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出“認知負荷理論”（CognitiveLoadTheory，簡稱CLT）。隨后認知負荷理論開始在實踐教學(xué)領(lǐng)域被廣泛研究，并取得了一定的研究成果。諸多研究證明，認知負荷理論為研究教學(xué)過程中的認知處理提供了一種新的理論框架，對教學(xué)實踐具有極其現(xiàn)實的指導(dǎo)意義。正如Alexander(1997)所論證,認知負荷被看作是教學(xué)活動設(shè)計的一個重要因素,教學(xué)活動是否有效取決于(或部分取決于)它能否減少不必要的認知負荷。

一、認知負荷理論的基本觀點

認知負荷理論是基于人腦工作記憶（workingmemory）的有限性發(fā)展起來的。在人的信息加工系統(tǒng)中，短時記憶(short-termMemory)是一種工作記憶，主要處理從感覺記憶(sensorymemory)和長時記憶(long-termmemory)中提取出來的信息，在整個信息加工系統(tǒng)中起著支配信息加工系統(tǒng)中信息流的作用，對認知活動的順利開展有著至關(guān)重要的作用。認知負荷理論十分關(guān)注學(xué)習(xí)過程中的工作記憶的作用，其基本觀點可概括為：（1）工作記憶的容量是極其有限的，長時記憶的容量在本質(zhì)上是無限的，所有的信息在進入長時記憶之前，必須在工作記憶中進行信息加工；（2）學(xué)習(xí)過程要求將工作記憶積極地用于理解(和處理)材料并對即將習(xí)得的信息進行編碼以儲存在長時記憶中；（3）如果學(xué)習(xí)者所要加工的信息容量超出了學(xué)習(xí)者的工作記憶所能加工的信息容量，那么學(xué)習(xí)將變得無效。在此基礎(chǔ)上，J.Sweller等人認為，問題解決和學(xué)習(xí)過程中的各種認知加工活動均需消耗認知資源，產(chǎn)生一定的認知負荷，若所有活動所需的資源總量超過了工作記憶的容量，就會引起資源分配的不足，從而影響個體學(xué)習(xí)或問題解決的效率，這種情況被稱為認知超載(cognitiveoverload)。

二、認知負荷的概念及其結(jié)構(gòu)

自20世紀(jì)80年代認知負荷理論問世以來,人們對認知負荷(cognitiveload)概念的理解一直是眾說紛紜。如Cooper(1990)認為認知負荷是指加工特定數(shù)量信息所要求的心理能量水平；J.Sweller等（1998）認為認知負荷就是將特定工作加之于學(xué)習(xí)者認知系統(tǒng)時所產(chǎn)生的負荷；辛自強等（2002)認為認知負荷可被視作是加工特定數(shù)量信息所要求的腦力勞動,隨著加工的信息數(shù)量的增加,認知負荷也增加；林崇德等(2005)認為認知負荷指的是一個事例中智力活動強加給工作記憶的數(shù)量；賴日生等(2005)認為認知負荷指的是在某種場合施加到工作記憶中的智力活動的總的數(shù)量；楊心德等（2007）認為認知負荷是完成某項任務(wù)而在工作記憶上所進行的心智活動所需的全部心智能量。結(jié)合以上不同解釋，筆者認為，認知負荷是人們?yōu)轫樌瓿商囟üぷ魅蝿?wù)，實際投入到工作記憶中去的認知資源的總和，包括必需的和不必需的。

從結(jié)構(gòu)上來看，認知負荷由內(nèi)在認知負荷(IntrinsicCognitiveLoad)、外在認知負荷(ExtraneousCognitiveLoad)和相關(guān)認知負荷(GermaneCognitiveLoad)組成：（1）內(nèi)在認知負荷由材料本身的固有特性（如難度和復(fù)雜度)和學(xué)習(xí)者原有的知識水平，以及這兩者的交互作用決定，一般認為內(nèi)在認知負荷是相對固定的，不能被教學(xué)設(shè)計(InstructionDesign)所改變，但近來也有學(xué)者認為內(nèi)在認知負荷是可以改變的（Pollocketal，2002；Peteretal,2004)；（2）外在認知負荷來源于教學(xué)材料的呈現(xiàn)方式和教學(xué)設(shè)計，一般與教學(xué)內(nèi)容的不合理組織和設(shè)計有關(guān)，能通過教學(xué)內(nèi)容的重新組織和設(shè)計進行調(diào)整；（3）相關(guān)認知負荷是與學(xué)習(xí)者主觀領(lǐng)域相關(guān)的信息,指學(xué)習(xí)者在圖式(Schema)建構(gòu)和自動化過程中意欲投入的認知資源的數(shù)量[2]，它與學(xué)生的認知努力有關(guān)，提高學(xué)生的相關(guān)認知負荷，可以引導(dǎo)學(xué)生利用剩余認知資源進行深層次的圖式建構(gòu)，因此，Bannert(2002)將其看作圖式建構(gòu)和自動化的工具[3]。

