基于認(rèn)知負(fù)荷理論的PPT課件設(shè)計(jì)原則*

楊麗勤，郭 峰

（1.山西師范大學(xué)教育技術(shù)與傳媒學(xué)院，山西臨汾 041000；2.山西師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)，山西臨汾 041000）

PowerPoint以其操作簡(jiǎn)單、使用方便以及對(duì)多媒體信息的有效整合而深受一線教師的普遍歡迎，但在使用過(guò)程中卻經(jīng)常出現(xiàn)一些問(wèn)題，比如課件整體結(jié)構(gòu)不清晰，圖片、動(dòng)畫(huà)與教學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，模板與色彩選擇不恰當(dāng)，音樂(lè)、音效選用不適宜等。這不僅難以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化教學(xué)的目的，反而增加了學(xué)習(xí)者額外的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，造成學(xué)習(xí)障礙。導(dǎo)致這些問(wèn)題的主要原因是制作者過(guò)于關(guān)注課件形式和技術(shù)的應(yīng)用，而忽視了學(xué)習(xí)者信息加工的特點(diǎn)與認(rèn)知規(guī)律。

美國(guó)當(dāng)代著名教育心理學(xué)家 Richard E.Mayer曾指出：“當(dāng)多媒體的教學(xué)設(shè)計(jì)符合人類大腦的工作特點(diǎn)時(shí)，多媒體設(shè)計(jì)才會(huì)促進(jìn)學(xué)習(xí)?！彼?，在設(shè)計(jì)與制作PPT課件時(shí)，如何組織和呈現(xiàn)信息，使之符合學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律便顯得極其重要。影響信息有效組織與呈現(xiàn)的因素有很多，本文從認(rèn)知負(fù)荷理論的角度對(duì)PPT課件的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出了幾點(diǎn)PPT課件設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則。

一、認(rèn)知負(fù)荷理論

認(rèn)知負(fù)荷理論(Cognitive Load Theory，以下簡(jiǎn)稱 CLT)是由澳大利亞教育心理學(xué)家John Sweller等人在20世紀(jì)80年代提出的。認(rèn)知負(fù)荷指學(xué)習(xí)者為了完成所給認(rèn)知任務(wù)，在工作記憶上進(jìn)行的心智活動(dòng)所需的全部心智能量。Sweller將認(rèn)知負(fù)荷分為三種類型：內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷、外在認(rèn)知負(fù)荷和相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。

內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷來(lái)源于學(xué)習(xí)材料本身的性質(zhì) （如難易程度），與學(xué)習(xí)材料要素之間交互的復(fù)雜程度有關(guān)，課件設(shè)計(jì)優(yōu)劣對(duì)這種負(fù)荷的作用不明顯。外在認(rèn)知負(fù)荷與學(xué)習(xí)材料的組織和呈現(xiàn)方式有關(guān)，多是由不良的教學(xué)設(shè)計(jì)引起的，通過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行干預(yù)，重新組織信息和對(duì)活動(dòng)設(shè)計(jì)加以改善，可以有效降低外在認(rèn)知負(fù)荷。相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷是指學(xué)習(xí)者在圖式建構(gòu)和自動(dòng)化過(guò)程中意欲投入的認(rèn)知資源數(shù)量，它有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，把大量復(fù)雜無(wú)序的信息組合成簡(jiǎn)單有序的知識(shí)體系，從而有效降低工作記憶的認(rèn)知負(fù)荷。

教學(xué)設(shè)計(jì)的本質(zhì)就是把外在認(rèn)知負(fù)荷向相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷轉(zhuǎn)變。多媒體作品中適當(dāng)?shù)男畔⒊尸F(xiàn)方式在降低外在認(rèn)知負(fù)荷的同時(shí)，還會(huì)提高學(xué)習(xí)者的注意力、興趣和動(dòng)機(jī)，從而增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。因此，筆者利用CLT理論致力于探索教學(xué)設(shè)計(jì)如何減少外在認(rèn)知負(fù)荷這一問(wèn)題，并提出了多媒體教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循注意力分散原則、通道原則和冗余原則。本文則重點(diǎn)探討以減少外在認(rèn)知負(fù)荷為目的的PPT課件設(shè)計(jì)原則。

