认知负荷理论概念
认知负荷理论
认知负荷理论：教学设计研究的新视角认知负荷理论（CognitiveLoadTheory，以下简称CLT）最早由澳大利亚教育心理学家J．Sweller于20世纪80年代提出。
CLT理论从认知结构入手考虑教学设计，为教学设计提供了一种新的理论视角。
本文对认知负荷的内涵、类型做了详尽描述，并对20世纪90年代以来CLT的研究进行了系统回顾，以期对当前的教学改革和实践产生借鉴意义。
一、CLT简介（一）认知负荷的内涵认知负荷是在某种场合下施加到工：作记忆中的智力活动的总的数量，对认知负荷起主要作用的是工作记忆必须注意的内容数量。
认知负荷与教学设计、学习绩效有重要关联。
教学过程中，认知负荷过低，会造成时间浪费；认知负荷过高，又会阻碍学习者的信息加工活动：教学的理想模式是学习者可以满负荷工作。
因此，教学设计的目的就是为了能够帮助学习者顺利开展学习活动，即用最少的心理资源获取最多的知识。
（二）CLT的理论基础CLT主要吸收和利用了现代认知心理学关于工作记忆和注意的研究成果。
工作记忆是完成认知活动的基本成分，是意识的焦点。
外界信息只有进入到工作记忆中，才能被加工和认识。
但工作记忆只能同时加工7个左右的信息组块，而且其负有加工、组织、比较等任务，工作记忆只能同时记住2-3信息组块。
如果同时进入工作记忆的信息组块超过数量限制，记忆容量就会超载，信息加工活动就会受阻或根本无从开展。
注意最基本的特征是选择性。
学习者在学习过程中，会出现许多无法预测的额外认知活动，这势必会分散学习者的注意力，而注意大量信息无疑又会加重认知负荷。
集中注意对某些信息进行深度、细致加工，工作记忆中的目标信息会相应地减少，而工作记忆中的信息超载问题实质上就是注意资源分配不足问题。
工作记忆容量的有限性和可同时利用心理资源的有限性，决定了存在着认知负荷问题的存在。
二、认知负荷的种类及其含义（一）原生性认知负荷（intrinsiccogntiveload）学习者加工的信息类型和信息结构会随情境的不同而变化，但组成信息的元素之间交互性是学习材料的关键特征。
什么是认知负荷？
什么是认知负荷？认知负荷是指在进行认知任务时，个体需要投入的心理资源的总量。
它反映了个体在处理信息时所需的认知努力和负担。
认知负荷理论是由心理学家约翰·斯万德勒提出的，它对于理解学习和思维过程中的资源分配和效率至关重要。
认知负荷分为三个主要类型：内部认知负荷、外部认知负荷和构建认知负荷。
1. 内部认知负荷：这是指与任务本身相关的认知处理。
当个体需要处理复杂的信息、解决困难的问题或记忆大量的信息时，内部认知负荷会增加。
例如，在学习新概念或解决复杂的数学问题时，个体需要集中注意力、分析信息并进行推理，这些都会增加内部认知负荷。
2. 外部认知负荷：这是指与任务环境相关的认知处理。
当个体需要同时处理多个任务、注意力分散或在嘈杂的环境中工作时，外部认知负荷会增加。
例如，在工作中同时处理多个项目、参加嘈杂的会议或者在复杂的交通环境中驾驶，都会增加外部认知负荷。
3. 构建认知负荷：这是指个体在学习新任务或技能时所需的认知处理。
当个体需要将新知识与已有知识进行关联、整合和应用时，构建认知负荷会增加。
例如，在学习新的软件程序或学习新的语言时，个体需要将新的信息与已有的知识进行联系，这会增加构建认知负荷。
为了有效地管理认知负荷，个体可以采取以下策略：1. 分解任务：将复杂的任务分解为更小的子任务，逐步完成。
这样可以减少内部认知负荷，使任务更易于处理。
2. 提供清晰的指导：给予明确的指导和规则，帮助个体理解任务的要求和步骤。
这可以减少构建认知负荷，使个体更容易理解和应用新的知识。
3. 减少干扰：提供一个安静、无干扰的学习或工作环境，以减少外部认知负荷。
这可以帮助个体更好地集中注意力和处理任务。
4. 练习和反馈：通过反复练习和及时的反馈，帮助个体建立起自动化的认知过程，减少认知负荷。
随着经验的积累，个体可以更高效地处理任务。
总之，认知负荷是指个体在进行认知任务时所需的心理资源的总量。
了解认知负荷的概念和管理策略可以帮助我们更好地理解和改善学习、思考和工作的效率。
智能教育时代认知负荷理论发展、应用与展望——“第十一届国际认知负荷理论大会”综述
智能教育时代认知负荷理论发展、应用与展望——“第十一届国际认知负荷理论大会”综述智能教育时代认知负荷理论发展、应用与展望——“第十一届国际认知负荷理论大会”综述引言随着智能教育时代的到来，认知科学领域的研究变得日益重要。
在这个背景下，认知负荷理论成为了教育工作者和研究人员们关注的焦点。
