多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知理論的合理性之思考
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我們所設(shè)計(jì)的教學(xué)是通過(guò)傳統(tǒng)的方式在教室里進(jìn)行傳播，還是通過(guò)互動(dòng)的多媒體系統(tǒng)進(jìn)行傳播?解決這一問(wèn)題，我們就不能忽視作為我們教學(xué)設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)的一種或多種學(xué)習(xí)理論。從19世紀(jì)到今天，系統(tǒng)、科學(xué)地研究人類(lèi)的學(xué)習(xí)方式已經(jīng)導(dǎo)致了兩種主要的理論觀點(diǎn)-行為主義學(xué)派和認(rèn)知主義學(xué)派。每一學(xué)派都對(duì)人類(lèi)學(xué)習(xí)和記憶知識(shí)的方式做出了不同的假設(shè)。這兩種理論觀點(diǎn)在運(yùn)用互動(dòng)課件(例如，互動(dòng)的多媒體)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域中也是起主導(dǎo)作用的(Jonassen,1991;Atkins.1993 ; Hannafin , Hannafin , Hooper, Rieber&Kini，1996;Deube1,2003)。下面我們主要研究一下認(rèn)知心理學(xué)理論對(duì)多媒體學(xué)習(xí)的影響以及其合理性。首先我們從多媒體學(xué)習(xí)中的認(rèn)知心理學(xué)的發(fā)展開(kāi)始，探討這么一個(gè)問(wèn)題，認(rèn)知心理學(xué)理論到底是不是最完美的多媒體學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)。
一、多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知心理學(xué)的發(fā)展
作為教育技術(shù)的一門(mén)主要課程的多媒體學(xué)習(xí)就像教育技術(shù)發(fā)展始終沿著心理學(xué)研究(主要是學(xué)習(xí)理論研究)和新技術(shù)的應(yīng)用兩條路線發(fā)展，即"兩條腿走路"。在其發(fā)展歷程中，早期經(jīng)歷了早期行為主義心理學(xué)之后，到了70年代又朝向認(rèn)知心理學(xué)邁進(jìn)，并隨著認(rèn)知心理學(xué)的發(fā)展，教學(xué)設(shè)計(jì)中的認(rèn)知心理學(xué)取向越來(lái)越明顯。到90年代，作為認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域中的一員，建構(gòu)主義開(kāi)始崛起，國(guó)內(nèi)已經(jīng)對(duì)其展開(kāi)了大量的研究。今天，認(rèn)知心理學(xué)己經(jīng)成為教學(xué)設(shè)計(jì)、教育技術(shù)領(lǐng)域中的主要研究范式。
在多媒體學(xué)習(xí)環(huán)境中，對(duì)于學(xué)習(xí)者的心理特性的研究，目前國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)家學(xué)者正處于探索實(shí)驗(yàn)階段。20世紀(jì)50年代之后，隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，心理學(xué)家受到信息科學(xué)的啟發(fā)，出現(xiàn)了信息加工理論。信息加工理論者主要關(guān)注的是兩個(gè)問(wèn)題:一是人類(lèi)記憶系統(tǒng)的性質(zhì);二是記憶系統(tǒng)中知識(shí)表征和貯存的方式。其中，對(duì)信息貯存形式比較有影響的觀點(diǎn)有:
①佩雷奧(A. Paivio)的"雙重編碼"(dual-cooling modle)模式;
②圖爾文(E. Tulving)對(duì)情節(jié)記憶與語(yǔ)義記憶的區(qū)分;
③言語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)模式。(施良方，2001,P149)
安德森(Anderson , 1983)認(rèn)為所有的信息被儲(chǔ)存和提取，是依照單一的格式一抽象性的命題方式，而形成了命題式( propositional system)的記憶系統(tǒng)，也就是單一編碼模式。然而，許多記憶研究人員經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，圖片往往比文字更容易被記住。佩雷奧于1971發(fā)現(xiàn)，具體性文字中的信息要比抽象性文字信息學(xué)起來(lái)更容易(Kozma,1991)，于是他認(rèn)為人類(lèi)不應(yīng)該只有單一記憶的儲(chǔ)存方式(Paivio ,1971)。
