多媒体环境下元认知过程的研究，本文主要内容关键词为：过程论文,多媒体论文,环境论文,元认知论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
分类号 B842.1
每当一种新的教学媒体应用于教育时，人们总是首先关注这种教学媒体能否有效地促进学习和教学[1]，多媒体应用于教育也不例外。 由于多媒体具有媒体集成性、非线性和交互性等特点，人们预期，多媒体将会极大地促进学习和教学。但是，出乎人们意料，大多数研究结果表明，多媒体系统对学生的学习只具有很小的甚至没有积极的作用[2] 。为什么会出现这样的结果呢？研究者们认为，这可能是因为，多媒体环境下的学习的效果要受诸多外因和内因的影响，外因包括学习内容的性质、难度及结构、课程背景以及教师的教学方法等；内因包括学生的先前知识、学习动机、学习方式以及学习控制能力等[3,4]。其中， 学习者控制问题越来越受到研究者们的重视。然而，学习者控制直接与学习者的元认知能力有关，于是，人们热衷于探讨如何在多媒体环境中提供元认知帮助。大量研究表明，这些帮助虽然能取得一定的效果，但也存在许多问题。如何在多媒体环境中促进学习者的元认知过程呢？本文将结合对学习者控制与元认知帮助研究的综合分析来探讨这一问题。
1 学习者控制问题
所谓学习者控制，就是在多媒体环境中由学习者根据自己的目标和先前经验决定探索的内容、方式和时间，它是相对于计算机程序控制而言的。
学习者控制是多媒体环境下学习的一个基本前提[5]， 它能给多媒体环境下的学习带来许多潜在的优越性。第一，学习者控制可以加大学习者精细加工的深度，从而提高学习效果。第二，学习者控制有助于学习者就越能裁剪教学材料，节省学习时间，从而提高学习效率。第三，学习者控制有助于增强学习者的内归因、自我效能感以及学习责任感，从而增强学习动机。因此，在多媒体环境中，如果能给学习者以一定的学习控制权，就可使学习者根据自己的先前经验和学习方式选择适合自己的学习内容、方式和时间，从而能够增强多媒体环境下学习的效果、效率和吸引力。但是，研究者们的实验结果表明，在多媒体环境下中，当由学习者控制顺序、路径、内容、进度等因素时，教学的效果、效率以及吸引力并不像人们想象的那么理想[5]。 学习者控制的优越性之所以不能发挥，可能与学习任务的难易程度、学习者的先前知识以及元认知技能有关。Steinberg 在一篇综述有关学习者控制研究的报告中指出，对于简单任务，学习者控制和计算机控制之间的学习效果基本上没有差异，另外，先前知识不足的学习者在学习者控制环境中表现一般不佳。在学习者控制的学习环境中，当让学习者控制每一主题的呈现顺序，并决定在进入测试之前是否先进入教学时，如果学习者缺乏作出有意义决策所需的知识、技能和元认知技能，他就会表现出学习不足的现象，例如，长时间地跳出课外，或者选看例子太少，或者很快就结束课等。但如果学习者能够根据一定的理由作出前后一致的选择，懂得什么是当前的最佳学习任务，什么是有效的学习策略，为什么要使用这些策略，就能取得满意的学习成绩[6]。
由于多媒体学习环境给学习者提供了更多的灵活性、自由度和控制权，因而提高了对认知过程的要求，增加了学习的复杂性、难度和挑战性。在这种环境下，学习者要有能力设置学习计划、选择和生成自己的学习策略，监视和评价学习的效果及学习策略的效力，并据此作出适当的调整。然而，有研究表明，从小学生到大学生并未能够经常表现出这种能力（注：Wong P S K.Students' metacognition in mathematicalproblem solving.Paper presented at the annual meeting of theAustralian Association for Research in Education,1989.）。Balajthy在一篇综述有关多媒体环境下阅读失败者研究的文章中指出，学习者元认知能力较差（即不能准确监视自己的成败）会极大影响他在学习者控制的环境中的学习[7]。刘儒德研究表明， 在难度不同任务中，学习者的控制水平与元认知监视水平之间的相关存在差异[8]。 为了克服学习者在元认知方面的不足，发挥多媒体学习环境的潜力，人们试图在多媒体学习环境中向学习者提供元认知帮助。
2 元认知帮助研究
