认知负荷理论在多媒体软件设计中的应用分析

认知负荷理论是从工作记忆的容量有限性出发,认为工作记忆中的信息加工存在着三个方面的认知负荷：内在认知负荷、外在认知负荷和相关认知负荷。多媒体软件的设计要以学习者的认知特性为基础,在认知负荷理论的指导下,从内容设计、交互设计、界面设计和学习者设计四个方面探讨多媒体软件的设计。     

基于认知负荷理论的网络课程界面设计研究

网络课程界面设计的质量对学习者学习课程具有直接的影响。认知负荷理论从工作记忆的容量有限性出发,认为工作记忆中的信息加工存在着3个方面的认知负荷:内在认知负荷、无关认知负荷和相关认知负荷。介绍了认知负荷理论的基本观点,并提出了基于该理论的网络课程界面的设计原则。     

基于认知负荷理论的网络课程界面设计研究

网络课程界面设计的质量对学习者学习课程具有直接的影响。认知负荷理论从工作记忆的容量有限性出发，认为工作记忆中的信息加工存在着3个方面的认知负荷：内在认知负荷、无关认知负荷和相关认知负荷。介绍了认知负荷理论的基本观点，并提出了基于该理论的网络课程界面的设计原则。     

从认知负荷理论看数学错误

错误是学生对数学学习内容、材料理解的一种反应,是对数学知识的一种体验.认知负荷理论的特点是工作记忆容量的有限性以及注意对信息选择中认知资源的有限性.认知负荷理论强调工作记忆容量的有限性以及图式构建的作用.工作记忆负荷与学生活动以及材料的内在本质、材料的呈现形式有关,影响数学问题解决中信息的提取和存储.图式的有效构建可以降低认知负荷,减少数学错误.     

在科学教学中减轻学生认知负荷的策略

认知负荷是指学习者在对学习任务进行认知加工的过程中所承受的一定的负担,可以分为内在认知负荷和外在认知负荷。外在认知负荷是与学习者目标达成的信息加工过程没有直接关联的工作负荷;内在认知负荷是指学习者加工新知识时所必须承载的工作负荷。学习者的工作记忆所能承受的认知负荷总量是有限,我们的科学教学目标就是要让学生避免外在认知负荷,在有效组织新信息的前提下尽量降低内在认知负荷,为新旧知识的整合腾出记忆空间。     

远程学习者认知负荷水平的调控策略研究

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结构,它反映的是学习任务与学习者在交互的过程中,学习者应具备的"心理能量"水平.技术的更新加剧了知识的膨胀,这使得远程学习者的认知负荷总量与工作记忆容量存在一定的偏差.本文在认知负荷理论的指导下,根据远程学习者的认知负荷特点,从外在认知负荷、内在认知负荷及相关认知负荷三个方面对远程学习者认知负荷的调控策略进行研究,目的是使学习者的认知负荷处于适当的水平,保证远程学习者的学习质量.     

认知负荷理论与英语听力练习材料的设计

在语言收听过程中,记忆、尤其是瞬时记忆,是理解的前提。“认知负荷理论”吸收和应用了认知信息加工理论关于注意短时记忆的研究成果,认为学习者的工作记忆容量是有限的,工作记忆的限制性成为了学习的主要障碍;认为通过教学设计尽量减少学习任务中不必要的认知负荷,使工作记忆的容量更多地集中于将要学习的材料中,从而促进学习。文章探讨了在认知负荷理论指导下的英语听力练习材料的设计。     

认知负荷理论的应用与实践

<正>所谓认知负荷理论,是指以认知资源理论、工作记忆理论、构建主义理论等为基础,并通过关注一些复杂任务,让学习者在这个过程中产生认知负荷的理论。教师可以通过优化教学设计的方式,有效地控制认知负荷,以此提高学生的学习效率。认知负荷主要由因果要素、评估要素等组成。其中因果要素主要包     

基于认知负荷理论的对外汉语词汇信息化教学模式

认知负荷理论认为,在学习者的认知结构中,工作记忆容量是有限的,认知负荷超出容量会影响学习,而将认知资源进行合理分配则能够提高学习效率。词汇教学在对外汉语教学中占有重要地位,但词汇系统具有开放、庞杂的特点,是学生学习汉语的难点。运用信息技术可以优化教学过程,降低内在、外在认知负荷,增加有效认知负荷,从而提高词汇教学的效率。     

降低内在认知负荷 培养问题解决能力

内在认知负荷是在工作记忆中同时进行加工的元素的数量及其难度引起的认知负荷。运用认知负荷理论,重组素材信息,适当降低认知任务本身的元素数量以及各元素间的交互性,充分调用学习者固有的相关知识经验背景,同时注重图式构建,促进图式结构化与自动化,可以增大学生的剩余认知资源,降低内在认知负荷,帮助他们自主建构解决问题的策略,培养问题解决能力。     

