多媒體學(xué)習(xí)研究一、基本概念多媒體：指用語(yǔ)詞（word）與畫(huà)面（picture）來(lái)共同呈現(xiàn)材料。學(xué)習(xí)：多媒體學(xué)習(xí)：概念辨析：多媒體學(xué)習(xí)與數(shù)字化學(xué)習(xí)六、研究主題1、多媒體學(xué)習(xí)的理論研究多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論是由美國(guó)當(dāng)代教育心理學(xué)家、認(rèn)知心理學(xué)家理查德?E?邁耶(RichardE?Mayer)在其書(shū)《多媒體學(xué)習(xí)》中提出,雙重通道假設(shè)、容量有限假設(shè)和主動(dòng)加工假設(shè)是梅耶構(gòu)建多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知理論，乃至整個(gè)多媒體學(xué)習(xí)科學(xué)體系的邏輯起點(diǎn)。而這三種假設(shè)是建立在（佩維奧）Paivio的雙重編碼理論、Baddeley的工作記憶模型、Sweller的認(rèn)知負(fù)荷理論和Wittrock的生成學(xué)習(xí)理論（維特羅克的生成學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，人類的學(xué)習(xí)是一個(gè)主動(dòng)建構(gòu)新知識(shí)、生成新意義的過(guò)程，而不是一個(gè)簡(jiǎn)單的接受過(guò)程。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中要同時(shí)具有以下四個(gè)成分:生成、動(dòng)機(jī)、注意和先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。生成是指形成新知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系以及新知識(shí)與己有經(jīng)驗(yàn)之間的聯(lián)系。）基礎(chǔ)之上的。下面我們將逐一對(duì)各種理論進(jìn)行討論，以揭示它們是如何為多媒體學(xué)習(xí)科學(xué)體系的構(gòu)建提供理論基石的。容量有限假設(shè)的理論基礎(chǔ)是工作記憶模型和認(rèn)知負(fù)荷理論，主動(dòng)加工假設(shè)的理論基礎(chǔ)則是生成學(xué)習(xí)理論。（1）雙通道假設(shè)：指人們進(jìn)行認(rèn)知加工時(shí)對(duì)視覺(jué)表征和聽(tīng)覺(jué)表征的材料都有相應(yīng)的信息加工通道。雙重通道假設(shè)的理論基礎(chǔ)是雙重編碼理論和工作記憶模型。雙重編碼理論1975年美國(guó)心理學(xué)家佩維奧提出了雙重編碼理論，他強(qiáng)調(diào)在信息的貯存、加工與提取中，語(yǔ)言與非語(yǔ)言的信息加工過(guò)程是同樣重要的。該理論認(rèn)為人的大腦中存在兩個(gè)功能獨(dú)立又相互聯(lián)系的認(rèn)知系統(tǒng)：言語(yǔ)系統(tǒng)跟非言語(yǔ)系統(tǒng)。言語(yǔ)刺激經(jīng)過(guò)感知系統(tǒng)，以字符為基本單位表征、編碼貯存在言語(yǔ)系統(tǒng)中；非言語(yǔ)刺激經(jīng)過(guò)感知系統(tǒng)，以圖像為基本單位表征、貯存在非言語(yǔ)系統(tǒng)中。兩系統(tǒng)內(nèi)部分別存在一種連接，使系統(tǒng)內(nèi)部形成關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。兩者間連接形成復(fù)雜關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，即參照聯(lián)結(jié)，參與相關(guān)的言語(yǔ)編碼和圖像編碼。見(jiàn)ppt模型工作記憶模型它包括四個(gè)部件：一個(gè)控制系統(tǒng)，即中央執(zhí)行系統(tǒng)；兩個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)，即視覺(jué)空間模板與語(yǔ)音回路；還有一個(gè)情景緩沖區(qū)?；谘哉Z(yǔ)編碼的語(yǔ)音回路負(fù)責(zé)保持和處理言語(yǔ)信息；基于視覺(jué)編碼的視覺(jué)空間模板負(fù)責(zé)儲(chǔ)存和處理視覺(jué)和空間信息；中央執(zhí)行系統(tǒng)是工作記憶模型的核心部件，它控制著認(rèn)知資源的分配，主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，調(diào)節(jié)與整合存在于視覺(jué)空間模板和語(yǔ)音回路之間的信息。把情境緩沖區(qū)界定為一個(gè)容量有限的臨時(shí)儲(chǔ)存區(qū)，它在中央執(zhí)行系統(tǒng)的控制下，以長(zhǎng)時(shí)記憶為中介，能夠?qū)?lái)源于不同渠道的信息進(jìn)行整合。