5.7 认知负荷
工作负荷与绩效之间关系较为微妙(Casner & Gore, 2010)。人们试图定义工作负荷，并提出了工作负荷是操作员在执行任务时投入的精力，它源自于特定任务与操作者对任务负荷所做的主观努力之间的相互作用(如，“任务负荷”用单位时间内的任务来测量)。(它源自于特定任务(如，“任务负荷”用单位时间内的任务来测量) 与操作者对完成任务负荷所需精力的主观认识之间的相互作用)。工作负荷也可能与生理或心理负荷有关。这部分将集中于工作负荷的精神层面(认知)（生理方面的已在5.2章节“生理工作负荷”中详述）。负荷过重或过轻均能够影响绩效。由于低工作负荷及其相关对抗措施方面的数据有限（由于低工作负荷方面的数据及对策有限），本章节将着重讨论认知工作超负荷。
简单的让所有的负荷都处于（把整体工作强度维持在）中间水平，无法（不太可能）达到最优的工作绩效需要达到的结果(Gore et al., in press)。成功管理或评价工作负载应（综合）考虑操作者必须单独完成的任务（完成的单个任务）、在工作期间所要合作完成任务（完成的组合任务）、任务的优先次序、操作者的个体差异及操作者完成任务所需时间的长短。因此，现阶段用工作量评价某个个体工作负荷是不合时宜的（用当前衡量工作量的方法去评价个体工作负荷是不符合实际的）(Boff, Kaufman, & Thomas, 1986; Casner, 2005: Gawron, 2008)。研究指出，单一的方法不能确定工作负荷在各种操作环境下的适用性。操作周期（开发周期的）不同阶段需要用不同的评估及测量技术(Wierwille & Eggemeier, 1993)。如果从单个任务测量扩大到系统操作测量，会进一步增加其挑战。
5.7.1 系统开发周期中（的）工作负荷评估和缩减
各种工具，方法和技术已经被用来测量工作负荷。这些技术主要为航空环境设计，并已应用(在)其他高度程序化的领域，（用来）在短时间内对任务进行检查(Gore et al., in press)。持续30天以上的空间任务特点是高度程序化但高度重复，在每天的同一时间完成，多个乘员（成员）共同决定任务绩效，同时常常使用复杂的系统。结果是，开发新的空间操作系统既要考虑短期任务工作负荷的测量需求，也要考虑长期任务工作负荷的测量需求。(需要
统筹考虑短期工作负荷与长期工作负荷两者的测量需求)。
系统由可互相操作部分组成，职能明确的各组成部分协同工作以执行增值的过程，在规定的操作环境中，以具体的结果和成功概率，及时满足任务导向的操作需求。这个系统由相互操作的组件构成。每个组件都有指定的和固定的功能，这些组件可以通过在特定操作环境中以特定产出和成功几率的方式来确保任务导向操作需求得到及时地满足。(Newell, 1990)。一个级别的组件能够在另（下）一个级别的组件下实现，在一个系统里多个组件在多层面上交互作用。(在一个系统不同层面相互作用的多种元素亦是如此。)Newell认为，人的体系结构由多个系统多个层次组成，并且它（）不能以其他方式被（）构造。Simon 认为，只有子系统稳定时，系统才有可能稳定(Simon, 1962)。显然，不同层次及子系统之间的相互作用是形成稳定的系统架构所必须的。
如下所述（正如下面要讨论的一样），过量工作负荷将是一种在处理非预想的额外工作时易造成错误和潜在危险。（可能引发失误和诱发完成非预想额外工作的潜在失败）。设计师将通过几种行为方式避免造成这种状态（应该努力通过几种方式来避免这种严重的状态）。在最高水平，可以采取两种互补行为。在系统启动之前，正如它存在于―制图板上‖，（也就是说还在筹划的时候，）它的工作负荷可以通过任务分析预测（我们可以通过任务分析来评价它的负荷）（在这里（假设）高任务负荷=高工作负荷）。一旦航天员使用一个完全的系统或系统组分（组件），工作负荷可以通过比较工作负荷的估计值与实际值来评估、预测、验证。（我们可以通过比较工作负荷的估计值与实际值，从而对工作负荷进行重新评估，对先前的预测进行验证和改进。）
无论是估计还是实际情况下，如果发现或预测工作负荷过重，就要采取措施改造设备（界面），改变任务需求，自动操作一些功能，或者加大训练力度。后者通常是最不可取的方法，但常常被采用。
虽然工作负荷的两种测量方法——评估和预测——互为补充，但是每种方法都有其优缺点。评估是在设计完成后进行的，而预测是在设计发展阶段的早期进行的。评估的优点在于非常精确，某种程度上测量方法选择更恰当，并且使用多种测量手段。但缺点是全系统工作负荷的精确评估(通常)要到整个系统完成才能开展。从设计流程来说，如果发现工作负荷
过高，要采取大的补救措施重先（重新）设计已为时过晚。加大训练力度也就成为仅有的可选择的解决办法。
工作负荷预测可以在设计流程早期完成。这是一种较为理想的负荷测量方法。在巨大投资开始前，可以通过较少代价修改设计。但是，预测的缺点也反映出评估的长处。目前还未发现完全有效的工作负荷预测模型。根据具体情况，在预测高负荷设计和程序中，预测模型的精确率在70%到80%。但是，问题是这样的精确度是否好的满足设计师，使其放弃某一预测产生高工作负荷的观念。（这样的精确度是否好的足以让设计师放弃某一预测产生高工作负荷的观念的疑问仍然存在。）
评估和预测在使用时可以互为补充方式（）。当二者同时用于一次完整任务的某一作业任务（如飞行控制，通信协议，推进剂管理）时，评估获得适时性，而预测获得精确性，即使这些作业任务（组件）需要在以后的飞行任务中时间共享也不影响。
下面将上述内容分三个主题进行阐述：首先，工作负荷定义为乘员与任务的相互作用，包括什么是工作负荷过多，红线的概念是什么等重大问题。其次，阐述测量工作负荷所使用的方法，预测的方法，以及怎样利用两种测量方法和评估工具来定义工作负荷过多。与应激和工作负荷转换一同讨论自动操作和训练这两种工作负荷解决办法的效果。最后，阐述充分预测认知工作负荷的主要研究需求。
5.7.2 工作负荷概述
5.7.2.1 工作负荷和工效（性能）
几十年来工作负荷评估和预测增强了系统、设备和程序的设计和操作使用(Gawron, 2000; Moray, 1979, 1988)。由于许多原因，复杂系统的娴熟操作者的绩效未能达到需求水平或者完全毁掉。例如，不适当或不兼容的控制-显示关系会引发错误，睡眠减少会降低警觉性，或者发生很难解释的突发事件。操作失败最频发和重要的缘由之一是操作者工作负荷处于非最佳水平。这种关联已经在人类在真实或模拟环境中执行各种任务（驾驶、飞行、监视、装配、通信、监督、维修、输入数据）得到很好证明。另外，在这些任务中，如控制机械手或航天器对接时监控摄影位置，乘员工作负荷面临巨大挑战。认知工作负荷未达最佳标准可
能由于低觉醒导致的工作负荷过低，或者由于任务需求过量、设备设计较差、或环境条件恶劣导致的工作负荷过高。科技发展（如自动化控制）使得系统性能改善（降低工作负荷），有时可以造成低负荷，即操作者仅需监控自动操作(Parasuraman, 1987)，或者操作者的工作负荷从一处转到另一处，并没有获得预期的负荷下降。
虽然工作负荷和绩效是紧密相连的，但这种关联的本质并非直接关系；操作者与系统绩效以及工作负荷的测量可能受相似或者不同因素的影响(但又完全不同的因素的影响)。事实上，操作者可能在工作负荷和绩效之间交替换位。（权衡工作负荷与绩效）
5.7.2.2 工作负荷需求和资源