二、PPT課件中外在認(rèn)知負(fù)荷超載的常見(jiàn)表現(xiàn)

1.內(nèi)容呈現(xiàn)不合理，導(dǎo)致視覺(jué)疲勞

PowerPoint一詞除了解釋為人們所熟知的 “演示文稿制作軟件”外，還有“要點(diǎn)”、“重點(diǎn)”之義。因此，教學(xué)中PPT應(yīng)該通過(guò)演示“重點(diǎn)”信息來(lái)幫助學(xué)生快速抓住要點(diǎn)，進(jìn)行信息加工。但具體運(yùn)用時(shí)，多數(shù)教師卻僅將PPT作為提詞工具，猶如課本搬家一樣，進(jìn)行不分重難點(diǎn)的大篇幅文字展示，該現(xiàn)象忽視學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，增加了學(xué)生的外在認(rèn)知負(fù)荷，長(zhǎng)期下去易引起學(xué)生的視覺(jué)疲勞，進(jìn)而失去利用PPT學(xué)習(xí)的興趣。

2.導(dǎo)航不清晰，產(chǎn)生信息迷航

PowerPoint軟件的超鏈接功能以其非線性、跳躍式的特點(diǎn)，在交互性課件中被廣泛應(yīng)用。該類課件打破了傳統(tǒng)教學(xué)統(tǒng)一步調(diào)的方式，學(xué)習(xí)者擁有對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容與時(shí)間的自主選擇權(quán)，主體地位得到了充分體現(xiàn)。然而，由于PPT課件導(dǎo)航不清晰，鏈接不準(zhǔn)確以及頻繁跳轉(zhuǎn)等問(wèn)題的存在，“迷航”現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，學(xué)習(xí)者在享受自由的同時(shí)，卻總是在“在哪兒”、“去哪兒”、“怎么去”的問(wèn)題上糾結(jié)，耗費(fèi)過(guò)多的精力，增加認(rèn)知負(fù)荷。

3.多媒體選用不當(dāng)，令人眼花繚亂

PowerPoint軟件的多媒體整合功能在豐富信息呈現(xiàn)方式的同時(shí)，也易出現(xiàn)多媒體選用不當(dāng)?shù)膯?wèn)題，眼花繚亂的多媒體信息常增加學(xué)生額外的認(rèn)知負(fù)荷，主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）界面色彩變幻不定。同一PPT課件的不同幻燈片選用不同的顏色或不同風(fēng)格的背景，學(xué)習(xí)者難以從中獲得有益于認(rèn)知加工的信息，而且雜亂的色彩容易分散學(xué)習(xí)者的注意力，造成認(rèn)知干擾。

（2）文本的字號(hào)、字體、顏色五花八門(mén)。一般來(lái)說(shuō)同一級(jí)標(biāo)題選用同樣的字體、字號(hào)和顏色，可以幫助學(xué)生從整體上把握課件的結(jié)構(gòu)。但在應(yīng)用中，常出現(xiàn)根據(jù)文字?jǐn)?shù)量多少而隨意改變字號(hào)大小的現(xiàn)象，所謂“要裝上所有的字，就得把字變小”的觀點(diǎn)就是該類型的具體表現(xiàn)，殊不知達(dá)到了“裝上文字”的效果，卻偏離了“看清文字”的目的。同樣，字體、顏色的頻頻變化也許形式上 “好看了”、“豐富了”，卻使視覺(jué) “雜亂了”、學(xué)習(xí)者“焦慮了”。

（3）課件整體格調(diào)與主題不一致。課件中每一個(gè)元素的使用都是為了表現(xiàn)主題，整體風(fēng)格必須緊扣主題，而不應(yīng)想當(dāng)然、無(wú)原則地隨意選取，否則容易造成干擾，誤導(dǎo)學(xué)習(xí)者進(jìn)行認(rèn)知加工。比如主題為小學(xué)古詩(shī)的PPT課件，卻選用人物明星圖片作為背景，外加圣誕老人的動(dòng)態(tài)圖片作按鈕。這種“創(chuàng)意”組合在具體運(yùn)用中易導(dǎo)致學(xué)習(xí)者認(rèn)知錯(cuò)亂，產(chǎn)生學(xué)習(xí)焦慮，增加了認(rèn)知負(fù)荷。

