认知负荷理论及其在对外汉语教学中的应用

施仁娟

（华东师范大学对外汉语学院，上海 200062）

一、教育心理学的一种新理论:认知负荷理论

认知负荷是指同时被要求施加在工作记忆上的心智活动的全部数量［1］。认知负荷与教学设计、学生的学习效率、学习成绩密切相关。在学习过程中，如果认知负荷太高，会阻碍学习者的信息加工活动;认知负荷太低，又会浪费学习者的时间。20世纪80年代，澳大利亚教育心理学家John Sweller提出了认知负荷理论（Cognitive Load Theory，CLT），认为可以从认知资源分配的角度来考察学习和问题的解决。在教学过程中若能以CLT为指导，则能更充分地体现出“以学生为中心”的教育理念。

认知负荷理论的主要理论基础为信息处理模型和图式理论。信息处理模型认为，人脑中有“感觉记忆”、“工作记忆”和“长时记忆”三种不同的记忆模型，分别处理不同的信息。其中感觉记忆以感觉到为基础，把我们日常碰到的各种颜色、声音、图像、文字、气味的原始的、未经分析的形式储存在记忆里，为时甚短［2］。工作记忆是一种对信息进行暂时加工和贮存的记忆系统，是感觉记忆和长时记忆的接口。很长一段时间里，人们曾把工作记忆看作是一个完全独立并且固定的实体。但最新研究表明，工作记忆至少由两个信息处理器组成，一个处理视觉信息，另一个处理听觉信息，它们各自以部分独立的方式运作。但是工作记忆的容量有限，只有7±2个单位，因而工作记忆的有限性是学习的主要障碍，只能通过降低认知负荷来使工作记忆集中处理主要的学习材料，从而促进学习。如果工作记忆中的信息被有意识地反复加工，那么，这些信息将进入长时记忆中。长时记忆又名永久记忆，它具有无限的储存容量，能够永久地保持工作记忆系统加工过的信息。

图式是长时记忆中的一个结构，是由许多信息元素编码而成的组块或丰富意义的信息单元，组块或信息单元的规模、复杂化程度可以不断发生更大的变化。工作记忆对信息进行加工时，需要从长时记忆中提取已有的信息，而图式由于其信息的丰富性，容易被工作记忆搜索和提取。这样就能降低工作记忆承受的认知负荷。如果学习者反复练习，就形成了图式的自动化。一旦自动化形成，学习者的认知过程就不再需要控制意识和消耗资源，故自动化也有利于减轻工作记忆的负担。因此，认知负荷理论认为，图式获取和规则自动化是学习的两大机制，它们的作用均是利用长时记忆来弥补工作记忆容量不足的缺陷［3］。

此外，认知负荷理论提出了三种基本类型的认知负荷:内部认知负荷、外部认知负荷和相关认知负荷。

内部认知负荷由学习材料的性质和学习者先前已有的知识经验所决定。学习材料的性质指材料的类型、难度等。如果学习材料包含的类型少，难度低，其内在认知负荷就低。相反，如果学习材料包含的类型多，难度高，其内在认知负荷就高。学习者先前的知识经验主要指其长时记忆中所具有的图式的数量和质量。如果学习者已构建的图式较多，那么学习材料就会相对简单，内部认知负荷就相应降低，反之亦然。

外部认知负荷来自教学素材，以教学设计结果的形式存在。如果教学素材不够科学，就容易引发较高的外部认知负荷，阻碍学习者的学习，需要他们付出更多的认知资源。外部认知负荷可通过重新组织信息来改变。

在相关的认知负荷中，加工认知负荷是在学习中，学习者将工作记忆能量投入到更深层的图式建构和存储时产生的认知负荷，元认知负荷是将工作记忆能量投入到对学习活动的监控和学习策略的关注时产生的认知负荷［4］。相关认知负荷与学习者能力发展紧密相连，能促进学习。学习者可以通过利用剩余认知资源进行图式构建的方法来提高相关认知负荷。

认知负荷理论认为，为了提高教学效果，在教学过程中，应该尽量降低外部认知负荷，在总的认知负荷不超出学习者承受范围的前提下，提高相关认知负荷，实现图式的获得和规则的自动化。

