清华大学又名-清华大学又名
第
29
卷
第
3
期
2007
年
< br>6
月
宁
波
大
学
学
报
(
教
育
科
学
版
)
JOU
RNAL
OF
N
I
N
G
< p>BOUN
I
V
ERSI
TY< /p>
(
EDUCATI
O
NAL
SC
I
ENCE
)
<
/p>
Vol
.
29
No
.
3
Jun
.
2007
认知心理学视野中的认知负荷理论
杨心德
,
王小康
1
1,
2< /p>
(
1
.
宁波大学
教育学院
,
浙江
宁波
315211;
2
.
安康学院
教育科 学系
,
陕西
安康
725
000
)
摘要
:
认知负荷是为完成某项任务而在工作记忆上所进行的心智活动所需的全部心智能量
。
< p>本文在阐
述内在认知负荷
、
外在认知负荷和有效认知 负荷等三类认知负荷性质的基础上
,
从认知心理学角度对认
知负荷理论进行全面阐释
,
着重论述了工作
记忆
、
图式
、
专家与新手在问题解决中的差异对认 知负荷理
论发展的贡献
。
关键词
:
认知负荷
;
认知负荷类型<
/p>
;
工作记忆
;
图
式
中图分类号
:
B842
.
1
文献标识码
:
A
文章编号
:
1008
-
0627
(
2007
)
03
-
0011
-
05
澳大利亚认知心理学家
Jo
hn
S
weller
于
1980
年代提出认知负荷理论
(
cognit
ive
l
oad
theory,
简
[
1
]
称
CL
T
)
,
对此作了详细的探讨
在
1990
年代
,
经过全球研究者的努力
,
认知负荷理
论经历了快速
发展和拓展
。
认知负荷理论也成为研究认知 过程和教学设计框架的一个主要理论
。
本文主要从
认知心
理学的视角
,
探索认知负荷理论的最新研究进展
,
旨在对认知负荷的理论基础做更进一步的
阐述和整合
,
以利于认知负荷理论研究的深入发展
。
一
、
认知负荷的概念及其理论假设
认知
负荷概念自
20
世纪
80
年代问世以来
,
对其涵义的理解始终没有统一
。
S
weller
等人认为
[
1
]
认知负荷
(
cognitive
l
oad,
简称
CL
)
是处理被给信息所需要的“
心智能量
”
的水平
。
Co
oper
则认为
[
3
]
认知负荷是指同时被要求施加在工作记忆上的心智活动的全部数量
。
在国内对认知负荷的理解
主要有三种
,
林崇德等
(
2005
)
认为“
认知负荷指的是一个事例中智力活动强加给工作记忆的总
[
4
]
数
。
”
许远理
(
2002
)
把认知负荷定义为
“
在意识控制下的信息加工过程中
,
认知资源与认知容量
[
5
< p>]
之间的高度协调和相互作用的状态
。
”
< p>赖日生等
(
2005
)
认为
“
认知负荷指的是在某种场合下施加
[
6
]
到工作记忆中的智力活动的总的数量
。
”
综上所述
,
认知负荷具有以
下特点
:
(
1
)
认知负荷是与完
成某项特定任务相联系
;
(
2
)
该
任务在工作记忆中操作
;
(
3
)
该操作要顺利进行
,
必须有相应心智能
量的支持
。
根据这些特点
,
我们倾向于将认知负荷定义成为完成某项任务而在工作记忆上所进行
的心智活动所需的全部心智能量
。
经过对大量有关认知
负荷研究文献的综合分析
,
我们不难发现
,
认知负荷的概念是建立在一系
[
3
]
列理论假设的基础之上的
。
第一
,
有限的工作记忆仅能处理一部分信息
(
M
iller,
1956
)
< br>;
第二
,
存
储知识的长时记忆的容量无限
,
并可用来克服工作记忆容量
的有限性
;
第三
,
图式
(
Chi,
Glaser
&
Rees,
1982;
Larkin,
Mc
Der
mott,
Si
m
o n
&
Si
m
on,
1980
)
储存在长时记忆中
,
常被用来通过重组信息
元素
,
把低水
平图式合并成高水平图式的方法来构建知识
,
以降低工作记忆容
量
;
第四
,
图
式无论多
大或多复杂
,
在工作记忆中都
被作为一个单一个体来处理
;
第五
,<
/p>
图式可以自动化并且可以在无意
识下自动进行处理
,
而不需要工作记忆的有意识参与
,
< br>因此降低了工作记忆容量
(
Kot
ovs ky,
Haves
&
Si
m
on,
1985;
Schneider
&Shiffrin,< /p>
1977;
Shiffrin
&
Schneider
,
1977
)
。
二
、
认知负荷的分类
收稿日期
:
2006
-
12
-
03
作者简介
:
< br>杨心德
(
1946
-
)
,
男
,
浙江宁波人
,
宁波大学教育学院教授
;
王小康
(
1969
-< /p>
)
,
男
,
陕西安康人
,
宁波大
学教育学院心理学硕士研究生
,
安康学院教育科学系讲师
。
[
2
]
1
宁波大学学报
(
教育科学版
)
2007
近年来
,
心理学家们倾向于将认知负荷分为三种类型
