认知负荷与教学设计国内研究整理

第一篇：认知负荷与教学设计国内研究整理

大纲：

一． 认知符合基本理论 二． 认知负荷与教学设计

三． 负荷理论在教学设计中的应用：课堂、虚拟学习环境、课件 四． 基于认知负荷理论的各类课程教学设计举例 五． 总结：有效的教学设计

1、认知负荷（主要介绍认知符合理论的基本情况）

由澳大利亚心理学家 John Sweller于1988年提出的认知负荷理论(The cognitive load theory，简称TCL。该理论认为，当面对复杂的任务时，由于需要在工作记忆中同时加工多个信息源，会造成工作记忆资源上分配不足，产生认知超负荷。

以信息处理模型和标准记忆模型为基础，从认知资源的分配考虑教学设计。在他看来，认知结构包括工作记忆和长时记忆，前者容量有限后者容量无限。外界信息被学习者关注后进入工作记忆，信息处理开始，认知负荷由此产生。它是学习者在学习过程中工作记忆进行信息存储、加工和提取等智力活动的总数量。信息过多会使工作记忆超载而降低信息处理率。依据来源认知负荷可分为三类:内在认知负荷、外在认知负荷和相关认知负荷①。

内在认知负荷指工作记忆对学习材料所含信息的数量及其交互性进行认知加工所产生的负荷，与学习材料的难度和学习者的认知水平相关，内在认知负荷取决于材料所含信息量与信息源间的互动度，它与学习者已掌握的相关认知图式数量成反比。

外在认知负荷与学习材料的呈现方式有关，是教学设计的结果，学习材料的不良设计会阻碍学习者对相关认知图式的关联与提取，通过优化教学设计可以减少外在认知负荷。

相关认知负荷与学习直接关联，是学习者将工作记忆中的认知资源用于建构、存储图式，监控学习过程并关注学习策略时所产生的认知负荷。

认知负荷理论的理论基础：资源有限理论和图式理论。图式理论认为，图式是一种认知结构，知识在人的长时记忆中以图式形式存在。图式使人们能够根据信息将被使用的方式对信息进行归类，通过足够的练习可以使认知活动自动化，自动化的认知过程是不需要意识控制和资源消耗的，因而可以弥补个体工作记忆容量有限的缺点，降低个体的认知负荷。

2、认知负荷与教学设计（教学设计的变化，认知符合理论的特点满足其日前的需求，进而 ① 基于认知负荷理论的多媒体教学设计探讨

罗杨，李秀梅 认知符合与教学设计的关系成为目前研究的热点。）认知负荷理论作为教学设计的理论基础：②

与认知过程有关的假设：①鉴于工作记忆容量的有限性，为高效利用长期记忆，图式获取与自动化是较高层次认知活动中的主要学习机制；②工作记忆能同时加工的信息数量是有限的；③有联系的信息在被同化吸收时，信息之间也必须能产生相互作用；④在学习过程中，认知负荷的来源有内在和外在之分，内在认知负荷取决于学习材料本身的难度、组成成分多少及其相互关系，也即学习材料的复杂性；⑤当材料的组成成分较多，且它们之间的相互作用复杂时，内在认知负荷就高；⑥相反，当材料不复杂时，例如材料中每个成分能够被单独学习时，内在的认知负荷就低；⑦外在认知负荷依赖于教学信息的设计方式、学习材料的组织方式以及呈现方式。当信息设计得不够好时，学习者必须从事无关或无效的认知加工，当信息设计较好时，外在认知负荷就会减少到最小。上述假设正是认知负荷理论的基本观点，对内在与外在认知负荷的分析能很好地改善教学设计，从而提高教学效果。

因此，在以教学设计不再以传授知识为唯一目的，更注重知识传授过程中复杂认知技能的习得的今天，认知负荷与教学设计关系的研究成为目前研究的重点。认知负荷理论在教学设计中应用的关键就是在有限的处理能力中，尽量减少外部认知负荷，而增加关联认知负荷。同时为了避免认知超载，对学习者已有的专业技能水平应该充分考虑，因为它直接决定了学习者的内在认知负荷。

3.认知负荷理论在教学设计中的应用有以下几个方面：（1）基于认知负荷理论的学科课程/课堂教学设计

在进行学科课程教学设计时，需要设法降低外在认知负荷和内在认知负荷，同时设法增强相关认知负荷。学科课程中影响认知负荷的主要因素有：教学内容，教学组织过程，教学课件，学生个体特征。其中降低内在认知负荷的教学设计策略是：“将学习任务分割成若干学习片段逐步呈现给学生”；降低外在认知负荷的教学设计策略是：“优化课件呈现方式，合理组织学习材料”；增强相关认知负荷的教学设计策略是：“了解学生的原有认知水平，从而有针对性的进行先行组织者的呈现。”

（2）基于认知负荷理论的虚拟学习环境设计③

背景：虚拟学习环境是指以学习资源中心、虚拟学习社区、协作学习项目以及e-Learning ②③国际教学设计研究三十年

杜华

基于认知负荷理论的虚拟学习环境设计 学习环境四种形式来实施的虚拟学习环境。具有以下特征：探究性、开放性、交互性、共享性、协作性和自主性；师生、生生异地分离，通过网络联系，利用网络进行学习。

