认知负荷理论
课件设计中的认知负荷理论
认知负荷是指在学习过程中,学 习者需要处理的认知任务的总和 ,包括工作记忆和长时记忆中的 信息。
认知负荷的来源
01
02
03
学习材料的复杂性
学习材料的难度、信息的 呈现方式等都会影响认知 负荷。
学习任务的难度
学习任务的要求、目标和 学习者的背景知识等都会 影响认知负荷。
学习者的个体差异
学习者的年龄、经验、能 力等方面的差异也会影响 认知负荷。
课件中过度使用媒体,导致学习者在 接受信息时产生认知超载。
媒体质量差
课件中的媒体素材质量差,影响学习 者的视觉和听觉体验,增加认知负荷 。
交互设计问题
交互设计不合理
课件中的交互设计不合理,影响 学习者的交互体验和认知加工效
率。
缺乏及时反馈
课件中缺乏及时、有效的反馈, 导致学习者无法及时了解自己的
学习状况。
任务设计
教育游戏的任务应具有挑战性且难度适中,避免过于复杂和繁琐 的任务,以免增加学习者的认知负荷。
情境创设
创设与现实生活相关的情境,使学习者更好地融入游戏,降低认 知负荷。
激励机制
通过合理的激励机制,激发学习者的学习兴趣和动力,降低认知 负荷。
CHAPTER 05
案例分析
优秀课件设计案例在此添加您来自文本17字此课件主要以静态内容为主,缺乏互动性和参与感,导 致学生学习兴趣降低。
此课件试图包含过多的内容,导致页面拥挤,信息过于 复杂,使学生难以理解和吸收。
案例二:缺乏互动性
课件中缺乏互动环节,如小游戏、实时反馈等,使得学 生在学习过程中感到枯燥乏味,无法保持长时间的集中 力。
CHAPTER 06
总结与展望
未来研究的方向
心理学中的认知负荷理论研究
心理学中的认知负荷理论研究认知负荷理论是心理学中一种重要的理论模型,旨在解释人类认知过程中的信息处理能力和负荷之间的关系。
本文将从理论的起源、基本假设、影响因素以及实验研究等方面进行探讨,帮助读者更好地理解认知负荷理论。
一、认知负荷理论的起源认知负荷理论最早由心理学家约翰·斯万德(John Sweller)于1988年提出。
他在研究学习过程中发现,人们在学习新的知识或解决复杂问题时,会面临信息处理能力不足的挑战。
二、认知负荷理论的基本假设认知负荷理论基于以下两个基本假设:1. 人类认知系统有限:人们的工作记忆容量有限,一次只能处理有限数量的信息。
当信息超过处理能力时,就会出现认知负荷过高的情况。
2. 学习新知识需要将注意力集中在相关信息上:人们在学习新知识时需要将注意力集中在相关信息上,以便更好地记忆和理解。
三、认知负荷理论的影响因素1. 内在认知负荷:与任务本身相关的认知负荷,如任务的复杂性、前提知识的需求等。
2. 外在认知负荷:与任务外部环境相关的认知负荷,如环境的嘈杂程度、干扰因素等。
3. 提早学习:为减轻认知负荷,人们可以选择预先学习相关知识,以便在实际任务中更顺利地处理信息。
四、实验研究1. 实验一:影响认知负荷的因素研究者在实验中让被试者分别完成两个任务:一个是较简单的任务(任务A),另一个是较复杂的任务(任务B)。
结果显示,在同时进行任务A和任务B的情况下,被试者的表现受到了干扰,出现了认知负荷过高的情况。
2. 实验二:提早学习对认知负荷的影响研究者让被试者预先学习了任务B的相关知识,并与没有进行预先学习的情况进行对比。
结果显示,进行了提早学习的被试者在完成任务B时,表现更好,认知负荷更低。
五、结论与展望认知负荷理论为我们解释了人类认知过程中的限制和挑战,对于指导学习、教育以及工作设计都具有重要意义。
未来的研究可以进一步探索认知负荷理论在不同领域的应用,提出更加精确的实证研究方法,以促进认知负荷理论的发展。
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。
认知负荷理论
认知负荷理论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,必须在工作内存中处理信息。
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。
长期记忆中的模式是一种知识框架,在学习新材料时具有中央执行功能。
在学习新材料时,如果可以从长期记忆中获得这种知识框架,则可以通过知识框架提供的方法来学习材料。
如果无法获得有关如何组织这些材料的知识框架,则必须采用随机学习的方式。
除了存储在长期记忆中的图式以外,其他人获得的知识也可以充当个人学习过程中的主要执行者。
心理学中的认知负荷理论约翰斯瓦勒的认知负荷研究
心理学中的认知负荷理论约翰斯瓦勒的认知负荷研究认知负荷理论是心理学中重要的理论之一,由约翰斯瓦勒(John Sweller)于1988年提出。
