董安美

摘 要：文章旨在探究智慧學習環(huán)境中，學生通過求助解決問題時，認知負荷影響學習投入的機制。作者通過研究收集的357份在智慧學習環(huán)境中學習的學生問卷，利用結(jié)構(gòu)方程分析學業(yè)求助在認知負荷對學習投入的中介作用。研究發(fā)現(xiàn)：一是認知負荷對學習投入產(chǎn)生負向影響;二是三種類型的學業(yè)求助在認知負荷對學習投入的影響中起到不同程度的中介作用（工具性求助是部分中介作用、執(zhí)行性求助沒有中介作用、回避求助是完全中介作用）。研究建議在智慧學習環(huán)境中，教師應該讓學生的認知負荷處于合適的水平，并指導學生的學業(yè)求助行為，促進學生的學習投入。

關鍵詞：智慧學習環(huán)境;認知負荷;學習投入;學業(yè)求助

中圖分類號：G421? ? ? ?文獻標志碼：B? ? ? ? ? 文章編號：1673-8454（2020）18-0001-05

一、問題的提出

隨著信息技術(shù)在教育教學中的應用，學習環(huán)境也隨之發(fā)生變化。以促進學習投入為目的，智慧學習環(huán)境為不同的學習情境提供支持[1]。在智慧學習環(huán)境中，利用云平臺、平板電腦支持的混合式學習，學生得以有更多的機會在面對面的時間向教師和同伴求助;通過翻轉(zhuǎn)教學法分解學習任務的難度，降低認知負荷[2]。從課程教學的角度來看，對資源、技術(shù)、評價、教學法進行設計，可以提高學生的學習投入[3]。從學生學習的角度來看，分解智慧學習環(huán)境中學生的認知負荷[4]，通過干預適應性策略與學習投入的關系，可以增加學生的學習投入[5]。但是每個學生感知到的認知負荷不同，在學業(yè)求助策略有充分條件發(fā)生的情況下，認知負荷如何影響學習投入是一個尚待探究的問題。本研究旨在剖析認知負荷和學業(yè)求助影響學習投入的機制，為提高學生學習投入提供實證依據(jù)。該問題的解決能夠幫助教師通過干預學生的學業(yè)求助來改善認知負荷對學習投入的影響。

二、相關研究

1.學習投入

學生的投入在社會、學校、課堂的活動內(nèi)容和角色不同，“投入”的內(nèi)涵也各不相同。各個層次投入的指標不同，影響投入的因素也不盡相同。課堂中的學習投入是學生置身于學習活動中的動態(tài)過程，學生在投入中理解學習材料、參與到學習活動中，通過投入搭建課堂對話和課堂互動。學習投入從行為投入、認知投入和情感投入三個維度來描述學生在學習過程中的表現(xiàn)。以下將詳細介紹課堂層次學習投入三個維度的具體內(nèi)容。

行為投入是指學生在學業(yè)任務和學習過程中的表現(xiàn)，注意和努力是其描述指標。注意是指在教育情境下，學習活動或?qū)W習內(nèi)容作為一個外界刺激物，學生分配了多少注意面對刺激物。努力是指學生在學習過程中總共花費了多少精力。

認知投入由認知策略和元認知策略組成[6]。認知策略包括記憶、闡述和組織。記憶是指通過背誦、重復文字幫助記憶。闡述是通過建立信息之間的內(nèi)部聯(lián)系，幫助學生將信息存儲到長期記憶中。組織是指幫助學習者選擇合適的信息，并且建立信息之間的聯(lián)系，例如，列提綱、在閱讀段落中選擇主要觀點等。元認知策略包括計劃、監(jiān)控和調(diào)節(jié)。計劃包括目標設定和任務分析，用于激活相關的已有知識，更容易地組織和理解材料。監(jiān)控包括自我測試、提問、追蹤完成學習任務時的注意力。調(diào)節(jié)是指不斷地調(diào)整認知活動，幫助學習者檢查和糾正自己的行為。

