基于认知负荷理论的数学多媒体认知加工模型研究

摘要

在多媒体环境下的数学课堂中，实现学生的全面发展需要对学生的数学认知信息加工过程进行深刻分析。为探究我国学生在数学教学中的多媒体认知加工模型，并将其应用于教育教学实践中去，本研究采用了文献分析、问卷调查、访谈调查、案例研究等研究方法。依据相关理论，明确学习者在数学多媒体课堂上的心理学特征，使之成为数学多媒体认知加工模型的理论依据。从认知负荷理论的内涵与外延谈起，延伸到与之相关的多媒体学习认知理论，并在其背景下分析迈耶(Mayer)关于数学多媒体学习的心理学规律。
　　本研究以教师和学生作为研究对象，从认知负荷理论与多媒体学习认知理论的观点出发，对其展开调查研究。分析学生的数学多媒体认知信息加工方式，并在此基础上构建基于认知负荷理论的数学多媒体认知加工模型。从心理学角度分析学生在数学多媒体课堂上的信息加工状况，在理论与实践的基础上提出该模式，分别从信息表征形式、信息加工过程、认知负荷超载现象等维度介绍基于认知负荷理论的数学多媒体认知加工模型。构建模型的目的在于为教学所用，在对模型进行系统分析后，在此模型基础上提出若干教学原则，实现从理论创新到实践应用创新的转换。在对数学多媒体认知加工模型以及相关的教学原则进行分析的基础之上，本研究围绕模型与教学原则进行教学案例分析。为广大教育工作者理解该模型、运用本研究提出的教学原则提供借鉴。但是，本研究的核心是讨论学生的数学多媒体认知信息加工过程，这一过程存在着不易测量、不易描述的特点。因此，基于认知负荷理论的数学多媒体认知加工模型仍需继续完善。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究的目的与意义

1．2．1 研究的目的

1．2．2 研究的意义

1．3 研究的主要内容和基本思路

1．3．1 研究的主要内容

1．3．2 研究的基本思路

1．4 研究方法

1．5 研究综述

1．5．1 国外关于认知加工模型的研究状况

1．5．2 国内关于认知加工模型的研究状况

1．5．3 小结与思考

2 相关研究的理论基础概述

2．1 认知负荷理论

2．1．1 认知负荷的内涵

2．1．2 认知负荷理论的心理学基础

2．1．3 认知负荷理论的主要观点

2．1．4 认知负荷的分类

2．2 多媒体学习认知理论

2．2．1 多媒体学习认知理论的三个基本假设

2．2．2 多媒体学习认知理论的学习者中心取向

2．2．3 多媒体学习认知理论的五个步骤

2．2．4 迈耶多媒体学习认知理论视角下的数学学习过程

3 高中数学多媒体教学现状调查与分析

3．1 教师的问卷调查

3．1．1 调查对象

3．1．2 调查结果分析

3．2 学生的问卷调查

3．2．1 调查对象

3．2．2 调查结果分析

3．3 教师的访谈调查

3．3．1 调查对象

3．3．2 调查结果分析

3．4 从问卷和访谈调查中得到的总结

4 数学多媒体认知加工模型

4．1 数学多媒体认知加工模型的概述

4．2 数学多媒体认知加工模型的信息表征形式分析

4．2．1 听觉信息表征

4．2．2 视觉信息表征

4．2．3 数学认知整合编码

4．3 数学多媒体认知加工模型的信息加工过程分析

4．4 数学多媒体认知加工模型的认知负荷超载现象

4．4．1 信息选择阶段的附带加工认知负荷超载现象

4．4．2 编码组织阶段的必要加工认知负荷超载现象

4．4．3 认知整合阶段的表征保持认知负荷超载现象

4．5 遵循数学多媒体认知加工模型的教学原则

4．5．1 导向原则

4．5．2 组块原则

4．5．3 双通道原则

4．5．4 分割原则

4．5．5 操作原则

4．5．6 时间一致原则

4．5．7 空间邻近原则

4．5．8 特征突出原则

5 基于认知负荷理论的数学多媒体认知加工模型教学案例设计——正弦型函数y=Asin(ωx+φ)

5．1 前期背景分析

5．1．1 教学内容的地位与作用

5．1．2 教学环境

5．1．3 教学流程

5．1．4 教学设计的基本思路

5．2 教学目标、重难点设计

5．3 教学过程设计

5．3．1 课前训练，复习旧知

5．3．2 创设情境，明确方向

5．3．3 教师演示，形成概念

5．3．4 操作实践，构建体系

5．3．5 课堂练习，拓展视野

5．4 教学案例设计的特色

5．4．1 有效控制信息传递

5．4．2 设计以学生认知加工过程为依据的教学过程

5．4．3 实现信息技术与数学教学的有机融合

6 结论、不足与展望

6．1 结论

6．2 研究的不足

6．3 研究展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