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摘 要:英语读、听技能的训练与提高通常涉及到三种输入模式(视、听以及视听)。本文将通过认知负荷理论的相关内容,探讨视觉输入模式和视听输入模式对二语语篇理解的影响;并借助认知负荷理论的分散注意力效果、形式效果和重复效果,分析视觉输入优于视听输入的原因。
关键词:认知负荷;视觉输入;视听输入
[中图分类号]H030
[文献标识码]A
[文章编号]1006-2831(2010)06-0150-3
1. 认知负荷
1.1 认知负荷的定义
认知负荷是指处理信息时一次性增加于工作记忆中的脑力活动总量(Cooper, 1998)。产生认知负荷的主要来源是需要处理的信息元素数量的多少。如果元素数量多,认知负荷就大;反之,认知负荷就少(刘连娣,2006:73)。
1.2 认知负荷的来源
Sweller等人(1996: 151-170)以教材设计的观点,将认知负荷的来源分为三类。第一类为内在认知负荷(intrinsic cognitive load)。内在认知负荷并不会因为学习材料呈现方式的不同而改变,主要是受到教学内容元素互动性的影响,也就是学习材料内容本身的难易程度。如果学习材料可以被单独理解,则互动性较低;相反,假如学习者必须把各种不同的信息源结合起来才能够理解内容,这样的学习材料就具有高元素互动性。如果学习材料的互动性低,则内在认知负荷也低;反之亦然。第二类为外在认知负荷(extraneous cognitive load)。对信息接受者来说,呈现方式的不同会造成不同程度的负荷,这样的负荷称为外在认知负荷。外在认知负荷为认知负荷理论的核心,可以通过资料呈现、组织等方面的设计来控制外在认知负荷。第三类为增生认知负荷(germane cognitive load)。增生认知负荷是指通过教学设计来使学习者专注于学习内容的认知过程及基模建构(schema construction)。适当的教材呈现方式不但可以降低外部认知负荷,同时可以帮助学习者专注于学习的内容和基模建构。
2. 认知负荷理论
认知负荷理论对人类知识构架有四项基本假设。第一,工作记忆的容量是有限的。对于新信息的接受,必须依赖于工作记忆对信息做更深入的认识与理解,理解之后予以保留,使之转换为长期记忆。第二,长期记忆指保持信息不忘的永久性记忆,其容量是无限的。第三,长期记忆中的内容主要以基模(schema)的形态储存。基模除了在长期记忆中具有储存及组织资讯的功能外,还可以降低工作记忆区的负荷。第四,基模运作自动化是基模建构的重要过程。充分的练习可以将基模运作自动化,进而降低工作记忆区的负荷。认知负荷理论强调教学设计的首要目标在于基模的建构及自动化。如何降低资讯在工作记忆区中的难易度,以达到基模的建构目的,是认知负荷理论所关心的焦点。
3. 认知负荷理论与信息呈现效果
3.1 分散注意力效果
分散注意力效果是指学习过程中,必须通过不同信息的参照才能理解时,若教材的呈现方式过于分散,学习者必须分散注意于相关的信息中,那么学习者的学习效果就会因为注意力的分散而受到影响。比如有些辅助例句要求学习者在多种信息资源(文本和文本或图表和文本)之间分散注意力,从而出现分散注意效果。因此,若能有效整合资讯的呈现方式,将使学习者免于分散注意力,进而帮助学习。例如,对于由文本和文本组成的材料,可以将规则陈述部分恰当地嵌入例句中,以减少学习者在阅读中的搜索匹配过程,有效地降低注意力分散。
3.2 形式效果
