Transcript 認知負荷理論對寫作教學設計的啟示 李紫霞 澳洲新南威爾斯大學 教育學院

認知負荷理論對寫作教學設計的啟示
李紫霞
澳洲新南威爾斯大學
教育學院
聯絡: [email protected]
1
認知負荷理論的假設
人類的認知架構(Human cognitive architecture)
(Atkinson and Shiffrin,1968)
無限的長期記憶(long term memory)

知識是以基模(schemas)的形式有系統地分類儲存在長期記憶中。
有限的工作記憶(working memory)


同一時間內工作記憶的容量只能處理一定數目的信息。
如果信息的處理是以基模為單位，工作記憶的容量便可以因此
擴充。 (初學者和專家的分別)
(Baddeley, 1986; Peterson and Peterson, 1959;Miller1956,Cowan,2001)
學習與學習效能
改變長期記憶

(1) 新的信息在工作記憶經處理後和先
備知識結合產生新的基模/圖式(schema)
(2) 自動化
 當學習材料太難,而學習者又沒有適當的先
備知識,工作記憶便會超載(working memory
overload)，學習效能於是降低。
認知負荷理論提出的三種認知負荷
外在負荷 (Extraneous load)
輕重取決於學習材料表達的方式及對學習者要求進
行的學習活動。
內在負荷 (Intrinsic load)
輕重取決於學習元素間的交互程度(element interactivity)。
相關負荷 (Germane load)
輕重取決於促進基模建構和自動化過程的學習活動。
認知負荷理論建議的教學設計原則
(Sweller, 1999; Sweller, van Merriënboer & Paas, 1998;
van Merriënboer & Sweller, 2005)
管理內在負荷
控制元素交互作用
(Element interactivity)
減低外在負荷
避免與學習無關的活
動
增加相關負荷
將工作記憶資源投放
於建構基模，以及令
基模自動運作。
容量上限
相關負荷
外在負荷
內在負荷
容量下限
認知負荷理論的目的:
使認知負荷最佳化，而不光是減
荷。
（１）在認知負荷過低或過高的情況下，學習表
現都會降低。
（２）在總負荷受控制的情況下，負荷的來源較
之其程度更為重要:即是說認知負荷理論
關心的是學習材料和活動是有助還是干擾
基模的建構和自動化。
為甚麼要指導初學者寫作?如何指
導?
認知負荷理論對寫作教學設計的啟示
寫作環境
寫作作業
外在的儲備
題目
讀者
激發動機的提示
已完成的寫作內容
其他資源
長期記憶
-與题目相關的知
識
- 對讀者的認識
- 已儲存的寫作計
產
生
意
念
組織
目標
設定
轉化
(寫作)
回顧 /
修訂
閱讀
修改
畫/大綱
工作記憶
The Flower and Hayes Model of Writing
Source: From Cognitive Processes in Writing, Gregg and Steinberg, 1980, p.11.
練習能令學習更具效益？
從認知負荷理論看一般的寫作教學活動
高內在負荷(high intrinsic
load)和高元素
交互 (high element interactivity)
•寫作是複雜的任務,對學習者的要求相
當高
解難式活動
解難式活動
Problem solving activities
當初學者長期記憶欠缺解難的結構性知識基
礎(structural knowledge base), 他們會嘗試以隨意搜索
(random search)的方式以圖完成或更接近課業目
標，因此即使課業能得以完成或意外地完成，
學習者並未能從這種活動中學習到相關的解
難策略。
 工作記憶負荷非常沉重
 對初學者來說是一種無效的學習方法

(Sweller, 1988; Kirschner, Sweller and Clark 2007;Mayer, 2004; Kalyuga, 2006)
初學者