为了促进该理论的发展和应用，第十一届国际认知负荷理论大会于近期在某国举行，本文将对此次大会的主要议题和达成的共识进行综述，并对未来发展方向进行展望。
一、理论发展1.1 认知负荷理论的基本概念认知负荷理论是由约翰·普斯廷斯基和贝尔·范莱因在20世纪90年代初提出的，该理论主要研究人们在学习和任务执行中的认知负荷。
根据其理论，人类的认知系统具有有限的认知资源，当任务对认知资源的需求超过个体所能提供的资源时，就会出现认知负荷过高导致学习效果下降的情况。
1.2 理论关键点的发展在大会上，与会专家对认知负荷理论的关键要素进行了进一步的研究和讨论，包括：内在认知负荷、外在认知负荷和循环认知负荷。
与会专家认为，这三个要素是理解认知负荷的关键，同时也提出了更为准确的测量和评估方法。
1.3 理论的实证研究与应用在会议中，专家们分享了他们在认知负荷理论实证研究和应用方面的成果。
一些研究项目探索了如何通过降低学习材料的复杂性和提供有针对性的反馈来减轻学习者的认知负荷。
另一些项目则关注于设计智能教育工具，以帮助学生更有效地管理和调控自己的认知负荷。
二、应用展望2.1 智能教育技术的发展智能教育技术在促进学习者认知负荷理论的应用方面具有巨大潜力。
未来，智能教育工具将会越来越注重个性化学习，通过人工智能和大数据分析，教学系统能够根据学生的认知负荷水平，进行智能化的教学设计和个性化的学习辅导。
2.2 认知负荷理论在职业培训和终身学习中的应用随着现代社会的快速发展，职业培训和终身学习成为了每个人不可或缺的一部分。
认知负荷理论的应用将帮助教育者和培训者更好地设计和组织培训课程，确保学习者能够充分利用其有限的认知资源，并提供相应的教学支持和辅导。
认知负荷理论
1 来源---提出
认知负荷（cognitive load）的理论研究最初来源于脑力负荷或心理 负荷（mental workload）的诸多研究成果。国际上对脑力负荷或心 理负荷的研究最早美国心理学家 Miller，1956 年就开始了这方面的研 究。
真正被应用于教育领域，是悉尼的新南威尔士大学教育学院的心理 学家 John Sweller 于 1988 年，在研究“学习材料和教学方法对学习 者概念掌握和认知加工的影响”中提出来的，认为“认知负荷”是 指人在信息加工过程中所用的心理认知资源的总量,主要是从认知资 源的角度来考察学习，特别是复杂任务的学习。
3 发展
2 是什么---定义
国内： 辛自强和林崇德认为，认知负荷可视为加工特定数量信息所要求的“心理能量” 水平，随着要加工的信息数量的增加，认知负荷也增加； 曹宝龙等认为，认知负荷指一个事例中智力活动强加在工作记忆上的总数； 赖日生等认为，认知负荷指的是在某种场合下施加到工作记忆中的智力活动的总 的数量； 赵俊峰认为，认知负荷存在着理论与实践两个层面：理论层面主要着眼于实验室 研究，它是指学生学习过程中完成所给认知任务而需要的心理资源数量；实践层 面主要着眼于实际应用研究，与教育实践紧密结合，它是指在单位时间内学生知 觉到的认知加工任务的份量。 苏月东认为，学生学习过程中的认知负荷是指学生对学习任务、责任以及时间压 力的知觉和体验。对该概念认识上的不统一源于认知负荷的多维性、复杂性、内 隐性等特点。
1 来源---理论基础
1 来源---理论基础
工作记忆理论：感觉记忆，工作记忆（5—9个组块）和长时记忆
2 是什么---定义
研究者对认知负荷的定义还没有形成统一的认识，不同的研究者从各自 的角度提出对认知负荷的理解，表达出不同的看法，尤其是操作性定义 有较大的差别。 国外： Cooper将认知负荷定义为一个特定的作业时间内施加于个体的工作记忆 的心理活动总量； Paas 和 Van Merrienboer则认为，认知负荷由多维度构成，是执行一项具 体任务时加于个体认知系统的负荷； Quiroga 等人认为，认知负荷通常被界定为用来促进学习活动的认知资源 投入程度。
认知负荷理论在医学教学中的应用与拓展
设计合理的实验方案：确 定实验目的、实验对象、 实验材料等
实施实验：按照实验方案 进行实验操作，收集数据
分析实验结果：对收集到 的数据进行统计分析，得 出结论
撰写研究报告：将实验过 程、结果和分析写成研究 报告，供他人参考和评价
实证研究结果的分析与解读
认知负荷理论在医学教学中的应用效果 实证研究的方法与过程 实证研究结果的具体数据与分析 对实证研究结果的解读与启示
教学方法的改进：教师需要根据认知负荷理论的原则，改进教学方 法，降低学生的认知负荷，提高教学效果。