形式效果是指学习者同时通过不同的感官刺激(视觉与听觉)来接受信息(例如图形与旁白的呈现),以增加有效工作记忆区的空间。这些增加的空间可降低认知负荷程度,进而提升学习成效。如果信息形成不同的感官刺激但以循环的方式来呈现,则无法达到形式效果(Mayer, 1996: 147)。过去的理论将工作记忆区视为单一的处理单元,但Baddeley(1992: 556)认为工作记忆可以分为两个子单元,分别为语音回路(phonological loop)和视觉空间模板(visual-spatial sketch pad)。语音回路负责处理语音及由文字所转化而来的语音,视觉空间模板负责处理图片和图表,中央执行系统(central executive)则负责管理上述两个子单元。同时,Baddeley还指出,如果能同时利用上述不同的工作记忆区,将可提升处理资讯的能力。Penny(1989: 398)也指出,如能同时利用视觉和听觉,工作记忆将会增加有效工作记忆区的容量。例如,文字和图表同时通过视觉呈现信息,很有可能会造成视觉渠道负荷过多,影响学习者对信息的理解和接收。根据形式效果的研究,可以将视觉的文字转换为听觉的音频文字,这样同时利用了视觉和听觉,可以有效增加工作记忆区的空间,达到形式效果。
3.3 重复效果
整合材料中互相所指的个体信息源可以减轻认知负荷,促进有效学习。然而,认知负荷理论指出,当各种不同信息源不能被单独理解时,整合才有意义。重复效果发生的情况为,信息可通过多种方式呈现,但是通过单一的呈现方式即可完整传达信息的意义。在这种情况下,若将相同的信息以不同的方式同时呈现,则会发生重复效(Kalyuga, 2000: 126)。例如,在传统教学中,更多的情况是图标部分不解自明,相应出现的文字部分只是重新描述了图标信息。在这种情形下,文字和图表的共同出现造成了重复效果。如果能消除累赘信息,则有利于提高学习者的学习效果。
4. 语言信息呈现形式的认知负荷
4.1 视觉输入与视听输入
在过去很长一段时期里,外语学习者都是通过读、听输入方式获得接受性技能的。这种状况到了上世纪50年代中期开始有所变化,视听教学法的出现开创了新的源输入模式,为改进外语教学起到了推动作用,尤其在辅助外语听力教学方面起到了积极促进的作用。但是对于语篇理解,视听输入是否优于单纯的视觉输入呢?
4.2 认知负荷理论与输入模式
如上文所述,根据Baddeley(1992: 556)对工作记忆区的阐述以及Penny(1989: 398-422)对模态效应(modality effect)的分析综述,人们一般倾向于认为当学习者同时利用视觉、听觉接受输入时,学习效果会优于单独的视觉输入或听觉输入。这一推断在视听输入促进外语听力教学方面得到了验证。然而,戴劲(2007:285-292)比较了四种输入模式(读、听、视听、字幕视听)对语篇理解的不同影响,发现在对语篇理解的作用上,上述四种输入方式之间存在着显著差异,其作用由大到小分别是字幕视听、读、视听、听,且单独的视觉输入对语篇理解的效果优于视听输入。无独有偶,Diao和Sweller也通过实证研究比较了视觉输入和视听输入对阅读理解的影响。通过对受试阅读理解数据的分析,实验得出了与上述实验相似的结论,即在阅读理解层面上,视觉输入优于视听输入。这一结果可以通过认知负荷理论加以解释。根据上文所述,形式效果是指学习者通过不同的感官刺激来接受信息,进而提升学习成效的效果。但是,通过不同感官获取信息并一定会形成形式效果。这在很大程度是由信息源的内在认知负荷决定的,如果信息源各要素不需要被整合、可以单独理解的时候,该材料就具有低互动性,学习材料的内在负荷也较小。通过视听输入呈现同一语篇时,虽然视觉和听觉同时受到刺激,但并没有形成形式效果。因为这一输入的两个组成部分(视觉文字和听觉文字)可以不依赖对方而单独被理解,相互之间具有低互动性,内在负荷小,因此将同一语篇通过视听双渠道进行呈现并没有达到预期的促进理解的效果。此外,对于二语学习者来说,听力水平往往落后于阅读水平,听力理解与阅读理解之间存在显著的差异,听力远远滞后于阅读。将听力和阅读结合起来,文字和声音同时输入,学习者不得不分散注意力到“读得懂”却“听不懂”的文字部分上,影响了总体的理解水平。相反,单纯的视觉输入“独占”注意力,使得阅读本身的优势得以充分发挥。这样,可从分散注意力效果出发解释为何单一的视觉输入成效要优于双模式的视听输入。认知负荷理论的重复效果也为分析指明了方向,即相同的信息以不同的方式同时呈现时会发生重复效果。将同样的文字材料以视觉和听觉方式同时呈现给学习者,重复效果由此产生,给学习者带来了更多的认知负荷,妨碍了学习者对篇章的理解和图示的构建。而通过单一的视觉理解篇章则没有产生冗余效应,较视听输入而言占有一定的优势,学习效果也更好。
