一、工作範例效應（the worked-example effect）
工作範例是指一個含有解題步驟的問題，John Sweller 和他的團隊在 1990 年代研究學生的 問題解決時發現，在學習新任務時，透過研讀範例會比解題練習更能達成有效的學習（Cooper &
Sweller, 1987; Paas & van Merriënboer, 1994; Sweller & Cooper, 1985），此即工作範例效應（the worked-example effect）。Zhu 與 Simon（1987）更是以工作範例的學習方法正式用於北京的一所 中學，讓大部份學生在完全沒有教師教學的情況下，在二年內完成了三年的數學課程（二年的 代數和一年的幾何）。
傳統的工作範例是以紙本媒體呈現，後續研究顯示，工作範例在多媒體的環境下（如：van Gerven, Paas, van Merriënboer, Hendriks, & Schmidt, 2003），及在網路的學習環境下（如：Crippen
& Earl, 2007）依然有效，且 van Gerven 等人（2003）的研究顯示工作範例的效果不只對一般的 年輕受試者有效，對年紀較大者（六十歲以上）亦有效，接受工作範例組的老人比接受傳統問 題解決組，可以用較少的時間和較低的認知負荷達到相同的表現。相關研究並指出，工作範例 對初學者或缺乏相關基模的學習者更有效益（Renkl, 2011）。
二、工作範例理論基礎－認知負荷理論
為何以工作範例為基礎的學習會優於以練習為基礎的學習呢？依據 Sweller（1998, 2010），
這可以由認知負荷理論說明。認知負荷理論是以人類的認知系統特性為基礎的教學理論。認知 負荷指在某情境下達成某特定目標所需要的工作記憶資源（Kalyuga, 2009, p. 35），它受任務的 屬性及學習者的特性的影響（Paas & van Merriënboer, 1994）。Sweller 與 Sweller（2006）從知識 的屬性指出，人類的知識屬性不同，處理的方式也會不同，因此，處理不同屬性的知識時認知 負荷不同，學習的方式也不同。依據 Sweller 與 Sweller，人類的知識包括二類：初級知識（primary knowledge）及次級知識（secondary knowledge），初級知識是透過人類演化過程而將知識同化成 人類與生俱有的本能，我們可以容易且通常是無意識地學到許多初級知識，當我們學習這些知 識時，是感受不到任何認知負荷。而次級知識則是人類為延續與創新文化而產生的知識，不同 的文化會產生不同的次級知識，這類知識的習得較困難、費力和需要有意識的處理，我們在學 校的學習活動大都屬於這類。
然而人類是如何習得這些次級知識的呢？Sweller 與 Sweller（2006）從自然天擇的演化觀點 指出，人類認知訊息處理和自然天擇的演化有類比關係，可以歸類出五個基本原則，包括：1. 訊 息儲存原則（the information store principle），2. 借用與重組原則（borrowing and reorganizing principle），3. 隨機生成原則（randomness as genesis principle），4. 有限改變原則（narrow limits of change principle），5.環境組織與連結原則（the environmental organizing and linking principle）。
簡言之，這五原則的意義是：人類若要能面對日常生活中的問題和讓生活中的工作變得簡單，
需要一個容量夠大的長期記憶庫（訊息儲存原則），我們透過與生俱來的初級知識模仿他人、聆 聽或閱讀他人的所說、所寫的次級知識，然後進一步與自己長期記憶中的知識結合，重組出新 的基模，達到真正的學習（借用與重組原則）。但當沒有可借用的他人知識時，我們唯一可用的 方法是嘗試錯誤，如果方法有效，我們就保留，如果無效，就繼續嘗試（隨機生成原則）。然而 人類工作記憶受容量有限（7 ± 2）及保留時間暫時性的限制，因此訊息如果不經複誦或不能複 誦，大約在數秒之後就會忘記了（Sternberg & Sternberg, 2012），加上工作記憶通常不是用來儲 存訊息，而是拿來處理（如組織、結合、比較或是操弄）所儲存的訊息，因此它一次能處理的 訊息更是有限（Cowan, 2001），除非它們能很快的與長期記憶結合或能為長期記憶的基模所辨 識（有限改變原則）。Sweller 與 Sweller（2006）認為長期記憶中接收的訊息是經過組織的，而 非隨機編排的，由於它是有組織的，所以它的處理方式與來自環境的訊息處理方式非常不一樣，
來自長期記憶的訊息無容量與時間的限制，Ericsson 與 Kintsch（1995）稱此為「長期工作記憶」， 其功能是提供我們與環境一個有組織的連結，亦即幫助我們與環境互動、產生意義及學習（環 境組織與連結原則）。
從上述認知系統訊息處理的原則，可看出長期記憶或先備知識在學習中扮演重要的角色，
因此 Sweller 提出，教學的目的在於增加長期記憶中的次級知識，亦即，教學的目的在於幫助學 習者建構與增長長期記憶的基模。若要實現這個目的，就必須考慮在處理新的次級知識時，工 作記憶會受到容量和時間有限的嚴格限制。因此，雖然隨機生成的嘗試錯誤方法也是人類問題 解決的方法之一，但從認知負荷的觀點，先讓學習者建立領域知識基模之後再進行解題或創意 的思考，或許是更好的選擇（Renkl, 2005; Sweller, 1998），使用借用與重組原則是學習新知識最 有效率的方法。
