个体特征与认知负荷

二、个体特征与认知负荷

个体特征包括相对稳定的特征(如能力、先前知识经验等)和与任务特征相关联的不稳定因素(如作业自我效能、状态元认知、成就目标定向、认知风格等)。国内外研究者针对个体特征与认知负荷的关系进行了一些理论和实证的研究。

(一)个体能力和先前知识经验对认知负荷的影响

Clark(1999)^[34]将心理努力定义为完成一项任务时投入的陈述性知识(declarative knowledge)的数量。认为个体的一般能力(或智力)会直接影响他们的心理努力投入。心理努力的投入程度受个体感知的能力与实际能力之间的差异的影响。当二者之间存在差异时，陈述性知识的差异就存在，一个个体是否投入额外的心理努力去填补陈述性知识的差异取决于他对能力感知的准确性。有些个体误判他们的能力，过于自信的个体会使用不妥当的自动化知识去完成一项任务，其绩效必然是低的。相反，一个低能力感知的个体则会过分估计完成一项任务需要的知识数量。Salomon(1984)^[35]也认为个体的一般能力(或智力)和他们对自身能力的感知会影响其在任务中投入的心理努力的数量。个体的一般能力(或智力)会直接影响他们的心理努力投入，而对自身能力的感知则通过对任务目标的坚持性的影响来间接影响心理努力的投入。Condly(1999)^[36]认为当个体对认知任务熟悉时，能力与心理努力之间存在非直接关系;当对认知任务不熟悉(或陌生)时，能力与心理努力之间存在直接的相关关系。例如，当个体面对高度熟悉的任务时，高能力的个体会投入更少的心理努力，因为用于完成任务的知识中更多是自动化的知识。此外，由于许多知识来自无意识(自动化的基本技能)，个体完成任务的速度也会更快;相反，呈现相同的任务，具有低能力的个体需要更多的心理努力，因为完成任务时来自无意识(自动化的基本技能)的比例更低，由于更多的知识来自于有意识控制，这也使得个体得花更长的时间来完成任务。

个体的先前知识经验主要是指个体长时记忆中所具有的图式数量和质量。个体为了对当前输入信息进行认知加工，需要从长时记忆中提取相关知识，并在工作记忆中对其进行加工。如果长时记忆中已具有大量合适的图式可利用，则可以把众多信息整合成个别和少数信息单元，使得认知加工顺利进行。如果个体不具备合适图式，那么每一种信息均是一个独立的信息单元，就无法进行信息整合，需要在工作记忆中对每条信息进行逐个加工，这样也就加大了认知负荷，容易引起认知超载。Valcke(2002)^[37]研究认为，高水准的先前知识经验意味着长时记忆中的图式更容易地被利用和更容易进入短时记忆中，这些图式充当前期的组织者，帮助处理感知的信息和与业已存在的图式进行联结，因而这些可利用的图式可以节省资源，有效减少认知负荷。Sweller等人(1998)^[38]认为个体关于特定任务的能力和先前知识经验会影响完成任务时的内在认知负荷;如果个体对特定任务的相关知识经验较为缺乏，那么要理解和完成任务就必须同时注意许多不同的元素，这些元素同时在工作记忆中进行加工，就会增加工作记忆的负担，产生较高的内在认知负荷;如果个体对特定任务有较丰富的先前知识经验，那么他在完成相同的任务时，就会比知识经验贫乏的个体产生更少的内在认知负荷。

Kellogg(1987)^[39]对大学生在写作任务中专业知识对加工时间和心理努力的影响进行了研究。结果显示，心理努力投入到计划、转换、反馈的程度取决于写作任务本身，具有高专业知识的被试比低专业知识的被试投入更少的心理努力，这显示投入心理努力数量受个体拥有的知识的影响。

(二)个体对自身能力感知对认知负荷的影响

Clark(1998)^[40]提出了承诺和努力需要(Commitment and Necessary Effort，CANE)模型，认为个体从事认知活动的动机由两个内在联系的阶段来决定。第一阶段为个体对任务的选择和面对困难时对任务目标的坚持;第二阶段包括个体为达到任务目标投入心理努力的数量和质量。个体对自身能力的感知，通过影响对绩效目标的坚持性而间接影响心理努力投入。Salomon(1984)^[41]也认为，个体对自身完成特定任务能力的感知也会影响其心理努力投入的程度。假如个体感觉自己有能力完成一个认知性任务，他会选择这项任务并会投入更多的努力;假如他们感受到他没有足够的知识和技能去成功完成这项任务，他们往往会选择放弃努力。个体的自我效能判断和特定的成就目标定向是个体自我能力感知的调节变量，因而有理由认为个体对特定作业的自我效能感和成就目标定向会对认知负荷产生影响。

