Mayer（2005） 以 多 媒 體 認 知 理 論 為 基 礎 及 降 低 認 知 負 荷 的 觀 點 ， 陸 續 以 教 學 實 驗 提 出 在 多 媒 體 教 材 教 學 設 計 的 一 些 原 則，參 考 吳 瑞 源（2005）彙 整 出 的 九 個 多 媒 體 教 材 教 學 設 計 原 則 ， 今 整 理 如 下 ：
1. 多 媒 體 原 則 （ Multimedia Principle）
多 媒 體 原 則 指 的 是 學 生 從 文 字 加 圖 像 學 習 的 學 習 效 果 比 單 獨 文 字 學 習 的 學 習 效 果 好，因 為 當 文 字 與 圖 片 一 起 呈 現 時，學 生 才 有 機 會 去 建 構 語 文 與 圖 像 的 心 智 模 式 與 建 構 兩 種 心 智 模 式 之 間 的 關 連。從 多 媒 體 學 習 的 認 知 理 論 觀 點 來 看，文 字 與 圖 片 對 學 習 者 來 說 為 語 文 管 道 與 圖 像 管 道 二 個 不 同 知 識 表 徵 系 統 ， 文 字 雖 是 分 離 的 單 位 但 以 線 性 順 序 組 成 及 呈 現，圖 像 允 許 整 體、非 線 性 的 訊 息 表 徵，可 能 是 人 類 知 識 表 徵 的 原 始 型 式 （Mayer, 2001）。 使 用 圖 片 可 以 更 直 覺 地 以 接 近 人 類 視 覺 感 官 經 驗 來 呈 現 教 材。雖 然 相 同 的 教 材 可 以 文 字 描 述 或 圖 片 描 繪 等 方 式 來 進 行，但
語 文 與 圖 像 表 徵 有 不 同 的 訊 息 效 果。兩 者 可 彼 此 互 補，但 不 能 彼 此 取 代。
2. 空 間 接 近 原 則 （ Spatial Contiguity Principle）
空 間 接 近 原 則 指 的 是 當 利 用 電 腦 螢 幕 或 書 本 學 習 時 ， 如 果 文 字 與 圖 片 呈 現 的 彼 此 位 置 較 近 時，學 生 的 學 習 成 就 比 文 字 與 圖 片 兩 者 相 對 位 置 彼 此 較 遠 的 學 生 較 好。亦 即 相 對 應 的 文 字 與 圖 片 彼 此 位 置 較 接 近 時，學 習 者 則 不 需 使 用 認 知 資 源 於 書 本 及 電 腦 螢 幕 進 行 視 覺 搜 尋，學 習 者 比 較 有 可 能 同 時 將 相 關 訊 息 容 納 於 工 作 記 憶 中。反 之，如 果 相 對 應 的 文 字 與 圖 片 彼 此 位 置 較 遠 離 時，學 習 者 則 需 使 用 認 知 資 源 於 書 本 與 電 腦 螢 幕 進 行 視 覺 搜 尋，學 習 者 較 不 可 能 同 時 將 相 關 訊 息 容 納 於 工 作 記 憶 中。從 多 媒 體 學 習 認 知 理 論 的 主 動 有 效 學 習（active learning）假 設 可 知，學 習 者 不 僅 是 將 訊 息 儲 存 於 工 作 記 憶 區 ， 而 應 是 試 著 主 動 選 擇 相 關 文 字
（words） 與 圖 片 （pictures） 組 織 成 一 致 性 的 語 文 與 圖 像 心 智 模 式 及 整 合 這 兩 種 模 式 來 了 解 教 材，形 成 新 的 知 識 存 入 長 期 記 憶。然 而 電 腦 螢 幕 空 間 或 書 本 空 間 皆 為 有 限 的 空 間 資 源（limited resource），因 此 有 關 多 媒 體 設 計 的 決 定 可 視 為 此 資 源 最 具 經 濟 的 配 置，決 定 在 書 本 與 電 腦 螢 幕 中 如 何 配 置 空 間 、 決 定 多 少 空 間 用 於 呈 現 文 字 、 多 少 空 間 用 於 呈 現 圖 片 ， 多 媒 體 設 計 者 需 要 決 定 在 電 腦 螢 幕 與 書 本 中 如 何 安 排 以 文 字 為 主 的 空 間 及 以 圖 片 為 主 的 空 間 。