在此基礎(chǔ)上，佩雷奧提出了雙重編碼理論，雙重編碼理論是在多媒體材料的教學(xué)設(shè)計(jì)中起重要作用的另一種理論，當(dāng)言語(yǔ)和視覺(jué)信息被呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者時(shí)，它被用來(lái)解釋和減輕工作記憶的局限(Paiv-io1971,1986,1991) o Paivio指出，存在兩個(gè)認(rèn)知系統(tǒng)或通道，一個(gè)專(zhuān)門(mén)用來(lái)對(duì)非言語(yǔ)的對(duì)象/事件(例如想象)進(jìn)行表征和加工，另一個(gè)專(zhuān)門(mén)用來(lái)處理語(yǔ)言。兩個(gè)通道加工信息比一個(gè)通道加工信息時(shí)的效果要好。僅僅當(dāng)相應(yīng)的非言語(yǔ)信息和言語(yǔ)信息同時(shí)存在于工作記憶中時(shí)才能在兩者之間建立聯(lián)系。通過(guò)兩個(gè)通道加工信息叫做參照性加工(referential processing)，它對(duì)回憶有附加的影響(Paivio ,1991; Mayer&Anderson ,1991;Shih&Alessi ,1996 )。這是因?yàn)閷W(xué)習(xí)者能夠創(chuàng)建更多的可以用來(lái)重獲信息的認(rèn)知途徑。雙重編碼理論試圖同樣重視言語(yǔ)的和非言語(yǔ)的加工過(guò)程。這一理論受到一些認(rèn)知研究者的嚴(yán)厲批評(píng)，他們支持命題理論，即記憶在本質(zhì)上是命題，產(chǎn)生意義的是各種命題之間的關(guān)系( Kintsch ,1974 )。然而，雙重編碼已經(jīng)作為多媒體教育軟件教學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是第二代多媒體研究的重要的一部分(Mousavi , Low&Sweller,1995 ; Mayer &An-derson ,1991; Mayer&Moreno ,1998 )。
而梅耶的關(guān)于多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知理論模型的前提之一便是佩雷奧的觀點(diǎn)。梅耶從信息處理模式來(lái)分析雙重編碼，提出視覺(jué)信息和言語(yǔ)信息經(jīng)由編碼過(guò)程在永久性記憶區(qū)中個(gè)別建立一個(gè)心理表征，更最重要的是，兩個(gè)心理表征必產(chǎn)生互相參考的連結(jié)。( Mayer & Sime ,1994 )以致于以后再回憶該信息時(shí)，兩種不同性質(zhì)的信息已緊緊連結(jié)成一體了。Woodward也認(rèn)為，只有提供插圖和文字之間強(qiáng)而有力的連結(jié)，才能輔助讀者建立文字性和可視化信息的認(rèn)知相關(guān)性，產(chǎn)生觀念的學(xué)習(xí)。( Woodward,1993)梅耶以雙重編碼理論以及感官模式來(lái)推論整個(gè)研究架構(gòu)，即人具有多種基本感官，且可同時(shí)接收多重信息(Mayer & Moreno, 1998 )，并提出了如下模型( Peter,2002 ):
有人認(rèn)為豐富的多媒體信息輸入會(huì)引起學(xué)習(xí)者多方面的認(rèn)知加工,進(jìn)而產(chǎn)生精細(xì)加工的知識(shí)結(jié)構(gòu)。然而相關(guān)研究卻表明,不良的多媒體組合也會(huì)增加學(xué)習(xí)過(guò)程中的認(rèn)知負(fù)荷,進(jìn)而產(chǎn)生迥然不同的認(rèn)知效果。因此多媒體學(xué)習(xí)的另一種認(rèn)知理論認(rèn)知負(fù)荷理論在研究多媒體學(xué)習(xí)中被大量的考慮。認(rèn)知負(fù)荷理論從資源分配的角度考察學(xué)習(xí)和問(wèn)題解決。工作記憶能夠同時(shí)加工的信息容量是有限的，若同時(shí)加工幾種信息，則存在資源分配的問(wèn)題，若在問(wèn)題解決或?qū)W習(xí)過(guò)程中所需要的資源總量超過(guò)了個(gè)體所能提供的資源總量，則會(huì)造成認(rèn)知負(fù)荷超載，影響學(xué)習(xí)或問(wèn)題解決的效率。
二、支持多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知理論的優(yōu)點(diǎn)以及不足
（1）認(rèn)知理論的優(yōu)點(diǎn)
通過(guò)研究認(rèn)知負(fù)荷理論我們發(fā)現(xiàn)心理圖式和自動(dòng)化減輕了工作記憶的壓力，因此能夠增強(qiáng)理解。而已有的先前知識(shí)促進(jìn)圖式的形成，然而先前知識(shí)(例如適當(dāng)?shù)膱D式)的匾乏會(huì)導(dǎo)致工作記憶的過(guò)度加工。"先前知識(shí)"在認(rèn)知科學(xué)中是一個(gè)基本的概念(Di Vesta ,1987 ; Shuell ,1986 ; Tobias，I 987 ; Rieber2000)，它的重要性經(jīng)David Ausubel一語(yǔ)道破:"影響學(xué)習(xí)的最重要的單一的要素是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道的東西。要想方設(shè)法明確這一點(diǎn)并據(jù)此而教。"(引自Rieber,2000)因此，指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì)依據(jù)學(xué)習(xí)者已有的先前知識(shí)。設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)亩嗝襟w教學(xué)材料將幫助學(xué)習(xí)者激活現(xiàn)存的圖式，使信息更加有意義地提供給學(xué)習(xí)者并減輕認(rèn)知負(fù)擔(dān)，使得學(xué)習(xí)者對(duì)新知識(shí)進(jìn)行編碼并儲(chǔ)存十分便利。
