認知負荷視域下“三教”可視化構建探析

章瑩

摘 要 職業教育已進入新的發展時期，“三教”改革是推動職教高質量展開的重要抓手。高職院校學生存在文化知識欠缺、學習態度被動等問題，阻礙了新知識的吸收和內化。在認知負荷視域下，可視化提供了一種從抽象到具象的處理方式，能更好得激起學生學習興趣，實現顯隱性內容同時傳遞。通過“三教”可視化建構，不管是“教師”“教材”“教法”，其承載的數據、信息和知識都能以一種形象化的視覺表達形式被人們快速、高效的識別和內化，有助于提高職業教育質量和辦學水平，更符合未來職業教育發展趨勢。

關鍵詞 認知負荷 三教改革 可視化

中圖分類號：G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2020.07.024

Abstract Vocational education has entered a new period of development， "teachers， teaching materials and teaching methods" reform is an important starting point to promote the high quality of vocational education. Higher vocational college students lack of cultural knowledge and passive learning attitude， which hinders the absorption and internalization of new knowledge. From the perspective of cognitive load， visualization provides a way of processing from abstract to concrete， which can better arouse students' interest in learning and realize the simultaneous transmission of explicit and implicit content. Through the visual construction of "teachers， teaching materials and teaching methods"， the data， information and knowledge carried by "teachers"， "teaching materials" and "teaching methods" can be identified and internalized quickly and efficiently by people in a visual form， which is helpful to improve the quality and level of vocational education， and more in line with the development trend of vocational education in the future.

Keywords cognitive load; "teachers， teaching materials and teaching methods" reform; visualization

0引言

人才培養與評價是職業教育改革的核心問題，是職業教育與普通教育的本質區別，是彰顯職業教育特征的主要著力點。 “三教”貫穿人才培育的全過程，事關職業教育“誰來教”“教什么”和“怎樣教”，三者有機構成了職業教育人才培育與評估的邏輯閉環，直接影響教育教學質量，[1]也是實現職業教育現代化的重要落腳點。

認知負荷是學習者在學習過程中能夠使用的注意力或者精神力的總量，過重的認知負荷使人難以習得重要的信息。認知負荷包含外部認知負荷、內部認知負荷和相關認知負荷，[2]其與“三教”的關系如圖1所示。其中，內部認知負荷一般取決于知識的難度和學習者已有的認知水平。當學習內容過于復雜或抽象，高職學生又不具備相應的知識儲備、認知習慣時，內部認知負荷就會增加，這是“三教”改革過程中最不可控的部分。外部認知負荷是由學習任務的呈現形式產生的;一旦教師授課松散、教材內容枯燥、課件呈現繁雜，都會產生冗余信息負荷，對學生吸收新知識產生干擾。相關認知負荷是為了促成認知而額外構建的認知負荷，若能運用有效方法提高精力使用效率，學生就越容易把現有知識映射到新的知識上，促進知識的遷移和建構。

生理學證明，人類的神經系統天生對視覺化的信息最為敏感。由于無法直接獲取已經組織好的信息，運用圖式可以有效減少冗余信息負荷。可視化的出現，把原本不可見的數據、關聯、思維呈現出來，通過增加相關認知負荷，不僅豐富了知識的表達方式，更能搭建知識關聯的橋梁，有效促成學生知識的內化，進而深化“三教”改革。

1為“三教”匹配最優可視化

可視化是一種使復雜信息疾速被人理解的方式，是一種聚焦信息重要特征的壓縮語言。可視化的實現早已不再局限于圖片、流媒體、思維導圖、知識圖譜等，“三教”需要根據不同的情境匹配最優解。

1.1 “升級”教材可視化

（1）精益攜帶教材可視化。德國“雙元制”模式下，教材具有隨用隨取的功能。學徒每次根據進度取下對應的工作頁，培訓師則給學徒提供隨時查閱相關知識的參考工具書。可見，教材的深化首先需要精益可攜帶類教材，既包含內容的加工和組織，還需要精細化的呈現，可以考慮運用掃一掃等可視化技巧構建職業素養、行業案例、“1+X證書”模塊，以促進學生有效閱讀、實現動態實時更新。

（2）完善教材立體可視化。現代職業教育已全面進入數字化時代，教材可視化不僅僅是圖片、文字的可視，更應逐漸演變成以新型活頁式教材為主、以互聯網為載體、以信息技術為手段，結合專業教學資源庫、在線開放課程、虛擬仿真平臺等形成立體可視化，使得多渠道、多維化、自主性、終身性學習成為可能。

1.2 “賦能”教師可視化

黨的十八大以來，習近平總書記先后用“大先生”“筑夢人”“系扣人”“引路人”等表現力極強的稱謂詮釋了對教師的殷切期望，更提出了“四有好老師”“四個引路人”“四個相統一”等標準和要求，將教師隊伍建設特別是師德師風建設提升為新時代教育的首要任務。[3]