图5.7-1很好的描述了认知工作负荷的概念。两副图的x-轴显示了某一任务逐渐增加的需求量。图中显示需求增加影响两个变量：操作者的任务绩效（上图）和智力资源（精神资源）（下图）。上图显示了着眼于―流水线末端‖所观察到的现象，或者完成的实际工作。下图显示如果对操作者使用工作负荷计量表来测量的结果。最初，由于低任务需求，操作者使用很少的资源（下图）。因而，操作者就会感到无聊，变得低警觉（放松警惕），想要做其他工作（或者倾向于做其他的工作），任务绩效就会低于正常（水平）。随着任务需求的增加，更多的操作资源将会投入使用（需要操作者的注意力），绩效（上图）会稳定在最佳水平。进一步增加任务需求就会导致操作者负荷过载。由于错误和延迟反应，操作资源就会导致低产出。结果任务绩效就会下降。绩效下降在x-轴上标识为―红线‖。红线左侧，操作者能够跟上任务需求节奏并可以储备能力。绩效保持―完美‖（或者诸如1秒反应，1米飞行路径跟踪在标准水平之上）。在―红线‖的右侧，资源需求超过资源供给，绩效就会消减。因此，在图5.7-1（中）下面的图分成两个区域：
●储备能力区：操作者对完成工作具有资源储备能力
●负荷过载区：操作者超负荷或者已经超过他或她的能力
工作负荷必须不能超越―红线‖。工作负荷必须在―红线‖的左侧，那样乘员可利用资源处理一个不可预计的紧急情况（才有精力资源有效处理不可预见的紧急情况）。沿着x轴，为了测量资源需求的变化，尽管未完成的能力详细说明了数值范围的准确属性和“红线”，多少重要指导方针可能被提议，在下面将被讨论。（尽管不能完全精确地确定参数属性和红线
位置等内容将在下一章节讨论，但测量资源需求沿着x 轴而变化这一规律无疑具有重要的指导意义。）
图5.7-1 从左到右增加任务难点（或资源需求）对任务绩效的影响
下图给出了两个工作负荷区域和划分区域的―红线‖，在这里主要工作绩效开始下降，而任务资源需求不能满足逐渐增加的供给。（不再随供给的增加而增加。）
5.7.2.3单任务对多任务需求
有很多关于注意力和操作的模型可以用来解释任务需求、工作负荷和绩效之间的关系。（例如， Gopher & Donchin, 1986; Hart & Wickens,1990; Tsang & Vidulich, 2006; Wickens, 2002; Wickens & Yeh, 1988）。这些模型将影响因子分为两类，这些影响因子驱动图5.7-1中X 轴的需求增长。
1． 单任务的需求是像车辆的前进速度、在确定之前的记忆参数设置的内存要求或者时间压力等因素。如果这些增加，绩效最终会受到影响。
2． 双任务要求是指由于同时执行两个或两个以上工作的需求，从而增加了工作负荷。如稳定化处理飞船的运动轨迹，寻找月球表面的水平着陆点。
注意力的多资源模型是为了预测和诊断由于双重任务要求引起的过度的工作负荷和绩效衰减，然后提供缓解这种消减的方法。以下部分涉及通用的单位，可用来量化单任务和双任务需求的心理负荷（或者图5.7-1沿x 轴的需求）。
感到无聊
（操作者容易注意力分散） 压力增加 （错误增加或工作延迟）
满意绩效
任务绩效 任务需求 任务需求
操作者的 资源产出 负荷过载区
红线
5.7.3工作负荷的测量
目前已经制定出一些有效的切实可行的测量方法，这些测量方法可以用来量化操作者在不同环境中进行各种活动带来的大量工作负荷。这些测量可以通过几个标准和每个工作可以解决的问题来加以区分（和每个可以回答的关于工作负荷的问题来区分）。由于它们根据各自提供的信息的类型和质量等方面会变化，所以利用多种测量去开发一套完整的工作负荷轮廓（工作负载概要），从而获得不同来源的约束证据（聚合证据）。
（对于可获取的测量，是否证明有用，以及如何实现的描述，见David, 2000; Gawron, 2000; Gopher & Donchin, 1986; Hancock & Meshkati, 1988; Hansman, 2004; Hart, 1986; Hart & Wickens, 1990; Hill 等人, 1992; Lysaght等人., 1989; Moray, 1979; Moray, 1988; O’Donnell & Eggemeier, 1986; Roscoe, 1987; Tsang & Vidulich, 2006.。此外，一些网站提供的测量的说明和关于何时和如何使用它们的信息，例如，联邦航空管理局（FAA），2007年，https://www.doczj.com/doc/9513609955.html,]。
操作者的工作负荷一般通过四个方面（四种技巧）进行评估：
1. 主任务测量法（主要任务绩效衡量法）
2. 辅助任务（绩效）测量法–额外的绩效测量，次要任务是为测量剩余注意力或能力而提出的。
3. 生理测量–内隐反应测量（例如，心率的变化，眨眼，眼球运动，或大脑的电活动（脑电活动））通常被称为―生理‖的测量。
4. 主观评价法 - 由操作员或观察员提供的评级
这些具体的例子将在下面描述：
以上的每种测量都各有利弊。最好是用至少含有两个不同指标的组合，以便获得工作负荷的可靠评估。在选择一个工作负荷的测量工具时，应考虑到下列因素：
干扰——干扰是在选择测量时的一个明确和关键的标准。它在许多方面可能（可能以多种方式）影响主要任务绩效。这种干扰主要集中在工作负荷的测量工具和失去任务需求的角度，使主观数据不准确（和通过使主观数据不准确来使任务需求的角度丧失）。测量工具还可能增加误差和未知量到工作负荷中。最后，操作者可能在测量过程中不细心，然后忽略它
（可能因为测量过程所感受到的心烦而无视测验）（如，在一些综合性的二级（辅助）测量中）。在这方面，最好是将次级任务（辅助任务测量）和依赖于已存在的电极上的生理测量嵌合起来。
环境——工作负荷评估的前后关系是很重要的。例如，心电图（ECG）电极已经能够用于其它目的（如健康监控），使得更容易评估心率变化。相反，非常嘈杂的环境中不适合做与听觉事件相关的次级任务（辅助任务测量）。动态环境（如EV A）阻碍了手动反应任务的使用，无论是次要任务或给予（使用主观评价辅助任务绩效测量法还是使用主观评价法。当操作者在从事安全关键任务（时），次要任务的干扰是一个重大问题。
灵敏度——测量的灵敏度描述了当工作负荷改变到何种程度时，测量值会发生改变。
可信度——测量的可信度描述了当且仅当工作负荷发生改变时，测量值会随着改变。如（对于工作负荷），心率的测量，并不是完全可靠的。因为许多其它的非工作负荷因素如体力消耗或压力，都会影响心率。
可诊断性——可诊断性的测量是用来识别高工作负荷的来源（例如，感性负载与反应负载，见下文）。
范围——任务要求的资源的范围（见图5.7-1）定义了可靠的可测量工作负荷水平。
首（主）要任务绩效测量应被用于高资源需求（―超载‖）区域，而且（在）在低任务需求水平并不可靠。
次级任务绩效辅助任务（绩效）测量和生理测量是最适合低任务需求（―备用容量储备能力‖）区域。
主观评价可能是适用于整个范围。
目的——最后工作负荷评估的目的在测量方式的选择中起到关键作用。如果是要建立一个可视化的任务的工作负荷（使用，例如，格式化视觉显示），监督操作者的审视模式（扫描模式）是一个很好的方法。如果需要评估一个模拟全任务的工作负荷的绝对水平，那很可能一个全面测量如国家航空和航天局的任务负荷指数（NASA-TLX）的主观评价会很理想。如果，需要对产生不可接受绩效（如问：―怎样才能减少工作负荷？‖）的多任务环境的工作负荷进行评估，那么主要任务绩效的测量是至关重要的，尤其是如果这些与高工作负荷来源