情感投入包括興趣、焦慮和無聊，這三者是對不同對象的反應。興趣是一種心理狀態(tài)，影響注意、目標和學習程度，例如，學生對某一內(nèi)容或討論話題產(chǎn)生興趣。焦慮是一種個人在面對未知或某種情境表現(xiàn)出緊張、擔心、有壓力的反應，例如，學生在考試前會感到焦慮。無聊是一種不愉快的情感，感覺時間變慢，想逃避無聊的情境，通過面部表情、聲音或身體動作方面表現(xiàn)出無聊，例如，學生感到課堂活動無聊時會趴在課桌上。

學習投入不是學生的一種特質(zhì)，而是受外界因素的影響。對于課堂層面的學習投入來說，學生的個體特征、教師、教學內(nèi)容、同伴以及兩兩之間發(fā)生的聯(lián)系是影響學習投入的因素，如學習內(nèi)容的復雜程度、學習支持等。

2.學業(yè)求助

學業(yè)求助是一種自我調(diào)節(jié)的學習策略，是學生在學習中遇到困難時，向教師或同伴尋求幫助，解決自己遇到的難題[7]。學生主動提問復雜的問題，表示學生的投入程度比較高，對課堂學習具有建設性的意義。學生在學業(yè)求助的過程中主動與外界互動，完成學習任務和掌握學習內(nèi)容，既是學習投入發(fā)生的過程，也是學習投入的結(jié)果。

根據(jù)學生求助的目的，學業(yè)求助有三種類型，即工具性求助、執(zhí)行性求助和回避求助[7]。工具性求助是指學生以理解學習內(nèi)容為目的，希望他人給予提示或解釋。執(zhí)行性求助是指學生以完成當前學習任務為目的，一遇到問題不加思考就向他人求助?；乇芮笾侵笇W生需要幫助時，受到一些因素的影響，不向他人求助。

在學業(yè)求助行為發(fā)生之前，學生通過幾個步驟決定選擇什么類型的學業(yè)求助，即意識到需要幫助、決定尋求幫助、選擇從誰那里獲得幫助、獲得什么樣的幫助。與此同時，還有三個因素影響學生選擇學業(yè)求助的類型：一是自主性，學生希望在沒有他人的幫助下獨立完成任務;二是能力，學生向他人求助時，擔心被認為沒有能力;三是效果，學生向他人求助后得到的實際效果，例如，學生會考慮獲得別人的幫助是否需要花費大量的時間。

有關學業(yè)求助的研究主要有兩個方面：一是學業(yè)求助與學習者特征的關系，包括性別、年級、學業(yè)困難、數(shù)學學習困難、遠程學習者、農(nóng)村留守兒童、少數(shù)民族學生[8]。二是學業(yè)求助與成就目標、自我效能、自我概念、課堂環(huán)境（課堂氛圍）、成績、自我調(diào)節(jié)的關系[5][9]。雖然已有研究提出學習者特征的學業(yè)求助特點、影響因素與學業(yè)求助的關系，但是并沒有指明這些變量之間的影響機制。通過三種學業(yè)求助類型的含義可以看到，工具性求助比執(zhí)行性求助更有助于學生理解知識。但是不同特征的學習者使用不同類型的學業(yè)求助對學習投入產(chǎn)生的影響，需要在具體的學習情境下進行具體分析。

3.認知負荷與智慧學習環(huán)境

認知負荷理論是探討學生的先前知識水平和當前學習任務之間的關系。根據(jù)認知負荷的來源分為三種類型：內(nèi)在認知負荷、外在認知負荷和相關認知負荷[4]。內(nèi)在認知負荷是指學生的工作記憶同時加工的學習內(nèi)容，受當前加工學習內(nèi)容的復雜性和先前知識水平的影響。外在認知負荷是由學習內(nèi)容的呈現(xiàn)方式和組織結(jié)構(gòu)帶來的，可以利用教學設計和技術(shù)手段進行改善。相關認知負荷是指學習者通過構(gòu)建認知圖式減少學習內(nèi)容的復雜性，研究者已經(jīng)將這一類型的認知負荷歸為內(nèi)在認知負荷的類型中。

