认知负荷理论1

认知负荷理论认知负荷理论是由澳大利亚新南威尔士大学的认知心理学家约翰·斯威勒(John Swdler)于1988年首先提出来的，它以Miller等人早期的研究为基础。

认知负荷理论自被提出以来，得到了世界各地研究者的诸多研究。

本文欲对最新的认知负荷理论做一介绍，并总结分析其这些年来的发展情况。

一、认知负荷理论1．人类的认知结构认知负荷理论假设人类的认知结构由工作记忆和长时记忆组成。

其中工作记忆也可称为短时记忆，它的容量有限，一次只能存储5—9条基本信息或信息块。

当要求处理信息时，工作记忆一次只能处理两到三条信息，因为存储在其中的元素之间的交互也需要工作记忆空间，这就减少了能同时处理的信息数。

工作记忆可分为“视觉空间缓冲器”及“语音圈”。

长时记忆于1995年由Ericsson和Kintsch等提出。

长时记忆的容量几乎是无限的。

其中存储的信息既可以是小的、零碎的一些事实，也可以是大的、复杂交互、序列化的信息。

长时记忆是学习的中心。

如果长时记忆中的内容没有发生变化，则不可能发生持久意义上的学习。

认知负荷理论认为教学的主要功能是在长时记忆中存储信息。

知识以图式的形式存储于长时记忆中。

图式根据信息元素的使用方式来组织信息，它提供知识组织和存储的机制，可以减少工作记忆负荷。

图式可以是任何所学的内容，不管大小，在记忆中都被当作一个实体来看待。

子元素或者低级图式可以被整合到高一级的图式，不再需要工作记忆空间。

图式的构建，使得工作记忆尽管处理的元素数量有限，但是在处理的信息量上没有明显限制。

因此，图式构建能降低工作记忆的负荷。

图式构建后，经过大量的实践能进一步将其自动化。

图式自动化可为其它活动释放空间。

因为有了自动化，熟悉的任务可以被准确流利地操作，而不熟悉任务的学习因为获得大限度的工作记忆空间可以达到高效率。

为了构建图式，信息必须在工作记忆中进行处理。

在信息以图式形式存储到长时记忆中之前，信息的相关部分必须在工作记忆中提取出来并进行操作。

认知负荷的理论研究最初来源于脑力负荷或心理负荷的诸多研究成果。

国际上对脑力负荷或心理负荷的研究最早的是美国心理学家米勒(Miller)，1956年就开始了这方面的研究。

真正被应用于教育领域，是悉尼的新南威尔士大学教育学院的心理学家约翰·斯威勒(John Sweller) 于1988 年，在研究“学习材料和教学方法对学习中概念掌握和认知加工的影响”中提出来的，认为“认知负荷”是指人在信息加工过程中所用的心理认知资源的总量，主要是从认知资源的角度来考察学习，特别是复杂任务的学习。

内在认知负荷第一种认知负荷来源于学习材料本身的性质。

如果学习材料所包含的元素间的关联度较低，给学习者带来的认知负荷就较低；反之，如果学习材料包含的元素之间的关联度较高，给学习者带来的认知负荷就较高。

这种负荷我们称其为内在认知负荷（Intrinsic cognitive load），是指由学习材料的难度水平带来的负荷。

内在认知负荷是由相对于学习者经验水平的学习材料的复杂性所带来的负荷。

外在认知负荷第二种认知负荷来源于学习材料的呈现方式。

学习材料的呈现方式及其所要求的学习活动，也会带来认知负荷。

当这种负荷是不必要的因而干扰图式的获得和自动化时，就是外在认知负荷（Extraneous cognitive load）。

外在认知负荷是由与学习过程无关的活动引起的，不是学习者建构图式所必须的，因而又称无效认知负荷（Ineffective cognitive load）。

关联认知负荷第三种负荷来源于学习者的已有经验。

如果学习者头脑中拥有足够的与学习内容相关的图式且这些图式达到高度自动化，就会迅速把当前所面对的信息整合进已有图式中，从而减少信息加工单元的数量，降低学习过程中的认知负荷。

如果认知任务要求较低（带来的内在认知负荷较低），使得学习者还有充分的认知资源可用，这时他就可以投入额外一些认知资源来促进图式的建构。

这种在建构图式时不是必须但投入后又有利于图式建构的认知负荷，就是关联认知负荷。

一、认知负荷理论的基本观点认知负荷理论是基于人脑工作记忆（working memory）的有限性发展起来的。

在人的信息加工系统中，短时记忆(short-term Memory )是一种工作记忆，主要处理从感觉记忆(sensory memory)和长时记忆(long-term memory)中提取出来的信息，在整个信息加工系统中起着支配信息加工系统中信息流的作用，对认知活动的顺利开展有着至关重要的作用。