的模型相结合（见4.10.5.3.1，―工作负荷的预测‖）。尤其是如果这些与高工作负荷来源的模型相结合（见4.10.5.3.1，―工作负荷的预测‖），那么运用主要任务绩效的测量是至关重要的，5.7.3.1主要任务性能的测量
对绩效的测量可用于对工作负荷的评估。然而警告也将被使用(但应谨慎使用)，因为工作负荷和绩效在很多方面可以互为转换。这对理解评估任务以及效能和工作负荷之间的关系非常重要。试图最大限度地提高绩效，并且有着明确目标的操作者进行高强度工作有时可以获得高绩效。但有时，良好的界面设计或有效的自动化可以在工作负荷非常低的情况下获得较高的绩效。因此，这对（通过系统对比）了解系统的绩效与工作负荷之间的关系是至关重要的。举例来讲，我们可以比较两个不同的飞船着陆的程序。其中之一涉及直接的内环控制，它可以提供非常精准的操作，但是人员必须在程序的各个阶段进行高增益，精确的手动控制，这导致了过多的工作负荷。由于工作负荷非常大，因此其他必须执行的监测任务便无法进行。另一个方案是设计一种在导航屏幕上显示的通道图像，不同于精准度高的程序，在这个程序中，飞行中的一些偏差是可以接受的。这可能会导致一个稍高的跟踪误差；然而，由于其工作负荷将会变低，飞行员可以分出更多的精力完成监测或通信任务。
主任务的完成情况往往能反应操作员适应高负荷或调整的策略。尤其是一个涉及很广泛的任务，比如空间试验，什么时候以及如何完成任务是复杂的(都是可以灵活选择的)。任务专家可能试图在可接受的范围内同时完成两个任务（同时进行或者根据时段快速在两者间切换），在降低一个的同时强调另外一个，或按顺序执行任务。事实上，在搁置次要任务的同时优先完成重要任务可能是最佳的策略。
5.7.3.1.1主任务测量的类型
绩效测量可以为工作负荷问题提供客观的答案。一些测量总结了操作者行为的有效性，而其它也提供关于操作者控制策略中一些精细问题的信息。前者反映了操作者的行为和系统输出之间的相互结合，而后者则更为直接的衡量操作者付出的努力（工作负荷）。
绩效测量表方法有三类：
1. 速度-开始或完成任务所需要的时间
2. 精度和错误率–不连续的反应或连续控制与目标值或可接受范围的匹配程度
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。工作记忆的负荷受来自材料的内在本质、材料的呈现形式及学生的活动的影响。 长时记忆中的图式是一种知识框架，在学习新的材料时，具有中央执行官能。在学习新材料时，如果能从长时记忆中获取这类知识框架，材料就可以通过知识框架所提供的方法来进行学习；如果不能获得关于这些材料该如何组织的知识框架，则得采取随机学习的方式。除了个体本身存于长时记忆中的图式以外，其他人所习得的知识在个体的学习过程中可也充当中央执行者。 2．认知负荷理论
认知负荷理论：教学设计研究的新视角 认知负荷理论（CognitiveLoadTheory，以下简称CLT）最早由澳大利亚教育心理学家J．Sweller于20世纪80年代提出。CLT理论从认知结构入手考虑教学设计，为教学设计提 供了一种新的理论视角。本文对认知负荷的内涵、类型做了详尽描述，并对20世纪90年代以来CLT的研究进行了系统回顾，以期对当前的教学改革和实践产生借鉴意义。 一、CLT简介 （一）认知负荷的内涵 认知负荷是在某种场合下施加到工：作记忆中的智力活动的总的数量，对认知负荷起主要作用的是工作记忆必须注意的内容数量。认知负荷与教学设计、学习绩效有重要关联。教学过程中，认知负荷过低，会造成时间浪费；认知负荷过高，又会阻碍学习者的信息加工活动：教学的理想模式是学习者可以满负荷工作。因此，教学设计的目的就是为了能够帮助学习者顺利开展学习活动，即用最少的心理资源获取最多的知识。 （二）CLT的理论基础 CLT主要吸收和利用了现代认知心理学关于工作记忆和注意的研究成果。 工作记忆是完成认知活动的基本成分，是意识的焦点。外界信息只有进入到工作记忆中，才能被加工和认识。但工作记忆只能同时加工7个左右的信息组块，而且其负有加工、组织、比较等任务，工作记忆只能同时记住2-3信息组块。如果同时进入工作记忆的信息组块超过数量限制，记忆容量就会超载，信息加工活动就会受阻或根本无从开展。 注意最基本的特征是选择性。学习者在学习过程中，会出现许多无法预测的额外认知活动，这势必会分散学习者的注意力，而注意大量信息无疑又会加重认知负荷。集中注意对某些信息进行深度、细致加工，工作记忆中的目标信息会相应地减少，而工作记忆中的信息超载问题实质上就是注意资源分配不足问题。工作记忆容量的有限性和可同时利用心理资源的有限性，决定了存在着认知负荷问题的存在。 二、认知负荷的种类及其含义 （一）原生性认知负荷（intrinsiccogntiveload） 学习者加工的信息类型和信息结构会随情境的不同而变化，但组成信息的元素之间交互性是学习材料的关键特征。低交互性的学习材料，在不考虑其他因素的情况下，就能被理解和学习；高交互性的学习材料只有学习某个元素并同时理解元素之间的相互关系，才会真正理解所学材料的意义。 原生性认知负荷是由学习材料的内在特性即材料内部元素的交互性水平决定的。因此，原生性认知负荷是教学设计所无法改变的。但需明确的一点是，原生性认知负荷与学习者未掌握适宜的图式有关。图式是根据信息的功能及其用途规范化或类别化的信息单元，图式可以是学习过的任何知识结构或所学信息组成的任何知识结。一个图式可以储存大量信息，并且图式可以从长时记忆提取到工作记忆中，在工作记忆中作为一个信息组块予以加工。显然，图式的自动化及其无意识加工能减少工作记忆负荷。尤其是在学习复杂材料时，要求更多认知资源的参与及对材料的构成元素间不断地相互链接，此时建构充分且丰富的图式更为重要。（二）无关性认知负荷（extraneouscognitiveload） 无关性认知负荷是教学设计的缺损造成的额外的认知加工活动所致。许多传统的教学设计程序往往易导致无关性认知符合的产生，因为这些教学设计程序没有考虑到学习材料的结构和学习者的学习风格。研究无关性认知负荷在原生性认知负荷较高的情况下具有较高的价值。原生性认知负荷较低，总的认知负荷一般不会超过工作记忆总的容量，学习活动可以顺利进行；只有原生性负荷较高的前提下，试图减少无关性认知负荷的教学设计才更为有效。（三）相关性认知负荷（germanecognitiveload）
心理学报2009, Vol 141, No 11, 35-43 A cta Psychologica S in ica DO I :10. 3724/SP. J. 1041. 2009. 00035 35 收稿日期:2007-11-13 3全国教育科学“十一五”规划教育部重点课题(DCA080141 、浙江省自然科学基金资助项目(Y604275 、浙江省哲学社会科学规划后期资助项目(08HQZZ038 资助。 通讯作者:许百华, E 2mail:bhxu305@zju. edu . cn 人机交互过程中认知负荷的综合测评方法 3 李金波许百华 (浙江大学心理与行为科学学院, 杭州310028 摘要设计模拟网络引擎搜索和心算双任务实验, 分析主观评定、绩效测量和生理测量三类评估指标对认知负荷变化的敏感性; 采用因素分析、BP 神经网络和自组织神经网络三种建模方法, 探索人机交互过程中认知负荷的综合评估建模方法。结果显示:心理努力、任务主观难度、注视时间、注视次数、主任务反应时、主任务正确率6个指标对认知负荷变化敏感; 采用多维综合评估模型对双任务作业认知负荷进行测量总体上比采用单一评估指标的测量更为有效。BP 网络和自组织神经网络两种神经网络模型对认知负荷的测量结果优于传统的因素分析方法。关键词人机交互; 评估; 认知负荷; 神经网络; 建模分类号B841. 2 1前言