教学资源的整合：教师需要整合各种教学资源，如教材、案例、视频 等，以帮助学生更好地理解和掌握知识。
教学评价的改进：教师需要根据认知负荷理论的原则，改进教学评 价方式，以便更准确地评估学生的学习效果。
Part 04
认知负荷理论在医学教学中的 拓展
基于认知负荷理论的医学教学模式创新
认知负荷理论在医学教学中的应用：合理分配学习任务，降低认知负荷
医学教学模式创新的必要性：提高教学效果，适应现代医学教育需求
基于认知负荷理论的医学教学模式创新：设计合理的教学活动，提高学生 的学习兴趣和参与度 实例分析：介绍一些成功的基于认知负荷理论的医学教学模式创新案例， 如案例教学、问题导向学习等
认知负荷理论在医学教学中的 拓展研究
认知负荷理论在医学教学中的 创新研究
认知负荷理论在医学教学中的 实践研究
对医学教育发展的影响与启示
认知负荷理论在医学教学中的应 用，可以提高学生的教育的 改革和创新。
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06
结论与展望
Part 01
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Part 02
认知负荷理论在教育实践中的应用
认知负荷理论在教育实践中的应用认知负荷理论（Cognitive Load Theory, CLT）是由心理学家约翰·斯维勒（John Sweller）在20世纪80年代提出的一种教育心理学理论。
该理论主要关注学习过程中人类认知资源的限制，以及如何通过合理设计教学活动来优化学习效果。
随着教育技术的发展和心理学研究的深入，认知负荷理论在教育实践中得到了广泛的应用，其核心目的是帮助教师和教育设计者更有效地构建学习环境，从而提高学生的学习效率和知识掌握水平。
认知负荷理论的核心概念是“负荷”（Load）。
认知负荷可以分为三种类型：内在负荷（Intrinsic Cognitive Load）、外在负荷（Extraneous Cognitive Load）和固有负荷（Germane Cognitive Load）。
内在负荷指的是学习任务本身的复杂性以及学习者已有知识水平的关系。
外在负荷则是由于不恰当的教学材料、资源布局或教学策略造成的认知负担，固有负荷与学习者如何将新信息整合进已有知识结构的努力和认知资源相关。
教育者需要尽量降低外在负荷，并适当调节内在负荷，以促进学生的有效学习。
在教育实践中，认知负荷理论的应用可以从多个方面进行探讨。
首先，在课程设计阶段，教师可以依据认知负荷理论的原则来选择和组织教学内容。
对学习材料进行精简，将重要知识点提炼出来，可以降低学生在学习过程中面临的非必要信息的干扰。
通过使用模块化的教学设计，教师可以逐步增加内在负荷，使学生能够循序渐进地理解复杂概念。
其次，在教学方法的选择上，教师可以采用多种策略来降低外在负荷。
例如，使用图示、示意图或者概念图来辅助讲解，可以帮助学生更直观地理解抽象概念。
同时，教师可利用分组讨论、小组合作等方式，让学生在互动中吸收知识，通过同伴学习来减轻个体认知负荷。
此外，采用多媒体教学，将文本、音频和视频等多种形式结合起来，有助于更好地吸引学生注意力，同时利用多种感官共同参与学习，从而提高学习效果。
认知负荷
1.1认知负荷概述
认知负荷的分类:
·内在认知负荷 ·无效认知负荷 ·有效认知负荷
1.1认知负荷概述 认知负荷的分类：
·瞬时认知负荷 ·平均认知负荷 ·累积认知负荷 ·闲置能力 ·总负任务绩效测量法
双任务模式
·生理测量法
认知负荷的影响因素：
任务新颖性
认知负荷理论
地理学院
翟军
2015年12月5日
1.1认知负荷概述
认知负荷的定义
在一个特定的时间内施加于个体认知系统的心 理活动量。 心理努力是认知负荷的重要指标，它是指对活 动的实际投入的认知资源的多少，反应实际的认 知负荷水平。
1.1认知负荷概述
认知负荷的理论基础：
·资源有限理论 ·图式理论
过滤理论：
不是所有的信息都可以进入人脑，信 息在进入人脑之前要经过过滤和选择。
衰减理论：
信息的过滤不是一种有或无的过程，而 是一种伴随衰减的过程。信息没有被接受不 是它没有进入人脑，而是它的刺激强度没有 达到人的感觉阀限。对人有意义的信息阀限 会降低，容易被激活。
建构主义理论：
1.学习是学习者的主动建构的过程。 2.建构过程既包括对新知识的建构， 也包括对原有知识的改造与重组。 3.学习者都是以自己的方式建构知识 的意义，所以不同的人对同一信息会有不 同的理解。
任务特征
任务复杂性
时间压力 材料性质 能力与经验
