學習者對於新知識的吸收，必須依靠工作記憶將之作更深刻的瞭解，才能將 之轉變成長期記憶。
長期記憶(Long-Term Memory)的容量無限
工作記憶區經過轉換後會進入長期記憶區，在這裡的訊息可以被永久保留下 來，不會因為時間的長短消失或者忘記。
長期記憶中的內容以基模(Schema)的形式儲存
在長期記憶區裡面的訊息主要以基模的型態儲存，基模除了在長期記憶區的 儲存功能外，亦可降低工作記憶區的負荷。
自動化基模運作(Schema Automation)是基模建構的重要過程
透過充分的練習，可以讓基模的運作自動化，進而降低工作記憶區的負擔。
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加諸於學習者之心理與情緒上，所決定出來之概念。
互動性:認知負荷不會憑空出現，是在個體認知的過程中，與認知對象有所接觸 之後才產生的。
波動性:因為認知負荷有假設性的之本質，所以認知負荷會隨著影響學習成就之 因素的作用而變動。例如，學習者之內在因素，如情意、智能改變、成熟度 變化、練習時間、學習策略等；或是外在因素，如壓力、期望、增強、懲罰 等，以及學習氣氛、學習環境等，都會影響認知負荷。
個別性:同一件任務或學習，對不同人而言，會有不同程度之認知負荷。同樣程 度之認知負荷，對能力高的學習者來說，不會造成影響，可是對能力低者而 言，可能造成很大的心智負擔，而影響學習成效。
多方位性: Jex 認為認知負荷是複雜的、多面向的(multifaceted)，他建立在多重輸 入與多重輸出之動態系統基礎上。因為來源可能是多重的，作用機制也可能 是多重的，而表現更可能是多向度的。
感知性：Pass 和 Merrienboer(1994)認為學習者有能力去內省(Introspect)本身的認 知過程，並記錄所耗費之心智努力的數量多寡。O’Donnel & Eggemeier 更認 為，使用主觀的後設測量，可以很容易、非強制性的得到認知負荷的數據，
來加以分析，並有很高的效度。
認知負荷的來源類型 二、
Pass & Merrienboer(1994) 認為認知負荷為一種多維度的構念，其構念包含因 果要素(causal factors)及評估要素(assessment factors)。
因果要素為認知負荷的來源、可細分為三類:
任務(環境)特性(task/environment characteristics): 包含任務結構、任務新
（一）
穎(task novelty)、獎賞類型、時間壓力、噪音、溫度等，屬易變動的因子。
主體(學習者)特性(subject characteristics): 包括認知能力、認知型態(cognitive style)、先備知識與經驗等，屬較穩定的因子。
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任務與學習者的交互作用(interactions): 如績效、動機、激勵等因子亦會影響認 知負荷。
Marcus 等人(1996)指出，在教學過程中，影響認知負荷的三個因素，分別為
「學習者的先備經驗」(Prior experience)、「教材的本質」(Nature of the Material)、
「教材的組織」(Organization)，詳述如下：
學習者的先備經驗(Prior Experience)
（一）
學習者是否能夠瞭解學習內容的關鍵在於資訊量是否超出工作記憶區的負 荷，若能將新的資訊與自動化的基模作整合(先備經驗)，將可降低工作記憶區的 負荷。因此先備經驗(基模)的有無可說是認知負荷的首要來源，藉由適當的基模 可以降低認知負荷、幫助學習。
教材的本質(Nature of the Material):
教材元件(elements)相關連的程度是造成認知負荷的另一個原因。對學習者 來說，低元件關連的教材較易於瞭解，原因在於該元件可以獨立的被處理，而不 需參照其他資訊來源；但面對高元件關連程度的教材時，儘管元件的數量與前者 相同或更少，亦可能難於瞭解，其原因在於學習者必須將較多的元件同時置入工 作記憶區中來思考，如此將造成較高的認知負荷而阻礙學習。
教材的組織(Organization)
因應不同資訊的特性，應以適當的方式來呈現，不當的使用，將造成學習者 無謂的認知負荷。例如，圖形利於空間關係的呈現、文字適合以循序的方式來處 理。
Sweller 等人(1998)將認知負荷的來源分成三類:
內在認知負荷(intrinsic cognitive load)
（一）
內在認知負荷的產生，主要受教材難易度的影響，學習過程中所使用的教材 越簡單，則學習者不需要將大量的資訊置入工作記憶區，產生的內在認知負荷越 低；反之，學習過程中所使用的教材越難，學習者就需要使用到大量的工作記憶
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區，則產生的內在認知負荷就越高，例如:在「報讀表格」單元中，「直接對應表 格」屬於比較簡單的教材，不需要多加思考即可得到答案，所產生的內在認知負 荷較低，「交互對應表格」則屬於比較困難的教材，必須深入地去瞭解表格的意 義以及表格內容的交互關係才能得到答案，此時產生的內在認知負荷就會比較高。
除了教材的影響之外，學習者的起始能力也是影響內在認知負荷的一個重要因素，
相同的教材內容對不同起始能力的學習者來說，所造成的內在認知負荷也會不一 樣，起始能力越高的學習者，在使用想同的教材內容使，所產生的內在認知負荷 越低，反之，起始能力越低的學習者則產生的內在認知負荷越高。教材設計者在 教材的設計上，必須考慮學生認知能力的不同以及教材的內在認知負荷。
外在認知負荷(extraneous cognitive load):
教學方法或者呈現方式的不同，對資訊接收者所產生的認知負荷稱作為「外 在認知負荷」，大部分的外在認知負荷來自於課程的設計不良，例如在進行「報 讀表格」單元學習時，老師使用行動載具搭配行動學習課程設計進行教學，此種 方式對於熟悉平板電腦操作的同學可能會降低其外在內之負荷，但相反的對於不 熟悉平板電腦操作的同學，反而增加了其外在認知負荷。所以在設計教學教案時，
必須充分的考量學習者的需求以及教案的可行性，設計出可以降低學生外在認知 負荷的教學設計，而如何藉由教學設計來降低學習者的外在認知負荷，則是認知 負荷理論努力追求的目標。
增生認知負荷(germane cognitive load):
意指由教學設計者利用適當的教學方法，來吸引學習者專注在學習內容 的認知過程或基模建構。透過適當的教學方法，不只可以降低外在認知負荷，
亦可幫助學習者專注於學習的內容並建構基模。增生認知負荷雖然為外在認 知負荷的一種，會增加學習者的認知負荷，但是其重點在於「建構基模」，
但必須在認知負荷量未超出學習者的能力範圍時，才能適當的引入增生認知 負荷幫助學習者建構基模。
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圖 2-1 認知負荷結構圖 資料來源:引自涂金堂(2011) 小結
三、
綜合上述對認知負荷理論的探討，認知負荷理論強調的是學習者的認知負荷 是有限的，教學設計者必須思考如何降低學習者的內在認知負荷以及外在認知負 荷，並同時能提升學習者的增生認知負荷，才能夠有效的幫助學習者完成學習。
本研究利用行動學習融入國小數學領域教學，在進行實驗教學前，考慮到學 習者使用平板電腦的能力，特別增設一堂課來教導學生操作平板電腦，以確保平 板電腦的操作不會造成學生的外在認知負荷；本研究期望透過自編的課程教材，
可以降低學習者的內在認知負荷，並透過行動載具配合行動學習活動設計，吸引 學習者的注意力，讓學習者可以更加的專注在課程內容，達到降低外在認知負荷 並且幫助學習者建構基模的目的。
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