向 雯

(湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410081)

論知識(shí)表征與多媒體課件的設(shè)計(jì)*

向 雯

(湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410081)

目前許多教師傾向于用多媒體課件改善教學(xué)效果，設(shè)計(jì)的多媒體課件大多是教材的搬家，只注重課件的美觀與數(shù)量，忽略了其對(duì)教學(xué)質(zhì)量的影響。引入知識(shí)表征這一概念，從根本上闡述了知識(shí)的表征形式與人的認(rèn)知規(guī)律之間的聯(lián)系，并將這一聯(lián)系運(yùn)用到多媒體課件的設(shè)計(jì)中，使得多媒體課件在教學(xué)過(guò)程中變得更有成效。

知識(shí);表征;設(shè)計(jì);多媒體課件

教育信息化的逐步推廣，使得信息化教學(xué)日趨普遍，運(yùn)用各種信息資源開(kāi)展教學(xué)已成為學(xué)科教師的必備教學(xué)素材。多媒體課件由于具有可操作性、易制作性和實(shí)用性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)資源也為教師制作和使用多媒體課件提供了極大的便利。多媒體課件主要是利用數(shù)字處理技術(shù)和視聽(tīng)技術(shù)，以計(jì)算機(jī)為中心，按照教師的教學(xué)設(shè)計(jì)，將文字、語(yǔ)音、圖像等多種媒體信息集成在一起，以實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)材料的存儲(chǔ)、傳遞、加工、轉(zhuǎn)換和檢索的一種現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段。目前許多的多媒體課件只是對(duì)圖片、文字、聲音的簡(jiǎn)單堆砌，其設(shè)計(jì)并未涉及教育學(xué)、心理學(xué)、學(xué)習(xí)理論、教學(xué)設(shè)計(jì)、美學(xué)等，更未考慮學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律。在制作多媒體課件時(shí)，要從學(xué)習(xí)者的心理特征出發(fā)，運(yùn)用認(rèn)知心理學(xué)中的知識(shí)表征理論，做到從根本上改善教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的改變，從而達(dá)到良好的教學(xué)和學(xué)習(xí)效果。

一 知識(shí)表征的內(nèi)容

(一)知識(shí)表征的界定。所謂知識(shí)表征就是指知識(shí)在長(zhǎng)時(shí)記憶和工作記憶中的加工和貯存。表征分為外部表征和內(nèi)部表征，外部表征是獨(dú)立于學(xué)習(xí)主體的外部信息結(jié)構(gòu)形式，外在地以一種符號(hào)來(lái)代表具體的事物或事件，被記錄在紙上或其他的物理媒體上，用文字符號(hào)或圖形符號(hào)來(lái)表示現(xiàn)實(shí)生活中的各種事件以及它們間的相互關(guān)系，這種表征是根據(jù)客觀事物的客觀邏輯關(guān)系進(jìn)行信息組織的;內(nèi)部表征是指反映外部信息的學(xué)習(xí)主體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，以個(gè)人的心理結(jié)構(gòu)形式對(duì)外部信息進(jìn)行重新表征以促使理解外部事物以及它們間的相互關(guān)系［1］。人在進(jìn)行學(xué)習(xí)的過(guò)程就是一個(gè)內(nèi)部表征的過(guò)程。認(rèn)知心理學(xué)將知識(shí)按照在頭腦中的表征特點(diǎn)分為“陳述性知識(shí)”和“程序性知識(shí)”。陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)有著本質(zhì)的不同，前者主要以命題網(wǎng)絡(luò)或圖式表征，是關(guān)于事實(shí)“是什么”的知識(shí);后者主要以產(chǎn)生式的方式表征(也稱產(chǎn)生式知識(shí))，是關(guān)于進(jìn)行某項(xiàng)操作活動(dòng)的知識(shí)。這兩種知識(shí)類型大相徑庭，在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)化，所以在任何一種知識(shí)表征的理論中，都有必要涵蓋這兩種形式的知識(shí)。

(二)知覺(jué)符號(hào)表征理論和命題符號(hào)表征理論。對(duì)于知識(shí)是如何在頭腦中表征的，占主流地位的一直是命題符號(hào)理論。該理論認(rèn)為在認(rèn)知過(guò)程中，知覺(jué)和信息加工是兩個(gè)分離的系統(tǒng)，知覺(jué)系統(tǒng)只是從環(huán)境中提取信息，構(gòu)成學(xué)習(xí)材料的是命題符號(hào)，一連串的命題符號(hào)組成之后形成命題網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)命題網(wǎng)絡(luò)通過(guò)存儲(chǔ)和提取信息不斷更新，在執(zhí)行認(rèn)知功能的系統(tǒng)中(如言語(yǔ)、記憶、思維)中獨(dú)立對(duì)信息進(jìn)行加工。但是心理學(xué)家們經(jīng)過(guò)了大量的實(shí)驗(yàn)研究都無(wú)法解釋命題符號(hào)是怎樣在認(rèn)知系統(tǒng)中產(chǎn)生的。

