多媒体学习理论及其教学意义

1多媒体学习理论及其教学意义关于多媒体学习的一些概念对于什么是多媒体，许多国内外的学者、科研人员都已经下了很多定义。

在科技日益发展的今天，很多人在使用智能手机发微博，在地铁上使用平板电脑看文件，他们对多媒体也有自己的理解和定义。

鉴于此，本文中我们谈到的多媒体，将是一个大概念，即通过文字和图像共同来呈现信息。

这里提到的文字，是指那些以言语方式传递的信息，它可以是打印在传统纸质媒介上的，也可以是呈现在显示屏幕上的文本文字，更可以是口头的文字，比如在计算机学习环境中播放事先录制好的教学音频；这里提到的图像，可以是静态的插画、插图和照片，也可以是动态的动画或者视频。

这样，通过多种呈现方式，共同传递教学信息的学习方式，就是多媒体学习。

多媒体学习认知理论外部信息以多媒体的形式呈现，符合人的认知建构。

目前，对于“人脑如何处理信息”这个问题的认识，相关领域的理论家和科学家主要是从信息加工的角度来回答的。

Paivio（1971、1986）提出了著名的双编码理论。

他认为，人的大脑中存在两个的信息处理系统，其中一个系统处理视2觉信息，另一个系统处理听觉信息。

Baddeley（1986）将这一思想融入他的工作记忆模型中，提出人的工作记忆中有两个通道：其中一个是“言语环路”，主要处理言语信息；另一个是“视觉空间展板”，主要处理视觉图像信息。

综合之前的理论，美国加州大学圣巴巴拉分校教授RichardMayer（2005）提出了多媒体学习认知理论（cognitivetheoryofmultimedialearning），将人内部的学习认知和人外部的多媒体教学呈现方式联系起来。

该理论的核心是三个假定——双通道假定、有限容量假定和主动加工假定。

1.双通道假定双通道假定认为，人的信息处理系统包含两个分开的信息处理通道：听觉/言语通道和视觉/图像通道。

当人的眼睛看到了诸如插画、动画、视频或者计算机屏幕上的文字时，人的视觉通道就开始处理这些信息；当人的耳朵听到诸如教学录音或者是非言语的声音时，人的听觉通道就开始处理这类信息。

对于各通道处理什么形式的信息，目前主要有两种观点：信息呈现模式和感官模式。

信息呈现模式将信息按照言语和非言语两种呈现的形式进行区分，进而认为，人的信息处理通道分为专门处理口头或者书面文字的言语通道以及专门处理图片、视频、动画或者背景音乐的非言语通道。

这种分3类方法和Paivio（1986）提出的双编码理论中有关言语系统和非言语系统的观点几乎一致。

感官模式是依据人在最初接受和处理信息的时候所使用的感官来区分双通道的。

从这个角度，双通道分为眼睛所对应的视觉通道和耳朵所对应的听觉通道。

视觉通道处理图片、视频、动画、计算机屏幕上的文字或者印刷文字，而听觉通道处理口头的文字录音或者背景音乐。

Mayer（2005）的多媒体学习认知理论所融入的双通道理论，采用了感官模式，即认为人通过视觉通道和听觉通道来共同处理信息。

学习者可以主动地将进入一个通道的信息转化为可以被另一个通道所处理的表征。

例如，呈现在计算机屏幕上的文字本是经视觉通道处理的。

但是，一个有经验的阅读者可以主动地将这些进入视觉通道的信息转化为声音，从而使所有或者部分信息转到听觉通道处理。

当他看到计算机屏幕上呈现的文字“大年夜的鞭炮声震耳欲聋”时，如果他有过这样的经历，他可能就会想起大年夜放鞭炮的场景，其中包括放鞭炮的声音。

同样道理，进入人的听觉通道的信息也可能被全部或者部分转移到视觉通道。

例如，当某学习者听到某录音“制作完成的鞭炮，只要点燃导线引爆，就会发出很大的声音”时，如果他有过放鞭炮的经历，那么，他/她就会想起放鞭炮的图像，从而将相关听觉信息全部或者部分转化为可由视觉通道处理的视觉信息。

42.有限容量假定在漫长的心理学研究中，很多研究都指出，很多理论也都认同“人的认知资源有限”这一观点。

Miller（1956）的研究发现，人只能在几秒钟之内保存7±2个信息单位。

Baddeley（1986）在他对人的工作记忆研究中也指出，人的工作记忆容量有限。

很多研究人员采用的研究范式是给参与实验的人一系列数字，然后在拿走这些数字的情况下，要求这些人复述刚才的那些数字，以此来测量人的工作记忆容量（也叫工作记忆负荷）。

认知负荷理论（Sweller，1994；Sweller，vanMerrienboer，&Paas，1998）将某项任务需要的工作记忆负荷叫做认知负荷。

多媒体学习认知理论继承了心理学以及认知科学领域相关的结论，认为人的认知资源是有限的，因此在处理信息的过程中可能会遇到瓶颈。

另外，多媒体学习认知理论也继承了当代心理学领域对人的记忆结构的认识，即人的记忆分为三级——感觉记忆、工作记忆和长时记忆。

在利用多媒体学习时，各种方式呈现的教学信息通过人的眼睛和耳朵短暂地登记在感觉记忆中，通过人的意识的选择性地注意其中的部分信息，进入工作记忆中进行复述或者组织整合，最后存储于长时记忆中。