随着计算机和自动化技术的发展, 人在人机系统中的职能发生了很大变化, 状态的监控任务, ( 大加重。、杂人机系统中, 容易出现认知负荷过高, 甚至超负荷现象。过高的认知负荷将严重影响人的工作效率、操作可靠性和身心健康, 进而影响整个人机系统的效率和可靠性。因此, 认知负荷已成为人机系统评价的主要指标之一。最早对认知负荷开展研究的是美国心理学家M iller (1956 。此后, 国外一些学者对认知负荷的含义、结构和测评方法进行了大量的研究。Cooper (1990 将认知负荷定义为在特定的作业时间内施加于个体的工作记忆的心理活动总量。Paas 和van Merrienboer (1994 认为认知负荷由多维度构成, 是执行一项具体任务时施加于个体认知系统的负荷。认知负荷目前尚不能直接进行测量, 而只能用间接的方法对其进行评估。常用的评估技术有任务绩效测量、主观评定和生理测量等三大类(Paas &Mer 2rienboer, 1994; B runken, Plass &Leutner, 2003; Faircl ough, Chris, Dan 2 iel A lan, 2berg, 2006 。 。它的基本假设是, 随着作业难度的提高, 对人的信息加工资源的需求相应地增加, 当认知负荷对个体的要求超出其可支配的资源总量时, 作业绩效将出现不同程度的下降。主任务测量常用的指标有操作准确性、反应时、信号漏失率和虚报率等。次任务测量采用双任务作业情境, 要求作业者除执行主作业外再完成一项额外的作业(次作业 , 通过考察双任务作业情境下次作业绩效受影响的程度(相对于单任务情境来间接评价主作业的认知负荷。生理测量是通过测定作业者在进行指定作业过程中出现的生理反应来间接地评估认知负荷, 常用的生理指标有瞳孔直径、心率和事件相关电位等(Chirs, Daniel &A lan, 2007; Ahlstr om &Fried man 2berg, 2006 。主 观评定技术是由作业者根据主观感受与体验来评估认知负荷, 通常涉及个体知觉到的心理努力、任务难度和时间压力等方面。上世纪80年代以来, 国外一些研究者相继开发出了多种认知负荷主观评定方法, 如Paas 和Van Merrienboer (1994 使用九级评定量表测量被试在理解任务材料上投入心理努力的程
如何理解“认知负荷模式” 口译是一项复杂的高难度活动。译员在从事口译时，面对重重困难。口译具有不可预测性，现场气氛会对译员造成一定的压力。而且，这项工作是个体操作，译责重大。口译是一种综合运用视听说写读等知识和技能的语言操作活动，内容包罗万象。这就要求译员具有高超的即席应变能力，流利的现时表达能力，良好的心理素质，扎实的语言功底，渊博的知识储备，高尚的职业道德，得体的行为举止等。作为口译的最最初学者来说，我们面临的最大的问题莫过于记不住不断涌入脑中的信息，甚至会头脑空白混乱，以至于难以表达出来，更不用说达到准确、流利的标准。 口译，无论是交传还是同传，其过程都是接受、解码、记录、编码、表达，这一系列过程是高度内化的，存在于人脑的思维活动中。认知心理学的研究表明，人类的脑力资源是有限的，当同时处理多个任务时，就需要注意的均衡分配。如果注意饱和了，或是注意的分配有所失衡，都可能导致认知超负荷，影响任务的执行。Gile认为口译过程是一个精力消耗的过程,而译员的脑力是有限的。口译过程几乎能消耗掉译员所有的精力,有时甚至超出了译员的精力总量,达到饱和状态，这时译员的口译质量就会有所下降，如果遇到专有名词、密集信息等困难，“错译”“漏译”将会不可避免。针对这些现象，Gile 从认知心理学和心理语言学的视角提出了“认知负荷模型”假说 (EM, Effort Models)。按照这一模式，吉尔“认为口译任务所需要的注意
力总量必须小于译员大脑能够提供的注意力总量。口译过程中每一步骤所需要的注意力也必须小于大脑所能提供的注意力。”也就是说，口译中大脑加工能力必须大于口译所需的能力。该理论以认知科学为理论基础，借用“有限注意力资源”和“任务困难程度与任务实施时限强关联性”两个主要的认知概念，重在描述口译（尤其是同声传译）中译员如何分配精力（effort）处理听、理解、记忆、产出等几乎同时发生的任务，并根据口译工作过程的阶段性特点，提出了“同传的口译模式”、“交传的口译模式”和“口译的理解模式”。 （1）同传的口译模式：SI=L+M+P+C 即：同声传译=听力与分析+短期记忆+言语传达 （2）“交传的口译模式”可分为两个阶段,每个阶段分为不同的任务: Phase Ⅰ:CI=L+N+M+C 即：交传第一阶段=听力与分析(Listening and Analysis)+记笔记(Note-taking)+短期记忆(Short-term Memory operations)+协调(Coordination) Phase Ⅱ:CI=Rem+Read+P 即：交传第二阶段=记忆(Remembering)+读笔记(Note-reading)+传达(Production) （3）口译的理解模式：C=KL+ELK+A 即：理解=语言知识+言外知识+分析 这一点和释意理论的认知补充，注重理解思想、重新表达思想有异曲同工之妙。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/9513609955.html, 口译中的注意力分配与协调 作者：董智颖 来源：《青年文学家》2013年第30期 摘要：随着全球化的不断推进，口译已成为当今社会不可或缺的一部分。口译是一项复 杂的双语活动，译员要不断地接受原语的输入，还要快速地进行译入语的输出。在强大的心理压力和听、说、写等一系列活动同时进行的状态下，译员必须在短时间内将注意力分散到各个方面，才能保证口译活动的顺利进行。本文以Daniel Gile的注意力认知负荷模型为理论依据，对两位译员进行了交替传译实验，通过分析译员口译结果中出现的错误，找出译员在注意力分配与协调方面失败的原因。实验是对Gile注意力认知负荷模型的进一步认识，也便于译员了 解自身在注意力分配和协调方面的缺陷，从而优化口译质量。 关键词：注意力；Gile的注意力认知负荷模型 [中图分类号]：H059 [文献标识码]：A [文章编号]：1002-2139（2013）-30--01 一、引言 口译是一项跨语言、跨文化的交际活动，对译者的记忆存储能力、心理素质和认知知识提出了较高要求。在口译中，各项任务分配到的注意力是此消彼长的关系，只有科学地分配与协调注意力，才能使口译顺利进行。因此，探讨口译中注意力的分配与协调，对口译质量有重要意义。 二、注意力与口译质量 20世纪40年代，工程师Claude Shannon在通讯领域做研究得出结论，任何一个传输通道在传输信息时都有最大传输容量，如传输信息量超出传输通道的最大传输容量，那么就会出现信息丢失的现象。同样，认知学认为人脑是个容量有限的信息处理渠道。一个人的注意力是有限的，同一时间内处理多项任务时，如果一项任务分配的处理能力太多，分配到其他任务上的处理能力就会相应减少，影响口译的顺利进行。因此，能否协调好注意力在各项任务上的分配直接影响口译的成败。 三、口译中的多项任务 Gile针对同步口译过程中注意力的分配，把注意力分为L（istening）听取/分析，P （roduction）口译产出，M（emory）短期记忆，C（oordination）协调整理。他指出四者除了各有其应有的处理容量外，应以四者总和为极限。
