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1、基于认知负荷理论的高中物理教学评价与策略作者：沈正杰作者简介：沈正杰，桐乡市凤鸣高级中学（浙江桐乡314500）o原文出处：《物理教学》（沪）2018年第20181期第6-9页内容提要：以评价促进学生的学习和发展，重视教学评价的诊断和激励功能是物理教学的重要环节和任务。从认知负荷理论出发，注重通过教学样例的设计、选择和筛查等策略，开展适合学生个体特征和认知发展的教学评价方式与教学设计模式，有助于学生改进学习方式，减轻心理负荷，提升核心素养。期刊名称：《中学物理教与学》复印期号：2018年05期关键词:认知负荷/教学样例/教学评价与策略认知负荷是指人在学习或任
2、务完成中进行信息加工所耗费的认知资源总量。Sweller等人把认知负荷分为三类，即内在认知负荷（ICL）、外在认知负荷（ECL）和相关认知负荷（GCL）,三种认知负荷相加就是认知负荷总量，即总的认知负荷(TCL)。内在认知负荷主要受学习材料的复杂性和学习者先前知识的影响；外在认知负荷主要与学习材料的组织和呈现方式有关，被认为是由学习过程中对学习没有直接贡献的心理活动引起的;当学习者把未用完的剩余认知资源用到与学习直接相关的加工时,就会产生相关认知负荷。在学生的学习过程中,教师语言的表述（如提问的指向性是否明确？）、课堂情景的呈现（如展现的视频是否清楚?）、教
3、学效果的反馈（如应用的习题难度是否合理？）等，者0会在很大程度上影响学生总的认知负荷，从而影响学生的认知发展”也在很大程度上影响了对学生的正确评价。一、案例分析案例1如图1所示是学生关于人教版高中《物理》必修1第三章第4节"力的合成〃相关习题的分析。从图示情景我们不难发现,学生已初步掌握了平行四边形定则,同时也暴露出学生将绳子长短与绳子拉力大小等同这一常见的错误认识。但是，由于学习材料（即：题目图景）的组织和呈现形式并没有对学生产生额外的负担（外在认知负荷）；同时，由于命题者在设计该题时在绳子的长短表示上〃帮助〃学生降彳氐了难度，因此，〃绳子的长短与绳子的拉
4、力大小不等同"这一学习材料也没有影响学生对于本题分析所需要具备的知识要求,由此所产生的内在认知负荷也被降低了。因此,学生在完成任务过程中,其相关认知负荷就提高,可以比较顺利地完成够。但是，我们以为本题的图景设计在很大程度上影响了我们对学生的正确评价。也就是说，如果学生没有直接呈现其分析过程，我们会错误地认为学生已经具备并掌握了相关知识。案例2如图2所示是学生关于人教版高中《物理》必修1第四章第2节"实验：探究加速度与力、质量的关系〃相关习题的分析。据统计,本题第2空格有将近70%的同学填写了与图中所示的〃摩擦力平衡"类似的答案。究其原因,主要体现在以下几方面
5、：（1）内在认知负荷低：学习材料的组织方式（即：调整高度）与学习者已有认知（即：实验平衡摩擦力时需要调整高度）联系紧密，学生容易加工；（2）外在认知负荷高：学习材料（即：调整滑轮高度）对学习者已有认知（即：调整轨道高度）产生干扰；（3）相关认知负荷低:学习者关于"调整滑轮高度〃这一经历在实验过程中往往很少引起重视,对相关信息的加工能力比较弱。可见,本例的设计从学生的已有认知、认知策略和信息加工能力等方面评价,一方面有助于测评者更好地了解和把握学生的认知发展水平，进一步制定教学计划。另一方面则有助于被测评者纠正错误认识，在合宜的认知负荷内激发其学习动机，增加心
6、理努力投入，从而提高学习效果。二、策略与方法认知负荷的构成主要包含评价因素和因果因素。评价维度包括心理负荷、心理努力、行为表现三个方面以及它们之间的交互作用。因果维度包括任务特征和学习者特征及其两者的交互作用。认知负荷的结构模型如表1所示。可见，在日常教学过程中我们需要在不同的学习阶段，结合学习者不同的认知状态创设合宜的任务和任务环境，改进教学策略，开展科学的评价。1.巧设样例，防止越位在知识的早期学习阶段,样例起着支架作用,支撑学生的认知加工,这时的样例对学生学习来说就好像是攀爬过程中搭建的一个梯子。因此，样例的选择和构建,必须为补充学生的已有知识，使学生
7、新学的知识为学生掌握和解决问题起到桥梁和支架作用。例1比如，学生在学习完〃动能〃概念后，我们以为可以开展如下的样例设计。关于动能，下列说法中正确的是()(A)动能是标量,也可以有负值(B)动能大小与参考系的选择无关(C)质量相等的物体，动能也相等(D)质量相等，动能相等的物体，速度不一定相等(E)物体速度变化时，动能不一定变化(注：选项可依次逐个呈现)学生根据已有认知可以顺利地解决前三个选项,特别是关于选项C中各物理量之间的关系，学生在初学相关知识后能够明确"动能与质量和速度都有关系，质量相等的物体，动能不一定相等"。经历了前三项问题的探讨，学生的认知负荷并
8、没有增大，心理疲劳程度没有出现，甚至表现出促进学习的