认知风格
学习者特征
元认知 自我效能感
谢谢！
·过滤理论
·衰减理论
·建构主义理论
资源有限理论：
完成每一项任务都需要运用心理 资源，操作几项任务可以共用心理资源， 但是人的心理资源的总量是有限的。主 要指工作记忆的容量，工作记忆是一个 允许同时存储和管理临时信息过程的有 限容量系统。（类似于手机或电脑的运 行内存）。
认知负荷理论
认知负荷理论
认知负荷理论（Cognitive Load Theory，缩写为CLT）是一个影响人们学习效率和学习结果的教学模式，科学家马里奥·施皮尤利（Marios S. Pissurlen）于1988年提出，主要是研究教学中不同负荷水平状态，让学习者有效地获取新的知识。
由于不同的学习过程中会出现复杂的知识与问题，认知负荷理论可以更好的帮助教师分析并管理学习者的学习负荷。
它认为学习者在学习中可能出现以下三种内容负荷：结构负荷、表示负荷和交互负荷。
首先，结构负荷是指它把学习过程中知识和技能的连接以及它们之间的关系结构分解成小和简单的单元，以便学习者能够更好地完成学习中出现的问题。
结构负荷可以通过适当的结构设计、合理的表示方法和恰当的问题设计来管理。
其次，表示负荷是通过提供一个适当的表示例如图形和文字等，能够明确地减少学习者的学习负荷，并使复杂的结构更易懂。
表示负荷通常可以通过制作表格和图形来清晰地表达学习课程的内容，提高学习者的学习效率。
最后，交互负荷是指把知识元素和学习内容呈现给学习者的方式，使学习者能够方便的接收信息。
比如在学习的过程中，给学生一些明确的练习有助于他们排忧解难，改变自身的思维模式，从而帮助学生增加知识学习的效率。
认知负荷理论的主要功能是提供一个科学的分析框架，用于从宏观和微观两个层次来分析学习者在学习中会出现的各种困难，从而为教师提供更合理、有效的学习方法，更好地帮助学习者取得更多的成果。
如果有效地利用认知负荷理论，可以更有效地设计课程，优化学习的效果，从而更好地帮助学习者实现自身的目标。
认知负荷理论在教学设计中的应用及其启示
三、认知负荷理论对教学设计的 启示
1、学生个体差异
每个学生工作记忆容量不同，对同一任务的认知负荷也会有所不同。在教学 设计中，教师应学生的个体差异，采用个性化的教学方法和策略，以满足不同学 生的需求。
2、培养自主学习能力
认知负荷理论强调学生的自主学习能力。在教学设计中，教师应注重培养学 生的自主学习能力，帮助他们学会如何分配注意力、管理时间和任务、自我评估 等。这将有助于学生在学习过程中更好地控制认知负荷。
根据认知负荷理论，将复杂任务分解为更小、更易于管理的子任务，有助于 降低认知负荷。因此，在教学设计中，教师应将课程内容分解为模块，逐步引导 学生从基础概念开始，逐步深入到更复杂的问题。
2、交互式教学
交互式教学通过增加学生与教师、同学之间的互动，提高学生的参与度，从 而降低认知负荷。通过小组讨论、角色扮演等方式，学生可以在轻松的氛围中学 习和交流，将更多精力投入到思考和解决问题上，而不是记忆大量信息。
正文
1、减轻学生的认知负荷
在高一英语阅读教学中，学生的认知负荷主要来源于两个方面：内在认知负 荷和外在认知负荷。内在认知负荷与阅读材料的难度和复杂性有关，而外在认知 负荷则与教师的教学策略和课堂环境有关。为了减轻学生的认知负荷，教师可以 采取以下措施：
（1）选择适合学生水平的阅读材料：教师应根据学生的实际英语水平，选 择难度适中的阅读材料。阅读材料应具有趣味性和实用性，以激发学生的阅读兴 趣。
在减轻学生认知负荷的基础上，教师可以采取以下措施提高学生的学习效果：
（1）培养学生的阅读技巧：教师可以通过引导学生进行预测、略读、扫读 等技巧的训练，提高学生的阅读速度和理解能力。
（2）拓展学生的词汇量：词汇量是影响阅读理解的重要因素。教师可以组 织词汇学习活动，帮助学生积累词汇，提高阅读的效果。
智能教育时代认知负荷理论发展、应用与展望——“第十一届国际认知负荷理论大会”综述
智能教育时代认知负荷理论发展、应用与展望——“第十一届国际认知负荷理论大会”综述智能教育时代认知负荷理论发展、应用与展望——“第十一届国际认知负荷理论大会”综述引言随着科技的不断发展，智能教育已成为教育界的热门话题。
在这个信息爆炸的时代，人们对教育方式和效果的要求越来越高，《智能教育时代认知负荷理论发展、应用与展望——“第十一届国际认知负荷理论大会”综述》将回顾认知负荷理论在智能教育中的发展、应用以及未来的展望。
一、认知负荷理论的基本原理认知负荷理论是由德国心理学家John Sweller在20世纪80年代初提出的。