巴黎释意学派口译理论（Interpretive theory of translation） 1．简介 巴黎释意学派诞生于20世纪60年代末的法国，其核心人物是巴黎高等翻译学校的Seleskovitch和Lederer两位教授。以认知科学理论为指导，围绕着口译过程中意义的感知、理解、记忆、提取与表达进行了坚持不懈的探索，创立了国际口译届第一套系统的、用于解释口译心理过程、指导会议口译教学与实践的理论—释意理论。 2．基本观点 该理论认为，翻译，从本质上讲，是一种复杂的交际行为（a complex communicative act）。 释意理论强调翻译是交际行为，翻译的对象绝不是语言，而是借助语言表达的意义，翻译的任务是转达交际意义。 “释意理论”认为，口译不是从源语到译语的直接转换，而是“建立在理解基础上的再表达”。 3．核心观点：口译是以言语理解加上言外知识认知补充（cognitive complement of extralinguistic knowledge）为基础的释意过程。 研究视角口译作为一种信息处理过程：A语口译B语 口译三角模式： 第一语言 Deverbalisation: Immediate and deliberate discarding of the wording and retention of the mental representation of the message 口译过程中，译员为完成特殊交际 条件下的功能性需要，在整合语义信息和其他层面的话语信息和语用 信息的基础上，在长期工作记忆内形成的、以高层次语义表征或多层 次宏观语义网络为基本存在形式和主要存在特征的意义存在状态。 Seleskovitch notes that dropping form aids the interprete r’s memory because they are not concentrating on remembering the words, or even the structure of the source text. Instead, the interpreter understands the message, connects it to long-term memory, and is then able to reformulate it in a more efficient way. Notes help the interpreter retrieve the message from their long-term memory and consist of, “symbols, arrows, and a key word here or there.” The “key words” may consist of words that will remind the interpreter of the speaker’s point, or of specific information “such as proper names, headings and certain numbers”. “Even memorizing a half dozen words would distract the interpreter, whose attention is already divided between listening to his own words, and those of the speaker...His memory does not store the words of the sentence delivered by the speaker, but only the meaning those words convey.” (Seleskovitch, 1978, 30-31) 4．口译的三阶段： a)理解（comprehension） 理解的内容是交际意义，而不是语言本身，包括语言知识、认知补充、主题知识与 百科知识、交际环境等。 b)脱离源语语言外壳（deverbalisation）
Advances in Psychology 心理学进展, 2015, 5, 50-55 Published Online January 2015 in Hans. https://www.doczj.com/doc/9513609955.html,/journal/ap https://www.doczj.com/doc/9513609955.html,/10.12677/ap.2015.51007 A Review of Cognitive Load Theory Qimei An,Hong Wu College of Education Science, Guizhou Normal University, Guiyang Email: 757101815@https://www.doczj.com/doc/9513609955.html,, 395336533@https://www.doczj.com/doc/9513609955.html, Received: Dec. 28th, 2014; accepted: Jan. 16th, 2015; published: Jan. 27th, 2015 Copyright ? 2015 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.doczj.com/doc/9513609955.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Cognitive load theory is the eternal topic of cognitive psychology. It is the amount of mental activ-ity imposed on the individual cognitive system in a specific operation time (Sweller, 1988) and is to optimize and make full use of the relevant cognitive resources in complex task learning. The au- thor, through the analysis of related literature on cognitive load theory, describes the connotation, structure model, classification and features. Finally, by combining a comprehensive domestic and foreign research to this theory, this paper states the present situation and prospect of the study on the cognitive load theory, in order to bring further thinking and inspiration to the readers. Keywords Cognitive Load, Cognitive Load Theory, Working Memory, Schema 认知负荷理论综述 安其梅，吴红 贵州师范大学教育科学学院，贵阳 Email: 757101815@https://www.doczj.com/doc/9513609955.html,, 395336533@https://www.doczj.com/doc/9513609955.html, 收稿日期：2014年12月28日；录用日期：2015年1月16日；发布日期：2015年1月27日 摘要 认知负荷理论是认知心理学经久不衰的话题，它是指在一个特定的作业时间内施加于个体认知系统的心
