基于認知負荷理論的大學英語閱讀教學研究

崔鳳娟

近年來，隨著科技的發展和國際交流的頻繁，作為國際性語言，英語的地位顯得更加重要，這也就對我國的大學英語教學，尤其是閱讀教學提出了更高的要求。最新的《大學英語課程教學要求》明確規定了大學英語的閱讀教學目標“在于培養學生的英語閱讀理解能力和提高學生的閱讀速度;培養學生的邏輯思維能力和提高學生的閱讀技能;幫助學生擴大詞匯量、吸收語言和文化背景知識，增強學生的英語語感和培養學生的閱讀興趣”。閱讀是英語學習中的一個傳統項目。然而，傳統英語教學存在著時間和空間上的局限性，教材更新慢，閱讀資源缺乏，學生處于被動的閱讀狀態，互動性差，興趣低。教師課堂教學手段單一，教師在設計教學內容方面缺乏主動性與創新性，課堂上沒有圖文并茂的多媒體課件，沒有豐富生動的音頻視頻資料，缺乏個性化學習的條件，這就很難激發學生學習外語的興趣和動力。

計算機多媒體的普及給外語教學帶來了機遇與挑戰。豐富多彩的多媒體網絡輔助的英語閱讀教學模式取代了傳統單一的英語閱讀教學。幾乎各種多媒體英語閱讀教學軟件都對閱讀材料作了圖文并茂的注釋。這些注釋不僅可以以文字、圖像的方式出現而且還可以是動畫、錄像等。同時，超文本系統設計使各種注釋得以鏈接，這樣當學生遇到不熟悉的概念時可以直接點擊該詞或詞組加以查閱從而掃除理解障礙。但是，直至目前為止，對這些閱讀注釋的設計幾乎沒有系統的理論指導。一些研究已證明多維呈現的材料可以促進學習;同時另有研究發現添加過量的信息會加重學習者的認知負荷從而阻礙學習。鑒于此，本文擬從認知負荷理論出發探討認知負荷與閱讀理解能力之間的關系以及如何在此理論基礎上進行更為合理的大學英語閱讀課程設計。

一認知負荷理論概述

認知負荷理論是由John Sweller等人在20紀紀80年代從認知資源分配的角度提出的一種新教學理論。工作記憶容量的有限性是認知負荷理論提出的基礎。人類認知體系是由處理信息的工作記憶和儲存各種信息的長時記憶構成的。工作記憶一次只能儲存大約7個信息組塊，處理2～4個信息組塊。認知負荷是在某種場合下施加到工作記憶中的智力活動的總數量，對認知負荷起主要作用的是工作記憶必須注意的內容數量。過多的信息會使工作記憶超載而導致信息處理效率低下甚至失敗。認知負荷理論按認知負荷的不同來源將認知負荷分為內在認知負荷（學習材料本身的難度）、外在認知負荷（教學設計的復雜度）和相關認知負荷（學習者在學習過程中的努力程度）三類。內在認知負荷是指正在加工處理材料的類型、內容的難度等。如果材料含有的信息量很少，其中的信息源都可以被單獨的理解，那么該材料就有較低的認知負荷; 如果材料含有的信息量很多，并且必須把所有的信息源結合起來才能理解材料，那么該材料就有較高的認知負荷。外在的認知負荷源于呈現教學材料的方式，是由教學模式來決定的，它以教學設計結果的形式存在，可以通過改變教學設計來減少認知負荷。相關認知負荷直接跟學習過程，比如圖式的構建及自動化過程相關。

認知負荷理論的提出不僅使我們對學習過程有了更深刻的理解，而且為教學設計特別是多媒體網絡教學環境下的教學設計提供了理論基礎。近年來，國內外相關學者對多媒體教學環境下認知負荷的產生因素、認知負荷理論在多媒體教學中的應用等方面進行了研究。Barbara & Anderson（2007） 探討了對話設置和認知負荷對指稱詞語運用的影響[1]。Schwamborn（2011）闡述了多媒體教學中不同概括程度的圖片對學生認知負荷和理解力的影響[2]。季月、石玲（2013）探討了外語多媒體教學信息呈現中的視聽干擾問題[3]。一系列國內外相關多媒體教學研究已證明為了確保多媒體教學環境下教學設計的有效性，教學設計者在進行教學設計時應當考慮到認知負荷的影響。在英語閱讀教學中，教師為了讓學生更好地理解語篇內容對所閱讀文章附加的各種信息可能會產生相關認知負荷，有利于圖式的形成及自動化從而促進學習。但是也可能會出乎教師意外，產生外在認知負荷阻礙學習。例如，所加信息對于學習者來說是多余的（他們已經知道）或者學習材料的內在認知負荷加上附加信息產生的負荷超出了學習者的認知容量。