其基本原理是认为人脑的工作记忆容量有限，当学习任务超过个体的工作记忆容量时，认知负荷将超过极限，影响学习效果。
认知负荷理论认为减少不必要的认知负荷是提高学习效果的关键。
二、智能教育中的认知负荷理论应用1. 智能教育的发展趋势智能教育时代，教育更加个性化、智能化。
学生可以根据自身的学习需求和兴趣进行学习，而教师也能够根据学生的个体特点量身定制教学内容。
智能教育为认知负荷理论的应用提供了更多的可能性。
2. 智能教育中的个体差异在智能教育中，个体差异表现得更加明显。
每个学生的学习能力、兴趣和习惯都不同，因此，教学过程需要根据学生的个体特点进行调整，减少不必要的认知负荷，提高学习效果。
3. 智能教育中的新媒体与认知负荷智能教育时代，新媒体在教学中的应用越来越广泛。
新媒体以其形象直观、互动性强的特点，能够提供更多的资源和可能性，但也会增加学生的认知负荷。
在智能教育中，如何合理利用新媒体，减轻学生的认知负荷成为重要的课题。
三、第十一届国际认知负荷理论大会综述第十一届国际认知负荷理论大会于某年某月在某地举行。
本次大会旨在回顾认知负荷理论在智能教育中的应用，并探讨其未来发展的方向。
1. 大会主旨演讲本次大会邀请了国内外认知负荷理论的专家学者进行主旨演讲，其中包括John Sweller、Richard Mayer等。
认知负荷理论
认知负荷理论是由澳大利亚新南威尔士大学的认知心理学家约翰·斯威勒（John sweller）于1988年首次提出的，它基于米勒等人的早期研究。
自从认知负荷理论被提出以来，全世界的研究者对其进行了研究。
本文旨在介绍最新的认知负荷理论并总结其近年来的发展。
理论介绍人的认知结构认知负荷理论假设人类认知结构由工作记忆和长期记忆组成。
工作存储器，也称为短期存储器，容量有限，一次只能存储5-9条基本信息或信息块。
在处理信息时，工作存储器一次只能处理两个或三个信息，因为存储在其中的元素之间的交互也需要工作存储器空间，这减少了可以同时处理的信息数量。
工作记忆可分为“可视空间缓冲区”和“语音圈”。
长期记忆是爱立信和金特奇在1995年提出的。
长期记忆的能力几乎是无限的。
存储在其中的信息可以是小而零碎的事实，也可以是大而复杂的交互式序列化信息。
长期记忆是学习的中心。
如果长期记忆的内容没有改变，就不可能持久地学习。
根据认知负荷理论，教学的主要功能是将信息存储在长期记忆中。
知识以模式的形式存储在长期内存中。
模式根据信息元素的使用方式来组织信息。
它提供了一种知识组织和存储的机制，可以减少工作内存的工作量。
模式可以是任何学习的东西，无论大小，都将其视为内存中的实体。
子元素或低级模式可以集成到较高级模式中，并且不再需要工作内存空间。
尽管工作存储器处理的元素数量受到限制，但是由于架构的构建，工作存储器处理的信息量没有明显限制。
因此，架构构建可以减少工作内存的工作量。
构建模式后，经过大量实践，可以将其进一步自动化。
模式自动化可以为其他活动释放空间。
由于具有自动化功能，熟悉的任务可以准确，流畅地操作，而学习陌生的任务则可以获得较大的工作存储空间，因此可以实现较高的效率。
为了构造模式，必须处理信息。
在将信息以架构形式存储在长期存储器中之前，必须提取信息的相关部分并在工作存储器中进行操作。
工作记忆的负荷受材料的固有性质，材料的呈现方式和学生的活动的影响。
认知负荷理论我们如何在处理信息时分配有限的注意力和认知资源
认知负荷理论我们如何在处理信息时分配有限的注意力和认知资源认知负荷理论是指在处理信息时，我们如何有效地分配有限的注意力和认知资源。
它涉及到人类大脑在同时进行多个任务时的认知能力和负荷管理。
本文将介绍认知负荷理论的概念、原理及应用，并提供一些实用的方法帮助我们更好地管理认知负荷。
一、认知负荷理论概述认知负荷理论由心理学家约翰·斯文斯顿（John Sweller）于1988年提出，旨在解释人类在处理信息时的认知负荷情况。
该理论主要关注人类工作记忆的容量和注意力的分配。
1. 工作记忆容量工作记忆是指短期存储和处理信息的能力。
根据认知负荷理论，人类的工作记忆容量有限，一般认为只能同时处理7±2个单元的信息。
当处理的信息超过工作记忆的容量限制时，就会导致认知负荷增加，进而影响学习和思考的效果。
2. 注意力分配注意力是指人类有意地关注某个特定对象或任务的能力。
根据认知负荷理论，人类的注意力也是有限的。
在面对多个任务时，注意力的分配将受到限制，从而影响认知过程的效率和准确性。
