部分组成,各部分又具有各自的特点等。这两个系统在功能上相互独立,又相互联系,并能相互激活,对输入的信息进行编码、组织、转换等加工,把信息的详细细节都贮存下来,人的认知活动就是以这两个系统为中介的。双重编码理论的一个基本假设是,两种编码系统所得的效果是相加的,所以当语言和非语言编码系统同时被激活时,会增强学习效果和记忆。
双重编码理论获得了来自多方面的研究支持,如针对记忆任务、脑损伤患者和问题解决的研究。这些研究倾向于说明两个符号系统在特定条件下,或者以彼此独立的方式工作或者共同产生某些效应。例如有实验显示单词记忆与图形记忆相当不同,记忆成绩在进行单词和图形双重编码的情况下有所提高。有研究表明,具体图形的记忆成绩优于具体名词的记忆成绩,而具体名词的记忆成绩又优于抽象名词的记忆成绩。因为人对图形刺激采用了表象符号和言语符号的双重编码,在言语痕迹消退后,表象痕迹还可能存在着,因此更能抵制遗忘;当一个具体名词出现时,除了采用言语编码外,还能激活表象系统中有关的节点;对于抽象名词则仅仅采用了言语编码,很难实行表象的符号化。例如,很多实验研究显示,像“white horse”这样的内容形象并且具体的短语比抽象短语“basic truth”更容易记忆(Begg,1972)。因为具体内容的信息在呈现时激发了学习者的语言编码系统,同时引起了学习者的想象,即激活了非语言编码系统,因此增强了学习的效果;而抽象的信息不能同时引起想象,只激活了一种编码系统,所以不能增强学习效果。
(2)双通道模型理论(Dual-processing theory)
双通道模型是由Pavio(1986)、Clark & Pavio (1991)和Baddeley(1992,1998)的理论发展而来的。Mayer (1997)和Moreno(1998)认为,双通道模型主要以四个假设为基础:①学习者至少有两种不同的信息加工渠道,如视觉渠道和听觉渠道(Baddeley,1992),工作记忆包括听觉工作记忆和视觉工作记忆,这二者分别类似于工作记忆理论中的语音回路和视空间略图(Baddeley,1986, 1992);②每一渠道(或每种类型的工作记忆)都有一定的容量限制(Baddeley,1992),这与Sweller(Sweller, 1998,1989;)的认知负荷理论是一致的;③每个渠道的认知加工的主要过程是选择、组织和集成的认知过程。
根据双通道模型理论,视觉呈现的信息(至少在开始时)是在视觉工作记忆中加工的,听觉呈现的信息(至少在开始时)是在听觉工作记忆中进行加工的,例如,在阅读文章时,文字可能开始时在视觉工作记忆中呈现,然后在听觉工作记忆中被转换成声音。当呈现视觉图形并且同时伴有声音解说时,学习者同时在视觉和听觉两种工作记忆中呈现图形和声音。因为他们能在工作记忆中同时将图形和声音两种表达形式结合起来,所以学习者能更好地在二者之间建立联系;当同时呈现视觉图形和视觉上的文字解释时,学习者试图同时在视觉工作记忆中呈现所学内容,尽管一些视觉呈现的文字最终被听觉工作记忆转换为声音的形式,但此时的视觉工作记忆可能已经超负荷了。因为在开始时学习者必须在视觉工作中加工所有输入的信息,在给出限定的视觉信息的加工资源时,以视觉形式同时呈现图形和文字信息,就会加重学习者的认知负荷。如果学习者将全部注意力放在文字上,则会丢掉一些图形中的信息;但是如果将全部注意力放在图形上,则会丢掉一些文字中的信息。因为他们不能在工作记忆中同时结合图形和文字两种表达方式,因此更难以建立这两种表达方式之间的联系(许晓丽,2001)。根据这一理论,插图反而不利于阅读。
(3)认知负荷理论(Cognitive load theory)
Sweller等人(Sweller,van,Merrienboer & Paas,1998)认为,每一个信息加工通道的加工数量是极其有限的。在任意一段时间范围内,工作记忆仅能加工信息的一部分单元,太多的单元会加重工作记忆的负荷,减弱加工的效果;另一方面,有限数量的单元可以用按等级组织起来的模式被保持在长时记忆中,这一模式是特殊领域的知识结构,允许人们将信息的多种单元作为单一的单元来进行分类,因此这种模式减轻了工作记忆的负荷。无论是来自视觉和听觉器官的信息,还是从长时记忆中提取的信息都必须经过工作记忆的加工。但工作记忆也有它的局限性,即它是个资源有限的系统,当任务对工作记忆要求高,使得认知超负荷时,就会产生资源分配不足的问题,从而影响学习或问题解决的效率。
