多媒体学习的认知理论

上一节介绍了在多媒体呈现中加入有趣但无关的语词或画面时，会给学习带来不利的影响。我们试图增加这节课趣味性的大胆的努力失败了，但这有可能是因为新加入的材料（即语词和画面）与要学习的目标材料太相似。我们并不气馁，接着再尝试用另外一种方法来增加这节课的趣味性。让我们回到图表2.2中总结的关于闪电形成的解说加动画的简明版，看看是否有其他的方式使它有趣。

让一节多媒体课变得更有趣的一个值得一试的方法就是加入一些铃声或哨声当作背景音乐或环境声响的一部分。例如，我们可以加入一个简短的音乐循环播放装置持续地播放背景音乐。这只是给呈现增添一些舒缓的背景音乐并不会干扰解说。另外，我们还可以加入自然界中伴随闪电形成过程发出的一些声响，例如当这节课谈到阵阵凉风时就加入风吹时的声音，或当这节课谈及形成冰晶时就加入冰块迸裂的声音。这也只是给呈现提供了一些适宜的声响效果而不会影响解说的进行。

加入背景音乐（background music）和环境声响的理论基础和加入有趣的语词和画面一样，也是唤醒理论。根据唤醒理论，音乐和其他声响效果会使多媒体呈现变得更有趣，因此提高了学习者的情绪唤醒水平，这又进一步提高了学习者对学习材料的注意力从而促进了学习者的学习。根据唤醒理论，我们可以预测，加入有趣的音乐和其他声响会使学习者在保持测验和迁移测验中成绩更好。

这种简单直接地提高多媒体呈现效果的方法有什么问题呢？在本章的第一节我们就说过，主要问题在于加入有趣的音乐和其他声响的基本原理依据的是信息获得观这种过时的学习理论。根据这种观点，信息仅仅是从教师传递到学生那儿，而背景音乐和其他声响可以加快这种传递过程。但是本书中我们主张的方法依据的是学习的知识建构观——学习者设法主动地建构心理表征从而获得知识的意义。不幸地是，加入音乐和其他声响可能干扰意义形成的过程，详细内容在下一节讨论。

根据多媒体学习的认知理论，学习者是在他们的视觉和听觉通道加工多媒体信息的，并且这两种通道的容量都有限。在带解说的动画情景中，动画信息是在视觉通道加工的而解说信息是在听觉通道加工的。如图表7.7所示，当呈现新增的听觉信息时，它就会和原有的解说材料竞争听觉通道中有限的加工容量。当认知资源用于加工音乐和其他声响时，用于注意解说信息、将其组织为一个连贯的因果链并与新进入的视觉信息相联系的资源就少了。根据这个理论，我们可以预测在多媒体呈现中加入有趣的音乐和其他声响时，会使学习者在保持测验和迁移测验中成绩较差。简而言之，多媒体学习的认知理论预测一致性效应存在，即额外加入有趣的材料（以音乐和其他声响的形式）损害学习者的学习。

图表7.7　加入无关的音乐和声响会降低学习效果的认知分析：加入音乐和其他声响的呈现和没有加入音乐和其他声响的呈现

在多媒体解释中加入有趣的音乐和其他声响会影响学生的学习和理解吗？为了回答这个问题，我们进行两个独立的实验，在每个实验中，我们比较了学习带解说的动画的学生和学习加入背景音乐和其他环境声响的扩展性版本的学生在保持和迁移测验中的成绩（Moreno & Mayer，2000，实验1，2）。两个实验都是在基于计算机的环境中进行的——一个实验是关于闪电形成原理的科学解释，另一个实验是关于汽车制动系统工作原理的科学解释。根据唤醒理论的假设，加入背景音乐和其他声响会提高学生在保持测验和迁移测验中的成绩，而根据多媒体学习的认知理论，这样做会导致相反的结果。

图表7.8显示了接受基础版本（即带解说的动画）的学生和接受扩展版本（即加入音乐和声响的带解说的动画）的学生在保持测验上的平均成绩。在两种情景中，学习基础版本的学生比学习扩展版本的学生记住了更多的闪电形成的步骤，在本章的第一节中，我们称之为学习保持的一致性效应，因为加入的趣味性材料损害了学生的学习效果。学习保持的一致性效应（原则2）是指当在多媒体解释材料中加入背景音乐和其他环境声响时学生在言语式保保测验中的成绩更差。图表7.9中给出一致性效应的效果量一致且较大，中值为1.11；另外，图表7.9表明，学习基础版本的学生比学习扩展版本的学生在保持测验中记住了更多的重要学习内容，其增益率中值为69％。

图表7.8　学习保持的一致性效应（原则2）：不包含有趣但无关的声响和音乐（黑色柱状）比包含有趣但无关的声响和音乐（白色柱状）时保持测验的成绩更好

图表7.9　学习保持的一致性效应（原则2）：结果汇总

图表7.10显示了学习一节多媒体课基础版本（即带解说的动画）的学生和扩展版本（即加入声响和音乐的带解说的动画）的学生在迁移测验上的平均成绩。在两种情景中，学习基础版本的学生比学习扩展版本的学生对迁移型问题提出了更多的解决方案。我们称之为学习迁移的一致性效应，因为加入背景音乐和其他环境声响使学生在问题解决迁移测验中成绩更差。图表7.11中给出的一致性效应的效果量一致且较大，中值为1.23，这与一致性原则（原则1）所得的结果相似。另外，图表7.11表明，接受基础版本的学生比接受扩展版本的学生在迁移测验中产生了更多的创造性解决方案，增益率中值为105％。

图表7.10　学习迁移的一致性效应（原则2）：不包含有趣而无关的声响和音乐（黑色柱状）时比包含有趣而无关的声响和音乐（白色柱状）时迁移测验的成绩更好

图表7.11　学习迁移的一致性效应（原则2）：结果汇总

总之，一致性效应的第二条子原则也与多媒体学习的认知理论相一致，而与情绪唤醒理论不一致。

关于儿童观看电视的研究探讨了如何使用声音特征来引导观看者的注意力（Anderson & Loech, 1983; Kozma, 1991）。例如声音效应——即使是瞬时出现的声音效应——一般也会把儿童的注意力引向电视画面（Alwitt, Anderson, Lorch & Levin, 1980; Calvert & Scott, 1989）。柯兹玛（1991, p. 194）对这一系列研究作了如下总结：“这个研究揭示出电视观看者们处于一个较低的参与状态，他们的实时视觉注意被突现的声音线索吸引……。”由此可见，尽管这类研究并不像我们一样关注多媒体学习的情景，但它的确揭示了呈现中的听觉特征会把学习者的注意力引向某个特定的内容。