认知负荷理论

认知负荷理论是由澳大利亚新南威尔士大学的认知心理学家约翰·斯威勒（John sweller）于1988年首次提出的，它基于米勒等人的早期研究。自从认知负荷理论被提出以来，全世界的研究者对其进行了研究。本文旨在介绍最新的认知负荷理论并总结其近年来的发展。

理论介绍

人的认知结构

认知负荷理论假设人类认知结构由工作记忆和长期记忆组成。工作存储器，也称为短期存储器，容量有限，一次只能存储5-9条基本信息或信息块。在处理信息时，工作存储器一次只能处理两个或三个信息，因为存储在其中的元素之间的交互也需要工作存储器空间，这减少了可以同时处理的信息数量。工作记忆可分为“可视空间缓冲区”和“语音圈”。长期记忆是爱立信和金特奇在1995年提出的。长期记忆的能力几乎是无限的。存储在其中的信息可以是小而零碎的事实，也可以是大而复杂的交互式序列化信息。长期记忆是学习的中心。如果长期记忆的内容没有改变，就不可能持久地学习。

根据认知负荷理论，教学的主要功能是将信息存储在长期记忆中。知识以模式的形式存储在长期内存中。模式根据信息元素的使用方式来组织信息。它提供了一种知识组织和存储的机制，可以减少工作内存的工作量。模式可以是任何学习的东西，无论大小，都将其视为内存中的实体。子元素或低级模式可以集成到较高级模式中，并且不再需要工作内存空间。尽管工作存储器处理的元素数量受到限制，但是由于架构的构建，工作存储器处理的信息量没有明显限制。因此，架构构建可以减少工作内存的工作量。构建模式后，经过大量实践，可以将其进一步自动化。模式自动化可以为其他活动释放空间。由于具有自动化功能，熟悉的任务可以准确，流畅地操作，而学习陌生的任务则可以获得较大的工作

存储空间，因此可以实现较高的效率。

为了构造模式，必须在工作内存中处理信息。在将信息以架构形式存储在长期存储器中之前，必须提取信息的相关部分并在工作存储器中进行操作。工作记忆的负荷受材料的固有性质，材料的呈现方式和学生的活动的影响。

长期记忆中的模式是一种知识框架，在学习新材料时具有中央执行功能。在学习新材料时，如果可以从长期记忆中获得这种知识框架，则可以通过知识框架提供的方法来学习材料。如果无法获得有关如何组织这些材料的知识框架，则必须采用随机学习的方式。除了存储在长期记忆中的图式以外，其他人获得的知识也可以充当个人学习过程中的主要执行者。

认知负荷理论

认知负荷是一个多维结构，代表处理特定任务时学习者的认知系统上的负荷。这种结构由反映任务和学习者特征之间相互作用的原因维度和反映可衡量概念（例如心理负担，精神努力和绩效）的评估维度组成。铜的识别的任务特征是任务形式，任务复杂性，多媒体的使用，时间压力和教学步骤。学习者的相关特征包括专业知识水平，年龄和空间能力。心理负荷是认知负荷的一个方面，其源于任务与主体特征之间的相互作用。这取决于我们当前对任务的了解和主题特征。它是认知空间需求的预期指标，被视为认知负荷的先验估计。精神努力是指在认知负荷中实际分配的适应能力，以适应任务的需求。学习者在学习时会评估其心理努力。表现可以通过学习者的表现来衡量，例如正确答案的数量，错误答案的数量和所花费的时间。学习者付出的努力强度是获得信赖的重要因素估计认知负荷。

CLT认为存在三种认知负荷：内部认知负荷，外部认知负荷和相关的认知负荷。由于

元素之间的交互作用所形成的负载称为内部认知负载，它取决于要学习的材料的性质与学习者的专业知识之间的交互作用，因此教学设计人员不能对其直接产生影响。外部认知负荷是内部认知负荷以外的额外负荷，这主要是由于教学设计不当造成的。 1998年提出的相关认知负荷是指与促进模式构建和模式自动化相关的负荷。外部认知负荷和相关的认知负荷都由教学设计人员直接控制。三种类型的认知负荷相互叠加。为了促进有效学习的发生，在教学过程中应尽量减少外部认知负荷，增加相关的认知负荷，使总的认知负荷不超过单个学习者可以承受的认知负荷。

认知负荷理论将人类认知与生物自然选择的进化过程进行了比较