恰当进行教学设计减轻学生认知负荷

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1、恰当进行教学设计减轻学生认知负荷【摘要】近年来认知负荷理论逐渐在教学领域，尤其是在教学设计方面,产生越来越重要的影响•教学设计不能对内在认知负荷产生直接的影响，既即使是恰当的教学设计也不会对其产生影响•但是教学设计可以改变外在认知负荷和相关认知负荷，这两种认知负荷的产生，与教学设计的恰当与否有直接关系.本文在教学设计方面所指的认知负荷皆指外在认知负荷量和相关认知负荷量的总和，以《弧、弦、圆心角》为例，分析当前不恰当的教学设计在增加学生认知负荷方面的问题，据此提出如何进行恰当的教学设计，进而减轻学生的认知负荷，即运

2、用切割分行或符号标志技术等呈现走理新形式、对多种形式进行整合、重视小结环节.本文提出的教学设计方式对数学其他方面的教学设计具有一定的启发作用.关键词外在认知负荷；相关认知负荷；教学设计;定理新形式;课堂小结1认知负荷理论及其对教学设计影响认知负荷理论(CognitiveLoadTheory)[1]是由澳大利亚心理学家约翰•斯威勒(JohnSweller)于1988年首次提出并加以发展的一种理论.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，即工作记忆必须加以注意和进行处理的所有内容•在分析信息结构与

3、认知结构关系的基础上”认知负荷理论提出信息加工过程中施加在工作记忆上的三种认知负荷类型：内在认知负荷、夕卜在认知负荷和相关认知负荷[2].近年来认知负荷理论逐渐在教学领域产生越来越重要的影响.已有研究表明[3・6]z内在认知负荷的高低与材料本身的复杂程度和学生的知识水平有关，教学很难控制和改变它•外在认知负荷主要由材料中信息的组织和呈现方式决定，这种信息的组织和呈现方式与教学设计有关，教学设计不当会增加外在认知负荷.相关认知负荷是指工作记忆对学习任务进行实质性认知而承受的负荷，实质性认知是指与形成图式建构与图式自

4、动化密切相关的活动［7］.认知负荷理论认为，学习即是图式的获得或图式加工达到自动化的过程，因此提高相关认知负荷促进学习的发生，对于教学来说也尤为重要［8］・由此看来，教学不能对内在认知负荷产生直接的影响.但是教学可以改变外在认知负荷和相关认知负荷,这两种认知负荷的产生,与教学设计的恰当与否有直接关系.在教学设计中，没有相应的实践技术将外在认知负荷和相关认知负荷区别开来,我们只能决走认知负荷总量［9］.认知负荷理论致力于探索教学设计如何减少外在认知负荷这一问题.近年来，一些硏究又发现，当教学设计进行教学图式建构时，

5、相关认知负荷便会增加.这类硏究的基本主张是：教学程序的科学性决定相关认知负荷的高低，教学设计应当通过鼓励学生参与同图式建构直接关联的有意识的认知加工活动来进一步改善认知负荷总量•另外,越来越多的研究以认知负荷理论为基础，探究如何在教学设计过程中降低学生的认知负荷总量［10,11］,基于很多研究认知负荷量作为外在认知负荷和相关认知负荷的二者之和•因此，本文所述认知负荷也指夕卜在认知负荷量和相关认知负荷量的总和.—些硏究发现目前的教学设计存在良莠•有助于减轻学生认知负荷的教学设计是良好的教学设计，反之是不佳的教学设计

6、［10,U］也即不恰当的教学设计会增加学生的认知负荷［12］,恰当的教学设计会减少学生的外在认知负荷、增加相关认知负荷，即降低认知负荷总量，使学生合理地利用有限的认知资源，达到最好的学习效果⑻.本文拟基于认知负荷理论的视角，以《弧、弦、圆心角》为例，分析当前不恰当的教学设计在增加学生认知负荷方面的问题，然后据此提岀如何进行恰当的教学设计进而减轻学生的认知负荷.2不恰当的教学设计会增加学生认知负荷目前，一些学校对教师教案的例行检查流于形式，实效性较差，使得教师不重视教学的设计，这在一定程度上影响教学效果的提升[13

7、].另外，许多硏究过分关注教师应该如何教才能有效[14]•在教育教学过程中也出现同样的问题，从一些教学设计中分析出，很多教师是从自身的角度出发，考虑如何对这一节课进行教学才能有效率并且有效果，这样的教学设计注重教师的教而忽视学生的学[15-17].^而，学生是有意识的，是学习和认识的主体，教师并未考虑到学生的认知能力，很多环节的设置增加了学生的认知负荷，给学生造成了不必要的学习负担.《弧、弦、圆心角》是新人教版九年级数学第二十四章圆的一节重要课程,下面以这一节课中的关系定理为例，分析当前数学教学设计在增加学生认知

8、负荷方面的问题.2丄案例——〃弧、弦、圆心角关系定理〃的教学设计《弧、弦、圆心角》这节课中，其中圆心角、弧、弦关系定理是本节课教学的重点内容，对定理中的〃在同圆或等圆〃条件的理解是教学的一个难点•在已有的教学设计过程中，教师利用圆的旋转不变形突破教学重点，通过举反例来解决教学难点z具体教学过程包括以下几个方面:(1)通过实验，利用圆的旋转不变性,引导学生得到弧、弦、圆心角