材料呈现方式对阅读困难儿童多媒体学习效果的影响

【摘要】近年来，工作记忆（working memory，WM）已成为儿童阅读困难研究中的焦点问题。大量研究发现，阅读困难儿童存在工作记忆方面的困难，在工作记忆广度、提取错误值、提取速度等指标上...

摘要 多媒体学习材料如何呈现，才能有效提高阅读困难儿童的学习效果？对82名小学五年级学生在不同教学条件下的阅读效果的实验研究发现：（1）图文临近呈现方式能有效提高学生学习效果，而且对阅读困难学生促进作用更大；（2）在小学五年级学生的自然科学知识的学习中，图片一语音呈现方式对学习成绩的促进效果不明显。这一结果表明，通过优化呈现方式减少外在认知负荷，并不能总是有效提高阅读困难儿童学习成绩。

关键词 材料呈现方式 阅读困难儿童 工作记忆 学习效果

分类号 11842

1 问题提出

阅读困难是指个体在发展过程中智力正常、没有明显的神经或器质性损伤与情感障碍，能接受正常的教育但阅读水平却显著落后于相应的智力或年龄水平。阅读困难是一种常见的学习困难，在我国儿童中发生的比例约5%左右，它对儿童知识获得、情感健康以及社会性发展都会产生不利影响。因此，如何对阅读困难儿童进行有效干预是教育工作者一直关心的问题。

近年来，工作记忆（working memory，WM）已成为儿童阅读困难研究中的焦点问题。大量研究发现，阅读困难儿童存在工作记忆方面的困难，在工作记忆广度、提取错误值、提取速度等指标上，学习困难学生的工作记忆能力都明显低于正常学生。

随着科技的发展，多媒体技术被越来越多地运用到教学和学习中，这为学生提供丰富、直观的感性材料提供了更多便利，促进了学生的学习。但是，研究表明，多媒体技术的运用并不总是提高学习的效果。澳大利亚心理学家John Sweller在资源有限理论和图式理论的基础上，提出了多媒体学习的认知负荷理论。该理论认为，人的工作记忆容量是有限的，任何学习和问题解决活动都要消耗认知资源，都可能会造成认知上的负荷。因此，任何多媒体教学材料的呈现，都要以学生本身所具有的认知资源的总量为限，否则，就会造成认知超负荷，从而影响学习的效果和效率。近年来，基于认知负荷理论的多媒体教学设计的研究，正是如何利用多媒体呈现来弥补人的工作记忆能力有限、促进意义学习完成的。那么，这种辅的教学与学习工具，是否正好能弥补阅读困难儿童的工作记忆能力不足的问题，提高他们的学习效果呢？

在多媒体学习中，如何优化呈现方式降低外在认知负荷是最基本的一项多媒体教学策略。临近原则和感觉通道原则是两个常见的降低外在认知负荷、提高学习效果的多媒体教学设计原则，前者是指材料信息在时空上的临近呈现比分离呈现效果好；后者是指一部分材料视觉呈现一部分材料听觉呈现比所有材料都采用视觉呈现的效果好。阅读困难儿童注意分配力差、工作记忆容量差、认知策略不丰富，结合阅读困难儿童认知特点和多媒体学习研究的热点问题，本研究试图以小学生为对象，采用实验的方法，探讨多媒体材料呈现方式对阅读困难儿童学习效果的影响，以期提出有效提高阅读困难儿童的学习效果的途径和方法，为阅读困难儿童的辅教学研究提供更多的实证支持。 2 实验方法

2.1被试

从湖南省某县城3所小学中抽取468名5年级学生（视觉、听觉均无异常），首先采用瑞文智力测验，剔除智力水平为E等级（智力较低水平）者4名，然后采用莫雷教授编写的《小学生语文阅读能力评价》一书中高年级段题目进行测试，其测试结果作为学生阅读能力的指标，筛选出一个标准差以上和一个标准差以下的学生。然后在一个标准差以下的学生组中，通过查阅其历次语文考试的成绩，并由语文老师参与鉴别，最后筛选出阅读困难儿童组42人（其中有1名阅读困难儿童无论老师怎么提醒都不肯积极学习，测试成绩为零，其数据予以剔除，最后有效被试41人），同时，以同样的方式在一个标准差以上的学生组中筛选出阅读优秀组（对照组）41人，共计82人参加正式实验，学生平均年龄为11.35岁。

2.2实验材料

2.2.1学习材料：选取《岩石的主要类型及用途》材料并根据实验要求进行编程制作成多媒体课件，分别以三种方式呈现：图文分开（图片在屏幕上部出现，文字在屏幕下端）、图文临近（文字在图片中呈现）、图语结合（图片伴随相应语音出现和消失）。材料由9张图片组成。每张图片的呈现时间由语音解说（女声，普通话标准）的播放时间决定，播放语速为6字/秒，适合小学五年级学生。

2.2.2心理努力主观评定量表和材料难度主观评定量表：心理努力是学习者在学习过程中对所投入的努力的主观感知，它可以作为认知负荷的主观直接的测量指标，学习者感知到的材料难度可以作为认知负荷的主观间接的测量指标。被试对学习的心理努力和材料难度进行自评，量表采用9级评分制，从1到9代表付出的心理努力和材料难度依次递增。

2.2.3阅读成绩的测量：根据小学语文教学大纲中有关阅读能力的要求，由主试和语文老师共同设计了5道考查题，总分为10分，内容包括对回忆性知识和迁移性知识的考核。我们用学生在这5道题上的成绩作为阅读成绩的指标，该学习成绩由五年级语文课教师评定。