（4）音樂(lè)、音效選用不當(dāng)。音樂(lè)和音效作為聲音素材在多媒體課件中的恰當(dāng)應(yīng)用，可以突出主題，渲染氣氛，創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)情境，增強(qiáng)課件的趣味性，加深學(xué)習(xí)者對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。PowerPoint軟件支持多種聲音格式，因此，PPT課件中，合理地添加聲音對(duì)象,可以使多媒體課件的功能更強(qiáng)大，更具感染力。但是目前PPT課件中由于音樂(lè)音效選用不當(dāng)而適得其反的例子并不少見(jiàn)，主要表現(xiàn)在：①音樂(lè)的選取與主題無(wú)關(guān)，干擾主題的表達(dá)。比如在以“地震”為主題的PPT中，令人傷感的地震圖片卻配以輕松歡快的背景音樂(lè)，學(xué)習(xí)者視、聽(tīng)覺(jué)接受到的刺激形成極度反差，造成認(rèn)知混亂。②濫用切換效果聲。比如PPT課件中幻燈片的切換，時(shí)而鼓掌聲，時(shí)而剎車(chē)聲，時(shí)而又是風(fēng)鈴聲，夾雜著背景音樂(lè)和課件解說(shuō)，各種聲音充斥著整個(gè)課件的播放過(guò)程，易造成學(xué)習(xí)者煩躁、雜亂，進(jìn)而增加認(rèn)知負(fù)擔(dān)。

除此之外，許多教師為了吸引學(xué)習(xí)者的注意，無(wú)視視頻、音頻、動(dòng)畫(huà)等素材與教學(xué)內(nèi)容的相關(guān)性以及是否有助于學(xué)生理解與掌握知識(shí)，將之堆砌在課件中。這些冗余信息剝奪了學(xué)習(xí)者有限的認(rèn)知資源，分散了注意力，對(duì)認(rèn)知加工造成干擾，增加了認(rèn)知負(fù)荷。比如在一個(gè)小學(xué)英語(yǔ)課件中，為了幫助學(xué)生更直觀地理解“up”和“down”的區(qū)別，課件中加入了跳上跳下的兔子動(dòng)畫(huà)，跳上為 “up”，跳下為“down”，貌似形象生動(dòng)，激發(fā)了學(xué)生的興趣，但學(xué)生感興趣的是那只活蹦亂跳的兔子，并非單詞的學(xué)習(xí)。這種無(wú)關(guān)信息剝奪有限的認(rèn)知資源的現(xiàn)象，不但增加了學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷，而且易使課堂混亂，難以控制。

三、減小外在認(rèn)知負(fù)荷的PPT課件設(shè)計(jì)原則

基于CLT理論，PPT課件的設(shè)計(jì)應(yīng)減少外在認(rèn)知負(fù)荷，使學(xué)生在輕松愉快無(wú)壓力的狀態(tài)下進(jìn)行學(xué)習(xí)，在設(shè)計(jì)和制作時(shí)應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則。

