生成性绘图与合作对高中生科学知识学习的影响

生成性绘图是学习心理学中一种有效的学习策略,能够促进学习者对科学文本知识的表征和深层理解。目前关于学习者生成性绘图的研究主要集中在个体学习领域,很少有研究探讨合作学习中生成性绘图的作用。本研究将合作学习与学习者生成性绘图相结合,探讨生成性绘图和合作对高中生科学知识学习的影响。实验1采用单因素(绘图、阅读)被试间设计来验证生成性绘图对学习效果以及认知负荷等主观体验的影响;实验2采用2(合作、个体)×2(绘图、阅读)被试间设计来探讨合作与生成性绘图对学习效果和学习者主观体验的影响。研究表明,生成性绘图和合作都可以有效促进高中生科学知识的学习效果;生成性绘图能够降低学习者的内在认知负荷;合作能够降低学习者的内在和外在认知负荷,提高学习者的相关认知负荷和学习兴趣。     

诱发的积极情绪会促进多媒体学习吗?

近来, 教育心理学领域开始关注情绪因素对多媒体学习的影响, 其中诱发情绪逐渐成为研究者关注的指导设计形式。已有研究主要通过外部情绪诱发和内部情绪设计来考察诱发的积极情绪在学习过程中的作用, 并发现外部情绪诱发和内部情绪设计能够成功诱发积极情绪, 但由于情绪诱发方式的多样性和多媒体学习过程的复杂性, 诱发的积极情绪对学习效果的促进作用比较微弱。综述发现, 7项涉及外部情绪诱发的实验在学习结果上产生的效应量中值分别为d_保持 = -0.25, d_理解 = 0.04, d_迁移 = 0.30; 14项涉及内部情绪设计的实验在学习结果上产生的效应量中值分别为d_保持 = 0.27, d_理解 = 0.36, d_迁移 = 0.29。诱发的情绪对学习过程的主观体验影响很小。多媒体学习认知情感理论认为诱发的积极情绪会通过动机的中介作用进而促进学习; 相反, 认知负荷理论认为诱发的积极情绪会增加学习者的外在认知负荷从而阻碍学习。未来研究仍需关注情绪的操纵方法、效果评定以及潜在调节变量的作用等。     

多媒体学习中线索原则是否存在经验逆转效应?——来自两项元分析的证据

经验逆转效应指出,对低先备知识者学习有积极作用的教学设计可能对高先备知识者无效,甚至有消极影响。本研究分别对高、低先备知识者进行关于线索对其学习过程中主观认知负荷及学习结果影响的元分析,检验线索原则是否存在经验逆转效应及认知负荷理论能否解释线索原则的经验逆转效应。结果表明,线索能降低低先备知识者学习过程中的主观认知负荷并促进其学习表现;但线索对高先备知识者认知负荷及学习成绩的总效应均不显著。结合元分析结果,本研究证明了在多媒体学习环境下线索原则存在部分经验逆转,且部分支持了线索原则经验逆转效应的认知负荷理论解释。     

自我客体化影响认知表现的研究现状

自我客体化的女性会内化他人的评价,把自己当做物品一样来定义和评价自我,并习惯性地对自己的身体以及外貌进行监测,从而导致身体羞耻、焦虑、“心流”体验的减少及身体内部感知的迟钝,并进一步造成更多的不良后果。以往的研究多关注于自我客体化在女性心理健康上造成的影响,很少有研究关注于自我客体户对认知表现的影响。本文梳理了自我客体户与认知表现的相关研究,以及自我客体户对认知表现可能的作用机制。未来研究需要从多方面来丰富自我客体化的操纵方式,通过实验的方式来检验自我客体化对认知表现的作用机制,以及考察不同的认知表现,并关注自我客体化对认知表现的累积效应。     

