鄭玉瑋+崔磊

多媒體教學(xué)是指通過整合文本、圖畫、視頻、動(dòng)畫和聲音等媒體方式來表征和傳遞現(xiàn)實(shí)生活中規(guī)定的課程信息，通過對(duì)多種課程領(lǐng)域信息的整合來支持學(xué)生的決策，從而提高學(xué)生的合作能力[1]。多媒體可以分成四個(gè)組成部分：設(shè)備、系統(tǒng)、應(yīng)用和跨域。設(shè)備包括存儲(chǔ)媒體、網(wǎng)絡(luò)和基本的顯示方式，如聲音、視頻和圖像；系統(tǒng)包括多媒體資料庫、操作系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)；應(yīng)用是指通過各種工具、應(yīng)用軟件和文件等獲得的用戶界面；跨域是指不同媒體的整合和同步。多媒體能夠很好地滿足21世紀(jì)學(xué)習(xí)者的要求。當(dāng)傳統(tǒng)的教學(xué)方法無法達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)時(shí)，教師就應(yīng)該嘗試采用多媒體教學(xué)方式。多媒體教學(xué)能夠增強(qiáng)學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)內(nèi)容的互動(dòng)，從而改善傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方法。因此，多媒體在不同年齡階段和不同層次的教育中都得到了廣泛的應(yīng)用。

一、大腦信息加工的過程

理解大腦如何加工信息是理解多媒體如何幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。現(xiàn)在處于神經(jīng)科學(xué)革命時(shí)期，人們對(duì)大腦信息加工過程的了解越來越深刻，同時(shí)，多媒體技術(shù)也越來越先進(jìn)，這些都為運(yùn)用多媒體進(jìn)行教學(xué)提供了巨大的幫助。研究表明，大腦是通過視覺和聽覺這兩個(gè)通道來加工信息的。當(dāng)信息通過這兩個(gè)通道給予呈現(xiàn)時(shí)，大腦在相同的時(shí)間內(nèi)能夠加工更多的新信息。多媒體技術(shù)的呈現(xiàn)方式充分利用了多重通道加工的可能性，可以顯著地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。理解多媒體信息加工方式的前提是了解大腦的信息加工過程，那么大腦加工信息的具體過程是怎樣的呢？

1.信息加工的開端——工作記憶

個(gè)體對(duì)信息的加工過程包含很多步驟：知覺、注意、選擇、組織和信息整合。個(gè)體完成全部加工過程需要長(zhǎng)時(shí)記憶的參與。長(zhǎng)時(shí)記憶是這個(gè)加工過程的中心，儲(chǔ)存?zhèn)€體積累的知識(shí)。這些知識(shí)以組塊的形式被組織，進(jìn)而形成個(gè)體的圖式。圖式能夠讓個(gè)體有意義地組織已有信息，并幫助個(gè)體整合和組織新的信息[2]?？偠灾L(zhǎng)時(shí)記憶是個(gè)體儲(chǔ)存信息和整合新信息的場(chǎng)所。如果信息不能被整合到長(zhǎng)時(shí)記憶中，它就會(huì)消失。因此，學(xué)習(xí)可以被看作是個(gè)體長(zhǎng)時(shí)記憶的發(fā)展變化。

在信息被整合到長(zhǎng)時(shí)記憶之前，信息首先會(huì)被個(gè)體工作記憶所接收和加工，但工作記憶的容量有限，只能加工少量的信息。Miller（1956）指出，工作記憶一次只能加工大約7條信息，而且個(gè)體的加工必須迅速，這是因?yàn)楣ぷ饔洃浿荒鼙３旨s20秒的信息[3]。

工作記憶具有多重通道。Baddeley（1992）認(rèn)為工作記憶具有聽覺和視覺兩個(gè)通道。聽覺通道加工個(gè)體聽到的信息，視覺通道加工個(gè)體看到的信息[4]。但文本似乎具有獨(dú)特的加工要求，它最初是被視覺通道加工，進(jìn)而轉(zhuǎn)換到聽覺通道加工。研究表明，相比聽覺通道，視覺通道加工的信息容量更少。然而，當(dāng)信息被視覺和聽覺雙重通道呈現(xiàn)時(shí)，工作記憶能夠加工的信息總量就會(huì)增加[5]。使用多重通道呈現(xiàn)信息能夠增加大腦加工的信息總量，但也存在超負(fù)荷認(rèn)知的風(fēng)險(xiǎn)，眾多信息通過無效方式傳遞會(huì)阻礙大腦成功地將信息整合到長(zhǎng)時(shí)記憶中。在多媒體學(xué)習(xí)中，由先進(jìn)的教育技術(shù)呈現(xiàn)的外部表征與學(xué)習(xí)者建構(gòu)的內(nèi)部心理表征之間會(huì)發(fā)生復(fù)雜的交互作用，多媒體材料的潛在教育效果受到這種復(fù)雜交互作用的影響[6]。

