材料呈现方式和知识类型对多媒体学习的影响 ——基于认知负荷理论的研究

论文摘要

在多媒体教学日益普遍的今天,如何提高多媒体的学习效果是教育工作者们需要探讨的重要问题之一。本研究立足于认知负荷理论,从材料呈现方式和知识类型角度探讨了多媒体学习中如何提高学生的学习效果,并根据研究结果进行了一个促进学习效果的设计,这种设计的有效性在之后的研究中得到了证实。本研究设计了三个实验。实验一的目的是比较在不同呈现方式下,学习者学习效果的差异,并从认知负荷的指标来对这一结果进行分析。实验一采用了单因素三水平的实验设计。自变量为材料呈现方式,包含文字+声音,图片+声音及动画+声音。因变量为测试成绩、反应时、心理努力程度评价和材料难度评价。测试成绩是测量学习效果的指标,反应时、心理努力程度评价和材料难度评价分别测量学习者的外在认知负荷,内在认知负荷和关联认知负荷。实验二的目的是比较材料呈现方式对不同类型知识学习效果的影响,同样也从认知负荷的角度进行了分析。本研究采用了知识类型2（陈述性知识,程序性知识）×呈现方式3（文字+声音,图片+声音,动画+声音）的被试间设计。因变量与实验一相同。实验一和实验二证明了关联认知负荷在学习中的重要作用,实验三的研究目的是探讨让被试带着问题学习的方法,能否增加学习者的关联认知负荷,促进他们的学习。实验三采用的是知识类型2（陈述性知识,程序性知识）×呈现问题2（呈现问题,不呈现问题）的被试间设计。其中陈述性知识使用了文字+声音的呈现方式,程序性知识使用了动画+声音的呈现方式。因变量与以上的研究相同。实验结果表明：1.内在认知负荷是材料本身所具有的,不同呈现方式对内在认知负荷的影响不大。2.材料呈现方式对外在认知负荷有着明显的影响。动画+声音呈现有着最高的外在认知负荷,图片+声音呈现和文字+声音呈现的外在认知负荷较低,图片+声音呈现的外在认知负荷最低。3.关联认知负荷与学习效果之间存在正比的关系,呈现方式和知识类型对关联认知负荷的影响存在交互作用。在陈述知识的学习中,文字组的关联认知负荷最高,学习效果最好,动画和图片的关联认知负荷低,学习效果差；在程序性知识的学习中,动画组的关联认知负荷最高,学习效果最好,文字组和图片组的关联认知负荷低,学习效果差。4.通过让被试带着问题学习的方法,能够有效的增加他们的关联认知负荷,促进学习效果。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述及问题提出
• 1.1 多媒体呈现方式及相关研究
• 1.1.1 文字呈现和图片呈现的比较
• 1.1.2 视觉呈现和听觉呈现的比较
• 1.1.3 动态呈现与静态呈现的比较
• 1.2 知识类型对多媒体学习的影响
• 1.2.1 知识的类型
• 1.2.2 不同呈现方式下知识类型对多媒体学习影响的相关研究
• 1.3 认知负荷理论及相关研究
• 1.3.1 认知负荷及其种类
• 1.3.2 认知负荷的测量
• 1.3.3 本研究中测量认知负荷的方法
• 2 问题的提出与研究假设
• 2.1 本研究要解决的问题
• 2.2 研究假设
• 2.2.1 研究一的假设
• 2.2.2 研究二的假设
• 2.2.3 研究三的假设
• 2.3 研究意义
• 2.3.1 理论意义
• 2.3.2 现实意义
• 2.4 研究设计
• 3 实验研究
• 3.1 实验一、材料呈现方式对多媒体学习成绩和认知负荷的影响
• 3.1.1 研究目的
• 3.1.2 研究方法
• 3.1.3 结果与分析
• 3.2 实验二、呈现方式对不同知识类型学习成绩和认知负荷的影响
• 3.2.1 研究目的
• 3.2.2 研究方法
• 3.2.3 结果与分析
• 3.3 实验三、关联认知负荷对不同知识类型多媒体学习成绩的促进作用
• 3.3.1 研究目的
• 3.3.2 研究方法
• 3.3.3 结果与分析
• 4 总讨论
• 4.1 多媒体学习中材料呈现方式对学习的影响
• 4.2 呈现方式对陈述性知识的学习成绩和认知负荷的影响
• 4.2.1 呈现方式对陈述性知识的学习效果的影响
• 4.2.2 呈现方式陈述性知识的认知负荷的影响
• 4.3 呈现方式对程序性知识学习成绩和认知负荷的影响
• 4.3.1 呈现方式对程序性知识学习效果的影响
• 4.3.2 呈现方式对程序性知识认知负荷的影响
• 4.4 增加关联认知负荷,促进学习效果
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 不足与展望
• 5.2.1 图片组的呈现方式存在问题
• 5.2.2 动画组的外在认知负荷过高
• 5.2.3 增加关联认知负荷
• 参考文献