摘要：高三化學(xué)學(xué)困生一則面臨升學(xué)壓力，學(xué)習(xí)時間緊迫；二則基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)不夠扎實，由此造成對于某些知識學(xué)不懂。認知負荷理論及其效應(yīng)認為學(xué)生學(xué)不懂是因為總的認知負荷超過了其認知承載能力，可以通過圖式的構(gòu)建和自動化、知識漸進、簡單—復(fù)雜任務(wù)序列等策略降低認知負荷。文章結(jié)合具體例題，淺談高三化學(xué)學(xué)困生在元素及其化合物、化學(xué)反應(yīng)速率和平衡、電化學(xué)等方面的復(fù)習(xí)策略。

關(guān)鍵詞：認知負荷理論；認知負荷效應(yīng)；高三化學(xué)學(xué)困生；復(fù)習(xí)策略

文章編號：1005–6629（2013）12–0024–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

隨著新課程改革的深入，學(xué)困生的學(xué)習(xí)愈加成為高中教與學(xué)的重要話題。經(jīng)對相關(guān)文獻分析和筆者的一些相關(guān)經(jīng)驗總結(jié)[1]，對于高三化學(xué)學(xué)困生來說，一則面臨升學(xué)壓力，學(xué)習(xí)時間緊迫；二則學(xué)科知識基礎(chǔ)不夠扎實，沒有形成健全的知識結(jié)構(gòu)或自動化的圖式，由此造成一個共同的顯著特點就是多處知識未學(xué)好，以至于總的認知負荷超過了其認知承載能力。在這種情況下，應(yīng)用認知負荷理論，促使學(xué)困生采用有效的復(fù)習(xí)策略以降低認知負荷、提高學(xué)習(xí)效率十分重要。

1 認知負荷理論

認知負荷理論是由John SwelleqrSYEPyID+MN+6RgnYT4iaDHp4TIMoNABafGMo/Zy9Q=r、Fred G. W. C. Paas等人提出的，并且區(qū)分了三種不同的認知負荷類型：外在認知負荷（Extraneous Cognitive Load）、內(nèi)在認知負荷（Intrinsic Cognitive Load）與相關(guān)認知負荷（Germane Cognitive Load）。內(nèi)在認知負荷是由學(xué)習(xí)內(nèi)容本身引起的，其高低主要取決于內(nèi)容的復(fù)雜程度及學(xué)習(xí)者的原認知水平；外在認知負荷主要是由信息的呈現(xiàn)方式不當(dāng)引起的；相關(guān)認知負荷是指在新的圖式建構(gòu)或圖式自動化的過程中占用的認知資源[2]。認知負荷理論認為，這三種認知負荷是可以累加的。它們的總和如果超出了工作記憶的總體承載能力，就會使學(xué)習(xí)陷入困境。這從理論層面回答了化學(xué)學(xué)困生為什么會產(chǎn)生學(xué)習(xí)困難這個問題：在該生一定的原有認知結(jié)構(gòu)下，要認知的化學(xué)信息總負荷超過了其工作記憶資源的總體承載能力。據(jù)我們深入觀察和分析，在三種認知負荷中，內(nèi)部認知負荷是影響高三化學(xué)學(xué)困生復(fù)習(xí)的主要因素。

John Sweller認為可以通過兩種方式來降低內(nèi)部認知負荷：一是圖式的建構(gòu)，二是圖式的自動化。圖式建構(gòu)是指把原本獨立的若干元素組織成一個單一元素；圖式的自動化則是信息加工從受控加工轉(zhuǎn)向自動加工，從有意識的努力轉(zhuǎn)向無需有意注意，因而也能夠降低工作記憶負擔(dān)。但是圖式的自動化不是自動完成的，它也需要充分練習(xí)[3] 。梅耶等則認為，通過任務(wù)分割，即把呈現(xiàn)材料分成幾個片段并分別進行充分的認知加工，也可以降低學(xué)生的內(nèi)在認知負荷[4]。另外，認知負荷理論中的幾種效應(yīng)如解答樣例效應(yīng)（Worked example effect）、分離關(guān)聯(lián)元素效應(yīng)（Isolated interacting elements effect）、自我解釋效應(yīng)（Self-explanation Effect），降低認知負荷的策略如知識漸進策略（Knowledge pro gression）、簡單-復(fù)雜任務(wù)序列策略（Whole-task Sequencing）等，[5]為高三學(xué)困生復(fù)習(xí)困難的解決提供了一定的指導(dǎo)。

