吳雪艷，劉思洋，郭 森，付秀美，謝紅林，陳志宏△

（1.承德醫(yī)學院人體解剖學教研室，河北承德 067000；2.承德市中心醫(yī)院介入血管外科）

人體解剖學屬于形態(tài)學的范疇，課上授課內(nèi)容多、知識點繁雜，雖然教學課件中圖片、動畫、視頻等資源比較多，但教師對課件的設(shè)計更多是關(guān)注資源內(nèi)容的全面性、完整性、關(guān)聯(lián)性，常忽視學習者的學習感受和知識建構(gòu)的過程。認知負荷理論關(guān)注學習者的認知結(jié)構(gòu)和信息結(jié)構(gòu)之間的交互作用，能夠根據(jù)學習者的認知水平合理設(shè)計教學資源，通過控制學習者在學習過程中產(chǎn)生的認知負荷提升學習效果，實現(xiàn)有效教學。本文以認知負荷理論為指導(dǎo)，探究了人體解剖學的教學設(shè)計過程，以期為人體解剖學的教學設(shè)計及改善人體解剖學的教學效果提供參考。

1 認知負荷理論的內(nèi)涵及效應(yīng)

認知負荷理論（CLT）[1]是由認知心理學家約翰·斯威勒（John Sweller）在1988年提出的。認知負荷指工作記憶儲存、加工和提取學習信息時承受負荷的總量，Sweller等根據(jù)認知負荷的來源不同將其分為內(nèi)在認知負荷、外在認知負荷和相關(guān)認知負荷三種類型[1]。內(nèi)在負荷是由學習任務(wù)的性質(zhì)帶來的負荷，取決于學習材料的難易程度和學習者的個人基礎(chǔ)、經(jīng)驗；外在負荷是指施加給工作記憶的與學習無關(guān)的負荷，主要受學習材料的設(shè)計、呈現(xiàn)方式及教學活動方式的影響；相關(guān)負荷指用于處理內(nèi)在負荷并能促進學習的工作記憶資源，即加工與認知內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的信息帶來的負荷。其中的外在負荷和相關(guān)負荷由教學設(shè)計者所主導(dǎo)[2]。認知負荷理論提出的教學設(shè)計指南和策略主要是通過減輕外在負荷、調(diào)控內(nèi)在負荷和優(yōu)化相關(guān)負荷來促進學習[2]。經(jīng)過長期的實踐研究，學者們總結(jié)了自由達標、注意聚集、多種通道、指導(dǎo)漸減效應(yīng)、逼真度從低到高、情境干擾等15個教學設(shè)計原則和策略，這些原則和策略可以減輕外在負荷、調(diào)控內(nèi)在負荷、優(yōu)化相關(guān)負荷，從而促進學習效果[2]。

2 基于認知負荷理論指導(dǎo)人體解剖學的教學設(shè)計

人體解剖學的教學資源比較豐富，包括多媒體教學課件、虛擬數(shù)字人系統(tǒng)、掛圖、模型、標本等；教師的授課方式也較靈活多樣，包括邊畫圖邊講解、實體標本講解及利用多媒體課件講解等。教學資源呈現(xiàn)方式或授課方式設(shè)計不當可加重學習者在學習過程中產(chǎn)生的外在認知負荷，因此需要通過合理的設(shè)計降低外在負荷，促進有效學習。本文主要從調(diào)控內(nèi)在認知負荷和降低外在認知負荷兩個方面探討了如何基于認知負荷理論指導(dǎo)人體解剖學的教學設(shè)計，根據(jù)學習者的認知水平合理地設(shè)計教學資源，從而使學習者獲得良好的學習體驗，提高學習效果。

