多媒体的内部和外部表征11088.docx

多媒体学学习中的的内部和和外部表表征杨丽坤译译Extternnal andd innterrnall reepreesenntattionns iin mmulttimeediaa leearnningg 总体上说说，新的的技术特特别是媒媒体技术术在教育育中起到到重要的的角色。术术语“媒媒体”指指的是多多种技术术资源的的综合，目目的是通通过多种种感觉材材料以多多种格式式展现信信息。因因此，多多媒体资资源可以以在三个个层面来来考虑：技术层层面指技技术设备备（如计计算机，网网络，显显示器等等），他他们是信信息的载载体；记记号语言言层面，指指的是这这些记号号的表征征格式（如如文本，图图片，声声音）；感觉层层面指接接受的信信息感觉觉材料（如如视觉或或听觉材材料）。不能正确确的区分分这三个个层面会会使教育育者产生生很多错错误的观观念。有有一种误误解就是是他们把把多媒体体认为是是信息技技术的全全部（因因此是计计算机科科学家和和工程师师的主要要任务），而而没有意意识到它它仅仅是是一个层层面。实实际上，另另外两个个层面是是同等重重要的，恰恰当地理理解他们们需要有有认知科科学，心心理学和和教育科科学（而而不是信信息技术术）方面面的专门门知识。另另外一个个由不清清楚多媒媒体的三三个层面面引起的的误解就就是认为为技术媒媒体本身身影响了了学习。事事实上，以以前的有有关“媒媒体效应应”的实实验已经经很清楚楚地表明明：不考考虑语言言和感觉觉方面的的因素，认认为不同同的媒体体技术影影响了学学习效果果，这种种看法是是错误的的和简单单的。我们研究究的不是是媒体技技术的效效果，而而是在学学习和教教学中应应该重视视多媒体体的语言言和感知知层面。重重点应该该是不同同形式的的外部表表征的效效果，例例如有关关理解和和学习方方面的文文本和图图表（静静态的和和动态的的）；不不幸的是是，对多多媒体语语言和感感知层面面也存在在误解。大大量的这这种误解解是一个个假设，丰丰富的多多媒体学学习环境境可以促促进外部部认知过过程，建建立详细细的知识识结构。这这种观点点意味着着我们要要适当地地限制最最新的信信息技术术，而为为学习者者提供带带有多种种感知材材料地多多媒体表表征形式式。所得得到的学学习材料料包括大大量的元元素，动动画，视视频剪辑辑和各种种可能地地交互。然然而最近近的研究究指出，很很多外部部表征和和多媒体体材料对对学习总总是没有有多大帮帮助。因因此，在在多媒体体学习中中，复杂杂的交互互发生在在外部表表征和内内部表征征之间。外外部表征征由高级级的教育育技术提提供，内内部（心心理）表表征由学学习者来来建构，他他们的指指令（iinsttrucctioon）通通过这些些技术来来表现。这这些教学学媒体材材料的潜潜在效果果应该归归于外部部影响，应应该把复复杂的交交互考虑虑进去。这些文章章结合了了这个专专业问题题，目的的是分清清在多媒媒体学习习环境中中哪种形形式的表表征更能能支持理理解，这这些多媒媒体的特特点是怎怎样帮助助学习者者学习复复杂科目目问题的的。这篇篇文章探探索了完完成内部部和外部部表征相相互影响响的必要要性，为为了提高高多媒体体学习的的有效性性。 MMayeer的文文章集中中于多媒媒体表征征，包括括为了培培养有意意义学习习而设计计的说和和写并与与解释和和描述相相结合。为为了说明明在这种种情况下下学习者者可以从从多媒体体信息中中获得到到更多，与与仅仅是是言语信信息相比比。Maayerr提出了了一个与与多媒体体学习相相关的认认知理论论，它是是在三个个假设的的基础上上提出的的：主动动学习假假设，tthe duaal cchannnell asssummptiion ,annd tthe limmiteed ccapaacitty aassuumpttionn.根据据此理论论，有意意义学习习需要学学习者参参与主动动认知过过程。反反过来，主主动过程程需要学学习者注注意相关关的言语语和图示示心理表表征，最最后把言言语和图图示表征征与先前前知识相相互合并并。认知知过程在在视觉和和听觉两两个信道道都有发发生，并并且每个个信道都都有局限限性。Mayeer提出出的这个个理论指指出：学学习者从从词语和和图画中中学的要要比仅从从词语中中学的要要更加深深刻（多多媒体效效果），排排除外部部材料(cohhereencee efffecct)，印印刷词语语与相应应的图片片相邻（spatial contiguity effect）都使学习更加深刻。