二、认知负荷理论的三个类型根据认知负荷理论，我们可以将认知负荷分为三个类型：1. 内在认知负荷内在认知负荷是指由任务本身决定的认知负荷，与任务的复杂性和难度直接相关。
例如，解决一个复杂的数学问题需要更多的内在认知负荷。
2. 外部认知负荷外部认知负荷是指与任务相关的外部资源使用情况。
例如，在学习一门新技能时，使用纸笔记录笔记和练习翻译等行为会增加外部认知负荷。
3. 过渡性认知负荷过渡性认知负荷是指在处理任务时由于切换注意力而导致的认知负荷。
例如，在进行多任务处理时，频繁地在不同任务之间切换将会增加过渡性认知负荷。
三、认知负荷理论的应用了解认知负荷理论对于提高学习和工作效率非常重要。
以下是一些认知负荷理论的应用方法：1. 优化任务设计根据认知负荷理论，合理设计任务可以减轻认知负荷。
例如，可以将一个复杂的任务拆分为多个简单的子任务，以便更好地处理。
从认知负荷视角探究翻转课堂——兼及翻转课堂的典型模式分析
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认知心理学研究中的认知负荷理论
认知心理学研究中的认知负荷理论引言认知负荷理论是认知心理学中的一个重要理论，它探讨了人类在进行认知任务时所面临的负荷情况。
在认知心理学领域，人们对认知负荷的理解和研究对于提高学习和工作效率、改善人机交互设计和认知训练等方面具有重要意义。
本文将探讨认知负荷理论的基本概念、分类以及其在实际应用中的意义。
认知负荷理论的基本概念认知负荷理论最早由心理学家John Sweller在1988年提出，它主要研究人类在进行认知任务时所面临的认知负荷情况。
认知负荷可以理解为人脑在进行认知任务时所承受的心理负担或压力，它包括三个主要的组成部分：内部认知负荷、外部认知负荷和交互认知负荷。
内部认知负荷是指在认知任务中，人脑需要对信息进行加工、存储和检索等高度复杂的认知过程。
这种认知负荷主要与任务的难度、复杂度以及人的认知能力有关。
例如，当人们在学习新的知识或解决复杂的问题时，内部认知负荷较高。
外部认知负荷是指人脑在进行认知任务时，需要处理的外部信息的数量和复杂度。
这种认知负荷主要与任务的环境和外部刺激有关。
例如，在一个嘈杂的环境中进行学习或工作，外部认知负荷较高。
交互认知负荷是指人脑在进行认知任务时，需要处理和协调的多个任务或多个任务之间的切换。
这种认知负荷主要与任务的多样性和任务之间的关联性有关。
例如，在同时进行多个任务或需要频繁切换任务的情况下，交互认知负荷较高。
认知负荷的分类根据认知负荷的性质和来源，可以将其分为三种类型：固有认知负荷、外部认知负荷和引导认知负荷。
固有认知负荷是指在进行某项任务时，所必需的基本认知负荷。
它主要与任务的复杂度和难度有关，是无法避免的。
例如，在学习一门新的学科时，需要记忆和理解大量的知识点，这是固有认知负荷。
外部认知负荷是指在进行任务时，与任务无关的外部信息对认知过程的干扰。
这种认知负荷可以通过减少干扰源或提供更清晰的任务指导来降低。
例如，在学习时关闭手机或电视，可以减少外部认知负荷。
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认知负荷理论认知负荷理论是由澳大利亚新南威尔士大学的认知心理学家约翰·斯威勒(John Swdler)于1988年首先提出来的，它以Miller等人早期的研究为基础。
认知负荷理论自被提出以来，得到了世界各地研究者的诸多研究。
本文欲对最新的认知负荷理论做一介绍，并总结分析其这些年来的发展情况。
一、认知负荷理论1．人类的认知结构认知负荷理论假设人类的认知结构由工作记忆和长时记忆组成。
其中工作记忆也可称为短时记忆，它的容量有限，一次只能存储5—9条基本信息或信息块。
当要求处理信息时，工作记忆一次只能处理两到三条信息，因为存储在其中的元素之间的交互也需要工作记忆空间，这就减少了能同时处理的信息数。
工作记忆可分为“视觉空间缓冲器”及“语音圈”。
长时记忆于1995年由Ericsson和Kintsch等提出。
长时记忆的容量几乎是无限的。
其中存储的信息既可以是小的、零碎的一些事实，也可以是大的、复杂交互、序列化的信息。
长时记忆是学习的中心。
如果长时记忆中的内容没有发生变化，则不可能发生持久意义上的学习。
认知负荷理论认为教学的主要功能是在长时记忆中存储信息。
知识以图式的形式存储于长时记忆中。
图式根据信息元素的使用方式来组织信息，它提供知识组织和存储的机制，可以减少工作记忆负荷。
图式可以是任何所学的内容，不管大小，在记忆中都被当作一个实体来看待。
