从交互模式和认知机制看多媒体课件的设计与应用

李玲静　汪存友

摘 要：针对多媒体课件在课堂教学应用中存在的各种误区，本文对多媒体课件参与下的教学交互模式和学生建构学习内容的意义的认知机制进行了深入分析，据此厘清了多媒体课件的“应然”与“非然”，最后讨论了其对于课堂教学中设计和应用多媒体课件的启示。

关键词：多媒体课件；教学交互模式；SOI模型

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2017）20-0029-04

一、问题的提出

随着我国教育信息化的普及和教师教育技术能力的提升，多媒体课件在课堂教学中的应用已经十分普遍[1][2]。这其中，尤其以PowerPoint演示文稿的使用最为常见（以下简称PPT课件，或PPT）[2][3][4]。尽管多媒体课件在推广信息化教学、提高教学效率等方面发挥了一定的积极作用，但也暴露出不少问题，比如：制作PPT时“教材搬家”、使用PPT时“照本宣科”，变“人灌”为“机灌”，教师和学生丧失主体权，忽视板书，甚至有的教师患上了“PPT依赖症”[5][6][7]。这些问题折射出教师对多媒体课件的认识和应用实践还存在一些误区。为此，许多专家和学者纷纷撰文从不同角度予以分析和讨论。这其中比较典型的有：杨凤梅教授认为，PPT课件放映环境的制约、制作技术的制约、教师对基于PPT的教学策略的认识不足、以及高校“重科研、轻教学”的评价错位等是产生PPT依赖症的主要原因[8]；耿建民教授将多媒体课件应用中的困境归结为：教师对多媒体课件的定位认识不足、课堂教学理念落后、以及过分强调多媒体课件的直观作用等[7]；方明建则从教师发展的角度进一步将其归因为：教师信息化教学能力不足、不重视信息技术与课程整合的研究[1]。尽管类似的分析和讨论还有很多，但笔者认为，这些论述多是从教学经验层面进行的分析和总结，并未从教学理论和学习的认知层面进行深入思考。因此，从理论视角对多媒体课件的误区根源进行分析和澄清，具有一定的研究价值。

现代教学观和学习观认为，教学过程的核心是互动，学习是学生在已有知识和经验的基础上，通过与教学过程中的各種要素进行交互作用，主动建构学习内容意义的过程和结果[9]。因此，本文分别以多媒体课件参与下的课堂教学交互模式和学生建构学习内容意义的认知机制为理论基础，从理论层面对课堂教学环境中多媒体课件的“应然”与“非然”进行了辨析，并从实践层面提出了一些建议，以期对一线教师正确应用多媒体课件有所裨益。

二、多媒体课件参与下的教学交互模式

1. 多媒体课件参与下的教学交互内涵

教学的“交互”现象被认为是现代教育技术环境下教学活动最基本的特征之一[10]。陈丽博士对远程教育中的教学交互概念进行了精确辨析，指出教学交互是教学过程中，以学习者对学习内容主动建构意义为目的，学习者与学习环境之间的相互交流与相互作用，它包括学生与教师、学生与学生、以及学生与各种物化的资源之间的相互交流和相互作用[11]。周艳认为，现代教育技术环境下的课堂教学交互主要发生在教师、学生和现代教学媒体之间[12]。由于本文关注的教学媒体主要是多媒体课件，因此在多媒体课件参与下的课堂教学情境中，最典型的教学交互就是教师、学生、课件之间的两两交互；除此之外，还应包括生生交互、以及这三者与其他物化资源（比如：教材、黑板、模型，等等）间的交互，它们共同促进了学生对学习内容意义的主动建构。

2.多媒体课件参与下的理想教学交互模式

为了更有针对性地分析多媒体课件参与下的课堂教学交互模式，这里仅关注教师、学生和课件三者间的两两交互（但这并不意味其他交互环节可以被忽略）。为此，笔者构建了多媒体课件参与下的理想教学交互模式（如图1所示）：

