基于认知负荷理论电气自动化专业英语教学设计

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1、基于认知负荷理论电气自动化专业英语教学设计　　摘要：基于认知负荷理论，通过分块呈现课程内容、创建学习情境、发挥双重感官效应、利用样例、提升学生心理努力程度等教学设计，降低学习者的内在认知负荷和外在认知负荷，提升其相关认知负荷，从而实现电气自动化专业英语教学目标，提高学习者的学习效率。关键词：认知负荷；电气自动化专业英语；教学设计作者简介：刘远义（1979-），男，江苏常州人，黑龙江科技大学电气与控制工程学院，讲师；江晓林（1978-），男，浙江金华人，黑龙江科技大学电子与信息工程学院，副教授。（黑龙江哈尔滨150028）基金

2、项目：本文系黑龙江省教育科学规划课题（课题编号：GBC1212080）的阶段性研究成果。中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）20-0130-029由于我国的电气自动化产业已全面与世界接轨，许多企业的产品和设备使用手册及说明书都是采用英文编写，仿真软件、前沿学科的研究论文、互联网上的专业技术信息等多数也是英文，这一客观现实对电气自动化专业人员提出了新的要求，电气自动化专业人才不仅要精通本专业知识，还要能够熟练的应用外语阅读、翻译、交流，掌握相当水平的专业英语知识。[1]然而从目前的教学

3、来看，电气自动化英语教学还没有完全满足市场对电气自动化专业人才的要求。从教学实践中可以看出，电气自动化专业英语教学存在着以下问题：一是学习内容涉及面广，专业词汇多，专业知识与英语的结合不深入；二是理论讲授过多，实践操作过少；三是学生学习的积极性不高。针对上述问题前人也做过大量的研究，但主要集中在教学方式、方法、手段上。而本文将从个体认知角度入手，基于认知负荷理论研究如何降低学习者的内在和外在认知负荷，提高其相关认知负荷，从而获得较好的教学效果。一、认知负荷理论内容1988年澳大利亚心理学家J.Sweller在Miller研究

4、的基础上，以资源有限理论和图式理论为基础提出了“认知负荷理论”（CognitiveLoad9Theory，简称CLT）。[2]该理论认为人类的认知结构包括有限的工作记忆和无限的长期记忆，在学习过程中主要依靠工作记忆的作用。工作记忆主要处理通过视觉和听觉渠道获得的信息以及从长期记忆中调用的信息，使人们能够有逻辑的思考问题和解决问题。人们在学习新的材料知识时，都是通过工作记忆将信息进行编码然后存入长期记忆中，但工作记忆在注意和处理信息时是要消耗一定的认知资源的，如果个体需要处理和加工的信息超过其认知资源的总量，就会出现认知超载从

5、而影响其学习效率。由于人的知识是以图示的形式存储在长期记忆中，当需要时这些图示能够被提取到工作记忆中进行无意识和自动化的处理，自动化加工无需消耗认知资源。认知负荷主要与完成某项特定的任务相联系，该任务在工作记忆中进行信息加工，该信息加工需要耗用一定的认知资源。认知负荷是指在工作记忆中必须注意和处理的信息所耗费的认知资源总量。研究者们根据认知负荷的来源将认知负荷分为以下三类：第一类是内在认知负荷，它取决于所要学习材料的本质特征与学习者的专业知识之间的交互程度。材料的本质特征取决于材料本身的复杂程度，学习者的专业知识通常取决于学

6、习者对前知识的掌握情况，如果材料本身很复杂而学习者的前知识又很匮乏，那么内在认知负荷就会很大，反之亦然。[3]因此一般认为内在认知负荷是相对固定的，一般较难被教学设计所改变。但有学者指出可以通过减少一些元素的交互作用缩减学习内容来达到降低内在负荷的要求。第二类是外在认知负荷，材料信息的呈现方式或者要求学习者从事学习活动都会增加工作记忆的负荷，当这种负荷是不必要的、阻碍了图式的获得和自动化处理时，这种负荷即为外在认知负荷。外在认知负荷一般可以通过教学设计予以降低。9第三类是相关性负荷，它是与图式建构及与图式自动化过程努力程度相

7、关的认知负荷。相关性认知负荷与外在认知负荷一样都是在信息呈现过程中产生的，但相关性认知负荷旨在帮助学习者获得知识，图式可以是学习过程中的任何知识结构或所学信息组成的任何知识结构，图示将存储在长期记忆中，建构充分且丰富的图式可以提高学习效率。[4]二、认知负荷理论在电气自动化专业英语教学设计中的应用认知负荷理论在教学设计中的主要思想是降低内在认知负荷和外在认知负荷并在确保工作记忆资源有所盈余的前提下，适当引导学生投入更多的心理努力提高其相关认知负荷，实现图式的获得与规则的自动化。1.按顺序和分块呈现课程内容9分阶段呈现小段的学

8、习材料能够减少初学者的认知负荷。对于大多数电气自动化专业的学生来说，电气自动化专业英语不仅涵盖了大量的专业理论知识而且还是应用非母语的形式来表述，当学生学习到这些复杂的内容时工作记忆需要处理的信息数量加大，而且各个信息要素间的交互关系又比较高，这会加大学生的内在认知负荷。因此，应该将电气自