多媒体教学中的知识建构

多媒体教学中的知识建构观,主要采纳了建构主义的主动加工信息理论,而主动加工信息的认知机制则是认知的反思或监控。在有效的多媒体教学中,学习者的认知的机制涉及五种基本的认知活动,对教材的直观、概括、具体化以及工作记忆和长时记忆。皮亚杰的建构思想、维果斯基的社会文化理论、布鲁纳的建构观念和激进建构主义等等,都为多媒体教学中知识建构的设计提供了理论依据。     

多媒体学习的认知机制

多媒体学习的认知机制是从两个层面上加以研究的。一个层面是专门的多媒体认知机制理论,包括双重编码理论、多媒体学习模型与新双重编码理论,另一个层面是一般性的认知机制理论,包括工作记忆模型、分布式认知理论、认知负荷理论以及生成学习理论等。这些理论对前一层面的模型起支撑作用,并能指导对多媒体学习的深入研究。但是,多媒体学习的认知机制研究应当是以建构主义学习理论而不是认知主义的学习理论为背景的,应当具有大脑认知神经科学的证据予以支持,应当是关注学习的情境性问题。     

Working memory capacity and reading skill moderate the effectiveness of strategy training in learning from hypertext

Cognitive and metacognitive strategies are particularly important for learning with hypertext. The effectiveness of strategy training, however, depends on available working memory resources. Thus, especially learners high on working memory capacity can profit from strategy training, while learners low on working memory capacity might easily be overtaxed. In addition, efficient basic reading comprehension processes are important for strategy training to be successful: When both the newly acquired strategies and poorly routinized basic reading comprehension processes compete for working memory resources, navigation within the hypertext and learning might deteriorate rather than improve. In an experiment, 64 undergraduates learned with a comprehensive expository hypertext after receiving either a cognitive or a metacognitive or no strategy training. In line with the predictions, learners high on working memory capacity or reading skill could profit from learning strategy training in terms of learning outcomes and the quality of their navigational behavior. Learners low on working memory capacity or reading skill, in contrast, performed worse in both training conditions compared to the control condition. The improvement in learning outcomes for skilled learners as well as the impairment in learning outcomes for unskilled learners could be shown to be indirect effects mediated by the quality of navigational behavior.     

Working memory capacity and disfluency effect: an aptitude-treatment-interaction study

According to Cognitive Load Theory, learning material should be designed in a way to decrease unnecessary demands on working memory (WM). However, recent research has shown that additional demands on WM caused by less legible texts lead to better learning outcomes. This so-called disfluency effect can be assumed as a metacognitive regulation process during which learners assign their cognitive resources depending on the perceived difficulty of a cognitive task. Increasing the perceived difficulty associated with a cognitive task stimulates deeper processing and a more analytic and elaborative reasoning. Yet there are studies which could not replicate the disfluency effect indicating that disfluency might be beneficial only for learners with particular learner characteristics. Additional demands on working memory caused by disfluent texts are possibly just usable by learners with a high working memory capacity. Therefore the present study investigated the aptitude-treatment-interaction between working memory capacity and disfluency. Learning outcomes were measured by means of a retention, a comprehension, and a transfer test. Moreover, the three types of cognitive load (intrinsic, extraneous, and germane) were assessed. The results revealed significant aptitude-treatment-interaction effects with respect to retention and comprehension. Working memory capacity had a significant influence only in the disfluency condition: The higher the working memory capacity, the better the retention and comprehension performance in the disfluency condition. No effects were found with respect to transfer or cognitive load. Thus, the role of metacognitive regulation and its possible effects on cognitive load need further investigation.     

基于认知神经科学视角的多媒体学习认知理论创新

Mayer多媒体学习的认知理论模型涉及感觉记忆、工作记忆、长时记忆三大基本部件和五大认知加工过程,但其科学基础仍有待深入考察。认知神经科学对感觉记忆、工作记忆和长时记忆的探索成果为多媒体学习认知理论奠定了更为深层的科学基础。认知神经科学认为,感觉记忆中的视觉记忆和声觉记忆在信息存储量、表征与编码、保持时间等方面存在互补,为多媒体学习认知理论中＂双重通道假设＂提供了更深层次的科学基础。工作记忆是多媒体学习认知加工过程的主要处理单元,认知神经科学基于脑成像技术提出的工作记忆加工成分结构及其功能定位模型和语音短时记忆功能模型,揭示了工作记忆中的信息处理机制,进一步推进了对工作记忆的基础研究。认知神经科学将长时记忆分为陈述性记忆和程序性记忆,长时记忆中信息存储的层次网络模型、激活扩散模型、集理论模型等更深入地推进了多媒体学习认知加工过程的科学基础。德国心理学家Schnotz从描述性表征和描绘性表征两个方面提出了多媒体学习＂图文理解整合模型＂（ITPC）,这一模型揭示了图文理解的过程机制,是当前多媒体学习认知理论模型的最新发展成果。     