工作記憶使用現(xiàn)有的圖式將信息整合到長(zhǎng)時(shí)記憶中。如果現(xiàn)有的圖式不適合新信息，那么個(gè)體就需要建立一個(gè)新圖式，工作記憶也需要一些額外的工作幫助組織這些新信息。如果信息組織得不好，或者說信息很難與現(xiàn)有的圖式建立聯(lián)系，那么工作記憶就只能處理很少的信息，這會(huì)妨礙個(gè)體組織信息，影響個(gè)體對(duì)信息的加工和學(xué)習(xí)。

2.大腦認(rèn)知加工與多媒體教學(xué)的關(guān)系

個(gè)體大腦認(rèn)知加工與多媒體教學(xué)的關(guān)系是怎樣的呢？有效的多媒體教學(xué)能夠考慮到工作記憶加工信息能力的有限；能夠利用視覺和聽覺雙通道呈現(xiàn)信息，增加大腦加工信息的總量；能夠認(rèn)識(shí)文本加工具有的挑戰(zhàn)性，需要視覺和聽覺雙重通道加工；能夠認(rèn)識(shí)到長(zhǎng)時(shí)記憶會(huì)將信息組織成有意義的組塊，即圖式，并利用現(xiàn)有的圖式呈現(xiàn)信息或者幫助學(xué)生組織信息，在很大程度上能夠幫助學(xué)生將信息整合到長(zhǎng)時(shí)記憶中。

二、多媒體的教學(xué)原則

當(dāng)前，在了解大腦加工信息模式的基礎(chǔ)上，學(xué)界開始探討多媒體教學(xué)的有效模式，揭示多媒體教學(xué)的重要原則，以便更好地運(yùn)用多媒體教學(xué)幫助學(xué)生實(shí)施有效的學(xué)習(xí)。Clark和Mayer（2003）提出了一個(gè)著名的模型，該模型是關(guān)于個(gè)體如何整合多媒體學(xué)習(xí)過程中圖像、聽覺、視頻、書寫和口述信息的，揭示個(gè)體視覺和聽覺信息如何影響多媒體學(xué)習(xí)的認(rèn)知加工過程[7]。根據(jù)這一模型，意義學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)者進(jìn)行積極主動(dòng)地認(rèn)知加工，主動(dòng)的認(rèn)知加工反過來又要求學(xué)習(xí)者注重學(xué)習(xí)相關(guān)的文字和圖片，把這些相應(yīng)的信息組織成語詞心理模型和視覺心理模型，之后視覺、語詞心理模型與長(zhǎng)時(shí)記憶中的先前知識(shí)建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)信息的整合?；谶@個(gè)模型，個(gè)體可以分析多媒體學(xué)習(xí)的組成成分，從而避免在多媒體學(xué)習(xí)過程中認(rèn)知負(fù)荷過大而出現(xiàn)阻礙學(xué)習(xí)的現(xiàn)象?；谶@一模型，他們提出了多媒體學(xué)習(xí)的三個(gè)原則（見表1）。

此外，其他學(xué)者也針對(duì)多媒體教學(xué)的原則進(jìn)行了深入的研究。綜上所述，優(yōu)秀的多媒體教學(xué)可以從內(nèi)容、傳遞、背景三個(gè)方面的特征來進(jìn)行分析（見圖1）。

1.多媒體的內(nèi)容特征

（1）文字和圖片結(jié)合呈現(xiàn)要優(yōu)于單獨(dú)的文字

多媒體學(xué)習(xí)最基本的原則就是個(gè)體通過文字和圖片結(jié)合的方式的學(xué)習(xí)效果要好于通過單純的文字方式學(xué)習(xí)的效果。這里的文字包括書面的文字和口語形成的文字，圖片包括靜態(tài)的圖片、動(dòng)畫和視頻。利用工作記憶的多重通道加工，多媒體的多重呈現(xiàn)方式增加了信息整合到長(zhǎng)時(shí)記憶的可能性。

（2）當(dāng)學(xué)習(xí)者注意力集中時(shí)，多媒體學(xué)習(xí)的效果要好于注意力分散時(shí)

