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梅耶認為多媒體的本質特征是同時包括文本和畫面。“多媒體學習是指學習者從文本和畫面中建構心理表征”。他在佩雷奧的“雙重編碼”理論基礎上提出了多媒體學習認知理論模型。佩雷奧的“雙重編碼”理論認為，人類擁有兩套相互獨立但又互相關聯的信息處理系統，一套是言語系統，用以處理言語信息；另一套是圖像系統，用以處理視覺信息。佩雷奧從許多研究實驗中發現，當學習者回想時，對文字加圖片的回想能力優于只有文字的回想，圖像系統一般來說比言語系統更能加深印象、更有優勢。梅耶從信息處理方式來分析雙重編碼，提出了多媒體學習模型。圖中的文本不僅包含書面文字，還包括口頭文字，即教師的語言和多媒體教學軟件的配音。畫面是指圖像，包括靜態圖像與動態圖像，靜態圖像有插圖、圖表、地圖、簡筆畫、照片及各類繪圖軟件制作的圖像。動態圖像包括動畫、視頻剪輯等。當視覺與聽覺同時作用于人的感覺器官時，視覺信息由圖像系統來編碼，而文字信息由語言系統來編碼，圖像記憶區的信息同時也在言語記憶區中留下相應的印記。由于信息同時存留在兩個記憶區中，以兩種方式進行編碼，于是就提供了回想時的兩種線索。因而，“文字+圖像”的信息處理既有利于對知識的理解，也有利于對知識的記憶。在對教學軟件的信息進行加工與處理時，可以采用畫面的可視化方法提高教學信息的直觀程度，便于學習者理解和記憶。教學信息呈現的可視化應在分析多媒體教學軟件知識特點的基礎上采用不同的可視化方法。一般來說，知識分為陳述性知識、程序性知識和策略性知識。陳述性知識也叫描述性知識，主要是用來說明事物的性質、特征和狀態，用于區別和辨別事物，如符號、事實和概括性命題知識，陳述性知識可以用命題網絡或圖像、實物等來表征。程序性知識是技能知識，是以行動表征的知識，程序性知識重在模仿與操作，知識掌握的結果為程序化、自動化，可以用流程圖、過程動畫、視頻等來表示。策略性知識是指能將所學知識遷移到實際的情景之中，用于解決復雜情境下的問題，并能建構新的知識，可用實物、動畫等創設相關問題情景來表征。以“計算機基礎”這門課程中的一個知識點的內容來說明可視化的策略。在制作教學軟件過程中，對知識進行相應的加工和處理，配合教師講解或視頻配音講解，可以達到雙重編碼的效果，加深學生對知識的理解與記憶。通過這些可視化的方法，可以把抽象的知識具體化，提高知識的直觀程度，從而達到文本與圖像雙重編碼的刺激，促進知識的有效獲取和記憶。在教學軟件信息可視化加工和處理的過程中，大多數可視化元素并不是現成的，需要根據教學信息的性質和特點進行編輯，不同類型的可視化符號可采用與之相匹配的可視化制作工具來實現。分別列舉了圖像、視頻、動畫的制作工具，教師可選擇自己所熟悉的工具來進行知識的可視化制作。
二、多媒體學習的認知負荷架構與多媒體教學軟件信息加工的策略
1.梅耶多媒體學習的認知負荷架構
認識負荷是指人類在信息加工過程中能夠加工的信息總量，主要包括工作記憶對信息進行存儲和加工的總量。在學習過程中學習者的認知活動均需要消耗認知資源，產生相關的認知負荷，當所呈現的學習材料超過學習者工作記憶的總量時，就會形成認知超載。認知負荷分為內在認知負荷、外在認知負荷和相關認知負荷，其中內在認知負荷是一種必須的認知負荷，取決于學習材料的復雜程度；外在認知負荷是一種無效的認知負荷，產生于學習材料的不良呈現方式與結構設計，是應該避免的認知負荷；而相關認知負荷能增強學習，是一種有效的認知負荷，通過良好的信息呈現方式和提供更多與教學內容相關的材料，并與之交互，可以增加相關認知負荷，進而促進有意義學習。