1.簡(jiǎn)潔明了

CLT理論的冗余原則認(rèn)為，能用圖像和聲音表達(dá)清楚，沒(méi)有必要再加上書(shū)面文本，即應(yīng)去除冗余信息。美國(guó)當(dāng)代著名的教育心理學(xué)家Richard E.Mayer也認(rèn)為，在教學(xué)材料中加入有趣但與學(xué)習(xí)內(nèi)容無(wú)關(guān)的語(yǔ)詞或畫(huà)面會(huì)使學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和記憶變差，即不適宜的冗余信息會(huì)分散學(xué)習(xí)者的注意力。因此PPT設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)潔明了，避免使用削弱主題的內(nèi)容。具體而言：①避免冗余信息。一方面是刪除與學(xué)習(xí)無(wú)關(guān)的圖片、動(dòng)畫(huà)、聲音等裝飾性信息；另一方面，當(dāng)不同信息源提供完全重復(fù)的信息，而其中一種便可幫助理解內(nèi)容時(shí)，為避免兩個(gè)信息源相互競(jìng)爭(zhēng)，耗費(fèi)認(rèn)知資源，增加認(rèn)知負(fù)荷，只需選擇一種信息源，而摒除其他來(lái)源的冗余信息。②盡量減少鏈接、按鈕、選擇框等交互形式。因?yàn)轭l繁交互會(huì)分散學(xué)習(xí)者的注意力，增加認(rèn)知負(fù)荷，操作應(yīng)力求簡(jiǎn)便、靈活，便于控制，必要時(shí)提供相應(yīng)的操作指導(dǎo)。③一幅好圖勝千言。盡可能用可視化的圖片、圖形方式表達(dá)，增強(qiáng)視覺(jué)沖擊力。若文本必不可少，也應(yīng)言簡(jiǎn)意賅，采用提取關(guān)鍵詞的形式。④畫(huà)面中各元素的動(dòng)畫(huà)效果的使用應(yīng)力求統(tǒng)一，避免多、雜、亂。

2.相鄰呈現(xiàn)

“相鄰呈現(xiàn)”包括時(shí)間臨近和空間臨近。CLT理論的注意力分散原則認(rèn)為，在有多種信息來(lái)源的情況下，學(xué)習(xí)者的注意力會(huì)分散到不同來(lái)源的多種信息上，因此，相互提及的信息資源在空間和時(shí)間上應(yīng)當(dāng)相互接近，才能達(dá)到好的教學(xué)效果，Mayer也通過(guò)試驗(yàn)證明了這一點(diǎn)。

時(shí)間臨近是指言語(yǔ)講解與其相對(duì)應(yīng)的文字或圖片同時(shí)呈現(xiàn)。因?yàn)橄嗬^呈現(xiàn)時(shí)，學(xué)生需要在工作記憶中保存先前呈現(xiàn)的信息的表象表征，會(huì)使認(rèn)知負(fù)荷增加。相比之下，同時(shí)呈現(xiàn)認(rèn)知負(fù)荷較小，教學(xué)效果也相對(duì)較好。具體到PPT課件中，動(dòng)畫(huà)、文字、圖片與其相應(yīng)的言語(yǔ)解說(shuō)能同時(shí)呈現(xiàn)，不要有過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間間隔。

空間臨近原則是指視覺(jué)材料與其相關(guān)的解釋性信息在空間上應(yīng)相鄰呈現(xiàn)。當(dāng)PPT課件中呈現(xiàn)圖片及其解釋性文本時(shí)，如若離得較遠(yuǎn)，學(xué)生需消耗有限的認(rèn)知資源去搜索相應(yīng)的信息，從而增加認(rèn)知負(fù)荷。因此，文本應(yīng)該臨近圖片來(lái)呈現(xiàn)，即能同頁(yè)存放就不要分頁(yè)存放，同一頁(yè)面中，文字能嵌入到圖片中就不要上圖下文或上文下圖。

3.多管齊下

所謂 “多管齊下”，是指PPT課件應(yīng)同時(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的多個(gè)通道進(jìn)行信息加工。CLT的通道原則認(rèn)為，混合視聽(tīng)模式比單一模式呈現(xiàn)信息更有可能增加有效工作記憶容量，降低認(rèn)知負(fù)荷。也就是說(shuō)，當(dāng)僅采用一種通道加工信息時(shí)，如果需求超載，負(fù)擔(dān)過(guò)重，可以讓其他通道也參與進(jìn)來(lái)，來(lái)共同分擔(dān)處理其中某些信息。