不僅是這一方面，認(rèn)知負(fù)擔(dān)理論通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究，引申出了許多教學(xué)指導(dǎo)要義。這些指導(dǎo)要義簡(jiǎn)要地羅列在表1中，在設(shè)計(jì)多媒體教育系統(tǒng)時(shí)考慮這些指導(dǎo)要義是至關(guān)重要的。
表1源于認(rèn)知負(fù)擔(dān)研究的教學(xué)設(shè)計(jì)指導(dǎo)要義
[選自Brent Wilson &Peggy Cole (1996)《認(rèn)知教學(xué)模型)，參見(jiàn)《教育傳播與技術(shù)研究手冊(cè)》( PP-601-602 ).紐約:MacMillan]
（2）認(rèn)知理論的的不足
現(xiàn)有的多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論無(wú)法指導(dǎo)多媒體學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)者的主動(dòng)建構(gòu)，因而也就無(wú)法更好的以學(xué)習(xí)者為中心。而我們現(xiàn)在的學(xué)習(xí)中已經(jīng)開(kāi)始認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)者個(gè)性化的學(xué)習(xí)，以前的認(rèn)知學(xué)習(xí)理論無(wú)法滿足學(xué)習(xí)者的個(gè)性化學(xué)習(xí)。
另外，在學(xué)習(xí)者積極參與到課程學(xué)習(xí)中并確保信息加工質(zhì)量的情況下，認(rèn)知主義的多媒體設(shè)計(jì)方法主要與較高級(jí)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系(Atkins.1993)在教學(xué)設(shè)計(jì)中運(yùn)用的像發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、基于問(wèn)題的教學(xué)/學(xué)習(xí)、腳手架教學(xué)、合作學(xué)習(xí)等策略會(huì)影響信息加工的質(zhì)量( Deubel , 2003 )。在多媒體學(xué)習(xí)材料和多媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)中實(shí)施和運(yùn)用上述策略將十分有利于改進(jìn)學(xué)習(xí):然而，認(rèn)知主義的多媒體設(shè)計(jì)方法似乎存在一個(gè)很?chē)?yán)重的問(wèn)題:沒(méi)有簡(jiǎn)便的方法來(lái)檢驗(yàn)其效果。因?yàn)楹茈y確定學(xué)習(xí)者頭腦中在具體想些什么。這就迫使評(píng)價(jià)者回過(guò)頭來(lái)測(cè)量完成任務(wù)的時(shí)間、對(duì)所呈現(xiàn)任務(wù)的參與程度以及主觀評(píng)價(jià)(Atkins , Deubel )。
三，如何彌補(bǔ)認(rèn)知理論的不足
通過(guò)前面的分析我們不難發(fā)現(xiàn)認(rèn)知心理學(xué)理論對(duì)多媒體學(xué)習(xí)的意義不僅體現(xiàn)在對(duì)對(duì)媒體學(xué)習(xí)理論上的發(fā)展，也體現(xiàn)在對(duì)多媒體學(xué)習(xí)實(shí)踐的知道上。雖然他帶給了多媒體學(xué)習(xí)的巨大發(fā)展，但是由于受到當(dāng)時(shí)時(shí)代和科學(xué)技術(shù)水平因素，還存在著許多的不足，但是我們可以根據(jù)當(dāng)前一些新的理論和實(shí)踐來(lái)改進(jìn)彌補(bǔ)這方面的不足。首先我們想到的是學(xué)習(xí)理論的新理論建構(gòu)主義，通過(guò)大量的研究試驗(yàn)我們不難發(fā)現(xiàn)建構(gòu)主義不僅可以指導(dǎo)學(xué)習(xí)，建構(gòu)有意義的學(xué)習(xí)環(huán)境而且能促進(jìn)主動(dòng)學(xué)習(xí)，這也是我們多媒體學(xué)習(xí)另一個(gè)重要的研究中心--以學(xué)習(xí)者為中心的設(shè)計(jì)取向。