从整体和认知负荷的三种分类（内在、外在、关联）来设计学习环境。例如：

基于认知负荷理论的虚拟学习环境基本结构

基于认知负荷理论的虚拟学习环境设计框架

内在认知负荷子环境设计

（3）基于认知负荷理论的多媒体课件/应用软件设计④ 多媒体课件的特点：

非线性的超文本，多个通道传递信息，有效地扩展了工作记忆空间，减少了学习者在单位时间内工作记忆加工信息的数量，减少了认知负荷。多媒体提供的超链接、注释等附加信息有利于知识的整合和吸收，可以增加相关认知负荷，促进认知图式的建构和存储

设计建议：

①降低原生性认知负荷策略：分离关联元素，逐步呈现教学内容；实行指导渐减，避免 ④ 基于认知负荷理论的多媒体教学设计探讨

罗杨，李秀梅 消极效果产生

②降低无关性认知负荷：选取合适样例；利用多通道表达；减少冗余信息；避免相关内容分离

③增加相关性认知负荷 已有研究支持：

廷德尔福特、钱德勒和斯韦尔勒（Ｔｉｎｄａｌｌｆｏｒｄ，Ｃｈａｎｄｌｅｒ，＆Ｓｗｅｌｌｅｒ，１９９７），：使用双感觉通道（如听觉文本和视觉图表）展示教学材料的学习效果要好于单感觉通道（如视觉文本和视觉图表）。通道效应可能要归因于工作记忆容量的有限性，研究从认知负荷理论视角探讨了通道效应对学习效果的影响。教学设计尤其是在多媒体教学中，需要特别注意认知负荷理论的影响和启示。

卡柳加、钱德勒和斯韦尔勒（Ｋａｌｙｕｇａ，Ｃｈａｎｄｌｅｒ ＆Ｓｗｅｌｌｅｒ，１９９８）：：为提高学习效果，在组织信息时应尽量剔除任何可能给工作记忆带来的负荷，为了减轻认知负荷，他可能需要图表以及相关的文本信息同时呈现；而对于富有经验的学习者而言，只需呈现单个图表，图表周围的文字反而会增加其认知负荷。

4.基于认知负荷理论的各类课程教学设计举例（看到有很多文章讲某门课的具体教学设计，就拿过来使用了，仅供参考）

A．移动课程

移动学习作为一种特殊的、全新的学习模式，其课程的教学设计受学习对象、呈现方式、传输载体等的影响，需在充分考虑认知负荷理论和多媒体学习认知理论的基础上，按照明确定位、界面简单、小模块呈现、随机进入、双通道、去除冗余、适当排序、情境认知等八大设计原则，设计既不增加学习者认知负荷、符合移动学习者特点和需求，又能充分发挥移动通讯技术、特别是多媒体技术优势的移动课程，实现高效的移动学习。

B数学课程

从减少内在认知负荷出发，数学样例的设计要注重模块化的学习方式，帮助学生以打包的方式形成自动化的产生式系统.从减少外在认知负荷出发，数学样例的设计应该遵循：课程内容应遵循循序渐进的原则；媒体呈现应遵循多重表征的原则；避免课堂内容过多；等等.从增加相关认知负荷出发，数学样例的设计应该提供样例的变式等

C 运动课程

6种教学设计原则可以有效降低学习者的外部认知负荷，即自由目标原则（Goal-free principle）、样例原则（Worked example principle）、完成任务原则（Comple⁃tion principle）、注意分离原则（Split attention princi⁃ple）、通道原则（modality principle）、冗余原则（Redun⁃dancy principle）⑤

不同复杂程度运动技能的教学设计原理：讲授简单的运动技能时，如位移技能或单个操作技能，由于外在的学习材料给学习者带来的内部认知负荷较低，工作记忆仍有剩余的资源可以利用，因此在教学设计的过程中可以适当增加教学辅助手段（额外的认知资源），增加学习者关联性认知负荷，以此促进学习者图式的建构，获得运动技能习得效益的最大化。面对复杂的运动技能时，首先要调控学习者的内部认知负荷，学习材料可以采取逐一的呈现方式，在教学设计上要增加促进学生自我解释的提问，以促进学习者自我解释原则的运用。

D历史课程⑥

历史教师可以在历史教学设计时，将学习任务分割成若干学习片段逐步呈现给学生。历史教师在进行历史教学设计时可以采取以下策略来有效增强学习者的相关认知负荷。如，改装任务策略，包括改装任务表面内容和深层结构两种类型

E计算机应用软件学习课程

概念图教学策略；

⑦

“自由目标”任务驱动教学策略：Sweller 等人发现，当运用自由目标问题或降低目标的明确性时，学习者自行确定目标有助于学习和迁移［1］。这就是自由目标效应（Goal-free effect）。

5.总结：基于认知负荷理论的有效教学设计⑧（第三点是分讲认知负荷理论对教学设计各个方面的影响，包括课堂、学习环境、课件等。这一点可以是作总结，总体归纳为如何设计有 ⑤⑥基于认知负荷理论视野下的运动技能教学设计原理研究 认知负荷理论视阈下高中历史有效教学设计研究 ⑦认知负荷理论在应用软件教学设计中的应用探析 ⑧ 基于认知负荷理论的有效教学设计研究 效教学，可以？）

从认知负荷理论的角度来说，有效的教学设计就是要充分考虑学生有限的认知负荷，使学生用满负荷而不是超负荷的心理资源获取最多的知识.外部认知负荷与相关性认知负荷都受到教学设计的影响.但外部认知负荷对学习起干扰作用，而相关性认知负荷能够对学习起促进作用.教学设计的本质就是由外部认知负荷向相关性认知负荷转变，控制好学生的外部认知负荷，增加学习者的相关性认知负荷⑨。

