基于内容分析法的多媒体学习中认知负荷的研究综述

韩燕娟

陕西师范大学教育学院， 西安　710062



基于内容分析法的多媒体学习中认知负荷的研究综述

韩燕娟

陕西师范大学教育学院， 西安710062

【摘要】：近年来，多媒体学习成为一种学习的趋势，有关多媒体学习中认知负荷的研究不断增多。为了对多媒体学习中认知负荷的发展现状进行分析，文章选取CNKI从2000年到2015年4月有关多媒体学习中认知负荷的 118篇文章，从发文数量、期刊来源、论文作者机构、研究主题四个方面进行了内容分析。根据研究结果，对存在的问题进行思考并提出改进建议，以期促进对多媒体学习中认知负荷的研究。

【关键词】：多媒体学习；认知负荷；教学

随着计算机、多媒体等技术的快速普及，越来越多的学校要求教师使用多媒体进行教学。多媒体是指利用图形、声音、静止图像及运动图像等多种媒体进行信息交流和传播的媒体[1]。多媒体学习是指学习者从文本和画面中建构心理表征[2]。多媒体学习将成为未来的学习趋势。但是在多媒体学习中出现了一系列问题，比如学生注意力不集中、对文本的理解记忆能力下降，等。1988 年由澳大利亚心理学家约翰·斯威勒[3]提出了“认知负荷”这一概念，可以有效地解释多媒体学习中存在的问题。认知负荷是指同时被要求施加在工作记忆上的智力活动的全部数量。为了提高多媒体学习效率，对多媒体学习中认知负荷的研究显得尤为重要。该文通过对中国期刊论文的分析，期望发现目前国内多媒体学习认知负荷研究中存在的问题并提出改进建议。

1研究设计

1.1研究方法及样本

1.1.1研究方法该文主要采用内容分析法。内容分析法是对传播内容做客观而系统的量化并加以描述的一种研究方法[4]。因此，利用内容分析法定量、客观地分析多媒体学习中认知负荷的研究变化和发展状况，显然最为有效。

1.1.2样本以CNKI中文期刊全文数据库为数据来源，从2000年1月1日开始到2015年4月1日截止。以“多媒体学习”为主题，“认知负荷”为关键词，匹配“模糊”的检索方式进行检索。剔除不相关文献，最终检索到118篇文献为研究样本。

2研究结果与分析

为了对多媒体学习中认知负荷的研究有进一步细化的认识，该文从发文数量、期刊来源、论文作者机构、研究主题四方面进行研究。

2.1发文数量

某领域期刊论文数量在一定意义上说明了该领域学术研究的理论水平和发展速度[5]。如图1所示。可看出近年来，对多媒体学习中认知负荷的研究基本上呈上升趋势，但是发展速度缓慢。虽然相关部门和研究者对这一研究已经逐步关注，但是总体关注度并不高。对该领域的研究可以分为以下几个时段：

图1　发文数量图

①萌芽期—理论探讨阶段(2007年以前)。对于多媒体学习中认知负荷的研究，主要集中在对其重要性、必要性的理论探讨。如《在多媒体学习中减少认知负荷的9种方法》一文中，首先提出多媒体学习理论和认知超载概念，然后提出了5种认知超载的情境，并对每种超载情境提出了一个或者两个减少多媒体学习中认知负荷的建议[6]。

②发展期—深入研究阶段(2008—2011年)。随着多媒体技术和心理学，特别是认知心理学的快速发展，教育技术界、心理学界加大了对多媒体学习中认知负荷的研究力度。其中有基于实证的研究，有理论的探讨，还有介绍国外的研究。总之，这一阶段是多媒体学习中认知负荷研究的高热化阶段，并且处于上升趋势。如文章《“三分屏”网络课程界面的眼动实验研究》，作者结合了Mayer的多媒体学习理论和认知负荷理论，运用眼动追踪技术，从认知心理学的层面探讨了“三分屏”网络课程中教师形象的呈现方式对学习者的信息加工、认知负荷和学习效果的影响[7]。