（1）加強師德建設，提升職業素養。教師作為學生的表率，一言一行都會被觀察被模仿，這是人類大腦皮層的鏡像神經元決定的。認知負荷視域下，教師傳授知識只是教育工作中很小的一個組成部分，職業素養培育才是職業教育需要深挖的點。將思政教育真正融入課程，光靠講故事是遠遠不夠的，需要教師“修身”，真正做到身體力行、知行合一，才能實現春風化雨、潤物無聲。

（2）提升專業技能，精益課程設計。不論是教材的編寫選擇、還是教學的貫徹，都需要通過教師來落實。如果教學內容太零散、知識呈現太繁雜、課件設計不簡潔、教材內容不新穎等，都會產生冗余信息負荷，對學生吸收新知識產生干擾。尤其，經歷了疫情期間大規模的線上教育以及平臺課程免費開放共享，學習者可以接受知識的渠道和方式進一步多元。教師不僅需要不斷提升自己，更需要能運用可視化手段將知識以學生更感興趣的方式展現出來。

1.3 “激活”教法可視化

教師和教材的改革最終要通過教學模式、方法與手段的變革去實現。我國高職學生內部認知負荷不足、學習主動性較低，教師更注重知識的灌輸，忽視了學生對外部認知負荷的內化及實踐運用;且學生一路的求學生涯，也習慣了填鴨式的死記硬背教學方式。盡管近年來教育教學改革不斷深化，但改革措施并沒有完全解決痛點。

（1）通過知識可視化，實現萬物互聯。知識和信息最大的不同在于信息存在于大腦外部（外部認知負荷），而知識存在于大腦中（內部認知負荷）。不同的知識具備的基本形態不同，其適合的可視化手段也各異，知識可視化教學就是將知識點進行逐項分析，探索相關特征和規律，有助于學習者構建認知體系、提高思辨力和學習力。

互聯網的蓬勃發展，涌現出了公開課、微課、翻轉課堂等一系列全新的教學方法和模式，在線教育和混合式教育或將成為現代教育的發展趨勢。但是，“互聯網+”背景下的教育不應只是知識的碎片化，更應是建立萬物互聯的新型教育生態體系，知識可視化恰好能搭建知識間的橋梁。

（2）通過數據可視化，提升學生美育。數據可視化側重于利用圖形、圖像處理、計算機視覺等手段，通過表達、建模、動畫等表現形式，建立起模型。根據數據類型的敏感性不同，Excel軟件可通過繪制散點圖、雷達圖、南丁格爾玫瑰圖、熱力圖、儀表盤等可視化圖表，將量化的數據建模，不僅能更加直觀得體現數據背后的涵義和相互間的聯系，更能提升學生的美育。

（3）通過思維可視化，構建學習共同體。教學是一個持續優化的過程，通常以“實施—反思—改進”循環實現認知過程改造。“三教”可視化反饋系統中起關鍵和主導作用的是學生知識內化后形成的思維可視化成果，因為可視化工具的存在，學生提交成果的表現形式不再唯一，但一定是學生內化了的認知。

以“Excel在財務中的運用”課程為例，將學生進行合理分組，模擬不同公司內的出納、會計、經理等職務，完成不同的崗位職責，有效利用學習者的差異性，達成個體的深度合作和共享，實現協同成長。在分組可視化交流時，觀點可能同意，也可能繼續存在分歧;這時候對外反饋到“三教”，教師通過學生對課程中某個或某些可視化展現，能更有效的獲取學生的思維過程以及知識的掌握程度，發現學生的思維特點，為優化“三教”提供依據，并通過反復修正，形成一套自我診斷、自我改進的長效機制。

2 結語

認知負荷理論認為，只要認知負荷能控制在學習者承受范圍內，有效學習才能發生。[4]可視化有助于促進教學環境轉變成虛擬場景;教學方式轉變為情景式探究;教學內容轉變為多維互動。深化“三教”改革，從每一門課切入，借由可視化有效降低外部認知負荷，使學生既掌握知識、又形成素養，既勤于實踐、又樂于合作，為社會經濟發展提供人才支撐。

參考文獻

[1] 汪忠明.深化“三教”改革 提升技術技能人才培養質量[J].中國職業技術教育，2019（07）：108-110.

[2] 劉麗.認知負荷視域下“分析化學”知識可視化的建構路徑[J].教育現代化，2019.6（A1）：183-185.

[3] 戚如強.新時代師德建設的基本遵循[EO/BL].http：//theory.gmw.cn/2018-09/06/content_31008797.htm， 2020-04-28.

[4] 魏小娟.認知負荷理論視角下數據庫課程的教學設計[J].福建電腦，2020.36（01）：24-26.