有效教学设计应基于学习者的认知规律，设法降低外在、内在认知负荷，同时增加相关认知负荷。在教学设计时，可以采用自由目标策略、关联信息捆绑策略、一步到位策略与多通道策略降低外在认知负荷；采用任务先“分”后“整”逐步呈现策略与任务先“简”后“繁”二次呈现策略降低内在认知负荷；采用变异任务策略与嵌入支架策略增加相关认知负荷（详见脚注文章）。

⑨ 认知负荷理论对数学样例教学设计的启示

第二篇：基于认知负荷理论的有效教学设计的发展途径

教学设计是提高教学效率和教学质量的支点，如何进行有效教学设计一直是有效教学关注的焦点与践行的着力点。然而，当前关涉有效教学设计的研究大多从教师的教入手，致力于有效地教的理论建构与现实践行，却在一定程度上有意或无意地忽视了有效地学。事实上，基于教师层面有效地教固然重要，但教师层面的有效地教必须基于学生层面的有效地学，有效地学是有效地教的出发点与归宿，倘若学生不能有效地学，那么教师再有效地教也往往徒然。因此，有效教学设计必须基于学生有效地学，教学设计所采取的一切措施与展开的一切活动都必须符合学习者的认知规律。鉴于此，本文基于认知负荷理论这一基于人类认知结构与外界信息结构交互作用而决定教学设计的理论，探究进行有效教学设计所亟须注意的方面及方法，旨在为有效教学设计提供新的理论思路与践行策略。一 认知负荷理论概述

认知负荷(Cognitive Load, CL)指认知主体在信息加工过程中所需心理资源的总量，该概念最初由澳大利亚教育心理学家John Sweller[1]于1988年首次提出。研究发现认知任务所引发的认知负荷量主要取决于该认知任务的组织、呈现方式，内在本质特性以及认知者的专长水平这三个因素，缘此也就产生外在认知负荷、内在认知负荷以及相关认知负荷这三种类型的认知负荷[2]。其中外在认知负荷主要是由认知任务设计与呈现得不科学所引起的，这些与实质性认知加工过程无关的活动会额外引发工作记忆的认知操作，从而挤占一定的认知资源，因此外在认知负荷也常常被称为无效认知负荷。内在认知负荷是工作记忆在加工处理认知任务本身所蕴含的信息内容及其交互性时所产生的负荷。内在认知负荷的高低主要取决于认知任务本身及认知者固有的相关知识经验背景。一般来说，内在认知负荷在一定程度上标示着认知任务的复杂性或难易度，因为认知任务越复杂、难度越高，工作记忆所需承受的负荷就越大。然而如若学习者具有与认知任务相关联的图式，那么在加工处理相同的认知任务时，即使认知任务包含大量元素且元素间交互性强，但它们在工作记忆中也只是一个组块，从而会比其他认知者产生更少的内在认识负荷。相关认知负荷通常是由认知加工过程中用于建构图式或图式自动化的操作活动所引发的，它可以促使认知主体把剩余的认知资源投入到实质性认知加工活动中去。与外在认知负荷阻碍认知加工明显不同的是，相关认知负荷非但不会阻滞认知加工，反而能促进有效的认知加工，因此相关认知负荷也常常被称为有效认知负荷。二 认知负荷理论的理论基础及其对有效教学设计的启示 1 认知负荷理论的理论基础

认知负荷理论主要基于人类认知结构(由工作记忆和长时记忆组成)理论之上，而工作记忆、长时记忆义与图式(根据信息功能及其用途范畴化的信息单元)关涉甚密。为此，要清晰而全面地介绍认知负荷理论的理论基础，有必要从工作记忆、长时记忆以及图式理论三个方面切入。

首先，工作记忆系统的容量是有限的。决定人类学习心理机制的认知结构是由工作记忆系统与长时记忆系统所组成。其中工作记忆系统是对认知任务予以加工处理的心理结构[3]，其突出特点是同时加工新信息的容量是极其有限的。倘若同时进行若干种认知加工活动，则不可避免地会涉及资源分配的问题，并且在资源分配时严格遵守总量不变，此多彼少的分配原则。因此如若个体在加工处理某认知任务时所需认知资源的总量超过了其本身所固有的认知资源总量，就会导致认知负荷超载，继而影响到认知活动的效率与质量。其次，长时记忆系统的贮存容量是无限的。长时记忆系统是对经过工作记忆系统加工处理后的信息赋予意义并将其长久贮存起来的心理结构。相比工作记忆系统容量的有限性，长时记忆系统的贮存容量却是无限的，储存有大量的缄默知识，这些缄默知识对于人类的认知活动意义重大，因为在加工处理外界新信息时，外界新信息必须先与这些缄默知识中的相似块进行耦合、接通和活化，继而才能被接受、编码和存储[4]。第三，图式可以整合信息及其产生式规则，成为贮存空间小且无需控制性过程的自动化加工单元。根据图式理论，长时记忆中的知识是以图式的形式贮存的，图式的构建可以有效减轻工作记忆的负荷[5]。此外，工作记忆系统处理图式的能力是很强的。工作记忆系统在加工处理新信息时需要用到储存在长时记忆系统中的缄默知识，而这些关联缄默知识如果是以图式的方式编码存在的话，那就可以有效减轻工作记忆在加工处理过程中所需承受的负荷，从而优化其工作。2 有效教学设计应科学管理三种认知负荷

