多媒体教学中的知识建构，本文主要内容关键词为：多媒体论文,知识论文,教学中论文，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。
〔中图分类号〕G424〔文献标识码〕A〔文章编号〕1002-8064(2007)02-0044-05
多媒体是一种技术，它是文本、图像、声音、动画以及静态视频等多种媒体的结合体，它要发挥各种媒体的优势，使它们各显神通，形成一种在功能上更加完善的体系。然而，多媒体教学的效果，不仅取决于多媒体技术的成熟，而且更取决于教育对象——人。因为人是有认知功能的。多媒体教学的目的在于使受教学者的人建构知识，因此，越来越多的学者开始积极探索多媒体教学的认知原理和知识建构[1]。
一、探讨多媒体教学中知识建构的观点
知识属认知经验，它是客观事物的主观表征。在主客体交互作用的基础上，通过人脑的认知活动而产生，是主客体相统一的产物。知识建构是指知识传递系统中主客体对知识的占有或接受，它包括知识领会、知识巩固和知识应用三个环节。不少认知心理学家倾向把知识视为“语言信息”，而多媒体研究者则强调使用多种媒体的传达，强调通过语言和画面，即语言信息和形象信息两个方面的信息。多媒体教学的目标是促进每个个体学生的知识学习。在多媒体教学过程中，主体通过一系列的认知活动把前人的认识变成自己的认知，在头脑中建构起与书页或屏幕等形式的教材结构相应的知识结构，从而辨认相应的事物，解决有关的问题。在多媒体教学中，学生如何完成知识建构存在着两种对立的观点，一种认为被动获得多媒体的知识(信息)；另一种强调学生主动加工相关信息，因为人是一个主动意义的知识建构者。
提出主动加工信息观点的，主要是建构主义(constructivism)。首先提出建构主义的是瑞士心理学家皮亚杰(J.Piaget,1896—1980)[2]。关于建构的概念，皮亚杰并没有一个确定的定义，但却体现他的一种思想。他认为，所谓建构，是主体与客体相互作用的结果。具体地说，他的建构主义，首先强调任何心理结构，都是这种主客体相互作用的产物；其次是他不仅重视系统的内在结构和关系，而且强调“共时性”(synchronic)和“历时性”(diachronic)的统一，所以他着重研究了认知和思维的发生和发展，显示出建构主义不同于一般结构主义(Structruralism)；第三是活动作为认知发生和发展的动力。建构主义之所以能够获得发展，应归功于美国心理学家布鲁纳(J.S.Bruner)，布鲁纳是认知心理学的先驱之一，是启发式教学法(“发现法”)的倡导者，他不仅自己倾向皮亚杰的思想体系重视建构主义，而且于20世纪70年代末把苏联维果斯基(Л.С.Выготский，1896—1934)的“社会文化理论”介绍到美国，于是维果斯基的“内化”智力观和“最近发展区”思想影响着当今的建构主义。因为当今建构主义认为对客观认知并赋予意义的是由个体主观决定的。就这样，“在教育心理学中正在发生着一场革命，人们对它叫法不一，但更多地把它称为建构主义的学习理论[3]。
陈琦、刘儒德介绍了当今建构主义对于学习的基本解释[4]：(一)学习是学习者主动建构内部心理表征的过程，它不仅包括结构性的知识，而且包括大量诸如认知策略在内的非结构性的经验背景。(二)学习过程同时包含两方面的建构，即对新信息的理解是通过运用已有经验，超越所提供的信息而建构成的；从记忆系统中所提取的信息本身，也要按具体情况进行建构，而不单是提取。(三)学习者以自己的方式建构对于事物的理解，从而造成对事物认知的个体差异。