二、对外汉语教学传统理论的缺陷:“学”的主体地位被忽视

教学是运用系统方法，将学习理论与教育理论的原理转换成对教学目标、教学内容、教学方法和教学策略、教学效果评价等环节进行具体计划、创设教与学的系统“过程”或“程序”，而创设教与学系统的根本目的是促进学习者的“学”［5］。但是，传统的对外汉语教育是一种系统过程模式，即确定教学目标—分析学习者特征—确定教学内容及起点—制定教学策略—选择或设计教学媒介—进行教学效果评价—获取反馈信息。

由此可见，传统的对外汉语教学是把教育活动看作由多个要素构成的系统，要素之间相对独立但又互相影响。教学过程就是对各要素进行分析，梳理其关系，并使之为实现教育目标服务。这种教学以“教”为中心，是一种以“教”为主体的教学体系，只强调教师的“教”而忽视学生的“学”，全部教学过程都是围绕如何“教”而展开的，很少涉及学生如何“学”的问题。

尽管也有“分析学习者的特征”的步骤，此所谓“因材施教”，但归根结底还是落实到“教”。按这样的教学理论，“学”的主体地位是被忽视的，处于被动接受状态，“学”的主动性、积极性较难发挥，不利于在单位时间内取得最大的效果［6］。

本文研究的认知负荷理论关注的是学习者在学习过程中如何分配其认知能力，“教”应该如何通过各种手段帮助“学”来降低外部认知负荷，提高相关认知负荷。因此，认知负荷理论指导下的对外汉语教育，就是从“学”汉语的主体出发，以学生为中心，研究如何引导学生有效利用其心理资源学习汉语，并提高汉语交际能力。

三、对外汉语教学中认知负荷理论的应用:突出“学”的主体地位

结合对外汉语教育实际，笔者认为，认知负荷理论可以从以下几个方面为对外汉语教育实践带来启示。

1.创建丰富真实的学习情境，促进学习者的图式构建

情境是培养留学生交际能力的重要手段。具体的情境可以把语言学习和实际生活联系起来，根据现实需要设定任务，帮助学习者在相对真实的环境中解决问题，激发其学习兴趣，并帮助其完成对新图式的构建。同时，生动、活泼的情境可以在教学中营造出热烈的氛围，能够激发学习者的情感，从而引起其对知识的共鸣，进而主动去观察、思索，构建新的意义［7］。

在对外汉语教育中创设学习情境是指:从特定的学习目标出发，将教育媒介或教育材料安排在相对真实的环境中，从而促进教育活动。由于相关认知负荷与工作记忆能量的投入方向有关，因此，如果创设出的学习情境能够有效地引起学习者的注意，他们用于学习活动的监控和对学习策略的关注就会相对减少，而投入更深层的图式建构和存储的记忆能量就会相应增加，从而促进信息的加工［4］。

在对外汉语教育中，无论是语言知识的学习，还是语言技能的操练，都可以在具体的、真实的学习情境中进行。比如在培养学生“购物”的交际技能时，就可以模拟去超市购物，也可以带着学生去商场进行现场教学。又比如在讲解生词时，虚词由于其意义的抽象和虚化，很多时候仅靠教师的描述是无法清楚地解释其意义和功能的，但是如果我们能够创设一个虚词使用的具体情境，就可以帮助学生更好地理解并掌握该词的意义及用法。比如吴勇毅、张皎雯［8］就尝试用多媒体技术创设教学情境进行副词教学。在讲解“居然”的用法时，他们利用多媒体技术为学生提供了四张图片。第一张展示的是一张表情惊讶的脸，旁边有例句“居然是他!”点出了教学的内容。第二张介绍主人公，两位中国学生小华和小强。小华数学总是不及格，小强数学总是100分。第三张说的是班上举行了一次数学竞赛，大家都在猜测，冠军肯定是小强。第四张显示竞赛结果是小华得了冠军，班上同学露出了惊讶的表情，纷纷用“居然”造句:“居然是他?”“居然是数学经常不及格的人!”“小华居然是冠军!”通过营造这样一个真实生动的情境，学生很容易理解“居然”的意义:没有人相信小华会当冠军，但是小华当了冠军。“居然”出现的使用条件是:存在“甲”事实/事件，应该发生与甲相符的预期结果“乙”，但“乙”没有出现，却出现了与“乙”相反的结果“丙”，“居然”出现在句子“丙”中，表示没有想到，出乎意料。