三、認知負荷理論對教學(xué)工作的啟示

為避免教學(xué)中學(xué)生認知負荷總量超過其工作記憶容量，認知負荷理論的教學(xué)原理就是：盡可能降低學(xué)生的內(nèi)在認知負荷和外在認知負荷；并在確保工作記憶資源有所盈余的前提下，適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生投入更多的心理努力（MentalEffort），提高其相關(guān)認知負荷，實現(xiàn)圖式的獲得與規(guī)則的自動化。如前所述，教學(xué)活動中學(xué)生內(nèi)在認知負荷與教學(xué)材料的特點和學(xué)生的認知水平有關(guān)，外在認知負荷與教學(xué)材料的呈現(xiàn)方式和教學(xué)設(shè)計水平有關(guān)，相關(guān)認知負荷與學(xué)生的認知努力（MentalEffort）有關(guān)。為此，我們可以從以下幾個方面來優(yōu)化教學(xué)活動中學(xué)生的認知負荷結(jié)構(gòu)，提高教學(xué)效果。

（一）控制內(nèi)在認知負荷：充分考慮教材特點與學(xué)生認知水平及其交互作用

一般認為內(nèi)在認知負荷是由學(xué)習(xí)材料的本質(zhì)所決定的，不能通過教學(xué)設(shè)計的改變而改變，但Pollocketal(2002)和Peteretal(2004)的實驗提出了異議。[4]兩個實驗共同點在于利用材料的信息排序原理降低內(nèi)在認知負荷。Pollocketal首先向?qū)W生分批展示學(xué)習(xí)材料,然后一次性地全部展示，這種學(xué)習(xí)材料排序法,尤其是對初學(xué)者而言,能更好地促進對學(xué)習(xí)材料的深層次理解(引自Bannert,2002)。而Peteretal改變了傳統(tǒng)樣例教學(xué)(ExampleInstruction)方式,把樣例分解成幾個能單獨理解的成分，他的五個實驗最終結(jié)果一致表明，新的樣例呈現(xiàn)方式降低了材料給學(xué)生帶來的內(nèi)在認知負荷。

TracyClarke,PaulAyres與JohnSweller也在他們的“TheImpactofSequencingandPriorKnowledgeonLearningMathematics：ThroughSpreadsheetApplications”一書中研究了一種改變固有認知負荷的漸進方法。他們使用Spreadsheet軟件來形成學(xué)生的數(shù)學(xué)技能。學(xué)生被分為兩類。一類學(xué)生對Spreadsheet不怎么熟悉，另一類學(xué)生對Spreadsheet有較好的了解。每一類學(xué)生又一分為二，分別接受兩種先訓(xùn)練：一種訓(xùn)練是先使用Spreadsheet軟件，再訓(xùn)練利用這種軟件發(fā)展數(shù)學(xué)技能；另一種訓(xùn)練是練習(xí)Spreadsheet軟件技能與練習(xí)數(shù)學(xué)技能同時進行。結(jié)果顯示對于事先不熟悉Spreadsheet的學(xué)生來說,順序呈現(xiàn)優(yōu)于并發(fā)呈現(xiàn),測驗成績也更高；但對于事先已了解Spreadsheet的學(xué)生來說，情況正好相反。這說明，對于知識技能水平低的學(xué)生來說，采用“先學(xué)習(xí)技能后學(xué)習(xí)特定內(nèi)容領(lǐng)域的概念”這種策略能提升他們的學(xué)習(xí)；對他們來說，技術(shù)內(nèi)容很可能具有高元素交互性，如果同時學(xué)習(xí)技術(shù)技能和特定學(xué)科領(lǐng)域的概念，內(nèi)在認知負荷可能會增加[5]。而對技能水平低的學(xué)生來說，技術(shù)內(nèi)容不具備高元素交互性，同時學(xué)習(xí)技術(shù)技能和特定學(xué)科領(lǐng)域的概念，內(nèi)在認知負荷不會增加。在決定順序策略時，學(xué)生的技術(shù)技能水平以及內(nèi)容的元素交互性水平,是至為關(guān)鍵的變量（Kalyuga等,2003；VanMerrienboer,Kirschner&Kester,2003）。