这一理论的核心观点是,人类的认知活动受到认知资源的限制,而这些资源容量有限,因此,当认知负荷超过个体认知资源的能力时,会导致学习和思考的困难。
约翰斯瓦勒的认知负荷研究主要关注的是如何减轻认知负荷,提高学习效果以及优化认知资源的利用。
他通过一系列实验研究,阐述了认知负荷理论的重要原则和实践应用。
首先,约翰斯瓦勒提出了认知负荷的三个维度,即内部认知负荷、外部认知负荷和噪音负荷。
内部认知负荷指的是个体在完成任务时必需的认知活动;外部认知负荷指的是任务本身的复杂性和难度;噪音负荷则是指来自于环境的干扰和注意力分散。
基于这些维度,约翰斯瓦勒认为,减轻认知负荷的关键在于优化任务的设计和提供足够的支持。
其次,约翰斯瓦勒强调了认知负荷中的关键概念——工作记忆。
工作记忆是短期记忆的一个子系统,用于存储和处理信息。
约翰斯瓦勒认为,工作记忆的容量是有限的,当认知负荷超过工作记忆的限制时,学习效果会受到影响。
因此,他提出了减轻认知负荷的策略,如减少任务的复杂性、提供有组织的学习材料、强调重点信息等。
此外,约翰斯瓦勒还研究了认知负荷理论在教育领域的应用。
他指出,教学设计应避免过分强调解释和表达,而是要提供更多的示范和实践机会,以帮助学生更好地掌握知识和技能。
他还提出了导向式学习的概念,即通过引导学生的注意力和思考,帮助他们主动地构建知识结构。
约翰斯瓦勒的认知负荷研究对于理解学习和思考的过程有着重要的启示和指导意义。
它提醒我们,在教学过程中应注重减轻学生的认知负荷,并提供有效的学习支持。
同时,它也为教师和教育者提供了可行的教学策略,以促进学生的深入学习和有效思考。
综上所述,约翰斯瓦勒的认知负荷研究为心理学领域带来了重要的贡献。
通过对认知负荷的理解和减轻策略的应用,我们可以更好地理解学习和思考的机制,提高学习效果,并优化认知资源的利用。
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。
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。
心理学中的认知负荷理论认知资源的分配与认知任务的完成
心理学中的认知负荷理论认知资源的分配与认知任务的完成在心理学中,认知负荷理论是指人类在进行认知任务时所面临的认知负荷或认知负担。
认知负荷理论认为,人类的认知系统有限,同一时间内只能处理有限的信息量。
本文将探讨认知负荷理论与认知资源的分配,以及对认知任务的完成所产生的影响。
一、认知负荷理论的基本概念认知负荷理论由心理学家John Sweller于1988年提出。
该理论认为,认知负荷分为三种类型:内在认知负荷、外在认知负荷和临时认知负荷。
其中,内在认知负荷是指人脑在进行任务时所需要的认知资源;外在认知负荷来源于任务本身的复杂性和难度;临时认知负荷是指人类在学习新任务或将注意力从一个任务转移到另一个任务时所面临的额外负担。
二、认知资源的分配原则根据认知负荷理论,人类的认知资源是有限的,因此在进行认知任务时需要合理分配。
那么,如何进行认知资源的分配呢?1. 避免超出认知容量认知容量是指人脑处理信息的极限数量。
当认知负荷超出认知容量时,会导致认知瓶颈和性能下降。
因此,在进行认知任务时,应尽量控制任务的复杂性,把认知负荷控制在认知容量范围内。
2. 提高内在认知负荷的效率内在认知负荷是人脑进行认知任务所必需的资源,而且在很大程度上决定任务完成的效果。
为了提高内在认知负荷的效率,可以通过训练和练习来增强认知能力,以便更好地完成认知任务。
3. 减少外在认知负荷外在认知负荷是由任务本身的复杂性和难度所引起的。
为了减少外在认知负荷,可以通过任务分解、信息组织和时间安排等方式来简化任务,使得认知负荷更加均衡,并提高任务完成的效率。
4. 分配临时认知负荷临时认知负荷是由于学习新任务或将注意力从一个任务转移到另一个任务所产生的。
为了更好地分配临时认知负荷,可以采用适当的学习策略和记忆技巧,以提高学习效果和工作效率。
三、认知任务的完成与认知负荷的关系认知负荷理论认为,认知任务的完成受到认知负荷的影响。
当认知负荷超出认知容量时,会导致认知资源的不足和认知性能的下降,从而影响任务的完成。
认知负荷理论
认知负荷: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。
心理努力是指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。
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。
