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学习心理学

摘要:

随着多媒体与网络技术在教育中应用的日益深入,网络学习在人们日常学习活动中所占的比例呈现日益增长的趋势。

然而,相关的调查表明,不少教学者和学习者对网络学习并没有形成正确、全面的认识,从而导致网络教与学的失败。

忽视网络学习的特点,主观地把网络学习等同于传统学习,将使网络学习无法发挥其优势和作用。

有鉴于此,需要明确网络学习的内涵与特点,分析影响网络学习的各类因素,探索网络学习的一般过程与原理,从而为网络学习支持系统的设计和网络教学活动的有效开展提供依据。

本研究借鉴了认知心理学的研究范式,从信息加工的角度对网络学习原理展开研究。

在信息加工理论、认知机制理论和多媒体学习理论的基础上,对网络学习的信息加工过程进行深入探索。

研究认为,网络学习的信息加工总体上包括个体信息加工和群体信息加工两个层次,网络学习的信息加工过程主要包括信息呈现与注意、信息加工与保持、信息交换与建构三个阶段。

传统学习机制的研究主要关注于学习者个体内的信息加工过程,而学习者个体间即群体的信息加工则是网络学习机制研究的重要内容。

此外,影响网络信息加工的因素非常复杂,主要可以归结为四类,即学习者因素、教学者因素、课程因素和环境因素。

关键词:

网络学习、信息加工模型、学习过程

网络学习的个体信息加工过程与传统信息加工模型的描述基本一致,它反映了学习个体主动对外界的信息进行获取、加工和反馈的过程。

来自网络环境中的信息作用学习者的感受器,并通过视听觉通道进入感觉登记系统,在经过筛选过滤后,剩余信息被送入工作记忆,并分别构建言语模型和图像模型。

大脑在两类模型之间建立联系,并与学习者先前知识整合形成意义建构,最终以知识的形式存贮于长时记忆。

而长时记忆中的信息也可被提取和再次加工,当信息被传递到

反应发生器时,将激活效应器的活动,从而使学习者产生可观察的学习行为。

在此过程中,学习风格、学习策略和学习动力等因素将对网络学习形成一定的影响。

网络信息的呈现与注意网络信息的呈现与注意是网络学习过程的首要环节,它直接决定了网络学习者能否有效地获取信息,影响到后期对信息的进一步加工、储存与提取的过程,

并在学习结果上得以体现。

其中,信息的组织与呈现、信息的注意与选择是研究者们主要关注的内容。

(一)网络信息的组织与呈现

与传统学习环境相比,网络空间中的信息组织和呈现方式具有不同的特征。

在信息组织方面,通常以超级链接技术实现非线性的网状信息组织;在信息呈现方面,则以交互式超媒体的形式来呈现丰富多彩、互动性强的网络信息内容。

1、非线性超链接网状结构

传统学习环境中的信息大多以线性方式加以组织,各信息单元之间的连接方式是单一和固定的,学习者通常只能按照既定的顺序来获取信息。

而网络空间中的信息通常采用非线性的组织方式(当然也不否认线性组织方式的存在),各信息单元之间通过超级链接建立网状的结构,任意两个信息单元(节点)可以有若干条不同的通达途径,从而使学习者可以通过不同的路径来访问和获取信息,提供了极大的灵活性和便利性。

超文本(Hypertext)是网络信息组织方式的典型代表,其信息结构由三个基本要素构成:

节点、链、网络。

其中,节点(Node)是储存信息的基本单元,每个节点表达一个特定的主题,其大小根据实际需要而定,而其内容也不局限于文字形式,还可以包括图像、声音、动画、视频等多种媒体形式;链(Link)表示不同节点间信息的联系,其功能的强弱直接影响节点的表现力,也影响到网络信

息的结构和导航能力;网络(Network)是指信息结构,超文本的信息网络是一个有向结构,类似于人类的联想记忆结构,它采用一种非线性的结构来组织信息,没有固定的顺序,因此不要求浏览者必须按照固定顺序来阅读。