但是 Renkl（2005）也指出，雖然工作範例可以促進初學者的基模建構，但只適用於工作範 例的設計是恰當時。工作範例的設計很重要但也很複雜，如何適當應用教學策略與設計呈現方 式，考驗工作範例的有效性。簡言之，以範例為基礎的學習之成敗關鍵在於範例的設計是否能 讓人類的認知資源發揮最大的有效使用，亦即必須做有效的認知負荷管理。
三、認知負荷的管理與工作範例的教學成效
（一）認知負荷的類型
工作範例的成效關鍵在於其設計是否能有效管理學習過程中的認知負荷。認知負荷理論提 出三種認知負荷類型（Paas, Renkl, & Sweller, 2004; Sweller, van Merrienboer, & Paas, 1998）：內 在認知負荷（intrinsic cognitive load）、外在認知負荷（extraneous cognitive load）和有效認知負 荷（germane cognitive load）。
傳統上，內在認知負荷被定義為是來自教材的複雜度所造成的負荷感，亦即教材本身的難 度，外在認知負荷是來自於教材呈現的方式所造成的額外負荷，而有效認知負荷為與基模建構 有關的心智努力（Sweller et al., 1998）。Sweller（2010）指出，此三種認知負荷皆與元素互動
（element interactivity）有關。一個元素（an element）是指任何要習學的事物，如一個概念或程 序（Sweller, 2010）。元素互動是指個別的元素在學習時需指涉到其它的元素，因此學習者必須 同時考慮多個元素，元素互動性愈高，認知負荷也愈高。依據 Sweller（2010），學習歷程的外 在認知負荷與內在認知負荷的區辨是依據此元素互動是基於當前學習任務所必要（內在認知負 荷）或基於教學程序的作用（外在認知負荷）所產生的元素互動，而有效認知負荷也可被定義 為內在認知負荷，因為有效認知負荷是指用於與基模建構有關的認知負荷，所處理的是基模本 身的元素互動，負荷是來自於基模本身所需的元素互動，因此學習歷程中的元素互動性影響學 習歷程的認知負荷感。
另一方面，雖然內在認知負荷的程度是受任務本身的元素互動性的影響，但學習者的專業 程度也會影響其對元素互動性的感知。例如，同樣的一個字 intrinsic，對沒有相關知識或不認識
此英文單字的人可能是 9 個元素所組成的符號，對熟悉此字彙的人，它只是一個元素。亦即教 材的困難度或元素互動性會因學習者的專業程度不同而不同，因此從認知負荷的觀點，同樣的 教材呈現方式，對不同的學習者可能產生不同的認知負荷感。
Sweller（2007, 2010）指出，無效的教學是由高度的外在認知負荷所造成的，這阻礙了基模 的習得與自動化。相反地，有效的教學是由於教學鼓勵高度的有效認知負荷所造成。除此之外，
如果內在認知負荷很低的話，高度的外在認知負荷就不重要，儘管使用沒有效率的教學流程，
仍有充份的工作記憶資源可用於學習。但反過來，如果內在認知負荷很高的話，外在認知負荷 如果過高，將可能無法產生學習。從此觀點，有效的教學應降低教學歷程中不必要的外在認知 負荷，以增加可用的認知資源從事基模建構或自動化的活動，或促進有效認知負荷的活動。
（二）避免外在認知負荷的工作範例設計
承上對認知負荷類型的理解，內在認知負荷主要來自教材本身的複雜度，在不改變教學目 標或內在認知負荷的情況下，有效的工作範例首先要減少不必要的認知負荷。Kalyuga（2009）
認為典型製造不必要認知負荷的教學情境有四：
1.相關的表徵在時空中以分散注意力的方式呈現，學習者需要搜尋配對訊息才能理解內容，因 而降低學習表現，此即所謂的分散注意力效應（Kalyuga, Chandler, & Sweller, 1999）。
2.訊息改變的速度快或一次呈現的量超過學習者的認知負荷，特別是在多媒體的學習環境中，
學習者常常因不當的教學設計，而需要在工作記憶中統整大量資訊而產生認知超荷，或來不 及處理短暫停留的資訊而影響學習，產生短暫訊息效應（transient information effect）（Sweller, Ayres, & Kalyuga, 2011）。
3.未提供足夠的外在引導以彌補學習者知識不足，以致學習者被迫要隨機的產生解決方法。因 此，研究一再支持使用工作範例比傳統的問題解決更能產生有效的學習，此即工作範例效應
（Renkl, 2005; Sweller & Cooper, 1985）。
4.學習者本身的知識和所提供的知識重疊，因此，相同的訊息在學習者的心智上卻有二個互相 參照的表徵，造成額外的負荷，產生所謂的專家反轉效應（expertise reversal effect）（Kalyuga, 2009; Kalyuga, Ayres, Chandler, & Sweller, 2003），此現象常發生於原本用於輔助低先備知識學 習者而提供的有效呈現方式，對高先備知識的學習者可能反而有害。
依據上面的論述，所呈現的訊息是否為外在認知負荷亦與學習者的專業知識有關，例如上
依據上面的論述，所呈現的訊息是否為外在認知負荷亦與學習者的專業知識有關，例如上