2.根据学生的实际水平，灵活地运用“样例辅助效应”和“图表效应”

样例是指教材的编者或者教师为学生所设计的例句或例题。通过样例分析和学习，学生能掌握其中的知识结构，然后去解决类似的问题。样例辅助是对外汉语教学中必不可少的一种教学方法，尤其是在语法教学中，教师如果过多地讲解语法规则，只会让学生感到枯燥和无趣，不一定能收到理想的教学效果。但是如果教师能提供合适的样例，并配以简洁明了的说明，就能降低学生的认知负荷，帮助他们更好地掌握学习内容。

例如:“几”和“多少”的提问用法

第一步:规则陈述

“几”可以用来询问二至九的数目，“几”和名词之间一定要有量词。“多少”可以对任何数目提问，后面可以使用量词，也可以不用。

第二步:样例辅助

你们家有几口人? （√）

你们家有几孩子? （×）

你们学校有多少个学院?（√）

你们学校有多少留学生?（√）

你们学校有____位王老师?

学校图书馆有-参考书?

要注意的是，随着学生汉语水平的不断提高，教师提供的样例也应该有一定的改变。最初提供的样例应该包含完整的形式，但到了一定阶段后，样例应留有一定的空缺，由学生来进行填空，把样例补充完整。这样做不但与学生不同阶段的汉语认知能力相适应，而且能够激发其学习兴趣，使其产生学习成就感。

同理，如果所学内容的成分之间关系复杂，用文字表征的形式很难解释清楚的话，在教学中，我们可以充分利用图表来促进学生的理解。图表能降低工作记忆的认知负荷是因为它们能帮助在问题的成分之间建立更加具体和清楚的联系，减少搜索相关信息;能担当外部记忆，帮助我们很快地想象整个问题;能用一种更具体的形式帮助描述问题成分之间的复杂关系，消除不必要的信息以集中注意对于理解来说是关键的部分。因而，如果可能，教学设计者可以使用设计良好的图表以促进学习者的学习［9］。

比如，数词“二”和“两”的用法是留学生在初级阶段就会接触到的语法点。教师可以使用两种不同的方法:

（1）以文字讲解的方式陈述两者的使用环境:在位数“十”前，只能用“二”，不能用“两”。在位数“百”前，可以用“二”，也可以用“两”，“二百”和“两百”意思相同。在普通量词前边，用“两”，不用“二”。当数词“2”单独使用时，如“一、二、三……”，或出现在多位数中，即使右边也有量词，仍用“二”，如“十二”、“二十二”、“九十二个人”等。

（2）以图表的方式介绍两者的适用情况:

1，2，3…… 20，21，……29 12，22，32，……92 200 2+M+N二√ √ √√×两×× ×√ √

很显然，用图表的方式要比用文字讲解的方式更清晰明了。对于初级阶段的留学生来说，阿拉伯数字是已经具备的知识，可有效降低其理解表格内容所需的认知负荷，因而看懂表格比听懂教师的文字讲解需要的认知负荷更低，难度也更小。

3.科学设计教材，降低分散效应

所谓分散效应，是指当学习者主攻某一特定目标时，学习者的注意力被其他关系不大的问题所分散这样一种现象。

在对外汉语阅读教材中，阅读材料的后面多附有生词表以帮助学生理解正文，但是正文和生词表又往往不是在同一页上。阅读过程中，学生如果想要知道生词的词义，就必须不停地来回翻页。结果，前面所读的内容被当前查找的单词词义冲淡了，读一句忘一句，读到最后，只能记住最后几句的意思。这种正文和生词之间的注意转移，就产生了分散效应。分散效应给学生的认知增加了负担，学生没有把认知资源充分利用在整篇文章上，而是分散地用在了零散的单词和句子上，阅读理解的效果也就可想而知了。