今天，在多媒体教学中，持学生主动加工相关信息的学者，几乎都是以建构主义为出发点的，迈耶(R.E.Mayer)是位杰出的代表，他在《多媒体学习》一书中，积极主张多媒体教学中学习者对知识的主动建构过程，并深刻地论述了多媒体教学的认知理论——人们如何从语言信息和画面(形象或图像)信息中建构知识的认知理论。迈耶的认知理论包括多媒体教学认知理论的三个假设和五个步骤。多媒体教学认知理论的三个假设有：双通道假设，即人们拥有单独加工视觉和听觉信息的通道(Paivio,1986,Baddeley,1992)；有限容量假设，即人们在每一通道中同时加工的信息数量是有限的(Baddeley,1992,Chandler & Sweller,1991)；主动加工假设，即人们进行主动学习——包括注意新进入的相关信息、将所选择的信息组织到一致的心理表征和将其他知识与信息表征进行整合(Wittrock,1989,Mayer,1999)。多媒体教学认知理论的五个步骤是：选择相关的语词(语言信息)；选择相关的图像(形象信息)；组织所选择的语词；组织所选择的图像；整合以文字为基础的和以图像为基础的表征。
在多媒体教学中，学习者为什么能主动加工信息建构知识？我们认为其认知的机制是认知的反思或监控。按我国学者观点，认知或智力的反思或监控的指标表现为计划、检验、调节、管理和评价五个方面，认知或智力的反思或监控是认知或智力结构的深层成分[5]。学习者在接受多媒体教学时，会出现主动加工建构知识，是认知的反思或监控的定向、控制和调节功能的结果，具体的过程有：计划——对面临的多媒体教学任务确定学习目标，规划进程、预想可能会出现的语言和画面等信息；检验——从学习兴趣出发，注意对多媒体信息中语言和画面，用恰当的方法检查学习活动的进程，逐步确认基本的语言和画面信息的合理性；调节——根据检验结果，把选择的或关注的语言和画面信息组织成一定的内在联系或关系；管理——不断提高对自己建构起多媒体教学中语言模型和图像模型加以“反省”，逐步“内化”成为自己的认知或心智内容；评价——学习者用先前的经验知识去评价判断所获得的语言模型和图像模型的可接受性，从多媒体的学习中建构相关的知识体系。
二、有效多媒体教学的认知过程
知识建构是认知的核心本质之一，它既是人们主动加工信息的过程，更是人类认知、思维和智力的表现。皮亚杰把认知、思维和智力视为同义语。什么是认知？认知心理学强调，认知是为了一定的目的，在一定心理结构中进行信息加工的过程(D.Dodd,1980)。换句话说，认知应包括三个方面，即目的(为了“适应”这个功能)、过程(信息加工)和结构。当然，人的思维、智力(智能)也就是这三个方面，知识建构也离不开这三个方面。虽然，知识建构是一个主动加工信息的过程，但它取决于教学。多媒体教学，不管是从“教”的角度还是从“学”的角度，都是认知过程和智力活动，都是学习者知识建构的基础。因此，我们必须要探索多媒体教学对学习者知识建构的有效性，探索这种有效多媒体教学的认知过程。
教育心理学家以这个认知过程为出发点，提出了“有效教学”的概念。斯拉文(R.E.Slavin)还提出过有效教学的QAIT模式，指出有效教学取决于教学的质量(Quslity)、适当水平(Appropriate levels)、诱因(Incentive)和时间(Time)。
