冗余文本和材料特性对多媒体学习及认知负荷的影响
课件设计中的认知负荷理论
认知负荷是指在学习过程中，学 习者需要处理的认知任务的总和 ，包括工作记忆和长时记忆中的 信息。
认知负荷的来源
01
02
03
学习材料的复杂性
学习材料的难度、信息的 呈现方式等都会影响认知 负荷。
学习任务的难度
学习任务的要求、目标和 学习者的背景知识等都会 影响认知负荷。
学习者的个体差异
学习者的年龄、经验、能 力等方面的差异也会影响 认知负荷。
课件中过度使用媒体，导致学习者在 接受信息时产生认知超载。
媒体质量差
课件中的媒体素材质量差，影响学习 者的视觉和听觉体验，增加认知负荷 。
交互设计问题
交互设计不合理
课件中的交互设计不合理，影响 学习者的交互体验和认知加工效
率。
缺乏及时反馈
课件中缺乏及时、有效的反馈， 导致学习者无法及时了解自己的
学习状况。
任务设计
教育游戏的任务应具有挑战性且难度适中，避免过于复杂和繁琐 的任务，以免增加学习者的认知负荷。
情境创设
创设与现实生活相关的情境，使学习者更好地融入游戏，降低认 知负荷。
激励机制
通过合理的激励机制，激发学习者的学习兴趣和动力，降低认知 负荷。
CHAPTER 05
案例分析
优秀课件设计案例在此添加您来自文本17字此课件主要以静态内容为主，缺乏互动性和参与感，导 致学生学习兴趣降低。
此课件试图包含过多的内容，导致页面拥挤，信息过于 复杂，使学生难以理解和吸收。
案例二：缺乏互动性
课件中缺乏互动环节，如小游戏、实时反馈等，使得学 生在学习过程中感到枯燥乏味，无法保持长时间的集中 力。
CHAPTER 06
总结与展望
未来研究的方向
认知负荷理论在教育中的应用研究
认知负荷理论在教育中的应用研究随着信息时代的来临，教育领域也在不断地进步和改革。
在教育的过程中，学生的认知负荷成为了一个重要指标。
认知负荷理论是心理学家约翰·施瓦尔茨于20世纪90年代提出的，它关注人脑处理信息的能力和效率，对教育领域产生了深远影响。
本文旨在探讨认知负荷理论在教育中的应用研究。
认知负荷理论认为，人类认知系统有着有限的处理能力，而这种能力被称为认知负荷。
在学习过程中，我们需要将注意力集中在所需的信息上，进行接收、加工和存储。
当认知负荷超过个体的认知能力时，学习效果将会受到影响。
因此，教育者需要根据学生的认知负荷水平进行教学设计和个性化指导，以提高学习效果。
教育中的认知负荷理论有着广泛的应用。
首先，教学设计需要考虑学生的认知负荷水平。
根据学生的认知能力进行不同程度的难度控制，避免学生的认知负荷过高，导致学习效果下降。
例如，在教学中可以采用分步引导的模式，先引导学生完成相对简单的任务，再逐步引导他们进行复杂的思维活动。
这样可以有效减轻学生的认知负荷，提高学习效果。
其次，在教学过程中，教师可以通过提供合适的支持来减轻学生的认知负荷。
教师可以提前激活学生的相关知识，帮助他们更好地理解和习得新知识。
同时，给予学生适当的反馈和指导，帮助他们纠正错误和提升学习效果。
这些支持措施有助于降低学生的认知负荷，使他们能够更好地理解和应用所学内容。
此外，使用合适的教学媒体和技术也是应用认知负荷理论的一种方法。
多媒体教学能够提供更多的信息表达方式，通过图像、声音和文字等多种形式激发学生的兴趣和理解。
然而，如果使用不当，多媒体教学也可能增加学生的认知负荷。
教师需要选择合适的教学媒体和技术，避免信息冗余和无效的干扰，以提高教学效果。
认知负荷理论在教育中的应用也需要教师的专业培训和指导。
教师需要了解认知负荷理论的基本原理和应用方法，通过不断的专业发展来提高自身的教学能力。
同时，学校可以提供相关的培训和指导资源，帮助教师更好地应用认知负荷理论于实际教学中。
多媒体学习中归纳对认知负荷及学习成绩的影响
多媒体学习中归纳对认知负荷及学习成绩的影响孙崇勇【摘要】通过多媒体学习实验,考察了不同的归纳类型对学习者的认知负荷及学习成绩的影响.结果表明:教育者归纳降低了学习者的内在认知负荷,能提高各种学习成绩,而自我归纳提高了学习者的相关认知负荷,但只能提高迁移成绩；教育者归纳组在两种材料下的各种成绩都好于自我归纳组与不归纳组；归纳与材料类别在对认知负荷与学习成绩的影响上有交互作用.【期刊名称】《心理研究》【年(卷),期】2013(006)004【总页数】8页(P76-82,96)【关键词】认知负荷;归纳;学习成绩【作者】孙崇勇【作者单位】吉林师范大学教育科学学院,四平136000【正文语种】中文谈到归纳，人们总是把它和演绎联系起来。