根据认知负荷理论,对于能完全理解一种信息源的学习者来说,为他们提供更多的信息源会对其产生额外的认知负荷。例如,同时呈现一个视觉上的图形和对这一图形的声音解说,就可以让学习者完全理解其含义,若再同时呈现与解说内容相同的文字时,则会给学习者强加了一个额外的认知负荷,从而干扰了认知的加工,就会影响学习的效果。另外,学习者的经验也会影响认知负荷。由认知负荷理论可知,当学习熟悉的材料时,学习者容易将材料信息的多种子单元作为一种单一的单元来处理,从而减轻了工作记忆的认知负荷,所以学习的速度快,而且效果好;若学习不熟悉的材料时,则会加重认知负荷,学习速度也会相对慢一些。
3 插图阅读的研究
随着60年代阅读心理学研究的再次兴起,心理学家注意到插图与文字的不同特点。心理学家对插图在阅读理解中的作用进行了大量的研究。这些研究主要可以归纳为以下几类。
(1)关于插图功能的研究
Duchastel & Levin等人提出了教科书插图具有注意、导向、认知、影响和补偿等多方面的功能(曾天山,1999)。
①注意与导向功能。它既可以吸引学生对书面材料的注意力,也可以对学生学习书面材料发挥导向作用。许多事实已经表明,插图能够吸引读者似乎是自然的,没有插图的教科书没有市场,想让儿童学习没有插图的课本无异徒劳无用。不仅如此,甚至大学生也明显喜欢那些内含插图的教学材料。插图能够吸引学习者的注意力并使其定向集中于某一对象。插图的导向作用使学习者有选择性地阅读教材的部分内容。正如Tennyson(1978)所指出的那样,插图可能有助于使学习者集中于概念的核心部分。
②认知功能。研究者们认为,插图在文中的作用类似于先行组织者,激活了头脑中的已有的背景知识,不仅使每个句子有意义,而且使所有信息构成一个有意义的整体,使读者可以更加有效地深入加工课文信息,能更有效地理解和存储信息。插图能够通过提高对学习内容的理解和对这些内容的掌握而有助于学习,并为学习者提供一些语言难以描述的内容。Rayner和Pollatsrk(1992)在图画知觉研究中有关知觉广度的数据得出,对于阅读而言插图比课文文字能更进一步地提取有意义信息。
③影响功能。插图增加读者的兴趣和爱好。插图效应的产生,是由于插图本身所独有的视觉表象性特点,引起读者对内容的兴趣,激发他们的阅读动机,促进积极思维,从而使读者花更多时间与精力去学习阅读材料,更深入持久、努力地去进行语义加工。Nelson(1984)认为,插图之所以具有优势效应,是因为插图的视觉特征区分度较大。Samules, Biesbrock & Ferry(1974)让二年级的学生分别阅读配有彩色插图、黑白插图和无色插图的故事,结果学生欢迎带有插图的故事并且以彩图为最。Peeck(1987)关于插图的情感—动机效果研究显示了许多积极的结果。插图通常具有情感或动机的功能。它可以使阅读成为一件有趣的事情,从而产生对阅读的积极态度,并且影响阅读时间。这些功能对阅读不能的学生来说更有益。同样的实验结果见于大学生(Sewell & Moore,1980)。插图还可以影响学习者的情感和态度。
④补偿功能。插图还具有某种补偿性功能,特别是能够帮助学习低能的学生。早期的研究表明,插图对于差生成绩提高的有效性为44%,而对于优秀生的有效性只有23%。Wardle(1977)发现,插图对于低阅读能力的学习者有益而对高水平的学习者几乎没有多大的影响。Rusted(1979)在观察中发现,差生频繁地将其视线从字里行间移向插图,并且不时地在阅读文字时对照图片,而学习优秀者却很少对插图加以注意。Koran & Koran(1980)的研究表明七年级和八年级学生中低推理能力者能从图片中获益,而高推理能力者则在没有图片的情况下表现更好,因此认为低能力者不能自发地建构起与课文材料结构一致的心理表征,必须借助于图片的帮助。Goldstein & Underwood(1981)认为,阅读不良者受插图的影响更大,对他们而言,插图远远不是起装饰作用的,而是作为一个创造或确认理解的工具。Mayer & Gallini (1990)认为图片帮助低经验知识的成人建立起合适的心理模型,他们比高经验知识的成人能从图片中获益更多。Kennedy(1974)等人认为,双元文化环境(指图文并重)更有利于成人的学习,尤其是扫盲教育,这是因为插图的功能可以补偿他们在文字学习上的不足。另外,Reid & Beveridge(1990)认为,由于读者在课文阅读中必然会有选择地利用插图推测生词意义,所以阅读水平低者比高者就更可能多地利用插图帮助自己理解课文。