认知过程是认知主体的认知结构与外在信息结构两者交互作用的过程。前面已经提到，人类的认知结构是由容量有限的工作记忆系统与贮存容量无限的长时记忆系统所组成。一方面，对于某一具体的认知任务来说，认知主体容量有限的工作记忆系统是固化的、不可扩充的，可谓认知活动的瓶颈，因此这就客观要求在教学设计时，必须想办法确保个体加工处理认知任务所需认知资源的总量不超过工作记忆系统所能承载的总量。尽管内在认知负荷是学习任务本身固有，是不可改变的，但在教学设计时可通过降低学习任务本身元素的数量及其交互性来降低内在认知负荷；而外在认知负荷是无效的，在教学设计时要通过相关针对性策略来控制它。总之，要使容量有限的工作记忆系统能够、并且有效加工处理学习任务，有效地教学设计必须优化学习任务的信息结构，降低外在认知负荷与内在认知负荷。另一方面，长时记忆系统中存有大量的缄默知识，而这些缄默知识如果是以图式编码存在的话，将非常有助于工作记忆系统加工处理外界信息，同时也可以直接驱动行为。由此，为了增强教学设计的实效性，在教学设计时一定要充分调动与利用认知主体长时记忆系统中的图式。图式的形成与发展又需历经图式建构与图式自动化，而相关认知负荷有助于促进图式建构与自动化。因此，有效的教学设计必定要设法增加相关认知负荷。总之，教学设计与认知负荷密切相关。认知负荷过低会造成资源的浪费，而过高又会阻碍认知活动的顺利有效进行，且外在、内在与相

关认知负荷三者又具有可加性。因此，有效教学设计必须降低外在认知负荷与内在认知负荷，同时增加相关认知负荷，使学习者在认知过程中所承受的三种认知负荷之和不超过但趋近其工作记忆的总负荷。

三 认知负荷理论视阈下的有效教学设计策略研究 1 降低外在认知负荷的有效教学设计策略

外在认知负荷主要源于认知任务设计与呈现的不科学，因此要降低外在认知负荷，在教学设计时必须设法改善与优化学习任务的设计与呈现方式。笔者根据自由目标效应、分散注意效应、冗余效应以及通道效应这四个外在认知负荷效应，提出相应的四种有效降低外在认知负荷的教学设计策略，具体如下：(1)自由目标策略。由自由目标效应可知，当学习者面对单个明确的任务目标时，他们会诉诸手段目的分析范式予以解决。为此首先需要分析问题原始状态与目标状态之间的差距，继而寻求潜在的解题方案并评价其绩效，这一复杂的解题程序会耗费大量的认知资源，继而形成较大的外在认知负荷，削减了学习者用于建构和获得图式的认知资源投入；而当面对一个自由目标任务时，他们的注意力将从目标导向的搜索方法转向关注任务状态及可用的方法上来，相视而言，其解题程序就能简化很多，这样产生的认知负荷就很小[6]。因此，根据自由目标效应，在教学设计时，宜采用自由目标策略。即在任务呈现时，彰显学习目标的二重性，让其在预设与生成的张力下进行或者为学习者设计多个学习目标。(2)关联信息捆绑策略。由分散注意效应可知，如果认知任务包含两种或多种分散的信息源时，认知主体在加工处理时必须将注意力分散至搜索并整合各种信息源的关联信息上，从而产生较大的外在认知负荷[7]。因此，鉴于分散注意效应，在教学设计时，宜将各种关联信息捆绑在一起，使其在空间上邻近分布，时间上同步呈现。如在进行既含文本解释，又有图表的样例教学设计时，宜将文本解释整合到相应的图表中去，捆绑起来一并呈现。(3)一步到位策略。根据冗余效应，如果单一的信息呈现即可完整而明确地传达清楚信息意义，最好独立呈现，否则认知主体在面对多元表征的信息来源时，需要耗费一定的认知资源来分析各个多元表征的信息源以及它们之间的关联，从而产生较高的外在认知负荷，降低了学习效果[8]。因此，根据冗余效应，在教学设计时宜采取一步到位策略。即在呈现信息时，如果单一的信息呈现即可完整而明确地表征信息意义，那么就不要采用内容重复的多元信息表征，独立呈现即可。(4)多通道策略。根据通道效应可知，同时以不同的感官通道(主要是视觉和听觉)呈现信息，由于工作记忆中听觉加工和视觉加工是相对独立的，从而可以有效减少视觉或听觉单一通道加工信息的认知负荷[9]。因此，为了减少外在认知负荷，根据通道效应，在教学设计宜采用多通道教学设计策略，即同时利用视觉和听觉呈现信息的不同部分。2 降低内在认知负荷的有效教学设计策略