理论介绍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。
认知负荷理论
认知负荷的理论研究最初来源于脑力负荷或心理负荷的诸多研究成果。
国际上对脑力负荷或心理负荷的研究最早的是美国心理学家米勒(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约翰·斯威勒(John Sweller) 于1988 年,在研究“学习材料和教学方法对学习中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。
内在认知负荷第一种认知负荷来源于学习材料本身的性质。
如果学习材料所包含的元素间的关联度较低,给学习者带来的认知负荷就较低;反之,如果学习材料包含的元素之间的关联度较高,给学习者带来的认知负荷就较高。
这种负荷我们称其为内在认知负荷(Intrinsic cognitive load),是指由学习材料的难度水平带来的负荷。
内在认知负荷是由相对于学习者经验水平的学习材料的复杂性所带来的负荷。
外在认知负荷第二种认知负荷来源于学习材料的呈现方式。
学习材料的呈现方式及其所要求的学习活动,也会带来认知负荷。
当这种负荷是不必要的因而干扰图式的获得和自动化时,就是外在认知负荷(Extraneous cognitive load)。
外在认知负荷是由与学习过程无关的活动引起的,不是学习者建构图式所必须的,因而又称无效认知负荷(Ineffective cognitive load)。
关联认知负荷第三种负荷来源于学习者的已有经验。
如果学习者头脑中拥有足够的与学习内容相关的图式且这些图式达到高度自动化,就会迅速把当前所面对的信息整合进已有图式中,从而减少信息加工单元的数量,降低学习过程中的认知负荷。
如果认知任务要求较低(带来的内在认知负荷较低),使得学习者还有充分的认知资源可用,这时他就可以投入额外一些认知资源来促进图式的建构。
这种在建构图式时不是必须但投入后又有利于图式建构的认知负荷,就是关联认知负荷。
认知负荷理论
一、认知负荷理论的基本观点认知负荷理论是基于人脑工作记忆(working memory)的有限性发展起来的。
在人的信息加工系统中,短时记忆(short-term Memory )是一种工作记忆,主要处理从感觉记忆(sensory memory)和长时记忆(long-term memory)中提取出来的信息,在整个信息加工系统中起着支配信息加工系统中信息流的作用,对认知活动的顺利开展有着至关重要的作用。
认知负荷理论十分关注学习过程中的工作记忆的作用,其基本观点可概括为:(1)工作记忆的容量是极其有限的,长时记忆的容量在本质上是无限的,所有的信息在进入长时记忆之前,必须在工作记忆中进行信息加工;(2)学习过程要求将工作记忆积极地用于理解(和处理)材料并对即将习得的信息进行编码以储存在长时记忆中;(3)如果学习者所要加工的信息容量超出了学习者的工作记忆所能加工的信息容量,那么学习将变得无效。
在此基础上,J.Sweller等人认为,问题解决和学习过程中的各种认知加工活动均需消耗认知资源,产生一定的认知负荷,若所有活动所需的资源总量超过了工作记忆的容量,就会引起资源分配的不足,从而影响个体学习或问题解决的效率,这种情况被称为认知超载(cognitive overload)。
二、认知负荷的概念及其结构自20世纪80年代认知负荷理论问世以来,人们对认知负荷(cognitive load)概念的理解一直是众说纷纭。
如Cooper(1990)认为认知负荷是指加工特定数量信息所要求的心理能量水平;J.Sweller等(1998)认为认知负荷就是将特定工作加之于学习者认知系统时所产生的负荷;辛自强等(2002)认为认知负荷可被视作是加工特定数量信息所要求的脑力劳动,随着加工的信息数量的增加,认知负荷也增加;林崇德等(2005)认为认知负荷指的是一个事例中智力活动强加给工作记忆的数量;赖日生等(2005)认为认知负荷指的是在某种场合施加到工作记忆中的智力活动的总的数量;杨心德等(2007)认为认知负荷是完成某项任务而在工作记忆上所进行的心智活动所需的全部心智能量。
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
认知负荷理论认知负荷理论是一种基于认知心理学的理论模型,它强调在信息处理过程中,认知负荷对学习质量产生重要影响。
认知负荷理论认为,学习过程中的信息处理的重点在于认知负荷的控制,而不是增加认知负荷,从而有效提升学习效果。