在多媒体学习环境中向学习者提供的元认知帮助可分为两类：外在的元认知帮助和植入的元认知提示。元认知外在帮助包括：①适应性建议，经常诊断学习者的理解水平、描述教学的过程、解释原理和过程等；②图形、地图和表格，向学习者显示多媒体系统中的知识结构；③元认知辅助手段，联机存储自我生成的解释或重点突出陌生术语等。人们对这些外在帮助的效果进行了研究。总体来看，如果给学习者提供外在的帮助，他们在当前任务中就表现得比较好，但是，并不能很好地保持和迁移所学的知识。事实上，这些外在帮助可能本身就是一个负担，学习者们可能常常忽视这些所谓的元认知帮助，并且常常把它们看作是一个额外的认知负荷[9]。若此， 新手使用外在帮助与其说是要避免认知负荷，还不如说本身就是处理认知负荷。
在多媒体环境中植入元认知提示的方式多种多样（注： LinXiaodong.Far transfer problem-
solving in a hypermediaenvironment:Therole
metacognitive reflective
process.Unpublished dissertation,Cognition and Technology Group at Vanderbilt Learning Technology Center,Vanderbilt University,1993.）。一种方式是在学习开始之前，示范、讨论或训练自我解释技能。Bielaczyc等人发现，在学习之前， 先让被试观看并评论有关使用自我解释和元认知策略的示范录像，这些被试在自己的学习过程中倾向于使用这些策略，显著提高了自己的监控水平。Chi 等人在实验前训练被试如何陈述自己解决问题过程的理由、在完成具体任务之中与之后大声说出自己的解题过程，也获得了类似的结果。另一种方式是在学习过程中实时提供线索，引发学习者自己对学习过程的控制与调节，促进学习者解决当前问题并将这种元认知能力迁移到其他任务之中。King在高中学生用计算机解决问题的过程中，使用一套一般性的问句词干，如“……的长处和弱点是什么？”或者“解释为什么……？”等，以引导他们生成有关当前内容的问题。结果表明，无论是完成问题解决测验还是完成新的计算机任务，这些被试比那些没有接受提问的被试、只接受关于具体问题的提问的被试、以及跟同伴进行问答的被试成绩都要好。这些被试一般更多倾向于提出深刻问题，较少提出回想性的问题，更倾向于在后测中给出更加精细的解释。Lin 开发了一个超媒体生物模拟系统，将元认知线索植入多媒体模拟程序之中，帮助职前教师解决有关变量控制的生物学问题。这些线索提示学习者解释、证明（如反思）与调节自己的解决问题的过程。例如，“你解决该问题的计划是什么？”、“你为什么要选择该选项？”、“你是如何知道你已经获得足够的证据来作出实验的结论？”、“你为什么要作出这样的结论？”等。这些提示出现在：①学生浏览程序并了解学习目标之后；②学生选择所有实验材料之后，未作实验之前；③完成实验并作出结论之后，但在系统未给出成绩反馈之前；④系统给出反馈之后。当学生被这些提问暂时中断时，他们必须在另一个窗口作出回答，然后，才能继续下去。她发现，在解决迁移问题时，那些接受过元认知线索的学习者比没有接受元认知线索的学习者表现要好。接受元认知线索的实验组比接受另外两种线索的实验组表现也要好，这两种线索分别是问题解决的规则及目标与解决问题时的情感变化。此外，在完成迁移任务时，接受了元认知线索的被试还更倾向于自发地反思自己解决问题的过程，如“我应当如何着手这个实验？”、“我为什么得出这个答案？”、“为什么重复试验至关重要？”等等。当问及原因时，这些被试报告说，他们之所以在迁移任务中提这些问题，是因为这些问题他们记得最牢并且感到最有用。
这些研究似乎表明：无论事前的示范或讨论，还是临场的提示和引导，都有助于被试在问题解决活动中进行自我监视与调节。但是，在多媒体环境中，如果过多地提供元认知帮助或提示，就会严重干扰认知活动的正常进行，使学习者从当前认知任务上分心，从而影响了学习者的知识建构与深度加工。对于那些深感任务难度大或对领域知识不熟悉的学习者来说，影响更甚[10]，Boekaerts认为， 具有某一专业领域的策略知识的个体才能分配足够的心理资源监视自己的知识获得过程[11]。Winne明确指出，在技能发展的早期阶段， 学生不能将时间分配在自我调节技能与学习过程之间[12]。这就是说，在学习初期，学习者对知识的加工消耗了许多工作记忆，花费了大多数可用的资源，而花在自我监视上的心理能量是有限的。另外，事前对学习者进行自我调节的示范，并不能确保学习者不是在进行机械的模仿。并且，学习者的个别情况存在一定的差异，并非所有的学习者能以同样的方法、在同样的情况下需要元认知提示和帮助。因此，需要以合适的方式，在不中断正常认知活动的前提下，引导学习者进行监视、反思与调控，确保认知活动的完整性和顺畅性。更值得注意的是，大量研究却表明，通过外在训练促进元认知过程并不是一件容易的事。例如，元认知训练对阅读理解没有产生积极的效果，即使产生了积极的效果，但效果的稳定性与长久性是有限的[13]。前述多媒体环境下元认知训练研究能否具有长久而稳定的效果，值得进一步考察与验证。