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,學(xué)習(xí)過(guò)程是人的認(rèn)知思維活動(dòng)主動(dòng)建構(gòu)的過(guò)程,是人們通過(guò)自身原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)與外界環(huán)境進(jìn)行交互活動(dòng)以獲取、建構(gòu)新知識(shí)的過(guò)程。學(xué)習(xí)者不是知識(shí)的被動(dòng)接受者,而是知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者。教師不是知識(shí)的傳遞者,而是學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織者。由于學(xué)習(xí)者的知識(shí)獲取是以學(xué)習(xí)者的主動(dòng)建構(gòu)為主,教學(xué)再不是學(xué)習(xí)者接受知識(shí)的過(guò)程,而是根據(jù)自身原有知識(shí)的結(jié)構(gòu),對(duì)外界提供的信息構(gòu)建新知識(shí)的過(guò)程,因此在教學(xué)中特別強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的思考能力。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,有效的學(xué)習(xí)應(yīng)該是在一定情境下發(fā)生的,知識(shí)也只有在具體的環(huán)境下才有意義。而以計(jì)算機(jī)為核心的多媒體技術(shù)為建構(gòu)主義理論建立新的教育模式提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。因?yàn)槎嗝襟w是以超文本中非線性結(jié)構(gòu)為特征的,它符合人們多角度、多方位、多層次、多聯(lián)系的思維方式,適合于個(gè)別化學(xué)習(xí)的需要。
建構(gòu)主義在指導(dǎo)多媒體設(shè)計(jì)中，以建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo),根據(jù)多媒體的特點(diǎn),從主題出發(fā),而不是從傳統(tǒng)CAI以序、章、節(jié)為目錄出發(fā),編制非線性、無(wú)結(jié)構(gòu)化的學(xué)習(xí)軟件。從而達(dá)到根據(jù)學(xué)習(xí)者個(gè)性進(jìn)行個(gè)性的互動(dòng)。
而對(duì)于前面提到的無(wú)法及時(shí)的檢驗(yàn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果，也就是無(wú)法提供有效的評(píng)價(jià)，來(lái)指導(dǎo)后續(xù)的學(xué)習(xí)。在這里我們可以通過(guò)學(xué)習(xí)者在以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的多媒體學(xué)習(xí)軟件通過(guò)非線性的編制，學(xué)習(xí)者就可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行選擇下一步學(xué)習(xí)任務(wù)。另外而我們通過(guò)記錄學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程記錄，然后利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)記錄進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，可以清楚的知道學(xué)習(xí)者的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程。也可以通過(guò)設(shè)置一定的過(guò)關(guān)問(wèn)題，對(duì)學(xué)習(xí)者是否符合進(jìn)入下一步學(xué)習(xí)進(jìn)行判斷。而通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過(guò)程記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘我們還可以了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)偏好，通過(guò)這些我們可以根據(jù)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)偏好進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和加強(qiáng)。
四、小結(jié)
通過(guò)對(duì)多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知理論的研究我們發(fā)現(xiàn)了許多的優(yōu)點(diǎn)，但是也發(fā)現(xiàn)了許多的缺點(diǎn)。而在寫(xiě)作思考中我們又發(fā)現(xiàn)了利用現(xiàn)在的一些理論成果和技術(shù)我們可以去彌補(bǔ)這些不足。正如我文中提到的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。
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