如果教學設計能夠降低外在認知負荷，并且增強相關認知負荷，那么將會有更好的教學效果。正如Alexander所論證的，認知負荷被看作是教學活動設計的一個重要因素，教學活動是否有效取決于（或部分取決于）它能否減少不必要的認知加工。人類在應用多媒體進行學習時，同樣也會產生認知負荷。為了提高多媒體教學的效果，梅耶（Mayes）和莫雷諾(Moreno)在探索多媒體學習認知理論的框架過程中，引入認知負荷理論，經過多次反復的實驗驗證，形成了與三類認知負荷相映射的三類認知負荷加工架構（有學者認為并不完全相映射，本人認為基本上是相互映射的），即必要認知加工、外來認知加工以及生成性認知加工。梅耶建立在認知負荷理論基礎上的學習認知負荷三元架構提出的三類認知負荷加工的理念，能有效地降低人類學習中的外在認知負荷，增加相關認知負荷，從而達到多媒體學習效果的優化。三元架構中的必要認知加工與認知負荷中的內在認知負荷是相對應的，都是學習者理解學習材料必須的認知，學習者習得的程度取決于學習材料本身所具有的復雜性程度及呈現的數量，必要認知加工提出多媒體學習材料呈現的數量應與大腦中交互元素的數量相當，并且信息材料的呈現應與學習者同步并持續呈現。外來認知加工與外在認知負荷相映射，源于不良的教學設計，若多媒體信息材料呈現的詞語或畫面與教學內容沒有直接關系，如花哨的裝飾，或因學習材料呈現界面的不良布局，如所要傳授信息的詞語和相關的畫面不符合空間接近原則和時間接近原則，就會增加對不必要信息的認知編碼。外在認知負荷提出多媒體教學材料的呈現應具有相關性，界面設計應遵循時間接近與空間接近的原則。生成性認知加工與相關認知負荷相映射，是學習者進行的深層次認知加工，在多媒體學習材料中加入相關內容的提示性語言及非語言形式可使學習者習得更多的知識。為了降低外在認知負荷，促進相關認知負荷，梅耶在多媒體學習三元架構上發展了一系列促進必要認識加工、減少外來認知加工和激發生成性認知加工的多媒體教學設計的原則和原理。如促進必要認知加工的片斷化呈現原則、標志原則、前訓原則；減少外來認知加工的空間接近原則、時間接近原則、相關性原則和冗余原則等；激發生成性加工的有解樣例和人性化原則等。這些原則和原理對多媒體教學軟件的信息加工同樣具有指導意義。
2.降低認知負荷的多媒體教學軟件信息加工策略
梅耶的多媒體學習認知負荷三元架構理論及其所提出的原理和原則對多媒體教學軟件信息呈現的方式、信息呈現的界面和結構設計的指導及關聯關系。
（1）促進必要認知加工的多媒體教學軟件信息加工策略
促進必要認知加工的多媒體教學軟件的信息加工策略包含了頁面內容呈現的數量及教學信息的結構設計。根據認知心理學家GeorgeMiller的“7+2”、“組塊理論”的實驗表明，單位時間內人的短時記憶容量是有限的，人對感知的信息只能記住5~9個沒有聯系的單位。因而，制作多媒體教學軟件時，在頁面內容呈現的數量上，一個頁面解決一個教學問題，信息呈現數量不易太多，一般一個頁面呈現5~7條信息是較為合適的，并且對信息進行核心內容的概括，增加內容之間的聯系，這將有助于學生對信息進行加工。在教學信息的結構設計上，如果頁面呈現的學習內容較為復雜，可以采用片斷化呈現原則和標志原則，設置內容知識點地圖、導航工具，給學習者足夠的時間來產生認知，消化內容；或設置標志，提供教學內容的線索，促進學習者對教學信息的認知加工。