并且，他认为，当词语在谈话中出现比传统的格式更容易使学习者学习（peisonalization effect）.Mayer的作品的实践意义是，教学过程中应该多展示词语和图片不仅仅是单独的词语，并且排除外部词语和图片。进一步，相应的词语和图片应该放在一起，口语成分应该使用在对话形式中。Mayeer的发发现并不不是仅仅仅局限于于高技术术媒体。他他的理论论和教学学原则可可以应用用在基于于课本的的教学也也可以用用于基于于计算机机的学习习环境。虽虽然一些些先进技技术形式式考虑到到了教学学方法而而用其他他的简单单技术是是不行的的，但是是大多教教学原则则设计是是基本上上是相同同的而不不考虑媒媒体。这这是因为为这些原原则是不不受技术术驱动的的而是从从人脑和和感知系系统功能能方面提提取的。Schnnotaa 和Bannnerrt提出出了一个个文本和和图片合合并的模模型而提提出一个个多媒体体学习理理论。和和Mayyer相相似，这这些作者者认为，学学习者主主动选择择，组织织，合并并言语和和图片信信息以面面向任务务的方式式来建构构心理表表征可以以达到预预先的要要求。然然而，与与Mayyer 的模型型相比，他他们的模模型包括括了描写写和描述述的最基基本的区区别。描描述性表表征来源源于符号号处理。而而描写性性表征来来自分析析构架图图。因为为图片可可以是每每一个题题目通过过多种方方式看到到，这个个模型考考虑到这这种用在在图片中中的视觉觉效果能能够影响响心理模模型的建建构和该该模型为为完成特特定任务务的计算算效率。Schnota 和Bannert的模型指出，向文本中添加图片对学习并不是总是好的，有的时候会有方面作用如果与学习任务不搭配的话。这就意味着当图片与任务合适时才能支持学习，不合适常常会防碍巩固有效学习的心理模型的建构过程。这个假设反对Paivio的双重编码理论中含有的传统意义，该理论认为在文本中加入图片对学习总是有益的。Schnnotaa 和Bannnerrt发表表了一个个实验，研研究了不不同的外外部表征征对心理理模型建建构的效效果。他他们的是是实验发发现进一一步肯定定了与任任务不适适合的图图片可能能造成不不好的效效果的预预言。该该研究表表明，如如果个体体的先前前知识不不足并且且问题可可以通过过恰当的的任务方方式被可可视化，那那么这些些图片可可以促进进学习。如如果个体体具有较较高的先先前知识识水平并并且图片片与任务务不适合合，那么么这些图图片可能能防碍心心理模型型的建构构。考虑虑到这个个方面，此此发现与与在传统统双重编编码理论论基础上上提出的的假设相相矛盾。Schnnotaa 和Bannnerrt的发发现重点点是强调调在设计计教学材材料是时时需要认认真考虑虑所包含含的视觉觉材料的的类型。这这对那些些先前知知识水平平低需要要图片支支持的学学生建构构心理模模型是重重要的。并并且好的的图片设设计对那那些知识识水平高高的学生生也是重重要的，因因为这些些个体可可能被心心理模型型里的一一些不适适当的视视觉方式式所阻碍碍。下面的两两片文章章涉及到到动画，即即动态的的图片对对学习可可以产生生一定的的改变。最最近的教教育实践践和传统统的教学学设计经经验表明明动画常常常比静静态的说说明工具具更具有有优势。为为了理解解由外部部静态图图解表征征的动态态情境，学学习者必必须首先先通过静静态信息息自己建建构一个个动态心心理模型型。与之之比较，动动画可以以为学习习者提供供为该情情境准备备好的详详细的阅阅读表征征。这样样，看上上去只是是提供了了外部支支持，实实际上为为内部动动态心理理模型的的建构提提供了帮帮助。然然而，根根据这两两个研究究发现，仅仅仅向学学习者提提供动态态信息并并不能达达到较好好的学习习。Lowee考虑到到不同的的动画显显示特征征对动态态学习材材料的影影响。他他指出，学学习者面面对静态态图解时时会遇到到困难，而而动画可可以为学学习者提提供额外外的高质质量的不不同的信信息过程程。他指指出，当当用来向向初学者者显示复复杂的问问题时，动动画的动动态特性性可能非非常重要要。为了了建构一一个有效效的基于于动态情情境的心心理模型型，学习习者从外外部提取取的信息息需要和和主题中中心相关关的。这这些复杂杂的动画画包含了了与相关关情境联联系比较较远的信信息，而而不是仅仅仅表面面可看到到的东西西。