李志堅(jiān)，羅 文

（1.楚雄師范學(xué)院初等教育學(xué)院，云南楚雄675000；2.云南省電化教育館，云南昆明 650091）

基于多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論的三分屏課件設(shè)計(jì)研究

李志堅(jiān)1，羅 文2

（1.楚雄師范學(xué)院初等教育學(xué)院，云南楚雄675000；2.云南省電化教育館，云南昆明 650091）

作為重要的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，三分屏課件越來(lái)越受到教師和學(xué)生的青睞。文章以邁耶的多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論為基礎(chǔ)對(duì)其特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了探討，為設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)質(zhì)量更高的三分屏課件提供了理論指導(dǎo)。

多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論；三分屏課件；設(shè)計(jì)

引言

三分屏課件是目前網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中一種非常流行的學(xué)習(xí)資源，它包括教師的視頻、講課的PowerPoint（當(dāng)然也可能是其他形式的電子文檔）、課程綱要三個(gè)部分（圖 1），能為學(xué)習(xí)者提供畫(huà)面和語(yǔ)詞形式的教學(xué)信息，同時(shí)學(xué)習(xí)者也能通過(guò)導(dǎo)航自定步調(diào)學(xué)習(xí)，是天生的多媒體學(xué)習(xí)軟件。為了使三分屏課件的使用帶來(lái)更好的教學(xué)效果，筆者根據(jù)美國(guó)著名教育心理學(xué)家理查德·E·邁耶的多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論對(duì)如何更好地設(shè)計(jì)三分屏課件進(jìn)行了研究。

一、多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知理論

邁耶將多媒體定義為：用語(yǔ)詞和畫(huà)面來(lái)共同呈現(xiàn)的材料。語(yǔ)詞指以打印文本或講話(huà)等言語(yǔ)形式（verbal form）呈現(xiàn)材料；畫(huà)面指用圖像形式（pictorial form）呈現(xiàn)材料，如使用靜態(tài)圖形（包括插圖、圖表圖片和地圖）或動(dòng)態(tài)圖畫(huà)（包括動(dòng)畫(huà)或錄像帶）。[1]

邁耶站在 “學(xué)習(xí)者為中心”的立場(chǎng)，對(duì)多媒體如何影響學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)行了系統(tǒng)而深入的研究。他的研究基于這樣三個(gè)假設(shè)：①雙通道。人們擁有單獨(dú)加工視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)信息的通道。②有限容量。人們?cè)诿恳粋€(gè)通道中間同時(shí)加工的信息數(shù)量是有限的。③主動(dòng)加工。人們進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)，包括注意新進(jìn)入的相關(guān)信息、將所選擇的信息組織成一致的心理表征和將其他知識(shí)與心理表征進(jìn)行整合。[1]

從圖2我們可以看到，邁耶所描繪的人類(lèi)在多媒體環(huán)境下的認(rèn)知加工過(guò)程即選擇—組織—整合。最左邊的方框表示多媒體信息，根據(jù)多媒體認(rèn)知理論的假設(shè)，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)通道同時(shí)接受信息，畫(huà)面和語(yǔ)詞作為多媒體呈現(xiàn)的方式，從外部世界通過(guò)眼睛和耳朵進(jìn)入感覺(jué)記憶，感覺(jué)記憶允許畫(huà)面和文本（打印/屏幕）作為精確的時(shí)間表象在視覺(jué)感覺(jué)記憶（上部）保持很短的時(shí)間，允許言語(yǔ)和其他聲音作為聽(tīng)覺(jué)表現(xiàn)在聽(tīng)覺(jué)感覺(jué)記憶 （下部）中保持很短的時(shí)間。根據(jù)容量有限和主動(dòng)加工的假設(shè)，學(xué)習(xí)者必須將注意力集中在與學(xué)習(xí)內(nèi)容最相關(guān)的語(yǔ)詞和畫(huà)面上，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為語(yǔ)詞/畫(huà)面的選擇。一旦學(xué)習(xí)者從一段多媒體信息中出現(xiàn)的語(yǔ)詞和畫(huà)面中形成相應(yīng)的基本信息，下一步就是把這些信息組織成一個(gè)一致的表征——言語(yǔ)/圖像的模型的知識(shí)結(jié)構(gòu)，即學(xué)習(xí)者從新的語(yǔ)詞和畫(huà)面中做出選擇，然后輸出言語(yǔ)/圖像模型，這個(gè)過(guò)程在工作記憶中完成，稱(chēng)為言語(yǔ)/圖像的組織。最后一個(gè)步驟，也是多媒體學(xué)習(xí)最關(guān)鍵的一個(gè)步驟——整合，在言語(yǔ)和圖像模型形成之后，學(xué)習(xí)者需要將兩個(gè)單獨(dú)模型轉(zhuǎn)換為一個(gè)統(tǒng)一的表征，輸出一個(gè)整合的模型，這是有意義學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，它建立在兩個(gè)模型聯(lián)系的基礎(chǔ)上，同時(shí)也包括與先前知識(shí)（長(zhǎng)時(shí)記憶）的聯(lián)接。