智慧學習環(huán)境以促進學習投入為目的，實現(xiàn)有效的學習[1]。智慧學習環(huán)境從多個方面降低不同類型的認知負荷，并為學生在面對面的學習時間提供學業(yè)求助的機會。在智慧學習環(huán)境支持的混合式學習方式下，重新組織學習內(nèi)容和學習時間，減少學生的外在認知負荷，清除學習障礙，提高學生的學習投入[3]。智慧學習環(huán)境支持的翻轉(zhuǎn)教學法將學習目標分解為小步驟目標，降低學生的內(nèi)在認知負荷，將高階的認知目標放在課堂中解決，讓學生通過面對面的求助解決遇到的困難，從而促進學習投入[2]。

超負荷或低負荷都會影響學生的學習效率[10]。復雜知識對于前知識水平低的學生有較多的認知負荷，不利于學生理解學習內(nèi)容。簡單知識對于前知識水平高的學生亦有干擾，容易形成冗余信息，降低學習效率。一方面，智慧學習環(huán)境能夠根據(jù)學習者認知負荷的差異，提供與學習者特征相匹配的學習任務，促進學生的學習投入。另一方面，在智慧學習環(huán)境中，當學生遇到問題時，可向同伴求助解決自己的問題，從而提高學習投入。但是學生具有的認知負荷、求助的作用與學習投入之間的關系卻還沒有實證研究，是一個值得探究的問題。

三、研究方法

1.研究對象

本研究的問卷來源于北方兩個地級市所在的兩所學校。由于學生在數(shù)學學習中經(jīng)常遇到困難，不同學生感知到的認知負荷不同，求助行為較多，因此選擇智慧學習環(huán)境中的數(shù)學課堂進行研究。為了保證學生的年齡、年級相近，分別在兩所學校選擇初一下和初二上的學生。發(fā)放問卷共計360份，回收有效問卷357份。學生平均年齡13歲，176名男生，181名女生。

2.研究工具

（1）學習投入

學習投入的問卷由行為投入、認知投入和情感投入三部分組成。行為投入維度使用Kong編制的問卷[11]，包括注意（6個題）、努力（6個題），信度為0.91。認知投入維度使用Pintrich編制的問卷[6]，包括學習策略（記憶5個題、組織3個題）①和元認知策略（計劃、監(jiān)控、調(diào)節(jié)各3個題），信度分別為0.82、0.86。情感投入中興趣（6個題）和焦慮（4個題）使用Kong編制的題目[11]，無聊（4個題）使用Pekrun編制的題目[12]，信度為0.84。學習投入問卷CFA的擬合指數(shù)為：χ2/df =2.996，TLI= 0.961，CFI = 0.974，RMSEA =0.075，均符合要求。

（2）認知負荷

認知負荷采用Hwang編制的問卷[13]，兩個維度分別是心理負荷（5個題）和心智努力（3個題）。由于心智努力與行為投入中努力的題目相似，會產(chǎn)生多重共線性問題。因此，通過心理負荷一個維度來測量認知負荷，其信度為0.82。

（3）學業(yè)求助

學業(yè)求助問卷使用李曉東等編制的學業(yè)求助行為量表[7]，三個維度分別是工具性求助（5個題）、執(zhí)行性求助（4個題）和回避求助（4個題），信度分別是0.86、0.68、0.73。以上所有問卷均采用六點量表，1表示非常不像我，6表示非常像我。

