基于认知负荷理论的大学英语阅读教学研究

崔凤娟

近年来，随着科技的发展和国际交流的频繁，作为国际性语言，英语的地位显得更加重要，这也就对我国的大学英语教学，尤其是阅读教学提出了更高的要求。最新的《大学英语课程教学要求》明确规定了大学英语的阅读教学目标“在于培养学生的英语阅读理解能力和提高学生的阅读速度;培养学生的逻辑思维能力和提高学生的阅读技能;帮助学生扩大词汇量、吸收语言和文化背景知识，增强学生的英语语感和培养学生的阅读兴趣”。阅读是英语学习中的一个传统项目。然而，传统英语教学存在着时间和空间上的局限性，教材更新慢，阅读资源缺乏，学生处于被动的阅读状态，互动性差，兴趣低。教师课堂教学手段单一，教师在设计教学内容方面缺乏主动性与创新性，课堂上没有图文并茂的多媒体课件，没有丰富生动的音频视频资料，缺乏个性化学习的条件，这就很难激发学生学习外语的兴趣和动力。

计算机多媒体的普及给外语教学带来了机遇与挑战。丰富多彩的多媒体网络辅助的英语阅读教学模式取代了传统单一的英语阅读教学。几乎各种多媒体英语阅读教学软件都对阅读材料作了图文并茂的注释。这些注释不仅可以以文字、图像的方式出现而且还可以是动画、录像等。同时，超文本系统设计使各种注释得以链接，这样当学生遇到不熟悉的概念时可以直接点击该词或词组加以查阅从而扫除理解障碍。但是，直至目前为止，对这些阅读注释的设计几乎没有系统的理论指导。一些研究已证明多维呈现的材料可以促进学习;同时另有研究发现添加过量的信息会加重学习者的认知负荷从而阻碍学习。鉴于此，本文拟从认知负荷理论出发探讨认知负荷与阅读理解能力之间的关系以及如何在此理论基础上进行更为合理的大学英语阅读课程设计。

一认知负荷理论概述

认知负荷理论是由John Sweller等人在20纪纪80年代从认知资源分配的角度提出的一种新教学理论。工作记忆容量的有限性是认知负荷理论提出的基础。人类认知体系是由处理信息的工作记忆和储存各种信息的长时记忆构成的。工作记忆一次只能储存大约7个信息组块，处理2～4个信息组块。认知负荷是在某种场合下施加到工作记忆中的智力活动的总数量，对认知负荷起主要作用的是工作记忆必须注意的内容数量。过多的信息会使工作记忆超载而导致信息处理效率低下甚至失败。认知负荷理论按认知负荷的不同来源将认知负荷分为内在认知负荷（学习材料本身的难度）、外在认知负荷（教学设计的复杂度）和相关认知负荷（学习者在学习过程中的努力程度）三类。内在认知负荷是指正在加工处理材料的类型、内容的难度等。如果材料含有的信息量很少，其中的信息源都可以被单独的理解，那么该材料就有较低的认知负荷; 如果材料含有的信息量很多，并且必须把所有的信息源结合起来才能理解材料，那么该材料就有较高的认知负荷。外在的认知负荷源于呈现教学材料的方式，是由教学模式来决定的，它以教学设计结果的形式存在，可以通过改变教学设计来减少认知负荷。相关认知负荷直接跟学习过程，比如图式的构建及自动化过程相关。

认知负荷理论的提出不仅使我们对学习过程有了更深刻的理解，而且为教学设计特别是多媒体网络教学环境下的教学设计提供了理论基础。近年来，国内外相关学者对多媒体教学环境下认知负荷的产生因素、认知负荷理论在多媒体教学中的应用等方面进行了研究。Barbara & Anderson（2007） 探讨了对话设置和认知负荷对指称词语运用的影响[1]。Schwamborn（2011）阐述了多媒体教学中不同概括程度的图片对学生认知负荷和理解力的影响[2]。季月、石玲（2013）探讨了外语多媒体教学信息呈现中的视听干扰问题[3]。一系列国内外相关多媒体教学研究已证明为了确保多媒体教学环境下教学设计的有效性，教学设计者在进行教学设计时应当考虑到认知负荷的影响。在英语阅读教学中，教师为了让学生更好地理解语篇内容对所阅读文章附加的各种信息可能会产生相关认知负荷，有利于图式的形成及自动化从而促进学习。但是也可能会出乎教师意外，产生外在认知负荷阻碍学习。例如，所加信息对于学习者来说是多余的（他们已经知道）或者学习材料的内在认知负荷加上附加信息产生的负荷超出了学习者的认知容量。

二 大学英语阅读课程设计

1 根据多通道效应减轻认知负荷

通道效应是指同时利用视觉和听觉两个通道呈现不同形式信息（文本和图形），其学习效果要好于利用视觉或听觉单一通道呈现。当需要加工的信息将某个信息加工通道塞满时，若将其中部分需要加工的信息转移到另外的信息加工通道加工就会减轻前一加工通道的认知负荷。相对来讲，工作记忆中的听觉加工与视觉加工是独立的，若教师能够根据通道效应原则，在设计阅读材料时往往都是在视觉通道中进行加工的阅读材料同时利用视觉和听觉两个通道呈现于学生面前，就会有效分流认知负荷，扩大学生的工作记忆容量，减少由单一的视觉或听觉通道来加工信息而产生的认知负荷，进而收到良好的学习效果。