盡管邁耶對(duì)多媒體的定義是基于多媒體的呈現(xiàn)模式說(shuō)（即多媒體是指用語(yǔ)詞和畫(huà)面來(lái)呈現(xiàn)信息的技術(shù)），但是在說(shuō)明人類(lèi)信息加工系統(tǒng)的雙通道概念時(shí)，他采用了感覺(jué)通道說(shuō)（即多媒體是使用聽(tīng)覺(jué)材料和視覺(jué)材料來(lái)呈現(xiàn)信息的）。我們認(rèn)為，邁耶的多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論是一種折中的理論。

二、三分屏課件的教學(xué)特點(diǎn)

1.雙通道輸入，整合效果好

從三分屏課件所呈現(xiàn)的信息來(lái)看，PPT中的圖像配合教師授課的聲音同步出現(xiàn)，為學(xué)生對(duì)知識(shí)的加工提供了雙通道的信息，學(xué)生在收看PPT內(nèi)容的同時(shí)，還可以收聽(tīng)教師講課的聲音。雙通道的呈現(xiàn)方式，有利于學(xué)生在長(zhǎng)時(shí)記憶中對(duì)新知識(shí)（語(yǔ)詞和畫(huà)面）形成統(tǒng)一的整合模型，并與舊知識(shí)產(chǎn)生聯(lián)系。

2.分段導(dǎo)航，自主性強(qiáng)

在三分屏課件的目錄導(dǎo)航區(qū)，制作者按照章節(jié)順序或內(nèi)容模塊，將教學(xué)過(guò)程分成若干個(gè)段落，以超鏈接的方式為學(xué)習(xí)者提供導(dǎo)航，為學(xué)習(xí)者自定步驟學(xué)習(xí)提供便利。學(xué)習(xí)者通過(guò)導(dǎo)航超鏈接能夠?qū)ψ约旱膶W(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行有效的控制，或重復(fù)或跳躍。另外，學(xué)生使用播放窗口的控制滑塊也可以控制學(xué)習(xí)進(jìn)度。

3.教師視頻，臨場(chǎng)感強(qiáng)

時(shí)空分離的遠(yuǎn)距離學(xué)習(xí)往往缺乏臨場(chǎng)感，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性受到制約。三分屏課件與其他形式的多媒體學(xué)習(xí)軟件相比，加入了教師授課的視頻，教師的形象和聲音同時(shí)傳遞到學(xué)生端，營(yíng)造了教學(xué)活動(dòng)和課堂氣氛，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的臨場(chǎng)感，對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性有一定的作用。

三、對(duì)三分屏課件教學(xué)特點(diǎn)的思辨

從邁耶對(duì)多媒體的定義來(lái)看，三分屏課件為學(xué)習(xí)者提供了語(yǔ)詞（教師聲音和PPT文字）和畫(huà)面（教師形象、PPT插入畫(huà)面）兩種信息呈現(xiàn)形式。通過(guò)深入分析，我們發(fā)現(xiàn)其中一些容易被設(shè)計(jì)者忽視的地方。

1.關(guān)于教師的授課視頻

在大多數(shù)三分屏課件中，我們會(huì)認(rèn)為教師授課的視頻是多媒體課件的畫(huà)面呈現(xiàn)形式，但仔細(xì)分析后我們發(fā)現(xiàn)，教師視頻的形象與教學(xué)內(nèi)容并不相關(guān)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)沒(méi)有太大幫助。根據(jù)邁耶的多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論，多媒體中出現(xiàn)的畫(huà)面應(yīng)該是與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖像、視頻或動(dòng)畫(huà)，而三分屏課件中教師形象與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)性不大，因此我們推測(cè)教師視頻對(duì)于促進(jìn)學(xué)生記憶和遷移知識(shí)無(wú)明顯作用。浙江師大張家華、張劍平等人的最近研究證明了我們的推測(cè)，他們?cè)趯?duì)學(xué)生使用三分屏課件學(xué)習(xí)時(shí)的眼動(dòng)研究中發(fā)現(xiàn)，教師形象的呈現(xiàn)方式（視頻、動(dòng)畫(huà)、圖片）與學(xué)習(xí)效果沒(méi)有明顯的相關(guān)性，或者說(shuō)三分屏課件中出現(xiàn)的教師授課視頻 （主要為坐式）對(duì)學(xué)習(xí)者的幫助不大，有時(shí)甚至?xí)稚⑺麄兊淖⒁饬?。[2]