认知负荷是一种加载量,指的是学习者在学习和信息处理过程中,所需要考虑和处理的信息量,以及由此产生的注意维持需求。
认知负荷理论认为,如果认知负荷过大,学习效果就不会得到改善;反之,如果认知负荷能够得到适当控制,学习过程中的信息处理效率就会得到优化,从而提升学习效果。
认知负荷的研究从20世纪80年代开始,由于不同的研究方法,认知负荷理论有三个分支:分层认知负荷理论(LAC)、工作记忆负荷理论(WML)和数字负荷理论(NCL)。
分层认知负荷理论是由John Sweller于1988年提出的。
该理论认为,学习过程中的认知负荷可以分为三个层次,分别是物理层面、概念层面和情感层面。
物理层面在于学习过程中对物体本身的理解和学习;概念层面指的是在学习中,加深对概念的理解;情感层面负责学习者的情绪调节。
工作记忆负荷理论是由Baddeley和Hitch于1974年提出的,该理论指出,控制记忆负荷有助于提高学习效率,它强调通过将工作记忆中的信息量降低,使学习者可以高效地处理信息。
最后,数字负荷理论由John Sweller于1996年提出,该理论重点在于认知活动如何进行数字处理,它认为,通过降低数字处理中涉及的内容数量,可以提高学习者的学习效率。
综上,认知负荷理论强调信息处理过程中,认知负荷的控制,而不是增加认知负荷,是提升学习效果的关键。
认知负荷理论的核心思想是将认知负荷从宏观上加以拆分和控制,以降低信息量,有效提升学习效率。
由于认知负荷理论关于信息处理过程中认知负荷的控制,它在教育、培训和技术领域得到广泛应用。
认知负荷理论让学习者可以有效地控制学习的节奏,从而更好地掌握学习内容,它可以更有效地结合学习材料和教学方法,实现学习效果的提升。
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。
心理学中的认知负荷理论信息处理的负荷和限制
心理学中的认知负荷理论信息处理的负荷和限制心理学中的认知负荷理论:信息处理的负荷和限制引言:心理学中的认知负荷理论是关于人类信息处理的一项重要理论。
它指出,人脑在执行各种认知任务时,会面临信息处理负荷的挑战,因而有一定的限制。
本文将对认知负荷理论进行详细介绍,并讨论其在教育、工作和日常生活中的应用。
第一部分:认知负荷理论的基本概念认知负荷理论是由心理学家贝克和秩尔斯(John Sweller and his colleagues)在上世纪80年代提出的,它主要包括以下几个基本概念:工作记忆、长期记忆、认知负荷和模式识别。
工作记忆是指人脑在短期内存储和处理信息的能力,而长期记忆则是保存和检索长期记忆的能力。
认知负荷是指在进行认知任务时,人脑所面临的信息处理压力。
模式识别是指人脑对信息进行归类、组织和理解的过程。
通过理解这些概念,我们可以更好地理解认知负荷理论。
第二部分:认知负荷的类型和影响因素根据认知负荷理论,认知负荷可以分为三种类型:内在认知负荷、外在认知负荷和结构认知负荷。
内在认知负荷是指与任务的复杂性和困难度相关的负荷,例如解决数学难题时涉及的计算和推理。
外在认知负荷是指与任务环境和外部因素相关的负荷,例如干扰和噪音。
结构认知负荷是指人脑在进行信息处理时所需的组织和整合能力。
这些认知负荷类型的不同会对信息处理产生不同程度的影响。
另外,认知负荷还受到多种因素的影响。
任务的复杂性和难度、学习者的经验水平、任务中的冗余信息和干扰因素,以及外部环境的干扰,都可能增加认知负荷。
同时,学习者的情绪状态和注意力水平也会对认知负荷产生影响。
第三部分:认知负荷理论在教育中的应用在教育领域,认知负荷理论有着广泛的应用。
教师可以根据学生的认知负荷水平和任务的要求进行教学设计,以提高学生的学习效果。
通过减少不必要的信息输入和干扰,教师可以帮助学生更好地处理任务。
此外,合理安排任务的难度和复杂性,以及提供适当的学习资源和工具,也可以减轻学生的认知负荷。
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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(l)工作记忆容量是有限的,这使得人们很难同时加工多种来源的信息; (2) 图式获取和规则自动化是学习的两大机制,它们的作用均是利用长时记 忆来弥补短时记忆容量不足的缺陷 (3)当某些信息存在交互作用时,由于需要对这些信息进行同时加工,这将加 重认知负荷.如果学习材料本身所需要的认知负荷较低,那么材料外在的呈 现方式所引起的认知负荷对学习效果的影响较弱,如果材料本身所需要的 认知负荷较高,由教学设计引起的认知负荷对于学习的影响较强.
