文本学习中运用先行组织者策略的知识反转效应

旨在探索文本学习中运用先行组织者策略是否会出现知识反转效应,并对效应产生的认知负荷与动机原因加以验证。选取240名大学生,采用2(先备知识)×4(先行组织者类型)两因素被试间设计。结果显示:(1)先行组织者策略的运用出现了部分知识反转效应,低先备知识者在文字加模型组织者和模型组织者条件下的学习成绩好于文字组织者和无先行组织者条件,而高先备知识者在各教学条件下的学习成绩无显著差异。(2)低先备知识者在模型组织者条件下的心理努力和脑力负荷显著低于文字组织者和无组织者条件,在文字加模型组织者条件下的学习兴趣显著高于无组织者条件,而高先备知识者在各教学条件下的认知负荷与动机均无显著差异。结论:文本学习中先行组织者策略的运用产生了部分知识反转效应,低先备知识者更适宜于文字加模型组织者和模型组织者教学,高先备知识者更适宜于直接教学;证实了知识反转效应产生原因的认知负荷与动机两种解释。     

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。     

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。     

超越效价和唤醒—— 情绪的动机维度模型述评

情绪的动机维度模型认为, 高动机强度的情绪窄化(narrow)认知加工而低动机强度的情绪扩展(broaden)认知加工。该理论超越了先前对效价和唤醒两大情绪维度的二分法, 证明了情绪的动机维度对注意、记忆等认知加工产生扩展和窄化效应, 深化了积极情绪的扩展-建设理论, 有助于深入理解情绪与认知的交互作用。未来研究应建立动机维度的操作性定义, 并进一步发展出诱发不同动机维度情绪的标准化刺激材料或任务。     

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。     

认知负荷理论在网络教育中的应用及启示

过去十年间,认知负荷理论（Cognitive Load Theory,以下简称CLT）已成为学习、教学领域中公认的指导理论之一。认知负荷理论以工作记忆理论和图式加工理论为基础,综合考虑学习材料的性质、学习者的知识水平及教学设计等多方面因素。本文在分析认知负荷理论的基础上,重点介绍了近期网络教育、教学中有关认知负荷研究的新成果,以期对当前网络教育的发展带来些许启示。     

情感代理能否提高多媒体学习的效果?

近年来,情感代理如何影响学习受到了研究者们的高度重视。情感代理是可以通过面部表情、声音、肢体动作和言语信息等影响学习者情感体验的教学代理。以往研究主要关注两种类型的情感代理：表达型情感代理和移情型情感代理。表达型情感代理是仅通过自身的情绪表达(如：使用微笑的面部表情和热情的声音)以影响学习者情绪体验的代理。移情型情感代理则是能根据学习者的学习表现或情绪状态给予情感反馈(如;点头、鼓励和共情)的代理,其目的是为了调节学习者的情绪、激励其继续努力。虽然不同的研究者对情感代理的具体操作有所不同,但无论哪种类型的情感代理均是为了增加学习者的积极情绪,提高内部动机,最终促进学习。关于情感代理的潜在作用,研究者基于不同的理论观点给出了不同的解释。情绪感染理论认为一个人的情绪状态容易受到另一个人情绪表达的影响,因此界面代理的情绪会直接影响学习者的情绪和动机。情绪反应理论认为如果教师的言语和非言语线索诱发了积极的情绪,学习者就会产生趋近学习的行为(例如,制定相应的学习计划)。多媒体学习认知情感理论强调了学习过程中情感和动机的重要性。基于多媒体学习认知情感理论,情感代理能唤起学习者的积极情绪,增加学习动机,进而提高学习成绩。而认知负荷理论和干扰理论却认为情感代理丰富的面部表情和手势动作可能会增加学习者的外部认知负荷,吸引学习者的注意力,减少对关键信息的注意,因此干扰学习效果。在上述理论的指导下,研究者们对情感代理的效果进行了探究,结果发现,情感代理可以有效地唤起学习者的积极情绪(d_积极情绪= 0.45),提高学习动机(d_内部动机= 0.52)。但不一定能影响认知负荷（d_{内部认知负荷} = -0.01;d_{外部认知负荷} = 0.09;d_{相关认知负荷} = 0.08）,并且在学习效果上的作用也比较微弱(d_保持 = 0.18;d_理解 = 0.32;d_迁移 = 0.14;d_联合 = 0.32)。情感代理在学习效果上的作用不稳健的原因可能是受到了潜在调节因素的影响。例如,学习者的个体特征（如,工作记忆能力和年级水平）、情感代理的类型、任务特征和测验时间等。总之,尽管目前关于情感代理的研究结果存在不一致,但整体而言,在积极情感代理条件下,学习者更加快乐,更有动力。因此,在教育实践中,教学设计者可以考虑为学习者呈现一个积极的教学代理以帮助他们更加快乐地学习。未来关于情感代理的研究需要继续关注情感代理的操纵和评定方法;探究影响情感代理效果的边界条件;考察情感代理影响学习背后的神经机制;提高情感代理研究的生态效度等。     