与斯拉文观点相近，迈耶在《多媒体学习》[6] 一书中用超过一半的篇幅，提出了多媒体设计的七个具体原则，事实上，迈耶通过这七个原则，论述了有效多媒体教学的原理。(一)多媒体认知原则。学习语词和画面组成的呈现比学习只有语词的呈现学习效果好。因为两者组成的呈现有利于学习者形成语言和图像的心理模型并在两者之间建立联系；而只呈现语词时，学习者只能建立语言的心理模型，但难以建立图像的心理模型，也无法在两种模型之间建立联系。(二)空间接近原则。书页或屏幕上的对应的语词与画面邻近呈现比隔开呈现的教学效果要好。因为对应的词语与画面彼此接近时，使学习者一目了然获得语言与画面信息，并可能将其同时保持在工作记忆中；而两者彼此远离时学习者就必须使用认知资源在书页或屏幕上搜寻，就不太可能将两者同时纳入工作记忆。(三)时间接近原则。对应的语词与画面同时呈现比继时呈现时的效果更好。因为同时呈现能使学习者在工作记忆中同时保持语言表征和视觉表征，并建立起两者的联系；而继时呈现则使学习者不太可能在工作记忆中同时保持两种材料的心理表征，也很难建立两种表征之间的心理联系。(四)一致性原则。当无关的语词、画面、声音和音乐等材料被排除时，教学的效果更好。因为无关材料会分散学习者的注意力，争夺工作记忆中的认知资源，干扰材料的组织加工。(五)通道原则。在一个多媒体信息呈现中，语词用声音形式呈现比用打印文本形式呈现的效果好。因为当听觉工作记忆和视觉工作记忆都被用来加工输入多媒体信息时，会提高学习者对认知资源的有效利用。(六)冗余原则。由动画加解说组成的呈现材料比由动画加解说再加屏幕文本组成的呈现材料的效果好。因为当画面和语词都以视觉的形式(即动画加文本)呈现时，视觉通道会超载。(七)个体差异原则。知识水平和空间能力高低的不同学习者，对多媒体学习效果是有区别的。因为原有知识经验和空间能力不同的学习者对多媒体学习时所耗费的认知容量和有效的认知加工程度是有差异的。在一定意义上，迈耶的七条原则体现了有效多媒体教学中，应注意教学质量(如呈现方式和传递效果等)、教学的适当水平(如个体差异、通道差异和呈现一致性等)、诱因(如多媒体教学中的强化、“奖罚”、兴趣等)和时间(如时间接近问题等)的作用。
在有效多媒体教学中，学习者是怎样加工信息建构知识？我们认为其认知的机制是五种基本的认知或心智活动，包括对书页或屏幕等形式的教材的直观、概括、具体化以及工作记忆和长时记忆。在知识建构的过程中，前三种起主导作用，后两种记忆活动起辅助作用。在多媒体教学中，学习者首要环节是直观体验，即不经过中介，使用多种感官，例如，听觉通道直接接触语音、音乐等信息，视觉通道直接接触文字、影像等信息，综合感官直接接触电影、电视等信息，获得了感性认知，那是对多媒体教学过程所接触的客观事物的个别属性、表面现象和外部联系的知识。中间环节是抽象概括，来理解知识，对多媒体教学内容达到理性上的掌握。学习者在以完全不同的方式加工视觉信息和听觉信息的基础上，逐步形成视听等表征，进而加以抽象，接着对多媒体教学所表述的客观事物的一般的、共同的、本质的特征联系或结合起来，形成图式(schema,在认知心理学又译成格局)。例如形成一定原理、定律和公式。概括的过程，是认知由个别通向一般的过程，也是建构知识系统的过程。格局或图式，被认知心理学视为大而复杂的知识单元，它们把人类对于事物的各种一般范畴、事件种类和人物类型的大部分的知识组织起来。第三环节是具体化，学习者把抽象概括出来的一般知识，应用到具体的特殊的事物上去，即运用。从多媒体教学中所抽象概括出的原理、定律和公式，去说明和解决实际问题，这是认知由一般到具体的过程，又是应用知识去解决同类课题的过程。对知识建构来说，主要是上述三个环节，然而，这三个认知活动的实现，还得依靠工作记忆和长时记忆。道理非常简单，因为信息要以工作记忆为过滤器，而知识要储存在长时记忆里。正因为如此，上述迈耶提出多媒体设计的七条原则，几乎每一条都涉及工作记忆。正如我们在《多媒体教学的认知机制》一文中强调的，在多媒体教学中，学习者的学习过程主要发生在工作记忆中，因此，在探讨多媒体教学的认知机制时，一般比较关注工作记忆。至于长时记忆，其信息主要由工作记忆转换而来，只要对工作记忆的信息不断精心地加以复习，使之与已有知识联系起来，并赋予它一定的意义，即可保持在长时记忆中。在多媒体教学中，上述五种基本的认知或心智活动相互联系与渗透，构成一种动态结构，而有效多媒体教学，目的是使学习者获得更优的知识建构，因此，如何开发好这五种基本的认知或心智活动，就必然成为有效多媒体教学的出发点。