最近Barsalou提出了一種新的觀點(diǎn)，認(rèn)為知識(shí)是以知覺(jué)符號(hào)的形式表征的。即知覺(jué)符號(hào)理論，該理論認(rèn)為知覺(jué)與認(rèn)知在信息加工和神經(jīng)水平上享有共同的系統(tǒng)，知覺(jué)系統(tǒng)也對(duì)信息進(jìn)行表征，其核心是知覺(jué)符號(hào)。

知覺(jué)符號(hào)不同于命題符號(hào)理論，它是已經(jīng)被證明存在并能解釋其產(chǎn)生過(guò)程的。多媒體教學(xué)優(yōu)勢(shì)在于可用多種材料同時(shí)刺激多種感官，因而知覺(jué)符號(hào)的獨(dú)立加工觀賦予多媒體教學(xué)無(wú)可取代的地位，命題符號(hào)由于呈現(xiàn)信息的量對(duì)認(rèn)知系統(tǒng)的加工能力有限，知覺(jué)符號(hào)則不用考慮信息呈現(xiàn)的數(shù)量限制問(wèn)題在進(jìn)行多媒體課件設(shè)計(jì)時(shí)更能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

(三)知識(shí)可視化理論與雙重編碼理論。Eppler M J＆Burkard R A(2004)對(duì)知識(shí)可視化下了定義:知識(shí)可視化是應(yīng)用視覺(jué)表征手段，促進(jìn)群體知識(shí)的傳播和創(chuàng)新，研究視覺(jué)表征在提高群體之間知識(shí)傳播和創(chuàng)新的作用，目標(biāo)在于傳輸見(jiàn)解、經(jīng)驗(yàn)、態(tài)度、價(jià)值觀、期望、觀點(diǎn)、意見(jiàn)、預(yù)測(cè)等，并幫助他人正確的重構(gòu)、記憶和應(yīng)用這些知識(shí)［2］。由于視覺(jué)是人類接受信息的重要通道，知識(shí)可視化運(yùn)用視覺(jué)表征手段將抽象的知識(shí)或過(guò)程轉(zhuǎn)化成利于人們接受的、生動(dòng)的、具體的外顯知識(shí)，大大促進(jìn)了知識(shí)的理解和傳播。然而知識(shí)可視化只從單一的視覺(jué)角度去研究和分析知識(shí)，并沒(méi)有涉及到聽(tīng)覺(jué)器官，我們還應(yīng)當(dāng)了解強(qiáng)調(diào)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的雙重編碼理論。

雙重編碼理論強(qiáng)調(diào)在信息的貯存、加工與提取中用視覺(jué)和語(yǔ)言的兩種形式同時(shí)呈現(xiàn)信息、兩者用以增強(qiáng)信息的回憶與識(shí)別。這一理論假設(shè)存在著兩個(gè)認(rèn)知子系統(tǒng)和兩種不同的表征單元，一個(gè)專用于對(duì)非語(yǔ)詞事物、事件(即映像)的表征與處理，適用于心理映像的“圖像單元”;而另一個(gè)則用于語(yǔ)言的處理，適用于語(yǔ)言實(shí)體的“語(yǔ)言單元”。前者是根據(jù)部分與整體的關(guān)系組織的;后者則是根據(jù)聯(lián)想與層級(jí)組織的。雙重編碼理論可用于記憶、問(wèn)題解決、概念學(xué)習(xí)和語(yǔ)言習(xí)得等多種認(rèn)知現(xiàn)象［3］，更利于多媒體課件發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。

(四)認(rèn)知主義和建構(gòu)主義。知識(shí)表征是認(rèn)知心理學(xué)科研究中的一個(gè)分支，認(rèn)知理論與建構(gòu)主義對(duì)知識(shí)表征也產(chǎn)生一定的指導(dǎo)作用。情境化學(xué)習(xí)是建構(gòu)主義理論學(xué)習(xí)下的特征之一，知識(shí)表征在認(rèn)知理論下呈現(xiàn)多元化，建構(gòu)主義要求加強(qiáng)各種多元化知識(shí)表征間的聯(lián)系，如語(yǔ)義、情節(jié)、動(dòng)作等，并要注意使知識(shí)表征與多樣化的情境相關(guān)聯(lián)。建構(gòu)主義理論下的學(xué)習(xí)須充分利用知識(shí)的語(yǔ)義、情節(jié)和動(dòng)作表征與編碼間的聯(lián)系建構(gòu)豐富的多元記憶表征，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)者自身的想象和歸納能力，增強(qiáng)其自身對(duì)知識(shí)的建構(gòu)能力。

