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如何科学地设计教学课件?

已有 468 次阅读 2021-4-15 11:48 |系统分类:教学心得

We already walked too far, down to we had forgotten why embarked.


—— Kahlil Gibran


引子


2015年10月,锐普PPT的创始人陈魁大哥带着锐普培训团队到西安做PPT训练营。我们相约在培训场地聊聊天。我只带去一个白色的笔记本,笔记本基本是新的,我只写了5页。短暂寒暄和交流后,我们谈起PPT设计的本质,于是我兴奋地把笔记本上的几页东西跟魁哥分享了一下。魁哥听完有些激动,当即邀请我在年底的中国演示峰会上做一个演讲。


12月5日,我在峰会上做了题为《幻灯片设计原理》的演讲,这个演讲有点轰动,第二天刷爆了我的朋友圈。直到现在,还有很多人经常对我提起那次演讲。


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《多媒体学习》


那个白色的笔记本记录的,只是一本书的读书笔记和我的一点发散思考。那本书既不是多么流行的名作,也不是内容特别深刻的大部头。实际上从通俗层面来看,它非常不流行,我看的时候就已经绝版了,我是在孔夫子二手书城里淘到的,而且这书又小又薄,64开,不到300页,拿在手里特别不起眼。

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然而在教育心理学领域,这本书确实响当当的名作,应该是所有教育学专业的老师、同学必读的资料乃至课程教材之一。

截至今天,此书引用次数多达9719次

这本书叫《多媒体学习》,是Richard E. Mayer的重要代表作。

Richard E. Mayer是美国著名的教育心理学家,2001年获莫代克教育心理学终生成就奖,算得上是多媒体学习理论的开山鼻祖。要是PPT圈要认一个祖师爷,老爷子恐怕是不二之选。老爷子有多牛呢?h指数137

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这样一本学术著作,作者又是超级大牛,书里是不是有很多艰深晦涩的公式推导?非相关专业的人是不是根本看不懂呢?

 其实恰恰相反,这本书非常通俗易懂没有一个数学公式。不需要数学、教育学、心理学专业背景,丝毫不烧脑,简直比很多媒体写的娱乐八卦还让人轻松舒服。

 

这本书的所有内容可以用下图概括:

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核心观点一:学习是知识的构建而非信息的获得


不知道你有没有这样一种体验,一本书完完整整读完,放下书脑中却空空如也,什么都没有留下。这是为什么呢

很多人认为知识是从外界输入到大脑中的。这完全是一个误解。知识从来都不能输入只有当学习者在已有知识的基础上,主动构建新信息与旧知识的新连接时,学习这件事才会发生。这就好像织一张大网,我们必须努力将新的线与原来已有的知识进行连接,才能织出一个新的节点。“学习”这一结果,只有通过我们的主动思考才可以达到。学而不思则罔。

 

根据这个道理,我们可以得到很多推论:

推论一:PPT设计的任务不是对信息进行美观的罗列和展示,而是通过比喻、类比、推导等等方式,帮助观众完成和已有认知的连接,只有这样,我们想要传达的内容才能真正印刻到他们的大脑里

 

推论二:PPT设计必须从了解观众出发,尊重观众的知识结构和知识基础。我常跟我的学员强调,学术型PPT的目标观众不是内行,真正的内行根本不需要看PPT,直接把数据、论文丢给他们就好,PPT设计的如何也并不会影响他们对我们内容的理解。恰恰相反,学术型PPT的观众永远都是外行:如果你是评优青,十个评委有三个对你的研究方向有所了解就非常不错了;如果是评杰青,十个评委有两个是在你的学术大方向上的就算运气很好了;如果是评国家奖,十个评委有一个是在你的学科上的就是菩萨保佑了。所以越是高级的学术PPT,内容就要越简单和科普化

 