从交互路径来看，在理想教学交互模式中，课件与教师、学生均发生交互。“1a”表示教师讲解、演示课件；“1b”表示课件作为工具、激发教师的临场发挥；“2a”表示课件为学生提供学习内容和资源，激发学生建构意义；“2b”表示学生可以操作课件并获得反馈。除此之外，教师和学生可以直接发生交互，“3a”表示学生向教师提问、回答问题、或寻求帮助；“3b”表示教师向学生讲解内容、提问、布置任务、回答学生提问、或给予学生指导与帮助。显然，这些交互路径能够有效支持教师讲授、师生问答、演示、示范、师生面对面讨论与探究、学生自主学习、虚拟实验、自主练习与操练、计算机辅助集体测试、计算机辅助自主测试等多种教学活动[9]。

从交互功效来看，笔者认为理想教学交互模式中各种交互具有同等重要的作用，三者之间构成一个和谐的交互系统。单一强化或弱化其中一条路径，都可能导致系统的失衡；此时必须同时调整其他条交互路径的功效，方能使系统恢复平衡。比如：弱化教师对课件的讲解或演示（路径1a），则必须强化教师与学生之间的交互力度（路径3a和3b）；强化课件对学生的资源支持（路径2a），则可以弱化教师对课件的讲解（路径1a）和对学生的指导作用（路径3b）。不仅如此，实际中由于受到教师课件制作技术水平、教学环境等因素的限制，图1中六条路径的强弱程度也会各不相同，由此可以由理想模式演变出多种不同的教学交互模式。

3.多媒体课件参与下的典型教学交互模式

以“计算机+投影仪+大屏幕+音响”组成的多媒体教学系统，因其兼顾经济性和实用性，已成为当前多媒体教室的典型配置。在这一环境中开展课堂教学的典型教学交互方式是：教师作为课件的设计者和制作者，根据预先设计好的思路，播放和讲解课件；学生是课件的观看者，但他们很少有机会去点播课件并获得个性化的反馈；教师为了帮助学生建构学习内容的意义，除了认真详细地讲解和演示课件外，通常会增加问答、讨论等与学生直接互动的环节。通过分析不难发现，这种交互模式（如图2所示）与理想模式存在一定差异，主要体现在：①课件的内容和播放时机通常是预先设定的，课件很少被教师当作临场发挥的工具；②学生只是课件的观看者，很少有机会能够操作课件并获得反馈。换句话说，课件对教师的影响作用、以及学生对课件的影响作用被弱化（如图中的虚线所示），为了确保交互系统的平衡，就必须加强教师和学生间的直接交互（如图中的粗线所示）。endprint

由此可见，在这种典型的教学交互模式中，倘若一味强化教师对多媒体课件的播放和讲解，而没有强化学生对课件的加工与理解，更没有强化教师与学生间的直接互动，交互系统就会失衡，严重影响教学效果。这或许是多媒体课件应用中“PPT依赖症”、“人灌”变“机灌”、“照本宣科”等问题产生的根源。解决这些问题的根本策略是恢复教学交互系统的平衡。具体而言，应该加强课堂教学中师生之间的直接对话与互动，比如：师生问答、协作讨论，此其一；其二，应该提升多媒体课件的交互性，一方面使课件成为教师临场发挥的创作工具，比如：支持教师随时调整课件内容、生成新的思想火花；另一方面也使课件成为学生认知加工的工具，比如：支持学生操作课件并获得及时反馈、甚至与教师一起参与课件内容的调整活动。

三、多媒体课件参与下学生建构意义的认知机制

如果说对教学交互模式的讨论是从宏观层面来分析课堂教学中多媒体课件的“应然”与“非然”，那么，探讨学生建构学习内容意义的认知机制，则对应了微观层面的分析。认知学徒制（cognitive apprenticeship）的观点认为，任何教学交互，都只是促进学生内部认知加工的脚手架（scaffold）。因此，进一步探讨多媒体课件参与下学生建构意义的内部认知机制，是很有必要的。