當(dāng)學(xué)習(xí)者被迫注意相距甚遠(yuǎn)的信息時(shí)，比如內(nèi)容在屏幕上被隔開很遠(yuǎn)，或者相聯(lián)系的內(nèi)容在兩個(gè)時(shí)間段給予介紹時(shí)，學(xué)習(xí)者就會(huì)出現(xiàn)注意力分散的情況。因此，相關(guān)的內(nèi)容在時(shí)間和視覺上同時(shí)呈現(xiàn)，學(xué)習(xí)效果會(huì)更好[8]。當(dāng)相關(guān)內(nèi)容不在一起呈現(xiàn)時(shí)，學(xué)習(xí)者的注意力就會(huì)被分散，大腦就需要花費(fèi)較多的資源去整合不同來源的信息。endprint

（3）多媒體的演示內(nèi)容要排除多余和冗余信息

研究表明，有效的多媒體學(xué)習(xí)是指其呈現(xiàn)的內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)有關(guān)且一致。由于大腦加工信息的容量有限，將有限的大腦資源浪費(fèi)在無關(guān)的信息上，這會(huì)妨礙學(xué)習(xí)。

2.多媒體的傳遞特征

（1）當(dāng)多媒體學(xué)習(xí)是互動(dòng)并且在學(xué)習(xí)者的控制下時(shí)，學(xué)習(xí)效果更好

學(xué)生的學(xué)習(xí)速度是有差異的。研究表明，當(dāng)學(xué)習(xí)者能夠控制多媒體呈現(xiàn)的速度時(shí)，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果會(huì)更好[9]。多媒體呈現(xiàn)的速度也可以通過內(nèi)容分段呈現(xiàn)的方式來實(shí)現(xiàn)，選擇小段學(xué)習(xí)的效果要好于他們不能控制的長(zhǎng)段學(xué)習(xí)的效果。

（2）當(dāng)多媒體呈現(xiàn)更能吸引學(xué)習(xí)者時(shí)，學(xué)習(xí)效果更好

當(dāng)多媒體呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容和設(shè)計(jì)能夠吸引學(xué)習(xí)者時(shí)，學(xué)習(xí)者就能取得較好的學(xué)習(xí)效果。多媒體的積極參與能夠幫助學(xué)習(xí)者構(gòu)建知識(shí)，將信息整合到有意義的圖式中。相比缺少個(gè)性化元素的多媒體來說，個(gè)性化的多媒體呈現(xiàn)方式更能吸引學(xué)習(xí)者；具有較多談話口吻的演示文稿比正式語調(diào)的演示文稿更有吸引力，而且使用第一人稱和第二人稱的演示文稿比使用第三人稱的演示文稿更有吸引力[10]。積極參與在激活學(xué)習(xí)者的知識(shí)結(jié)構(gòu)方面發(fā)揮著重要的作用。與其他激活策略相比，積極參與能激活學(xué)習(xí)者現(xiàn)有的圖式，并能建立新的圖式。

3.多媒體的背景特征

（1）學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)內(nèi)容在多媒體內(nèi)容呈現(xiàn)前被激活時(shí)，多媒體學(xué)習(xí)的效果會(huì)更好

當(dāng)原有與新信息相聯(lián)系的認(rèn)知結(jié)構(gòu)被激活時(shí)，多媒體學(xué)習(xí)的效果就會(huì)得到提高[11]。因此，學(xué)生回顧形成的認(rèn)知結(jié)構(gòu)能夠幫助他們組織和理解新信息。多媒體教學(xué)可以通過演示、討論、回憶和書面描述等多種方式來讓學(xué)習(xí)者預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而激活他們?cè)械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)。

（2）學(xué)習(xí)者能夠應(yīng)用他們新獲得的知識(shí)并能接收反饋信息時(shí)，多媒體學(xué)習(xí)的效果更好

多媒體能夠?yàn)閷W(xué)生提供運(yùn)用已獲得知識(shí)的機(jī)會(huì)，強(qiáng)化其新獲得的知識(shí)。反饋是學(xué)習(xí)過程的一個(gè)重要組成部分，多媒體學(xué)習(xí)能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)者正在進(jìn)行的學(xué)習(xí)過程提供明確的反饋，這是很重要的[12]。學(xué)習(xí)反饋有助于學(xué)習(xí)者了解個(gè)人的進(jìn)展，有助于學(xué)習(xí)者保持最佳的學(xué)習(xí)狀態(tài)，能夠讓學(xué)習(xí)者了解其學(xué)習(xí)水平，及時(shí)糾正各種錯(cuò)誤。

