多媒体学习研究

多媒体学习研究

一、基本概念

多媒体：指用语词（word）与画面（picture）来共同呈现材料。

学习：

多媒体学习：

概念辨析：多媒体学习与数字化学习

六、研究主题

1、多媒体学习的理论研究

多媒体学习认知理论是由美国当代教育心理学家、认知心理学家理查德•E•迈耶(Richard E •Mayer)在其书《多媒体学习》中提出,双重通道假设、容量有限假设和主动加工假设是梅耶构建多媒体学习的认知理论，乃至整个多媒体学习科学体系的逻辑起点。而这三种假设是建立在（佩维奥）Paivio的双重编码理论、Baddeley的工作记忆模型、Sweller的认知负荷理论和Wittrock 的生成学习理论（维特罗克的生成学习理论认为，人类的学习是一个主动建构新知识、生成新意义的过程，而不是一个简单的接受过程。学习者在学习过程中要同时具有以下四个成分:生成、动机、注意和先前知识经验。生成是指形成新知识的内在联系以及新知识与己有经验之间的联系。）基础之上的。下面我们将逐一对各种理论进行讨论，以揭示它们是如何为多媒体学习科学体系的构建提供理论基石的。

容量有限假设的理论基础是工作记忆模型和认知负荷理论，主动加工假设的理论基础则是生成学习理论。

（1）双通道假设：指人们进行认知加工时对视觉表征和听觉表征的材料都有相应的信息加工通道。双重通道假设的理论基础是双重编码理论和工作记忆模型。

1)双重编码理论

1975年美国心理学家佩维奥提出了双重编码理论，他强调在信息的贮存、加工与提取中，语言与非语言的信息加工过程是同样重要的。

该理论认为人的大脑中存在两个功能独立又相互联系的认知系统：言语系统跟非言语系统。言语刺激经过感知系统，以字符为基本单位表征、编码贮存在言语系统中；非言语刺激经过感知系统，以图像为基本单位表征、贮存在非言语系统中。两系统内部分别存在一种连接，使系统内部形成关联结构。两者间连接形成复杂关联网络，即参照联结，参与相关的言语编码和图像编码。

见ppt模型

2)工作记忆模型

它包括四个部件：一个控制系统，即中央执行系统；两个存储系统，即视觉空间模板与语音回路；还有一个情景缓冲区。基于言语编码的语音回路负责保持和处理言语信息；基于视觉编码的视觉空间模板负责储存和处理视觉和空间信息；中央执行系统是工作记忆模型的核心部件，它控制着认知资源的分配，主要负责协调各个系统之间的相互关系，调节与整合存在于视觉空间模板和语音回路之间的信息。把情境缓冲区界定为一个容量有限的临时储存区，它在中央执行系统的控制下，以长时记忆为中介，能够对来源于不同渠道的信息进行整合。

图形见ppt

工作记忆容量有限，约 7+2 个信息单位。工作记忆系统对来自瞬时记忆系统中的信息进行加工，从长时记忆中提取已有的知识。Mayer 认为多媒体学习的主要过程发生在工作记忆中，Baddeley 的工作记忆模型成为他提出多媒体学习认知理论三大假设的重要理论来源；Sweller 以工作记忆的容量是有限的作为其认知负荷理论的假设之一。

（2）容量有限假设

人们进行认知加工时是需要消耗认知资源的,而认知资源是有限的,因此在每个信息加工通道上一次加工的信息数量是也有限的。

该假设是建立在认知负荷理论的基础之上形成的，认知负荷可以分为以下三种：○1内部认知负荷，依赖材料的内在难度—有多少组成成分和它们之间是如何相互影响的。材料成分越多，关系越复杂，内部认知负荷就越高。例如，正方形面积是s=a*b，有三个要素和两个关系；而三角形面积是s=1/2a*h，却有四个要素和三个关系，这样的话材料越复杂，负荷就越高。○2外部认知负荷，依赖教学信息的设计方式—材料组织的方式和呈现的方式。指由不恰当的教学设计所引起的认知负荷，如包含与教学目标无关的材料（见书本）○3相关认知负荷是努力学习所带来的认知负荷，促进图式建构和自动化，是有效的认知负荷，包括加工认知负荷和元认知负荷。前者指学习中学习者将工作记忆能量投入更深层的图式建构和存储时产生的认知负荷，后者指将工作记忆能量投入学习活动的监控和对学习策略的关注时产生的认知负荷。

认知负荷是指学习中所要加工的信息给工作记忆造成的负荷。该理论的基本假设是认为工作记忆的容量是非常有限的。当学习过程中的认知加工所需要的认知资源超出了个体工作记忆所能提供的资源总量，就会导致认知负荷超载，从而影响学习的质量。

（3）主动加工假设

是指人们为了对呈现的材料与他们的经验建立起一致的心理表征会主动参与认知加工。主动的认知加工过程包括形成注意（选择相关的材料）、组织新进入的信息（组织已选择的材料）和将新进入的信息与其他知识整合（把所选择的材料与已有的知识整合起来）。

在综合认知心理学的相关研究成果的基础上，以其所进行的大量实验研究证据为依据，梅耶于2001年提出了多媒体学习认知理论对学生如何从文本和画面中建构知识做出了如下描绘

多媒体学习的认知理论模型

2、多媒体的学习过程研究

多媒体学习过程的研究是基于三个典型材料进行的：打气筒的工作原理、制动器的工作原理和闪电的形成。所以，其研究结论对于理工科这类学习内容基本上是有效的，但对于人文学科领域的学习内容就不一定有效。（这也是梅耶的研究不足之处）

3、多媒体学习的原则研究（既是研究主题又是研究结论）

对于多媒体呈现方式的研究国内外学者总结出了一系列多媒体设计所要遵循的原则。Mayer 及其工作团队依据自己的多媒体学习认知理论将这些原则总结成——多媒体设计的七原则，即多媒体认知原则、空间接近原则、时间接近原则、一致性原则、通道原则、冗余原则和个体差异原则。

○1多媒体认知原则（multimedia principle）

学生学习语词和画面组成的呈现比学习只有语词的呈现效果好。原因：当语词和画面共同呈现时，学生有机会形成言语和图像的心理模型并在二者之间建立联系。

○2空间接近原则（Spatial Contiguity Principle）

书页或屏幕上的对应的语词与画面临近呈现比隔开呈现能使学生学得更好。

原因：当书页或屏幕上的对应的语词与画面彼此接近时，学习者就不必使用认知资源在书页或屏幕上搜寻，并且更有可能将它们同时保持在短时记忆中。

Mayer 及其团队进行了5组独立的实验研究闪电的发生原理和汽车的制动系统原理。其结果揭示了被试在保持测验和迁移测验中，媒体组合呈现组的成绩均好于媒体分离呈现组。