2.1 根據(jù)綜合度從小到大的策略進行教學設(shè)計，調(diào)控內(nèi)在認知負荷 認知負荷理論認為，學習材料的難易程度和學習者的基礎(chǔ)知識決定內(nèi)在認知負荷。因此，在進行教學設(shè)計前首先應(yīng)充分分析學習者的特征，了解學習者的基礎(chǔ)情況；其次，分析教學內(nèi)容，特別是重點和難點問題對于學習者的難易程度，評估內(nèi)在認知負荷的高低，這是教學設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)。然后根據(jù)Sweller等總結(jié)的原則和策略調(diào)控內(nèi)在認知負荷[2]。

學習材料的簡單與復(fù)雜，取決于信息元素間的交互性，即學習要素在孤立的情境下被理解的程度。低交互性的學習材料在不考慮其它因素的孤立情境下，就能被理解和學習；而高交互性的學習材料，在孤立的情境下不容易被理解，只有學習某個元素并理解各元素之間的相互關(guān)系后，才能真正理解學習材料的意義。例如，在人體解剖學的學習材料中，骨學部分的內(nèi)容就屬于元素交互性較低的例子，盡管需要掌握大量的醫(yī)學名詞，但只需記憶就可以掌握；而腦神經(jīng)就屬于元素交互性高的學習材料，雖然腦神經(jīng)的名稱能很快被記憶，但還需要掌握腦神經(jīng)的走行、纖維成分與作用才能完全理解。元素的交互性越高，學習時需要工作記憶同時加工的信息數(shù)量就越多，所產(chǎn)生的內(nèi)在負荷就越重。綜合度從小到大的策略是指按照元素的交互性，先呈現(xiàn)相對獨立的元素，然后逐漸提升任務(wù)的綜合度，這樣分步漸進的策略比一步到位的策略更加適用新手學習[2]。

因此，人體解剖學在進行教學設(shè)計時，應(yīng)首先分析各個章節(jié)對于學生的難易程度，對于學習材料按照互動性高低高進行排序，先呈現(xiàn)相對獨立的元素，待后期所有的互動性元素到位后再一次性全部呈現(xiàn)所有元素及互動性。例如，教師在講授骨學標志或顱底內(nèi)面觀時，先不要敘述骨學標志是哪塊具體肌肉的附著點或穿過孔裂的具體結(jié)構(gòu)，到后期講肌肉或神經(jīng)血管時，再把骨性標志和肌肉，孔裂和神經(jīng)、血管等元素和元素間的關(guān)系等信息一次性全部呈現(xiàn)出來，以此來減輕內(nèi)在負荷，加深學習者理解。

2.2 根據(jù)注意聚焦原則[2]設(shè)計多媒體教學課件，降低外在認知負荷 制作多媒體課件時，將多種信息源整合在一起成為單一的信息源，按照空間臨近原則和時間臨近原則呈現(xiàn)信息，并在空間上整合文字與圖表信息，以集中學習者的注意力，降低學習者的外在負荷，從而促進有效學習。

例如，圖片與文字說明應(yīng)該放在一張幻燈片上，而不是分別呈現(xiàn)在兩張幻燈片上；文字說明要與圖片描述的位置相鄰（空間臨近），圖片左邊結(jié)構(gòu)的說明文字放到左邊，圖片右邊結(jié)構(gòu)的說明文字放在右邊，不要相互交叉，并且應(yīng)簡潔不重復(fù)。如果當前的學習內(nèi)容涉及到前面的知識時，要直接關(guān)聯(lián)制作一張相關(guān)知識的幻燈片，而不是去前面翻頁尋找。