二 知識(shí)表征在多媒體課件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

(一)多媒體課件的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)符合學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律。斯皮羅等人根據(jù)知識(shí)的復(fù)雜性，將知識(shí)劃分為良構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)和非良構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)，其中非良構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)是將良構(gòu)領(lǐng)域知識(shí)(如事實(shí)、概念、規(guī)則和原理等)應(yīng)用于具體問(wèn)題情境時(shí)而產(chǎn)生的，即有關(guān)概念應(yīng)用的知識(shí)［4］。目前大多數(shù)的多媒體課件的表達(dá)有缺陷，信息大量是多余的，不能清楚表達(dá)對(duì)象的本質(zhì)，形成信息超載信息化。并且存在著知識(shí)表征簡(jiǎn)單化和知識(shí)預(yù)定的缺陷，對(duì)非良構(gòu)知識(shí)沒(méi)有提供案例或者復(fù)雜知識(shí)學(xué)習(xí)的背景性知識(shí)，只是把相關(guān)的材料搬到電腦屏幕，缺乏案例或有效的實(shí)例設(shè)計(jì)、組織、管理，優(yōu)秀的多媒體課件對(duì)知識(shí)的表達(dá)應(yīng)該從簡(jiǎn)單抽象到模擬仿真，是概念與案例相互交叉的多維度表征。因此，在設(shè)計(jì)多媒體課件時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律，同時(shí)也要考慮多媒體課件中知識(shí)本身的特征。視覺(jué)和詞語(yǔ)材料是在不同的加工系統(tǒng)中加工，并且視覺(jué)和詞語(yǔ)工作記憶的容量是有限的，如果一味地追求知識(shí)呈現(xiàn)形式的多樣性，讓學(xué)習(xí)者的視聽(tīng)加工過(guò)多的元素，則容易引起認(rèn)知超負(fù)荷阻礙學(xué)習(xí)。所以在設(shè)計(jì)多媒體課件時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)整體的教學(xué)材料進(jìn)行分析歸納，找出知識(shí)之間的內(nèi)部聯(lián)系，整體呈現(xiàn)知識(shí)，突出某一種感官刺激。

(二)多媒體課件的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)習(xí)者達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。知識(shí)表征可以以知覺(jué)為基礎(chǔ)，也可以以意義為基礎(chǔ)。它們從不同層次上體現(xiàn)了信息的有組織的集合。人們對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)理解，是接受信息和加工信息的過(guò)程。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為“意義建構(gòu)”是整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的最終目標(biāo)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中幫助學(xué)習(xí)者建構(gòu)意義就是要幫助其對(duì)當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容所反映的事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其他事物之間的內(nèi)在聯(lián)系達(dá)到較深刻的理解。狹義的教育是一種經(jīng)驗(yàn)傳遞系統(tǒng)，學(xué)生及其學(xué)習(xí)活動(dòng)是經(jīng)驗(yàn)傳遞系統(tǒng)的構(gòu)成要素之一。學(xué)習(xí)是傳授間接經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程，在設(shè)計(jì)多媒體課件時(shí)應(yīng)著重考慮如何將現(xiàn)有的間接經(jīng)驗(yàn)與學(xué)習(xí)者已有的經(jīng)驗(yàn)發(fā)生聯(lián)系。

學(xué)習(xí)者已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)知識(shí)的表征形式也會(huì)產(chǎn)生不同的影響，因此在多媒體課件的設(shè)計(jì)中，要充分地分析學(xué)生以前所學(xué)知識(shí)的性質(zhì)、種類和掌握程度，提供相應(yīng)的先行組織者。一種是陳述性的，說(shuō)明新材料的組織結(jié)構(gòu)，一種是比較性的，說(shuō)明新舊知識(shí)之間的聯(lián)系反饋信息對(duì)心理表征的影響。從信息加工心理學(xué)的角度來(lái)看，知識(shí)表征上的差異會(huì)導(dǎo)致個(gè)體間智能的差異，這種表征上的差異具體體現(xiàn)在知識(shí)的結(jié)構(gòu)和知識(shí)的使用兩個(gè)方面。雖然命題符號(hào)理論在一定程度上只能形成單一的命題網(wǎng)絡(luò)，但不會(huì)使得多媒體材料因?yàn)檫^(guò)多而雜亂、無(wú)序，反而更能專注于某一專家領(lǐng)域的知識(shí)，擁有數(shù)量豐富、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)并呈現(xiàn)“模塊化”的陳述性知識(shí)、高度整合的程序性知識(shí)和特殊的策略知識(shí)。這種知識(shí)能夠?qū)δ承┬枰厥饧寄艿恼J(rèn)知任務(wù)進(jìn)行自動(dòng)化操作，從而形成領(lǐng)域特長(zhǎng)。領(lǐng)域知識(shí)就是通過(guò)命題網(wǎng)絡(luò)和圖式進(jìn)行歸納的，圖式是一個(gè)人獲得知識(shí)的最基本的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)新知識(shí)的同化和順應(yīng)過(guò)程，使得原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)形成新的圖式。