然而而，初学学者不能能准确的的辨别这这么大量量的动画画信息，因因为他们们缺少足足够的该该领域的的背景知知识。于于是，他他们提取取到的信信息在一一定程度度上可能能受到先先前知识识的影响响。与其他一一些动画画学习的的研究对对比，LLowee研究的的动画加加入了高高度的使使用者控控制。采采用这种种方法是是因为这这种非交交互的动动画缺少少教育效效果的原原因之一一是学习习者不允允许决定定表达的的步伐和和方向。在在Lowwe研究究的项目目里使用用了复杂杂动画来来帮助他他们学习习如何预预测变化化，这可可以通过过反复展展现图像像来实现现。这个个发现表表明，尽尽管可以以自由的的访问这这些动画画，初学学者还是是可能会会忽略与与主题相相关的微微妙的方方面。相相反，他他们可以以把动画画位置和和方式的的变化与与文本图图像形成成明显的的知觉对对比，这这样来提提取信息息。接下下来的预预言任务务指出这这些明显显的感知知信息（并并不是与与主题相相关的）可可能会永永久的被被保存。这这个研究究的关键键发现就就是即使使动画允允许高程程度使用用者控制制，它也也可能必必须加入入适当的的更多支支持和导导向，如如果他们们想把动动画当作作有效的的学习工工具。Lewaalteer也对对这个假假设提出出了质疑疑，动画画真的比比静态图图片更有有利于学学习吗？是不是是这两种种视觉展展示导致致了不同同的认知知过程？她认为为，他们们各自认认知过程程需求的的不同点点是双重重的。一一方面，直直接支持持支持动动态心理理模型的的建构，通通过动画画可能减减轻认知知过程的的负担。另另一方面面，动画画的短暂暂性加重重了认知知的负担担，因为为学习者者不好控控制过程程的速度度。因此此一个尖尖锐的问问题就是是学习者者是不是是可以真真正的利利用这些些动画信信息，他他们利用用到了什什么程度度？因此，LLewaalltter集集中于在在动画和和解释性性文本结结合中的的学习过过程中认认知和元元认知策策略的研研究。她她指出，只只是加入入动画的的或静态态的说明明都不能能很好的的帮助学学习位物物理问题题（地心心引力和和光学）。她她发现，在在获取事事实性知知识方面面，动画画和静态态说明没没有什么么区别；在理解解学习方方面，与与动画提提供的支支持也是是一点点点差别。利利用动画画学习的的学生与与使用静静态说明明的学生生可能在在采取策策略上有有所不同同。然而而，那些些给了静静态说明明的学生生使用演演习策略略更多，并并且对他他们的学学习更有有计划性性，而动动态学习习者更多多使用了了细化策策略。演演习策略略(reeheaarsaal强化化）更对对实事性性知识更更有效，元元认知控控制策略略对理解解性知识识更有效效。Lewaalteer的结结论说明明，动态态的图画画并不是是总是优优于静态态的图画画，因为为在回忆忆性知识识方面使使用动画画的学习习这不比比使用静静态图画画的学习习者优秀秀，而在在理解性性知识方方面好一一点。这这就为LLowee的发现现提供了了充分的的证据，在在多媒体体学习环环境中，那那些详细细的动态态表征并并不是对对学习起起到积极极的效果果。在许许多案例例中，静静态图画画（包括括传统的的运动标标志如箭箭头）的的使用或或使用些些框架图图就已经经足够了了，就可可以成功功地完成成理解和和学习。更更进一层层，这时时那些动动画可能能会失去去价值，因因为学习习者在利利用动画画时不能能很好地地控制他他们的过过程，因因此我们们要在不不同的时时候采用用适当的的学习策策略。Sterrn,AAaprrea和和Ebnner处处理图表表工具，用用来表征征信息，解解释信息息和传递递信息。在在学校里里很少系系统地学学习图表表的动态态运用，因因此，个个体学习习者难以以做到全全部恰当当地把图图表运用用到主体体内容中中，或者者把空间间关系插插入到系系统关系系中。SSterrn等检检验了成成年学习习者是如如何是把把图表作作为工具具来在一一个知识识领域内内解释和和传递知知识的。他他们的结结果表明明，经济济领域的的学习者者依据恰恰当的教教学指导导动态地地建构了了一个线线性图表表，他们们比那些些只是简简单的展展示了线线性图表表的学习习者拥有有根高的的传递能能力。图图表展示示的动态态创造看看起来是是一个强强大的传传输工具具，特别别是对于于具有丰丰富先前前知识的的学习者者。创造造的图表表质量越越高传输输能力就就越高。甚甚至先前前知识不不足的学学习者也也可以动动态建构构图表，如如果给予予足够的的帮助。这这些动态态的图表表建构证证明对知知识欠缺缺的学习习者是很很有效的的。