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。
图式是个体对世界的知觉,理解和思考方式。图式可以视为心理活 动的框架或者组织结构。
图式理论认为,图式的获取和规则的自动化可以弥补工作记忆容量 不足的缺陷。长时记忆中的图式或规则可以根据所面临的新问题进行一 种自动化的加工过程,而这种加工是不需要有意识控制和资源消耗的,因而 可以降低个体的认知负荷。
工作记忆理论:感觉记忆,工作记忆(5—9个组块)和长时记忆
认知负荷测量的结构模型
认知负荷测量的类型
主观的 客观的
因果性 间接的 自我报告心理努力的投入程度
生理指标测量; 行为指标测量; 学习结果测验;
直接的 自我报告紧张水平; 自我报告材料难度 大脑活动测量; 双任务成绩
认知负荷测量量表:
主观测量法:pass量表,CH量表,OW量表,TLX量表,Wp量表 生理测量法:生理测量对硬件和测试过程要求很高,比如大多用于生理测 量的仪器,比较昂贵,笨重,测试过程和数据分析十分复杂,在实际研究 中并不太常用 任务绩效测量法
分类:
内在认知负荷(Intrinsic cognitive load):与学习资料的性质相关,在信 息要素高度交互作用以及学习者还没有掌握合适图式时,会产生内在的 认知负荷。 外在认知负荷(extraneous cognitive load):信息呈现的方式和学习者需 要的学习活动所引起的。 关联认知负荷(Germane cognitive load):由学习过程中图示的构建与 自动化而引发的。
资源分配理论:
旨在解释人是如何协调不停的认知任务或者认知活动。资源有限理 论包括单资源理论和多资源理论,无论是单资源理论还是多资源理论,其核 心观点都是认为人的资源(包括认知资源和注意资源)是有限的,如果同时 进行不同的活动,资源就要在这些活动之间进行分配,资源的分配遵循此多 彼少的原则。
图式理论:
认知负荷的测量:
研究真实教学情境中认知负荷的测量。以前的认知负荷的研究主要发生 在心理学实验室中,研究对象或样本较少,因此运用上述方法测量认知负荷 是可行的,但对大规模的教学实验或真实教学情境中认知负荷的测量,上述 方法显然不可行。 研究评估各类认知负荷的方法。研究适应性学习情境中认知负荷的测量 。过去评估认知负荷,过于笼统,没有针对性,即使评估出来了,但难以区分 是内在负荷、外在负荷还是有效负荷,这样对教学策略的有效性评估是模 糊的,缺乏针对性。最近,Whelan从认知神经学角度,探讨了在复杂认知过 程中直接、客观测量认知负荷的认知神经学基础,揭开了运用FMRI方法,精 确测量外在、内在和有效负荷的方法论。
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。
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。
认知负荷理论研究的终极目标是改善教学设计,提高现实教学和学习效益。
以Sweller等为代表的样例(worked example)学习研究领域和以Mayer等为代表的多媒体 学习研究领域。 研究内容与目标主要集中在三个方面:降低外在负荷、降低内在负荷、增加有效负荷的 教学设计研究。
(1)外在认知负荷:支架,减褪(降低学生对样例的依赖),剔除(去掉样例,避 免样例干扰),分步(小步子教学) (2)内在认知负荷:先行组织者,提前训练 (3)关联认知负荷和元认知负荷:图式和认知结构的建构与自动化。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
教学设计有效性的研究:
某种教学策略并非与某种负荷一一对应。一般而言,一种策略应同时降 低外在负荷和增加有效负荷,或一种策略应同时降低内在负荷和增加有效负 荷,或一种策略应同时降低外在负荷和内在负荷。优化三种负荷,使其处于学 习者的最近发展区内的教学设计的策略研究。
每种具体策略都有其适宜的条件或情境,系统考虑下面多个因素或变量, 优化负荷的研究。如:任务特征,学习者特征,教学方式特征,学习过程 变量,学习结果变量。这不仅考察记忆保持、迁移成绩,同时还应该考察认 知策略水平和元认知水平等,因为这些变量更能反映教学策略的价值。