什么是认知负荷理论？
认知负荷理论（cognitive load theory）是考虑到工作记忆一次能处理的信息量有限，说明应如何设计学习材料和教学才能促进学习的理论。澳大利亚教育心理学家约翰·斯威勒（John Sweller）在1988年的论文中提出了它的基本思想。它植根于信息加工取向的认知理论。
📌 一览
- 含义
- 基于工作记忆局限的教学设计理论
- 提出者
- 约翰·斯威勒（1988）
- 领域
- 教育心理学、教学设计
- 核心概念
- 工作记忆、长时记忆中的图式、三类认知负荷
基本观点
新信息在工作记忆中加工，而工作记忆一次能处理的元素很少。相反，长时记忆几乎可以无限储存知识；当这些知识被组织成图式（schema）时，许多元素可以作为一个整体来处理，从而减轻工作记忆的负担。因此，学习的目标是建构并自动化图式，教学则要避免浪费工作记忆容量。
三类认知负荷
斯威勒、范梅里恩伯尔和帕斯（1998）把认知负荷分为三类。
| 类型 | 含义 | 例子 |
|---|---|---|
| 内在认知负荷 | 来自学习内容本身复杂程度的负荷 | 涉及多个相互关联概念的化学方程式 |
| 外在认知负荷 | 由于呈现方式不当而产生的不必要负荷 | 图和文字说明相隔很远的教材 |
| 相关认知负荷 | 用于建构图式的有益负荷 | 比较样例、找出原理的活动 |
好的教学会减少外在认知负荷，并把腾出的容量引向相关认知负荷。
研究怎么说？
为什么让新手大量做题，反而可能学得更少？斯威勒（1988）认为，新手用"手段—目的分析"解题，即不断缩小当前状态与目标之间的差距时，即使最终得出答案，工作记忆也被搜索过程占满，从而妨碍他们形成关于问题结构的图式。由此产生了一条原则：逐步展示解题过程的"样例（worked example）"对新手更有效。
教学设计原则
- 样例效应：让新手先学习解题样例，再独立解题。
- 注意分散效应：图和说明分开放置时，学习者要费力把两者联系起来，负荷增大。应把说明直接放在图的相应位置旁。
- 冗余效应：用文字和语音原样重复同一内容，反而可能妨碍学习。
- 专长逆转效应：对新手有帮助的指导，对熟练者可能成为多余负荷，随着能力提升应逐步减少支持。
对学生来说，与其一次看大量内容，不如分块掌握要点，并通过提取练习和间隔复习巩固图式。在新手需要多少指导这一点上，它与强调学习者探究的建构主义学习理论观点有所不同。
常见问题
- 什么是认知负荷理论？
- 是由约翰·斯威勒提出的教育心理学理论，说明如何根据工作记忆的局限来设计教学。
- 内在、外在和相关认知负荷有什么区别？
- 内在负荷来自内容本身的复杂程度，外在负荷来自不当的呈现方式，相关负荷是建构图式时的有益投入。
- 学生如何应用认知负荷理论？
- 先学习样例掌握原理，把图和说明放在一起看，把内容分块并反复提取，就能减轻工作记忆负担。
参考文献
- Sweller, J. (1988). Cognitive load during problem solving: Effects on learning. Cognitive Science, 12(2), 257–285. https://doi.org/10.1207/s15516709cog1202_4
- Sweller, J., van Merriënboer, J. J. G., & Paas, F. G. W. C. (1998). Cognitive architecture and instructional design. Educational Psychology Review, 10(3), 251–296. https://doi.org/10.1023/A:1022193728205