1.多媒体学习的SOI模型

美国教育心理学家理查德·迈耶是研究多媒体学习认知理论的权威专家，他也是建构主义学习理论的拥趸者。迈耶借鉴了认知心理学中的工作记忆模型（working memory model，WM），吸收了建构主义理论中关于“主动建构意义”的观点，提出了多媒体学习的SOI模型。

SOI模型假定：① 多媒体学习的信息可分为语词（words）和画面（picture）两类，前者包括：语音（voice/sound）和文本（text），后者包括图像、图形、视频、动画等；② 学生要从这些多媒体信息中主动建构意义，其大脑内部须经历三个连续的认知加工环节，分别是：选择（select）、组织（organize）和整合（integrate）多媒體信息[13]（如图3所示）。

具体来说，学生必须首先从所呈现的媒体信息中选择（S）关键信息，过滤无关信息，并保留到工作记忆中，此时这些关键信息还是零散的、孤立的；随后，学生需要将这些关键信息有效组织（O）起来，形成具有一定语义的结构，此时学生尚不能理解此结构；为此，学生必须借助于存储在长时记忆中的先前知识，将此结构与先前知识建立联系、进行整合（I），从而获得对新信息的理解。迈耶同时还指出，语词信息和画面信息虽然同样经历了SOI的认知过程，但二者的加工通道不同。语词信息主要借助于听觉（或语词）通道，也可能借助于视觉（或画面）通道，而画面信息则主要借助于视觉通道。迈耶通过多次实验研究证明，同时激活听觉和视觉通道的认知加工，比只激活听觉通道时的学习效果更好，这就是所谓多媒体学习认知原则（multimedia principle）。

2. 基于多媒体课件的SOI促进策略

迈耶的SOI模型表明，促进学生建构意义有四个关键要素，分别是学生能：①同时获取语词和画面信息；②有效选择关键信息；③有效组织关键信息；④有效提取先前知识并建立联系。因此，在典型的课堂教学环境里，要想有效促进学生的有意义学习，教师的教学组织和对课件的使用，必须尽量满足这四点要求。

首先从信息的呈现方式来看，由于教师的讲解、板书和肢体语言提供的主要是语词信息，根据多媒体学习认知原则，多媒体课件就应该主要提供画面信息，比如：图像、图表、动画或视频，以便与教师的语词形成配合。换句话说，多媒体课件的内容应该具有很强的画面感，尽量少用文字，尤其要避免教材搬家，此其一；其二，教师应该对多媒体课件的画面内容进行讲解，使学生在观看画面的同时、获取语词信息，从而同时激活视听两个通道。当然，这些信息的获得都必须以学生能够清晰地看到和听到为前提。

其次，在帮助学生有效选择关键信息方面，最简单直接的办法就是教师利用语词（如：讲解、鼠标、激光笔、板书和肢体）动态地引导学生去关注关键信息；另一方面，多媒体课件也可以通过设置不同的字体、颜色或动态效果，吸引学生的注意力，从而突出关键信息。与此同时，多媒体课件应尽量减少无关信息的干扰，滤去那些过于花哨的装饰性要素、切换效果或不必要的动画效果。

第三，在帮助学生有效组织信息方面，同样简单直接的办法就是教师利用语词引导学生关注信息的总体结构，实现由具体到抽象的提升；另一方面，多媒体课件应该采用结构化的方式呈现内容，比如：结构图、流程图、概念图等，也可以通过一定的导航策略实现知识间的结构关联。

