出“認(rèn)知負(fù)荷理論”（CognitiveLoadTheory，簡(jiǎn)稱CLT）。隨后認(rèn)知負(fù)荷理論開始在實(shí)踐教學(xué)領(lǐng)域被廣泛研究，并取得了一定的研究成果。諸多研究證明，認(rèn)知負(fù)荷理論為研究教學(xué)過程中的認(rèn)知處理提供了一種新的理論框架，對(duì)教學(xué)實(shí)踐具有極其現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。正如Alexander(1997)所論證,認(rèn)知負(fù)荷被看作是教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要因素,教學(xué)活動(dòng)是否有效取決于(或部分取決于)它能否減少不必要的認(rèn)知負(fù)荷。

一、認(rèn)知負(fù)荷理論的基本觀點(diǎn)

認(rèn)知負(fù)荷理論是基于人腦工作記憶（workingmemory）的有限性發(fā)展起來的。在人的信息加工系統(tǒng)中，短時(shí)記憶(short-termMemory)是一種工作記憶，主要處理從感覺記憶(sensorymemory)和長(zhǎng)時(shí)記憶(long-termmemory)中提取出來的信息，在整個(gè)信息加工系統(tǒng)中起著支配信息加工系統(tǒng)中信息流的作用，對(duì)認(rèn)知活動(dòng)的順利開展有著至關(guān)重要的作用。認(rèn)知負(fù)荷理論十分關(guān)注學(xué)習(xí)過程中的工作記憶的作用，其基本觀點(diǎn)可概括為：（1）工作記憶的容量是極其有限的，長(zhǎng)時(shí)記憶的容量在本質(zhì)上是無限的，所有的信息在進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶之前，必須在工作記憶中進(jìn)行信息加工；（2）學(xué)習(xí)過程要求將工作記憶積極地用于理解(和處理)材料并對(duì)即將習(xí)得的信息進(jìn)行編碼以儲(chǔ)存在長(zhǎng)時(shí)記憶中；（3）如果學(xué)習(xí)者所要加工的信息容量超出了學(xué)習(xí)者的工作記憶所能加工的信息容量，那么學(xué)習(xí)將變得無效。在此基礎(chǔ)上，J.Sweller等人認(rèn)為，問題解決和學(xué)習(xí)過程中的各種認(rèn)知加工活動(dòng)均需消耗認(rèn)知資源，產(chǎn)生一定的認(rèn)知負(fù)荷，若所有活動(dòng)所需的資源總量超過了工作記憶的容量，就會(huì)引起資源分配的不足，從而影響個(gè)體學(xué)習(xí)或問題解決的效率，這種情況被稱為認(rèn)知超載(cognitiveoverload)。

二、認(rèn)知負(fù)荷的概念及其結(jié)構(gòu)

自20世紀(jì)80年代認(rèn)知負(fù)荷理論問世以來,人們對(duì)認(rèn)知負(fù)荷(cognitiveload)概念的理解一直是眾說紛紜。如Cooper(1990)認(rèn)為認(rèn)知負(fù)荷是指加工特定數(shù)量信息所要求的心理能量水平；J.Sweller等（1998）認(rèn)為認(rèn)知負(fù)荷就是將特定工作加之于學(xué)習(xí)者認(rèn)知系統(tǒng)時(shí)所產(chǎn)生的負(fù)荷；辛自強(qiáng)等（2002)認(rèn)為認(rèn)知負(fù)荷可被視作是加工特定數(shù)量信息所要求的腦力勞動(dòng),隨著加工的信息數(shù)量的增加,認(rèn)知負(fù)荷也增加；林崇德等(2005)認(rèn)為認(rèn)知負(fù)荷指的是一個(gè)事例中智力活動(dòng)強(qiáng)加給工作記憶的數(shù)量；賴日生等(2005)認(rèn)為認(rèn)知負(fù)荷指的是在某種場(chǎng)合施加到工作記憶中的智力活動(dòng)的總的數(shù)量；楊心德等（2007）認(rèn)為認(rèn)知負(fù)荷是完成某項(xiàng)任務(wù)而在工作記憶上所進(jìn)行的心智活動(dòng)所需的全部心智能量。結(jié)合以上不同解釋，筆者認(rèn)為，認(rèn)知負(fù)荷是人們?yōu)轫樌�完成特定工作任�?wù)，實(shí)際投入到工作記憶中去的認(rèn)知資源的總和，包括必需的和不必需的。