③深化期—创新研究阶段(2012—2015年)。从2012年开始，文献数量呈上升趋势。说明对多媒体学习中认知负荷的研究依然持续。这个阶段研究较多的是对多媒体课件、网络课程资源、移动学习资源的设计研究。采用的研究方法多为实验法。如文章《移动学习资源的界面设计模式研究》，作者以多媒体学习认知理论为基础，以满足多媒体信息设计为原则，针对移动学习资源界面设计的难点，提出了具体的界面设计模式，用于学习资源的信息呈现[8]。通过以上分析可以发现，多媒体学习将成为今后学习的趋势，因此研究学生利用多媒体学习的效率显得尤为重要。所以，相关研究者应该加强对该领域的研究，以提高利用多媒体学习的效率。

2.2期刊来源分析

从期刊来源可以看出对多媒体学习中认知负荷的研究期刊较为分散，118篇文章分布于85种期刊。载文量大于两篇的如图2所示。虽然有几个核心期刊，但总体来看较为分散，说明没有形成一个研究核心群。从期刊来源可以看出，对多媒体学习中认知负荷的研究主要集中在教育技术领域。究其原因，可以发现，随着多媒体技术、网络技术的快速发展，教育技术领域的研究者已经意识到研究多媒体学习中认知负荷的重要性。先进的技术，例如眼动技术、量化自我技术的快速发展，为认知负荷的测量提供了依据，从而有效提高了研究的便捷性和可行性。此外，为了提高研究的凝聚力，教育心理学、认知心理学领域的相关研究者也应该加强对该领域的研究。

图2　期刊来源图

2.3论文作者机构分析

如表1所示，可以看出：几乎所有的作者均来自各大高校，说明高校是研究多媒体学习中认知负荷的重心所在。多媒体学习中认知负荷研究的相关文章发表量多于2篇的院校如表1所示。

表1　文献第一作者机构分布

这些院校大部分是师范类院校。究其原因，师范类院校作为培养未来教育者的主要阵地，比较重视如何提高学习效率的研究；再者因为高校有比较浓厚的学术气氛，教师不仅是理论研究的倡导者，而且还是实践研究的响应者，因此对技术以及心理学领域有较为深入的研究。

2.4多媒体学习中认知负荷的研究主题

通过对文章题目、关键词、摘要的分析，对研究主题进行了以下划分。从表2可以看出，一级主题分别为理论研究、设计研究、软件研究、技术研究和学科研究。其中，理论研究主要论述的是在多媒体学习理论和认知负荷理论的指导下，探讨多媒体学习、教学设计、多媒体材料设计等的影响因素、指导原则以及减少认知负荷的方法；设计研究则集中于资源设计、学习材料表征方式的设计、多媒体学习环境设计、课程与教学设计等方面。这些研究多为实证研究。研究结果提出了优化网络课程资源、移动学习资源以及网络学习资源的策略。还就多媒体材料不同的呈现方式对学习效果的影响进行研究分析，提出在不同情景下多媒体材料的不同表征方式。同时对多媒体学习环境、人机交互环境进行了设计，并且开发了相应的多媒体软件、平台来支持多媒体学习。随着技术的发展，技术为该领域的研究提供了支持，眼动技术为深度洞察学习者提供了依据。这些支持认知研究的技术工具值得研究者们深入研究。通过分析还发现，对具体学科的研究也较多，集中于英语、汉语、思想政治等学科。这些学科属于文科，为什么在理科教学中对这一领域的研究较少呢？这值得引起我们的思考。

表2　内容分析主题表

3结论及建议

随着技术的快速发展，基于多媒体的学习将成为一种趋势，对多媒体学习中认知负荷的研究已经成为人们关注的焦点。从文章的发文数量也可以看出，直至2014年，对多媒体学习中认知负荷的研究急剧增多。但是目前的研究还存在一些问题，比如研究者没有形成一个核心群，研究力量分散，研究主题的范围较为狭窄，理论研究多，实证研究少等问题。所以，为了使多媒体学习认知负荷的研究更加科学深入，需要注意以下几点：

3.1提高研究的凝聚力

目前研究的主力集中于高校。为了提高研究的力量，形成一个核心的研究群，社会机构和相关的研究者应该加入该领域的研究中。学校应该加强与社会机构的合作。多种力量的结合，对设计出优质的多媒体教学产品将起到非常重要的作用。此外，高校的教师要加强宣传，倡导更多的研究者加入该领域的研究。