因此，阅读教材编写时应该尽量把材料的全部信息整合到一起，使文章和生词表处于同一页上，帮助降低学生阅读过程中的外部认知负荷。同理，如果是多媒体教学课件，就应该把学生需要回忆和输入的信息安排在同一个页面，而不是迫使他们阅读一些多余的信息，或者在不同的页面之间来回，从而造成注意力的分散。

4.利用多媒体教学手段，发挥“双重感官效应”

在工作记忆中，处理视觉信息和听觉信息的两个处理器既可单独运作，也可互相合作。因此，同时使用两种处理器，可以增加工作记忆的信息处理容量并提高工作记忆的效率。认知负荷理论建议，教学中应该同时采用视觉和听觉双重感官模式输入信息，减少记忆负荷，提高学习效率。此方法称为双重感官效应。实验研究证明，在多媒体教学中呈现几何样例时，同时输入视觉信息和听觉信息，可以降低学习者的认知负荷，提高其学习迁移和成绩［10］。

在对外汉语教学中，我们一般按照分技能训练的原则分别开设综合课、听力课、口语课和写作课。虽然听力课对于提高学生的汉语水平具有重要作用，但听力课教学效果不佳，学生对其评价低，实际听力水平差也是个不争的事实［11］。其中的原因当然是多方面的，教学手段的单一化是重要的一个。目前的听力课往往是学生一边听教师放录音，一边盯着练习题找答案。听力训练中，实际上学生接受到的只有听觉刺激。研究显示，成人的视觉感知能力和视觉记忆能力会不断加强，相对来说，听觉感知能力和听觉记忆能力则有所减弱。留学生的听觉感知似乎更依赖于视觉感知［8］。如果我们能充分利用多媒体手段，改“听力课”为“视听课”，同时给予学生视觉刺激和听觉刺激，那么不但课堂气氛会更活泼，学生的听力训练效果也会更佳。

四、结语

进入21世纪后，对外汉语教学事业得到了更大的发展，为了提高教育质量、教学效果，对外汉语教学的教学设计比以往任何时候都更加需要有教学设计理论的指导［12］。认知负荷理论是建构主义之后，直接对教学设计产生影响的心理学理论。该理论主要关注学生如何分配其认知能力，主张教学设计应该从学生的学习出发，符合“以学生为中心”的教学原则。因此，用认知负荷理论来指导对外汉语教学设计，相信可以帮助我们更好地实现培养学生综合运用汉语进行交际的能力的最终目标。

［1］Graham Cooper.Research into Cognitive Load Theory and Instructional Design at UNSW［EB/OL］.http://www.360doc.com/content/05/1018/09/494_20608.shtml.

［2］桂诗春.新编心理语言学［M］.上海:上海外语教育出版社，2002.

［3］刘连娣.认知负荷理论及其在外语教学设计中的应用［J］.语言教学与研究，2006，（2）.

［4］张丽莉，冯小燕.认知负荷理论对教学设计的启示［J］.软件导刊:教育技术，2009，（5）.

［5］何克抗.教学系统设计［M］.北京:北京师范大学出版社，2002.

［6］李柏令.建构主义学习理论与对外汉语教学［J］.云南师范大学学报:对外汉语教学与研究版，2003，（4）.

［7］杨立华.对外汉语课堂情境教学初探［J］.吉林省教育学院学报，2010，（8）.

［8］吴勇毅，张皎雯.情景下的虚词教学［J］.对外汉语研究，2010，（6）.

［9］赖日生，曾晓青，陈美荣.从认知负荷理论看教学设计［J］.江西教育学院学报，2005，（2）.

［10］［澳］Mousavi S.Y.，Low R.＆ Sweller J.Reducing cognitive load by mixing auditory and visual presentation modes［J］.Journal of Educational Psychology，1995，（2）.

［11］刘颂浩.对外汉语听力教学研究述评［J］.世界汉语教学，2001，（1）.

［12］崔永华.对外汉语教学设计导论［M］.北京:北京语言大学出版社，2008.