第十一章 2.3 认知负荷理论及其在复杂问题解决中的应用 -庞维国 华东师范大学 教育心理学原理课程ppt课件.pptxVIP

;面对复杂的难题，为什么有些同学能够解答出来， 有些同学则不能？ 为什么孩子练字时不能看电视，但可以听熟悉的音 乐？;一、记忆与工作记忆;一、记忆与工作记忆;工作记忆相当于电脑的内存 包含三个主要成分（ Baddeley Hitch ， 197 4 ）：;工作记忆的局限性;工作记忆的发展;认知负荷理论（ Cognitive Load Theory ， CLT ）是澳大利亚新 南威尔士大学的约翰 · 斯威勒（ John Sweller ）教授等提出的 关于复杂认知任务的学习理论。 其基本理论假设是： (1) 工作记忆的容量是有限的，长时记忆的容量是无限的； (2) 学习过程要求将工作记忆积极地用于理解教学材料，并将习 得的信息编码以储存在长时记忆中； (3) 若在问题解决或学习过程中所需要的资源总量超过了个体所 能提供的资源总量，则会造成认知负荷超载，影响学习或问题解 决的效率。;学习材料的性质 如果学习材料所包含的元素之间的关联度较低，给学习者带来的认知 负荷就较低；反之，给学习者带来的认知负荷就高。 学习材料的呈现方式 学习者的已有经验 如果学习者头脑中拥有足够的与学习内容相关的背景知识，且这些知 识达到高度自动化，就会迅速把当前所学的相关知识同化到已有认知 结构中，从而减少信息加工单元的数量，降低学习过程中的认知负荷 。;三种认知负荷;内部认知负荷高，不超负 荷;外部认知负荷高，不超负 荷;内外认知负荷都高，超负 荷;为什么孩子练字时不能看电视，但 可以听熟悉的音乐？;杠杆 滑轮组 重力;降低内在认知负荷 减少外部认知负荷 适度增加关联认知负荷;可以通过两种方式来降低： 一是图式的建构。例如，把单词组成句式。 二是图式的自动化。经过充分练习达到高度熟练。 通过任务分割来降低 请看下例;?先进行读音练习 ?再理解文本意义 ?再分析中心思想;工作记忆对视觉信息和听觉信息的是分离的，其中 的一部分仅专注于视觉信息，另分则仅专注于听觉 信息。 单纯使用一种呈现形式，可能只用到部分工作记忆 ，使其他部于闲置状态；而综合利用多种信息呈现 形式，则提高工作记忆的使用量，增进学习效果。 这就是效应（ Modality effect ）。;在处理复???认知任务时，如果向学习者提供已经解 答的问题样例，则能有效地提升其问题解决水平， 此即解答样例效应（ Worked example effect ）。 一般认为，解答样例能明确呈现解决问题所需的程 序，凸显关于图式特征的清晰信息，因而使学生只 须注意与图式获得有关的信息，减少尝试错误，从 而降低其工作记忆负荷，促进图式的获得和规则自 动化。;使用解答样例的一个主要缺点是学生不去细致地研究这 些样例。在这种情况下，解答样例反而容易与要解答的 问题混杂在一起，导致认知超负荷。 为避免这种情况出现，研究者主张使用只完成了部分解 答步骤的问题，然后让学生完成剩余的解题步骤。 研究显示，仅为学生提供目标情境和部分解答，然后要 求他们完成剩下的解题任务，可以减轻其认知负荷，促 进图式的建构和学习迁移，这就是完成问题效应 （ Completion problem effect ）。;冗余效应（ Redundancy Effect ）发生的情况是：信 息可由多种方式来呈现，但单凭一种呈现方式就足 以传达这些信息。 此时，如果将相同的信息以多种方式同时呈现，学 习者就会将冗余的信息同时进行加工，导致外在认 知负荷增加，降低学习质量。;变式效应（ Variability effect ）是指在问题解决练习 中，变换不同的问题状态和情境，虽然增加认知负 荷，但能促进学习迁移。 这是因为，问题情境的变化有助于学习者识别问题 及其解答方法的共同特征，分辨其中的无关特征， 从而有助于图式的建立和自动化。;有时候，对于低经验水平的学生卓有成效的教学方法， 用于高经验水平者会失去效果，乃至产生消极影响。此 即专长逆转效应 (Expertise reversal effect) 。 专长逆转效应的发生，是因为经验丰富者业已拥有充分 的相关图式，相关图式更为自动化，从而使其在面向低 经验水平者的教学中，加工更多的冗余信息，给工作记 忆带来不必要的负担。 卡尔于格等发现，采用解答样例法训练缺乏经验的学徒 效果很好，但对于有经验的学徒则效果较差；而让后者 在解决问题中学习，效果会更好。;真实材料和情境中隐含的丰富信息，对于有效学习所需的 认知加工并非都是必要的。 过分强调情境的真实性，使太多不必要的信息掺杂在学习 情境中，会导致学生不能将注意集中于与任务或图式相关 的信息上，增加其外在认知负荷，损耗其可用于处理有效 信息的认知资源。;与外在认知负荷一样，关联认知负荷也与教学设计 有关。良好的教学设计会适度增加学生的关联认知 负