认知负荷理论对教学工作的启示 为避免教学中学生认知负荷总量超过其工作记忆容量，认知负荷理论的教学原理就是：尽可能降低学生的内在认知负荷和外在认知负荷；并在确保工作记忆资源有所盈余的前提下，适当引导学生投入更多的心理努力（Mental Effort），提高其相关认知负荷，实现图式的获得与规则的自动化。教学活动中学生内在认知负荷与教学材料的特点和学生的认知水平有关，外在认知负荷与教学材料的呈现方式和教学设计水平有关，相关认知负荷与学生的认知努力（Mental Effort）有关。为此，要从以下几个方面来优化教学活动中学生的认知负荷结构，提高教学效果。 （一）控制内在认知负荷：充分考虑教材特点与学生认知水平及其交互作用。 一般认为内在认知负荷是由学习材料的本质所决定的，不能通过教学设计的改变而改变，但Pollock et al(2002)和Peter et al(2004)的实验提出了异议。两个实验共同点在于利用材料的信息排序原理降低内在认知负荷。Pollock et al首先向学生分批展示学习材料,然后一次性地全部展示，这种学习材料排序法,尤其是对初学者而言,能更好地促进对学习材料的深层次理解。而Peter et al改变了传统样例教学方式,把样例分解成几个能单独理解的成分，他的五个实验最终结果一致表明，新的样例呈现方式降低了材料给学生带来的内在认知负荷。 Tracy Clarke,Paul Ayres与John Sweller也在他们的“The Impact of Sequencing and Prior Knowledge on Learning Mathematics ：Through Spreadsheet Applications”一书中研究了一种改变固有认知负荷的渐进方法。他们使用Spreadsheet 软件来形成学生的数学技能。学生被分为两类。一类学生对 Spreadsheet不怎么熟悉，另一类学生对Spreadsheet有较好的了解。每一类学生又一分为二，分别接受两种先训练：一种训练是先使用 Spreadsheet 软件，再训练利用这种软件发展数学技能；另一种训练是练习 Spreadsheet 软件技能与练习数学技能同时进行。结果显示对于事先不熟悉 Spreadsheet的学生来说,顺序呈现优于并发呈现,测验成绩也更高；但对于事先已了解Spreadsheet的学生来说，情况正好相反。这说明，对于知识技能水平低的学生来说，采用“先学习技能后学习特定内容领域的概念”这种策略能提升他们的学习；对他们来说，技术内容很可能具有高元素交互性，如果同时学习技术技能和特定学科领域的概念，内在认知负荷可能会增加[5]。而对技能水平低的学生来说，技术内容不具备高元素交互性，同时学习技术技能和特定学科领域的概念，内在认知负荷不会增加。在决定顺序策略时，学生的技术技能水平以及内容的元素交互性水平,是至为关键的变量（Kalyuga 等,2003；Van Merrienboer, Kirschner & Kester,2003）。 （二）降低外在认知负荷：优化教学材料呈现方式，提高教学设计水平降低外在认知负荷是“教学的认知负荷理论研究”重点关注的对象。对降低教学中学生外在认知负荷的途径，众多的研究者纷纷从不同的角度提出了自己的看法。笔者在参阅众多文献的基础上，认为可以总结为一句话，即优化教学材料呈现方式，提高教学设计水平。下面试举几例，以资说明。 1、按邻近原则呈现教学材料，减少注意分散和表征保存。即教学中的教学材料呈现应尽可能在时空上保持邻近。凡涉及多来源的信息应该在物理上被整合,以降低对有限的工作记忆的压力，并释放出认知容量进行其他的信息处理。[6]以图像和解释性文本的呈现为例。在空间上，解释性文本应尽可能被整合到图像中去；在时间上则应该同时而非连续呈现，形成一个整体。这样，学习者就可以以最短的视觉搜索找到相应的视觉与语词信息,容易在它们之间建立联系而促进信息整合。否则，图像和解释性文本分离呈现，“学习者倾向于先看文字部分,接着看对应的图表”(Hegart&Judt,1989)，在看完文本后，一方面需要一部分认知资源来保存文本表征，形成表征保存；另一方面还要耗费一定认知资源来搜寻对应的图像信息，形成注意分散，从而带来额外的认知负荷。因此，“文字和图像的完整呈现比文字和图像分离呈现更有利于学习者的学习(Moreno&Mayer,1999;Mayer,2001)”。 2、清除多余信息，避免冗余效应(Redundancy Effects)发生。多余信息，就是对教学目标达成来说是没有必要的那些信息，也称为冗余信息。Paul Chandler 和 John Swe11er用实验证
目录 摘要 ................................................................................................................................... I Abstract ........................................................................................................................... III 1引言 (1) 1.1前瞻记忆概述 (1) 1.2前瞻记忆的影响因素 (4) 1.3前瞻记忆的神经机制 (6) 1.4情绪与前瞻记忆 (9) 2 问题提出与研究框架 (15) 2.1问题提出 (15) 2.2 研究假设与研究框架 (16) 3实验一 (18) 3.1 实验目的 (18) 3.2 实验方法 (18) 3.3 结果与分析 (19) 3.4 讨论 (24) 4实验二 (27) 4.1 实验目的 (27) 4.2 实验方法 (27) 4.3 结果与分析 (28) 4.4 讨论 (34) 5总讨论 (36) 5.1 目标线索的效价和唤醒度对前瞻记忆的影响 (36) 5.2 背景任务的认知负荷对前瞻记忆的影响 (37) 5.3 前瞻记忆的加工机制的探讨 (37) 5.4 研究的创新之处 (38) 5.5 研究不足与未来展望 (38) 6 结论 (40) 参考文献 (41) 附录 (48) 致谢 (53) 万方数据