认知负荷理论十分关注学习过程中的工作记忆的作用，其基本观点可概括为：（1）工作记忆的容量是极其有限的，长时记忆的容量在本质上是无限的，所有的信息在进入长时记忆之前，必须在工作记忆中进行信息加工；（2）学习过程要求将工作记忆积极地用于理解(和处理)材料并对即将习得的信息进行编码以储存在长时记忆中；（3）如果学习者所要加工的信息容量超出了学习者的工作记忆所能加工的信息容量，那么学习将变得无效。

在此基础上，J.Sweller等人认为，问题解决和学习过程中的各种认知加工活动均需消耗认知资源，产生一定的认知负荷，若所有活动所需的资源总量超过了工作记忆的容量，就会引起资源分配的不足，从而影响个体学习或问题解决的效率，这种情况被称为认知超载(cognitive overload)。

二、认知负荷的概念及其结构自20世纪80年代认知负荷理论问世以来,人们对认知负荷(cognitive load)概念的理解一直是众说纷纭。

如Cooper(1990)认为认知负荷是指加工特定数量信息所要求的心理能量水平；J.Sweller等（1998）认为认知负荷就是将特定工作加之于学习者认知系统时所产生的负荷；辛自强等（2002)认为认知负荷可被视作是加工特定数量信息所要求的脑力劳动,随着加工的信息数量的增加,认知负荷也增加；林崇德等(2005)认为认知负荷指的是一个事例中智力活动强加给工作记忆的数量；赖日生等(2005)认为认知负荷指的是在某种场合施加到工作记忆中的智力活动的总的数量；杨心德等（2007）认为认知负荷是完成某项任务而在工作记忆上所进行的心智活动所需的全部心智能量。

认知负荷理论
认知负荷理论（Cognitive Load Theory，缩写为CLT）是一个影响人们学习效率和学习结果的教学模式，科学家马里奥·施皮尤利（Marios S. Pissurlen）于1988年提出，主要是研究教学中不同负荷水平状态，让学习者有效地获取新的知识。

由于不同的学习过程中会出现复杂的知识与问题，认知负荷理论可以更好的帮助教师分析并管理学习者的学习负荷。

它认为学习者在学习中可能出现以下三种内容负荷：结构负荷、表示负荷和交互负荷。

首先，结构负荷是指它把学习过程中知识和技能的连接以及它们之间的关系结构分解成小和简单的单元，以便学习者能够更好地完成学习中出现的问题。

结构负荷可以通过适当的结构设计、合理的表示方法和恰当的问题设计来管理。

其次，表示负荷是通过提供一个适当的表示例如图形和文字等，能够明确地减少学习者的学习负荷，并使复杂的结构更易懂。

表示负荷通常可以通过制作表格和图形来清晰地表达学习课程的内容，提高学习者的学习效率。

最后，交互负荷是指把知识元素和学习内容呈现给学习者的方式，使学习者能够方便的接收信息。

比如在学习的过程中，给学生一些明确的练习有助于他们排忧解难，改变自身的思维模式，从而帮助学生增加知识学习的效率。

认知负荷理论的主要功能是提供一个科学的分析框架，用于从宏观和微观两个层次来分析学习者在学习中会出现的各种困难，从而为教师提供更合理、有效的学习方法，更好地帮助学习者取得更多的成果。

如果有效地利用认知负荷理论，可以更有效地设计课程，优化学习的效果，从而更好地帮助学习者实现自身的目标。

认知负荷理论认知负荷理论是一种基于认知心理学的理论模型，它强调在信息处理过程中，认知负荷对学习质量产生重要影响。

认知负荷理论认为，学习过程中的信息处理的重点在于认知负荷的控制，而不是增加认知负荷，从而有效提升学习效果。

认知负荷是一种加载量，指的是学习者在学习和信息处理过程中，所需要考虑和处理的信息量，以及由此产生的注意维持需求。

认知负荷理论认为，如果认知负荷过大，学习效果就不会得到改善；反之，如果认知负荷能够得到适当控制，学习过程中的信息处理效率就会得到优化，从而提升学习效果。

认知负荷的研究从20世纪80年代开始，由于不同的研究方法，认知负荷理论有三个分支：分层认知负荷理论（LAC）、工作记忆负荷理论（WML）和数字负荷理论（NCL）。

分层认知负荷理论是由John Sweller于1988年提出的。

该理论认为，学习过程中的认知负荷可以分为三个层次，分别是物理层面、概念层面和情感层面。

物理层面在于学习过程中对物体本身的理解和学习；概念层面指的是在学习中，加深对概念的理解；情感层面负责学习者的情绪调节。

工作记忆负荷理论是由Baddeley和Hitch于1974年提出的，该理论指出，控制记忆负荷有助于提高学习效率，它强调通过将工作记忆中的信息量降低，使学习者可以高效地处理信息。

最后，数字负荷理论由John Sweller于1996年提出，该理论重点在于认知活动如何进行数字处理，它认为，通过降低数字处理中涉及的内容数量，可以提高学习者的学习效率。

