多媒体认知理论指导下的教学资源建设与应用 浙江大学现代教育技术中心 教育技术研究所 张剑平教授

多多多多多 语词
图片
多多多多
多多
耳朵
多多
声音
多多多多 多 多 言语模型 多多
眼睛
多多
图像 多 多 图像模型
多多
多多
R.E.Mayer
多多多多
整 整 先前知识
基本假设 双通道、容量有限、主动加工
模型特点 ◦ 适用于多媒体教学环境 ◦ 经过了教学实验的检验
参见：张剑平主编， 《现代教育技术（第3版）》, 高等教育出版社，2013:第60页
形象出镜原则
讲解者的图像出现在屏幕上不一定优 于不出现在屏幕上的效果。
对话风格原则
使用会话风格进行学习，效果好于使 用一般的说明风格。
互动性原则
当学习者能够控制呈现进度时，学习 效果会更好。
www.BrainPOP.com www.brainpop.cn
例:摄影微课程
特点：
教学整合策略
7大学科、问题中心
行为主义 事实性内容的学习
认知主义 过程性和原理性内容的学习
面向 问题
应用模式
What 操练与练习、…
How 智能教学系统、…
建构主义 促进个人意义建构等高级思维的教学 Why 在线课程、虚拟实验、…
连通主义 促进学习者对新知识的获取
Where 网络探究、…
观点：学习要素：情境、协作、会话、意义建构
13
眼动仪实验
◦ 目的： “三分屏”课件中教师形象的呈现方式对学生
注意力分配、认知负荷和学习效果的影响。 ◦ 学习内容：“行为主义理论” ◦ 自变量：教师形象（视频;动画;照片）+音频 ◦ 因变量：注意力的分配、测验成绩、认知负荷
实验结论
◦ 学习者的注意力资源是有限的 ◦ 教师形象与学习效果没有明显相关 ◦ 内容动态比静态更容易受到关注
信息呈现策略
主题方式、3-6分钟动漫
媒体组织策略
动画+语音解说
对话教学策略
机器人Moby、男孩Tom 、 女孩Annie
深度互动策略
速度可控、各短片配有小测验
个性差异策略
提供扩展，能调动图表、故事
注意力的保持时间
◦ 通常在10分钟左右 ◦ 注意力保持的大致比例（图）
微课程及其时长依据
建构主义 促进个人意义建构等高级思维的教学 Why 在线课程、虚拟实验、…
连通主义 促进学习者对新知识的获取
Where 网络探究、…
观点：学习是外部刺激和认知主体心理过程作用的过程
应用：智能教学系统、适应性学习软件
ADELE：临床医学诊断ICAI系统
“茄子种植”ICAI中的教师代理
理论
情境
连通主义 促进学习者对新知识的获取
Where 网络探究、…
观点：学习是刺激——反应的联结，是尝试错误的过程。 应用：操练与练习型软件（小学加法练习、英语单词练习等）
理论
情境
行为主义 事实性内容的学习
认知主义 过程性和原理性内容的学习
面向 问题
应用模式
What 操练与练习、…
How 智能教学系统、…
对课件设计的启示
• 导论 • 计算机发展与应用 • 计算机辅助教育概述 • 教育软件开发
(张剑平等,2011)
学习环境的两重性
1.基于课堂内/外的 现实世界 2.基于网络/多媒体的 虚拟世界
虚实融合环境的意义
◦ 信息技术已经实现了真实 情境的复制和虚拟化；
◦ 在真实感和临场体验方面， 真实情境与活动不可替代；
◦ 时长通常在10分钟以内，有明确教学目 标、集中说明一个问题。
微课程教学设计的启示
◦ 教学活动符合注意力保持规律 ◦ 运用梅耶多媒体教学原则
• 标准发音原则 • 形象出镜原则 • 互动性原则 •…
标题区
课文区
提示与应答区
反馈区
1. 主要观点
操作提示区
• 人的认知资源是有限的（主要表现在工作记忆容量上） • 认知超负荷将影响学习效果和效率
数字化教学资源形态层出不穷…
如何设计优质资源？ 如何利用已有资源？ 多媒体认知视角的思考…
e-Learning的基本特征：
理论
情境
行为主义 事实性内容的学习
认知主义 过程性和原理性内容的学习
面向 问题
What
应用模式 操练与练习、…
How 智能教学系统、…
建构主义 促进个人意义建构等高级思维的教学 Why 在线课程、虚拟实验、…
原则
描述
…
多通道原则
…
通过“动画+语音解说”进行学习的 深度好于“动画+屏幕文字”形式。
分段原则
将多媒体信息按学习步调分段呈现时 效果更好。
多媒体效果对于知识水平低的学习者 个体差异原则 要强于高的学习者，对空间能力高的
学习者要好于空间能力低的学习者。
标准发音原则
言语信息使用标准口音的发声比使用 机器发声或外语，其效果会更好。
面向社区/校园的在线环境观测系统 及其教育应用，
浙江大学现代教育技术中心，2011～2012
CEIS系统中的各类传感器
应用：网络课程、仿真实验环境
《现代教育技术》网络课程
投影仪操作 虚拟实验
理论
情境
行为主义 事实性内容的学习
认知主义 过程性和原理性内容的学习
面向 问题
What
How
应用模式 操练与练习、… 智能教学系统、…
建构主义 促进个人意义建构等高级思维的教学 Why 在线课程、虚拟实验、…
连通主义 促进学习者对新知识的获取
Where 网络探究、…
观点：
学习就是形成网络：增加新的节点，创造新的神经路径。
启示：
—— 乔治.西门思(George Siemens)
• 知道知识在哪儿，具有获得知识 的能力比学习知识本身更为关键；
• “指尖知识”时代的学习者能力：
搜索、阅读、鉴别
http://ltc.umanitoba.ca/wikis/KnowingKnowledge/index.php/Main_Page
• 图式和自动化可弥补认知超负荷
2. 对界面设计的启示
• 提高对于学习内容的关注度
• 运用一致的、单一的表征
• 消除冗余
• 提供样例
图示区 杂录区
2019/12/30
12
在不同学习方式下学习，24小时后回忆信息的百分比
——美国Bethel国家培训实验室
对教学策略选择的启示
2019/12/30
◦ 物联网支持下的虚实融合 学习环境日益受到关注。
历程：实 -> 虚 -> 虚实结合
单导线切割磁力线感生电流实验
参见：www.weichengya.cn
Fra Baidu bibliotek
虚拟的机器人足球赛 and 实体机器人 虚拟机器人迷宫比赛
Microsoft Robotics Studio
可视化编程界面图
浙江省公益技术应用项目：