三、多媒体教学中知识建构的设计与新旧建构主义
现代教育心理学讲究“教学设计”。教学设计又包括教学的媒体，所以多媒体教学是教学设计要探索的内容之一。而多媒体教学本身的设计，尤其是促使学习者建构知识的设计又要涉及其设置目标、选择形式和教学环境。所有这些建构主义，特别是建构主义的鼻祖皮亚杰、从维果斯基到社会建构主义、布鲁纳的建构观念和激进建构主义等，为其提供了理论依据。
如前所述，讨论建构主义首先会提到皮亚杰，皮亚杰把建构理解为主体与客体的相互作用的结果，并坚持研究认知、思维与智能的发展。在发展的问题上，他属于内外因相互作用的发展观。在发展的结构上，他提出图式(格局)、同化、顺应和平衡的理论。图式是指主体的动作(活动)的组织结构，它是通过不断重复、迁移或概括形成的认知事物的基本模式；同化与顺应是适应客体的既对立又联系的两种形式；平衡是指同化作用和顺应作用两种机能的平衡。主体每遇到新事物，在认知过程中总是试用原有图式去同化，如获成功，便得到暂时的认知上的平衡；反之，主体便做出顺应，调整原有图式，或者创建新图式去同化新事物，直到认知上的新的平衡。
多媒体教学的目标是为了学习者更好地获得知识建构。按照皮亚杰建构主义理论，外因通过内因发挥作用，因此，多媒体教学不仅要重视学习者的主动加工多媒体教学的信息建构知识的内因，而且要重视更有利于内因变化的多媒体教学的客体——外因，即应该强调传播设备装置。因为多媒体是一种技术，是一种传播的技术。传播媒体包括计算机、通讯、压缩等技术，也包括黑板与教学者的音喉。这些传播装置就是所谓的教学环境。对于传播装置的选择形式，可以综合使用，也可以细分不同窗口传播。没有多媒体传播媒体技术设备及其改进，也就谈不上多媒体教学了。
建构主义发展的一个重要转折点是西方心理学引入维果斯基的“文化——历史发展”理论。什么是心理发展？维果斯基认为一个人的心理，在社会环境影响下，由低级的心理机能逐渐向高级的机能的转化过程。他的心理发展观涉及：(1)两种机能，即低级心理机能和高级心理机能，强调高级心理机能以语言符号的使用为标志，是社会历史的产物，受社会规律所制约，是在人际交往活动中发展起来的；(2)语言中介，即语言是思维的工具，是进行社会互动或交往的工具，是定向和调节自己活动的工具；(3)最近发展区，即通过教学使主体获得潜力；(4)内化，即心理活动通过语言的工具作用，由直接的和不随意的、低级的、自然的转化为间接的或随意的、高级的、社会历史的心理技能。
维果斯基的思想传入西方，形成了建构主义重要的派别“社会建构主义”。社会建构主义又分社会建构主义(social constructivism)和社会建构说(social contructionsim)两种，这两种建构主义既相似，又有区别。前者提出了现实、知识和学习的社会建构观点，强调知识是人类的产品，来自社会文化的建构；强调学习时社会活动的过程，是学习者对特定社会文化的发展(A.Kukla,2000)[7]。后者则在反对知识来源的内源论(先天论)和外源论(反映论)之争的基础上，提出语言的社会性、情景性和功能性三个特点，强调文化知识积累主要体现为语言作品的知识库(文本、文件、期刊的视觉信息)和语言形式的传播(讲座、讨论、投影的视听信息)(杰根，2002)[8]。