内在认知负荷的高低主要取决于认知任务本身及认知者固有的相关知识经验背景，但对具体的认知主体来说，内在认知负荷的高低主要取决于认知任务本身，即元素数量及各元素间的交互性。因此在教学设计时要降低内在认知负荷，必须设法降低认知任务本身的元素数量及各元素间的交互性。鉴于此，我们可以采用任务先分后整逐步呈现策略与任务先简后繁二次呈现策略来降低内在认知负荷，具体如下：(1)任务先分后整逐步呈现策略。所谓的任务先分后整逐步呈现策略是指先呈现部分认知任务，然后依次逐步呈现其余的认知任务，最后呈现完整的认知任务，这里的分与整指认知任务的部分与整体。任务先分后整逐步呈现策略可以有效降低内在认知负荷，其科学依据是先呈现部分认知任务，可以从总体上降低认知任务的内在认知负荷，有利于部分图式的建构。操作性强且实效性高的任务先分后整逐步呈现策略有Mayer等[10]提出的分割技术和Catrambone[11]提出的子目标方法。其中，分割技术是指事先将学习任务分割为一系列学习片段，再依次呈现；而子目标方法是指从总学习任务中提炼出一系列相互独立的子目标。(2)任务先简后繁二次呈现策略。鉴于任务先分后整逐步呈现策略可能会影响到认知主体对认知任务的完整理解，进而制约完整图式的构建。因此，为了更有效地降低内在认知负荷，宜采用任务先简后繁二次呈现策略来有效降低内在认知负荷。所谓任务先简后繁二次呈现策略是指先抽取认知任务所包含的主要元素并将其压缩成组块或信息单元予以呈现，然后呈现完整的认知任务。可见任务先简后繁二次呈现策略即分两次呈现任务，只是第一次呈现的是任务的简洁版本，而第二次呈现的是任务的完整版本。任务先简后繁二次呈现策略可以更有效地降低内在认知负荷，其科学依据在于在认知之初，压缩或简化认知任务所包含的元素，降低内在认知负荷，继而有利于建构不失整体的部分图式；而在后续的认知活动中，尽管所需加工处理的认知元素增多了，但工作记忆系统因有了先前建构的部分图式为基础，从而有利于加工处理完整的认知任务，建构较为完整的图式，在此过程中先前建构的部分图式的不完整性也得以弥补。现实中Pollock等[12]提出的独立元素法就是切实有效的任务先简后繁二次呈现策略。所谓Pollock等独立元素法是指在呈现学习任务时要分两次予以呈现，其中第一次通过压缩或简化的办法呈现该学习任务的简洁版本，在第一次简洁版本的基础上，第二次呈现学习任务的完整版本。3 增加相关认知负荷的有效教学设计策略

相关认知负荷可以促使认知主体把剩余的认知资源投入到实质性认知加工活动中去。研究发现：对于耗时较长的学习任务，尤其是那些时间跨度比较大的长期学习任务来说，即使将外在认知负荷与内在认知负荷都尽可能降至最低了，但学习者的学习效率与质量并没有因此

而得以明显的提高与改善，研究表明这是由于学习者主观上不愿或客观上不能将富余的认知资源有效地投入认知任务所致[13]。因此欲增加相关认知负荷，必须确保学习者愿意并能有效投入认知，在教学设计时要设法唤醒、引发学习者的认知投入，同时引领与帮助学习者的认知投入。变异任务策略和嵌入支架策略可以有效唤醒、引发学习者的认知投入，并促使学习者将认知有效地投入到图式建构和自动化活动中，从而可以有效增加相关认知负荷，是增加相关认知负荷的有效策略，具体如下：(1)变异任务策略。所谓变异任务策略是指在设计学习任务时，对学习任务本身及其呈现方式予以变异，其中学习任务本身的变异又包括学习任务表面内容的变异与学习任务深层结构的变异两个方面。变异任务策略之所以能有效增加相关认知负荷主要在于它可以唤醒、激发认知主体，引发其投入更多的心理努力。但值得注意的是，变异任务策略也不是万灵药，对任何学习者都有效，它具有一定的适用阈。如果学习者的学习水平较高，那么使用变异任务策略可以有效唤醒、激发认知主体，引发其投入更多的心理努力，从而增加相关认知负荷；但倘若学习者的学习水平较低的话，使用变异任务策略往往非但不能增加相关认知负荷，反而极可能会额外增加外在认知负荷，进而阻滞认知活动，所以在使用变异任务策略前一定要弄清楚学习者的学习水平，慎重使用。(2)嵌入支架策略。所谓的嵌入支架策略是指在设计学习任务时，嵌入一些诸如暗示与反馈这样支持学习者学习的支架，旨在唤醒、引发学习者投入与图式建构和图式自动化相关的认知活动。从所嵌入支架的显隐性维度来看，嵌入支架策略具体又可以划分为嵌入显性支架与嵌入隐性支架两种策略。其中嵌入显性支架策略是指在设计学习任务时，有意把学习者加工处理学习任务所需的某些关键信息较为明显地展露给学习者，从而促进其进行有效认知。Chi等[14]研究发现：样例中嵌入的反思问题或暗示信息会引发学习者对其解答历程的自我解释，而自我解释不仅可以有效填充样例文本与学习者心理模型之间的空缺，同时也可以改善与优化学习者原有的心理模型，有利于图式的建构与精致化，从而有效增加了相关认知负荷。而嵌入隐性支架策略是指在设计任务时，有意对任务本身做一些引领性处理，使呈现给学习者的任务潜在地暗含认知活动，从而诱导、促进学习者的认知投入。

第三篇：教学设计与学习者的认知风格

教学设计与学习者的认知风格

教学设计不同于传统的教学计划，是应用系统方法分析教学问题、设计解决方法、对解决方法进行试行和评价，并在评价基础上修改方法的过程。教学设计的一切活动都是为了学习者的学，在教学设计中了解教学对象，正确分析其学习需要，着眼于激发、促进他们的学习，已成为当今教育研究者关注的课题。在对学习者的分析中，认知风格分析是重要的内容之一。