2.關(guān)于插入PPT

根據(jù)張家華、張劍平等人的研究，學(xué)生在使用三分屏課件學(xué)習(xí)時(shí)，眼睛注意PPT的次數(shù)和時(shí)間都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于注意教師視頻的次數(shù)和時(shí)間?？梢?jiàn)，PPT才是學(xué)生接受視覺(jué)信息最重要的渠道，而不是教師視頻。

在使用三分屏課件學(xué)習(xí)的過(guò)程中，視覺(jué)信息的主要來(lái)源是PPT，聽(tīng)覺(jué)信息的主要來(lái)源是教師的音頻，兩個(gè)信息流通過(guò)眼睛和耳朵進(jìn)入學(xué)習(xí)者的大腦。邁耶的多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論認(rèn)為，視覺(jué)信息最好是直觀的圖像、圖表、視頻和動(dòng)畫(huà)等，而在大多數(shù)情況下，我們看到的PPT呈現(xiàn)的內(nèi)容主要是文本（屬于語(yǔ)詞形式），尤其是在一些理論性較強(qiáng)的課程中，教師傾向于使用文字這一抽象符號(hào)來(lái)陳述和描述教學(xué)內(nèi)容。從雙通道加工的原理來(lái)看，語(yǔ)詞通過(guò)視覺(jué)通道和聽(tīng)覺(jué)通道進(jìn)入感覺(jué)記憶器，有利于減少學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷。但根據(jù)多媒體呈現(xiàn)模式說(shuō)，屏幕文本和教師聲音同屬語(yǔ)詞范疇，只不過(guò)是通道不同罷了。那么，學(xué)生在接受了相同形式的信息以后能不能在工作記憶中產(chǎn)生語(yǔ)詞表征和圖像表征、又能不能與先前知識(shí)產(chǎn)生整合呢？這是我們想要搞清楚的問(wèn)題。遺憾的是，邁耶的多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論未對(duì)這個(gè)問(wèn)題做出解釋。

四、三分屏課件的設(shè)計(jì)原則

三分屏課件是由教師講課的視頻和教學(xué)PPT連同導(dǎo)航合成為一個(gè)具有簡(jiǎn)單交互功能的教學(xué)軟件，其中的主要組成部分——教師授課PPT實(shí)際上也是一個(gè)多媒體課件（打印文字和圖像），因此，我們可以將它稱(chēng)為“嵌套式”的教學(xué)軟件，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮三分屏課件的這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。邁耶及其同事經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)證研究，為多媒體課件的設(shè)計(jì)提出了七條科學(xué)的原則，我們?cè)诮梃b這七條原則的基礎(chǔ)上，結(jié)合三分屏課件的教學(xué)特點(diǎn)，提出我們對(duì)三分屏課件設(shè)計(jì)的一些建議。

1.接近性原則

所謂接近性原則是指，在設(shè)計(jì)多媒體課件時(shí)，對(duì)應(yīng)的語(yǔ)詞和畫(huà)面在空間上應(yīng)該彼此臨近，在時(shí)間上應(yīng)該同時(shí)出現(xiàn)。邁耶經(jīng)過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，書(shū)頁(yè)或屏幕上的對(duì)應(yīng)語(yǔ)詞與畫(huà)面臨近呈現(xiàn)比隔開(kāi)呈現(xiàn)能使學(xué)生學(xué)得更好，對(duì)應(yīng)的語(yǔ)詞和畫(huà)面同時(shí)呈現(xiàn)比繼時(shí)呈現(xiàn)能使學(xué)生學(xué)得更好。當(dāng)我們?cè)赑PT中插入相關(guān)的畫(huà)面時(shí)，文字描述最好和它對(duì)應(yīng)的畫(huà)面出現(xiàn)在同一頁(yè)幻燈片中，如果屏幕上的語(yǔ)詞和畫(huà)面彼此遠(yuǎn)離，學(xué)習(xí)者就必須前后搜索，這樣他們就不可能將兩者同時(shí)納入短時(shí)記憶；教師在解釋PPT中的畫(huà)面時(shí)，解說(shuō)應(yīng)該和畫(huà)面同時(shí)或間隔較短時(shí)間呈現(xiàn)，而不是間隔較長(zhǎng)時(shí)間，這樣學(xué)習(xí)者更有可能在工作記憶中同時(shí)保持這兩種材料的心理表征。