最后，为了帮助学生有效提取先前知识并建立联系，一方面教师可以通过言语设问等方式引导学生回忆先前知识，另一方面多媒体课件可以直接将所需的先前知识呈现出来。

通过上述分析我们不难看出，在教师、学生、课件两两交互的典型课堂教学环境里，教师和课件应该相辅相成，共同促进学生主动建构学习内容的意义。就教师而言，应该灵活发挥其传播语词信息的价值，引导学生选择、组织和整合多媒体信息。就多媒体课件的设计与使用而言，应该侧重于呈现画面性的、直观性的、结构性的内容，注意滤去无关信息、减少干扰信息。我们可以看到，多媒体课件应用中常见的“教者手忙脚乱、观者眼花缭乱、听者心烦意乱”等问题[14]，其实都在一定程度上与违背了多媒体学习的认知机制有关。

四、应用启示

1. 加强多媒体课件参与下的师生互动

通过对多媒体课件参与下的教学交互模式分析可知，师生交互是课堂教学环境中的重要交互现象，它能够有效弥补多媒体课件交互性的不足。多媒体课件参与下的课堂教学一旦缺乏师生交互，就会陷入“照本宣科”、“机灌”、“信息过载”等误区。因此教师应该认识到，多媒体课件只是所有现代教学媒体中的一个，讲解或演示课件也只是全部教学活动的一部分。教师应该适度抛开课件，有效组织师生问答、协作讨论、学生小组合作、教师个别指导等教学活动，以加强课堂教学中的师生互动。endprint

2. 增强多媒体课件的交互功能

多媒体课件的交互性是实现课件与教师、课件与学生双向交互的关键技术，它能够有效减少对课堂教学中师生交互的过度依赖。多媒体课件具备较好的交互功能，意味着多媒体课件不仅是教师演示、学生观看的对象，也可以是帮助教师调整教学和支持学生认知加工的工具。以几何画板为例，教师一方面可以利用它演示预先制作好的几何图形、讲解其中的原理；另一方面，教师还可以随时利用软件提供的功能修改几何图形、调整教学内容、生成新的教学活动。就支持学生认知加工而言，多媒体课件应在条件允许的情况下支持学生操控，并能对学生的操作提供及时反馈，比如：提供了练习功能的多媒体课件，能够根据学生作答的结果，及时反馈对错；甚至对于回答错误的情况，能够自动跳转到相应的内容页面，引导学生进行补救性的学习。以常见的PPT课件为例，PowerPoint软件的自定义动画功能和VBA功能就能够支持PPT课件的交互设计。

3.重视多媒体课件的画面设计

通过对多媒体学习的认知机制分析可知，多媒体课件应该侧重于呈现画面信息，并与教师的语词讲解相配合。就多媒体课件呈现的内容而言，应该选择那些易于图形化、图像化、直观化、动态化展示的内容，比如：物体图像/图形、人物照片、知识结构图、统计图表、视频短片、动画原理等等。其次，就多媒体课件的界面而言，应该突出关键性的信息，滤去无关信息，减少干扰信息，使界面简洁美观、清晰醒目。第三，就技术实现而言，可以综合使用多媒体课件制作软件的素材插入功能、绘图功能、排版功能和自定义动画功能，但要避免使用艺术字效果、切换效果、声音效果等花哨性的功能。

4.充分发挥教师的语词价值

教师的语词，包括：教师的语音讲解、手势、板书以及对鼠标或激光笔的操作，是多媒体课件参与下的课堂教学不可或缺的重要元素之一。根据多媒体学习的SOI模型，教师个人的语词可以与多媒体课件的画面有机整合，同时激活学生的视听通道。教师语调的抑扬顿挫、简单的手势比划、少量的板书、以及鼠标或激光笔的动态变化，都能有效地引导或启发学生关注关键性信息、涌现知识自身的逻辑结构、搜索知识与先前知识间的关联结构。多媒体课件的参与，不是要将教师的语词限制在课件之内，而是激发教师更有效地发挥语词的价值，真正使多媒体课件成为促进学生建构学习内容意义的优秀工具。

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