(
Kirschner,
2002;
Pa as
F,
A
lexander
[
2,
7
]
Renkl
&
< p>Sweller
J,
2003
)
。
第一类是内在认知负荷
(
intrinsic
cognitive
l
oad
)
,
属于整合思想或理
解概念
,
反映所学材料内在的
、
本质的关系所需的认知负荷
。材料不同
,
元素
间相互作用水平也不
同
,
因而对内在认
知负荷的要求也不同
。
也就是说
,
内在认知负荷由所学材料中各个元素间相互作
用的强度所决定
。
例如
,
学习
2
+
2
比解方程式所需心智能量要少
,
对内在认知负荷的要求也相应
的要少
。
所以 学习的材料对工作记忆容量的要求也是内在的
,
并随学习材料中
的元素间相互作用
的水平不同而不同
,
因此内在认知负荷也不能因教学操作而改变
。
一些较简单学习任务
,
元素间相
互作用水平低
,<
/p>
在选择忽略一些相互作用元素后
,
可以降
低内在负荷
。但是对于复杂的
、
高元素相
互作用的学习任务
,
忽略会造成对相互作用元素的表面理解
(
忽略也可能是不可避免的
)
,
直到被
忽略元素随后被考虑到
(
尽管有高内在认知负荷
)
,
并且只有在同时认识到所有基本元素及其相互
关系
< br>,
理解才能发生
,
而对于学习仅
仅是个开始
。
第二类是外在认知负荷
(
extraneous
ineffective
cognitiv e
l
oad
)
,
是由刺激材料的呈现方式和外
部要求个体所从事的活动而引起的工作记忆负荷<
/p>
。
在通常情况下
,
外在认知负荷有
可能加重学习
者的心理能量
,
降低学习
效率
。
但是如果改变教学材料的呈现方式或学习者的活动
,
也可降低外在
认知负荷
,
从而促进学习
。
认知负荷理论家们花费大量的时间以设计可选择的教 学设计和程序
,
与
常规教学程序相比较
,
更能降低外在认知负荷
。
第三类是有效认知负荷
(
ger
mane< /p>
effective
cognitive
l
oad
)
,
指与图式建构和获得
以及图式自动
化过程的努力程度有关的认知负荷
。
学生学 习
,
由新手转变为专家
,
形成新图式
,
以及工作记忆处
理新信息进入更高级
、
更复杂的图式
,
这些处理都发生在工作记忆并增加了工作记忆的负荷
,
这种
认知负荷就被称为有效认知负荷
。
与有效认知负荷水 平相联系的因素是提供给学习者学习的材料
和学习活动对学习者的要求
。
材料的熟悉程度和学习活动对学习者要求的高低都影响对有效认知
负荷水
平的要求
。
与外在认知负荷妨碍学习相反
,
有效认知负荷促进学习
。
现有的研究发现
,
内在认知负荷
、
外在认知负荷与有效认知负荷之间 的关系可以表达为
:
I
ntrinsic
+
Extraneous
+
Ger
man e
=
Total
cognitive
l
< p>oad
也就是说
,
三类认知负荷相
加便是总的认知负荷
。
总的认知负荷低于工作记忆容量时
,
学习活
动得以顺利进行
,
否则会阻碍学习活动的进行
。
内在认知负荷不可改变
,
随材料不同而不同
,
它是<
/p>
基本的负荷
,
是不可简化的
。
通过建构附加图式和先前获得图式的自动化
,
可以降低内在认知负
荷
。
外在认知负荷与有效认知负荷 可以改变
,
在资源被分配用于处理内在认知负荷之后
,
所剩余的
工作记忆容量再被分配用于处理外在认
知负荷和有效认知负荷
,
这时二者遵循互补原则
。比如在
教学设计中
,
因为内在认知负
荷不可改变
,
所以教学设计的关键便是要限制外在认知负荷的数
量
,
以提高有效认知负荷
。
特别 是当内在认知负荷很高时
,
降低外在认知负荷就显得十分重要<
/p>
。如果
内在认知负荷很低
,
则降低外在认知负荷的重要性也低一些
,
因为所剩余的工作记
忆容量较多
,
也
就是说可用于外在认知
负荷和内在认知负荷的数量较多
。
因此
,
当元素相互作用很高时
,
首先要有
意降低外在认知负荷的影响
。
但当元素相互作用较低时
,
有意降低工作记忆的负荷所起的作用便
微乎其微
现有的研究表明
,
这些工作有先
后次序
。
例如
,
利用有效教学设
计降低了外在认知负荷
,
释放
出能量以
提高有效认知负荷
。
如果通过降低外在认知负荷的教学设计改进了学习
< p>,
进步可能已经
发生
,<
/p>
因为通过降低外在认知负荷而释放出一定量的工作记忆容量
,
这些工作记忆容量被作为附加
的工作记忆容量
,
被分配给有效认知负荷
,
使得有更
多的资源被用于图式加工
,
学习的结果是获得
< br>图式和图式自动化
,
并且使得内在认知负荷减少
。
内在认知负荷的减少降低了总的认知负荷
,
因此
又释放出一定的工作记忆容量
。释放的工作记忆容量允许学习者 利用新学的材料形成更高级图
式
,
一个
新的循环开始
。
经历多个循环
,
学习者便获得更高级知识和能力
。