归纳和演绎是两种不同的逻辑思维方法，归纳就是由个别到一般的概括，演绎则是从一般到个别的推理。
在实际的学习过程中，归纳经常有这种表现形式，即学习者主动或被动地抽取与提炼学习材料的重点或要点，并列举出来，使之有条理性。
其中主动地归纳也就是学习者自我归纳，被动地归纳也就是向学习者呈现教育者归纳好的材料，由学习者进行阅读与识记，即教育者归纳。
不管是学习者自我归纳，还是教育者归纳，都会消耗学习者的认知资源，从而产生一定的认知负荷。
由于人与人之间的归纳意识与归纳水平有一定的差异，如一些人在学习过程中明显地表现出归纳意识，归纳的学习材料重点或要点很到位，有利于识记与理解；而有些人在学习过程中却没有归纳意识，归纳的学习材料重点或要点模糊，偏离中心与主题，或者不精练，这就不利于学习者对学习材料的识记与理解，甚至还会对学习带来干扰产生负作用，进而影响到学习者的学习结果。
20 世纪 80 年代末，澳大利亚的认知心理学家Sweller 率先把人类工程学领域的脑力负荷或心理负荷（mental workload）研究移植到认知心理学领域，并更名为认知负荷研究。
他以资源有限理论和图式理论为基础，从资源分配的角度来考察认知负荷，较为完整、系统地论述了认知负荷理论（cognitive load theory，简称 CLT）。
多媒体学习中归纳对认知负荷及学习成绩的影响
摘
要： 通 过 多 媒 体学 习实 验 ， 考 察 了不 同 的归 纳 类 型 对 学 习 者 的 认 知 负 荷及 学 习成 绩 的 影 响 。结果 表 明 ： 教 育 者 归 纳 降低 了学 习
பைடு நூலகம்者 的内在认知负荷 ， 能提高各种学习成绩 ， 而自 我 归纳提高 了学习者的相关认知负荷 ， 但只能提高迁移成绩 ； 教育者归纳组在两种
呈现教 育者 归纳 好 的材 料 ，由学 习者进 行 阅读与识 记， 即教育 者归纳 。不管是 学 习者 自我 归纳 ， 还是 教 育者 归纳 ， 都会 消耗学 习者 的认 知资 源 ， 从而 产生 一 定 的认 知 负荷 。 由于人 与人 之 间的归 纳意识 与归 纳
水平 有一 定 的差 异 ，如一 些人在 学 习过程 中 明显 地
材 料 的识 记 与理解 ，甚 至还会 对学 习带来 干扰 产生 负作用 ， 进 而影响 到学 习者 的学 习结 果 。
定 的知识基 础 ，有 助 于降低学 习者相对 的 内在 认
知负荷 ， 也就 降低 了认知 负荷 的总量 。 对 于 自我 归纳
而言 ，学 习者 需要 抽取 与提炼 学 习材 料 的重点 或要
材 料 下 的各 种 成 绩 都 好 于 自我归 纳 组 与 不 归 纳 组 ； 归 纳与 材 料 类 别 在 对 认 知 负荷 与学 习 成 绩 的 影 响 上有 交 互 作 用 。 关键词 ： 认知负荷 ； 归纳 ； 学 习成 绩
１ 引言
动 总量 ［ １ ］ 。 随后 ， Ｓ ｗ ｅ ｌ ｌ ｅ ｒ 等 人根 据认知 负荷 的来源 及
就是 学习者 自我 归纳 ，被 动地归 纳也 就是 向学 习者
影 响 。结果 发现 ， 概 述 降低 了被 试 的认 知 负荷 ， 促 成
冗余信息在教学中的应用
冗余信息在教学中的应用
冗余信息在教育与高等教育中日益成为重要的应用。
它不单单可以把知识传播给学生，还可以帮助教师促进学生对知识的理解，并增强学生对知识的掌握程度。
从而提高教学质量，提高学生的学习成就。
首先，在传统的教育教学中，冗余信息可以把由教师传授知识的途径变得更高效。
一方面，教师在课堂上可以教授，引导，让学生学习更有效的思维方式，帮助学生总结和归纳；另一方面，冗余信息也可以帮助教师追踪学生的学习进度，掌握自己教学过程中学生所学习到的知识，以便正确批改练习，给出更加客观准确的反馈，同时也可以及早判定出学生存在哪些困难，为他们提供更为个性化的帮助。
另外，冗余信息在高等教育中的应用也是众多，它可以帮助高校教育更好地发挥其保持与提升教育质量的重要作用。
