多媒体学习的认知理论在《网络动画技术》课件设计中的应用

单瑛遐 彭 艳

(1. 湖南师范大学 教育科学院，湖南 长沙 410082； 2. 湘南学院 公共课部，湖南 郴州 423000)

以网络和多媒体技术为核心的全球信息化浪潮促使教育发生了根本性变革，给现代教育注入了新的活力。各级各类学校为适应信息时代的新需求，都非常重视发展多媒体和网络教育，尤其是多媒体技术在教育教学中的应用越来越普及。所谓“多媒体教学”，通常是指运用多媒体计算机并借助预先制作好的多媒体课件来开展的教学活动过程。多媒体课件可以使教学内容图、文、声、像并茂，引起学生的兴趣，提高学习质量和学习效率。但是，也有部分学生反映，使用多媒体教学的实际效果并不比常规教学好太多。究其原因，是部分学校只重点考虑了多媒体和网络技术的硬件环境建设，而忽视了教学软件建设，也忽视了对多媒体教学和多媒体课件开发相关理论的师资培训。不少教师制作的多媒体课件，由于缺乏理论指导，往往都按本人的主观意图设计，片面追求内容的丰富性、美观性和趣味性，忽略了信息加工过程和认知规律，忽视了多媒体环境下学习者学习方式、认知方式的心理特点，导致多媒体课件没有起到更好的作用。

目前，国外和国内对多媒体学习理论的研究很多，梅耶(Richard E.Mayer)是这方面的领军人物。梅耶认为，“按照人的心理工作方式设计的多媒体信息比没有按照人的心理工作方式设计的多媒体信息，更能够产生有意义的学习。”他提出的多媒体学习的认知理论以及多媒体学习与教学设计的原则，对《网络动画技术》课程的多媒体教学及其资源设计，具有重要指导意义。

一、多媒体学习的认知理论

多媒体学习的认知理论是梅耶等人在双重编码理论、认知负荷理论和建构主义学习理论的基础上提出的，多媒体学习的认知理论模型如图1所示。它有三个基本假设，一是双通道假设，人类信息加工系统包括两个独立的通道，即加工听觉输入和言语表征的听觉通道和加工视觉输入和图片表征的视觉通道；二是容量有限假设，视觉和言语工作记忆(或信息加工通道)的加工容量是很有限的，如果在视觉或听觉通道中同时呈现太多要加工的元素,就会导致加工信息超负荷，从而使得有些元素无法进行加工；三是主动加工假设，认知建构取决于学习过程中学习者主动的认知加工，包括主动选择相关的言语与图像信息，把它们组织成语词和视觉表征，并且把它们与大脑中已有的知识经验整合在一起。[1]42(见图1)

图1 Mayer的多媒体学习认知理论模型[1]42

20年来，梅耶和同事不断地进行实验研究，在多媒体学习认知理论的基础上，又提出了几项多媒体学习与教学设计的原则。例如：多种媒体原则，邻近呈现原则，聚焦要义原则，提示结构原则，分段呈现原则，提前准备原则，双向通道原则，控制冗余原则，等等。

二、多媒体学习的认知理论在《网络动画技术》课件设计中的应用

《网络动画技术》课程在改革过程中，将多媒体学习的认知理论，尤其是多媒体学习与教学设计的原则运用到多媒体课件的设计中，从以下四个方面进行了优化，有效地提高了学生的学习效果。

(一)多媒体课件的界面设计要简洁一致

通常，为了吸引学生的注意力，我们会在多媒体课件的界面上添加一些有趣的小动画或图片。为了标新立异，会把界面设计得独特一点，比如：每个页面都用不同的背景图案和文字颜色、选择特别的图片来做图标，需要学习者点击图片才知道作用，等等。有的还会添加背景音乐和音效。总之，多媒体课件似乎就是要多种媒体效果堆在一起才好。事实上，这些装饰性的材料会吸引学生的注意力，但由于跟学习内容无关，反过来就会分散学生的注意力，会争夺工作记忆中有限的认知资源，从而影响学习效果。而多媒体课件的界面设计不一致，在利用课件时，学生需要付出较大的认知资源不断感知和理解多媒体课件界面上的各个组成要素，这就增加了学生在学习过程中的外在认知负荷，也会降低学生的学习效果。所以，梅耶提出的聚焦要义原则认为，在多媒体呈现中，去除无关的声音、图片和文字时，学生的学习效果会更好。[2]28

在设计多媒体课件的界面时，应做到简洁明了，突出所要呈现的教学内容，删除有趣但与学习无关的声音、动画、图片和文字等装饰性而不是支持性的信息。课件整体要保持一致，在不同页面中相同性质的元素在位置、形态、功能上要保持统一，界面元素最好使用约定俗成的标准图标或标签，例如：帮助信息用问号图标表示，翻到上一页用向左的箭头表示，翻到下一页用向右的箭头表示等等，使学生根据外观就能识别各个界面元素的功能。只有当学生对教学内容本身产生兴趣而不是觉得某些装饰性的内容很有趣时，才可能产生有意义的学习。

