面向智能时代的跨媒体学习方式、理论与资源环境

       [中图分类号]G420 [文献标识码]A [文章编号]1672-0008(2019)03-0061-09

       “人是如何学习的”，是一个历久弥新的问题。人类最初的学习，更多是一种行为技能的模仿与传承，后来开始转向内在的信息加工处理和认知过程。随着对人的认知结构和记忆结构理解的逐渐深入，尤其是工作记忆模型的提出，使我们认识到，人的信息处理过程是经由视觉和听觉双通道进行的。即通过多媒体手段，同时提供视觉和听觉信息，将有助于实现信息处理双通道的有效利用。梅耶(Mayer R.E.)等人提出的多媒体学习理论，巧妙地实现了认知学习理论与教学媒体技术之间的有机整合，成为当时教育技术学重要的基础性理论之一。

       但早期的认知理论属于离身认知，而最新的研究证据正越来越支持具身认知。多媒体技术也开始向跨媒体技术发展，跨媒体信息的呈现方式越来越多样化，不再局限于视觉和听觉信息，而是进一步扩展至情境感知和体感交互等层面，为更好地支持学习的具身认知过程提供了条件。工作记忆中情境缓冲区的发现，更是为学习内容的跨媒体表征和呈现，以及具身认知过程，提供了记忆结构方面的支持。传统的基于离身认知的多媒体学习理论，已经难以适应跨媒体技术、工作记忆及认知理论的最新发展。因此，在智能时代背景下，需要综合考虑跨媒体教学信息呈现的特点以及认知理论的最新研究成果；需要对多媒体学习理论进一步发展，在原有视听觉双通道的基础上，引入第三条通道——跨媒体信息处理的情境认知通道，并提出跨媒体学习理论框架。这将有助于实现对基于具身认知的跨媒体学习的支持，指导跨媒体学习资源及环境的构建。

       一、国际多媒体学习研究的进展

       (一)国际多媒体学习的重要研究主题及维度

       我们使用CiteSpace软件，对从Web of Science核心数据库检索到的640条多媒体学习研究文献数据，进行知识图谱及内容分析，以揭示该研究领域的起源、发展脉络及未来趋势。一般来说，主题词(Term)和关键词(Keyword)是文献研究内容的高度概括。本研究对国际多媒体学习研究文献数据，进行了主题词和关键词共现分析，绘制出国际多媒体学习研究热点的知识图谱，如图1所示，其中，圆形结点表示关键词，方形结点表示主题词。

       如图1显示，国际多媒体学习研究主要涉及六个维度：(1)认知理论(A)维度；(2)多媒体学习(B)维度；(3)教学设计(C)维度；(4)资源环境(D)维度；(5)学习绩效(E)维度；(6)研究方法(F)维度。从整体上来看，1998年至2017年，国际多媒体学习研究涵盖了理论(认知理论、多媒体学习)、研究方法和教学实践应用(教学设计、资源环境和学习绩效)的整体结构。在此基础上，我们提出了多媒体学习研究文献分析框架，如图2所示，并揭示出各构成部分之间的关系。

      

       图1 国际多媒体学习研究热点知识图谱

      

       图2 多媒体学习研究文献分析框架

       (二)多媒体学习各维度的研究进展

       1.认知理论(A)维度的分析

       认知理论，尤其是工作记忆和认知负荷理论，是多媒体学习最为重要的理论基础。该维度重点关注多媒体学习的认知理论基础，主要研究主题包括工作记忆、认知负荷理论、动机和通道等。Baddeley A.提出了工作记忆模型，如图3所示，认为人的工作记忆容量是有限的，可以分为三部分：(1)中央执行系统：协调来自其从属系统的信息；(2)视空间面板：负责创建和维持视觉图像；(3)语音回路：存储和操作基于语音的材料[1]。

       Paas F.等指出，人类的工作记忆缺乏一个符合逻辑的处理新信息的中央处理单元，因而，在处理新信息时会面临严重的不足。而以前存储在长时记忆中熟悉的组织化的信息，能够作为中央处理单元，而解决工作记忆容量有限的局限。因此，在处理新的信息时，教学需要弥补中央执行单元的缺失，这一因素也决定了多媒体教学的原则[2]。

      

       图3 工作记忆模型

       Sweller J.对工作记忆的能力进行了探讨，认为工作记忆的容量是有限的，提供了“2-4”个信息元素，这和Miller提出的“7±2”个元素不一致。因为他还考虑到当学习者投入学习过程时正在利用认知能力，从而影响了工作记忆中处理项目的认知能力的数量，因此，需要帮助学习者减轻认知负荷，认知负荷理论因而成为多媒体学习的重要理论基础之一[3]。Sweller J.等系统介绍了认知负荷理论的基础、人类认知结构、认知负荷效应等内容，这成为学习科学和梅耶多媒体学习的重要理论基础，为信息化环境下的教学系统设计、教学设计和学习体验，提供了重要的理论依据[4]。

       2.多媒体学习(B)维度的分析

       多媒体学习理论模型与原则，是梅耶等人在基于人类认知结构及特点的基础上提出来的，主要研究主题有多媒体学习、分散注意、通道效应和模型等。梅耶和他的同事，对多媒体学习进行了10多年的实证研究与总结，其理论基础主要立足于认知心理学和信息处理认知模型。他们总结出七项多媒体学习原则，分别为“多媒体原则、空间邻近原则、时间邻近原则、连贯性原则、通道原则、冗余原则和个体差异原则”。这些理论和原则，对于设计多媒体学习环境具有重要的启示意义，成为我们进行技术增强学习环境设计和教学实践应用的理论依据和指导原则[5-8]。