比如，让学校根据评估的冗余信息结果，改进教学管理，加强教学研究，更好地培养学生，从而让在校生得到更加优秀的培养。
最后，冗余信息不仅可以提高学生的学习成绩，还可以给高校的运作流程带来很大的好处，比如提高学生的学习积极性和主动性，改善评价系统的准确性以及科学性，更快更彻底地发现学生的不良学习习惯，帮助学校更好地管理，以及提高教学质量，都是可以促进学生个人发展的重要因素，是目前高校的必备技能。
综上所述，冗余信息在教育与高等教育中的应用，给学校带来很多好处，它不仅可以帮助教师更好地传授知识，同时也可为高校提供有效的参考数据，以便优化教学管理模式和改善教学质量，真正让每一位学生都受益。
多媒体数据的冗余简版
多媒体数据的冗余多媒体数据的冗余引言在数字化信息时代，多媒体数据在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
随着科技的不断进步和互联网的普及，我们每天都会接触到大量的图像、音频和视频等多媒体数据。
然而，多媒体数据的大规模产生和传播也给我们的存储和传输带来了巨大的挑战，其中冗余是一个不可忽视的问题。
多媒体数据的冗余冗余是指在多媒体数据中包含的无效信息，这些信息对于数据的分析、传输和存储并不产生真正的价值。
冗余数据占用了宝贵的存储空间，并且在网络传输过程中增加了传输的负担。
因此，减少多媒体数据的冗余对于提高数据处理效率和节省存储空间具有重要意义。
冗余的类型多媒体数据的冗余可以分为以下几种类型：1. 空间冗余：空间冗余是指在多媒体数据中存在的冗余像素。
图片和视频等多媒体数据通常以像素为单位存储和呈现，而在图像和视频中，相邻像素的值通常是相似的。
利用空间冗余的特性，可以采用压缩算法来减少存储空间和传输带宽的占用。
2. 时间冗余：时间冗余是指多媒体数据中存在的冗余帧或时间片段。
在视频和音频等连续媒体中，相邻的帧或时间片段通常会具有很高的相似性。
通过检测并删除冗余的帧或时间片段，可以减少数据的存储空间和传输负载。
3. 语义冗余：语义冗余是指多媒体数据中存在的冗余信息或内容。
例如，在图像中存在多个相似的物体或背景区域，这些相似的内容可以被视为语义冗余。
通过检测并删除语义冗余，可以进一步减少存储空间和传输带宽的占用。
冗余的处理方法为了减少多媒体数据的冗余，可以采用以下几种处理方法：1. 压缩算法：压缩算法是减少多媒体数据存储和传输冗余的主要方法。
常见的压缩算法包括无损压缩和有损压缩。
无损压缩通过编码和解码过程将数据转换为更紧凑的表示，而不会导致信息的损失。
有损压缩则会舍弃一些不重要的信息，以获得更高的压缩率。
2. 去重技术：去重技术是通过检测和删除多媒体数据中的冗余内容来减少冗余。
去重技术通常使用哈希算法来计算数据的唯一标识符，然后根据标识符来比较和删除重复的内容。
认知负荷理论观照下的“教学案与多媒体合一”教学模式
四、多媒体教学呈现的未来发展
随着科技的进步和教育的不断创新，多媒体教学呈现也在不断发展和完善。 未来，多媒体教学呈现将更加注重用户体验和学习效果的提升。例如，通过人工 智能技术，实现个性化教学和智能推荐学习资源；利用虚拟现实技术，为学生提 供更加真实、生动的学习情境；借助人机交互技术，优化多媒体课件的操作和反 馈机制，提高学生的学习参与度和兴趣。
1、提高学生学习效果：通过合理设计教学案和多媒体内容，控制认知负荷 的总量和分布，使学生能够更好地理解和掌握知识，从而提高学习效果。
2、减轻教师负担：利用多媒体技术，教师可以更快速、准确地获取教学资 源，掌握学生的学习情况，从而更好地指导学生学习，减轻教学负担。
3、优化教学设计：根据认知负荷理论，教师可以针对学生的学习特点和需 求，合理安排教学内容和教学方法，优化教学设计，提高教学效果。
总之，未来多媒体教学呈现的发展将更加贴合学生的学习需求和认知特点， 进一步推动教育事业的发展。
五、结论
认知负荷理论在多媒体教学呈现原则中具有重要指导意义，通过降低学生的 认知负荷、提高认知效率，有效提升教学效果。本次演示从多媒体教学呈现原则 和认知负荷理论的应用出发，探讨了两者之间的和实际应用。随着技术的不断创 新和教育的不断发展，多媒体教学呈现的未来发展将更加注重用户体验和学习效 果的提升。我们相信，在未来的教育领域中，多媒体教学将会发挥更大的作用， 为教育事业的发展带来更多的机遇和挑战。
