认知负荷理论在大学英语视听说课堂教学中的应用

娄玉霞

（徐州工程学院 江苏 徐州 221008）

认知负荷理论（Cognitive Load Theory,简称CLT）由J.Sweller 等人于1988 年提出， 成为继建构主义理论后对教学产生深远影响的又一理论。 多年来，从认知结构的分析到认知负荷的测量,从传统教学效应到学习者的前知识, 从常规的课堂教学到基于计算机的网络教学, 认知负荷理论的研究对象在广度和深度两个方面都得到了不断地发展[1]，但其研究焦点始终未脱离有效教学。大量研究发现,有效教学的前提是教学所采取的一切措施和活动都要符合学生的认知规律,即在学习个体认知心理的层面上为有效教学扫除障碍[1]28。本文将以优秀教师的教学视频研究对象，发掘其优化认知负荷、实现有效教学的策略。

1．理论介绍

CLT 是在Baddley 早期工作记忆模型的基础上发展起来的。 人类认知结构由工作记忆系统与长时记忆系统构成。工作记忆是一种对信息进行暂时加工和贮存的能量有限的记忆系统,其加工信息的方式有两种：有意识加工和自动加工。 前者需要对信息进行注意、编码、储存和提取等有意识的序列性加工过程，速度慢，需占用工作记忆资源，并会产生负荷；后者是不经意识控制的自动化加工过程，速度快，占用工作记忆资源极少，产生负荷极低。经加工的信息会获得编码，以某种结构形式储存在长时记忆中，便于以后被工作记忆搜索和提取。 图式是新旧信息结合后的信息表征基本单位。图式建构可把多个元素组织成一个整体，从而减少工作记忆中信息加工单元的数量；高度自动化的图式在激活时不需要有意识控制和资源消耗。本文将分析优秀教师课堂教学中的图式建构策略。

认知负荷指在认知活动中工作记忆的负荷[2]，分为内在认知负荷、外在认知负荷和相关认知负荷。内在认知负荷是指工作记忆对需被认知的信息元素数量及其交互性进行加工所产生的负荷，主要源于认知任务，如教材；外在认知负荷指由于设计或呈现方式不当，干扰图式建构或自动化而产生的负荷；相关认知负荷指被额外投入且有利于图式建构或自动化的负荷，如对学习材料进行自我解释。

2.案例分析

本文将主要结合Sweller 等的认知负荷理论，以第一届[2]、第二届[4]、第四届[5]“外教社杯”全国高校外语教学大赛大学英语组总决赛视听说课组特等奖、 一等奖、 二等奖获得者的共12 份授课视频为研究对象，旨在挖掘名师课堂教学中减轻认知负荷的方法和手段，以期为其它老师提供借鉴。 下文将以届数与获奖者排名指代各视频（如第一届第三名为1-3）。

2.1 减轻外在认知负荷策略

根据认知负荷理论，教学中应尽量降低因学习材料的组织和呈现方式所导致的外部认知负荷，并向学生提供“建构”完好的学习材料。[6]教师在进行教学预设时可据此设计教学课件[2]。 但设计完好的课件不可能符合全部学生的学习风格、认知水平等。 这需要教学者在教学过程中随时进行课堂教学设计，如提示、引导等，弥补课件与学生认知间的差距，降低外在认知负荷。

1-1 中，学生在回答遇到表达障碍时，教师通过手势（手指白板上的词汇）进行提示。 1-2 中，学生回答有误时，教师使用语调（升调）；学生不能回答，教师提供口头选项。 1-4 中，引导后学生仍未能给出答案，教师自行回答。2-4 中，教师通过微笑+口头重复问题引导学生主动回答。 4-1 中，学生回答不完整，教师呈现参考答案。 4-3中，教师通过变换表达进行引导，We use heating,electricity every day.How do we get it?学生未做反应，老师转换表达How do we move our car?By burning what?How do people in north part of China get heat?By burning…?How do you cook generally at home? 引导学生说出oil、coal、gas。

此外，为实现课堂中主要元素彼此互动，帮助学生对课堂整体进行图式建构，教师的环节间衔接设计尤为重要。 一般分形式衔接和内容衔接两种。 前者指教学者告知学生要进行环节转换， 如1-2 中“Until now,we have finished learning animal signs and we have finished learning communicative function.What should we do next?We need to talk.”后者指教学者根据内容本身引出下一环节。 如2-3 讨论完纽约的社会问题后 “...and some people will say,‘well,big cities are alike.’well,that’s true,but people are not.And different people may have different concerns.”两种衔接均可有助于课堂的整体呈现，但后者更有助于学习者对学习内容的整体认知。