子元素或者低级图式可以被整合到高一级的图式，不再需要工作记忆空间。
图式的构建，使得工作记忆尽管处理的元素数量有限，但是在处理的信息量上没有明显限制。
因此，图式构建能降低工作记忆的负荷。
图式构建后，经过大量的实践能进一步将其自动化。
图式自动化可为其它活动释放空间。
因为有了自动化，熟悉的任务可以被准确流利地操作，而不熟悉任务的学习因为获得大限度的工作记忆空间可以达到高效率。
为了构建图式，信息必须在工作记忆中进行处理。
在信息以图式形式存储到长时记忆中之前，信息的相关部分必须在工作记忆中提取出来并进行操作。
工作记忆的负荷受来自材料的内在本质、材料的呈现形式及学生的活动的影响。
长时记忆中的图式是一种知识框架，在学习新的材料时，具有中央执行官能。
在学习新材料时，如果能从长时记忆中获取这类知识框架，材料就可以通过知识框架所提供的方法来进行学习；如果不能获得关于这些材料该如何组织的知识框架，则得采取随机学习的方式。
除了个体本身存于长时记忆中的图式以外，其他人所习得的知识在个体的学习过程中可也充当中央执行者。
2．认知负荷理论认知负荷是表示处理具体任务时加在学习者认知系统上的负荷的多维结构。
这个结构由反映任务与学习者特征之间交互的原因维度和反映心理负荷、心理努力和绩效等可测性概念的评估维度所组成。
cu 中鉴定的任务特征为任务形式、任务复杂度、多媒体的使用、时间压力及教学步骤。
相关的学习者特征由专业知识水平、年龄、空间能力组成。
心理负荷是认知负荷中源于任务和主体特征交互的方面，它由我们当前关于任务的知识和主体特征来决定，它是预期的认知空间需求指标，被看作是认知负荷的先验估计。
心理努力是知认知负荷中实际分配的用于容纳任务所加需求的认知容量方面。
心理努力在学习者学习时测量。
绩效可通过学习者的成绩来说明，如测试中答对题的数量、答错题的数量及所用的时间等。
学习者所支付的努力的强度是获得可靠认知负荷估计的要素。
CLT 认为有三种类型的认知负荷：内部认知负荷，外部认知负荷和关联认知负荷。
由于元素间交互形成的负荷称为内部认知负荷，它取决于所要学习的材料的本质与学习者的专业知识之间的交互，教学设计者不能对它产生直接的影响。
外部认知负荷是超越内部认知负荷的额外负荷，它主要是由设计不当的教学引起的。
关联认知负荷于1998年提出，是指与促进图式构建和图式自动化过程相关的负荷。
外部认知负荷和关联认知负荷都直接受控于教学设计者。
三种类型的认知负荷是相互叠加的。
为了促进有效学习的发生，在教学过程中应尽可能减少外部认知负荷，增加关联认知负荷，并且使总的认知负荷不超出学习者个体能承受的认知负荷。
认知负荷理论把人类的认知与生物的自然选择进化过程相比拟，作了如下假设：(1)教学的目的是在人类的长时记忆中建立知识；(2)处理新信息时有限的工作记忆是确保存储的大量信息发生微小但总是增加的变化的机制；(3)因为不能获得已经组织好的信息，变化是随机的，大的随机变化不可能生效；(4)鉴于没有确定变化本质的中央执行官能，随机而非预设的变化是不可避免的。
认知负荷理论认为适当结构的教学应把这些内容都考虑在内，提供中央执行官能，删除不必要的随机变化，从而促进长时记忆的改变。
教学允许其他人的长时记忆取代随机发生的变化和有效性测试，即执行中央执行官能。
认知负荷理论提供了促进教学中央执行官能使用的结构化教学效应。
世界各地的研究者提出了大量的这类效应，这些效应可归纳如下：二、教学效应及其描述1.目标自由效应用目标自由的题目来代替为学习者提供特定目标的传统题目2.样例效应用已经解决好的样例代替传统的问题，这些样例必须认真学习3.完成问题效应用待完成的问题来代替传统的问题，在问题中提供部分解决方案，其余的由学习者来完成4.分散注意力效应用一个整合的信息源来代替多种信息源(经常是图片并伴有文字)5.形式效应用口头的解释文本和视觉信息源(多种形式)代替书面文本和图表等视觉信息源(单一形式)6.想象效应让他们想象或心理练习材料来代替传统的附加学习7.独立交互元素效应在呈现元素高交互性的材料时，先给学习者呈现一些独立的元素，然后再呈现完全的材料8.元素交互效应当使用低元素交互的材料时，想象效应等教学效应消失，而当使用高元素交互时，他们又重现9.变式效应在不同变量情况或增加可变性及任务呈现的方式、定义特征的显著性、任务操作的上下文情境等情况下10.进行练习专业知识反效应当对新学习者来说很有效的教学方法在学习者获得更多的专业知识时无效甚至产生相反的效果11.指导隐退效应随着基于知识的中央执行者的发展，基于教学的中央执行者逐步隐退(fade)随着专业知识的增加，完整的样例可由部分完成的样例来代替：而随着专业知识的进一步积累，部分完成的样例可由问题来代替12.冗余效应用一种信息源来代替多种自洽(即他们能被独立理解)的信息源其中，专业知识反效应、冗余效应、想象效应是针对具有～定专业知识的学习者而言的；样例效应、分散注意力效应、形式效应则是针对新手而言的。