2 認知負荷理論指導(dǎo)高三化學(xué)學(xué)困生復(fù)習(xí)的探討

2.1 關(guān)聯(lián)認知負荷在元素及其化合物復(fù)習(xí)中的應(yīng)用

元素及其化合物就整體而言知識點比較零碎，各知識點的關(guān)聯(lián)程度較低。當(dāng)以無機推斷題或元素推斷題等形式從整體考察時，對于學(xué)困生來說信息負荷較大，解題時很容易因負荷超載而無從下手。

從適當(dāng)增加關(guān)聯(lián)認知負荷以降低內(nèi)部認知負荷的角度來看，在指導(dǎo)學(xué)困生復(fù)習(xí)時，如果依據(jù)元素及其化合物的某種理化性質(zhì)，將零碎的知識點以某種關(guān)聯(lián)構(gòu)建成若干個圖式，如將高中所學(xué)過的化學(xué)物質(zhì)按照具有漂白性、顏色為紅色、顏色為黃色、可以和水發(fā)生反應(yīng)等等分別進行歸類，形成一個個圖式，讓其通過練習(xí)使這些構(gòu)建的圖式進入長時記憶并較快達到自動化，則可以降低解推斷題時的信息負荷，同時也為將來解題時提取相關(guān)知識提供了線索。

例如，A、B、C是中學(xué)化學(xué)常見的三種物質(zhì)，它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖：

化學(xué)反應(yīng)速率和平衡，知識點多且內(nèi)在邏輯性強，復(fù)習(xí)時進程快，相對學(xué)困生而言很容易超出其認知承載能力，一般要采取一定方式將其簡化，在此可以借鑒知識漸進或簡單—復(fù)雜任務(wù)序列。知識漸進是指將復(fù)雜的學(xué)習(xí)材料分兩個階段呈現(xiàn)。第一階段，將復(fù)雜材料分解成若干個信息單元并依次呈現(xiàn)，每次只需加工一個單元；在完成每個獨立單元的學(xué)習(xí)之后進入第二階段，此時同時呈現(xiàn)全部信息，并關(guān)注信息單元之間的關(guān)聯(lián)。知識漸進法對于低水平的學(xué)困生在面對復(fù)雜問題但缺少必要的基礎(chǔ)知識時，是一種非常有效的復(fù)習(xí)方式。簡單—復(fù)雜序列是指首先從學(xué)習(xí)者在真實情境中所能遇到的最簡單任務(wù)開始，逐漸增加任務(wù)，其本質(zhì)上就是“整體任務(wù)”，它從一開始就關(guān)注任務(wù)各個成分之間的協(xié)調(diào)和整合，強調(diào)讓學(xué)習(xí)者快速形成對于任務(wù)的初步整體印象。

這是一種關(guān)于“等效平衡”類型的題，此類型的題牽涉到的知識點有可逆反應(yīng)的特點、化學(xué)平衡的概念及影響平衡的因素等等，復(fù)習(xí)此類型的題需要學(xué)習(xí)者對牽涉的各個知識點有透徹的理解。對于處于低水平的學(xué)困生來說，宜采取“知識漸進”的方法，首先復(fù)習(xí)可逆反應(yīng)的特點、化學(xué)平衡的概念、影響平衡的因素等各個基本知識點并使其達到自動化，然后再綜合起來復(fù)習(xí)該類型的題。而對于中等水平的學(xué)生而言，宜采取“簡單-復(fù)雜任務(wù)序列”的方法，即從整體上把握，由相對簡單的開始然后逐步深入。由于解決該題的關(guān)鍵是理解并運用“等效平衡”原理，因此可以先在“等效平衡”原理的簡單水平進行復(fù)習(xí)。即考慮在t℃時，向體積固定的一容器中投入2 mol SO2和2 mol SO3，通過“等效平衡”折算相當(dāng)于投入多少摩爾SO2和O2——投入的2 mol SO3通過方程式可折算成2 mol SO2和

