本文作者约翰·斯威勒是澳大利亚新南威尔士大学教育学院的心理学家。1988年他基于Miller的脑力负荷（心理负荷），在研究“学习材料和教学方法对学习者概念掌握和认知加工的影响”中，首次提出了认知负荷理论。他认为“认知负荷是人在信息加工过程中所用的心理认知资源的总量，主要是从认知资源的角度来考察学习，特别是复杂任务的学习”。

    内在认知负荷 + 外在认知负荷 + 关联认知负荷 = 总的认知负荷。

     在文章的摘要中说到“认知负荷理论提供了有效的教学设计原理”。而文章的第一句话是这样表述的“教学是否有效，很大程度上取决于是否遵从人类认知规律”。本文在不断地强调教学与人类认知结构之间的关系，强调了人类的认知规律对教学效果的影响。从这一点上思考，个人觉得认知负荷理论研究的目的在于改善教学设计，从人类本源的认知结构进化角度来改善教学。

     文章主要分为了两个部分：人类认知结构和认知负荷理论。

第一部分 人类认知结构

     在“人类认知结构”部分，斯威勒将人类认知结构看作一种自然信息加工系统（通过人类认知、进化中的自然选择等自然系统来处理信息的程序）。这种自然信息加工系统有5个本质特征，斯威勒根据这5条原则来对人类认知的核心特征进行了讨论。

• 信息存储原理与人类长时记忆

     长时记忆为人类知识系统提供了一个庞大的信息存储库。是人类认知结构的核心，是必不可少的。通过对国际象棋大师与普通棋手在不同情景下复述棋谱的差异与相同，得出来3点启示：(1)问题解决技能是和领域相关的，相关领域的专业技能是不能够迁移到差别较大的其他领域中的。(2)新手与专家的差别，能够解释为什么成为某一领域的专家费时较长。复杂、通用的问题解决策略不是个体可以通过直接的学习得到的，要想获得某一领域的问题解决技能就必须学习大量问题情景。也就是我们所说的做中学。(3)存储在长时记忆中的知识或信息对任一领域的技能具有核心重要性。也即是长时记忆对娴熟的表现起着至关重要的作用。

     从这些方面，作者认为“教学（包括基于技术的教学）的一个主要功能是确保适当的知识存储在长时记忆中”。这里强调了长时记忆的重要性，只有在知识被存储于大脑中之后，人类认知才能够在各种环境中发挥作用。这是最基本的前提。

• 借用原理与迁移性知识

     人类认知核心的5个特征中，每一个特征都对应着自然信息加工系统的一条原则。在自然信息加工系统中，信息从一个实体传送给另一个实体从而使信息得以永久存储。就像无性生殖中DNA信息能够精确地从亲代复制到子代。但人类认知中知识的长久存储相对来说更复杂。因为在通过人与人之间的信息传递来保持长时记忆中的信息的过程中，信息源会产生一些我们无法预知的改变（这里的随机性会在下一个特征中讨论）。从现有知识中学习、教育中传递知识的功能、学习过程中模仿的重要性，都为借用原理提供了一定的依据。

• 随机生成原理及知识创造

     上面说到了知识的迁移，知识的迁移要产生，首先要创造可供迁移的知识。并且这也是一个“适者生存”的过程。并不是所有创造性的改变是有效的，而只有那些有效的才能够被留存下来，无效的则挥别丢弃。文中作者说“在正常运转的自然信息加工系统中，伴随着效力测试的随机生成是不可避免的”。也就是说，当遇到一个新的需要解决的问题时，通常我们会有两种选择：随机生成或根据原有知识生成。长时记忆的知识能够指导人们行动，但这些知识并不总是有用的。因而，在这种情况下，随机生成是唯一的选择。