1.自我效能

Bandura(1997)^[42]认为自我效能感是“个体对其组织和实施达成特定成就目标所需行动过程的能力的信念”。可见自我效能感是个体以自身为对象的思维形式之一，但它不是一种纯粹的能力判断，是指个体在执行某一行为操作之前对自己能够在什么水平上完成该行为活动所具有的信念、判断或主体自我把握与感受。它是一种介乎个体的动机和行为之间的中介因素，具有动机的行为驱动性质，同时又是建立在个体的综合认知评价之上，具有认知性质。所以自我效能感不只是个体对自己即将执行的活动的未来状态的一种事先估计，它还直接影响到个体在执行这一活动的心理过程中的动力功能发挥，在个体的行为过程中发挥着重要作用。

Bandura(1997)认为个人的自我效能感是提供自身能力判断的一个关键因素。假如个体认为自身缺乏完成任务的能力，他就不会试图去完成这个任务。低自我效能感会引发焦虑，高焦虑会增加任务无关信息的加工，从而减少用于任务加工相关的工作记忆资源，进而影响个体的外在认知负荷。Paas、Renkl、Sweller(2003)^[43]和Christensen(2005)^[44]也认为动机因素与认知负荷相关，并且在动机因素中，自我效能最可能影响外在认知负荷。

许多研究发现，自我效能与绩效之间存在正相关，自我效能对个体的学业成就有较高的预测作用^{[45][46][47][48]}。此外，自我效能不仅提升个体对任务的坚持性，还影响个体在完成任务过程中心理努力的投入数量和质量^{[49][50][51][52]}。Clark等人(1999)^[53]认为，心理努力投入受到个体对自身是否具备特定任务所需知识的自我效能感的影响，因为对任务难度的判断是其过去认知负荷经验的反映。因而自我效能感对现在和将来任务所投入的心理努力有很好的预测作用。以此为基础，Flad(2002)^[54]认为，对于极端容易的任务，认知负荷降低，自我效能会增加，任务绩效将降低;而对于极端困难的任务，自我效能会降低，任务绩效也将降低。

对自我效能与心理努力关系的研究，一部分研究认为两者是线性的关系，当个体对达到一个目标的自我效能水平越高时，个体投入的心理努力也越大^{[55][56][57][58]}。但同时也有部分研究认为两者呈曲线的关系^[59][60][61]。Clark(1998)^[62]认为，自我效能与心理努力之间呈倒U形的关系(如图1.3所示)。低自我效能的个体因为对失败的预期而会尽量回避任务，投入低的心理努力，中等自我效能的个体会投入最多的心理努力，因为他们相信如果不投入努力将不会有成功，而当个体面对一个极端新颖(困难)的任务时，因为需要动用的心理资源超出他们的工作记忆容量，他们的作业自我效能就会下降，Clark称之为“效能阈值(Efficacy threshold)”。在这个点值后，个体会自动调整他们的绩效目标，减少心理努力的投入。

2.成就目标定向

成就目标定向(achievement goal orientation)是个体关于成就情境、成就活动、成功的意义和成功标准认知的信念系统。它具有认知(如对于情境的认识、成败归因)、情感(如焦虑)和行为(如学习策略、任务选择和学业)三方面特征^[63][64]。成就目标定向的结构有单因素、二因素、三因素等多种分类方法。一般地，成就目标定向分成学习目标定向(learning goal orientation)和成绩目标定向(performance goal orientation)两大类。Vande Walle(1997)①认为除了学习目标定向外，成绩目标定向可进一步区分为证实定向和回避定向。其中学习定向是指个体通过获得新技能、掌握新情境和提高自己的能力来发展自我;证实定向是指个体努力证实自己的能力并获得他人对自己能力的积极评价;回避定向是指个体极力逃避任何证实自己低能的机会以及他人对自己能力的消极评价。

图1.3　自我效能与心理努力的关系

注:图中表示心理努力(Mental effort)与自我效能(Self-Efficacy)之间存在曲线关系;曲线代表认知负荷的客观测量(心理努力投入);虚线代表个体自我报告的心理努力数量;效能阈值(Efficacy threshold)代表效能水平过高(或过低)时努力投入数量开始减少的临界点。