5. 结论
本文通过讨论认知负荷理论的相关知识,尤其是信息呈现的三种效果(注意力分散效果,重复效果,形式效果),分析了在阅读理解中,单模式的视觉输入为何优于双模式的视听输入。视听双模式输入在中国外语教学中是比较普遍的现象。课堂上,学生边读边听的情况比比皆是。但是,视听输入并非如常识认为的那样总是导致更好的学习结果。应该意识到的是,只有在适当的环境下整合各种信息资源才能发挥优势,否则需要删除累赘信息,减轻认知负荷。总而言之,在教学过程中,应该具体问题具体分析,不断改进,以适应具体的学习任务。
参考文献
Baddeley, A. Working memory[J]. Science, 1992, 255: 556
Chandler, P. & J. Sweller. Cognitive load while learning to use a computer program[J]. Applied Cognitive Psychology, 1996(10): 151-170.
Kalyuga, S., P. Chandler & Sweller. Incorporating learning experience into the design of multimedia instruction[J]. Journal of Educational Psychology, 2000, 92(1): 126.
Mayer, R. E. Multimedia learning: are we asking the right questions?[J]. Educational Psychologist, 1996, 3(3): 147.
Penney, C. G. Modality effects and the structure of short-term verbal memory[J]. Memory & Cognitive, 1989, 17(4): 398-422.
戴劲. 输入方式、输入次数与语篇理解[J]. 外语教学与研究,2007,39(4):285-292.
刘连娣. 认知负荷理论及其在外语教学设计中的应用[J]. 语言教学与研究,2006(2):73.
关键词:认知负荷;视觉输入;视听输入
[中图分类号]H030
[文献标识码]A
[文章编号]1006-2831(2010)06-0150-3
1. 认知负荷
1.1 认知负荷的定义
认知负荷是指处理信息时一次性增加于工作记忆中的脑力活动总量(Cooper, 1998)。产生认知负荷的主要来源是需要处理的信息元素数量的多少。如果元素数量多,认知负荷就大;反之,认知负荷就少(刘连娣,2006:73)。
1.2 认知负荷的来源
Sweller等人(1996: 151-170)以教材设计的观点,将认知负荷的来源分为三类。第一类为内在认知负荷(intrinsic cognitive load)。内在认知负荷并不会因为学习材料呈现方式的不同而改变,主要是受到教学内容元素互动性的影响,也就是学习材料内容本身的难易程度。如果学习材料可以被单独理解,则互动性较低;相反,假如学习者必须把各种不同的信息源结合起来才能够理解内容,这样的学习材料就具有高元素互动性。如果学习材料的互动性低,则内在认知负荷也低;反之亦然。第二类为外在认知负荷(extraneous cognitive load)。对信息接受者来说,呈现方式的不同会造成不同程度的负荷,这样的负荷称为外在认知负荷。外在认知负荷为认知负荷理论的核心,可以通过资料呈现、组织等方面的设计来控制外在认知负荷。第三类为增生认知负荷(germane cognitive load)。增生认知负荷是指通过教学设计来使学习者专注于学习内容的认知过程及基模建构(schema construction)。适当的教材呈现方式不但可以降低外部认知负荷,同时可以帮助学习者专注于学习的内容和基模建构。