5、操作简单
多媒体课件的操作简便性对于提高学生的学习效果和认知效率具有重要意义。 教师应根据学生的实际情况和需求，设计操作简便的多媒体课件，避免复杂的操 作流程。同时，教师应注重多媒体课件的稳定性和兼容性，确保在不同设备和平 台上的正常运行，以保障教学的顺利进行。
认知负荷理论在教育实践中的应用
认知负荷理论在教育实践中的应用认知负荷理论（Cognitive Load Theory, CLT）是由心理学家约翰·斯维勒（John Sweller）在20世纪80年代提出的一种教育心理学理论。
该理论主要关注学习过程中人类认知资源的限制，以及如何通过合理设计教学活动来优化学习效果。
随着教育技术的发展和心理学研究的深入，认知负荷理论在教育实践中得到了广泛的应用，其核心目的是帮助教师和教育设计者更有效地构建学习环境，从而提高学生的学习效率和知识掌握水平。
认知负荷理论的核心概念是“负荷”（Load）。
认知负荷可以分为三种类型：内在负荷（Intrinsic Cognitive Load）、外在负荷（Extraneous Cognitive Load）和固有负荷（Germane Cognitive Load）。
内在负荷指的是学习任务本身的复杂性以及学习者已有知识水平的关系。
外在负荷则是由于不恰当的教学材料、资源布局或教学策略造成的认知负担，固有负荷与学习者如何将新信息整合进已有知识结构的努力和认知资源相关。
教育者需要尽量降低外在负荷，并适当调节内在负荷，以促进学生的有效学习。
在教育实践中，认知负荷理论的应用可以从多个方面进行探讨。
首先，在课程设计阶段，教师可以依据认知负荷理论的原则来选择和组织教学内容。
对学习材料进行精简，将重要知识点提炼出来，可以降低学生在学习过程中面临的非必要信息的干扰。
通过使用模块化的教学设计，教师可以逐步增加内在负荷，使学生能够循序渐进地理解复杂概念。
其次，在教学方法的选择上，教师可以采用多种策略来降低外在负荷。
例如，使用图示、示意图或者概念图来辅助讲解，可以帮助学生更直观地理解抽象概念。
同时，教师可利用分组讨论、小组合作等方式，让学生在互动中吸收知识，通过同伴学习来减轻个体认知负荷。
此外，采用多媒体教学，将文本、音频和视频等多种形式结合起来，有助于更好地吸引学生注意力，同时利用多种感官共同参与学习，从而提高学习效果。
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Advances in Psychology 心理学进展, 2015, 5, 125-133Published Online March 2015 in Hans. /journal/ap/10.12677/ap.2015.53018The Effects of Redundant Text andLearning Materials on MultimediaLearning and Cognitive LoadDeying Gong1, Dajun Zhang2*1Institute of Educational Science, Sichuan Normal University, Chengdu Sichuan2Faculty of Psychology, Southwest University, ChongqingEmail: gdy1121@, *zhangdj@Received: Feb. 24th, 2015; accepted: Mar. 5th, 2015; published: Mar. 11th, 2015Copyright © 2015 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractThe study employed a 2 (redundant text: summarized vs. whole text) × 2 (learning material: theo-retical