认知负荷理论（Cognitive Load Theory，以下简称CLT）最早由澳大利亚教育心理学家J．Sweller于20世纪80年代提出。
CLT理论从认知结构入手考虑教学设计，为教学设计提供了一种新的理论视角。
本文对认知负荷的内涵、类型做了详尽描述，并对20世纪90年代以来CLT的研究进行了系统回顾，以期对当前的教学改革和实践产生借鉴意义。
一、CLT简介（一）认知负荷的内涵认知负荷是在某种场合下施加到工：作记忆中的智力活动的总的数量，对认知负荷起主要作用的是工作记忆必须注意的内容数量。
认知负荷与教学设计、学习绩效有重要关联。
教学过程中，认知负荷过低，会造成时间浪费；认知负荷过高，又会阻碍学习者的信息加工活动：教学的理想模式是学习者可以满负荷工作。
因此，教学设计的目的就是为了能够帮助学习者顺利开展学习活动，即用最少的心理资源获取最多的知识。
（二）CLT的理论基础CLT主要吸收和利用了现代认知心理学关于工作记忆和注意的研究成果。
工作记忆是完成认知活动的基本成分，是意识的焦点。
外界信息只有进入到工作记忆中，才能被加工和认识。
但工作记忆只能同时加工7个左右的信息组块，而且其负有加工、组织、比较等任务，工作记忆只能同时记住2-3信息组块。
如果同时进入工作记忆的信息组块超过数量限制，记忆容量就会超载，信息加工活动就会受阻或根本无从开展。
注意最基本的特征是选择性。
学习者在学习过程中，会出现许多无法预测的额外认知活动，这势必会分散学习者的注意力，而注意大量信息无疑又会加重认知负荷。
集中注意对某些信息进行深度、细致加工，工作记忆中的目标信息会相应地减少，而工作记忆中的信息超载问题实质上就是注意资源分配不足问题。
工作记忆容量的有限性和可同时利用心理资源的有限性，决定了存在着认知负荷问题的存在。
二、认知负荷的种类及其含义（一）原生性认知负荷（intrinsic cogntive load）学习者加工的信息类型和信息结构会随情境的不同而变化，但组成信息的元素之间交互性是学习材料的关键特征。
低交互性的学习材料，在不考虑其他因素的情况下，就能被理解和学习；高交互性的学习材料只有学习某个元素并同时理解元素之间的相互关系，才会真正理解所学材料的意义。
原生性认知负荷是由学习材料的内在特性即材料内部元素的交互性水平决定的。
因此，原生性认知负荷是教学设计所无法改变的。
但需明确的一点是，原生性认知负荷与学习者未掌握适宜的图式有关。
图式是根据信息的功能及其用途规范化或类别化的信息单元，图式可以是学习过的任何知识结构或所学信息组成的任何知识结。
一个图式可以储存大量信息，并且图式可以从长时记忆提取到工作记忆中，在工作记忆中作为一个信息组块予以加工。
显然，图式的自动化及其无意识加工能减少工作记忆负荷。
尤其是在学习复杂材料时，要求更多认知资源的参与及对材料的构成元素间不断地相互链接，此时建构充分且丰富的图式更为重要。
（二）无关性认知负荷（extraneous cognitive load）无关性认知负荷是教学设计的缺损造成的额外的认知加工活动所致。
许多传统的教学设计程序往往易导致无关性认知符合的产生，因为这些教学设计程序没有考虑到学习材料的结构和学习者的学习风格。
研究无关性认知负荷在原生性认知负荷较高的情况下具有较高的价值。
原生性认知负荷较低，总的认知负荷一般不会超过工作记忆总的容量，学习活动可以顺利进行；只有原生性负荷较高的前提下，试图减少无关性认知负荷的教学设计才更为有效。
（三）相关性认知负荷（germane cognitive load）与无关性认知负荷相似，相关性认知负荷同样受到教学设计的影响。
但无关性认知负荷对学习起干扰作用，而相关性认知负荷能够对学习起促进作用。
教学设计的本质就是由无关性认知负荷向相关性认知负荷转变，控制好学习者的无关性认知负荷，增加学习者的相关陛认知负荷，同时保证总的认知负荷在工作记忆容量允许的范围内。
从建构主义关于学习的理论来看，相关性认知负荷与学习者能力的发展密切相关。
一方面利用样例的变化及提升创造力的教学设计，能够帮助学习者用相关性认知负荷代替无关性认知负荷，减少额外的认知加工活动；同时更为重要的是对相关性认知负荷的关注，能够多快、好省地提高学习的绩效，提高学习者的自我效能感。