一、了解学习者的认知风格差异

学习者的认知风格是个体在理解、储存、转换和利用信息过程中所偏好的相对稳定的态度和方式。学习者在学习时间、地点、教材、师资等条件相仿的情况下，学习效果却可能不一致，甚至相差甚远，究其原因，认知风格是最重要的个体差异因素之一。迄今为止，对认知风格的分类大致有：扫描型与聚焦型、序列型与整体型、冲动型与思考型、发散型与聚合型等等，这其中研究最多、最具代表性的是场独立型与场依存型这一组认知风格，它构成了认知风格的理论框架，可以说是认知风格的核心。

“场”是指周围环境，它能不同程度影响人的感知。场独立/依存型就是根据个体受环境影响的程度而划分的一组认知风格。场独立型指个体凭借自己所处生活空间的内在参照，从自己的感知觉出发去获得知识、信息；场依存型指个体依赖自己所处的周围环境的外在参照，从环境的刺激中去定义知识、信息。在人际交往和学习上两者有明显的差异：场独立者较少或不受环境影响，比较喜欢孤独的与人无关的情况，社会交往能力差；场依存者容易受环境的支配，更多地利用外在的社会参照来确定自己的态度和行为，对其他人有较大兴趣，表现出善于与人交往的能力。在学习偏好上，场独立者偏爱与人无关的学科(如自然科学)，学习过程中惯于个人研究、独立思考，擅长从整体场中分辨具体信息，具有较好的内在学习动机和较强的理解、分析、推理能力；场依存者倾向重视人际关系的学科领域(如人文科学)，在学习过程中对环境因素敏感，乐于在集体环境中学习，擅长于社会交往、移情，具有循规蹈矩和条理化的学习倾向。

作为学习者主要个性特征的认知风格是教学成功与否的关键因素，教学设计者不能忽视它的存在。要具备心理分析、行为观察的知识和能力，善于了解不同学习者的认知风格，熟悉其学习习惯，考察各种教学策略与不同学习风格的适应程度，创设适应每个学习者特点的学习环境和条件，使他们在学习过程中，以适宜的速度、合适的方式，通过与教师的共同努力达到一个确定的教学目标。

二、尊重和发挥学习者认知风格的优势

教学可以是学习者认知风格形成和完善的催化剂，却决不可以改变它的本质特征。大量的研究同时显示两种风格各有优缺点、并无孰优孰劣之分。建构主义教学观认为在教育教学过程中，每一个人都是独立的主体，以自己的方式建构世界。只有当教学策略和方法与学习者思考或学习风格相匹配时，学习者可能获得更大的成功。教学设计者应遵循个体心理发展的顺序，在教学设计中根据学习者个体学习方式、学习倾向，对教学目标、内容、手段等进行选择、组合、管理，因材施教，给每个人显露自己特长提供条件，发挥各层次学习者的学习积极性和个体素质优势，让每个学习者都处于教育优势中。

现代教育技术的应用使得教师能够根据不同情况进行多模式教学。场独立型学习者善单独学习、喜求异创新，应放手让他们对自己关注的问题，用自己喜好的方式在现代技术创设的自由探索的空间深入探究；或设计情境、创造条件开展创新教育。通过数字网络系统，集体授课和自主学习可以结合起来，在课堂教学中，允许风格、动机、兴趣、能力各异的学生脱离整体教学框架，利用他们的自主权做他们想做的事情，并随时回到课堂状态；信息技术还提供了一个高度交互的学习环境，师生在活动中广泛交流、及时反馈信息，并随时调整课堂中心，实现角色互换，让学生变被动接受为主动参与和探索。同时，它还有利于教师实施情感教育，有研究显示：在积极强化的条件下，场独立者和场依存者的学习效率没有明显的区别，但在消极强化的条件下，场依存者的学习效率明显降低。个体不按常规进行的与众不同的思维探索，往往不能顺利进行，并经常遭遇失败，教师及时给予激励和引导，可以帮助他增强信心、少走弯路。在信息技术支持的教育中，教师对学生的尊重和爱心是成功的重要因素。

三、引导和促进学习者的个性全面、和谐发展

学习者的认知风格又是一个可变的维度。在一个领域显示出高度自主性的学习者，在另一领域却可能依赖性很强。多数学习者的认知风格并非非此即彼的极端化，有些还可以变换自己的风格，去适应不同任务。

认知风格的形成也受社会环境和教育的影响。共同的社会文化影响可能使得同一民族、同一阶级、同一群体具有某种共性。我们可以发现中国传统教育比较侧重群体发展，所培养的人往往缺乏独立的人格，对群体、对他人有较强的依赖性。

因此，教学设计应重视学习者认知风格的整体、协调发展，着力于：(1)帮助学习者了解自己的认知风格，对自己认知风格不足之处有清醒认识。(2)鼓励两种认知风格学习者的竞争。例如基于网络和计算机进行的“合作学习”是眼下备受关注的学习模式，它采取异质编组、任务驱动、适当分工，各成员遵循一定的合作原则，协作互助，能帮助学生完成复杂的智力任务和提高学生积极的学习动机，还可以促进成员之间、教师与学生之间积极的相互作用，有利于综合能力的培养。(3)培养学习者的元认知策略。“授人以鱼”不如“授之以渔”，引导学生将元认知知识、元认知体验运用到学习中，掌握学习策略，主动调整自己的方式去适应不同的学习任务。(4)培养学习者丰富多彩的人格和协同精神，促进个体与社会的和谐统一。