工作記憶超載
如何提升初學者或能力較低的學生的
寫作能力？
認知負荷理論教學設計的原則
管理內在負荷Manage intrinsic load
將複雜的學習分 割成(chunk)較簡單的任務，
例如設置幾個學習步驟(sub-goals)、將學習
過程控制為線性順序等。
減低外在負荷 Reduce extraneous load
輔導學生寫作以避免隨意搜索
建議:
(1)流程工作紙 process worksheets
( Nadolski, Kirschner, and van Merriënboer, in press)
(2)有解樣例
容量上限
相關負荷
外在負荷
worked examples
(Sweller and Cooper, 1985;Cooper and Sweller,1987)
增加相關負荷 Increase germane load
例如讓學生自己嘗試解釋學習材料中
各元素間的關係或解釋有解樣例的步
驟。(Self explanation)
內在負荷
容量下限
行動研究計畫
 2004-2005
 三所中學、十一位教師及十二
班學生
 五個教學設計
過程寫作指示模式
自我監控策略發展模式
(Process writing instruction approach)
(Self regulating Strategies Development
(SRSD) Model)
思考工作紙
Think Sheets
參與計畫的其中一所學校
學校背景及學生的學習難點
 中一級，學生程度低
 學習動機低
 文字表述能力弱
 寫作前鮮有認真計畫/組織
 較低社經地位影響課外知識/經歷不足
寫作任務
學習目標:

懂得運用步移法寫敘述性文字

懂得運用適當的形容詞寫描述性文字
施行情況

透過閱讀示例認識步移法

寫作前遊覽某某公園。要求學生將沿途所見記在由
教師設計的工作紙上

以三份附提示性問題的思考工作紙，為學生寫作時
提供鷹架

三個課節去進行寫作學與

在回顧及修改文章時才處理句法及錯別字問題
思考工作紙

寫作計劃工作紙

組織寫作材料工作紙

修改工作紙
寫作計劃工作紙
題目：記放遊某某公園
寫給誰看 ?
我為甚麼要寫這篇文章?（不准回答為交功課）
我可以寫甚麼? 4 W
何時？（ When ？）
我需要寫時間、季節及天氣嗎？為甚麼？
何地？（Where？）
我遊覽過些甚麼地方?
發生甚麼事？（What？）
我看見些甚麼？踫到甚麼事？
我可以怎樣表達和組織我的思想及看法? （How?)
老師有指定的方法嗎? 我學過些甚麼方法?
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組織寫作材料工作紙
有甚麼景點我想紀錄下來的呢?為甚麼要寫這些?
把我選取好的景點畫一條遊覽路線。
那些地方要寫得詳細些呢? 為甚麼?
那些地方只需要略述? 為甚麼?
詳述:___________________________________________
略述:_______________________________________
我要詳述那些內容?遊客的活動?其他?
我現在把這些內容寫在遊覽路線圖旁邊。
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寫作
？
21
回顧及修訂
(1)我有沒有依照計劃來寫作呢? 4W
何時?(有沒有寫上天氣或季節?)
何地?
寫甚麼?
怎樣寫?
如果沒有,我要補上這些資料。
還是有我有別的理由改變了原來的計劃？
(2)我有沒有使用「步移法」寫這篇文章?
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回顧及修訂(續)
(3) 我有沒有按計劃詳細描述一些景點?
如果沒有,我要補上這些內容。
還是我有別的理由刪去這些內容
(4) 有那些地方我應該寫得簡略一些?為甚麼?
我現在要依據上面的回顧作出修訂。
(5) 我的讀者會喜歡我的文章嗎? 怎樣可以寫得更吸引發?
(6) 我完成了我的寫作目標嗎?請回到「寫作計劃工作紙」問題二。
(7) 最後,我的文字表達能令我的讀者看得明白嗎?
我現在要修我的語法,錯別字了!
真棒! 我完成了一件寫作任務了。
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思考工作紙的學習效能