2.簡(jiǎn)潔性原則

簡(jiǎn)潔性原則是指，在設(shè)計(jì)多媒體信息時(shí)，我們應(yīng)該將與教學(xué)內(nèi)容無(wú)關(guān)的信息（聲音和圖像）盡量減少或排除，這樣更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。因?yàn)椋瑹o(wú)關(guān)的材料會(huì)爭(zhēng)奪工作記憶中的認(rèn)知資源，分散學(xué)生對(duì)重要材料的注意力；會(huì)干擾材料的組織加工，誤導(dǎo)學(xué)生圍繞不恰當(dāng)?shù)闹黝}來(lái)組織材料。有的教師在授課時(shí)，話(huà)語(yǔ)中經(jīng)常會(huì)帶有“口頭禪”或者講述一些與主題無(wú)關(guān)的瑣事，這些信息在一定程度上會(huì)干擾學(xué)生對(duì)新知識(shí)的加工。因此，我們建議在制作三分屏課件之前，教師應(yīng)該對(duì)授課講稿做精細(xì)的設(shè)計(jì)，盡量使內(nèi)容簡(jiǎn)潔，教師在講授過(guò)程中應(yīng)該避免“口頭禪”以及講授無(wú)關(guān)內(nèi)容。另外，很多教師平時(shí)在制作PPT時(shí)，喜歡加入一些裝飾性的花邊、趣味小動(dòng)畫(huà)和背景音樂(lè)，并認(rèn)為這樣做可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對(duì)PPT的美化是可以的，但它們也可能會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生干擾，對(duì)于這些內(nèi)容的加入應(yīng)該是越少就是越多（less is more）。

3.信息呈現(xiàn)適當(dāng)原則

信息呈現(xiàn)適當(dāng)原則是指，學(xué)習(xí)者在主動(dòng)學(xué)習(xí)時(shí)，任一時(shí)間內(nèi)能夠保持在工作記憶中的信息只是少數(shù)，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，適當(dāng)?shù)匕才沤虒W(xué)內(nèi)容的信息量和結(jié)構(gòu)方式。學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的認(rèn)知負(fù)荷有內(nèi)部和外部?jī)蓚€(gè)來(lái)源，內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷依賴(lài)學(xué)習(xí)材料的內(nèi)在難度，外部認(rèn)知負(fù)荷依賴(lài)教學(xué)信息的設(shè)計(jì)方式。在教學(xué)過(guò)程中,問(wèn)題呈現(xiàn)給學(xué)生的外在認(rèn)知負(fù)荷的程度主要是由問(wèn)題的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷決定的。由于工作記憶的處理能力有限,如果內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷很高，那么外部認(rèn)知負(fù)荷就一定要降低,必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。[3]對(duì)于內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷較高的內(nèi)容，在組織和呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，設(shè)計(jì)者可以將其分成更多的小段，減少學(xué)習(xí)者在短時(shí)間的認(rèn)知負(fù)荷量，這種對(duì)信息量的控制是教師主導(dǎo)的，對(duì)學(xué)生制定學(xué)習(xí)進(jìn)度有一定的指導(dǎo)意義。除此之外，教師一定要站在“以學(xué)生為中心”的角度考慮問(wèn)題，不能只做一個(gè)教學(xué)信息的傳遞者，而應(yīng)該在深入挖掘教學(xué)內(nèi)容之間聯(lián)系的基礎(chǔ)上，充分考慮學(xué)生和教學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)系，利用過(guò)程、比較、概況、舉例、分類(lèi)等方法，幫助學(xué)生建構(gòu)系統(tǒng)完整的知識(shí)體系，降低學(xué)生的外部認(rèn)知負(fù)荷。

結(jié)束語(yǔ)

我們之所以選擇邁耶的理論作為指導(dǎo)三分屏課件設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，很重要的一個(gè)原因就是他的理論是建立在大量實(shí)證研究的基礎(chǔ)之上。多年以來(lái)，無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)的教育技術(shù)領(lǐng)域，大量的理論都沒(méi)有經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，很多只是依據(jù)實(shí)踐者的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)報(bào)告甚至是一些政策文件得來(lái)的原理，這就難免使我們的實(shí)踐走了彎路，做了無(wú)用功。雖然邁耶的理論也存在自身的局限性，對(duì)某些問(wèn)題尚不能明確解釋?zhuān)俏覀內(nèi)匀豢梢约橙∑渲泄J(rèn)的有效成分來(lái)指導(dǎo)我們的課件設(shè)計(jì)。

[1]（美）理查德.E邁耶著，傅小蘭等譯.多媒體學(xué)習(xí)[M].北京：商務(wù)印書(shū)館，2006.3：57.

[2]張家華，張建平等.“三分屏”網(wǎng)絡(luò)課程界面的眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2009，（6）：74-77.

[3]袁磊，何克抗.認(rèn)知負(fù)載理論及其在E-learning中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育，2006，（5）：7-9.

[4]賈義敏.多媒體學(xué)習(xí)的科學(xué)探索[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2009，（11）：5-9.

[5]王玉琴，王咸偉.媒體組合與學(xué)習(xí)步調(diào)對(duì)多媒體學(xué)習(xí)影響的眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究[J].電化教育研究，2007，（11）：62-66.

（編輯：魯利瑞）

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1673-8454（2011）06-0074-03