3. 時 間 接 近 原 則 （ Temporal Contiguity Principle）
時 間 接 近 原 則 指 的 是 學 生 的 學 習 成 就 在 相 對 應 的 文 字 與 圖 片 同 時 呈 現 時，比 學 生 在 相 對 應 的 文 字 與 圖 片 分 離 呈 現 時 的 學 習 成 就 較 好。時 間 和 空 間 一 樣 都 是 個 重 要 的 有 限 資 源，所 以 必 須 決 定 在 多 少 時 間 內 去 決 定 何 處 放 文 字、何 處 放 圖 片。而 教 學 設 計 不 僅 是 呈 現 訊 息，還 必 須 以 能 鼓 勵 學 習 者 從 事 適 當 認 知 處 理 的 方 式 呈 現，因 此 由 學 習 是 主 動 的 過 程 的 多 媒 體 學 習 的 認 知 理 論 假 設 可 知，學 習 者 主 動 的 對 呈 現 教 材 賦 予 意 義。因 此，在 整 合 呈 現 時，學 習 者 較 有 機 會 可 以 同 時 將 相 對 應 的 語 文 與 圖 像 表 徵 保 留 於 工 作 記 憶 ， 並 增 加 學 習 者 心 智 整 合 語 文 表 徵 與 圖 像 表 徵 的 機 會 。
多 媒 體 學 習 的 認 知 理 論 認 為 分 離 的 呈 現 是 假 設 學 習 者 可 以 完 全 的 將 先 呈 現 的 文 字 訊 息 保 留 於 工 作 記 憶 以 能 和 後 來 的 動 畫 訊 息 整 合，然 而 當 文 字 先 呈 現 時，因 為 工 作 記 憶 能 力 的 嚴 重 限 制，當 後 來 的 動 畫 呈 現 開 始 時，僅 剩 極 少 部 分 的 敘 述 保 留 於 語 文 工 作 記 憶 中，因 此 學 習 者 對 於 文 字 與 圖 片 之 間 的 連 結 建 立 產 生 困 難 。 因 此 ， 由Mayer（2001） 整 理 的 相 關 實 徵 研 究 中 得 知，整 合 性 的 呈 現 文 字 與 相 對 應 圖 片 對 學 習 者 的 學 習 成 就 優 於 分 離 性 的 文 字 與 相 對 應 圖 片 呈 現 。
4. 連 貫 原 則 （Coherence Principle）
連 貫 （coherence） 指 的 是 信 息 中 元 素 間 的 結 構 關 係 ； 連 貫 效 應
（coherence effect） 則 是 指 當 無 關 的 資 料 或 訊 息 （ material） 被 排 除 時 ， 學 習 者 的 學 習 成 就 優 於 當 無 關 的 資 料 或 訊 息（material）被 納 入 時 的 學 習 成 就。所 以 一 昧 地 加 入 有 趣 但 不 相 關 的 文 字、插 圖、音 樂 或 聲 音 會 傷 害 學 習，而 當 不 需 要 的 文 字 從 多 媒 體 呈 現 中 被 刪 除 時，學 生 的 學 習 成 就 增 加 。
Mayer（2001） 舉 出 無 關 的 資 料 或 訊 息 可 能 會 造 成
（1） 在 工 作 記 憶 中 競 爭 認 知 資 源
（2） 將 學 習 者 從 重 要 的 資 料 或 訊 息 中 分 散 注 意 力
（3） 分 裂 組 織 中 的 資 料 或 訊 息 處 理
（4） 可 能 使 學 習 者 繞 著 不 適 當 主 題 組 織 資 料 或 訊 息 。 5. 形 式 原 則 （ Modality Principle）