Sterrn,AAaprrea和和Ebnner认认为，在在文本信信息的基基础上动动态地建建构图表表后，学学习者会会更加注注意表征征的元素素以及他他们的关关系，以以及这些些元素和和关系是是如何插插入到特特定内容容里的。与与简单地地阅读准准备好的的图表，这这样设计计建构的的知识框框架更加加详细和和清晰。在这个专专题的最最后两篇篇文章解解决了用用多种外外部表征征促进理理解和学学习的问问题。Kozzma检检验了考考虑化学学设备，图图表，分分子运动动和实验验室可视视化部分分方面，化化学专家家和化学学新手的的不同点点。这些些表征被被定义为为支持思思考和社社交的材材料资源源。这些些表征类类型的不不同特点点意味着着认知和和社会支支持和约约束，为为了实践践咨询和和论述，在在参加试试图建构构来共同同理解化化学现象象时。在在实验和和实践的的研究中中，Koozmaa都探索索了专家家和新手手是如何何运用认认知和社社会支持持来获得得多种表表征。就就如作者者指出的的，专家家使用不不同的表表征是为为了达到到不同的的目的。他他们横向向和纵向向调整多多种不表表征来解解释他们们的调查查研究。他他们也会会灵活组组合这些些表征来来解释化化学现象象。并且且，他们们同时创创造表征征和调整整多个表表征来辩辩论，解解释和证证明他们们的观点点。相反反，新手手在横跨跨来连接接多个表表征时就就有困难难。他们们也发现现把这些些表征和和物理现现象联系系起来也也有困难难。他们们的理解解和论述述搜到个个体表征征的束缚缚。Kozmma指出出新手在在实际实实验室作作的论述述和在计计算机实实验室用用分子模模型软件件所做的的论述多多少会有有不同。在在实际实实验室，他他们的论论述多集集中于化化学物质质，设备备和产品品上。在在计算机机实验室室多集中中于分子子结构上上。在这这方面专专家和新新手有相相似之处处。然而而，他们们的论述述里的物物质和现现象与在在实验室室观察到到的没有有多大联联系。换换句话说说，缺少少表征之之间的联联系和表表征与现现象之间间的联系系。Kozmma介绍绍了一些些设计和和使用交交互多媒媒体学习习环境的的原则，这这种环境境可以展展示一些些可调整整的多种种表征。这这些基于于技术的的系统应应该帮助助学习者者建立必必要的联联系和支支持合作作共同理理解科学学现象。Seuffertt论述了了为了通通过这些些表征培培养心理理连贯性性信息，教教学如何何帮助个个体联系系外部多多种表征征的问题题。学习习者常常常不能在在相应的的元素和和这些表表征的相相应联系系之间创创建相关关的联系系，于是是不能充充分地使使用这些些表征。Seufert调查了不同的教学在帮助达成一致性信息方面的效果，他们的被试是具有不同先前知识的学习者。一组得到了直接的帮助，给予了附加的文本段落，那些段落详细地解说了这些不同的表征可以相互映像。另一组，得到间接帮助，得到的是一系列暗示性句子，目的是锻炼学习者在不同表征间建立联系的能力。控制组得到的是没有指导帮助的学习材料。Seuffertt研究的的结果指指出了认认知过程程的流畅畅性，信信息的高高度一致致，记忆忆的数量量和个体体的目标标这些要要素存在在复杂的的相互影影响。信信息在认认知过程程流畅的的情况下下循环时时，直接接到帮助助比间接接的帮助助更有助助于回忆忆。然而而，在一一方面，间间接性帮帮助可以以激发更更好的信信息流畅畅性，但但是在另另一方面面会导致致较低的的过程流流畅性。Seufert对这个发现的解释是，间接帮助的可视化表征需要学习者反复地打断语义加工过程，而这些打断影响了心理编码。令人惊奇的是，具有较低知识水平的学习者在没有帮助的情况下却有很强的回忆力。与简单的记忆策略相比，教学帮助（直接的和间接的）好像学习者认知能力的负担，反而不能帮助他们去记忆。关于理解解，直接接和间接接的帮助助队中等等水平的的学生是是很有效效的。先先前知识识水平较较低的学学生缺乏乏有效使使用那些些帮助的的认知的的必要条条件，而而较高知知识水平平的学习习者看起起来根本本不需要要这种帮帮助。总总之，直直接和间间接的帮帮助都有有促进理理解的潜潜能，如如果学习习者有能能力使用用这种帮帮助或者者需要这这种帮助助时。11.17.202218:5318:53:0022.11.176时53分6时53分0秒11月. 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