Paivio 根據其它學者針對圖形與文字在學習成效上研究的結果，認為人類不 止具有單一的記憶儲存方式，因而提出雙重編碼理論（Dual-Coding Theory），指 出人類擁有兩套互動而又獨立處理不同類別資訊的系統：語文系統、非語文系統。
圖 2-39：雙重編碼理論結構圖（摘自Paivio, 1986）
此兩套系統對訊息的處理及組織的方式不同，語文系統內的基本單位為語文 元（Logogens），接收語文方面的刺激，並將這些語文刺激的資訊具像化，編碼 後儲存在文字記憶區中，其訊息偏向個別的、循序的、語法的方式來處理和組織；
非語文系統的基本單位為圖像元（Imagens），接受視覺化資訊，將圖形具像化，
編碼後儲存在圖像記憶區中，偏向以整體的、並行或集合方式來處理和組織資訊。
此兩套系統具有三種連結關係，簡述如下（郭璟諭，2003）：
1. 表徵性連結（Representational Connection）：
表徵性連結是指個體接觸到外界刺激時，直接引起的表徵作用。語文 性刺激進入記憶系統後，會被編成特定的語意碼，或啟動相對應的語文表 徵；相同地，圖像性刺激進入記憶系統後，也會以圖像的形式被編為意象 碼，或引發相對應的意象表徵。
2. 關連性連結（Associative Connection）：
關聯性連結是指同一系統中，擁有相同屬性的元素間所形成的連結關 係。Paivio（1986）認為：記憶系統中各元素的組織是有階層性的，人們會 依性質、型態、種類、特徵或其他分類原則，將互有關聯的元素組織在一 起；而這些同類的元素可能又屬於更大類別下的一個分支（Paivio & Begg, 1981）。
3. 參照性連結（Referential Connection）：
語文系統及非語文系統之間的組織藉由參照聯結得以相互交流，語詞 憶的成效將可大為增進。Mayer & Sims（1994）指出：文字資訊與視覺資訊 同時呈現比先後呈現更能有效的幫助建立「參照鏈結」。
徐易稜（2001）在其碩士論文中整理多位學者之實徵性研究指出：對學習者而 言，圖形搭配文字的呈現方式，比純文字的呈現方式，有較佳的學習效果。而且 將多媒體中的不同媒體以整合同時呈現的方式，比將多媒體中的不同媒體以分開 循序呈現的方式，有較好的學習效果。其列舉之研究有二：
1. Mayer & Gallini（1990）以紙本的科學教科書為教材，研究發現將圖片與文 字同時整合在同一頁的學習效果較好，將圖片與文字分開循序放置不同頁 的學習效果則較差；Mayer &Anderson（1991,1992）的研究則是利用電腦 作成的數位教材作實驗，所得出的結果亦然。
2. Mayer & Sims（1994）分別以打氣筒原理、人體呼吸系統原理等不同的數位 化多媒體教材，作為實驗的教材內容，分成「圖文整合同時呈現」與「圖 文分開循序呈現」兩組，發現將圖片與文字同時整合的學習效果較好。