3.2加强对学习者差异的研究，提高与学习者自身相关因素的认识

个体的原有知识以及对知识掌握熟练程度的差异也是认知负荷研究中的一个重要问题。如果对关键知识掌握的越熟练，操作起来所耗费的脑力劳动就越少，与具备较少原有知识的人相比，认知负荷自然也少。所以，在对多媒体学习中认知负荷进行研究时，要考虑个体的差异。

3.3重视认知负荷在教学设计中的研究

教学设计是一项很重要的环节，针对不同的学习任务、学习对象、媒体，等，应选择最优化的教学方案。研究结果表明，以认知心理学为理论指导，设计出的教学结构更加合理，也符合学生的认知规律。目前，认知负荷理论已经成为教学设计研究的重点，这也将成为今后的研究趋势。

3.4加强先进技术的运用

从该文可看出对眼动实验的研究比较多，随着技术的发展，可以预测未来将更倾向于采用新技术，如眼动技术、量化自我技术、自适应技术等来测定认知负荷的大小，这为多媒体学习中认知负荷的研究提供了更为客观的测量方法。

3.5加强对神经系统学科的研究

目前我们对认知负荷的研究尚且处于一个低层次的阶段，没有从科学的高度对认知负荷进行较为系统的研究。我们应该研究在学习或工作过程中，我们的大脑思维是如何引起心理变化的。神经科学对如何更好地理解学习和问题解决过程中大脑功能的研究取得了显著的进步[9]。同时神经科学对心理负荷与瞳孔放大的研究取得了一定成功，但仍需要研究者们进一步的关注。

参考文献

[1]傅德荣.多媒体技术及其教育应用[M].北京：高等教育出版社,2003:50-51

[2]Mayer R E.The Cambridge handbook of multimedia learning[M].New York:Cambridge University Press,2005:3

[3]Sweller J.Cognitive load during Problem solving:Ef-fects on learning[J].Cognitive Sci，1988，12(2):257- 285

[4]李克东.教育技术学研究方法[M].北京：北京师范大学出版社，2003：228-247

[5]侯海燕，刘则渊，栾春娟.基于知识图谱的国际科学计量学研究前沿计量分析[J].科学管理，2009，30(1)：164-170

[6]Mayer R E，郭兆明，宋宝和，等.在多媒体学习中减少认知负荷的9种方法[J].中国电化教育，2005(8):91-93

[7]张家华，张剑平，黄丽英，等.“三分屏”网络课程界面的眼动实验研究[J].远程教育杂志，2009(6):74-78

[8]司国东，赵玉，赵鹏.移动学习资源的界面设计模式研究[J].电化教育研究，2015(2):71-76

[9]理查德·克拉克，文森特·克拉克.从教育新行为主义到神经科学:以认知负荷研究的起源与未来为视角[J].姜敏，译.现代远程教育研究，2014(3):52-65

【DOI】：10.13566/j.cnki.cmet.cn61-1317/g4.201601013

Review of cognitive load in multimedia learning based on content analysis

HanYanjuan

SchoolofEducation,ShaanxiNormalUniversity,Xi'an710062,China

【Abstract】:In recent years, multimedia-assisted learning has become a trend in learning, and research on cognitive load in multimedia-assisted learning is increasing. To analyze the status of cognitive load in multimedia-assisted learning, the study selected 118 articles on cognitive load in multimedia-assisted learning from the CNKI between the years 2000 and April 2015. We made content analysis in the following four aspects: the number of published articles, source journals, authors' affiliations, and research themes. Based on the research results, we discuss the existing problems and put forward suggestions in order to promote the study on cognitive load in multimedia-assisted learning.

【Key words】:multimedia-assisted learning; cognitive load; teaching

【中图分类号】：G434

【文献标志码】：A

【文章编号】：1004-5287(2016)01-0045-04

作者简介：韩燕娟(1990-)，女，河北邯郸人，硕士研究生在读，主要研究方向：远程教育。

收稿日期：2015-05-06