形 式 原 則 指 的 是 學 生 可 從 動 畫 搭 配 口 語 表 達 文 字 中 得 到 比 動 畫 搭 配 視 覺 文 字 較 佳 的 學 習 成 果，亦 即 學 生 在 多 媒 體 信 息 中 的 文 字 以 口 語 表 達 文 字 呈 現 時 比 以 視 覺 文 字 有 較 好 的 學 習 結 果 。
因 為 視 覺 文 字、圖 片、動 畫 皆 利 用 到 視 覺 ／ 圖 像 管 道，兩 者 在 此 管 道 中 彼 此 競 爭 認 知 資 源，當 這 個 管 道 認 知 超 荷 時，聽 覺 ／ 語 文 管 道 卻 沒 被 使 用 到；但 當 文 字 以 口 語 表 達 文 字 呈 現 時，口 語 表 達 文 字 使 用 到 聽 覺 ／ 語 文 管 道，而 圖 片、動 畫 則 使 用 到 視 覺 ／ 圖 像 管 道，當 兩 種 管 道 皆 使 用 到 時 ， 彼 此 平 衡 。 工 作 記 憶 區 會 有 較 大 的 容 量 去 處 理 進 來 的 訊 息
6. 多 餘 原 則 （ Redundancy Principle）
多 餘 原 則 指 的 是 學 生 在 動 畫 搭 配 口 語 表 達 文 字 的 多 媒 體 呈 現 得 到 的 學 習 結 果 比 在 動 畫 同 時 搭 配 口 語 表 達 文 字 與 視 覺 文 字 的 多 媒 體 呈 現 得 到 的 學 習 結 果 佳 。
當 視 覺 文 字 與 動 畫 皆 以 視 覺 呈 現 時 ， 視 覺 ／ 圖 像 管 道 將 超 荷
（overloaded）， 較 少 的 認 知 資 源 被 用 於 相 對 應 的 文 字 （words） 與 圖 片 中 的 連 結 ， 因 此 降 低 有 意 義 學 習 的 機 會 。 如 果 文 字 以 口 語 表 達 文 字 呈 現，則 以 聽 覺 管 道 感 官 接 收，則 視 覺 管 道 的 負 荷 可 被 減 小，可 有 更 多 認 知 資 源 被 用 於 建 立 相 對 應 文 字 與 圖 片 之 間 的 連 結，增 加 有 意 義 學 習 的 機 會 。
Mayer（2001）舉 出，當 圖 像 訊 息 以 視 覺 呈 現 且 媒 體 沒 有 提 供 如 播 放 速 率 等 學 習 者 控 制 功 能 時，將 視 覺 文 字 與 口 語 表 達 文 字 同 時 呈 現 可 能 降 低 有 意 義 學 習 的 機 會，但 在 第 二 語 言 學 習 的 多 媒 體 環 境 中，提 供 學 生 視 覺 文 字 的 功 能 則 可 幫 助 其 學 習 第 二 語 言 。
Mayer所 提 出 的 多 餘 原 則 較 Sweller所 提 的 多 餘 效 應 相 似 但 廣 度 不 同，Sweller所 提 的 多 餘 效 應 指 的 是 在 任 何 的 多 媒 體 情 境 中，刪 除 多 餘 的 訊 息 教 材 將 比 包 含 多 餘 的 訊 息 教 材 有 更 好 的 學 習 成 就 ； 而Mayer所 提 出 的 多 餘 原 則 指 的 是 在 任 何 的 多 媒 體 情 境 中，動 畫 或 圖 示（illustration） 搭 配 敘 述 時 的 學 習 成 就 比 動 畫 同 時 搭 配 字 幕 與 敘 述 時 的 學 習 成 就 好 。 7. 個 人 化 原 則 （ Personalization Principle）
個 人 化 原 則 是 指 在 教 學 時 採 用 對 話 （conversational style） 的 方 式 會 比 採 用 正 式 （formal style）的 方 式 得 到 更 好 的 學 習 效 果 。 而 課 堂 上 的 教 學 就 是 教 師 利 用 教 材 和 學 生 作 為 溝 通 的 平 台，本 研 究 的 受 測 者 皆 符 合 此 原 則 。
8. 互 動 原 則 （Interactivity Principle）