清晰地呈現了“攝影技術”課程的所有知識點，并且標注了各關鍵的知識節點，學習者點擊相關的知識點，可以進入相應內容的學習。知識導航清楚地闡明了電腦主機組裝的各個步驟的知識點及流程，每個知識點鏈接相應的學習內容片段，學習者可以點擊相關的知識點進入各學習頁面來學習相關的技能，各學習頁面設置“內容”按鈕，可以自主地進行學習。梅耶指出在多媒體教學材料中能夠使學習者有效提高認知的一項技術便是使用標記，如用下劃線、黑體、有色字體、居中等標志來突出信息的內容或結構，或用暗示線索的“因此”、“結果”，用暗示結構的“首先”、“其次”以及表示總結的詞語“總之”。應用紅色來突出信息內容及結構，采用數字的方式來起到線索與結構的作用。當多媒體軟件所呈現的知識難度較大或超出了學習者先前經驗的范圍時，對信息進行加工，必須建立當前知識與學習者先前知識之間的聯系。此時，可以通過超鏈接的形式提供相關先前知識，或采用前訓的方式，提供先行組織者，呈現給學習者更高一個層次的抽象性的和包攝性的引導性材料，激活新知識與先前知識之間的關聯，從而來降低認知負荷。值得注意的事項是，呈現教學材料時，必須在學生的“最近發展區”內。
（2）減少外來認知加工的多媒體教學軟件的信息加工策略
減少外來認知加工的多媒體教學軟件的信息加工策略主要有信息布局設計、界面結構設計和信息通道加工等。在信息布局方面，梅耶及其同事經過多次實驗發現，應遵循空間接近原則和時間接近原則。當呈現的多媒體信息需要文字與圖像組合說明時，在材料呈現的結構上，文字嵌于圖像之中比文字置于圖像下文更利于學習者建立對應的心理表征，促進學習者將兩種呈現形式的信息同時納入到工作記憶中進行認知編碼，進而有利于整合心理模型的建立。在學習材料呈現的時間上，同時呈現要比繼時呈現能使學習者學得更好。例如，當呈現文本和圖片時，文本和圖片應該同時出現。當動畫播放時，與畫面對應的解說也應同時進行。這樣學習者能在工作記憶中同時保持兩種形式的心理表征，從而更有可能在言語表征和圖像表征之間建立整合關系。在教學信息呈現的界面設計上，應遵循相關性原則，簡化界面設計，刪除與教學信息無關的材料，包括文本、圖形、圖像、動畫和視頻等。如很多教師喜歡把一些有趣的動畫或圖片置于課件之中，這些無關的美景會使學習者分出一部分認知容量來對無關材料進行信息加工，從而增加學生的認知負荷，弱化學習者對教學信息的加工。一般情況下，多媒體教學軟件的界面70%是學習內容區域，30%是美化區。美化區不宜采用動畫，簡單的線條或經過處理的圖片就能達到美化的效果，在顏色的選取上，頁面中大塊本色不超過3種色彩，并且要統一風格，同類教學目標的界面設計風格應一致。“攝像技術基礎”主界面的設計。此界面信息的處理簡潔明了，導航清晰，各教學目標風格一致。在信息加工過程中，當刪除所有的修飾成分不可行或所要呈現的學習材料較多又不宜刪減時，可以應用提示結構原則來降低學習者的認知負荷。提示結構原則是指在多媒體學習中，“當向多媒體信息中增加線索以突出基本材料的組織時”，人們的學習效果會更好。Mayer將提示線索分為言語線索和視覺線索兩大類。言語線索包括列舉大綱(TopicShifts)、標題(OutlinesorHeadings)和強調重要信息(SignalingtheSpokenText)等；視覺線索包括箭頭(Arrows)、顏色(Color)、聚光燈(Spotlight)和手勢(Gesture)等。