(二)理论知识的呈现设计要图文并茂

在制作多媒体课件时，我们常常把教学内容中的一些概念或知识点用大段的文字来表述，在课堂上也只是把这段文字解说一遍而已。但是梅耶通过实验研究证明，向文字中增加相关的图示是帮助学习者进行主动学习的有力途径，人们通过文字和图示来呈现解释信息比仅仅通过文字来呈现的效果要好，这就是多种媒体原则。所以，在课件中，理论知识要用文字和图示同时呈现，当然，这里的图片是与文字内容相关的，而不是无关的装饰性图片。例如：在《网络动画技术》课程中介绍逐帧动画的时候，如果在说明文字中增加图示，把人物转身动画中的每一帧画面都依次列出来，学生一看图示就基本明白意思了，比单纯看文字学得更快，更容易理解。

需要注意的是，文字和图示在时间上最好是同时呈现，在空间上最好是在同一页或同一屏幕呈现，这是基于邻近呈现原则。当文字在时间上或空间上离图示较远时，学生得用有限的认知资源扫描图片，以便于找到图形中对应的部分。如果把文字放置在图形之中，或靠近它所描述的图片时，可以减小不必要加工的认知负荷。这样，有利于学生在工作记忆中把它们快速结合起来，建立起两者之间有意义的联系，相比在时空上的分离呈现起到的效果要好得多。

(三)实践过程的呈现设计要结构分明

《网络动画技术》是一门重实践的课程，基本上采用案例教学法，为了使学生能按时完成实践练习，我们常常会提供详细的操作步骤，但是仍然有很多学生不能按时完成，并且难以做到举一反三。这是什么原因呢？我从多媒体学习的认知理论中找到了答案。由于操作步骤非常详细，连用什么颜色都标明了，再加上图文并茂，导致呈现的布局比较混乱，不够清晰，这时就会导致学生的认知负荷过重，也就是必要的认知加工需求(理解教学内容的认知加工需求)和非必要的认知加工需求(设置颜色值之类或克服混乱布局的认知加工需求)超过了学生的认知能力。所以尽管学生跟着一步步操作，却还是难以掌握主要的学习内容。

解决的方法就是根据梅耶的提示结构原则，向多媒体信息中增加线索以突出基本材料的组织，把学生的注意力直接引向主要的教学内容，促使学生忽视无关材料。例如：可以加上标题来组织文字，可以把关键字加粗或用红色显示，可以增加一些提示，告知学生在学习过程中应该注意哪些内容。

(四)演示视频的呈现设计要分段控制

为了使学生更好地掌握操作技能和步骤，我们会录制演示视频给学生课后参考。通常是一个案例录制一段视频，整个实践过程采用演示和解说同时呈现的模式。可是这种方式还是不够理想。从多媒体学习的认知理论中，我们知道人有视觉(图示)和听觉(言语)两个相对独立的信息加工通道，而每个通道的容量是有限的，因此在每个通道中，只有少数的内容被保持或加工。当教学信息包含很多基本的材料，并且以很快的速度呈现时，信息加工系统的认知能力就容易出现超负荷的情况。两个通道都由于必要的认知加工需求而导致负担过重。这个时候就需要用到分段呈现原则了，把多媒体信息按照学习者的进度以片段的形式呈现，这样比以连续单元的形式呈现的效果好。因为分段呈现可以放慢呈现的速度，使学生有时间进行必要的认知加工，从而减轻了通道的负担。[2]29所以，可以把整个案例按照步骤分段呈现，使学生能够根据自己的需要进行选择，自己控制呈现速度进行学习。

此外，根据提前准备原则，也可以在进行新的学习之前，先预习相关的概念或操作要点。这样减少了必要认知加工的数量，也就减轻了通道的负担，使学生可以顺利学习新知识。例如：在学习如何创建补间动画的内容时，有四大步骤，元件的创建是其中一个很重要的步骤，可能占学习内容的三分之一，如果先预习元件的概念和创建方法，那么创建补间动画的学习内容就减少了，学习会显得更容易。

梅耶提出的多媒体学习认知理论，是从多媒体环境下学习者的学习特点、认知方式等方面来改善多媒体信息的呈现设计，其典型特点是“以学习者为中心”，而不是“以设计者为中心”。[1]41而在此基础上提出的多媒体学习与教学设计的几项原则，容易理解，利于推广，为广大教育工作者制作有效的多媒体课件提供了具体的理论指导，对多媒体教学及教学资源设计，都具有重要意义。

[参考文献]

[1] 张正做，赵葆华. 网络课件评价新维度：多媒体认知理论[J]. 现代远距离教育，2008(02): 41-43.

[2] 张丽，盛群力. 技术应如何致力于促进学习——梅耶论多媒体学习与教学设计的原则[J]. 远程教育杂志，2009(02): 26-32.