3.數(shù)據(jù)處理與分析

本研究的變量均為潛變量，是無法直接測量的抽象概念，需要由多個觀察變量測得數(shù)據(jù)來反映這些抽象的概念。因此本研究使用Amos 20.0進行問卷的驗證性因子分析、潛變量之間的中介模型分析，使用非參數(shù)百分位 Bootstrap 檢驗中介效應的顯著性。

四、研究結(jié)果

工具性求助、執(zhí)行性求助、回避求助分別與認知負荷、學習投入在Amos中形成了三個結(jié)構(gòu)方程模型，它們的模型適配指標如表1所示。除了顯著性水平以外，其他擬合指標均滿足推薦值。由于本研究的樣本大于200，會導致顯著性水平不是一個穩(wěn)定的評價指標，應當參考其他指標[14]。

1.認知負荷對學習投入的影響：工具性求助的部分中介作用

工具性求助、認知負荷與學習投入的結(jié)構(gòu)方程的標準化回歸系數(shù)，如圖1所示。非參數(shù)百分位 Bootstrap分析檢驗變量之間的總效應、直接效應和間接效應的顯著性如表2所示。認知負荷對工具性求助的直接效應顯著（β=-0.25，p<0.001）。工具性求助對學習投入的直接效應顯著（β=-0.45，p<0.001）。認知負荷對學習投入的總效應由兩部分組成，一部分是認知負荷對學習投入的直接效應顯著（β=-0.54，p<0.001），另一部分是認知負荷通過工具性求助影響學習投入的間接效應顯著（β=-0.11，p<0.001）。由于認知負荷對學習投入的直接效應顯著，所以工具性求助起到了部分中介作用，中介效應占總效應的 17%。

如表2所示，因為工具性求助起到了部分中介作用，所以學習投入的總效應等于直接效應加上間接效應，即-0.54×認知負荷+0.45×工具性求助。也就是說認知負荷增加一個標準差，學習投入下降0.54個標準差;工具性求助增加一個標準差，學習投入提高0.45個標準差。

2.認知負荷對學習投入的影響：執(zhí)行性求助無中介作用

執(zhí)行性求助、認知負荷與學習投入的結(jié)構(gòu)方程的標準化路徑系數(shù)如圖2所示。變量之間的總效應、直接效應和間接效應的值及其顯著性如表3所示。認知負荷對執(zhí)行性求助的直接效應顯著（β=0.80，p<0.001）。執(zhí)行性求助對學習投入的直接效應不顯著（β=-0.32，p>0.05）。認知負荷對學習投入的總效應包括直接效應和間接效應。認知負荷對學習投入的直接效應顯著（β=-0.39，p<0.05）。認知負荷通過執(zhí)行性求助對學習投入的間接效應不顯著（β=-0.25，p>0.05），即執(zhí)行性求助沒有起到中介作用。

如表3所示，因為執(zhí)行性求助沒有起到中介作用，所以學習投入的總效應等于直接效應，即-0.39×認知負荷。也就是說，認知負荷增加一個標準差，學習投入下降0.39個標準差。

3.認知負荷對學習投入的影響：回避求助的完全中介作用

回避求助、認知負荷與學習投入的結(jié)構(gòu)方程及其標準化回歸路徑系數(shù)如圖3所示。變量之間的總效應、直接效應和間接效應的值及其顯著性如表4所示。認知負荷對回避求助的直接效應顯著（β=0.81，p<0.001）?；乇芮笾鷮W習投入的直接效應顯著（β=-0.52，p<0.001）。認知負荷對學習投入的總效應包括直接效應和間接效應。認知負荷對學習投入的直接效應不顯著（β=-0.23，p>0.05）。認知負荷通過回避求助對學習投入的間接效應顯著（β=-0.42，p<0.001）。由于認知負荷對學習投入的直接效應不顯著，間接效應顯著，回避求助起到了完全中介作用，中介效應占總效應的65%。

如表4所示，因為回避求助起到完全中介作用，所以學習投入的總效應等于直接效應加上間接效應，即-0.23×認知負荷-0.52×回避求助。也就是說，當認知負荷增加一個標準差時，學習投入下降0.23個標準差;當回避求助增加一個標準差時，學習投入下降0.52個標準差。

