多媒体认知理论

222多媒体认知理论

多媒体教学以多种方式的组合向学生呈现教学内容，它所呈现的知识生动活泼、具体形

象，改变了传统的单调的教学模式，使学生在多媒体教学的环境下更加直观地学习。但是，研究者们发现并不是所有的多媒体教学都优于传统教学。以往的多媒体教学界面设计主要基

于专家的经验或者设计者的思想，而不是基于学习者的学习特点，即以“设计者为中心”而

不是“以学习者为中心”。近年来，人们开始越来越多地关注如何使用多媒体技术提高教学效果，并且逐渐意识到要提高多媒体教学效果，必须依据多媒体环境下学习者的学习特点来

设计多媒体教学课件。因此，多媒体学习理论也就成了设计多媒体教学课件的重要指导理论之一。

Mayer等人在双编码理论、认知负荷理论和建构主义学习理论基础上建立了多媒体学习认知理论。针对该理论，他首先提出了三个前提假设，如表：

表2-1尊媒体学习认如理论的二个假没”

~~学月咅拥仃购个独工的信息加工通道，可分别加T视逆信息、听愛信息右跟痒战学习若亦进祎信息力II工时*每一个通道一次可同时加工的信息数歌足有限的胃注1诂圧汀信息加丨购-ft括了学

习肴对新情息的注意'对所选揮的主动加工

信息建/ •致的心理表征，以及将此心理視征与相关的知识经验进行整合

多媒林呈规協觉记忆工柞记忆长时记忆

图2-3多媒体学习认知理论

该理论认为，多媒体教学信息主要以两种方式呈现，即语词和画面。图2-3提供了一个

多媒体学习的认知模型，这个模型代表人类信息加工系统。教学信息以画面和语词的方式，通过眼睛和耳朵进入到学习者的感觉记忆中。学习者将感觉记忆中登记的语词信息和画面信

息有选择地贮存于工作记忆中。多媒体学习的主要过程发生在工作记忆中，在积极主动的意

识状态下，学习者将语词和画面分别组织成言语模型和图像模型，然后调用长时记忆中相关

的先前知识，最后将三者之间建立起相互的联系，最终实现信息的整合。上述信息加工过程

会在学习者的学习过程中不断重复出现，并且不遵循固定的步骤。该理论强调了：（1）在多

媒体学习中，画面和语词材料是在不同的加工系统中分开加工的。尽管信息是通过一个通道

进入信息系统，但是学习者也能够对信息的表征方式进行转化，从而使其能在另一条通道得

到加工。通过分析和转换，画面通道最终产生图像表征，而语词通道最终产生语词表征。（2）认知建构取决于学习者的主动认知加工。主动加工过程包括形成注意、组织新进入的信息和

将新进入的信息与其他知识进行整合。只有完成了主动加工的过程，学习者才能对新的知识

建立起心理模型，学习才是有意义的。（3）每个通道上一次加工的信息数量是有限的。因此，若对视觉通道和听觉通道一次呈现太多的加工元素将会超出学习者的认知负荷而阻碍学习。

多媒体学习认知理论主要通过整合语词和画面进行有意义的学习。为了进一步研究多媒体对学

习者的学习成效的影响，Hede 提出了多媒体对学习效应的整合模型。他认为多媒体对学习效应的整合模型由 4 类12个元素组成。第 1 类元素与多媒体输入有关，包括视觉输入、听觉输入和学习者控制。视觉和听觉是信息输入的两个主要通道。视觉输入和听觉输入都可以采用多种形式。多媒体课件可以由任何输入形式的组合来形成，但这些组合却并非一定是有效的。多媒体课件同时提供给学习者一定程度的控制和交互，而这个程度则应根据他们的学习能力来决定。第 2 类元素与认知加工有关，包括注意和工作记忆。在工作记忆中学习者进行认知加工，并在此过程中发挥多媒体的作用。工作记忆对多媒体信息进行加工受到许多影响因素的作用，例如认知负荷、信息之间的语义干扰、通道效应等等。第 3 类元素与学习者的动力特性有关，包括学习动机、学习者的认知参与和学习风格。学习动机是学习的主要变量。最初诱发学习者学习动机的是外部动机因素。但当学习内容有趣且富有挑战性时，学习者内在的学习动机会被激发，学习者会对学习内容产生持续的兴趣，并积极地进行认知参与。第 4 类元素与知识和学习有关，包括了学习者的智力、反省、长时记忆和学习。学习者从多媒体信息中获得的刺激越多，学习效果也就越好，对其智力的发展也越有帮助。反省可以指导学习者进行自主学习，对当前的知识的学习开展批判性思考。长时记忆用于贮存信息，它既从工作记忆中接收信息，也为工作记忆提供了认知链接的基础，通过认知链接新旧知识之间能够建立起联系。整合模型中的最后一个元素是学习，它包括对多媒体学习材料的直接理解水平、以及唤起和应用已有知识的能力。

这个整合模型提供了设计多媒体教学课件时需要考虑的主要元素，它说明多媒体对学习的效应是复杂的，各元素之间存在着彼此的交互作用。在设计多媒体教学课件的时候必须考虑到学习者信息加工的复杂性和学习者的个体差异性。多媒体认知学习理论为交互性教学动画的设计和制作提供了一系列的原则。设计者可以使用这些原则来改进交互性教学动画的设计，更好地促进学习者的学习效果。在归纳和总结的基础上，笔者认为交互性教学动画的设计应当包括以下这些原则：

1. 多媒体原则

根据该原则，教学内容的呈现应同时使用画面和语词，而不是单独使用其中的一种呈现方式。语词和画面是两种不同的知识表征方式，它们分别在两种不同信息加工通道中进行加工。当只用一种方式呈现信息时，学习者在工作记忆中进行信息加工时则可能会因为言语表征或视觉表征的缺失而发生整合困难，尤其是对于那些学习能力较低的学习者而言，他们更加需要言语表征和视觉表征的同时提供，以帮助他们完成知识整合的过程。因此，在设计交互性教学动画的时候应当适当地呈现与画面对应的解说、提示等等，以促进学习者的认知加工。

2. 接近性原则

根据该原则，语词和画面在呈现的时间上应当同时而不是继时，在呈现的空间位置上应当邻近而不是远离。如果动画和解说在时间上保持协调，学习者更能在工作记忆中整合相应的视觉表征和言语表征。同样，如果画面与语词在空间位置上保持彼此相邻，也能促使学习

者更好地整合信息。在交互性教学动画设计时，应当合理安排解说与动画、文本与动画之间的时间及空间的对应。

3. 聚合性原则

该原则指出，以多媒体形式呈现的各个信息元素应当相互支持，有关联，而不仅仅起装饰的作用。在交互性教学动画中，以各种媒体形式呈现的知识应当相互支持、联系或扩展，促使学习者充分利用工作记忆进行信息加工。如果为了增加交互性教学动画的趣味性，增加

有趣但无关的信息时，反而会干扰学习者的学习。正如Hede 的整合模型指示的，交互性教

学动画中的趣味性及画面的设计感能在学习初期激发学习者的外部学习动机，但是这仅限于在学习初期起作用，要使学习者保持学习的兴趣并持续努力的学习，学习内容本身必须有趣且富有挑战性，这样才能激发学习者内在的学习动机，。因此，在设计交互性教学动画的时候，画面和语词应选择以