vs. phenomenal) mixed factor design, to study the effect of two factors on external cognitive load and learning outcome in multimedia learning. The results revealed that the theoretical ma-terial induced higher intrinsic cognitive load than descriptive material. Both redundant text and learning material had significant main effect and interactive effect on extraneous cognitive load. In the learning of theoretical material, participants with whole text got higher extraneous cognitive load, but outperformed both on retention and transfer test than those with summarized text. How-ever, the results didn’t duplicate when participants were learning descriptive material. The results indicated that same instructional design didn’t always induce same cognitive load, and cognitive load was not the only factor which influenced learning outcome; characters of learning material also had effect on learning outcome.KeywordsRedundant Text, Learning Material, Cognitive Load, Multimedia Learning冗余文本和材料特性对多媒体学习及认知负荷的影响*通讯作者。
冗余文本和材料特性对多媒体学习及认知负荷的影响龚德英1，张大均2*1四川师范大学教育科学学院，四川成都2西南大学心理学部，重庆Email: gdy1121@, *zhangdj@收稿日期：2015年2月24日；录用日期：2015年3月5日；发布日期：2015年3月11日摘要采用2 (冗余文本：概括文本vs.全文文本) × 2 (材料特性：原理性vs.现象性)的混合设计，探讨两因素对多媒体学习中外部认知负荷和学习结果的影响。
结果表明，原理性材料比现象性材料所导致的内部认知负荷更高；冗余文本和材料特性对外部认知负荷的主效应显著，交互作用显著。
在原理性材料中，冗余文本的全文呈现比概括呈现导致更高的外部认知负荷，记忆和迁移测试成绩都更好。
而在现象性材料中，冗余文本的概括呈现和全文呈现没有导致认知负荷和学习结果的显著差异。
结果表明同样的教学设计在不同材料中导致的认知负荷并不一样，且认知负荷也不是决定学习成绩的唯一因素，还受到学习材料本身特性的影响。
关键词冗余文本，学习材料，认知负荷，多媒体学习1. 引言认知负荷是指个体在学习或认知任务完成过程中进行信息加工所需要的认知资源。
认知负荷理论研究的主要目的是在复杂任务学习中，通过教学设计控制工作记忆负荷，降低阻碍学习的认知负荷、优化促进学习的认知负荷，使学习者合理地利用有限的认知资源，达到最好的学习效果(Kirschner, 2002)。
根据影响因素的不同，认知负荷可分为三类。
第一类是内部认知负荷，体现了在工作记忆中同时进行加工的、将被整合进要学习的图式中的元素的数量，即学习材料的复杂性和学习者的先前知识。
如果学习材料较为复杂，且学习者在该领域的专业知识较为欠缺，那么要理解所学材料就必须同时注意许多不同的元素，这些元素同时在工作记忆中进行加工，必然会增加工作记忆的负担，产生较高的内部认知负荷(Sweller, van Merrienboer, & Paas, 1998)。