二 大學英語閱讀課程設計

1 根據多通道效應減輕認知負荷

通道效應是指同時利用視覺和聽覺兩個通道呈現不同形式信息（文本和圖形），其學習效果要好于利用視覺或聽覺單一通道呈現。當需要加工的信息將某個信息加工通道塞滿時，若將其中部分需要加工的信息轉移到另外的信息加工通道加工就會減輕前一加工通道的認知負荷。相對來講，工作記憶中的聽覺加工與視覺加工是獨立的，若教師能夠根據通道效應原則，在設計閱讀材料時往往都是在視覺通道中進行加工的閱讀材料同時利用視覺和聽覺兩個通道呈現于學生面前，就會有效分流認知負荷，擴大學生的工作記憶容量，減少由單一的視覺或聽覺通道來加工信息而產生的認知負荷，進而收到良好的學習效果。

2 基于注意力分散效應整合信息呈現方式減輕認知負荷

Tarmizi & Sweller把由于樣例中包含兩種或多種分散信息源而導致學習者的學習效果較差稱為分散注意效應[4]。當單一的信息源不能提供足夠信息時，學習者為了理解所學內容必須不斷地重復進行尋找和匹配， 整合各種不同的信息源，在多種信息源之間分配他們的注意力。這種耗時耗力的信息整合過程將會給學習者帶來較大的外在認知負荷，從而影響了學習效果。注意分散效應普遍存在于各種教學環境中，阻礙著學習者的學習進程。若單一信息呈現形式即可表達明確完整的信息內容，則無需采用多元呈現形式，否則就會產生信息冗余，增加不必要的外在認知負荷。若確需采用多元呈現方式，為了減少這樣的認知負荷，教師可將兩個乃至多個互為補充的信息源整合在一起。當相同內容的信息以實際的物理整合方式呈現時可以有效地防止學習者注意力的分散，從而促進學習。

因此，為了減輕外在認知負荷，提高學生的學習效果，教師在進行大學英語閱讀教學設計時應根據認知規律充分考慮教學媒體間的時間臨近與空間臨近來降低學生的認知負荷。例如，將閱讀語篇和注釋性文字盡量放在同一個界面上，盡量避免使用超鏈接來顯示注釋;如果需要同時呈現文字與圖片，則盡量使文字嵌入到或者臨近圖片。把相互關聯的內容盡量放在同一個屏幕上可以最大限度地避免分散學生的注意力，減輕工作記憶的壓力。

3 消除冗余信息減輕外在認知負荷

相同信息以不同的形式多次或重復出現會阻礙學習者的學習效果。因為同一信息若以不同形式呈現在學習者面前，必然會使學習者分配認知資源來分析聯系各種信息呈現形式，注意力會分散，這一過程會給學習者帶來較高的外在認知負荷，進而影響學習效果。因此，我們應該對多來源信息進行整合，通過有效的方法去除教學中出現的冗余信息，減輕工作記憶的壓力。只有這樣才能最大限度地降低外在認知負荷，獲得學習圖式，從而收到較好的學習效果。

在多媒體網絡環境下，教師為了激發學生的學習興趣往往在閱讀材料中加入一些與學習內容無關的動畫、圖片或聲音。這些設計雖然使得教學課件看起來鮮活生動，但是這部分內容反倒會把學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無法得到充分處理。這就造成了有限的認知資源的不必要浪費，并進而減少了認知資源在目標學習中的投入。因此，教師在對教學媒體進行選擇時要突出必要的加工材料，減少不必要的信息。

4 依據空間臨近原則設計閱讀材料

Mayer（2008）基于雙重編碼理論、認知負荷理論等歸納總結出了八條多媒體信息設計原則，其中很重要的一項信息呈現原則就是空間臨近原則[5]。依據該原則，相關文本與畫面等信息在屏幕上臨近呈現時，學生更容易同時將不同呈現形式的信息納入工作記憶中進行整合加工，建立起內在的有意義的聯系;而當文本與相應信息隔開呈現時，學習者需要分配認知資源來整合空間上分離內容上相關連的信息，從而給有限的工作記憶帶來過多的認知負荷。同時，閱讀過程中頻繁跳轉的注意焦點也容易讓學習者認知超載。因此，教師在進行課堂教學設計時應充分考慮“臨近原則”，依據大腦工作原理，對各種信息的呈現位置進行合理編排，例如：對閱讀語篇中單詞進行注釋時盡量讓注釋緊隨被注釋詞之后，或者通過可開關的子界面使閱讀語篇界面與釋義界面并排或錯落呈現于同一界面。這樣的呈現方式主次分明，記憶跨度小，避免了由于空間隔離給學習者帶來的認知負荷，從而促進學習。

總之，認知負荷理論認為工作記憶容量的有限性是制約學習的主要因素。合理的分配認知資源將會有效的提高學習效果。教學設計者應在認知負荷理論指導下，盡量從學習者的認知規律出發來設計閱讀教學材料，比如：消除過量信息的輸入，層次分明地顯示出與課文主題相關的材料，并給學生留出空間進行發揮;注重關聯效應的應用，增加材料元素間的互動性，減少認知負荷，幫助學生構建基本的信息認知圖式;避免認知中的信息累贅，利用相關的材料內容整合信息可以減輕認知負荷，促進有效學習;重視分散注意效應，盡量減少學生“尋找——匹配”的過程，從而減少認知負荷。

參考文獻

[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.關于外語多媒體教學信息呈現中視聽干擾問題的探討[J].外語電化教學，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.