基于计算机的反馈复杂性和先前知识对学习的影响

采用两因素实验设计探索计算机环境下精细反馈的复杂性和先前知识对学习的影响。106名具有高或低先前知识的大学生被随机分配到线索和详细解释两种复杂程度不同的反馈条件下进行学习,在学习过程中和学习结束之后分别测量学习者对反馈内容的外在认知负荷评价、迁移成绩、反馈知觉和动机。结果发现:(1)反馈复杂性只影响低先前知识者的学习迁移,他们在详细解释条件下的迁移成绩显著高于线索条件。高先前知识者的迁移成绩高于低先前知识者。(2)反馈复杂性和先前知识都显著影响学习者对反馈内容的外在认知负荷评价,详细解释条件引发了更低的外在认知负荷,高先前知识者感知到更低的外在认知负荷。(3)先前知识影响学习者的反馈知觉,高先前知识者的反馈知觉更好;但反馈复杂性只影响低先前知识者的反馈知觉,他们在详细解释条件下产生了更好的反馈知觉。(4)反馈复杂性和先前知识促进学习者的动机。     

图文横排促进低熟悉词汇再认:基于8岁儿童和成人证据

图文信息广泛存在于书面材料中,但是图文材料相对呈现位置和熟悉性如何交互影响信息加工效率,及其认知机制尚不清楚。本研究基于认知负荷理论框架,采用学习-再认范式,结合学习者的认知能力（注意、工作记忆、识字量等）,考察图文材料呈现位置（横排/竖排）和熟悉性（高/低）对32名儿童（7.89 ±0.30岁）和32名成人（22.67 ±3.48岁）词汇再认的影响。结果显示：（1）总体上,低熟悉性词汇在图文横排呈现时再认正确率较高,但高熟悉性词汇不受位置影响;（2）儿童对高熟悉性词汇的再认正确率较高,但成人对低熟悉性词汇的再认正确率较高;（3）儿童识字量越大,词汇再认速度越快;成人注意力、工作记忆广度、识字量成绩越高,再认正确率越高。结果表明,无论对儿童还是成人,外在负荷（呈现位置）和内在负荷（熟悉性）之间均存在交互作用,即外在负荷显著影响高内在负荷信息的加工,但对低内在负荷信息的加工影响较弱,验证了认知负荷理论。本研究成果为不同难度水平的教材排版设计和词汇识别学习提供了科学依据。     

认知负荷理论在教学设计中的应用及其启示

在教学设计中,认知负荷理论有助于激励学习者的学习活动、使之表现出良好的学习绩效。认知负荷理论主要依赖于以容量有限的工作记忆为核心的认知结构的支持。工作记忆包括相对独立的视觉、听觉信息加工单元,同时又与容量较大的长时记忆共同承担着对信息的贮存与理解。根据该理论,可以通过把多个信息单元编码成一个完整的认知图式,或通过自动化加工规则,或使用多媒介（多感觉通路）呈现形式等多种方法来设法规避工作记忆的有限性。此文总结了可通过样例学习增加适当的认知负荷的教育技巧,样例一精细化训练对于降低认知干扰及超负荷的影响,样例对学习者的认知负荷的影响,以认知负荷理论为基础的教学设计原则,以及基于认知负荷理论研发的教学设计在各方面业已取得的进展及其存在的问题与可能的发展趋势。     

自由目标效应与样例效应对学生写作成绩影响

“自由目标效应”和“样例效应”是认知负荷理论为解决学习者的认知资源限制而提出的两个重要的教学设计原则。通过两个实验,研究“自由目标效应”和“样例效应”对不同写作水平学生写作成绩的影响。被试为406名初中一年级学生。结果表明,“自由目标效应”和“样例效应”受学生写作水平的影响。“自由目标效应”对高水平写作者有促进作用,但会降低低水平写作者的成绩;“样例效应”对低水平写作者有促进作用,但对高水平写作者的写作成绩无显著影响。     

高校多媒体教学环境下的教-学-学习绩效关系的建模与分析

本文是在先前建立的多媒体教学环境下教师授课、学生学习和学习绩效的3个因素结构模型基础上,采用路径建模技术,建立了多媒体教学环境下教一学一学习绩效关系模型。基于对该路径模型的分析,获得如下结论：（1）多媒体教学中影响因素的主导作用是沿着学习者认知加工过程中的信息流而展开的;（2）对于学生在课堂中的信息加工,影响最大的因素是教师授课时对学生的能力培养,影响为其次的因素是教师的授课技术;（3）课件的良好界面信息设计对学生的知识掌握起重要作用;（4）诸如授课速度过快、信息量过大等多媒体教学中的易现问题会增加学生的外在认知负荷而降低学习效果;（5）在多媒体教学中,教师与学生都要注意学生学习风格来更好地进行教学或学习。     