圖形見(jiàn)ppt工作記憶容量有限，約7+2個(gè)信息單位。工作記憶系統(tǒng)對(duì)來(lái)自瞬時(shí)記憶系統(tǒng)中的信息進(jìn)行加工，從長(zhǎng)時(shí)記憶中提取已有的知識(shí)。Mayer認(rèn)為多媒體學(xué)習(xí)的主要過(guò)程發(fā)生在工作記憶中，Baddeley的工作記憶模型成為他提出多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論三大假設(shè)的重要理論來(lái)源；Sweller以工作記憶的容量是有限的作為其認(rèn)知負(fù)荷理論的假設(shè)之一。（2）容量有限假設(shè)人們進(jìn)行認(rèn)知加工時(shí)是需要消耗認(rèn)知資源的,而認(rèn)知資源是有限的,因此在每個(gè)信息加工通道上一次加工的信息數(shù)量是也有限的。該假設(shè)是建立在認(rèn)知負(fù)荷理論的基礎(chǔ)之上形成的，認(rèn)知負(fù)荷可以分為以下三種：eq\o\ac(○,1)內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷，依賴材料的內(nèi)在難度—有多少組成成分和它們之間是如何相互影響的。材料成分越多，關(guān)系越復(fù)雜，內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷就越高。例如，正方形面積是s=a*b，有三個(gè)要素和兩個(gè)關(guān)系；而三角形面積是s=1/2a*h，卻有四個(gè)要素和三個(gè)關(guān)系，這樣的話材料越復(fù)雜，負(fù)荷就越高。eq\o\ac(○,2)外部認(rèn)知負(fù)荷，依賴教學(xué)信息的設(shè)計(jì)方式—材料組織的方式和呈現(xiàn)的方式。指由不恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)設(shè)計(jì)所引起的認(rèn)知負(fù)荷，如包含與教學(xué)目標(biāo)無(wú)關(guān)的材料（見(jiàn)書(shū)本）eq\o\ac(○,3)相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷是努力學(xué)習(xí)所帶來(lái)的認(rèn)知負(fù)荷，促進(jìn)圖式建構(gòu)和自動(dòng)化，是有效的認(rèn)知負(fù)荷，包括加工認(rèn)知負(fù)荷和元認(rèn)知負(fù)荷。前者指學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)者將工作記憶能量投入更深層的圖式建構(gòu)和存儲(chǔ)時(shí)產(chǎn)生的認(rèn)知負(fù)荷，后者指將工作記憶能量投入學(xué)習(xí)活動(dòng)的監(jiān)控和對(duì)學(xué)習(xí)策略的關(guān)注時(shí)產(chǎn)生的認(rèn)知負(fù)荷。認(rèn)知負(fù)荷是指學(xué)習(xí)中所要加工的信息給工作記憶造成的負(fù)荷。該理論的基本假設(shè)是認(rèn)為工作記憶的容量是非常有限的。當(dāng)學(xué)習(xí)過(guò)程中的認(rèn)知加工所需要的認(rèn)知資源超出了個(gè)體工作記憶所能提供的資源總量，就會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知負(fù)荷超載，從而影響學(xué)習(xí)的質(zhì)量。（3）主動(dòng)加工假設(shè)是指人們?yōu)榱藢?duì)呈現(xiàn)的材料與他們的經(jīng)驗(yàn)建立起一致的心理表征會(huì)主動(dòng)參與認(rèn)知加工。主動(dòng)的認(rèn)知加工過(guò)程包括形成注意（選擇相關(guān)的材料）、組織新進(jìn)入的信息（組織已選擇的材料）和將新進(jìn)入的信息與其他知識(shí)整合（把所選擇的材料與已有的知識(shí)整合起來(lái)）。在綜合認(rèn)知心理學(xué)的相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，以其所進(jìn)行的大量實(shí)驗(yàn)研究證據(jù)為依據(jù)，梅耶于2001年提出了多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論對(duì)學(xué)生如何從文本和畫(huà)面中建構(gòu)知識(shí)做出了如下描繪多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知理論模型2、多媒體的學(xué)習(xí)過(guò)程研究多媒體學(xué)習(xí)過(guò)程的研究是基于三個(gè)典型材料進(jìn)行的：打氣筒的工作原理、制動(dòng)器的工作原理和閃電的形成。