多媒体学习的认知体系

本文对主要的认知体系进行了概述,据此可以形成多媒体教学设计的理论基础.这些认知体系包括对记忆存储、记忆编码以及认知操作的描述.与多媒体学习相关的认知体系有Paivio的双重编码理论、Baddeley的工作记忆模型、Engelkamp的多模块理论、Sweller的认知负荷理论、Mayer的多媒体学习理论以及Nathan的动画理论.本文重点讨论传统研究和教学应用之间的交互作用,教学应用主要涉及如何增加回忆率、减少干扰、降低认知负荷以及加强理解等方面.得出的初步结论是:虽然各自有所侧重,不同的理论之间仍有一些共性;这些模型中缺乏对学习者多元编码整合作用的研究;在心理模拟足够的情况下并不需要动画教学;动作必须有意义才能有效果;多模块教学比单个不同的特定模块更加有效.     

基于学习元和元认知的英语远程智慧学习

基于网络环境的英语学习,既是学习者利用网络环境提供的各种形式的学习资源实现的主动性学习,又是教师在把握语言习得和远程教育规律基础上,通过与学生互动共同完成的探索性学习。在教与学的互动过程中,充分发挥资源的重要性和基础性,学生的能动性和创造性,并在主体认知生成过程中融入学习者自己的创造性见解。通过分析学习元和元认知的理论和实践,建立二者沟通融合的学习模型,从而构建网络环境下英语远程智慧学习的新模式。     

梅耶多媒体教学设计原理的生成与架构

多媒体学习理论是一个贯通了学习理论与教学理论的科学体系。作为学习理论的多媒体学习认知理论基于双重编码理论、工作记忆模型以及生成加工理论,解释了学习者通过加工语词与画面所呈现的材料来建构知识的学习机制,属于解释性理论;作为教学理论的多媒体教学设计理论发展出一系列教学设计应遵循的原则,为教育实践提供了具有处方性意义的行动指南,属于处方性理论。解释性的学习理论为处方性的教学理论提供了扎实可靠的科学基础。在多媒体学习研究从学习理论向教学理论转化的过程中,多媒体教学设计理论是实现跃迁的关键环节,而认知负荷理论则是理论跃迁成功的关键变量。基于认知负荷理论,梅耶提出多媒体学习认知负荷三元模型,包括必要认知加工、外来认知加工和生成性认知加工。围绕这三类认知加工,梅耶及其同事进行了大量的实验研究,最终确定了12项与多媒体学习认知理论及其前提假设保持高度逻辑一贯性的多媒体教学设计原则。这些原则都是经得起实践检验的,但教学设计人员在应用的过程中,应明确各项原则的问题情境、适用范围等边际条件。     

Memory characteristics and modality in multimedia learning: An aptitude–treatment–interaction study

According to the modality effect in multimedia, a text accompanying a picture should be auditorily presented instead of visually in order to avoid split of attention. In two experimental studies (34 and 78 participants, respectively), the impact and possible compensatory effects of two aptitude variables, that is, memory strategy skills and working memory capacity, on multimedia learning were tested. Aptitude–treatment–interaction effects were found with respect to comprehension (Study 1) and transfer (Study 2). The modality effect was confirmed for less-skilled learners in memory strategy use but not for highly skilled ones. Memory strategy skills and working memory capacity differentially affected multimedia learning, depending on task features and demands.     

理查德·梅耶多媒体学习的理论基础

梅耶的多媒体学习理论是建立在坚实的理论基础和可靠的实证经验基础上的科学体系。多媒体学习的认知理论是理解多媒体学习的关键。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认知理论的基石,也是整个多媒体学习科学体系的逻辑起点。这三大假设赖以成立的理论前提正是双重编码理论、工作记忆模型、生成学习理论和认知负荷理论,由此构成了多媒体学习的理论基础。具体而言,双重编码理论和工作记忆模型为多媒体学习的认知理论构建提供了关键概念与元素;生成学习理论则为多媒体学习的认知理论构建提供了基本的解释性框架;多媒体学习的认知理论正是由这些关键概念、元素和解释性框架整合而成;而认知负荷理论则以多媒体学习的认知理论为基础,进而为多媒体教学的系列设计原理提供了关键支撑。