根据超文本网络结构的不同,可以分为层次型、网状型、混合型三种,有研究证明,网络环境下的非线性信息组织方式有助于提高学习者的信息获

取量和记忆的效果。

如吴骏(2004)的实验研究表明,对于同一阅读任务,分别

以超文本和线性文本两种方式进行呈现,二者在被试的信息保持量方面存在显著

差异,超文本组的阅读成绩要明显优于线性组①。

肖风燕(2008)通过实验研究网

络环境下不同信息组织方式对学习者记忆效果的影响,结果也表明采用超文本方

式组织信息,学习者的记忆效果显著优于线性方式@。

研究者认为,与线性组织方

式相比,网络环境中的超文本组织方式对知识的分块和归类更清晰,因此有利于

学习者对信息的存储和提取。

通过使用超级链接,可以在呈现某个信息单元(知

识点)的同时提供同类其他信息单元的链接,能促使学习者对这些信息单元之间

的联系形成一定的认识,从而在后期的信息加工过程中降低学习者因对信息进行

分类而付出的心理负荷;超级链接还可以在一定程度上帮助学习者对各信息单元

的结构形成较为直观的认识,并为其记忆信息提供某些线索,有利于学习者未来

对知识的提取。

此外,网络信息组织的结构类型和层次深度对学习者的信息加工也会产生不

同的影响。

不少研究表明,超文本结构的信息组织方式虽然有利于学习者方便地

获取关联性的信息,但也有可能由于信息访问的路径过多而增加学习过程中的认

知负荷,从而导致“迷路”(Disorientation)或“网络迷航”问题的发生,降低网

络信息获取和加工的效率。

Mohage等(1992)通过对线性文本和三种不同类型

的超文本进行实验对比,发现层次型超文本最有利于阅读,而网状型超文本和线

性文本最差①。

McDonald等(1998)研究了三种不同类型的超文本结构对学习者

浏览信息的影响,结果表明混合型结构效果最好,而网状型结构最容易导致迷路@;

张智君教授等(2003)的信息搜索实验研究表明,对超文本组织结构的信息进行

搜索时,随着层次深度的增加,信息搜索的时间显著增加,迷路指数也呈现增加

的趋势;而对线性组织结构的信息进行搜索时,其迷路指数显著低于超文本。

@

为了克服网络空间中非线性的信息组织方式带来的迷航问题,人们利用导航

工具来试图帮助学习者迸行定位。

不少研究表明,导航工具能够在一定程度上减

轻网络学习者的迷失感,减小因迷航导致信息检索时间的大幅增长。

金燕博士

(2004)对WWW上的信息导航机制进行了研究,将其归为五类:

基于超链接的

导航机制、基于内容的导航机制、时序机制、空间机制和社会导航机制,并提出

采用可视化辅助导航技术来增强网络信息导航系统的表现力和可用性,从而使学

习者对网络空间中的信息结构形成直观清晰的认识,例如可以采用鱼眼图技术、

Focus+Content技术、视点控制技术和突显技术来实现导航过程的可视化。

④沈夏

林(2009)总结了网络学习中的导航策略,主要包括:

基于关键词查询导航、站

点地图导航、全局导航与局部导航、空间导航、语义导航与社会导航等,并提出

和设计了历史记录导航工具来有效减轻信息迷航问题。

@

2、交互式超媒体综合表征

以非线性超级连接方式组织的网络信息,不仅可以以文本的形式来呈现,而

且还可以采用图像、声音、动画、视频等多种媒体形式来呈现,并支持与用户进

行个性化的交互。

这种信息呈现方式被研究者称为超媒体(Hypermedia)信息表

(二)网络信息的注意与选择

来自网络环境的信息以多媒体信息流的方式作用于学习者的感觉器官(主要

是眼睛和耳朵),产生神经冲动,并通过视觉和听觉两个通道进入大脑的感觉登记

系统。

感觉登记系统中对这些神经冲动信息作短暂的保持,并通过选择性知觉对

这些信息进行筛选过滤。

1、信息的登记与过滤

学习者个体从环境中获取大量信息,并通过各种感官对这些信息进行感知,

从而使特定感觉通路上的神经元被激发产生电脉冲,所有感觉刺激以电脉冲的方

式输入大脑。

在信息感知的过程中,个体的各种感官发挥的作用并不相同。

相关

研究表明,个体从外界感知的信息90%以上来自视觉和听觉。

与传统学习环境相

比,网络信息空间的虚拟性和局限性使得视觉和听觉发挥的作用更加突出,而其

他感管获取的信息则几乎可以忽略不计。

虽然网络空间有海量的信息时刻在刺激学习者的各种感官,但这些输入的信

息量远远超出了个体的处理能力。

个体无法同时注意所有的文字、图像、声音等

信息,因此需要一套机制来去除无关信息,它就是人脑的感觉登记系统。

该系统

能对所有感知的信息进行筛选,以确定它们对个体的重要性。

这套系统包括丘脑

以及部分脑干,所有输入的感觉信息首先被传送到丘脑,丘脑会从生存角度对这

些感觉冲动的强度和性质进行大致的监控。

在几毫秒内,丘脑会根据个体过去的

经验确定这些资料的重要程度。

Gazzangia(1998)的研究表明,99%的感觉信息

在进入人脑时立即被丢弃了,其原因是这些信息通常为不相关的信息。

由于许多信息并不重要,因此它们将被从加工系统中过滤掉,从而使个体将注意力集中到

重要的事情上,这一过程称为知觉过滤,它通常是在个体的潜意识中完成的。

经过感觉过滤后,未丢失的感觉资料由丘脑传送到皮层的感觉加工区,并经

历瞬时记忆阶段。

在模型中,可以把瞬时记忆看做剪贴板,信息只是在这里简单

地存放一下,直到人决定如何处理它们为止。

瞬时记忆在意识或潜意识中加工,

一般保持的平均时间为30秒,其重要性由个体的经验来确定。

如果信息不重要,

它将从系统中消失。

Sousa(2001)指出,个体加工信息时有一个特征,即感觉输入具有优先等级

性。

高优先等级的信息输入抑制低优先等级的信息输入。

脑的主要任务是帮助个

体生存。

因此,威胁机体生存的信息将被立即加工。

接收到这些刺激以后,感觉

登记系统会发射出肾上腺素传遍脑,使其停止不必要的活动,将注意力转向刺激

源。

情绪性资料也有比较高的优先性,当机体对某些情境产生情绪性反应时,就

会暂缓其他复杂信息的加工。

人们对学习情境的“感觉”会决定其投入注意力的

程度。

情绪和理性相互作用,共同支持或抑制学习。

此外,学生必须在感到身体

安全和情绪安定的情况下,才能将注意集中在认知学习方面。

一个良好的网络学习支持系统应该具有科学的、符合视听心理和认知规律的

学习界面。

网络信息的超媒体表征,一方面为学习者提供了交互性强、图文并茂、

丰富多彩的网络信息内容,另一方面也可能导致单位时间内学习者个体需要加工

的信息过多,从而产生认知超载问题。

设计者应根据网络信息呈现的特点和学习

者注意的规律,为学习者提供适应性的信息呈现方式。

122

1、信息呈现的一般原则

第八章网络学习支持系统MET-ALSS的殴计

网络信息的呈现方式具有多样化的特征,包括文字、图片、声音、动画和视

频五种形式。

从作用于学习者的感觉通道来看,则可以分为单通道(视觉或听觉)