所以，其研究結(jié)論對(duì)于理工科這類學(xué)習(xí)內(nèi)容基本上是有效的，但對(duì)于人文學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)習(xí)內(nèi)容就不一定有效。（這也是梅耶的研究不足之處）3、多媒體學(xué)習(xí)的原則研究（既是研究主題又是研究結(jié)論）對(duì)于多媒體呈現(xiàn)方式的研究國(guó)內(nèi)外學(xué)者總結(jié)出了一系列多媒體設(shè)計(jì)所要遵循的原則。Mayer及其工作團(tuán)隊(duì)依據(jù)自己的多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論將這些原則總結(jié)成——多媒體設(shè)計(jì)的七原則，即多媒體認(rèn)知原則、空間接近原則、時(shí)間接近原則、一致性原則、通道原則、冗余原則和個(gè)體差異原則。eq\o\ac(○,1)多媒體認(rèn)知原則（multimediaprinciple）學(xué)生學(xué)習(xí)語(yǔ)詞和畫(huà)面組成的呈現(xiàn)比學(xué)習(xí)只有語(yǔ)詞的呈現(xiàn)效果好。原因：當(dāng)語(yǔ)詞和畫(huà)面共同呈現(xiàn)時(shí)，學(xué)生有機(jī)會(huì)形成言語(yǔ)和圖像的心理模型并在二者之間建立聯(lián)系。eq\o\ac(○,2)空間接近原則（SpatialContiguityPrinciple）書(shū)頁(yè)或屏幕上的對(duì)應(yīng)的語(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。原因：當(dāng)書(shū)頁(yè)或屏幕上的對(duì)應(yīng)的語(yǔ)詞與畫(huà)面彼此接近時(shí)，學(xué)習(xí)者就不必使用認(rèn)知資源在書(shū)頁(yè)或屏幕上搜尋，并且更有可能將它們同時(shí)保持在短時(shí)記憶中。Mayer及其團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了5組獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)研究閃電的發(fā)生原理和汽車的制動(dòng)系統(tǒng)原理。其結(jié)果揭示了被試在保持測(cè)驗(yàn)和遷移測(cè)驗(yàn)中，媒體組合呈現(xiàn)組的成績(jī)均好于媒體分離呈現(xiàn)組。eq\o\ac(○,3)時(shí)間接近原則（Temporalcontiguityprinciple）對(duì)應(yīng)的語(yǔ)詞與畫(huà)面同時(shí)呈現(xiàn)比繼時(shí)呈現(xiàn)時(shí)能使學(xué)生學(xué)得更好。Mayer及其研究團(tuán)隊(duì)在計(jì)算機(jī)環(huán)境下進(jìn)行了8組獨(dú)立的科學(xué)性原理的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證時(shí)間接近效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下：在保持成績(jī)測(cè)驗(yàn)5組中有3組同時(shí)呈現(xiàn)組的成績(jī)好于繼時(shí)呈現(xiàn)組，所以說(shuō)保持成績(jī)測(cè)驗(yàn)中時(shí)間接近效應(yīng)不完全一致；在遷移成績(jī)測(cè)試的8組實(shí)驗(yàn)中均呈現(xiàn)了明顯的時(shí)間接近效應(yīng)，即同時(shí)呈現(xiàn)組的遷移成績(jī)好于繼時(shí)呈現(xiàn)組。Mayer等人又進(jìn)行了深入研究進(jìn)而得出小步子的繼時(shí)呈現(xiàn)組與同時(shí)呈現(xiàn)組在保持成績(jī)測(cè)驗(yàn)和遷移成績(jī)測(cè)驗(yàn)中均無(wú)明顯差異。eq\o\ac(○,4)一致性原則（CoherencePrinciple）當(dāng)與學(xué)習(xí)主題無(wú)關(guān)的材料（語(yǔ)詞、畫(huà)面和聲音）被排除而不是被包括時(shí)，學(xué)生學(xué)得更好。Garner等研究者對(duì)花邊材料的研究，花邊材料即有趣但與主題無(wú)關(guān)的信息，結(jié)論認(rèn)為，在文章中加入有趣但與主題無(wú)關(guān)的內(nèi)容時(shí)，學(xué)生對(duì)課文重要觀點(diǎn)的記憶沒(méi)有任何提高，學(xué)生更傾向于記憶花邊材料而不是文章的重要內(nèi)容。Mayer及其研究團(tuán)隊(duì)做了11組獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了無(wú)論是在多媒體呈現(xiàn)中加入有趣但無(wú)關(guān)的語(yǔ)詞和畫(huà)面還是加入有趣但無(wú)關(guān)的聲音和音樂(lè)，還是把多媒體呈現(xiàn)中不必要的語(yǔ)詞刪掉，其接受簡(jiǎn)明的多媒體呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)者比接受含有無(wú)關(guān)材料的多媒體信息的學(xué)習(xí)者在保持成績(jī)和遷移成績(jī)中成績(jī)均好。