2.3实验设计

采用3（呈现方式：图文分开、图文临近和图语结合）×2（阅读水平：阅读困难组、阅读优秀组）的被试问实验设计。阅读困难组和阅读优秀组的选取方法如前所述，因变量为心理努力程度、材料难度和阅读成绩。82名被试在某县城小学机房完成实验。本研究安排了主试，主试并不做关于课件内容的讲解，只起引导作用。实验结束后主试收回所有测试问卷，每名被试获得小纪念品一份。整个实验过程约45分钟。

3 实验结果与分析

3.1各测量指标的相关矩阵

根据认知负荷理论，材料难度、心理努力可以作为学习中认知负荷的指标。认知负荷与阅读效果应呈反比的关系，即认知负荷水平越高，阅读效果就越差，因此，这三个指标在一定程度上是相关的。本研究的数据统计结果很好地验证了它们之间的相关关系（表1），各项指标之间相互支持，说明本研究在一定程度上较好地测量出了学习者的认知负荷及阅读效果。

3.2呈现方式与阅读水平对认知负荷和阅读效果的多因素方差分析

以材料呈现方式和阅读水平为自变量，分别以认知负荷（材料难度、心理努力）和阅读效果为因变量，进行多因素方差分析，结果见表2。

从表2可以看出，呈现方式在心理努力[F（2.79）=4.753，P

3.3不同呈现方式对认知负荷和阅读效果的影响

进一步采用多重比较，考察不同呈现方式（图文分开、图文临近、图语结合）对认知负荷和阅读效果的影响，结果如表3。

多重比较发现（如表3），对所有学习者而言，在材料难度与心理努力得分上，图文临近组得分最低，图语结合组次之，图文分开组得分最高，且图文临近与图文分开之间差异显著（p

3.4呈现方式与阅读水平的交互作用

而前述方差分析的结果表明，呈现方式与阅读水平在阅读成绩上存在显著的交互作用，这说明不同呈现方式对不同阅读水平的小学生阅读成绩的影响不一样。下的阅读成绩进行简单效应分析，结果发现，对两种阅读水平学生而言，图文临近呈现方式成绩最好，图语结合呈现次之，图文分开呈现最差，这与前面的呈现方式主效应分析结果一致。有所区别的是，对阅读困难学生而言，图文分开与图文临近呈现之间的差异非常显著（p0.05）。也就是说，从数据结果来看，与阅读优秀学生相比，图文临近呈现对阅读困难学生的促进作用更大（图1）。

4 讨论

4.1多媒体材料呈现方式的主效应

本研究结果发现，对所有学习者而言最好的呈现方式为图文临近，图语结合次之，图文分开最差。但是，阅读成绩指标上只有图文临近与图文分开之间差异非常显著，其它呈现方式两两比较差异并不显著。这一结果验证了多媒体学习的临近效应，当图片、文字临近呈现时，学习者减少了在图片和文字之间来回扫描并建立相互表征的时间，产生的外在认知负荷小，投入到材料记忆与加工的认知负荷增多，从而提高了学习成绩。对于图语结合呈现与图文分开呈现之间差异并不显著，我们分析可能是因为语音有稍纵即逝的特性，而文本情况下学习者可以来回扫描，在文字和图片方式下建立的印象更深刻。另外，小学五年级学生虽然有接触自然科学知识，但其学习经验并不是很丰富，甚至有些字词是陌生的，语音提示单通道认知还不能很好地理解其意义，需要花费一定精力从词库中找出与其对应的文字模型，这都会在一定程度上阻碍学习。我们在评卷时也发现这样一个现象，相比文字图片呈现组，语音结合图片组回答问题时错别字更多，虽然研究者并未把错别字纳入扣分标准，但也说明语音结合图片的方式对小学生来说可能存在不能在字词和语音之间快速建立相应表征的情况。

4.2呈现方式与阅读水平的交互作用

当阅读材料为自然科学材料时，就阅读成绩而言，阅读优秀和阅读困难学生都是图文临近呈现最好，图语结合呈现次之，图文分开呈现最差；但只有阅读困难组图文临近与图文分开之间差异非常显著、图语结合与图文分开之间差异显著，阅读优秀组三种呈现方式之间差异并未达到显著水平。我们认为，这一结果可以用认知负荷理论和不同阅读水平儿童的工作记忆特点来解释。阅读困难儿童由于工作记忆容量较小、认知策略不丰富，单一的视觉通道呈现容易导致认知超负荷，从而影响对材料的学习和理解。图文结合呈现比图文分开呈现更能防止学生注意的分散，将有限的工作记忆资源用于学习本身，从而促进学习成绩的提高。而视觉与听觉双通道呈现，将视觉通道的部分认知任务分给听觉通道进行加工，正好弥补了阅读困难儿童工作记忆容量不够的特点，降低了认知负荷，但由于他们在自然科学方面知识还比较缺乏，同时对字词和语音匹配表征能力还非常有限，因此图片一语音结合呈现的方式效果并不明显。

对于阅读优秀的学生，由于其工作记忆容量更高，表象储备丰富，单一通道呈现和图文分开呈现并未引起其认知超负荷，所以，双通道呈现和图文结合呈现只是使他们学习起来只是感觉更轻松，学习成绩提高并不显著。但是通过进一步对阅读优秀组被试的心理努力、材料难度的得分进行分析，我们发现，虽然在三种呈现方式下被试的学习成绩差异不显著，但被试的心理努力和材料难度得分有显著的差异（p

5 结论

5.1图文临近呈现方式能有效提高学生学习效果，而且对阅读困难学生促进作用更大。

5.2在小学五年级学生的自然科学知识的学习中，图片一语音呈现方式对学习成绩的促进效果不明显。

5.3通过优化呈现方式减少外在认知负荷，并不能总是有效提高阅读困难儿童的学习成绩。