Mayer(1975)以176名大学生为被试,让他们学习一篇关于计算机程序语言的科学类课文(解释一个计算机程序),被试分成有插图组(指用熟悉的术语来表达计算机语言的一个图表)和没有插图组(只是课文本身)在学习后的测验中,有插图组的被试在解释课文内容时比无插图组要好得多,并且研究还发现插图对低能力被试的帮助尤为明显。由此可见,读者的阅读能力、理解技巧的高低影响着插图在课文阅读中的作用的发挥。
(2)关于插图在不同情境下使用效果的研究课文的性质、呈现方式、图文关系、读者水平等影响着插图对课文学习的效果。
Griffiths(1987)等人认为阅读中插图作用会随课文难度不同而不同。课文难度大、抽象度较大或没有插图就不能理解时,学生就更容易注意插图,插图功效易显现出来。Waddill & Mcdaniel(1992)的研究表明,记叙文中插图对插图和课文中都有的信息有帮助,对在文中提到而在插图中没有的信息则没有帮助。在学习材料性质的分组实验中,Levin & Berry(1980)等人的实验表明,图片对于儿童学习口语散文有帮助,其学习效果要优于书面散文。图片还有助于学习由新闻改编而成的说明性散文。Small(1981)发现,图片会促进学习图例散文的信息,但并不能促进无图例散文信息的学习,当然也不会有阻碍作用。
Kalyuga, Chandler & Sweller (1998)发现,信息的不同呈现方式对于不同经验的学习者来说学习的效果也有所不同,实验中信息的呈现方式为:文字与图形结合呈现;文字或图形单独呈现,并得出最有效的信息传授方法部分地决定于学习者的经验水平。Willows & Dwyer(1979)所进行的分组实验研究表明,纯文字性教科书和纯插图性教科书的效果都不大好,并且二者之间没有显著性差异,而阅读图文结合的课文效果较好,其实验效度为0.33,实验信度为1.25。还有一些研究表明,图文整合比图文分离的材料更有利于知识的获取(Mayer & Sims,1994;Sweller & Chandler, 1991)。Schallert、Goetz & Dixon所做的研究结果也大致相同。Haring & Fry(1979)采用另外一种研究方法,他们将一篇课文分解成179个主要观点和171个细节,然后准备了两套纯属多余的插图:一套阐述观点,另一套既阐释观点又描述细节。结果发现,二者虽对学习者回忆主要观点有益,但对细节的回忆影响不大。就有插图课文和文字性课文传达的信息量而言,实验表明,学习配有插图课文的被试较学习全是文字课文的被试要多获得25%的信息,但重要的是文图间的有机联系。
课文与插图的一致性关系是影响阅读理解的一个重要因素。Reid & Reveridge(1986)和 Willows(1978)的研究证明,当考察的内容与插图有关时,所有不同能力水平的学生阅读有图的文章的成绩都比无图的好。相反,与课文内容无关的插图则对被试的阅读理解产生干扰。由此,他们得出共同结论:与插图高一致性的文章的阅读理解成绩要高于无图或与内容无关的插图的文章的阅读理解成绩。Peeck(1974)发现当插图的信息与课文相一致时,四年级学生对文章的阅读的理解成绩高于单独呈现课文时。与课文内容无关的插图对阅读理解产生了干扰。由此得出结论,与插图内容高相关的课文理解成绩高于无关或无图课文成绩。Leven(1983)研究表明,对于说明文这样比较抽象的文章,参照表征建立的好坏直接影响到文章的理解。所以清晰、完整、准确的参照表征的建立,促进学生对文章的理解。在非实物性图片(如地图、图表、照片等)实验中,Bartram(1980)等人的多项研究表明,从地图上学习空间信息,要比利用文字描述来学习地理有效,当然也要求图文的相关性较高。这个结果与前述的实物性图片实验性结论相类似。地图与图表虽然可以促进学习,但前提条件是必须要有指导语及文图间有必然联系。这些实验证实了Halbert (1943)的早期结论:有图故事相对无图故事的优越性是随着图文相关程度的提高而提高的。