第二类是外部认知负荷，这种认知负荷与学习材料的组织和呈现方式有关，是由学习过程中对学习没有直接贡献的心理活动引起的，当教学要求学生从事一些与图式获得或自动化没有直接关联的活动时，便会产生外在认知负荷(Paas, Renkl, & Sweller, 2003)。
比如，如果教学材料中包含文字和图解，而这些文字和图解的内容又没有多大关联时，便会给学习者造成外在认知负荷。
第三类是相关认知负荷，也称有效认知负荷，它产生于学习者在学习某一个任务未用完所有的认知资源时，这时学习者便可以把剩余的认知资源用到与学习有直接相关的加工(如图式构建)中去，通过更高级的认知加工(如重组、抽象、比较和推理等)支持图式构建。
这样的加工也会增加认知负荷，不过这种认知负荷不会阻碍学习，反而会促进学习(Park, Moreno, Seufert, & Brünken, 2011)。
目前关于认知负荷的控制研究主要是降低内部、外部认知负荷，增加相关认知负荷(Bannert, 2002)，这些控制都有利于学习效果和效率的提高。
内部认知负荷的降低主要通过减少学习材料中元素间的相互作用(Gerjets, Scheiter, & Catrambone, 2004)和增加学习者的先前知识(Renkl, Atkinson, & Grobe, 2004)。
降冗余文本和材料特性对多媒体学习及认知负荷的影响低外部认知负荷的主要途径有使用图表(Carlson, Chandler, & Sweller, 2003)、避免注意分散(Tarmizi & Sweller, 1988)、消除冗余材料(Mayer, Heiser, & Lonn, 2001)，提供操作支持(Danielson, 2002)等。
增加相关认知负荷主要是通过激励学习者更多地投入到学习中去，如增加变化性(Paas & van Merrienboer, 1994)或是上下文干扰(van Merriënboer, Schuurman, de Croock, & Paas, F. G. W. C. 2002)等，提示学生在工作样例的解答步骤之后自己解释基本原理也可能会产生相关认知负荷(Atkinson, Renkl, & Merrill, 2003)。
在已有研究中，同一研究多采用一种材料，较少通过其他材料来验证研究其结果。
同时，已有研究所用的实验材料多为原理解释性知识，如闪电形成(Mayer et al., 2001)、心血管系统(Brünken, Plass, & Leutner, 2004)、地热泵(Bodemer & Faust, 2006)、概率知识(Gerjets, Scheiter, & Catrambone, 2006)、数据库(Li & Liu, 2007)、营养学知识(Corbalan, Liesbeth, Kester, & van Merriënboer, 2008)、水的双极子特征(Leutner, Leopold, & Sumfleth, 2009)、肾脏功能(Cierniak, Schneiter, & Gerjets, 2009)等，较少涉其他性质的知识，也很少考虑学习材料的其他特征的影响。
另外，已有研究多假设教学设计与认知负荷之间是一对一的映射关系，但越来越多的研究表明，同一教学设计对不同背景的学习者所产生的认知负荷并不完全一样，如Scott等人(Scott & Schwartz, 2007)的研究就表明，超媒体学习环境中导航地图既可以产生相关认知负荷，也可以导致外部认知负荷，当学习者的元认知技能较低时，产生的是相关认知负荷，而当学习者的元认知技能较高时，产生的却是外部认知负荷。
学习者的专长水平和教学模式间有显著的交互作用，新手学习者从静态图片中学习到的知识更多，而先前知识更丰富的学习者从动态图表中学到更多知识(Kalyuga, 2008)。
多媒体学习材料通常包含两种以上的文本、声音、图像和动画等元素。
与传统打印材料相比，多媒体文本具有形象、生动、丰富的特点，更能吸引学习者的注意力，激发其学习动机和兴趣，因而在日常教学和远程教育中使用越来越广泛(Mayer, 2003)。