互 動 原 則 是 指 如 果 學 習 者 可 以 控 制 教 材 呈 現 的 步 驟 時 學 習 效 果 會 比 較 好。因 為 認 知 資 源 有 限 容 量 的 假 設，學 習 者 在 工 作 記 憶 能 維 持 運 作 的 訊 息 是 有 限 的，因 此 如 果 學 習 者 可 以 控 制 教 材 呈 現 的 步 驟，將 可 依 照 自 己 的 狀 況 調 整 學 習 速 度，避 免 認 知 負 荷 因 訊 息 太 多 而 過 高。在 本 研 究 中 所 強 調 的 是 以 教 師 授 課 為 導 向 的 教 室 教 學 的 環 境，故 此 原 則 在 本 研 究 的 教 學 實 驗 中 並 無 使 用 的 機 會 。
9. 信 號 原 則 （ Signaling Principle）
信 號 原 則 指 的 是 學 生 學 習 多 媒 體 教 材 時 ， 如 果 含 有 協 助 如 何 處 理 教 材 的 信 號 ， 學 生 的 了 解 程 度 比 不 含 協 助 如 何 處 理 教 材 的 信 號 的 學 生 好 。 因 為 適 當 的 提 示 能 引 導 學 習 者 將 注 意 力 投 注 在 重 要 的 教 材 內 容 上，如 此 可 以 避 免 學 習 者 的 注 意 力 被 不 相 關 或 不 重 要 的 內 容 吸 引，造 成 認 知 資 源 不 必 要 的 浪 費。激 發 式 動 態 呈 現 的 教 學 設 計 在 吸 引 學 生 的 注 意 方 面，常 運 用 此 設 計 原 則 。
10. 個 別 差 異 原 則 （Individual Differences Principle）
個 別 差 異 原 則 指 的 是 設 計 效 應 （Design Effect） 對 低 知 識
（low-knowledge） 的 學 習 者 比 高 知 識 （high-knowledge） 的 學 習 者 效 果 來 得 強 ； 對 高 空 間 （high-spatial） 學 習 者 比 對 低 空 間 （low-spatial） 學 習 者 來 得 強。因 為 高 知 識 學 習 者 可 以 使 用 他 們 的 先 備 知 識 來 補 償 呈 現 中 缺 乏 的 指 引，如 從 文 字 中 形 成 適 當 的 心 智 影 像；然 而，低 知 識 學 習 者 比 較 不 能 夠 在 缺 乏 指 引 時 使 用 有 用 的 認 知 處 理。在 多 媒 體 信 息 中 包 含 語 文 與 視 覺，所 以 多 媒 體 學 習 者 需 要 能 夠 形 成（form）、保 留（hold）及 使 用
（use）心 智 影 像，而 高 空 間 學 習 者 擁 有 從 有 效 多 媒 體 呈 現 中 心 智 整 合 視
覺 與 語 文 表 徵 的 認 知 能 力；低 空 間 學 習 者 則 必 須 將 諸 多 的 認 知 能 力 用 於 在 記 憶 中 保 留 住 呈 現 的 影 像，以 致 於 較 不 可 能 有 足 夠 的 能 力 用 於 心 智 整 合 視 覺 與 語 文 表 徵。本 研 究 的 探 討 重 點 之 一，就 是 在 檢 視 學 生 的 學 業 成 就 特 質 （ 上 學 期 的 數 學 成 績 ）， 在 面 對 激 發 式 動 態 呈 現 的 教 學 設 計 時 ， 其 在 學 習 成 就 與 認 知 負 荷 上 的 表 現 為 何 ？
以 上 提 到 的 多 媒 體 教 材 的 設 計 原 則，其 實 也 和 如 何 降 低 學 習 時 的 認 知 負 荷 相 呼 應。本 研 究 的 教 材 設 計，也 會 由 設 計 不 同 版 本 的 簡 報 教 材 中 去 觀 察 教 材 設 計 原 則 的 使 用 時 機 ， 對 學 習 成 就 與 認 知 負 荷 的 影 響 。