概述和音乐对认知负荷和多媒体学习的影响

让学生学习多媒体呈现的有关移动通讯基础知识的材料,采用2(概述:概述vs.无概述)×2(背景音乐:有音乐vs.无音乐)的被试间设计,考察两因素对自评认知负荷、记忆和迁移成绩的影响.结果表明:两因素无交互作用;概述组的认知负荷显著低于无概述组,迁移成绩显著高于无概述组,两组记忆成绩没有显著差异;有背景音乐组的记忆成绩显著低于无音乐组,两组认知负荷和迁移成绩没有显著差异.     

认知负荷视角下的知识反转效应

知识反转效应研究始于20世纪90年代中期, 在认知负荷的框架下对学习者先备知识与教学方法有效性之间的交互作用进行研究, 其研究范式起源于能力倾向与教学处置交互作用模型。认知负荷理论认为知识反转效应的产生是由于高先备知识者接受冗余教学而产生了额外的认知负荷, 动机理论却认为, 高先备知识者由于冗余的认知加工而产生的负荷可能是一种动机资源负荷。在优化外在认知负荷与相关认知负荷的教学设计中发现了大量知识反转效应的实验证据, 其教学的启示意义在于需要随着学习者领域知识的不断变化适宜性地调整教学方法。未来需要在完善研究方法、拓展研究领域的基础上, 整合研究成果以建立效应发生与发展的理论模型。     

翻转教学法对高中生认知负荷及学习成绩的影响

采用不等组实验组、控制组前测后测的准实验设计,探讨了翻转课堂背景下翻转教学法对高中生认知负荷及学习成绩的影响。结果发现：（1）翻转教学法能有效降低高中生的内在认知负荷,提高其学习成绩与学习效率;（2）翻转课堂背景下,高中生的认知负荷存在知识反转效应,即高成绩者的收益低于低成绩者。结果提示,翻转课堂取得优异学习效果的心理机制在于通过有效降低学习者的内在认知负荷而影响其学习成绩;同时,翻转教学法的运用过程中须考虑学习者认知负荷的变化及学习效率,其对所有的学习者不是同等有效的。     

The effect of signaling in dependence on the extraneous cognitive load in learning environments

Text-based learning media are often used in primary, secondary and university education. Therefore, text designers can support the learner by highlighting the most relevant information by using visual cues. Despite this signaling effect’s broad empirical basis, the extent to which the effectiveness of educational signals is dependent on moderator variables, like the design and layout of the text has not been investigated to date. In the current experiment, 138 university students learned about the formation of tsunamis from an instructional text. The text was manipulated in terms of signaling (color cues vs. no color cues) and induced learning-irrelevant extraneous cognitive load (fluent text font vs. disfluent text font). The results revealed that learners who had received the signaled text outperformed those who received the non-signaled text in terms of transfer performance. These results are explained by cognitive load, which was reduced in the signaling condition. The text font had no influence on the learning outcomes. Extraneous load induction further led to higher metacognitive accuracy and invested effort, while cognitive load and frustration were also increased. Interaction effects only occurred in terms of testing time, ease of learning and navigation. Results indicate that signaling is beneficial for transfer performance, independent of the font design of text.