2. 认知负荷理论
认知负荷理论对人类知识构架有四项基本假设。第一,工作记忆的容量是有限的。对于新信息的接受,必须依赖于工作记忆对信息做更深入的认识与理解,理解之后予以保留,使之转换为长期记忆。第二,长期记忆指保持信息不忘的永久性记忆,其容量是无限的。第三,长期记忆中的内容主要以基模(schema)的形态储存。基模除了在长期记忆中具有储存及组织资讯的功能外,还可以降低工作记忆区的负荷。第四,基模运作自动化是基模建构的重要过程。充分的练习可以将基模运作自动化,进而降低工作记忆区的负荷。认知负荷理论强调教学设计的首要目标在于基模的建构及自动化。如何降低资讯在工作记忆区中的难易度,以达到基模的建构目的,是认知负荷理论所关心的焦点。
3. 认知负荷理论与信息呈现效果
3.1 分散注意力效果
分散注意力效果是指学习过程中,必须通过不同信息的参照才能理解时,若教材的呈现方式过于分散,学习者必须分散注意于相关的信息中,那么学习者的学习效果就会因为注意力的分散而受到影响。比如有些辅助例句要求学习者在多种信息资源(文本和文本或图表和文本)之间分散注意力,从而出现分散注意效果。因此,若能有效整合资讯的呈现方式,将使学习者免于分散注意力,进而帮助学习。例如,对于由文本和文本组成的材料,可以将规则陈述部分恰当地嵌入例句中,以减少学习者在阅读中的搜索匹配过程,有效地降低注意力分散。
3.2 形式效果
形式效果是指学习者同时通过不同的感官刺激(视觉与听觉)来接受信息(例如图形与旁白的呈现),以增加有效工作记忆区的空间。这些增加的空间可降低认知负荷程度,进而提升学习成效。如果信息形成不同的感官刺激但以循环的方式来呈现,则无法达到形式效果(Mayer, 1996: 147)。过去的理论将工作记忆区视为单一的处理单元,但Baddeley(1992: 556)认为工作记忆可以分为两个子单元,分别为语音回路(phonological loop)和视觉空间模板(visual-spatial sketch pad)。语音回路负责处理语音及由文字所转化而来的语音,视觉空间模板负责处理图片和图表,中央执行系统(central executive)则负责管理上述两个子单元。同时,Baddeley还指出,如果能同时利用上述不同的工作记忆区,将可提升处理资讯的能力。Penny(1989: 398)也指出,如能同时利用视觉和听觉,工作记忆将会增加有效工作记忆区的容量。例如,文字和图表同时通过视觉呈现信息,很有可能会造成视觉渠道负荷过多,影响学习者对信息的理解和接收。根据形式效果的研究,可以将视觉的文字转换为听觉的音频文字,这样同时利用了视觉和听觉,可以有效增加工作记忆区的空间,达到形式效果。
3.3 重复效果
整合材料中互相所指的个体信息源可以减轻认知负荷,促进有效学习。然而,认知负荷理论指出,当各种不同信息源不能被单独理解时,整合才有意义。重复效果发生的情况为,信息可通过多种方式呈现,但是通过单一的呈现方式即可完整传达信息的意义。在这种情况下,若将相同的信息以不同的方式同时呈现,则会发生重复效(Kalyuga, 2000: 126)。例如,在传统教学中,更多的情况是图标部分不解自明,相应出现的文字部分只是重新描述了图标信息。在这种情形下,文字和图表的共同出现造成了重复效果。如果能消除累赘信息,则有利于提高学习者的学习效果。
4. 语言信息呈现形式的认知负荷
4.1 视觉输入与视听输入
在过去很长一段时期里,外语学习者都是通过读、听输入方式获得接受性技能的。这种状况到了上世纪50年代中期开始有所变化,视听教学法的出现开创了新的源输入模式,为改进外语教学起到了推动作用,尤其在辅助外语听力教学方面起到了积极促进的作用。但是对于语篇理解,视听输入是否优于单纯的视觉输入呢?