2.2 减轻内在认知负荷策略

研究者曾一贯认为，鉴于材料本身难度无法改变，内在认知负荷无法降低。 但斯威勒等认为，可通过图式建构和图式自动化来降低内在认知负荷，如Mayer 等提出的分割技术。 分割技术指将学习任务分割成系列片段,并依次呈现。 这样既降低内在认知负荷,又留给学习者一定时间分步深层加工学习任务。[7]

口语对话任务中，1-3、1-4 均以图表形式把对话内容分解为几个问题。 研究发现,难度较大的复杂教学内容,图表在减轻认知负荷方面的作用尤为明显。[8]如1-3 将视频中的面试对话以表格形式分解成有关resume、work time、current job 等的问答短句。 1-4 将听力中邀请吃饭的对话以结构图形式分解成Greeting 和Invitation 两部分，每部分又分解成几个问题。学生若能正确回答问题就表明其已理解对话整体结构，可对相关内容进行图式建构。此外，重复是实现图式自动化的有效手段。 1-3、1-4 均从不同角度多次重复分解后的问题，最终学生均遵循对话结构作出新对话，这表明学生已在重复中将新旧知识以图式形式储存于工作记忆，并在需要时能自动提取。

听力任务中，2-3、4-2 均把较复杂的视频分割成独立片段， 教学时首先播放完整视频，发觉学生某部分理解困难时，播放该部分的视频片段，既能加深学生理解也可节省课堂时间。 此外，2-3 还采用了字幕视听法，即在难度大的视频中加上英文字幕，可减轻材料难度、降低内在认知负荷。

2.3 问题及对策

全部教学视频存在一个共性问题， 即音/视频－图像－文本交互问题。 根据双重编码理论，视觉方面的文本、图像、动画与听觉方面的叙述、音乐、提示音可通过不同的通道进入工作记忆，并被同时组合加工。 此举可避免因单通道输入造成的工作记忆资源浪费，但在实际教学中却存在诸多问题。

（1）文本与视频在课件上分页或同页呈现，同时学生手中持有纸质文本。 视频播放时学生往往仅将纸质文本纳入视觉通道，而听觉通道仅输送视频中的声音，形成音频－文本交互，出现视频画面闲置、文本重复，造成教学资源浪费。

（2）文本与视频同页呈现，但因前者内容多、所占空间大，视频被以小窗口置于页面一角， 学生视觉注意力需不断在画面与文本间移动，易导致过多注意资源用于视觉通道。

（3）图像与视频同时呈现，易于造成注意资源分配不均，引起注意分散效应。

针对上述问题可采取如下对策：（1）大意问题不在纸质讲义上出现，仅与视频同页呈现；（2）细节问题时采用音频而非视频；（3）图像与视频先后呈现。

3.小结

经分析发现，12 位教师在课堂教学中均采取一种或多种认知策略，以降低内在或外在认知负荷、实现有效教学。 但问题仍然存在，如音/视频－图像－文本交互。 本文虽提出了相应对策，但仍需实践证明。此外音频-文本交互时，纸质文本与课件文本哪种效果更好，仍需验证。

［1］吴先强,韦斯林.国外认知负荷理论与有效教学的研究进展及启示[J].全球教育展望,2009(2):28.

［2］Sweller,J.Cognitive load during problem solving:Effects on learning[J].Cognitive Science，1988(12):257-285.

［3］首届“外教社杯”全国大学英语教学大赛总决赛获奖教师教学风采[M].上海外语教育出版社,2011.

［4］第二届“外教社杯”全国大学英语教学大赛总决赛获奖教师教学风采[M].上海外语教育出版社,2012.

［5］第四届“外教社杯”全国高校外语教学大赛（大学英语组）总决赛获奖教师教学风采[M].上海外语教育出版社,2014.

［6］李晓媛.认知负荷和建构主义理论关照下的二语阅读理解认知负荷优化研究[J].山东外语教学,2013(1):60.

［7］唐剑岚,周莹.认知负荷理论及其研究的进展与思考[J].广西师范大学学报(哲学社会科学版),2008(2):78.

［8］Robert Carlson,Paul Chandler & John Sweller.Learning and Understanding ScienceInstructional Material[J].Joural of Educational Psychology,2003(3):629-640.