(3)关于插图在不同测试任务下作用的研究
插图有助于对信息的识记。Dwyer(1968)等人的多项实验证实,在24项对照实验中,有19对表明插图对于延时回忆的助益优于即时回忆。插图对于延时性测验的平均有效率为45%,而对于即时性测验有效率却只有9%。有人认为插图就是通过重复来提高记忆的功能。Levin, Bender & Lesgold(1976)的研究表明,插图对记忆保持的作用要比简单的重复效果要好。Levin & Bender(1976)的研究也证明,插图的作用不仅仅是简单的重复,可能提供新的信息。Paivio(1971)提出“双重编码说”,认为文字与图片具有两种记忆系统,比两次都用语言或图片的效果要好得多。Tversky(1974)的研究结果表明,对字词以较多的注视,则回忆成绩好,而对图片以较多的注视,则回忆和再认的成绩较好。
Glenberg & Kruley(1992)的研究发现,让被试只读文章、配插图的文章、先读文章然后看插图时,当插图与课文同时呈现时阅读测验成绩是最高的。这一结果支持了插图帮助工作记忆加工的假设。此外,另有观点认为,插图可作为外部记忆,帮助读者迅速搜集信息并迅速送到工作记忆中去,以避免从课文中或长时记忆中提取信息,从而减轻工作记忆的负担。插图的作用在于给了读者提供第二次学习的机会,从而提高了他们理解和记忆的效果。
Royer & Cabl(1976)的研究发现,在课文前加上有助于理解上下文关系的插图将会提高学习者的记忆水平。Dwyer(1967)及其合作者的研究很有价值。他们设计了四种测验及其相关的指标:图画测试、区别测试、术语用法测试、理解测试,将这些材料以不同的方法呈现给不同的被试,被试对象为医科大学生。结果表明,大学生大部分都喜欢有插图的教科书。在四类测验中,绘画测验组表示有插图的课文效果比较好,因为它可以提供较多的空间信息;而插图性课文在理解测验中的优势微乎其微,因为它需要更多的空间思维和言语信息的结合;比较侧重于言语信息的术语测验,它从插图中的得益是中等程度。由此,Dwyer得出结论“使用某些可视图例自学可以促进学生达到特定的教育目标”,对某些特殊的教育目标,学习者倾向于有插图学习材料。
Dana(1980)发现,图示组织会促进对一篇多主题课文的理解。Alver-mann(1981)则发现,图示组织只有在读者要求认识课文信息的情况下才有助于学习。Berrnard(1981)也证实,在阅读之前使用的某些既定的空间图示组织对特殊的教育目的有用。Moore & Keadence(1979)及Borron (1980)的研究发现,由儿童自己制作的图示更可以促进学习。根据测算结果分析,那些通过绘图来进行学习的学生成绩平均提高了30%。当然,这在不同年龄阶段的学生身上反映不同。
有关避免遗忘影响的实验表明,图片对于理解至少有一个适度的积极影响,插图也许为学习者理解教材提供了一个情境。在Bransford & Tohnson(1972)的典型研究中,看了图片的被试回忆信息量两倍于那些没有看图片的对照组。所以有人认为,图片的基本功能是帮助理解,而不是在回忆时作为回忆的线索,插图也许会导致读者提高他们的语言分析能力。Sherman(1976)指出,图片提供了文章刻画的现场并且提供了表达文章内容的一个模糊的说明。在对课文观点的回忆中,提供了部分课文插图的实验组回忆水平超出了只提供全部课文或全部为插图的实验对比组。
4 未来的研究展望
我们可以看到,目前插图的使用日益广泛,但随着多媒体技术的发展,插图正在由静态插图向动态插图转变,因此,未来将对多媒体环境下插图的效果和机制等进行更深入的研究。
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