有限容量这一假定的意义在于，具体到多媒体学习环境中的学习和教学，应该有效合理地分配和使用人的认知资源，引导人注意与学习有关的学习材料，在学习内容呈现上5要符合人的认知建构。

3.主动加工假定第三个多媒体学习认知理论的假定认为，为了对过去经验建构心理表征，人不是像往火鸡的肚子里填香料那样被动地接受信息，而是积极主动地进行认知加工活动。

这些活动包括选择性注意、组织新进来的信息以及将新进来的信息与已有信息融合。

Mayer（2005）将学习的结果分成两类：记忆和理解。

记忆是指人能够回忆、辨认和识别过去呈现的学习材料或者信息的能力。

这类学习需要用保持性测验来测量。

例如，学习者阅读了一篇课文，然后他们被要求写下所有他们记得的有关那篇课文的内容——这是回忆。

如果使用判断题或者选择题，要求学习者识别出刚才他们阅读过的课文中出现的内容，那么这就是测量他们辨别学习过的内容的能力，这本质上也是记忆类型的学习。

理解是对呈现的教学内容（例如，通过多媒体呈现的学习材料）建构连贯的心理表征的能力。

这种能力可以使学习者在一个新的情境中应用所学到的知识。

这类学习可以用迁移性测验来测量。

在这类测验中，学习者将面对一些新的情境。

他们需要将学过的知识进行迁移，才能解决问题。

Mayer认为，多媒体学习认知理论的主要目标就是促进理解，同时促进记忆。

3.通道原理（modalityprinciple）6通道原理是基于多媒体学习认知原理中的有限容量假定和双通道假定的基础上提出的。

该原理认为，在多媒体学习环境中，教学信息应该尽量通过双通道来呈现，例如，利用教学动画作为在视觉上呈现的教学信息，利用教学录音来解释学习内容作为听觉上呈现的教学信息，从而得以充分利用人的认知系统中的双通道。

教学设计应该尽量避免将所有的教学信息通过一个通道来呈现。

最常见的教学设计就是将所有的教学信息通过视觉的方式呈现，从而导致视觉通道信息量过大而“超负荷”。

例如，用教学动画或者视频来解释人的心脏结构以及血液循环的内容的同时，在教学动画或者视频的旁边配以文字来解释相应的教学内容。

在这种情况下，学习者的视觉通道既要处理呈现在计算机屏幕上的文字，又要处理复杂的教学动画或者逼真度极高的视频，很可能造成视觉通道的“信息拥堵”，从而影响学习效果。

大量的实证实验（Brünken，Plass，&Leutner，2004；2011；Low，&Sweller，2005）也证明了双通道呈现的教学信息对学习和认知的益处。

未来理论发展趋势多媒体学习认知理论未来的发展应该从两方面来思考，一是以理论本身的局限性为出发点，二是以技术的进步为出发点。

多媒体学习认知理论的局限性，一方面是未能包含情感、动机等方面的因素。

这些因素都能影响学习效果和认知7加工的效果。

例如，学习动机强的学习者会倾向于将更多的认知资源用于学习；而学习动机弱的学习者则会将相对较少的认知资源用于学习。

再比如，一个情绪悲伤的学习者，无论是否在多媒体学习环境中，都可能无法将注意力集中于学习。

因此，未来的理论发展应该着重于向多媒体学习认知理论中融入情感、动机等方面的因素。

事实上，一些研究人员在近年来已经做出了一些尝试。

例如Brünken，Plass和Moreno（2010），Moreno（2009）以及Moreno和Mayer（2007）都在现有的多媒体学习认知理论中融入了情感、动机和元认知的因素。

但是，这个理论角度的实证实验并不多。

而且，由于Moreno在2010年不幸去世，这方面的理论创新和延伸也几乎处于停滞。

另一方面，多媒体学习认知理论的提出以及实验研究伴随的是多媒体技术的出现和应用。

如今当移动技术已经深入我们生活，平板电脑、智能手机越来越为大众所接受和使用，当三维游戏、虚拟仿真技术（例如Google眼镜）越来越多地进入我们生活，多媒体学习认知理论是否适用于这些新技术支持的学习环境呢？这些问题还有待研究人员在将来的研究中去回答。

总结总的来说，多媒体学习认知理论在当代心理学理论和模型的基础上，将人的内部认知建构与人外部的多媒体学习环境中的信息呈现相联系，从而在理论上和学科上促进了心理学和教育技术的交叉。

在实践层面，广大教师、教学设计人员、教学开发人员以及其他教育工作者在进行教学设计的过程中，不再需要仅凭自己的感觉或者经验，而可以以经过几十年实验研究验证的多媒体学习认知理论为指导来进行教学设计和教育实践。