总之，教学设计中分析学习者的认知风格，不是为了寻求哪类学习者更具学习优势，更容易获得学业成就的答案，而是要籍此更好地贯彻现代教育理念，了解各类教学对象，充分利用现代科技，创设各种氛围以适应不同风格的学习者，发挥个体所具备的个性优势。同时基于“全人教育”思想，引导学习者自我分析、自我激励、自我导正、自我监控、取长补短，全面发展，促进个体的社会化。

第四篇：认知学徒制研究

认知学徒制研究

【摘要】：认知学徒制是在20世纪80年代末90年代初教学范式刚刚从以“教”为中心转向以“学”为中心、对学习的研究正逐渐由认知转向情境、学习环境设计思想初现端倪的大背景下诞生的一种学习理论、学习环境设计思想和教学模式,是新的教育范式的一种实现途径和存在形式。无数研究表明,该理论对于克服传统学校教育的弊端有显著的作用。然而,到目前为止,很少有对其本源的探究,国内学界对它的研究更加滞后,且误解颇多。本研究尝试从理论和实践方面对该理论进行深度挖掘:从理论上,探究该理论的缘起、提出条件、理论基础、理论框架及最新发展;在实践方面,通过国外案例分析和本土的实证研究试图探索认知学徒制学习环境的设计。希望本研究一方面为我国的课程教学改革提供一种新的视角和备选方案,同时也为正在我国蓬勃兴起的学习科学的理论建设做出一定的贡献。全文共分六章进行论述。第一章是对认知学徒制的追踪溯源。论文首先分析了传统手工学徒制的特点及其历史作用,然后结合两次教育革命的背景,探究认知学徒制提出背后的双重超越。随后,论文探讨了当时导致认知学徒制提出的条件、该理论提出的脉络以及国内外关于认知学徒制的研究动向。第二章聚焦于认知学徒制的理论呈现。首先,论文阐述了认知学徒制理论的主要内容、理论基础和特征,然后探讨该理论在提出将近20年以来的一些变化和最新发展。最后,论文将认知学徒制和当前其他几种学徒制进行了辨析。第三章探讨认知学徒制学习环境的设计。论文首

先探讨认知学徒制各个方法构件的设计。由于技术的发展能使认知学徒制变得更加强大,所以接下来论文挖掘了技术支撑下的认知学徒制学习环境设计。最后,将认知学徒制学习环境设计与开放学习环境设计和建构主义学习环境设计进行比较,目的依然是突出认知学徒制学习环境设计的鲜明特征。第四章主要是案例解剖,呈现了国外三个较典型的案例,并结合认知学徒制环境设计的原则对它们进行分析。一个案例侧重于课堂教学中认知学徒制的应用,一个案例揭示基于认知学徒制环境的学生课外探究,第三个案例则反映了认知学徒制在非学术领域的应用。分析这些案例一方面是为了进一步说明认知学徒制学习环境的设计,另一方面也为后面的本土实证研究提供给养。第五章聚焦于本土的认知学徒制实证研究。论文首先对国内现有的关于认知学徒制的实证研究进行综述,并选取其中一个典型案例分析认知学徒制原则在其中的应用。然后,论文呈现了笔者进行的为期一年半的认知学徒制在大学英语阅读和写作教学中的应用研究。研究表明,认知学徒制能提高学生的学习动机,改进学生的学习,可以作为改进我国教育实践的一种备选模式。第六章对认知学徒制进行了评析,首先分析了其优点、可能遇到的挑战以及其应用前景,然后阐述了对该理论的再认识。最后,论文分析了认知学徒制理论对我国的课程、教学及教师专业发展的启示。结语部分结合论文开篇提出的本研究欲解决的几个问题,对全文主要观点进行了回顾,并展望了未来关于认知学徒制可能进一步深入研究的一些方面。【关键词】：认知学徒制新教育范式情境学习传统学徒制教学模式学习环境技术英语教学

【学位授予单位】：华东师范大学 【学位级别】：博士 【学位授予年份】：2009 【分类号】：G423 【目录】：摘要6-8ABSTRACT8-10目录10-13图表索引13-15引言15-37