2.4 分離關(guān)聯(lián)元素效應(yīng)在電化學(xué)復(fù)習(xí)中的應(yīng)用

分離關(guān)聯(lián)元素效應(yīng)認為在某種學(xué)習(xí)情況下以一種分離的方式逐次呈現(xiàn)具有關(guān)聯(lián)性的信息元素，比一次性地呈現(xiàn)所有相關(guān)聯(lián)的元素更能促進學(xué)習(xí)[7]。電化學(xué)這塊知識與氧化還原反應(yīng)概念關(guān)聯(lián)密切，由于內(nèi)部認知負荷與個體的認知水平有關(guān)，這塊知識對不同學(xué)困生而言其難度不同，即對不熟悉氧化還原反應(yīng)概念的學(xué)困生來說認知負荷較大。對此根據(jù)分離關(guān)聯(lián)元素效應(yīng)，復(fù)習(xí)時第一步要先回想氧化還原反應(yīng)的知識點，在氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識熟悉之后再深入電化學(xué)知識領(lǐng)域進行復(fù)習(xí)，這樣通過分離關(guān)聯(lián)性知識的方式進行復(fù)習(xí)以降低認知負荷，達到良好的復(fù)習(xí)效果。而對于該知識點認知程度較高的學(xué)生，則可直接對電化學(xué)進行復(fù)習(xí)同時也鞏固了氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識。

除上述之外，在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中還要注意使學(xué)生充分利用自我解釋效應(yīng)[8]，即對有相互關(guān)聯(lián)的化學(xué)知識之間的關(guān)系做出自我解釋，在自我原有的知識經(jīng)驗上來促進圖式的建構(gòu)。再則，由于信息的呈現(xiàn)方式不當(dāng)會Njpe6cJu7HbCtzMlw9ACCg==產(chǎn)生外在認知負荷，給學(xué)習(xí)帶來困難，因此在選擇學(xué)習(xí)資料時要特別注意化學(xué)知識編排與呈現(xiàn)形式是否恰當(dāng)。

3 結(jié)語

由于認知負荷理論及其效應(yīng)關(guān)注學(xué)習(xí)者個體的認知結(jié)構(gòu)與信息之間的交互作用，因此在教和學(xué)的領(lǐng)域能給予理論指導(dǎo)并產(chǎn)生重要影響。但將該理論指導(dǎo)下的策略應(yīng)用到真實的教學(xué)情境中究竟會產(chǎn)生多大的影響還需進一步的量化研究與實證研究。

參考文獻：

[1]丁革兵.促進高三化學(xué)學(xué)習(xí)困難學(xué)生自我監(jiān)控能力發(fā)展的策略與實踐[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2009，（12）：15～18.

[2]趙立影，吳慶麟.基于認知負荷理論的復(fù)雜學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計[J].電化教育研究，2010，（4）：44～48.

[3][6] Sweller J.，Merriёnboer J. Cognitive Architeture and Instructional Design [J]. Paas F. Educational Psychology Review，1998，10（3），251～296.

[4] Mayer R.，Moreno R.. Nine Ways to Reduce Cognitive Load in Multimedia Learning [J]. Educational Psychologist，2003，38（1），43～52.

[5]龐維國.認知負荷理論及其教學(xué)涵義[J].當(dāng)代教育科學(xué)，2011，（12）：23～28.

[7] Blayney P.，Kalyuga S.，Sweller J.. Interaction between the Isolated-interactive Elements Effect and Levels of Learner Expertise： Experimental Evidence from an Accountancy Class [J]. Instructional Science，2010，（38）：277～287.

[8] Atkinson R. K.，Renkl A.，Merrill M. M.. Transitioning from Studying Examples： Effects of Selfexplanation Prompts and Fading Worked-out Steps [J]. Journal of Educational Psychology，2003，（95）：774～783.