     

英语多媒体学习中言语关联手势对认知负荷的影响

为了探讨英语多媒体学习中言语关联手势对认知负荷及学习成绩的影响,采用2×2被试间实验设计。结果发现：该手势对认知负荷影响的主效应不显著,但与英语语言技能水平之间存在交互作用,当学生语言技能水平低时,手势增加了认知负荷,反之,则降低认知负荷;该手势对句子转换的成绩没有明显影响,但在学生语言技能高时能提升理解能力的成绩。本研究结果提示,言语关联手势的运用有明显作用,它能提高或降低认知负荷,并对理解能力的成绩产生影响,但其大小和方向依赖于学生英语语言技能水平。     

Stroop-like effects in a new-code learning task: A cognitive load theory perspective

To determine whether and how learning is biased by competing task-irrelevant information that creates extraneous cognitive load, we assessed the efficiency of university students with a learning paradigm in two experiments. The paradigm asked participants to learn associations between eight words and eight digits. We manipulated congruity of the digits’ ink colour with the words’ semantics. In Experiment 1 word stimuli were colour words (e.g., blue, yellow) and in Experiment 2 colour-related word concepts (e.g., sky, banana). Marked benefits and costs on learning due to variation in extraneous cognitive load originating from processing task-irrelevant information were evident. Implications for cognitive load theory and schooling are discussed.     

The expertise reversal effect: cognitive load and motivational explanations

The expertise reversal effect occurs when a learner's expertise moderates design principles such as the redundancy principle (i.e., redundant information should be excluded rather than included) derived from the cognitive load theory. Although this effect is supported by numerous experiments, indicating an overall large effect size, a variety of explanations have been proposed. The present experiment tested a cognitive load and a motivational explanation with 104 students, who reported a lack of experience in the presented instructional contents. They spent about 30 min with the instructional material to learn fundamental concepts about the gradient descent (a mathematical optimization algorithm), and with a retention and transfer test used as dependent measures. Each learner was randomly assigned to one cell of a 2 (either novices or experts introduced to through the instructional design presented previously) × 2 (either with or without additional text explaining the animations) between-subjects factorial design. The expertise reversal effect concerning the redundancy principle was replicated. Novices receiving additional text scored higher on retention and transfer than did novices without additional text, while this result was reversed for experts. Results suggest that this effect can be explained by the learner's cognitive load differences rather than overall motivation differences. Furthermore, a partial overlap was found between the motivational subdimension, "probability of success," and a cognitive load measure. On the practical side, instructional designers should consider the learner's level of expertise and their cognitive load when applying design principles. Further implications for adaptive learning environments are discussed.     

一图抵千言：多媒体学习中的自我生成绘图策略

自我生成绘图是指学生使用可视化的学习方法绘制一幅能反映每一段文字中重要观点的图画, 通过图文结合的方式来促进学习的一种策略。综述以往研究发现, 先前研究通过操纵文本、动画等学习材料来考察自我生成绘图在学习中的作用, 发现自我生成绘图的效果并不稳健：一方面它可以通过提高学生的认知和元认知能力、激发积极的情感状态而提高学习效果, 得到了绘图建构生成理论和多媒体学习认知理论的支持; 另一方面也可以通过增加认知负荷而阻碍学习, 得到了认知负荷理论的支持。整体而言, 自我生成绘图策略还是有利于学习的, 已有研究在学习效果上的效应量中值为d_保持 = 0.13, d_理解 = 0.46, d_迁移 = 0.38。未来的研究仍需要关注自我生成绘图策略的材料操纵、效果评定以及潜在变量等等。     

虚拟学习环境下图形加工的认知负荷研究

基于单探测变化觉察和双任务范式,采用项目数量（3）×呈现时间（2）×文字线索（2）混合实验设计,对沉浸式虚拟学习环境图形加工特征和认知负荷进行探讨,以任务绩效法与主观测量法评定认知负荷。44名大学生的实验结果显示：（1）项目数量对虚拟空间图形识记主任务绩效和主观认知负荷有显著影响,项目数量越多,主任务正确率越低,反应时越长,主观评定认知负荷越高,同时加工刺激数量以4个为宜;（2）呈现时间对虚拟空间图形识记次任务绩效有显著影响,呈现时间越长,次任务正确率越高,呈现时间超过0.5s有利于次任务加工;（3）文字线索对虚拟图形识记认知负荷有显著影响,重复性文字线索会增加认知负荷。结果表明,在沉浸式虚拟环境中,图形加工的认知负荷特点与平面和三维图形基本一致,项目数量多、呈现时间短以及有重复性文字线索时,认知负荷更高;任务绩效和主观测量评定指标在反映认知负荷强度上不完全一致。