提取练习在记忆保持与迁移中的优势效应：基于认知负荷理论的解释

提取练习比建构概念图更有利于记忆保持和迁移的研究结果尚存在争议。依据认知负荷的3个成分,设计两个实验探究前期知识水平与策略复杂性对以上两种学习策略有效性的影响。结果表明：(1)前期知识水平的主效应不显著,但是与学习策略之间存在交互作用：在提取练习策略条件下,高前期知识水平的被试与低前期知识水平的被试在记忆保持和迁移上的正确率没有显著差异,但是在建构概念图策略条件下,高前期知识水平的被试在记忆保持和迁移上的正确率显著地高于低前期知识水平的被试;(2)当降低概念图的难度后,被试使用建构部分概念图策略产生的认知负荷与使用提取练习策略相比显著降低,并且其在学习阶段学习到的知识量显著地高于使用提取练习策略的结果,但是在最终测试上,其记忆保持与迁移的正确率与使用提取练习策略并没有显著差异,策略的复杂性增加了学习者的额外负荷,但是对策略有效性的发挥却不具有决定性影响。以上结果说明提取练习策略之所以比建构概念图策略更具优势,不是因为其策略本身更易掌握,而是因为其与建构概念图策略相比不受学习者前期知识水平的影响。这意味着认知负荷理论可以很好地解释提取练习在记忆保持与迁移中产生优势效应的内部机制,并进一步证实提取练习与精细编码不同,具有独特的加工机制。     

社会比较和社会评价的背景效应——来自联合评估视角的启示

决策领域存在一个经典的联合评估的偏好反转现象(又称评估模式效应),其解释力最强的广义可评估性理论(general evaluability theory, GET)强调了评估模式(即背景信息是否存在)的作用。社会认知领域也存在社会比较和社会评价的背景效应,其著名的包含排除模型(Inclusion/Exclusion Model, IEM)也强调背景信息的作用,尤其是目标-背景相似性的作用。因此,背景效应可以类比于评估模式效应,也可以理解为一种“偏好”(上行同化和下行对比)及其“反转”(上行对比和下行同化)现象。基于从联合评估这一新的视角对背景效应进行的解释和拓展,未来研究应该关注背景效应的测量标准、影响因素之间的交互作用、跨维度作用及其实践应用等方面,以促进对背景效应的深化理解和两个领域的理论融合和实践结合。     

教学设计中的成绩表现和心流体验:基于认知负荷视角

教学设计是为优化教学效果而形成的教学实施方案。为提高学习表现,认知负荷理论认为在组织教学设计时需考虑内、外认知负荷两大因素,但少有研究关注学生在学习过程中的体验。本研究通过单词复合性操纵内在负荷,通过呈现方式操纵外在负荷,探究两类负荷对心流体验及表现的影响。结果发现,内在负荷对心流及表现均有影响,外在负荷仅在低水平组表现出对心流及表现的影响,另外内外负荷在低水平组的表现上存在交互作用。结果表明,教学设计中的内在负荷是影响心流及表现的稳定因素,外在负荷不仅受知识水平影响,其对表现的有效性还受内在负荷的调节。     

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.     

教师的存在能否促进视频学习?

随着网络教学和视频学习的普及, 近期大量研究关注视频学习过程中教师角色的作用。真人教师对学习的作用存在不同的理论解释：准社会交往理论、社会存在理论和社会代理理论支持真人教师能够促进学习; 而多媒体学习认知理论、认知负荷理论等则认为教师的存在会阻碍视频学习。汇总以往实证研究发现：第一, 教师对视频学习效果有比较弱的促进效应, 这主要体现在保持测验(d = 0.23)和迁移测验(d = 0.1)中; 第二, 教师对视频学习主观体验的影响主要体现在学习感知(d = 0.49), 学习兴趣(d = 0.5)和学习满意度(d = 2.21)上, 显示中等及大的效应; 第三, 教师的存在会降低学习者对视频学习材料的注视时间(d = -2.02)。未来研究仍需要从真人教师呈现方式、学习者特征、学习材料特征以及测量方式等方面加以探讨。     

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。     

动画教学代理对多媒体学习的影响:学习者经验与偏好的调节作用

以往研究发现,动画教学代理对多媒体学习效果的影响不一致,可能受到学习者特征和偏好的调节。本研究以“空调的组成部分及工作原理”为实验材料,采用两个实验控制教学代理有无、经验高低和代理偏好,探讨动画教学代理对多媒体学习的影响。实验1发现与无代理组相比,代理组对教学视频的注视点个数更多,平均眼跳潜伏期更短,学习兴趣也更高;低经验者在代理条件下的迁移成绩更好。实验2发现学习者在偏好代理和非偏好代理条件下的迁移成绩好于无代理组;偏好代理组感知到更低的认知负荷,对总体视频的注视点个数和注视频率更多,平均眼跳潜伏期更短,对学习内容的注视点个数更多。结论认为：在多媒体中加入教学代理不会减少学习者对学习内容的注意,能提高多媒体学习效果,支持社会代理理论假设;教学代理能提高低经验者的学习效果,但对高知识经验者无明显作用;加入学习者偏好的代理形象会促进学习,但加入学习者非偏好的代理形象并没有阻碍学习。     

指尖上的学习：触屏学习的作用

触屏学习是通过触屏软硬件设备呈现学习内容,并以手势触屏交互方式获取知识或技能的过程。目前触屏学习基础性研究处于探索阶段,在有效性上,研究发现触屏学习本身可能是有效的,但在相对优势上结果具有较大异质性;在学习后效上,触屏学习有助于提高学习动机,但没有稳定地促进知识保持、知识理解以及二维到三维的学习迁移。针对触屏学习的促进或阻碍作用,以往研究分别从具身认知或认知负荷等理论视角给予解释。学习者、学习材料、学习环境等可能是影响触屏学习效果的重要因素。广泛地将触屏设备应用于学习或课堂场景为时尚早,呼吁未来研究从理论建构、影响因素、特点分析及行为/神经机制角度考察触屏学习的作用。     

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。