從結(jié)構(gòu)上來看，認(rèn)知負(fù)荷由內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷(IntrinsicCognitiveLoad)、外在認(rèn)知負(fù)荷(ExtraneousCognitiveLoad)和相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷(GermaneCognitiveLoad)組成：（1）內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷由材料本身的固有特性（如難度和復(fù)雜度)和學(xué)習(xí)者原有的知識(shí)水平，以及這兩者的交互作用決定，一般認(rèn)為內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷是相對(duì)固定的，不能被教學(xué)設(shè)計(jì)(InstructionDesign)所改變，但近來也有學(xué)者認(rèn)為內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷是可以改變的（Pollocketal，2002；Peteretal,2004)；（2）外在認(rèn)知負(fù)荷來源于教學(xué)材料的呈現(xiàn)方式和教學(xué)設(shè)計(jì)，一般與教學(xué)內(nèi)容的不合理組織和設(shè)計(jì)有關(guān)，能通過教學(xué)內(nèi)容的重新組織和設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整；（3）相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷是與學(xué)習(xí)者主觀領(lǐng)域相關(guān)的信息,指學(xué)習(xí)者在圖式(Schema)建構(gòu)和自動(dòng)化過程中意欲投入的認(rèn)知資源的數(shù)量[2]，它與學(xué)生的認(rèn)知努力有關(guān)，提高學(xué)生的相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，可以引導(dǎo)學(xué)生利用剩余認(rèn)知資源進(jìn)行深層次的圖式建構(gòu)，因此，Bannert(2002)將其看作圖式建構(gòu)和自動(dòng)化的工具[3]。

三、認(rèn)知負(fù)荷理論對(duì)教學(xué)工作的啟示

為避免教學(xué)中學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷總量超過其工作記憶容量，認(rèn)知負(fù)荷理論的教學(xué)原理就是：盡可能降低學(xué)生的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷和外在認(rèn)知負(fù)荷；并在確保工作記憶資源有所盈余的前提下，適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生投入更多的心理努力（MentalEffort），提高其相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)圖式的獲得與規(guī)則的自動(dòng)化。如前所述，教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷與教學(xué)材料的特點(diǎn)和學(xué)生的認(rèn)知水平有關(guān)，外在認(rèn)知負(fù)荷與教學(xué)材料的呈現(xiàn)方式和教學(xué)設(shè)計(jì)水平有關(guān)，相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷與學(xué)生的認(rèn)知努力（MentalEffort）有關(guān)。為此，我們可以從以下幾個(gè)方面來優(yōu)化教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷結(jié)構(gòu)，提高教學(xué)效果。

（一）控制內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷：充分考慮教材特點(diǎn)與學(xué)生認(rèn)知水平及其交互作用

一般認(rèn)為內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷是由學(xué)習(xí)材料的本質(zhì)所決定的，不能通過教學(xué)設(shè)計(jì)的改變而改變，但Pollocketal(2002)和Peteretal(2004)的實(shí)驗(yàn)提出了異議。[4]兩個(gè)實(shí)驗(yàn)共同點(diǎn)在于利用材料的信息排序原理降低內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷。Pollocketal首先向?qū)W生分批展示學(xué)習(xí)材料,然后一次性地全部展示，這種學(xué)習(xí)材料排序法,尤其是對(duì)初學(xué)者而言,能更好地促進(jìn)對(duì)學(xué)習(xí)材料的深層次理解(引自Bannert,2002)。而Peteretal改變了傳統(tǒng)樣例教學(xué)(ExampleInstruction)方式,把樣例分解成幾個(gè)能單獨(dú)理解的成分，他的五個(gè)實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果一致表明，新的樣例呈現(xiàn)方式降低了材料給學(xué)生帶來的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷。

TracyClarke,PaulAyres與JohnSweller也在他們的“TheImpactofSequencingandPriorKnowledgeonLearningMathematics：ThroughSpreadsheetApplications”一書中研究了一種改變固有認(rèn)知負(fù)荷的漸進(jìn)方法。他們使用Spreadsheet軟件來形成學(xué)生的數(shù)學(xué)技能。學(xué)生被分為兩類。一類學(xué)生對(duì)Spreadsheet不怎么熟悉，另一類學(xué)生對(duì)Spreadsheet有較好的了解。每一類學(xué)生又一分為二，分別接受兩種先訓(xùn)練：一種訓(xùn)練是先使用Spreadsheet軟件，再訓(xùn)練利用這種軟件發(fā)展數(shù)學(xué)技能；另一種訓(xùn)練是練習(xí)Spreadsheet軟件技能與練習(xí)數(shù)學(xué)技能同時(shí)進(jìn)行。結(jié)果顯示對(duì)于事先不熟悉Spreadsheet的學(xué)生來說,順序呈現(xiàn)優(yōu)于并發(fā)呈現(xiàn),測(cè)驗(yàn)成績(jī)也更高；但對(duì)于事先已了解Spreadsheet的學(xué)生來說，情況正好相反。這說明，對(duì)于知識(shí)技能水平低的學(xué)生來說，采用“先學(xué)習(xí)技能后學(xué)習(xí)特定內(nèi)容領(lǐng)域的概念”這種策略能提升他們的學(xué)習(xí)；對(duì)他們來說，技術(shù)內(nèi)容很可能具有高元素交互性，如果同時(shí)學(xué)習(xí)技術(shù)技能和特定學(xué)科領(lǐng)域的概念，內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷可能會(huì)增加[5]。而對(duì)技能水平低的學(xué)生來說，技術(shù)內(nèi)容不具備高元素交互性，同時(shí)學(xué)習(xí)技術(shù)技能和特定學(xué)科領(lǐng)域的概念，內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷不會(huì)增加。在決定順序策略時(shí)，學(xué)生的技術(shù)技能水平以及內(nèi)容的元素交互性水平,是至為關(guān)鍵的變量（Kalyuga等,2003；VanMerrienboer,Kirschner&Kester,2003）。