目标线索的情绪特征和背景任务的认知负荷影响事件性前瞻记忆的加工机制 基础心理学专业硕士研究生朱承运 指导教师袁宏副教授 摘要 前瞻记忆与人们的日常生活息息相关，是指将来完成某种活动或计划的记忆。 对前瞻记忆的认知加工机制和影响因素的探讨一直是前瞻记忆研究的重点领域。 根据前瞻记忆的加工过程是否需要对目标线索进行注意监控，是否需要消耗认知 资源，形成三种不同的理论观点：自动激活理论、预备注意加工和记忆加工理论 以及多重加工理论。自动激活理论认为前瞻记忆的提取是自发提取不需要消耗注 意资源。而预备注意加工和记忆加工理论认为前瞻记忆的提取必须依赖注意资源 消耗的预备加工，需要对目标线索进行注意监控。多重加工理论认为前瞻记忆提 取可以是自发提取加工也可以是控制加工，取决于多个因素，如目标线索的特征， 背景任务的特征等。先前有研究表明具有情绪性目标线索会促进前瞻记忆的表现， 但是这种促进作用混淆了唤醒度的作用，无法判断这种促进作用是由于效价、唤 醒度还是两者的共同作用。此外，具有情绪效价的目标线索促进前瞻记忆任务表 现的作用机制并没有说明，是由于目标线索涉及情绪刺激导致个体给予前瞻任务 更多的重视，还是线索的情绪特征促进了对前瞻记忆的自发提取，亦或是两者的 共同作用，仍有待考证。基于此，本研究采用前瞻记忆经典的双任务实验范式， 探究了当目标线索为不同情绪效价和唤醒度时对事件性前瞻记忆表现的影响，并 通过分析背景任务的表现探讨情绪影响事件性前瞻记忆的认知机制。 本研究包括两个实验，实验一中，操纵目标线索为负性、正性、中性三种不同效价和高、低唤醒度，背景任务为对呈现图片做1-back工作记忆任务，前瞻记 忆任务为遇到目标线索图片执行前瞻记忆任务，整个实验采用block设计，被试需 完成6个PM block和一个控制block。比较被试在目标线索为不同情绪效价和唤醒 度时前瞻记忆任务表现的差异，通过分析背景任务的反应时和正确率，探究个体 在目标线索为不同条件下所采用的注意监控策略。 实验二中，操纵目标线索为负性、正性、中性三种不同效价和高、低唤醒度，并对背景任务的认知负荷进行操纵，认知负荷为被试间变量。高负荷条件下的背 I 万方数据
教学设计研究发展综述 一.国内外发展历程 教学设计作为一门独立的学科体系产生于20世纪60年代末70年代初，至今仍属于一门比较年轻的学科，因此对于教学设计发展历程的代际划分，国内外不同的学者看法不一。 （一）坦尼森的教学设计分代 90年代，美国的教育技术学者坦尼森（Robert D?Tennydon）在运用系统论的观点、方法分析教学设计发展过程的基础上，将教学设计的发展过程分为四代。 1. 第一代教学设计 第一代教学设计为教师(学科专家)提供了一种应用系统方法和行为主义学习理论进行教学设计的方法，是60年代一般系统论和行为主义学习理论在教学中应用的结果，它预示了教学设计作为一个学科和专业领域的出现。第一代教学设计的过程包括四个步骤:准备行为目标、准备前测、制作教学产品和准备最终测试。在这一过程中，形成性评价是基础，它伴随整个过程。 2. 第二代教学设计 第二代教学设计与第一代教学设计相比，不仅扩展了系统理论的应用范围，用系统理论控制和管理教学设计的过程，而且增加了教学设计模式中的要素，提高了教学设计模式的复杂性。由于教学设计中所涉及的要素比以前大大增多，要素之间的关系更为复杂，学科专家(教师)已经不能胜任这种复杂的工作。在这种情况下，熟悉系统理论并掌握媒体技术的专业人员开始取代教师在设计中的角色。由于这些人员并不熟悉学习理论，所以，70年代虽然认知主义学习理论已经开始流行，教学设计对其反应却非常冷漠，对教学设计的影响甚微，教学设计中还是普遍采用行为主义的学习理论。 3. 第三代教学设计 由于第二代教学设计采用的是线性的一步接一步(step-by-step)的方法，没有考虑到教学环境的差异性，因此它不能很好地适合多样的教学环境。因此，第三代教学设计增加了可行性评价，对需求与问题和资源与约束条件等因素进行分析。第三代教学设计显著的特点是根据教学的具体情况进行设计，教学设计人员也从媒体技术专家转变为熟悉教学过程的教学设计专家。自80年代以后，认知主义学习理论开始影响教学设计，并成为教学设计的一个重要理论工具。 4. 第四代教学设计 第四代教学设计包括情境评价(Situational Evaluation)和五种教学设计活动。其中情境评价的主要目的有：第一，对情境做出评估，以便使设计者明确所要解决的问题；第二，根据对情境的评估，构思设计活动。所以，教学设计是根据对情境的评估，确定具体的设计活动，即每一种活动都是根据情境评价的结果而进行的，这样就保证了教学设计的适应性和针对性，能够根据具体的教学情况开展设计活动。此外，第四代教学设计另一个显著特点是五种设计活动是相互联系和相互作用，这样又保证了教学设计的整体性。 （二）我国一些学者对教学设计发展阶段的一般描述
基于认知负荷理论的对外汉语词汇信息化教学模式 认知负荷理论认为，在学习者的认知结构中，工作记忆容量是有限的，认知负荷超出容量会影响学习，而将认知资源进行合理分配则能够提高学习效率。词汇教学在对外汉语教学中占有重要地位，但词汇系统具有开放、庞杂的特点，是学生学习汉语的难点。运用信息技术可以优化教学过程，降低内在、外在认知负荷，增加有效认知负荷，从而提高词汇教学的效率。 标签：认知负荷信息化对外汉语词汇教学 一、引言 词汇是构成语言的材料，词汇教学是对外汉语教学的重点内容。各种语言技能课程，比如口语课、听力课、写作课，都要建立在词汇教学基础之上。从当前常用的教学模式来看，词汇教学往往是课堂教学的起点，因此词汇教学在对外汉语教学中占据关键地位。但是掌握一个词，并不只是了解该词的词义，还需要掌握这个词各方面的知识，包括形式（读音和汉字）、内容（意义）和功能（用法）等方面，这使得词汇的教学任务相对繁重。 如何在对外汉语教学中提高词汇教学效率，建立行之有效的教学模式，需要在教学模式、教学方法和技巧上不断探索。本文借助认知心理学者提出的认知负荷理论，结合信息化教学手段，尝试提出一套对外汉语词汇信息化教学模式，并提出该模式的教学原则。 二、认知负荷理论与对外汉语词汇教学实践 认知心理学者在实践中深化并不断发展了认知负荷理论，提出了两个基本假说。一是认知结构包含工作记忆和长时记忆两类。工作记忆容量是有限的，长时记忆的容量和时间都是无限的。二是认知负荷包括三个基本成分：内在认知负荷、外在认知负荷和有效认知负荷，该理论的代表人物是Sweller。一些实证支持内在、外在认知负荷与学习呈负相关这一观点。学习材料本身的难度和复杂性可以增加内在认知负荷，而材料的呈现方式及教学设计方式容易使得外在认知负荷增加，有效认知负荷则取决于学习者的认知努力。Sweller提出，可以通过优化教学设计来降低内在认知负荷和外在认知负荷，并且增加有效认知负荷。为达到上述目的，Mayer等学者提出了较为具体的教学策略。 汉语词汇数量大、内容庞杂且具有开放性，词汇之间在语音、意义、结构等方面存在着各种联系，这使得学习者要面临学习材料本身难度较大的问题，容易造成内在认知负荷增加。而且在汉语教学过程中，词汇往往是一个一个地呈现，如果教师教授词汇无序或教学设计不合理，易造成外在认知负荷的增加。如果能够在对外汉语教学中引入信息技术，利用多媒体、网络、语料库、虚拟现实技术等多种手段控制学生信息输入量和输入过程，就可以降低内在、外在认知负荷，增加有效认知负荷，从而提高学生的学习效率。