原因：無(wú)關(guān)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}才組織材料。eq\o\ac(○,5)通道原則（modalityprinciple）即在一個(gè)多媒體信息呈現(xiàn)中，語(yǔ)詞用聲音形式呈現(xiàn)比用打印文本形式呈現(xiàn)會(huì)使學(xué)生學(xué)得更好。Mayer等人用4組基于計(jì)算機(jī)環(huán)境的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)研究了閃電的形成原理和汽車制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明無(wú)論是在保持成績(jī)的測(cè)試中還是在遷移成績(jī)的測(cè)試中，接受動(dòng)畫(huà)加解說(shuō)的多媒體呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)者比接受動(dòng)畫(huà)加屏幕文本的多媒體呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)者成績(jī)要好，證實(shí)了通道效應(yīng)存在。eq\o\ac(○,6)冗余原則（redundancyprinciple）學(xué)生學(xué)習(xí)由動(dòng)畫(huà)加解說(shuō)組成的呈現(xiàn)材料比學(xué)習(xí)由動(dòng)畫(huà)加解說(shuō)再加屏幕文本組成的呈現(xiàn)材料能取得更好的效果。Mayer等人進(jìn)行了2組基于計(jì)算機(jī)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)來(lái)研究閃電的形成原理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果冗余效應(yīng)顯著，即學(xué)習(xí)動(dòng)畫(huà)加解說(shuō)呈現(xiàn)的學(xué)生成績(jī)比學(xué)習(xí)動(dòng)畫(huà)加解說(shuō)再加屏幕文本呈現(xiàn)的學(xué)生無(wú)論在保持成績(jī)還是遷移成績(jī)前者均好于后者。原因：當(dāng)畫(huà)面和語(yǔ)詞都以視覺(jué)的形式（即動(dòng)畫(huà)加文本）呈現(xiàn)時(shí)，視覺(jué)通道會(huì)超載。eq\o\ac(○,7)個(gè)體差異原則(individualdifferencesprinciple)設(shè)計(jì)效果對(duì)知識(shí)水平低（low-knowledge）的學(xué)習(xí)者要強(qiáng)于對(duì)知識(shí)水平高（high-knowledge）的學(xué)習(xí)者，對(duì)空間能力高（high-spatial）的學(xué)習(xí)者要好于對(duì)空間能力低（low-spatial）的學(xué)習(xí)者。Mayer等人在對(duì)原有知識(shí)水平不同的學(xué)習(xí)者進(jìn)行了3組基于書(shū)本的實(shí)驗(yàn)中，有2組知識(shí)水平低的學(xué)習(xí)者比知識(shí)水平高的學(xué)習(xí)者在采用了多媒體設(shè)計(jì)原則的保持成績(jī)上獲得了更高的得分；進(jìn)行的4組基于書(shū)本的實(shí)驗(yàn)中，每組均得出相同的結(jié)論，即知識(shí)水平低的學(xué)習(xí)者比知識(shí)水平高的學(xué)習(xí)者在采用多媒體設(shè)計(jì)原則的遷移成績(jī)上都獲得了更高的得分。在對(duì)空間能力不同的學(xué)習(xí)者進(jìn)行的2組實(shí)驗(yàn)中，均呈現(xiàn)出空間能力高的學(xué)習(xí)者比空間能力低的學(xué)習(xí)者在采用多媒體設(shè)計(jì)原則的遷移成績(jī)上獲得了更高的得分；對(duì)保持成績(jī)沒(méi)有進(jìn)行測(cè)量。4、多媒體學(xué)習(xí)的應(yīng)用研究5、影響多媒體學(xué)習(xí)的因素影響多媒體學(xué)習(xí)的因素我們總結(jié)了一般有下面幾個(gè)：學(xué)習(xí)者特征（比如學(xué)習(xí)者先前的知識(shí)、學(xué)習(xí)者的認(rèn)知風(fēng)格、學(xué)習(xí)者的年齡特征、學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力等）、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)環(huán)境（書(shū)本學(xué)習(xí)還是基于計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