三、多媒體教學(xué)發(fā)展模型

眾多學(xué)者對(duì)多媒體教學(xué)原則進(jìn)行了深入的分析與探討，闡明了多媒體教學(xué)的重要原則，這些原則能夠幫助教師提高多媒體教學(xué)設(shè)計(jì)水平。教學(xué)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，教學(xué)模型為教學(xué)過程提供了一個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。Stoney和McMahon（1998）發(fā)展了Gould（1995）的多媒體發(fā)展模型，提出了一個(gè)更加完整、豐富的多媒體發(fā)展模型。該模型主要有四個(gè)基本階段：信息設(shè)計(jì)，主要指對(duì)要講的內(nèi)容和聽眾的分析；接口設(shè)計(jì)，指采用最有效和最直觀的方式將內(nèi)容傳遞給學(xué)習(xí)者；導(dǎo)引設(shè)計(jì)，指將內(nèi)容按邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)；互動(dòng)設(shè)計(jì)，該階段決定多媒體計(jì)劃如何實(shí)施以及學(xué)習(xí)者如何使用該計(jì)劃[13]。Alessi和Trollip（2001）也提出了一個(gè)多媒體發(fā)展的四階段模型，即呈現(xiàn)信息、引導(dǎo)學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)者的練習(xí)、對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)估[14]。上述模型推動(dòng)了多媒體教學(xué)的發(fā)展，也推動(dòng)了多媒體教學(xué)模型的研究。多媒體教學(xué)發(fā)展模型可以分為教學(xué)設(shè)計(jì)模型、軟件發(fā)展模型和多媒體學(xué)習(xí)模型。

1.教學(xué)設(shè)計(jì)模型

與多媒體加工聯(lián)系最緊密的是教學(xué)設(shè)計(jì)模型（instructional design models，ID）。Greer（1992）創(chuàng)設(shè)了一個(gè)十階段的教學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)管理模型，主要包括：確定目標(biāo)范圍、目標(biāo)組織、收集信息、改進(jìn)設(shè)計(jì)、制訂初步計(jì)劃、測(cè)試初步計(jì)劃的材料、產(chǎn)生成熟的材料、重現(xiàn)、分配與評(píng)估[15]。Dick和Carey（2007）提出一個(gè)十階段的交互式ID模型（見表2）[16]。Morrison，Ross和Kemp（2007）對(duì)十階段的交互式ID模型進(jìn)行了發(fā)展，提出了九階段ID模型（見表2），指出其是“綜合性教學(xué)設(shè)計(jì)計(jì)劃”[17]，是基于學(xué)習(xí)者為中心的。Seels和Glasgow（1998）創(chuàng)立了ADDLE模型，這一模型包括下列幾個(gè)環(huán)節(jié)：分析、設(shè)計(jì)、發(fā)展、執(zhí)行與評(píng)估[18]。

教學(xué)設(shè)計(jì)模型能夠?qū)W(xué)生的注意力集中在學(xué)習(xí)方面，建立一個(gè)易處理的視覺教學(xué)內(nèi)容，其主要焦點(diǎn)在于學(xué)習(xí)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和發(fā)展。

2.軟件發(fā)展模型

軟件發(fā)展模型可以為多媒體發(fā)展過程提供詳盡的信息，但它缺乏一個(gè)教學(xué)遠(yuǎn)景。在計(jì)算機(jī)尚未普及之前，Royce（1970）提出一個(gè)高度結(jié)構(gòu)化的發(fā)展過程，后來發(fā)展成為著名的“瀑布”模型，含有分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試與保持五個(gè)構(gòu)成部分[19]。Highsmith（2000）發(fā)展形成了一個(gè)更加靈活的軟件發(fā)展模型，包括設(shè)想、合作與學(xué)習(xí)三個(gè)部分。軟件發(fā)展模型存在兩個(gè)明確的組成成分，這兩個(gè)成分都包含在多媒體學(xué)習(xí)中，即對(duì)使用者進(jìn)行細(xì)致分析與產(chǎn)品的持續(xù)測(cè)試[20]。

3.多媒體學(xué)習(xí)模型

和常規(guī)學(xué)習(xí)方式相比，多媒體學(xué)習(xí)是一個(gè)更加有趣、更能激發(fā)學(xué)習(xí)者動(dòng)機(jī)、更容易理解的學(xué)習(xí)方式。Liu，Toprac和Yuen（2009）考察了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，指出有五個(gè)因素能夠影響學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，即問題的解決、學(xué)習(xí)樂趣、信息加工、自我控制或自愿行動(dòng)與有組織的學(xué)習(xí)[21]。他們指出積極投入學(xué)習(xí)過程的學(xué)習(xí)者的動(dòng)機(jī)水平要高于投入程度低的學(xué)習(xí)者。

Georgiev（2003）提出一個(gè)有重大影響的多媒體學(xué)習(xí)加工模型，該模型解釋了幾個(gè)多媒體的重要特質(zhì)（見圖2）[22]。

