认知负荷理论基础上移动学习资源设计策略探究

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1、认知负荷理论基础上移动学习资源设计策略探究　　【摘要】小屏幕移动设备为学习者提供了随时随地学习的机会，但也让学习者在学习过程中产生了更高的认知负荷。高认知负荷既限制了移动学习的应用领域，也对设计优质的学习资源提出了更高的要求。本文以认知负荷理论为基础，详细分析了移动学习过程中由移动设备技术特性所引发的认知负荷来源，并以降低认知负荷为目标，从学习内容选择、学习对象设计、界面设计等三方面介绍移动学习资源设计的一些策略和方法。【关键词】移动学习；认知负荷；学习资源【中图分类号】G434【文献标识码】A【文章编号】1009—45

2、8x（2013）09—0088—05一、引言18移动学习是一种新的学习模式，被定义为使用移动设备和无线通信技术在任何时间、任何地点获取知识和技能[1]。移动学习的优点包括：弹性的学习方式、改进交流与协作能力、对不同地理位置的人提供同等的学习机会、鼓励主动学习、加强学习效果的反馈、学习过程更具情境性等[2]。移动学习的缺点主要是由移动设备的技术特性引起的，例如：小屏幕、内存小、网速慢、交互不便、电池待机时间短等[3]。随着通信技术和移动技术的快速发展，除了小屏幕和交互方式外，其他的技术问题已经逐步解决。一些研究者指出了移动

3、设备的技术特性对学习者造成的不利影响，例如：学习者在手机上阅读文本要比在纸上阅读困难得多；受屏幕尺寸限制难以显示复杂的图像；由于缺乏键盘或鼠标这样的交互设备，交互操作比较困难等[4-6]。总的来看，移动设备的小屏幕和交互方式会让学习者在学习过程中产生较高的认知负荷，这是对学习者造成不利影响和限制移动学习被广泛使用的主要原因，也是移动学习资源设计者们必须面对的问题。从技术发展趋势看，移动设备的小屏幕和现有的交互方式在短时期内还不会有根本性的改变，要想降低这些不利影响，保证移动学习的效果，学习资源的设计至关重要。本文以认知负

4、荷理论为依据，详细分析了移动学习过程中由移动设备技术特性所引发的认知负荷来源，并以降低认知负荷为目的，给出了一些移动学习资源设计的方法和策略，供移动学习领域的研究者使用参考。二、认知负荷理论澳大利亚认知心理学家约翰·斯威勒（John18Sweller）在1988年提出了认知负荷理论，经过20多年的发展，认知负荷理论已经成为继建构主义理论之后又一个对教学设计起重要指导作用的心理学理论[7]。认知负荷指的是人们在信息加工过程中需要投入的认知资源总量。认知负荷理论的主要基础是资源有限理论和图式理论[8]。资源有限理论认为，人的

5、认知资源（主要表现在工作记忆容量上）是有限的（一次只能存储大约7±2条基本信息或信息块），而任何学习和问题解决活动都要消耗认知资源。当加工某种信息需要的认知资源总量超过了人本身所具有的认知资源总量时，就会造成认知超负荷，影响学习的效果和效率。图式理论认为，知识是以图式的形式存储于长时记忆中的，在个体学习新知识的时候，长时记忆中的图式可以根据所面临的情景进行快速而正确的归类，这种归类是一种自动化的加工过程，它不需要有意识控制和资源消耗，因而可以降低个体的认知负荷。18认知负荷按来源分为三类：内部认知负荷、外部认知负荷和相关

6、认知负荷[9]。内部认知负荷依赖信息材料的内在难度、有多少组成成分和它们之间是如何影响的。当信息材料的组成成分很多，且相互作用很复杂时，学习者的内部认知负荷会非常高[10]。外部认知负荷依赖信息的设计方式、材料组织方式和呈现方式。当信息的设计与呈现方式不够友好时，学习者必须从事与信息无关的认知加工，外部认知负荷会增高[11]。相关认知负荷是与学习者主观领域相关的信息，指学习者在图式建构和自动化过程中意欲投入的认知资源的数量，它与学习者的认知努力有关，提高学习者的相关认知负荷，可以引导学习者利用剩余认知资源进行深层次的图式

7、建构，是图式建构和自动化的工具[12]。这三类认知负荷是叠加的，外部认知负荷与知识建构无关，应尽量减少，内部和相关认知负荷与知识建构相关，应作为认知资源使用的主体。为保证学习效果，学习过程中三类认知负荷的总量不能超过学习者个体所能承受的认知负荷。三、移动学习过程中的认知负荷来源分析在学习者使用移动设备（智能手机、PDA、平板电脑等）进行移动学习的过程中，移动设备的屏幕尺寸、交互方式、使用环境都有可能增加学习者的认知负荷。18移动设备的屏幕尺寸较小（智能手机和PDA3-5英寸、平板电脑5-10英寸），提供了便携性的同时，也

8、给学习者的信息检索和知识传递带来了一些不利的影响。在纸质学习材料（A4幅面）或计算机（20英寸以上）上显示为一个页面的学习内容，在移动设备不得不被拆分为多页显示，原有的材料组织方式和呈现方式可能会被破坏。例如：关联性很强的语词和画面被分离显示、结构性被破坏甚至消失（原本具备过程性或并列关系的段落被分割在不同页面）、较