認知負荷

第二章 文獻探討

本研究以高雄市國中學生為研究對象，當課程以數位多媒體進行課程時，學生所 受到的學習負荷以及學習成效之間的關係。本章將依序對認知負荷、數位學習、數位 落差、城鄉差距、教育優先區成效等相關文獻的探討與分析。茲分述如下：

第一節 認知負荷 (Cognitive load)

一、認知負荷理論：

「認知負荷」的概念最早源自於軍事及各種企業訓練的應用研究，那時研究者從心 理、生理及認知等層面，探討工作任務對執行者的影響，並稱之為「心智工作負荷」

(mental workload）。以入教育學領域後，學者認為認知負荷是指學習者在執行與學習過 程中有關的任務時加諸在其認知系統上所產生的負荷。影響認知負荷的因素包含了學習 者的本身的特性，像是學習者教材內容的編排、呈現方式等(John Sweller，1994)。也有 學者們多認為認知負荷被定義為一是種多維度的心智結構，用來表示完成一特定任務時 強加在學習者的認知系統的負荷(Fred Paas & Juhani E. Tuovinen & Huib Tabbers & Pascal

W. M. Van Gerven，2003)，而該心智結構即為認知結構，其首要目標是建構和基模的自

二、認知負荷類型：

如果教材和學習程序遠超過學習者的工作記憶容量，會學習者學習、理解、問題解 決的能力出現困難 ( John Sweller & JeroenJ.G.VanMerrienboer

& and FredG.W.C.Paas，

1998 )，以教學設計的觀點來看，認知負荷的來源可分為三類：

（一）固有認知負荷(intrinsic cognitive load)：

固有認知負荷是指所選擇的教材內容難易程度，負荷量會隨所選擇的題材、架構、

交互作用關係不同而不同。一旦選定了特定教學的主題，其固有的難度認知負荷是固定 無法減小的。另外，學習者面對低要素關聯的教材，不需要去參照其他的元素，就可以 了解教材的意義，因此工作記憶負荷會降低。

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（二）外在認知負荷(extraneous cognitive load)：

教學設計者若在設計教材及呈現教材的過程中，忽略工作記憶的限制，會對學習者 產生不同程度上的負荷，這種負荷稱作外在認知負荷，這種負荷是外加的，外在認知負 荷可藉由修正教學教材程序及有步驟的呈現教材的方式來降低此種學習負荷。

（三）有效認知負荷(germane cognitive load)：

經由教學者適當的呈現教材，吸引學生專注於學習內容的認知過程和基模建構。但 這只有在認知負荷總負荷量(固有認知負荷、外在認知負荷、有效認知負荷)未超出學習 者的負荷量時，適當的引入有效認知負荷才有意義荷可藉由修正教學教材及呈現方式來 降低，一旦有效認知負荷增加則學習才會有成效。

由上述可知，重新編排課程呈現方式將可降低外在的認知負荷。當選擇較困難的教 材而使得固有的認知負荷較大時，如果同時外在認知負荷也高時，則全部的認知負荷將 有可能因超過學習者的智力資源所能負載的總和，使得學習無法產生。此時，若沒有改 變教材的內容固有的難度，仍可藉由改進教學流程來減少其外在的認知負荷程度，並運 用有效認知負荷來建構所需的基模，並改善適當的教學設計以刪除一些不必要的資訊，

以降低認知負荷(曾建章，2009)

另外，尚有多名學者專家提出對於認知負荷的看法，整理於下列表中

提出學者（提出時間） 對於認知負荷的定義

Meshkati, N. (1988)

最早稱為心智工作負荷(mental workload)，一般 被認為一個多向度結構的方式來呈現學習者完 成 一 件 任務時對於學習者本身 認知系統的影 響，而整個結構包含了前後因果程序性的部分和 內在心智的運作部分。

Henry R. Jex (1988)

學習者面對學習內容時，處於一個相關脈絡中，

欲表現符合適當任務行為時，所意識到「任務要 求」與「自身認知能力」之間，心智負荷差異的 評估

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Fred G. W. C. Paas, Jeroen J.

G. Van Merriënboer（1994）

一種多向度的構念，它有兩種成分：

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