3 以元认知内在过程为基础建构情境化的多媒体学习环境
有关元认知帮助的研究之所以存在问题，可能是由于其采用了头痛医头脚痛医脚的直接手段，没有同时考虑元认知过程所涉及的许多因素。为了促进多媒体环境中的元认知过程，必须从元认知过程的内在机制入手作整体考虑。元认知过程和知识获得的过程一样也是一个建构性过程。Bulter等人认为，在元认知过程中，学习者首先根据自己的先前经验，有选择性地知觉与注意学习情境和过程方面的线索，如学习质量、数量、程度、速度以及进展情况等，并结合先前经验，建构起对这些信息的合理解释。然后据此设置目标、选择策略、自我监视认知过程的执行以及进行调控等[14]。
具体而言，元认知过程的建构性体现在这样相互联系的四个方面。第一，学习者的先前经验尤其是学习观、知识观以及学习策略知识将会影响学习者对学习条件和过程的注意、知觉和解释，并影响调节措施的选用。Paris等人提出，每个学生都是“科学家”， 在学习活动中不断形成有关元认知的“理论”，这一理论涉及自我能力、努力程度、学习任务以及学习策略等四方面内容。一个学生能否以及怎样进行自我调节是由其所建构的有关元认知的特定理论所决定的[15]。第二，学习目标的设置与学习策略的选用是基于对学习条件的认识。在多媒体学习环境中，影响元认知活动的因素大致分为学习者主体因素（如基本的元认知能力、先前知识经验水平等），学习客体因素（如学习材料的性质、材料的多少、材料的结构、传载材料的媒体、节点信息含量的大小、节点的多少、节点之间连接的方式、链的多少、导航形式以及元认知外在帮助或提示等），以及学习情境因素，尤其是有关学习情境的要求与限制（如学习目标要求、任务要求、时间限制、成败标准、价值、社会性帮助等）。学习者设置目标和选用策略往往是以自己对这些方面的线索的知觉与理解为前提的，即使没有明确意识到其存在，也可能对这些线索作了隐含的假设。Boekaerts认为， 学习者开始学习时会对具体学习情境产生一定的认识和情感，如任务的吸引力、价值、自我效能感等，正是这种临场认识影响了学习者的学习目标和努力程度[16]。第三，对学习过程的监视是以学习者自身的元认知“理论”与学习目标为参照的。自我监视包括对学习的进展程度和策略的效力的注意和评价，例如，如果学习者特别注重学习速度，那么，他就时时注意学习的时间这一线索。第四，对学习策略的调整是以学习者的元认知策略知识为基础的。Paris等人认为，元认知策略是由陈述性知识、 过程性知识和条件性知识构成的[17]，知道是什么策略以及如何做，并不能确保学习者知道在当前学习情境中该采用什么策略以及使用多少次，因此，还必须知道在什么时刻使用什么策略才是最为适当的。学习策略的调整与学习者的条件性知识直接有关。
因此，要想促进多媒体环境下的元认知过程，必须整体考虑这四个方面的因素，仅仅考虑某个方面是不够的。在设计多媒体学习环境时，要设法引导学习者认识自己的学习观念；认识多媒体环境中各种影响元认知过程的因素；认识在自我监视中可注意哪些线索；理解元认知策略知识尤其是条件性知识。但是，这种引导必须通过各种具体情境来实现的。元认知策略要因具体情境而生、而用。不能抽象地教或训练学习者元认知策略，也不能生硬地给他们以一般性的提示。以事先预置的固定的策略指导学习者的灵活的建构性学习过程是不可能达到预期的目的的。正如认知灵活性超文本的设计者们所倡导的那样，在多媒体环境中结合大量的实例[18]，从不同的角度具体地揭示元认知过程与策略的内涵，使学习者建构起对多媒体学习环境以及元认知过程的适当的“理论”，增强学习者对各种不同学习条件的敏感性，并提高对这些条件线索与相应策略之间关系的认识，以此发展学习者在不同情境下应用元认知策略的能力。
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