)，單獨(dú)學(xué)習(xí)還是協(xié)同學(xué)習(xí)，導(dǎo)向?qū)W習(xí)還是交互學(xué)習(xí)）、材料的呈現(xiàn)方式和速度、線索、知識(shí)的類型（陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)）、多媒體表征方式、教學(xué)設(shè)計(jì)等七、研究結(jié)論多媒體設(shè)計(jì)的七個(gè)基本原則多媒體信息設(shè)計(jì)原則eq\o\ac(○,1)多媒體認(rèn)知原則（MultimediaPrinciple）學(xué)生學(xué)習(xí)語(yǔ)詞和畫(huà)面組成的信息呈現(xiàn)比學(xué)習(xí)只有語(yǔ)詞的呈現(xiàn)效果更好。eq\o\ac(○,2)空間接近原則（SpatialContiguityPrinciple）書(shū)頁(yè)或屏幕上對(duì)應(yīng)的語(yǔ)詞與畫(huà)面鄰近呈現(xiàn)比隔開(kāi)呈現(xiàn)能夠使學(xué)生學(xué)得更好。eq\o\ac(○,3)時(shí)間接近原則（TemporalContiguityPrinciple）相對(duì)應(yīng)的語(yǔ)詞與畫(huà)面同時(shí)呈現(xiàn)比繼時(shí)呈現(xiàn)能夠使學(xué)生學(xué)得更好。eq\o\ac(○,4)一致性原則（CoherencePrinciple）當(dāng)語(yǔ)詞、畫(huà)面和聲音相互關(guān)聯(lián)，不包含無(wú)關(guān)信息時(shí)，學(xué)生學(xué)得更好。eq\o\ac(○,5)通道原則（ModalityPrinciple）由動(dòng)畫(huà)和解說(shuō)組成的呈現(xiàn)比由動(dòng)畫(huà)和屏幕文本組成的呈現(xiàn)能夠使學(xué)生學(xué)得更好。eq\o\ac(○,6)冗余原則（RedundancyPrinciple）學(xué)生學(xué)習(xí)有動(dòng)畫(huà)加解說(shuō)組成的呈現(xiàn)材料比學(xué)習(xí)由動(dòng)畫(huà)、解說(shuō)加屏幕文本組成的呈現(xiàn)材料能取得更好的效果。eq\o\ac(○,7)個(gè)體差異原則（IndividualDifferencesPrinciple）設(shè)計(jì)效果對(duì)于知識(shí)水平低的學(xué)習(xí)者要強(qiáng)于對(duì)知識(shí)水平高的學(xué)習(xí)者；對(duì)空間能力高的學(xué)習(xí)者要好于對(duì)空間能力低的學(xué)習(xí)者。eq\o\ac(○,8)個(gè)性化原則（PersonalizationPrinciple）多媒體信息的言語(yǔ)以會(huì)話的體例進(jìn)行表示，會(huì)比正式文體更有益于學(xué)習(xí)。eq\o\ac(○,9)分割原則（SegmentationPrinciple）多媒體教學(xué)信息按照學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)步調(diào)分段呈現(xiàn)，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果會(huì)更好。eq\o\ac(○,10)預(yù)訓(xùn)練原則（Pre-trainingPrinciple）學(xué)習(xí)者掌握和了解了學(xué)習(xí)內(nèi)容的主要概念的名稱和特性之后，會(huì)從多媒體中學(xué)的更好。eq\o\ac(○,11)強(qiáng)調(diào)原則（SignalingPrinciple）對(duì)重要內(nèi)容的組織給予突出強(qiáng)調(diào)會(huì)提升學(xué)習(xí)效果。eq\o\ac(○,12)聲音原則（VoicePrinciple）多媒體信息中的言語(yǔ)使用標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)比使用機(jī)器和外語(yǔ)進(jìn)行解說(shuō)，效果會(huì)更好。eq\o\ac(○,13)圖像原則（ImagePrinciple）多媒體形式呈現(xiàn)信息時(shí)，講解者的圖像出現(xiàn)在屏幕上的學(xué)習(xí)效果并不一定優(yōu)于沒(méi)有圖像出現(xiàn)時(shí)的效果。八、研究不足/反思1、研究條件：大多數(shù)研究在是非交互條件下進(jìn)行的，也就是在系統(tǒng)控制步調(diào)，并非學(xué)生控制步調(diào)的條件下進(jìn)行的，那么在基于計(jì)算機(jī)條件下，學(xué)生控制步調(diào)和系統(tǒng)控制步調(diào)對(duì)學(xué)生成績(jī)是否有顯著影響呢？2、研究?jī)?nèi)容：以往的研究特別是Mayer的研究?jī)?nèi)容大多為短小的科普說(shuō)明文，那么對(duì)于其他類型的學(xué)習(xí)內(nèi)容是否會(huì)有相同的規(guī)律呢