     从随机生成原理与知识创造出发去思考，就会想到联通主义学习理论。联通主义学习理论很大程度上是十分提倡这种知识的生成与创造的（仅个人的理解）。联通主义更多地强调学生在学习过程中自己生成自己的知识，而老师在这个过程中更多地起到引导的作用。但是这样的学习方式，对学习者本身能力的要求是很高的。而从斯威勒的观点看，伴随着效力测试的随机生成是一种十分缓慢的知识生成方式。并且在知识迁移的其他方法不可用的情况下，才应该利用随机生成原则。这里我对“效力测试”这个概念不甚明白？我赞同不滥用创造，但是当前的“翻转课堂”又应当作何解释？“翻转课堂”的教学模式如果从认知负荷理论的角度进行分析的话，是不是造成了学习者过大的认知负荷呢？（可能这些问题的提法不太正确，思路还有待继续地整理。）

• 改变的有限性与工作记忆

     人类认知是一种自然信息加工系统，而系统有一个性质就是稳定性。就像生态系统有一定的自我调节能力一样。人类认知中知识创造是有限制条件的。对于长时记忆信息存储库的任何变化，都会有相应的机制保证变化的尽可能有效，同时能够把有可能损坏信息储存库的变化降到最低。这也阐明了人类认知结构中的某些主要特征。在先前知识缺乏或有限的条件下处理新知识，人的工作记忆的容量是非常有限的。

     这里十分赞同斯威勒的观点，忽略工作记忆容量的有限性的教学设计有可能是无效的。

     并且作者提到“处理由较多因素构成的信息将是徒劳的”，而当前信息时代下，信息量大大增多，而这种增多给学习者带来的又是什么？会不会因为过多的信息导致学习者学习效率的降低？

• 环境组织与联系原理

    大量有组织的信息可以从长时记忆转移到工作记忆中，而不会引起工作记忆超载。并且运用这些信息能够使我们在周围复杂大环境中发挥作用。环境组织与联系原理让我们能够在环境中发挥正常的心理功能，为人类认知提供了最终的合理解释。

第二部分 认知负荷理论

      这一部分中，作者详细地阐述了认知负荷理论中两种认知负荷（外在认知负荷、内在认知负荷）对教学的有效性的影响作用。对于认知负荷理论效应下基于技术的教学中，会产生这样一些效应：示例效应、分散注意效应、通道效应、冗余效应、专长逆转效应、指导渐隐效应、想象力效应、要素交互性效应、独立要素的交互效应。除了最后两种效应，其他的效应均是学习者在整个学习过程中的一个渐进的学习过程中，基于技术的学与教的形态的变化的体现。而在这个过程中，对学习者的能力的要求也逐渐提高。

      这里首先要说一下认知负荷理论中的两种认知负荷：外在认知负荷和内在认知负荷。其中，外在认知负荷是由于不当的教学设计引起的，所以是可避免、应减少的。而内在认知负荷可被理解为学习材料本身的内在复杂性。内在认知负荷要通过降低学习者对题材的理解才能减少的。当然，它也是会随着学习者的学习而降低的。就像六年级的孩子看二年级的小朋友学习的内容很简单一样。个人认为，内在认知负荷的难易程度是相对性的，针对不同的学习者其难度是不同的。这也是为什么教学设计从需求分析到内容分析、再到教学策略的选择上都要注重学习者特征的依据所在吧。

     这两种认知负荷是可叠加的，但这里要注意一个公式：内在认知负荷 +外在认知负荷 + 关联认知负荷 =总的认知负荷。也就是说，这些认知负荷的叠加总和是不能够超过学习者的工作记忆容量的。文中有一句话，很重要“对于复杂的学习材料，教学设计尤为重要”。而这一论点的重要论据就是上述的等式。

     说到这里，也就要和前面的人类认知结构相联系起来了。学习者的工作记忆容量在短时间内不会有太大的变化，因而在这里的讨论中，我们假设其不变。如果信息的呈现是混乱的、无序的，这就会给学习者带来巨大的外在认知负荷。这里用到了改变的有限性原理，因为我们的总数是不变的。