4.2 认知负荷理论与输入模式
如上文所述,根据Baddeley(1992: 556)对工作记忆区的阐述以及Penny(1989: 398-422)对模态效应(modality effect)的分析综述,人们一般倾向于认为当学习者同时利用视觉、听觉接受输入时,学习效果会优于单独的视觉输入或听觉输入。这一推断在视听输入促进外语听力教学方面得到了验证。然而,戴劲(2007:285-292)比较了四种输入模式(读、听、视听、字幕视听)对语篇理解的不同影响,发现在对语篇理解的作用上,上述四种输入方式之间存在着显著差异,其作用由大到小分别是字幕视听、读、视听、听,且单独的视觉输入对语篇理解的效果优于视听输入。无独有偶,Diao和Sweller也通过实证研究比较了视觉输入和视听输入对阅读理解的影响。通过对受试阅读理解数据的分析,实验得出了与上述实验相似的结论,即在阅读理解层面上,视觉输入优于视听输入。这一结果可以通过认知负荷理论加以解释。根据上文所述,形式效果是指学习者通过不同的感官刺激来接受信息,进而提升学习成效的效果。但是,通过不同感官获取信息并一定会形成形式效果。这在很大程度是由信息源的内在认知负荷决定的,如果信息源各要素不需要被整合、可以单独理解的时候,该材料就具有低互动性,学习材料的内在负荷也较小。通过视听输入呈现同一语篇时,虽然视觉和听觉同时受到刺激,但并没有形成形式效果。因为这一输入的两个组成部分(视觉文字和听觉文字)可以不依赖对方而单独被理解,相互之间具有低互动性,内在负荷小,因此将同一语篇通过视听双渠道进行呈现并没有达到预期的促进理解的效果。此外,对于二语学习者来说,听力水平往往落后于阅读水平,听力理解与阅读理解之间存在显著的差异,听力远远滞后于阅读。将听力和阅读结合起来,文字和声音同时输入,学习者不得不分散注意力到“读得懂”却“听不懂”的文字部分上,影响了总体的理解水平。相反,单纯的视觉输入“独占”注意力,使得阅读本身的优势得以充分发挥。这样,可从分散注意力效果出发解释为何单一的视觉输入成效要优于双模式的视听输入。认知负荷理论的重复效果也为分析指明了方向,即相同的信息以不同的方式同时呈现时会发生重复效果。将同样的文字材料以视觉和听觉方式同时呈现给学习者,重复效果由此产生,给学习者带来了更多的认知负荷,妨碍了学习者对篇章的理解和图示的构建。而通过单一的视觉理解篇章则没有产生冗余效应,较视听输入而言占有一定的优势,学习效果也更好。
5. 结论
本文通过讨论认知负荷理论的相关知识,尤其是信息呈现的三种效果(注意力分散效果,重复效果,形式效果),分析了在阅读理解中,单模式的视觉输入为何优于双模式的视听输入。视听双模式输入在中国外语教学中是比较普遍的现象。课堂上,学生边读边听的情况比比皆是。但是,视听输入并非如常识认为的那样总是导致更好的学习结果。应该意识到的是,只有在适当的环境下整合各种信息资源才能发挥优势,否则需要删除累赘信息,减轻认知负荷。总而言之,在教学过程中,应该具体问题具体分析,不断改进,以适应具体的学习任务。
参考文献
Baddeley, A. Working memory[J]. Science, 1992, 255: 556
Chandler, P. & J. Sweller. Cognitive load while learning to use a computer program[J]. Applied Cognitive Psychology, 1996(10): 151-170.
Kalyuga, S., P. Chandler & Sweller. Incorporating learning experience into the design of multimedia instruction[J]. Journal of Educational Psychology, 2000, 92(1): 126.
Mayer, R. E. Multimedia learning: are we asking the right questions?[J]. Educational Psychologist, 1996, 3(3): 147.
Penney, C. G. Modality effects and the structure of short-term verbal memory[J]. Memory & Cognitive, 1989, 17(4): 398-422.
戴劲. 输入方式、输入次数与语篇理解[J]. 外语教学与研究,2007,39(4):285-292.
刘连娣. 认知负荷理论及其在外语教学设计中的应用[J]. 语言教学与研究,2006(2):73.