一、研究缘由15-17

二、研究意义17-2

4三、研究目标定位24-2

5四、研究问题、内容与结构25-27

五、研究方法27

六、关键词界定27-37第一章认知学徒制理论及其研究溯源37-90第一节认知学徒制提出背后的双重超越37-56

一、学徒制及其对人类发展的意义37-

42二、第一次教育革命:从传统学徒制到学校教育42-46

三、学校教育的弊端和认知学徒制的提出46-

52四、认知学徒制对学校教育的超越52-

53五、第二次教育革命及认知学徒制在其中的作用53-56第二节认知学徒制的理论基础和提出的可能条件56-7

3一、认知学徒制的理论基础56-6

3二、认知学徒制提出的条件63-73第三节认知学徒制研究的历史追溯及研究进展73-88

一、认知学徒制研究的历史追溯73-79

二、认知学徒制的研究状况79-88本章小结88-90第二章认知学徒制理论透视90-121第一节认知学徒制的内涵90-107

一、认知学徒制的理论框架90-10

1二、认知学徒制的特征101-107第二节认知学徒制理论的最新发展107-11

4一、认知学徒制理论框架的变化107-108

二、认知学徒制一些原则的最新发展108-114第三节对认知学徒制理解的辨析114-120

一、认知学徒制与传统学徒制114-116

二、认知学徒制与现代学徒制116-117

三、认知学徒制与新学徒制117-118

四、认知

学徒制与“双元制”118-120本章小结120-121第三章认知学徒制学习环境设计121-163第一节认知学徒制学习环境各“方法”构件的设计121-13

4一、认知学徒制学习环境“方法”构件的设计121-13

3二、认知学徒制学习环境设计中各个方法构件的利与弊133-134第二节教育技术支撑的认知学徒制学习环境的设计134-146

一、技术的进步对学校教育和认知学徒制的意义134-13

5二、技术支撑下的认知学徒制学习环境设计135-146第三节认知学徒制学习环境设计与其它学习环境设计的比较146-16

2一、认知学徒制学习环境设计与开放学习环境设计的比较146-1

54二、认知学徒制学习环境设计与乔纳森建构主义学习环境设计的比较154-16

1三、对上述两个比较的归纳161-162本章小结162-163第四章认知学徒制学习环境设计的案例研究163-179第一节历史课中“经济大萧条”的教学163-169

一、“经济大萧条”教学情况介绍163-16

5二、从认知学徒制视角看“经济大萧条”的教学165-169第二节美国康瓦尔高中的“太阳能汽车”项目169-17

2一、“太阳能汽车”项目概况169

二、对项目中所体现的认知学徒制要素的分析169-172第三节IBM公司的“行政人员培训”项目172-17

4一、项目简介17

2二、对项目中所体现的认知学徒制要素的分析172-174第四节从上述案例看认知学徒制学习环境的设计174-177

一、对上述案例中发生的学习和教学的评述174-176

二、从上述案例看认知学徒制学习环境设计的基本原则176-177本章小结177-179第五章认知学徒制学习环境设计的本土实践179-231第一节对本土有代表性的认知学徒制实践研究的解读179-18

3一、对国内认知学徒制实践研究的回顾

179-180

二、对“认知学徒制对知识本质的影响”研究的解读180-183第二节大学英语教学中认知学徒制应用的实践探索183-230

一、初步探索:基于认知学徒制的以学生为授课主体的大学英语阅读教学183-200

二、再次尝试:基于认知学徒制的大学英语写作教学研究200-22

5三、两次实验的结论对大学英语教学的启示225-229

四、大学英语教学的认知学徒模式的构建229-230本章小结230-231第六章认知学徒制理论评析及其对我国教育的意蕴231-250第一节认知学徒制理论评析及其应用前景展望231-238

一、对认知学徒制理论的评析231-23

5二、认知学徒制应用前景展望235-238第二节对认知学徒制理论的再认识238-2

43一、认知学徒制是新教育范式的一种实现途径和存在形式238

二、认知学徒制的理论和环境设计体现了贯一性238-239

三、认知学徒制理论是多学科前沿发展的汇聚239-243第三节认知学徒制理论对我国教育的意蕴243-249

一、认知学徒制对课程设计的启示243-247

二、认知学徒制对学习方式转变的启示247

三、认知学徒制对教师专业发展的启示247-249本章小结249-250结语250-256

一、对本研究的回顾250-2

53二、对后续研究的展望253-256附录256-274参考文献274-291后记291-293

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第五篇：教学设计与研究方法 2002

2002年招收硕士研究生入学考试试题

考试科目：教学设计与研究方法

一、教学设计部分40分

1、基本概念20分

（1）试述教学设计的定义，并简述教学设计的理论基础是什么？

（2）简述教学目标的分析过程，说明加涅的学习结果分类和布鲁姆的教学目标分类有何异同？

（3）什么是教学策略？试举出网络环境下常见的教学策略

（4）试述教学媒体选择的一般方法与步骤，并举例说明

2、基于信息技术环境下的教学设计应注意什么问题？5分

3、根据你的实际情况，请选择其中一项，论述其教学设计过程10分

（1）、利用多媒体教学平台进行的课堂组合教学；

（2）、利用多媒体网络进行的网络教学；

（3）多媒体教学软件的开发；

（4）网络课程的开发

（5）专题教学（学习）网站的开发。

4、介绍你所阅读的有关教学设计的论著，并分析教学设计理论的发展情况。5

二、研究方法部分60分

5什么是科学的研究方法？其特征是什么？5分

6．信息技术与课程整合是当前教育技术研究的热点，请选择一项有关的课题并按如下要求撰写一份研究方案15分

1)课题的陈述；

2)分析其自变量、因变量和干扰变量；

3)建立有关的研究假设

4)确定研究的预期目标

5)说明采用的实验模式

7、行动研究的特点是什么？试结合上述你所选择的课题，采用行动研究方法，设计一个行动研究的方案

8、设计一套关于多媒体教学软件的质量评价指标体系，要求：15分

1)评价指标体系应包括：指标项系统、权重、简单的标准说明等；

2)指标项（单指标项）不超过10项

3)说明获取权重的途径和方法；

9、学习反应信息包括几种类型？请利用S—P表分析方法，设计一项研究活动，以测试计算机辅助教学的 效果，要求：15分

1)说明测试的目的；

2)说明测试题目的设计方法；

3)说明教学效果的分析步骤（列出分析的项目及所利用的有关曲线或分析模型的名称）