     因而这里为了减少外在认知负荷对学习者的工作记忆容量的占用，我们就希望能够有很多的信息是学习者能够从长时记忆中获得，这里作者认为长时记忆的信息的组织是有序的。学习者在学习中更多地应使用借用原理，而非使用具有创新性的随机生成原理。关于这一点，我是非常赞同的。我们应当以学习者为基础，去设计课程。对于具有较高能力的学习者，使用随机生成原则的知识生成未尝不好。然而，我们不能过度地强调随机生成原则地好处。就如我们关注联通主义强调了布鲁姆认知目标分类中的创新，但同时我们应当明白，能够使用联通主义的学习观进行学习的学生本身的能力素质是什么样的。在王志军、陈丽的《如何有效设计高质量的MOOCs》一文中说到“由于内容量大，学生不仅仅需要具有很强的使用各种网络技术的能力、自主学习能力，还必须具有较强的模式识别能力、社会交互能力、创新能力、知识管理能力和网络导航能力，更多地强调了学习者的创新。”从这一点上看，我很欣赏作者能够从人类本质的认知结构的角度来看待教学。这种对待教学设计的角度是正向的。而从技术的使用角度去设计和看待教学的角度，个人认为是逆向的。（个人观点）

     如果换个角度，我们不从教育技术的视角出发，而从经济学的角度出发。在经济学中有这样两个最基本的概念：“稀缺性”、“生产可能性边界”。我们人类学习时的工作总量是有限的，因而工作总量是具有稀缺性的。基于这一点我们就能够画一张图了。我们将外在认知负荷放在纵轴，而将内在认知负荷与相关认知负荷的总和放于横轴（如下图1）。我们会得到这样一条曲线，可以看出，在这条边界曲线上，斜率永远都是负值，并且凹向原点。也就是说，当我们为了提高某一变量一个单位时，相应所要放弃的另一变量的单位量是不断增多的。在经济学中被称为“边际报酬递减规律”，也就是说只注重这两个变量中的一个就会导致总体效果的递减，其中还会造成资源的浪费。而如果从两个变量平衡、合理的角度出发，总体的效果是增加的。举个例子，一名学生为了持续提高一门课的成绩，会导致另外一门课的成绩越来越多的下降，或者说是牺牲掉一门课的成绩来换另外一门课的成绩，但要注意的是所能够换取的成绩是越来越少的（当然这里我们研究的是普遍性的规律，而不是个别的特殊情况）。

     (这里仅是个人的发散性思考，正确性不可考证…希望大师的指点！)

图1

     人类认知是系统性的，而这里斯威勒对其5个核心特征进行了阐述。在阅读的过程中，能够明显地感受到这5个部分之间细微的联系。其中的关系是不可分割的，但是为了更清楚地表述，作者采用了线性的方式对着5个特征分别进行了阐述。这种表述的方式，让我想到了刘美凤老师在讲教学设计的一般模式时，先分开对教学模式中的各个要素进行讲解。而在最终的大作业项目中，使各要素关联起来。

     这种思路正是斯威勒在“认知负荷理论中”提到的“独立要素的交互效应”。我们知道人类认知结构是一个系统，教学设计也是一个系统，构成他们的要素之间的交互性是非常强的。而学习者在工作记忆当中要同时处理所有要素，这对他们来说理解起来是非常困难的。（这里的学习者针对的是初学者）并且实证研究表明，先教个别要素（不必在意理解），然后再教各个要素之间的联系，比一开始就让学习者去理解那些要素之间的交互性很高的材料相比，学习效果更好。

     通过阅读，了解到了很多新名词。从现象中看到了一些本质，虽然不能够完全理解文章的内容。但是收获还是很大的！认知负荷理论确实能够从人类认知进化的角度上去思考，从而让教育工作者在教学中进行更好的教学设计。

     阅读中，我对与前半部分“人类认知结构”的阅读比较细。而对于认知负荷理论的阅读中，还有很多不理解的地方。关于第二部分，在阅读的过程中，不断地会想起加涅的认知目标分类。记忆、理解、应用、分析、评价、创造，这六个认知目标似乎也正对应着认知负荷理论中相应的效应。