学习目标定向和成绩目标定向与个体的心理、行为和绩效有密切的关系。Dweck、Elliot(1983)^[65]和Dweck、Leggett(1988)^[66]认为，个体如果认为自己的能力是不稳定或可变化的，会倾向于采用学习目标定向。然而，个体如果认为自己的能力是稳定或不变的，会倾向于采用成绩目标定向。Elliot、Dweck等(1988)^[67]和Winters、Latham(1996)^[68]研究发现，面对复杂任务时，学习目标定向高的个体更可能表现出勇于挑战、努力、有效的认知策略和高自我效能水平。学习目标定向还与成就需要、内在动机和自我意识等密切相关，这些特征使学习目标定向个体能更强烈地意识到自己的高总体能力水平^[69]。

许多研究认为，学习目标定向的个体会致力于掌握挑战性的认知性内容，因为他们感受到这些任务是提高他们能力的机会，所以不管其自我效能水平如何，他们都会致力于挑战性认知任务并投入明显的努力;相反，成绩目标定向的个体更关注他人的评价和社会比较的结果，这种评价的压力和对潜在失败的担心会分散个体的注意力，同时由于把努力与能力看成是反向关系，为了避免低能评价，他们常常会有意识地降低任务投入水平以维护自尊，从而影响任务的完成^[70][71][72]。

另外一些研究则发现成绩目标定向与内在兴趣、任务坚持性之间没有显著相关^[73]。还有一些研究发现成绩目标可能会提高个体的活动兴趣和投入水平^[74]。

不少的研究还证明了成就目标定向与工作绩效之间存在着密切的关系。Butler(1993)^[75]利用实验研究发现在学习目标定向的工作情境下，个体的工作绩效会有很大的提高，但是在成绩目标定向情境下的个体其工作绩效却很低。Smiley和Dweck(1994)^[76]通过现场研究结果发现，学习目标定向与自我报告的工作绩效之间的相关(r=0.44)要大于成绩目标定向与自我报告工作绩效之间的相关(r=0.16)。Hofmann(1993)^[77]调查了成就目标定向与复杂工作绩效之间的关系，发现成绩目标定向与工作绩效之间的直接相关并不显著，但他在1995年的一项研究表明，学习目标定向与成绩目标定向之间存在着交互作用，并且显著影响到个体的工作绩效，在此项研究中，占有优势的目标定向的个体，不论学习目标定向还是成绩目标定向，都观察到了非常有效的工作绩效。此外，也有研究发现，在学习新任务时，学习目标定向的个体较成绩目标定向的个体获得更高的绩效水平^[78]。总之，尽管已有的研究成果之间不尽相同，但是大多数研究都证明学习目标定向与工作绩效之间的相关要高于成绩目标定向与工作绩效的相关。

(三)认知风格对认知负荷的影响

人们在认知过程中存在很大的个体差异，它除了表现在信息加工的水平高低上(即能力方面)，还表现在信息加工的方式上(即认知风格方面)。认知风格(cognitive style)又称认知方式，是指个体在组织和加工信息中所具有的个性化和一贯的方式。具体表现在知觉、记忆、思维和问题解决过程中的偏好和典型的方式上。它能控制个体对任务的反应和对经验的思考方式，具有时间上的稳定性，很少表现出变化^[79][80][81]。Riding、Cheema(1991)在综合分析先前的各种认知风格类型的基础上，归纳出两个基本的认知风格维度:整体-分析(Wholist-Analytic)和言语-表象(Verbal-Imagery)。整体-分析维度与个体在加工信息时是倾向于从整体上看，还是倾向于从整体的各个组成部分看相联系。整体型者倾向于把一个情境或事件组织成整体，获得一个事件的概括性全貌，并理解它的大意;相反，分析型者往往会把一个整体看做许多部分的集合，通常一次只关注这个整体的一个或两个部分而排除其他部分。言语-表象这一维度与个体在表征信息或思考时是倾向于以言语的形式，还是以表象的形式相联系。言语型者倾向于用文字或口头语言的言语形式来思考他们看到的、听到的和读到的信息;而表象型者表征信息时，头脑中常常自发地出现流畅的心理图像而不是信息本身^[82]。