除了梅耶列舉的這些元素外，動態箭頭、變化字體樣式、特定區域縮放、速度變化等也能達到提示線索的效果。在多媒體教學軟件的信息加工過程中，加入提示線索可引導學習者定位特定教學信息，從而促進學習者對學習內容之間的組織關系和結構的理解，幫助學習者達成新舊知識之間聯系和多媒體信息呈現圖文之間的連續心理表征。應用線索提示能夠有效地降低學習者的認知負荷，得到了多位學者的驗證，如Mautone和Mayer制作的飛機如何起飛、Boucheix和Lowe制作的鋼琴系統工作原理的學習材料中分別加入了提示線索，經過多次實驗，發現學習效果優于沒有提示線索的學習材料。在多媒體教學軟件的信息通道加工過程中，應減少冗余信息，梅耶認為多媒體教學信息一般是由動畫和解說構成，梅耶稱之為帶解說的動畫(NarratedAnimation)。雙通道的多媒體教學信息呈現的效果要優于三通道的傳播效果，即多媒體教學信息的“動畫+語音解說”的呈現方式比“動畫+語音解說+字幕”的呈現方式更能促進學習者對學習材料的認知加工。常規來說，教學內容的多媒體呈現可以適應不同學習風格的學習者的需要。因而，同一教學材料，采用多種媒體格式來呈現可使學習者選擇自己擅長的媒體方式來對信息進行獲取和加工。然而，梅耶的多媒體學習理論認為，動畫和字幕同屬于視覺通道，當二者同時出現時，會競爭視覺通道，從而產生視覺分離，即當學習者看動畫時無法看字幕，看字幕時無法看動畫，結果可能導致一些信息的漏失。因而，教學信息的加工應盡量采用雙通道的方式。
（3）激發生成性認知加工的多媒體教學軟件信息加工策略
生成性認知加工屬于一種結構主義的教學方式，它有助于學習者深層次的認知加工。在學習者對學習材料進行加工的過程中，應充分激發學習者的學習潛在認知能力，從而促進學習者的學習興趣和對學習材料的深度理解與掌握。激發生成性認知加工的多媒體教學軟件的信息加工策略包括有解樣例原則和人性化原則。有解樣例原則是指在多媒體教學軟件的制作過程中，提供教學問題相關的具有詳細步驟的已解決好的樣例或示范。樣例的提供必須要標志或說明各步驟之間的邏輯關系，學習者從樣例中歸納出隱含的抽象知識來獲取認知技能，從而解決問題并實現知識的遷移。當要傳授復雜的概念和復雜問題的解決技能時，提供多重有解樣例更有助于知識的構建。個性化原則是指在多媒體信息中融入社會線索，如采用對話的格式、第一人稱“我”、“我們”或第二人稱“你”、“你們”，并適當地插入一些評價的詞語或圖像，特別是鼓勵和表揚的話語或圖像，增加學習者的代入感，激活學習者的社會回應，進而引發學習者在學習過程中更加主動地去進行認知加工，促進有意義學習結果的發生。根據建構主義的觀點，學習課程基本的特點就是情境性，學習共同體是情境認知與學習的核心要素，它意味著對一個學習系統的參與，通過共同體的參與在社會中給學習者一個合法的角色，即“學習者的身份”的確定。梅耶根據建構主義的相關研究提出了多媒體學習的社會理論，通過在多媒體教學軟件中加入社會線索信息來賦予學習者一種歸屬感，學習者會充分參與到與學習材料的互動中。
三、結束語
多媒體教學軟件包括演示型、自主學習型、操練與練習型等多種類型。無論何種形式的多媒體教學軟件，在制作過程中都必須符合人的認知機制，降低認知負荷，才能達到好的效果。本文引入梅耶的多媒體教學設計原理于教學軟件的信息加工中，提出了一些加工策略，以期能幫助教師設計出符合學生認知特點的高質量的多媒體教學軟件。
作者：賴曉云 單位：贛南師范學院新聞與傳播學院
