基于认知负荷理论的大学物理多媒体课件的运用.doc

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1、基于认知负荷理论的大学物理多媒体课件的运用[摘要]：随着信息技术的发展，多媒体课件已成为大学物理课程教学的主流方式。然而，大学物理课程中，教师对多媒体课件的运用仍存在着诸如内容文字过多、缺乏有效设计、枯燥乏味等问题。认知负荷是指人在信息加工过程中所必需的认知资源总量，即工作记忆必须注意和处理的内容总和，主要来源于学习材料的性质、呈现方式以及学习者的已有经验等。文章基于认知负荷理论，提出了大学物理课程中多媒体课件运用的一些策略，以期能提高大学物理课程教学的效果。[关键词]：认知负荷理论；大学物理；多媒体课件；策略大学物理是大学理工科类的一门基础课程，随着信息技术的发展，多媒体课件

2、已成为其教学的主流方式。然而，很多教师在运用多媒体课件时仍存在着诸如内容文字过多、缺乏有效设计、枯燥乏味等问题。认知负荷是指人在信息加工过程中所必需的认知资源总量，即工作记忆必须注意和处理的内容总和，主要来源于学习材料的性质、呈现方式以及学习者的已有经验等。认知负荷理论者将其分为内在认知负荷、外在认知负荷、关联认知负荷三类，其间可以累加，当其总量超负荷时将给学习和问题解决带来困难。[1]不难理解，不良的多媒体组合会增加学习过程中的认知负荷，使多媒体教学不能获得预期的学习效果。可见，如果我们在多媒体课件教学设计时能够尽量减少学习任务中不必要的认知负荷，则可大大提高学生的学习效率。

3、文章在认知负荷理论的指导下，深入探讨了大学物理课程中多媒体课件的运用，对于提高大学物理课程教学效果具有重要的参考价值和借鉴意义。一、多媒体教学中的认知负荷认知负荷理论自20世纪80年代由澳大利亚Sweller等学者提出后受到广泛的关注。根据影响认知负荷的基本因素，可以将个体的认知负荷分为内在认知负荷、外在认知负荷和关联认知负荷三类。内在认知负荷是由学习内容本身引起的，其高低主要取决于内容的复杂程度；越复杂的内容在工作记忆中进行加工时需要同时处理的信息单元越多，并且还要“理解”各单元之间的相互关系，因此容易产生较高的认知负荷。外在认知负荷主要由信息的呈现方式决定。相同的信息采用不

4、同的方式呈现，占用的认知资源并不相同，如同时使用文本和图片来呈现学习内容要比只使用文本或图片占用学习者更多的认知资源，认知负荷更高。相关认知负荷是指在新的图示建构或图示自动化的过程中占用的认知资源。Mayer等人在此基础上进行了研究，并指出在多媒体教学中的认知过程存在通道效应、空间临近效应、冗余效应、时间临近效应等。[2]二、大学物理多媒体课件设计中存在的问题多媒体课件的信息容量大，展现形式多样，能集各媒体之长，展现文、图、声并茂的教学环境，故此多媒体教学在大学物理课程中对某些知识点的处理较传统教学有着得天独厚的优势。然而在实际教学中，很多教师对多媒体课件的运用并不是很熟练。在

5、传统教学中，有经验的教师喜欢将主要知识点以大小标题的形式保留在黑板的主要部位，并且会将新课前复习的相关知识也保留在黑板上，这样可以让学生在掌握新知识的同时，还能掌握该知识点与其他知识点之间的关系。如此，板书以知识空间为主轴显示教学信息，更利于学生的理解与接受。也正因为此，很多教师在使用多媒体课件教学时，同样按照板书的思路，将教学内容全盘移到了PPT上，其教学过程改变并不大。然而我们知道，在多媒体课件教学中，内容基本都是以时间为轴，不同知识会在同一空间位置播放，每一张幻灯片基本都会很快被翻页，学生并不能在学习新知识时仍然看到之前的内容，也就是说，这种显示方式无疑割裂了知识点间的相

6、互联系，学生必须在多种离散的知识点间分配自己的注意资源，然后再进行整合处理，这必然会增加学生学习的认知负荷，不利于连贯性地掌握知识。针对大学物理这种知识量大、内容抽象等课程，要求教师在运用多媒体课件时应及时注意避免简单的板书转移。为了达到较好的效果，教师可以基于认知负荷理论，在运用多媒体课件时，要重视在传承传统教学方法优点的同时，还应重点结合现代多媒体课件信息传递的多样性，通过各种手段的结合，将知识体系立体地展示在学生面前，从而减轻学生的认知负荷。在设计多媒体课件时应注意利用通道效应，避免注意分散效应以及消除冗余效应等。三、大学物理教学中多媒体课件的运用策略1.优化多媒体材料呈

7、现，降低外在认知负荷研究表明，工作记忆对视觉和听觉信息的加工是分离的，一部分仅专注于视觉信息，而另一部分仅专注于听觉信息。[3]综合利用不同的感官通道呈现信息，避免单纯依靠一种信息呈现方式，可以扩展工作记忆的使用量，提高学习效果。因此，在大学物理多媒体学习材料设计中，最好采用“图像+言语解说”或者“文本+言语解说”的组合方式，而避免过多地使用单一通道表征方式。例如，在大学物理中许多公式采用“公式+物理含义”单一的视觉呈现方式不如“公式+言语解释”的双感官呈现方式效果好。实际教学中，教师应充分