在多媒體課件的設(shè)計(jì)中，復(fù)雜知識(shí)表征必須達(dá)到兩個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo):掌握知識(shí)的復(fù)雜性和具備原有知識(shí)遷移的能力。多媒體課件要進(jìn)行整體的教學(xué)設(shè)計(jì)，建立合理的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，注重知識(shí)的整體性和交互性，強(qiáng)調(diào)知識(shí)之間的有機(jī)聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)習(xí)者構(gòu)建合理、完善的心理結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)習(xí)者將所學(xué)的知識(shí)靈活運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。

(三)多媒體課件中的知識(shí)表征形式。教師應(yīng)在多媒體課件的制作過(guò)程中分析知識(shí)的各種呈現(xiàn)方式對(duì)學(xué)生表征的影響，選擇適合學(xué)生表征的教學(xué)材料呈現(xiàn)策略，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率。如教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式有語(yǔ)言的、數(shù)學(xué)的、圖像的、表格的、符號(hào)的，對(duì)于不同的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)人群，所采取的呈現(xiàn)方式不同，帶來(lái)教學(xué)效果也會(huì)不同。認(rèn)知心理學(xué)把人視為計(jì)算機(jī)式的信息加工系統(tǒng)，學(xué)習(xí)者從環(huán)境中接受各種刺激，這種刺激可能來(lái)自視、聽(tīng)、嗅等感官，并轉(zhuǎn)變成神經(jīng)信息，進(jìn)行感覺(jué)登記。因而學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程首先是要對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行感知，在感知的基礎(chǔ)上深入理解，建構(gòu)自己對(duì)知識(shí)的意義，并進(jìn)一步地對(duì)知識(shí)進(jìn)行鞏固，將陳述性知識(shí)轉(zhuǎn)化為程序性知識(shí)，在具體的案例中進(jìn)行應(yīng)用，并對(duì)自己的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)［5］。教師在設(shè)計(jì)多媒體課件時(shí)應(yīng)遵循這一規(guī)律，在學(xué)習(xí)內(nèi)容感知階段，將抽象的知識(shí)以具體的事物形象出現(xiàn)在人的大腦中，在知識(shí)的進(jìn)一步加工中采用復(fù)述、特定情境應(yīng)用等方式來(lái)加深所學(xué)的知識(shí)。在這一階段可以采用概念圖的形式，讓學(xué)習(xí)者將知識(shí)間的聯(lián)系通過(guò)概念圖分門別類，從而具有整體屬性。在知識(shí)的應(yīng)用和評(píng)價(jià)階段，可以運(yùn)用圖片或者視頻，讓學(xué)習(xí)者主動(dòng)去探究和發(fā)現(xiàn)實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中所運(yùn)用到的知識(shí)，并將這些知識(shí)應(yīng)用于特定情景去解決問(wèn)題。

本文對(duì)知識(shí)表征的相關(guān)內(nèi)容和理論有較詳盡的闡述，為的是讓多媒體課件的設(shè)計(jì)者從根本上把握知識(shí)的特點(diǎn)，從認(rèn)知科學(xué)理論的角度分析知識(shí)的構(gòu)成和表征方式，用多媒體課件的形式展示出來(lái)，從而制作出符合學(xué)習(xí)者認(rèn)知規(guī)律的課件，提高課堂的教學(xué)效果和學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率。

［1］張向陽(yáng).論心理表征及其規(guī)律對(duì)教學(xué)的啟示［J］.華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2003，(2).

［2］王朝云，劉玉龍.知識(shí)可視化的理論與應(yīng)用［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2007，(6).

［3］張彥杰，宋彥彬，王利群.信息化知識(shí)表征的理論及方法［J］.裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，(1).

［4］張武威.基于認(rèn)知彈性理論的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境超文本復(fù)雜知識(shí)表征［J］.中國(guó)電化教育，2010，(3).

［5］史君坡，劉先鋒.運(yùn)用認(rèn)知心理學(xué)提高多媒體課件的教學(xué)效果［J］.重慶教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，(1).

G434

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1008－4681(2011)04－0136－02

2011－03－14

向雯(1987－)，女，湖南衡陽(yáng)人，湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院碩士生。研究方向:網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境中的教學(xué)設(shè)計(jì)。

(責(zé)任編校:譚緯緯)