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1、基于认知负荷理论高中化学必修教材调查探究摘要:本文以认知负荷理论为研究基础,以问卷调查为研究方法,从学习者的角度来探测和比较我国两版高中化学必修教材对于学生学习的影响,以期为化学教材的修订和研究提供一些可供借鉴的建议。关键词:认知负荷理论;高中化学必修教材;教材调研文章编号:1005-6629(2010)07-0031-04中图分类号:G633.8文献标识码:B认知负荷理论(CognitiveLoadTheory)[1]由澳大利亚心理学家约翰・斯威勒(JohnSweller)在1988年首次提出。所谓的认知负荷是指同时被要求施加在工作记忆上的智力活动的全部数量[2],即工作记忆必须注意和处
2、理的内容总和。认知负荷理论提出了三种基本类型的认知负荷:内部认知负荷、外部认知负荷和相关认知负荷。由于元素间交互形成的认知负荷称为内部认知负荷(IntrinsicCognitiveLoad),它取决于所要学习材料的本质与学习者的专业知识之间的交互程度。外部认知负荷(ExtraneousCognitiveLoad)是超越内部认知负荷的额外负荷,它主要是由设计不当的教学引起。相关认知负荷(GermaneCognitive12Load)是指与促进图式构建和图式自动化过程相关的认知负荷。三种类型的认知负荷是相互叠加的。为了促进有效学习的发生,在教学过程中应尽可能减少外部认知负荷,增加相关认知负荷,
3、并且使总的认知负荷不超出学习者能承受的认知负荷范围,否则,就会产生较低的认知效率[3]。认知负荷理论的提出和发展为“以生为本”地研究教材和教学问题开辟了一个崭新的领域。1研究问题化学教学的理想状态是,每个学生都能根据自己的兴趣和目标,利用各种各样丰富的化学学习和实验资源来获得知识和培养能力,并能随时得到有效的指导。但时下化学教育资源匮乏,学生在很多时候只能利用有限的学习材料进行自学来实现自身发展。目前我国的高中化学必修教材质量如何?它们适合学生自学吗?还有哪些地方需要加以改进?这些都是人们常问却又没有根本解决的问题。根据认知心理学的最新研究成果,学习材料是否有利于学生自学,可以从它们引起学
4、生认知负荷的角度来加以比较与分析。12对于化学教材来说,它们主要能够引起学生的“内部”和“相关”两个方面的认知负荷。一般来说,化学教材主要在内容指导语、内容线索、核心知识提示、内容前后联系、文字与图表间的空间距离、文字与图表的匹配程度、图表内容的比例、实验探究操作性等方面影响学生学习时的“内部认知负荷”[4];而教材内容的时代性、实践性、趣味性、与日常生活的联系、对日常生活的指导意义、关注人类未来发展和学法指导等方面则会影响到学生学习时的“相关认知负荷”。本研究基于化学教材引起学生学习时不同类型“认知负荷”的特点,并以这些特点为评价指标,设计和编制了一份调查问卷,通过调查学习者对“苏教版”
5、和“人教版”化学必修教材的内容选择和呈现方式的认识和反馈,从认知负荷理论的角度对两个版本的化学新教材(必修)进行比较研究,以期获得化学新教材在“学生自学”方面的整体水平和具体的改进建议。2研究设计12本研究中使用的调查问卷主要从“内部认知负荷”和“相关认知负荷”两个维度分别设计评价项目,每个评价项目都有五个不同的选项供调查者选择,这些选项为:“完全不同意”(赋值为1)、“基本不同意”(赋值为2)、“基本同意”(赋值为3)、“非常同意”(赋值为4)和“完全同意”(赋值为5)。其中,用于检测化学必修教材给学习者带来的内部认知负荷大小的评价项目共十项(总分为50分),十项得分之和越接近于50,说
6、明教材引起的学生内部认知负荷越小,越有利于学生学习;用于检测教材给学习者带来的相关认知负荷大小的评价项目也为十项(总分也为50分),十项得分之和越接近于50,说明教材引起的学生相关认知负荷越大,就越能调动学生的学习积极性,即教材受学生的欢迎程度就越高。为了增强研究结论的信度,本研究随机选取了江苏省两所普通高级中学(其中一所学校使用“苏教版”高中化学教材,另一所学校使用“人教版”高中化学教材)作为调查对象选取的来源学校。为了避免学生自身的知识水平对调查结果造成的影响,在每所学校任意选择两个高一普通班作为调查班级,每个班级50人,调查对象共200人,经过筛选后的有效问卷177张。177名调查对
7、象中有男生88人(占被调查者总数的49.7%),女生89人(占被调查者总数的50.3%),男女生的比例相当。同时,这些调查对象中有79人使用“人教版”化学教材(占被调查者总数的44.6%),有98人使用“苏教版”化学教材(占被调查者总数的55.4%),也就是说使用两个版本化学教材的被调查者数量也是大体相当的。问卷调查所获得的数据,利用教育统计软件包SPSS11.5进行统计与分析。3研究结论通过对收集到的有效问卷的相关评价