2.3 根據(jù)多種通道原則[2]設(shè)計多媒體教學課件和授課方式，降低外在認知負荷 多種通道原則源于圖文信息“視-聽”整合的實驗研究，給對照組呈現(xiàn)圖形信息和解釋圖形的文本信息，給實驗組呈現(xiàn)圖形信息和口頭講解圖形的言語信息；結(jié)果顯示，邊看圖形、邊聽講解的視-聽組合（多通道）圖文信息的教學效果明顯優(yōu)于既看圖形又看文本的視-視組合（單一通道）圖文信息的教學效果[4]?；谏鲜鲅芯拷Y(jié)果，人體解剖學應(yīng)結(jié)合多種通道原則進行教學設(shè)計，制作多媒體課件時，PPT中的圖片和動畫信息不配大篇幅的文字說明，而是配合教師講解或者插入語音，教師授課時，要讓學生采用視覺、聽覺等多通道接受知識。例如，講解內(nèi)囊時需要回憶傳導(dǎo)束，這時教師最好找出之前的圖片或動畫讓學生邊看邊聽教師講解，而不是只單純的講解讓學生自行回憶。

2.4 根據(jù)減少冗余原則[2]設(shè)計多媒體教學課件，降低外在認知負荷 教學設(shè)計不當會出現(xiàn)冗余效應(yīng)[5]。例如多媒體課件中，如果學生通過看圖文信息就能理解的知識內(nèi)容，那再聽教師講解就是多余的；相反，如果只憑借教師講解圖片信息就能聽懂的知識內(nèi)容，再讓學生看圖片上的文字信息就是多余的，因為學生需要將講師講解的內(nèi)容與圖片上的文字信息進行加工對應(yīng)，增加了外在認知負荷。減少冗余原則是指用單一信息源取代各自相對獨立的多樣化信息源，從而源減輕對冗余信息進行的非必要加工而產(chǎn)生的外在負荷[2]。因此提示，教師在制作PPT時要注意，不要添加過多的文字信息，即使必須出現(xiàn)的文字信息也應(yīng)是概括性的，更加注意不要出現(xiàn)全頁都是文字的情況。對于學習材料比較簡單的章節(jié)，課后總結(jié)的頁面只需提供圖文信息讓學生自己思考即可，此時教師不需要再次講解，而是做適當?shù)囊龑?dǎo)提示；對于學習材料比較難的章節(jié)，課后總結(jié)頁面應(yīng)是只提供圖片信息，同時教師進行總結(jié)歸納。例如，講述循環(huán)系統(tǒng)的知識需要復(fù)習大小循環(huán)的內(nèi)容時，只需要提供大小循環(huán)的路徑圖，無需附加口頭說明。

2.5 根據(jù)自由達標原則[5]設(shè)計課堂問題和課后思考題，降低外在認知負荷 Sweller等通過大量實驗證明，自由達標的任務(wù)可以避免逆向探究而降低外在認知負荷，通過降低問題的目標明確性，可以提高學業(yè)成績和遷移的程度[6]。因此，在人體解剖學教學設(shè)計中應(yīng)根據(jù)自由達標原則設(shè)計開放性的課堂問題和課后思考題，以降低學生學習時的外在負荷。例如，課后作業(yè)讓學生“在自己身上標記出盡可能多的骨性隆起、肌肉的位置”，而不是“下列骨、肌肉描述錯誤的是什么”；提問“所有可以治療闌尾炎、膽囊炎的給藥途徑”，而不是“膽囊動脈、闌尾動脈是哪個動脈的分支”；提問“思考臨床經(jīng)橈動脈、股動脈介入手術(shù)治療冠狀動脈硬化導(dǎo)致的心機梗死的途徑”，而不是“左右冠狀動脈的分支是什么或上肢的動脈組成是什么”等。

人體解剖學的教學設(shè)計對于學生理解繁雜的解剖知識具有非常重要的作用，本文結(jié)合認知負荷理論提出的教學設(shè)計要義，從調(diào)控內(nèi)在負荷和降低外在負荷兩方面對人體解剖學教學過程進行設(shè)計，以減輕學生的認知負荷，提高教學效果。隨著認知負荷理論研究的逐漸深入，基于認知負荷理論進行教學設(shè)計的探索可以擴展到醫(yī)學課程的其它學科，以提高醫(yī)學生的學習積極性、改善教學效果及提高醫(yī)學教學的水平。