和多通道(视听结合)两种信息呈现方式。

根据Mayer的多媒体学习理论和本研

究的相关实验结果,在METoALSS的信息呈现设计中可以应用标记原则、多媒体原

则、多通道原则等。

(1)信息呈现的通道

在网络学习中,虽然大多数教学者和研究者都提倡多通道的信息呈现方式,

但应该承认的是,单通道信息呈现目前仍是网络学习材料的常见形式之一。

特别

是一些“教材搬家式"网络课程中,文本、图表、声音等形式的材料组成了学习

内容的主要部分。

这些材料在学习过程中通常仅作用于学习者的单一通道,而并

不涉及到多通道的相互作用。

对于此类信息呈现的设计,可以遵循标记原则。

于网页中的文字材料,通过对其中的重难点信息进行标记(如加粗、标红、使用

标题),将有助于学习者对重难点内容给予更多的关注和深入的加工。

而对于声音

材料,则可以通过在其中添加指示材料结构的“第一⋯第二⋯”等顺序词、指示

线索的“因为⋯所以⋯”等关系词、或提高某些重点词语的音量来进行标记。

加标记虽然没有在学习材料中增加新内容,但是它们能够强调学习材料中的重要

观点,把学习者的注意力引导到关键内容上,促进学习者对学习材料意义的理解。

而对于非重难点内容则不可乱加标记,否则会误导学生过多关注标记内容,从而

忽视了其他内容。

在MET-ALSS的信息呈现设计中,我们提倡采用多媒体、多通道的形式来呈现

学习材料。

根据双重编码理论,当学习者利用言语和表象两种认知系统表征相同

的材料时,若言语信息和图像信息在时空上一致,则有利于形成言语表征和视觉

表征的连接,从而提高学习效果。

在多通道信息呈现的设计中,可以参考多媒体

原则、多通道原则、静态媒体原则等。

(1)多媒体原则是多媒体信息设计的首要原则,它从根本上肯定了多媒体学

习的价值,为网络信息设计提供了依据。

在学习过程中,采用多媒体形式呈现的

内容更容易受到学习者的注意,这也证明了多媒体原则的积极作用。

对于网络学

习而言,采用多媒体原则来设计学习系统,能够在某些程度上避免出现“教材搬

家"、“电子书"带来的信息呈现方式枯燥、单一的弊端,从而能充分发挥网络信

息表征方式的特长。

(2)多通道原则认为,相互关联的信息分别在不同的通道进行加工,二者并

不会相互干扰而造成信息超载。

两种通道同时感知信息增加了信息的处理数量,

在一定程度上增强了信息的处理和理解深度。

而当学习者利用视觉通道同时处理

屏幕文字和动画信息,增加了该通道出现认知超载问题的可能。

若将文字以语音

解说形式呈现,则可以减少视觉通道处理信息的数量,从而降低了视觉通道信息

超载的可能。

(3)静态媒体原则认为,静态图片和印刷文字比动画和语音解说更能导致

深入的学习,因为使用静态媒体的学习者外部认知过程和内部认知过程认知负荷__较少,因而关联认知过程可占用较多的认知资源。

这种设计原则表明,对于简单

的、使用直观的图表和文字即可描述清楚的学习材料,如果刻意地使用动画和语

音解说,反而会导致学习效果的降低。

(2)信息呈现位置和顺序

关于媒体呈现的位置和顺序的问题,则可以参考邻近原则(Contiguity

Principle)。

它包括时间邻近原则(TemporalContiguityPrinciple)和空间邻近原则

(SpatialContiguityPrinciple)。

前者适用于由动画和解说构成的学习材料。

当使

用动画和解说同时呈现的材料时,学习效果要好于使用动画和解说分离呈现的学

习材料:

而后者适用于由静态图片和书写文字构成的学习材料,它是指屏幕上的

文字与其相对应的画面邻近呈现比隔开呈现能使学生学得更好。

根据个体信息加工的基本过程,当学生对重要的视觉和言语信息进行选择、

组织和系统整合时,就产生了有意义学习。

由于工作记忆的容量限制,当视觉和

言语信息邻近呈现,文字和对应的图片将同时进入工作记忆中进行加工,有利于

在言语心理表征和图像心理表征之间建立联系,从而促进学习者对信息的理解。

(3)信息呈现的冗余处理

在网络学习材料的设计中,信息呈现的冗余问题应引起充分的重视。

根据认

知负荷理论,学习者的注意力是有限的,工作记忆可以同时加工的信息也是相对

固定的,若学习材料同时呈现的信息过多,或者有大量不相关的信息出现,不仅

无助于提高信息加工效率,反而会损害学习结果。

因此,在网络学习材料的设计

中,应遵循冗余性原则和一致性原则。

相关实验表明,学习者利用“动画+语音解说+屏幕文本"形式的材料进行学

习,其效果反而不及“动画+语音解说”形式的材料。

根据认知负荷理论,屏幕文

本将与动画信息共同竞争视觉通道的注意资源,学习者将不得不同时注意屏幕上

的文字和动画,而在内部心理表征的建立过程中,屏幕文本将与语音解说成为构

建言语模型的重复内容,从而造成了信息的冗余。

因此,在网络课程的信息呈现

(如“三分屏”视频教学内容),可以采用讲解与PPT图文同步呈现的方式代替

讲解与详细文本的呈现方式。

网络信息空间的典型问题之一就是,大量的无关信息或干扰信息随时可能影

响学习者的正常学习。

例如,在利用网络进行学习的过程中,一些随机弹出的无

关网页、聊天窗口往往会打断学习进程,甚至可能诱导学习者游离于学习过程之

外;而某些学习材料试图通过加入有趣但与教学内容不相关的“花边材料"(如美

图、小动画、背景音乐、音效等)来激发学习者的兴趣,然而这种做法极有可能量IiI—I一-一I一..一I;;II_=II二一.=I曼曼曼曼蔓曼曼皇

引起信息加工通道的超载,从而损害学习过程。

研究者认为,加入“花边材料”

固然可以引起学习者的注意,但它本身并不能激励学习者的内部动机,而且使有

限的注意力因为过多地耗费在无关信息而非学习内容上,从而导致实际可用于加

工有意义信息的心理资源大大减少了。

2、信息呈现与学习者特征

网络信息的呈现与学习者的特征有一定联系。

研究发现,多媒体原则和邻近

原则对于先前知识较少或空间能力较高的学习者比较明显,对先前知识较多或空

间能力较低的学习者不明显。

先前知识较多的学习者在阅读文本或听讲解时更善

于生成心理表象,从而能够弥补教学过程中文字和图像没有结合呈现的缺陷。

空间能力者建构心理表征需要投入更多的认知资源,即使同时呈现图像和对应的

文本,他们也很难再有认知资源用于在文字与图像心理表征之间建立联系。

信息呈现的交互性或可控性也是需要考虑的一个问题。

通过在学习材料的解

说中使用体现个人化对话风格的语言,如增加个人化评价、使用第一或第二人称

等方法,将有助于增强学习者的投入程度,提高学习效果。

另一方面,当学习者

能够控制多媒体材料呈现进度时,其学习效果会更好。

研究结果表明,学习的“通

道效应"只出现在系统控制步调的线性学习方式中,而在学习者控制步调的学习

过程中,图形加视觉文本的媒体组合对学习更有利④。

这是因为学习者将有更长的

时间来加工信息,从而有助于提高学习效果。

3、适应性信息呈现策略

为了给学习者提供适应性的学习内容,除了需参照以上设计原则外,还需要

采用合适的媒体和信息呈现技术。

适应性呈现(AdaptivePresentation)技术可以

根据用户模型中存储的学习目标、知识和相关信息为学习者呈现适应性的内容。

Brusilovsky(2001)总结了学习支持系统中常用的适应性呈现的技术,具体包括

条件文本、伸缩文本、解释变体、信息排序和框架技术等@。

相关研究表明,学习者的认知风格与信息表征有密切关系。

认知风格反映了

个体在认知活动中所偏爱的加工信息的方式。

对于不同认知方式的学习者,可以

采用不同的媒体来呈现信息。

Franzoni&Assar(2009)提出了基于学习风格的

教学媒体选择方法,如表8.5所示@。

例如,对于视觉型学习者,信息的表征应尽

可能采用可视化的方式,如以图形、图表、动画、视频等形式来呈现学习内容;

而对于言语型学习者,则适于采用文字或音频形式来呈现学习内容。

对于场独立

型学习者,偏向注重文章的结构框架而容易忽略细节,因此可以对一些细节的重

点做标记以引起注意;而场依存型学生则偏向注意细节,因此可以对于学习材料

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