按照社会建构主义的理论，多媒体教学本身是社会发展的产物，是信息时代的一种新型的教学媒体，因此，要发挥各种媒体的优势，使它们充分表现其各自功能。如果根据社会建构原理，知识建构是通过语言功能内化外部社会文化的结果，那么多媒体教学应为学习者提供多重刺激，既有“知识库”的视觉信息，更有“语言形式的传播”的视听综合信息；应促使多媒体传播语言具有社会互动功能，体现“对话”的教学本质，既反映客观社会，又表达人的思想；应发挥文本、图像、动画等综合形象在教学中的作用，使抽象复杂的社会文化变成栩栩如生、亲切动人的感觉而被学习者接受。
布鲁纳在心理学思想上，接受并发展皮亚杰的发生认知论的观点，坚持认为认知发展是一个不仅由外向内，也是由内向外的过程；在教育理论方面，属于“过程——结构”主义的教育哲学派别，强调学生主动参与知识建构，所获得的不是零碎地知识经验，而是普遍联系的整体。可见他的心理发展观与其建构主义教育观是统一的。布鲁纳认为，人类认知涉及到技术或技术学的问题。他说，在脑的使用中，一系列技术上的进展，使人类智力和技能发展逐渐完善。所谓技术，是指对不同的有效程度的文化的传递的技术。通过掌握技术可以帮助发展中的人再现其生活环境中经常发生事物的特征。再现的发展分为三个阶段：动作表征、形象表征和语言(符号)表征。人们凭借它们进行信息加工来建构知识和认知世界，并通过整合机能把生活中的一些基本动作和基本过程组成高一级的整体，形成机构。与皮亚杰所不同的，布鲁纳重视教育，于是在教育与发展的关系上，他提出在有效教学上要讲究螺旋式的课程、发现学习、掌握教材的结构、适应并促进学生认知三种表征的发展。
按照布鲁纳的建构主义教育观，多媒体教学正是促进动作表征、形象表征和语言表征发展的技术，因为在多媒体教学中，图像知识表征和语言知识表征具有本质的区别。为了使学习者更有效地参与知识建构，多媒体教学的设计应该重视所阐述学科的基本知识结构；应该重视发展“螺旋式”的课程，适应学习者原有知识经验的结构，顾及难度循序渐进，精细分类积极编码，促进他们建构新的知识整体。“发展学习”为多媒体教学如何开展创造性教育提供了理论与思想，创造性教育一个重要任务是培养学习者的创造性素质，而通过发现学习去建构知识是创造性素质获得的出发点。
激进建构主义(radical constructivism)的代表人物是格拉塞斯费尔德(F.Glasesfeld)，其来源是皮亚杰的结构的转换性(transpormation)特征。结构不是静止的，而是有一些内在的规律控制着结构的运动发展，不同年龄阶段，其图式呈现出不同的特点。也就是说，结构可以由于其传唤性特征促进新旧知识经验的相互作用而保存下来，或使其内容日益丰富。激进建构主义在此基础上去确定两条原则(陈琦、张建伟，1998)[9]：第一，坚持“积极求知”的理论，知识是由主体主动建构起来的，建构是通过新旧经验的相互作用实现的；第二，认知的机能是适应自己的经验世界，帮助组织自己的经验世界。激进建构主义对教学的看法是：强调教学是促进学习者的理解；教学者应了解学习者新旧知识相互作用的过程；教学应帮助学习者顾及与改造原有的相关经验；知识学习的内容来自记忆，逐步形成概念知识；概念性知识是通过自我调节反思建立起来的，学习需要自我调节[10]。
按照激进建构主义理论，为了更好地促进学习者新旧知识经验的相互作用，达到理解概念性知识进而建构知识的目标，在多媒体教学的过程中，传递的信息必须做到讲授语言呈现和录像的图像呈现相统一；课本中的信息，必须做到打印文本式的语言呈现和静态视频的图像呈现相统一。为了更好地促使学习者“积极求知”，主动建构知识，达到反思学习的目标，多媒体教学必须强调人的因素，以人的感官为通道，以完全不同的方式来加工视听觉信息，去接受多样性为特征的呈现知识的模式。
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