综上，认知负荷理论强调信息处理过程中，认知负荷的控制，而不是增加认知负荷，是提升学习效果的关键。

认知负荷理论的核心思想是将认知负荷从宏观上加以拆分和控制，以降低信息量，有效提升学习效率。

由于认知负荷理论关于信息处理过程中认知负荷的控制，它在教育、培训和技术领域得到广泛应用。

认知负荷理论让学习者可以有效地控制学习的节奏，从而更好地掌握学习内容，它可以更有效地结合学习材料和教学方法，实现学习效果的提升。

认知负荷理论我们如何在处理信息时分配有限的注意力和认知资源认知负荷理论是指在处理信息时，我们如何有效地分配有限的注意力和认知资源。

它涉及到人类大脑在同时进行多个任务时的认知能力和负荷管理。

本文将介绍认知负荷理论的概念、原理及应用，并提供一些实用的方法帮助我们更好地管理认知负荷。

一、认知负荷理论概述认知负荷理论由心理学家约翰·斯文斯顿（John Sweller）于1988年提出，旨在解释人类在处理信息时的认知负荷情况。

该理论主要关注人类工作记忆的容量和注意力的分配。

1. 工作记忆容量工作记忆是指短期存储和处理信息的能力。

根据认知负荷理论，人类的工作记忆容量有限，一般认为只能同时处理7±2个单元的信息。

当处理的信息超过工作记忆的容量限制时，就会导致认知负荷增加，进而影响学习和思考的效果。

2. 注意力分配注意力是指人类有意地关注某个特定对象或任务的能力。

根据认知负荷理论，人类的注意力也是有限的。

在面对多个任务时，注意力的分配将受到限制，从而影响认知过程的效率和准确性。

二、认知负荷理论的三个类型根据认知负荷理论，我们可以将认知负荷分为三个类型：1. 内在认知负荷内在认知负荷是指由任务本身决定的认知负荷，与任务的复杂性和难度直接相关。

例如，解决一个复杂的数学问题需要更多的内在认知负荷。

2. 外部认知负荷外部认知负荷是指与任务相关的外部资源使用情况。

例如，在学习一门新技能时，使用纸笔记录笔记和练习翻译等行为会增加外部认知负荷。

3. 过渡性认知负荷过渡性认知负荷是指在处理任务时由于切换注意力而导致的认知负荷。

例如，在进行多任务处理时，频繁地在不同任务之间切换将会增加过渡性认知负荷。

三、认知负荷理论的应用了解认知负荷理论对于提高学习和工作效率非常重要。

以下是一些认知负荷理论的应用方法：1. 优化任务设计根据认知负荷理论，合理设计任务可以减轻认知负荷。

例如，可以将一个复杂的任务拆分为多个简单的子任务，以便更好地处理。

认知负荷理论在学习方法设计中的应用学习方法设计是一门旨在提高学习效果的学科。

在过去的几十年里，许多研究者和教育者致力于探索和发展更有效的学习方法。

其中，认知负荷理论成为了一种重要的设计指导原则。

本文将介绍认知负荷理论的基本概念，并探讨其在学习方法设计中的应用。

一、认知负荷理论概述认知负荷理论由心理学家约翰·斯万努特（John Sweller）于1988年提出。

该理论强调了学习者在接受新知识时所承受的认知负荷，认为学习效果的提高取决于对认知负荷的合理管理。

认知负荷分为三种类型：内在负荷、外在负荷和混合负荷。

内在负荷是指与学习内容的本质相关的认知处理，如理解概念、记忆信息等。

外在负荷是指学习过程中与学习内容无关的认知处理，如环境干扰、分散注意力等。

混合负荷是内在负荷和外在负荷的综合体。

二、认知负荷理论在学习方法设计中的应用1. 减少内在负荷设计师在制定学习方法时，应尽量减少学习者的内在负荷。

例如，可以通过简化学习材料，提供清晰的解释和示例，以降低学习者理解和记忆信息的认知负荷。

此外，合理安排学习的难度和顺序，避免过度的认知负荷，也是有效的方法。

2. 控制外在负荷外在负荷对学习的影响不容忽视。

为了提高学习效果，设计师应该尽量降低学习环境的干扰，创造良好的学习氛围。

例如，可以提供安静的学习场所，减少干扰因素，使学习者能够更专注地处理学习任务。

3. 优化混合负荷混合负荷的优化是学习方法设计中的一项重要任务。

在混合负荷的处理过程中，设计师需要合理分配学习者的注意力资源，确保学习者能够同时处理内在和外在负荷。

例如，可以通过引导学习者的注意力，提供明确的学习目标和反馈，帮助他们更好地管理混合负荷。

4. 借助外部工具在学习方法设计中，可以借助一些外部工具来减轻学习者的认知负荷。

例如，可以使用图表、图像等可视化工具来辅助学习者的理解和记忆。

此外，合理利用技术手段，如电子学习平台、智能辅助工具等，也能减少学习者的认知负荷，提高学习效果。