優化認知負荷的項目式學習支架設計研究

閆怡

摘要：隨著新一輪課程改革的推進，核心素養教育在我國得到了快速發展。項目式學習以培養具有問題解決能力的學習者為目標與課程改革需要高度契合。然而，當項目式學習常態于課堂，一線教師在運用學習支架時面臨著各種各樣的問題和困惑。本研究結合教師在項目式學習中遇到的現實問題，確定以認知負荷理論和建構主義學習理論為理論指導，通過降低學習者的外在認知負荷、內在認知負荷以及提升相關認知負荷，設計基于認知負荷理論的項目式學習支架。

關鍵詞：認知負荷理論;項目式學習;學習支架

一、問題的提出

在“知識爆炸”的21世紀，海量的知識撲面而來，知識學習的速度趕不上知識更新的速度，技能獲得的速度趕不上技術迭代的速度。此時，人們意識到教育觀應由知識本位逐漸向人本位回歸，應真正實現賦能學習者。在此背景下，2016年9月，我國正式發布了《中國學生發展核心素養總體框架》，此框架從文化基礎、自主發展和社會參與三個方面闡釋了新時代的學習者應具備的綜合能力。項目式學習因其整合多種學習途徑，實現了向“學習者為中心”和“能力中心型”的轉變。與我國育人目標新體系高度契合，是一種適合培養學生核心素養的教學模式。

項目式學習作為一種新的學習形態，給學生帶來許多發展機遇的同時也帶來了眾多挑戰。學習支架作為一種有效輔助工具，在學習者遇到困難時給予即時的引導，充分發掘學生的認知潛能，是支持項目式學習順利開展的重要手段。

二、研究述評

（一）項目式學習支架

支架（Scaffold）又稱“腳手架”是指搭建樓房時提供的暫時性幫助，樓房建好后，便會拆除。伍德最早將這個術語引入教育領域，認為學習支架是促使被輔導者有意義地參與問題解決并獲得知識和技能。

學習支架是項目式學習的重要干預手段。Rooij等在研究生教育技術課上使用自由形式的文本表單和向導作為項目的學習支架開展在線項目式學習，以此促進團隊內部溝通與協作[1]。但在一個完整的項目探究中，往往需要將支架集成到一個環境中。Susan等運用Progress Portfolio軟件搭建項目式學習支架，引導學生運用圖表、圖像或表格總結知識，實現思維外化[2]。李梅從項目式學習過程、設計以及支架來源三個維度，構建在線學習環境下的項目式學習支架體系[3]。

（二）認知負荷與項目式學習支架

認知負荷包括內在、外在和相關認知負荷。建構主義提出的學習支架與認知負荷理論提出的策略指導（教學效應）相類似。Sweller等學者總結了許多認知負荷教學效應，以指導有效的教學設計。

綜上所述，有關項目式學習支架的相關文獻較少，已有研究并不適用于常規課堂教學。從認知負荷的角度出發，探究項目式學習支架的研究更是鳳毛麟角。因此，本研究聚焦課堂教學，提出可優化學習者認知負荷的項目式學習支架。

三、項目式學習支架設計

（一）降低內在認知負荷

影響內在認知負荷的主要因素為學習者先前知識經驗與學習任務的復雜性。項目式學習實踐中，教師可通過豐富學習者先前知識經驗和降低學習材料的復雜性以降低內在認知負荷。

（1）問題/任務清單

問題/任務清單是在不改變學習任務的前提下，將學習任務分解成多個子任務呈現。在運用問題/任務清單產生的內在認知負荷比從一開始只呈現總驅動性問題/任務的負荷要小。

（2）范例

范例是指“隱含著根本、本質和基礎因素的典型事例”。當項目式學習者面對無從下手的學習任務時盲目地探究和搜集資料，往往會占用大量的認知資源。

（3）先行組織者

讓學習者預先接觸相關知識，學習者在學習新知時的過程中不再額外分配認知資源去理解任務的屬性或者任務中各個信息之間交互關系，有助于解決高難度或復雜知識的知識。

（二）降低外在認知負荷

外在認知負荷主要有兩個來源：學習材料的組織形式和呈現方式。在項目式學習中，通過最大程度上減少與項目任務無關的冗余信息，借助學習支架簡潔明了地呈現學習內容，可降低外在認知負荷。

（1）圖表

圖表可將信息用直觀、可視化的方式呈現。圖表中包含的所有信息可以同時看到，減少了視覺在多個空間的搜索，避免了冗余信息的攝入。

①思維導圖

思維導圖（Mind Map）是由英國心理學者東尼·博贊發明的可將思維可視化的一種學習工具。在進行課時新授時，教師可提供有關學習知識內容的思維導圖，清晰地呈現將要學習的知識脈絡。

②流程圖

流程圖揭示著事件發生的先后順序、因果關系及關鍵步驟等因素，是一種用知識和幾何圖形組合表述程序的表征工具。

（2）向導

向導也可稱為指南，事實信息和程序引導是向導的典型表現形式。

（三）提升相關認知負荷

相關認知負荷產生于個體在完成學習任務時，用于類比、推理或演繹等認知活動。項目式學習中學習者是獲得知識的主體，通過調動學習者的積極主動性是提高相關認知負荷的有效途徑。

（1）小組協作學習

建構主義理論認為知識不是通過教師單向傳輸獲得的，而是與教師、小組成員或父母等交流溝通產生思維的碰撞，擴充認知結構的過程。

（2）問題

創設問題情境可引發學習者思考，學生和情境產生共鳴或者認知上受到沖擊，以此調動學習者的學習興趣;也可以是活動探究中幫助學習者越過最近發展區的一連串或者一個問題，有經驗的教師會在學生的學習過程中適時、適量地提供此類支架。

（3）解釋

解釋有自我解釋和教學解釋兩類表現形式。“解釋”通俗的講就是把主要的內容抽取出來，運用通俗易懂的方式呈現給學習者。學習者在接受教學解釋傳遞的信息后，不需進行二次加工，通過教學解釋促進學習者將新知與先前知識進行對比和整合，促使學習者使用相關認知資源，向學習者提供教學解釋支架可以更好地提高學業成績。

參考文獻：

[1]Vega C，Jiménez C， Villalobos J. A scalable and incremental project-based learning approach for CS1/CS2 courses[J]. Education & Information Technologies，2013，18（2）：309-329.

[2]Rooij S W V. Scaffolding project-based learning with the project management body of knowledge （PMBOK）[J]. Computers & Education，2009，52（1）：210-219.

[3]李梅.在線環境下項目化學習支架探究[J].現代遠距離教育，2019（01）：3-9.

（西安鐵一中湖濱小學 陜西西安）