五、討論與建議

1.認知負荷對學習投入的影響

本研究旨在探究智慧學習環(huán)境下，認知負荷對學習投入的影響以及學業(yè)求助在二者之間的中介作用。研究結(jié)果表明，認知負荷與學習投入之間存在顯著負相關，這意味著學生感受的認知負荷越高，學習投入越低。這一研究結(jié)果填補了認知負荷影響學習投入實證研究的空白[4]。同時，研究結(jié)果表明不同類型的學業(yè)求助在認知負荷對學習投入的作用不同，工具性求助對學習投入產(chǎn)生正向影響，執(zhí)行性求助和回避求助對學習投入產(chǎn)生負向影響，需要引起教師對學生學習求助類型的關注。

2.學業(yè)求助的中介作用

學生在學習過程中不可避免地會遇到自己無法解決的問題，向外界求助是一種適應性學習的策略，然而不同類型的學業(yè)求助在認知負荷對學習投入的中介作用不同。與陳英敏等關于人格特質(zhì)對學業(yè)適應影響的研究結(jié)果相似[9]，學業(yè)求助起到不同的中介作用。通過本文的研究結(jié)果可知，工具性求助在認知負荷對學習投入的影響中起到部分中介作用，執(zhí)行性求助沒有中介作用，回避求助起到完全中介作用。具體表現(xiàn)為，學生的認知負荷越高，學習投入越低;使用工具性求助會促進學習投入，減少認知負荷對學習投入的負向影響。學生的認知負荷越高，越傾向使用回避求助，更加降低學習投入。學生的認知負荷越高，越多使用執(zhí)行性求助，對認知負荷影響學習投入的方向沒有改善。因而，教師需要對回避求助的學生更多關注，消除他們向他人求助時的顧慮。教師應該引導執(zhí)行性求助的學生轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぞ咝郧笾?，提高學生的學習投入。

3.智慧學習環(huán)境下提高學習投入的建議

在智慧學習環(huán)境下，大多數(shù)研究都通過教學設計、多媒體的應用減少外在負荷[4]。宋艷玲等人提出翻轉(zhuǎn)課堂教學法是從內(nèi)在認知負荷的角度減少認知負荷[2]。智慧學習環(huán)境下，學生在課堂中比傳統(tǒng)課堂有更多的交流時間，為學生之間的學業(yè)求助提供了可能性。在這種情況下，教育者要注意不同學生求助類型對學習投入產(chǎn)生的不同影響?？梢詮囊韵聝蓚€方面提高學習投入，一方面是設計小步驟的學習任務。借鑒翻轉(zhuǎn)教學法，考慮減少內(nèi)在認知負荷的可能性，讓學生感受到適當?shù)恼J知負荷，從而促進學習投入。另一方面，當認知負荷存在時，要指導學生選擇學業(yè)求助方式。鼓勵學生采用工具性求助，引導學生從執(zhí)行性求助轉(zhuǎn)向工具性求助。當學生有困難的時候，減少學生由于各種原因而出現(xiàn)的回避求助行為。

六、結(jié)論

本研究探討了學業(yè)求助在認知負荷和學習投入關系中的中介作用。在智慧學習環(huán)境下，工具性求助減少了認知負荷對學習投入的消極影響，回避求助加劇惡化了認知負荷對學習投入的負向影響，執(zhí)行求助無助于認知負荷對學習投入的消極影響。因此，在今后的教學實踐中，當學生有面對面交流的機會時，要關注學生的學業(yè)求助類型，調(diào)節(jié)認知負荷對學習投入的影響。本文的研究結(jié)果可以為研究者進一步探究學習任務設計與學習投入之間的關系提供參考。同時，也為教育實踐者在教學過程中促進學生的學習投入提供了實證依據(jù)。

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