认知风格与认知负荷之间的关系研究还不多，相关的研究主要有:Riding和Cheema(1991)②对认知风格维度与工作记忆容量之间的关系进行了实验研究，结果表明认知风格两个维度与工作记忆之间是相互独立的;工作记忆的容量与认知策略的选择有一定关系，但并不能说整体型个体的工作记忆容量比分析型个体的工作记忆容量大或者小，认知风格只影响了记忆过程中策略的选择，从而间接影响记忆的容量。Riding(1997)^[83]还设计实验考察了不同认知方式的个体在信息加工过程中大脑皮层15个不同部位的EEGα电波变化。发现在整体-分析维度上，分析型被试在所有的任务中，15个部位的α电波都低于整体型被试;但在言语-表象维度上，却存在明显的认知方式半球一侧化效应，言语型被试在大脑左半球有相对更高的α波抑制，而表象型被试恰恰相反，其大脑右半球α波抑制更高。Riding、Grimley等(2003)^[84]研究发现认知风格与学业成绩相关，并且认知风格对学业成绩的影响主要是通过学习材料的结构、呈现模式以及学习内容的类型来实现的。

国内学者李力红(2005)^[85]探讨了言语-表象维度的记忆作用机制，发现言语-表象认知风格维度与阅读工作记忆广度和视觉空间工作记忆广度相互独立。许芳(2006)^[86]研究了认知方式对视觉空间工作记忆的影响，发现认知方式对视觉空间工作记忆有显著影响。葛一丹(2004)^[87]的研究发现，飞行员认知风格与注意分配的相关较小，飞行员认知风格对注意心理能力乃至飞行技能的影响是间接的。由此可见，国内外关于认知风格与工作记忆关系的研究结果还不尽一致。

(四)状态元认知对认知负荷的影响

人对自身思维过程的意识，是人的认知的一个重要特点。认知的信息加工理论认为，个体的认知加工活动，不是简单的信息输入与输出，随着个体知识与经验的积累，他们会逐渐对自己的学习系统了解并学会控制自身的认知加工，存在着一个对信息加工的监控机制，它监控和调节认知活动的进行，负责评价认知过程中的问题，确定用什么认知策略来实施认知操作，以此来提高认知加工的效果。个体认识到并形成如何控制认知加工的这一心理表现或机制，就称为元认知。

O'Neil＆Abedi(1996)^[88]将元认知能力分为状态元认知(state meta-cognition)和特质元认知(trait meta-cognition)。状态元认知是个体在任务加工过程中的一种短暂的状态，包括计划、监控、自我检查、认知和情感策略、知觉等，它的强度随时间变化而变化。特质元认知是相对稳定的个体特征变量，它对处于各种元认知状态的智力活动作出应答。

对于元认知与认知负荷的关系，Valcke(2002)^[89]认为很多研究者在他们的研究中都涉及个体的元认知活动，但是没有把元认知这一概念整合到认知负荷理论中去。他提出了元认知负荷(Metacognitive load)的概念，把元认知负荷看成是有效认知负荷的一种，是个体在监控其图式构建和储存的活动中所投入的心理资源。但是到目前为止，对元认知负荷的相关的实证研究还不多。Swanson(1990)^[90]通过将被试分成四个组:高元认知能力—高一般能力组、高元认知能力—低一般能力组、低元认知能力—高一般能力组、低元认知能力—低一般能力组，进行解决问题的测试，发现不管一般能力倾向高或低，高元认知能力的两个组解决问题时的成绩都比低元认知能力组要好，而且高元认知能力—低一般能力组的成绩优于低元认知能力—高一般能力组的成绩，解决问题的效率更高。可见，如果一个人具有良好的元认知能力，即使他的一般能力倾向不高，也能在问题解决过程中取得好成绩，也就是说，元认知能力能影响个体的认知加工过程，对认知负荷和问题解决的质量产生影响。

国内学者康中和与章竞思(2005)^[91]认为大学生元认知能力在认知活动中发挥着关键的作用，它对于认知活动的进程和效果都有重要的影响，在认知活动进行的过程中，具备较强元认知能力的大学生通常具有比较明确的计划，能够清楚地认识到自己的认知进展，并能够更灵活地运用适宜的策略等。认知能力较强而元认知能力存在缺陷的大学生，其问题解决的成绩劣于认知能力较差而元认知能力较强的大学生。也就是说，较强的元认知能力可以弥补大学生在认知方面的不足，而较弱的元认知能力可以削弱大学生在认知方面的优势。

Kosmicki(1993)^[92]和O'Neil＆Abedi(1996)^[93]对状态元认知与绩效的关系进行了研究，发现更高的状态元认知会导致更好的绩效。状态元认知比特质元认知对绩效具有更好的预测力。