大部份的學生不用費索思量便下筆寫作。

從內容及字數分析，學生的表現良好, 較以
往的寫作進步。

學生反映思考工作紙能有效地輔導他們產生
寫作寫作意念及組織寫作內容。
24
結構
文章開端
介紹和論題有
關的主要觀點
可以介紹一些
有趣的內容以
吸引讀者
論據:
選擇一兩項
例子來支持
你的看法。
舖述一系列的
論點:
每一段只闡述
你的一個觀點
、意見或主張
。
議論性質的文章
題目：你同意動物園是殘酷的地方嗎?
去年的八月,我參觀了墨爾本動物園,我在園裡看到剛出生的可愛xx。xx的保育
工作是一個國際計劃的其中一個項目,目的是協助瀕臨絕種動物生存下。如果
得不到人類的協助,美麗的xx 將於未來的十到二十年內絕種。我看到的墨爾本
動物園是一個現代化的動物園,它和大多數現代化動物園一樣很照顧動物。過
去人們都認為動物園是關閉動物的殘酷地方,但我相信這種想法應該不復存在
了。
語言
談自己的
經驗
過渡句／
過度詞
過去,動物園是展覽動物的公園,飼養動物的目的是讓人類觀賞一些他們從沒有
看過的稀有動物,讓動物給人類帶來娛樂。帶著這個目的, 人類並不關心動物，
人們不遠千里把動物運來,然後把牠們關在細小的籠子裡,讓牠們孤獨地生活。
在這些年代,動物園實在是殘酷的,沒有愛心的地方。可是這些年來，很多事情
都改變了，動物園的建園目的改變了，現代的動物園有三個主要的建園目的：
教育，保育和研究。人們希望透過動物園的工作，令動物能在任何的地方都能
有更好的生活，也因此,人們照顧動物的方法也不一樣了。
首先，讓我們談談教育工作。教育工作是動物園最大的一項活動。在悉尼的國
家動物園，每年就有十三萬的學童參與動物園舉辦的特別活動，教育小朋友動
物的習性和生存的條件。動物園希望孩子能從小關注動物，然後待他們長大了
，就學會了愛護動物。現在全世界的動物園都舉辦和教育有關的活動了。
過渡句／
過度詞
舖述一系列的
論點:
每一段只闡述
你的一個觀點
、意見或主張
。
這裡要談的第二項是保育工作。動物園的另一個重要角色是保育和挽救
瀕臨絶種的動物。剛才提到的ｘｘ只是眾多受保育動物中的其中一個例子。
同學們，也許你們到過新南威爾斯的西部平原動物園吧，你有聽過黑西牛的
保育計劃嗎？也許你像我一樣也見過剛出生的受保護動物吧。
過渡句／
過度詞
與讀者有
交流的文
字
最後，讓我們談談動物園的研究工作。動物園的研究工作包括如何幫助
動物適應動物園及他們在野外的生活。近年的研究發現解難活動可以幫助很
多聰明的動物，使他們在關禁的生活日子中獲益；因此很多動物園也嘗試為
園中的猴子們提供智能活動。
結論(總結):
簡短地覆述自己
的意見。
現代的動物園首先關注動物的權益，把人類從動物身上獲得的好處放在
次。動物園的工作人員關心動物的種類生存，關心他們在園內生活的自由
關心牠們的生活是否舒適。因此，我認為動物園並不是殘酷的地方。
總結文字
不能太長
研究及發展方向

思考工作紙及有解樣例(worked example)的設計
(例如:按文類的結構, 配合教學目標, 設計提問工作紙,
協助學生掌握寫作程序及寫作策略。)
•
知識遷移(knowledge transfer):從輔導寫作到獨
立寫作
•
技能反向效應 (expertise reversal effect )
•
評估學習者在寫作範疇方面的知識結構狀況。
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參攷資料





Kalyuga, S., Chandler,P., Tuiovinen, J., & Sweller, J. (2001). When
problem solving is superior to studying worked examples. Journal
of Educational Psychology, 93, 579-588.
Kalyuga, S. (2007) Expertise reversal effect and its implications for
learner-tailored instruction. Educational Psychology Review.
Kirschner,P.A., Sweller, J., Clark, R.E. (2006). Why minimal
guidance during instruction does not work: an analysis of the failure
of constructivist, discovery , probem-based, experiential and
inquiry-based teaching. Educational Psychologist, 41, 75-86.
Sweller,J., & Cooper, G. A. (1985). The use of worked examples as
a substitute for problem solving in learning algebra. Cognition and
Instruction, 2, 59-89.
Sweller, J. (1988). Cognitive load during problem solving: Effects
on learning. Cognitive Science, 12, 257-285.
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