該模型揭示了多媒體成分的多重?cái)?shù)字化表征。該模型分析了四種表征的不同功能：

（1）多媒體被認(rèn)為是時(shí)代進(jìn)步的信號(hào)。媒體被分為兩類：時(shí)間-獨(dú)立性或不連續(xù)的媒體（文本、圖像）和時(shí)間-依賴性媒體（聲音、視頻）。在時(shí)間-依賴性媒體中，信息持續(xù)產(chǎn)生并被直接地傳遞至目的地。在目的地，信息也會(huì)被直接接收?？茖W(xué)的信號(hào)訓(xùn)練和信號(hào)系統(tǒng)為不同媒體信號(hào)的統(tǒng)一加工提供了方法。endprint

（2）靜止的數(shù)字化顯示被用來轉(zhuǎn)換、處理和壓縮信息。媒體經(jīng)常把一部分信息用文件夾的方式來儲(chǔ)存。媒體也具有下列一些特定的用途，如圖像的加工和理解、聲音和口語的加工、計(jì)算機(jī)圖像和幾何模擬等。

（3）比特流常被用來表示網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換和復(fù)制。源信息流可以產(chǎn)生比特率，或是連續(xù)的，或是可變的。數(shù)字化的音頻流可以產(chǎn)生恒定的比特率。盡管組成視頻的單個(gè)圖片可以產(chǎn)生恒定的比特率，但是經(jīng)過壓縮后，以框架聯(lián)合起來的大量信息就會(huì)發(fā)生改變。伴隨著計(jì)算機(jī)通信功能的發(fā)展，多媒體的特性也越來越豐富。目前，多媒體網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被當(dāng)作一個(gè)特定的領(lǐng)域被研究。

（4）媒體具有整合和獨(dú)立的二元性。多媒體系統(tǒng)通常包括兩個(gè)或更多的媒體，至少是一個(gè)連續(xù)（時(shí)間-依賴性）和一個(gè)不連續(xù)的（時(shí)間-獨(dú)立性）媒體。一個(gè)媒體的內(nèi)容轉(zhuǎn)換到另一個(gè)媒體中就需要較高層次的整合。此外，不同媒體之間都有比較高的獨(dú)立性，這是多媒體系統(tǒng)的比較重要的原則，可以保證媒體獨(dú)立加工而又靈活聯(lián)合。

Frey和Sutton（2010）改進(jìn)了多媒體學(xué)習(xí)的指導(dǎo)方針，提出一個(gè)多階段發(fā)展模型。該模型包括多媒體學(xué)習(xí)從開始到結(jié)束的全過程，比以往的教學(xué)設(shè)計(jì)模型要豐富得多。該模型是十階段的多媒體發(fā)展模型，即確定教學(xué)目的、目標(biāo)和聽眾，考慮現(xiàn)有的教學(xué)方式，決定教學(xué)方式、預(yù)算和時(shí)間期限，決定教學(xué)內(nèi)容、活動(dòng)和評(píng)估策略，發(fā)展決定學(xué)習(xí)效果的評(píng)估策略、標(biāo)準(zhǔn)和方法，制定流程圖，制定原型，運(yùn)作形成性的評(píng)估，完成設(shè)計(jì)與運(yùn)行形成的產(chǎn)品[23]。

四、結(jié)語

多媒體學(xué)習(xí)并不是一個(gè)新的研究領(lǐng)域，但是伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，多媒體學(xué)習(xí)也向更高的互動(dòng)性、舒適性和更低的成本費(fèi)用領(lǐng)域進(jìn)行轉(zhuǎn)變。多媒體學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)并沒有一個(gè)統(tǒng)一的模式，但是有一個(gè)合乎邏輯的結(jié)構(gòu)化方法。有效的多媒體學(xué)習(xí)經(jīng)歷了一個(gè)基于可測(cè)量學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)過程。伴隨著認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展，多媒體設(shè)計(jì)者也開始考慮多重媒體的認(rèn)知復(fù)雜性，進(jìn)而改進(jìn)多媒體學(xué)習(xí)方式。技術(shù)在變，學(xué)生也在變，教育的傳遞方式也一定會(huì)發(fā)生改變。

本文系國家自然科學(xué)基金（31200765）與山東省自然科學(xué)基金（ZR2012CQ034）項(xiàng)目階段性成果。

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（作者單位：1.濟(jì)南大學(xué)教育與心理科學(xué)學(xué)院 2.山東師范大學(xué)心理學(xué)院）

（責(zé)任編輯：孫建輝）endprint