2 基于注意力分散效应整合信息呈现方式减轻认知负荷

Tarmizi & Sweller把由于样例中包含两种或多种分散信息源而导致学习者的学习效果较差称为分散注意效应[4]。当单一的信息源不能提供足够信息时，学习者为了理解所学内容必须不断地重复进行寻找和匹配， 整合各种不同的信息源，在多种信息源之间分配他们的注意力。这种耗时耗力的信息整合过程将会给学习者带来较大的外在认知负荷，从而影响了学习效果。注意分散效应普遍存在于各种教学环境中，阻碍着学习者的学习进程。若单一信息呈现形式即可表达明确完整的信息内容，则无需采用多元呈现形式，否则就会产生信息冗余，增加不必要的外在认知负荷。若确需采用多元呈现方式，为了减少这样的认知负荷，教师可将两个乃至多个互为补充的信息源整合在一起。当相同内容的信息以实际的物理整合方式呈现时可以有效地防止学习者注意力的分散，从而促进学习。

因此，为了减轻外在认知负荷，提高学生的学习效果，教师在进行大学英语阅读教学设计时应根据认知规律充分考虑教学媒体间的时间临近与空间临近来降低学生的认知负荷。例如，将阅读语篇和注释性文字尽量放在同一个界面上，尽量避免使用超链接来显示注释;如果需要同时呈现文字与图片，则尽量使文字嵌入到或者临近图片。把相互关联的内容尽量放在同一个屏幕上可以最大限度地避免分散学生的注意力，减轻工作记忆的压力。

3 消除冗余信息减轻外在认知负荷

相同信息以不同的形式多次或重复出现会阻碍学习者的学习效果。因为同一信息若以不同形式呈现在学习者面前，必然会使学习者分配认知资源来分析联系各种信息呈现形式，注意力会分散，这一过程会给学习者带来较高的外在认知负荷，进而影响学习效果。因此，我们应该对多来源信息进行整合，通过有效的方法去除教学中出现的冗余信息，减轻工作记忆的压力。只有这样才能最大限度地降低外在认知负荷，获得学习图式，从而收到较好的学习效果。

在多媒体网络环境下，教师为了激发学生的学习兴趣往往在阅读材料中加入一些与学习内容无关的动画、图片或声音。这些设计虽然使得教学课件看起来鲜活生动，但是这部分内容反倒会把学生的注意力分散到不必要加工的信息上，而使需要加工的信息无法得到充分处理。这就造成了有限的认知资源的不必要浪费，并进而减少了认知资源在目标学习中的投入。因此，教师在对教学媒体进行选择时要突出必要的加工材料，减少不必要的信息。

4 依据空间临近原则设计阅读材料

Mayer（2008）基于双重编码理论、认知负荷理论等归纳总结出了八条多媒体信息设计原则，其中很重要的一项信息呈现原则就是空间临近原则[5]。依据该原则，相关文本与画面等信息在屏幕上临近呈现时，学生更容易同时将不同呈现形式的信息纳入工作记忆中进行整合加工，建立起内在的有意义的联系;而当文本与相应信息隔开呈现时，学习者需要分配认知资源来整合空间上分离内容上相关连的信息，从而给有限的工作记忆带来过多的认知负荷。同时，阅读过程中频繁跳转的注意焦点也容易让学习者认知超载。因此，教师在进行课堂教学设计时应充分考虑“临近原则”，依据大脑工作原理，对各种信息的呈现位置进行合理编排，例如：对阅读语篇中单词进行注释时尽量让注释紧随被注释词之后，或者通过可开关的子界面使阅读语篇界面与释义界面并排或错落呈现于同一界面。这样的呈现方式主次分明，记忆跨度小，避免了由于空间隔离给学习者带来的认知负荷，从而促进学习。

总之，认知负荷理论认为工作记忆容量的有限性是制约学习的主要因素。合理的分配认知资源将会有效的提高学习效果。教学设计者应在认知负荷理论指导下，尽量从学习者的认知规律出发来设计阅读教学材料，比如：消除过量信息的输入，层次分明地显示出与课文主题相关的材料，并给学生留出空间进行发挥;注重关联效应的应用，增加材料元素间的互动性，减少认知负荷，帮助学生构建基本的信息认知图式;避免认知中的信息累赘，利用相关的材料内容整合信息可以减轻认知负荷，促进有效学习;重视分散注意效应，尽量减少学生“寻找——匹配”的过程，从而减少认知负荷。

参考文献

[1]Barbara， H. & H. Anderson. Introducing objects in spoken dialogue： The influence of conversational setting   and cognitive load on the articulation and use of referring expressions [J]. Language and Cognitive Processes， 2007（3）：

272-296.

[2]Schwamborn， A. Cognitive load and instructionally supported learning with provided and learner-generated  visualizations [J]. Computer in Human Behavior， 2011， 1： 89-93.

[3]季月，石玲.关于外语多媒体教学信息呈现中视听干扰问题的探讨[J].外语电化教学，2013（3）： 41-45.

[4] Tarmizi， R. A. & Sweller， J. Guidance during Mathematical Problem Solving[J]. Journal of Educational Psychology Review， 1988， 80（4）：424-436.

[5]Mayer， R. E. Applying the science of learning： evidence-based principles for the design of multimedia instruction[J]. American Psychologist， 2008（9）：762.