基于认知负荷理论的教学设计综述 1.认知负荷理论 认知负荷理论自 20 世纪 80 年代由澳大利亚Sweller 等学者提出以来, 在认知心理 学、教育心理学、教育技术等复杂性学习领域产生了十分广泛的影响。从纵向发展看, 认知 负荷理论及其研究主要经历了两个阶段: 其一，前 20 年, 研究主要集中在如何设计学习材 料, 提高教学设计效果的实验研究。其二，2001 年来, 研究有两条明显线索: 基于先前的实 验结果拓展了理论本身和加强了先前教学设计有效性的研究。从横向发展看，认知负荷研究 的主题有两个: 教学设计有效性的研究和认知负荷测量的研究。本文简要的介绍一下认知负 荷理论及其测量方法，主要探讨了应用认知负荷理论如何提高教学设计有效性。 1.1认知负荷理论的基本假设 认知负荷理论是基于人类认知结构与外界信息结构交互作用, 而形成有效认知外部世 界的理论。认知负荷理论基于人类认知的信息加工理论，该理论有两个基本假设：人类认知 结构由工作记忆系统与长时记忆系统，构成长时记忆系统具有无限的贮存容量。 贮存在长时记忆中的信息有各种各样的编码类型, 如果编码是图式, 那么工作记忆加 工信息所承受的负荷较低。工作记忆系统的重要特点是同时加工新信息的容量非常有限, 而 且保持信息的时间短暂。工作记忆加工信息的方式包括有意识的和自动化的两种。人类认识 外在世界并学习的过程，实际上是有意识的加工、形成自动化最终形成长时记忆的过程。有 意识的加工会占用工作记忆许多资源,而自动化处理基本上不受意识所监控, 占用工作记忆 极少的资源。从某种意义上说自动化的图式成了工作记忆的中央控制，无需工作记忆提取直 接驱动行为，也就是说工作记忆处理图式的能力是无限的。专家与新手的根本区别在于专家 的认知是图式驱动，而新手的认知则基于知识与技能的数目驱动。因此,新手发展为专家， 必然经历图式建构与自动化。 1.2认知负荷理论的基本观点 有效的教学设计必须有效管理三种认知负荷。认知负荷是指针对某一特定认知任务， 工作记忆系统对其进行加工和保持信息过程中所承受的负荷总量。认知负荷包括内在 (intrinsic)认知负荷、外在(extraneous)认知负荷和有效(effective) 认知负荷三个基本成分。
阿曼吉尔巴赫--详细讲述Artex咬合架的基本原理 所有Artex?咬合架的基本原理 _ 集成磁性模板系统_ 调整设计，与高精度感受器匹配_ 咬合架CN、CT、CP和CR下部由碳纤维制成_ 质轻、牢固、高效并易于操作_ 3工位，防翻倒_ 内部总高：126mm——工作面积大，模型安装空间充裕_ 正中关系的可靠再现确保每次运动的起始和结束位置都很安全，检查静态咬合位置。_ 邦威尔三角边长110mm，由髁间距离和切缘点组成_ 咬合面平均值标记_ 前导销有刻度，可调整（-5mm至+10mm）_ 支撑销防止Artex?咬合架上部后翻_ 利用Splitex?进行校准_ 髁球正向驱动，操作方便，安全可靠。_ 上下倒置结构。髁球置于咬合架上部，髁导置于下部。_ 非arcon咬合架的上下部分在正中位置开启时仍可保持一致。 Artex?基础模型——以最具效用的方式运用Artex?咬合架 _ 非A r c o n 设计正中咬合架_ 采用的基本概念与所有Artex?咬合架相同_ 精密功能部件由铝合金和不锈钢 制成_ 髁径迹半径固定在19mm_ 平均髁突倾斜度固定在35°_ 贝内特角固定在1 5 °_ 可即时升级，与更高端Artex咬合架兼容 非Arcon碳纤维基础模型——最受欢迎的碳纤维 -Artex?——走进Artex?-碳纤维世界_Artex?-碳纤维质轻、耐
用、高效且精度高_操作简便_3个工位，防翻倒_“掣子”，中心快速锁定_平均髁突倾斜度固定在35°_贝内特角的调节范围在0至20°之间非Arcon设备（经久耐用）——假牙修复体咬合架_局部可调整的非Arcon咬合架_Artex?-碳纤维质轻且耐用，实现完美操控_髁突倾斜度的调节范围在-15°至60°之间_贝内特角的调节范围在0至20°之间_“掣子”，中心快速锁定_任意销方便调整面弓_ 与自然结构一样：髁球置于咬合架上部，髁导置于下部。_ 利用位置记录可调整髁导元件。咬合架_局部可调整的Arcon咬合架，配备超滑髁导_Artex?-碳纤维质轻且耐用，实现完美操控_3个工位，防翻倒_机械导向半轴，高精度中心快速锁定_任意销便于同Artex面弓一起直接转移_髁突倾斜度的调节范围在-20°至+60°之间_牵引装置，确保压缩颚接头释放度在0至3mm之间_Arcon夹防止咬合架上下元件在正中开启时脱节_贝内特角的调节范围在-5°至+30°之间模式管理咬合架和通用诊断与治疗装置_全面调整，重现患者牙间隙和动态动作_实物咀嚼模拟器，适用于牙科实践和技工室_完全可调整的Artex?碳纤维咬合架，具备以下附加功能：_横向间隙的可变侧移功能，调整范围为0至1.5mm（每侧）_可变前伸，调整范围为0至6mm_可变后移，调整范围为0至2mm_牵引装置，确保压缩颚接头释放度在0至3mm之间_模式分析、夹板制造与校正的理想之选_Artex?-碳纤维质轻且耐用，实现完美
—————————— *CLT 指认知负荷理论。 收稿日期：2006年3月26日 第17卷 现代教育技术 V ol. 17 2007年第9期 Modern Educational Technology No.9 2007 认知负荷理论及其发展 陈巧芬 浙江海洋学院 浙江定海 316004 【摘要】 认知负荷理论是继建构主义理论后又一个对教学起着重要指导作用的心理学理论。本文对最新的认知负荷理论作了介绍，并对其这些年的发展作了分析，以理清其发展的脉络。 【关键词】认知负荷，认知结构，教学效应 【中图分类号】G40-057 【文献标识码】B 【论文编号】1009—8097（2007）09—0016—04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 Sweller )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感觉记忆，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。工作记忆的负荷受来自材料的内在本质、材料的呈现形式及学生的活动的影响。 长时记忆中的图式是一种知识框架，在学习新的材料时，具有中央执行官能。在学习新材料时，如果能从长时记忆中获取这类知识框架，材料就可以通过知识框架所提供的方法来进行学习；如果不能获得关于这些材料该如何组织的知识框架，则得采取随机学习的方式。除了个体本身存于长时记忆中的图式以外，其他人所习得的知识在个体的学习过程中可也充当中央执行者。 2．认知负荷理论 认知负荷是表示处理具体任务时加在学习者认知系统上的负荷的多维结构。这个结构由反映任务与学习者特征之间交互的原因维度和反映心理负荷、心理努力和绩效等可测性概念的评估维度所组成。CLT *中鉴定的任务特征为任务形式、任务复杂度、多媒体的使用、时间压力及教学步骤。相关的学习者特征由专业知识水平、年龄、空间能力组成。心理负荷是认知负荷中源于任务和主体特征交互的方面，它由我们当前关于任务的知识和主体特征来决定，它是预期的认知空间需求指标，被看作是认知负荷的先验估计。心理努力是知认知负荷中实际分配的用于容纳任务所加需求的认知容量方面。心理努力在学习者学习时测量。绩效可通过学习者的成绩来说明，如测试中答对题的数量、答错题的数量及所用的时间等。学习者所支付的努力的强度是获得可靠认知负荷估计的要素。 CLT 认为有三种类型的认知负荷：内部认知负荷，外部认知负荷和关联认知负荷。由于元素间交互形成的负荷称为内部认知负荷，它取决于所要学习的材料的本质与学习者的