PPT課件中常采用文字和圖片來(lái)呈現(xiàn)信息，由于二者都作用于視覺(jué)通道，同時(shí)呈現(xiàn)易導(dǎo)致視覺(jué)通道認(rèn)知超載。此時(shí)，如果將文本的視覺(jué)呈現(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)檠哉Z(yǔ)講解的聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)，則可為視覺(jué)通道減負(fù)，使其在圖片加工中更好地發(fā)揮作用?！岸喙荦R下”不但可以調(diào)動(dòng)多感官參與，還有助于激發(fā)興趣，活躍思維，加深記憶，從而達(dá)到對(duì)知識(shí)的全面理解，有效地促進(jìn)知識(shí)遷移。因此，PPT課件中應(yīng)合理、精心、有機(jī)地選擇與組合多種媒體形式來(lái)呈現(xiàn)信息。

4.風(fēng)格統(tǒng)一

交互性課件往往信息量大，信息之間關(guān)系復(fù)雜，使用的超媒體技術(shù)易使用戶“迷航”。因此，為了降低學(xué)習(xí)者的外在認(rèn)知負(fù)荷，課件風(fēng)格應(yīng)遵循統(tǒng)一原則，主要表現(xiàn)為：界面結(jié)構(gòu)應(yīng)統(tǒng)一、清晰、簡(jiǎn)潔；導(dǎo)航和交互圖標(biāo)應(yīng)使用約定俗成的，學(xué)習(xí)者根據(jù)外觀就能快速判斷其功能；不同界面中表示相同性質(zhì)的圖標(biāo)，其形態(tài)、位置、功能盡量保持一致。在PPT課件中，主要是交互性按鈕的設(shè)計(jì)，最好選用寓意明顯的圖標(biāo)做按鈕，學(xué)習(xí)者看到圖標(biāo)，很快領(lǐng)會(huì)其含義，或者采用超鏈接中的屏幕提示功能為每個(gè)按鈕添加表示其功能的文字提示，諸如“下一頁(yè)”、“上一頁(yè)”、“播放”、“暫停”、“停止”等，當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到按鈕圖標(biāo)上時(shí)，提示信息顯示出來(lái)，學(xué)習(xí)者不必耗費(fèi)時(shí)間和精力去摸索按鈕的功能。每個(gè)頁(yè)面上按鈕的位置、外觀要一致，并且具有一致的交互行為。

5.賞心悅目

一個(gè)PPT課件要想取得好的教學(xué)效果，美的形式也很重要。優(yōu)質(zhì)的PPT是內(nèi)容與形式的完美統(tǒng)一，既承載著知識(shí)，又要作為視覺(jué)藝術(shù)形式，令人賞心悅目。在設(shè)計(jì)時(shí)需同時(shí)遵循視覺(jué)規(guī)律和美學(xué)規(guī)律，表現(xiàn)形式要結(jié)構(gòu)對(duì)稱，色彩柔和，搭配合理，使學(xué)習(xí)者在輕松、愉悅的狀態(tài)下進(jìn)行學(xué)習(xí)，進(jìn)而減小外在認(rèn)知負(fù)荷，促進(jìn)信息加工。具體設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮畫(huà)面構(gòu)圖、色彩搭配、多媒體組合等，即布局要合理，媒體元素搭配需和諧，避免使用過(guò)分的修飾和花哨的字體，構(gòu)建符合學(xué)習(xí)者認(rèn)知規(guī)律的視覺(jué)環(huán)境，使學(xué)習(xí)者把認(rèn)知資源集中在學(xué)習(xí)任務(wù)上。

結(jié)束語(yǔ)

在利用PPT課件的多媒體教學(xué)中，如何設(shè)計(jì)才能有效減少認(rèn)知負(fù)荷，合理利用認(rèn)知資源，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知加工，是每個(gè)教學(xué)人員努力的方向。本文從認(rèn)知負(fù)荷理論的角度，分別從“簡(jiǎn)潔明了”、“相鄰呈現(xiàn)”、“多管齊下”、“風(fēng)格統(tǒng)一”、“賞心悅目”等方面提出了PPT課件設(shè)計(jì)的原則，希望可以在提高教學(xué)效率、優(yōu)化教學(xué)方面起到一定的促進(jìn)作用。

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