推论三:演说的效果和呈现的信息量没有直接关系,而只取决于演说者引导观众进行了多少思考和连接。因此,演说者需要通过重复、停顿、降速、互动等方式,为观众留下自己思考的空间。很多老师在做学术PPT的时候,很多时候都不舍得精简自己的研究成果和内容,使得整个PPT篇幅过长。人的正常语速在200250个字之间,考虑到演示时的停顿和出错,一个10分钟的演说,讲稿应该控制在2000字以内。如果篇幅过长,那我们不得不加快语速,语速一旦太快,观众就根本来不及记忆和思考了。

 

推论四:就好像计算器是对人计算能力的补足,笔记本是对人记忆能力的不足,搜索引擎是对人信息储备的补足一样,PPT的重要意义之一,就是补足观众认知能力的不足。例如我们将观众原本需要在自己大脑内形成的“心理表象”,利用图形化的方式转移到可见的屏幕上,让PPT成为观众工作记忆的延伸。


 


核心观点二:多媒体学习的认知模型


基于主动学习这一基本认识,Mayer结合80到90年代认知心理学的研究成果,基于三个假设,提出了多媒体学习的认知模型。这三个假设分别是:

  1. 双通道假设:人们拥有单独加工视觉和听觉信息的通道

  2. 有限容量假设:人们在每一个通道中同时加工的信息数量是有限的

  3. 主动加工假设:人们进行主动学习——包括注意新进入的信息、将选择的信息组织到一致的心理表征和将其他知识与心理表征进行整合

假设一:双通道假设

对于听觉/言语信息和视觉/图像信息,人是通过两个通道分别进行加工的。听觉和视觉两种感觉通道在前,言语和图像两种思维通道在后,前后两组通道的关联并不一定是听觉感觉对应言语思维,视觉感觉对应图像思维,也是可以存在交叉的。比如耳朵听到“猫”这个词语,这是使用的听觉感觉通道,但听到词语后大脑会形成猫的形象,进而将之放到图像思维通道中进一步加工。同样,眼睛看到猫的图像,这是视觉感觉通道,但大脑会将它抽象为“猫”这一词汇,而后进入言语思维通道进行处理。

 

有了两个双通道的假设,就可以将大脑对信息处理的方式梳理为言语和图像两种路径,进而将对信息处理的初步处理结果简化为言语模型和图像模型,从而方便我们对多媒体学习的认知过程进行分析、解释和预测。

 

假设二:有限容量假设

有限容量假设主要依据工作记忆的存储限制。人的记忆有三种,分别是感觉记忆、工作记忆、和长时记忆。长时记忆像一个仓库,里面信息非常丰富,但它只管存储,无法进行信息的加工和运算。信息的加工和运算是在工作记忆中进行的,这是我们认知和思维活动的主要区域。工作记忆就像大脑的加工车间,虽然容量非常有限,但如果我们要对信息和知识进行加工,必须先把收集、提取出来,再放到工作记忆这个车间里来。

 

工作记忆容量有多小呢?只要做一个简单的测试就可以了解了:请你不借助任何工具,只通过大脑计算347乘以83等于多少。这个非常简单的乘法运算,在纸上写出来不过5行,但对很多人来说,脑力已经捉襟见肘甚至完全不够用了。这就是人工作记忆的局限。所以当一个材料组分很多,相互关联比较复杂时,由于工作记忆的限制,我们对它的认知负荷就会非常高。如果材料的组织和呈现方式设计的不合理,认知负荷还会进一步加大。

 

假设三:主动加工假设

学习是知识的构建而非信息的获得。所有的认知过程,都需要思维的主动参与。换句话说,别人展示了多少信息并不重要,重要的是,有多少信息进入到了自我的主动加工流程中。


人的认知过程

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三个假设弄清楚后,我们再回头看在多媒体学习认知模型下,人的认知过程是怎样的:

  • 信息的选择:选择相关的语词在言语工作记忆中加工;选择相关的画面在视觉工作记忆中加工

  • 信息的组织:将所选择的语词组织到一个言语心理模型;将所选择的画面组织到一个视觉心理模型

  • 信息的整合:将言语和视觉表征与先前的知识进行整合

需要注意的是,以上过程并不是以线性顺序发生的;信息的挑选、组织和整合过程由“元认知”进行调配和操控。


最终,大脑中的知识被整合为以下五种基本结构类型:

  • 过程结构——对因果链进行解释,比如解释人的耳朵是如何工作的

  • 比较结构——从若干方面比较和对比两种或多种成分,比如两个相互竞争的学习理论是如何看待学习者的作用的

  • 概括结构——对一个主要观点和其支持性细节的描述,比如根据事实解释美国内战主要原因的论题

  • 列举结构——呈现含有各个项目的列表,比如列出各个多媒体学习原则的名称

  • 分类结构——将一个领域分成集合和子集进行分析,比如海洋动物的生物分类体系


问题的关键在于,我们如何设计多媒体内容,才最有利于发挥多媒体的优势,帮助人们更好地学习与认知呢?Mayer通过实验设计与验证,提出了多媒体教学信息设计的7个原则。



核心观点三:多媒体学习教学信息设计7原则



原则一:多媒体认知原则

学生学习语词与画面组成的呈现比学习只有语词的呈现学习效果好。

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Mayer使用两种测验来衡量学习效果:一种叫做保持测验,另一种叫做迁移测验保持测验比较的是学生能否复述教学材料中的内容,它测试的是学生对于教学材料的记忆迁移测验比较的是学生能够将教学材料中的知识创造性地解决问题,它测试的是学生是否真正理解了教学材料中的知识点。

 

实验测试结果如下:

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可见,相对于纯语词材料,尽管对于有带解说的动画与只有解说的动画,学生保持测验的成绩区分不太明显,但总体上,学生迁移测验正确率普遍提高达20%以上。这表明,恰当的多媒体设计可以大幅提高学生对学习材料的理解。


为什么会这样?

当语词和画面共同呈现时,学生有机会形成言语和图像的心理模型并在二者之间建立联系。当只呈现语词时,学生虽能建立言语的心理模型,但要建立图像的心理模型,学生必须调用更多认知资源主动将言语转换为相关图像,这无疑会增加学生的认知负荷。

 

那么,怎样的多媒体材料设计才是恰当的呢?Mayer将教学材料中的插图分为四类

  • 装饰型——用来吸引学生注意力增加其学习兴趣但与学习内容无关的插图,如讲述物理原理一课中给出的一幅儿童正在公园玩耍的画面

  • 代表型——描绘课文中一个单独内容成分的插图,如标题为“航天飞机”一课中一幅航天飞机的画面

  • 组织型——用来描述说明文中各个成分之间关系的插图,如概括课文核心内容的一张图表

  • 解释型——用来说明某一系统工作原理的插图,比如说明打气筒工作原理的画面。

 

Mayer认为,只有强化了教学信息的插图,也就是组织型和解释型两种插图,才对提高学生测试成绩有帮助。而装饰型和代表型两种插图,Mayer称之为“花边材料”。

  

原则二:空间接近原则

书页或屏幕上对应的词语与画面临近呈现比隔开呈现能使学生学得更好。

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实验结果如下:

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可见,无论是保持测验还是迁移测验,学习组合呈现材料的学生,测试成绩明显高于学习分离呈现材料的学生。


为什么会这样?

当书页或屏幕上对应的语词与画面彼此接近时,学习者就不必使用认知资源在书页或屏幕上搜寻,并且更有可能将它们同时保持在短时记忆。当书页或屏幕上的语词与画面两者彼此远离时,学习者就必须使用认知资源在书页或屏幕上搜寻。这样,学习者就不太可能将两者同时纳入短时记忆。

 

原则三:时间接近原则

对应的语词与画面同时呈现比继时呈现能使学生学得更好。


实验结果:

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可见,动画和解说同时呈现时,学生的迁移测试成绩全面高于继时呈现。这表明相对于继时呈现,动画和解说同时呈现能够显著提高学生对学习材料的理解。

 

为什么会这样?

当对应的解说和动画部分同时呈现时,学习者更有可能在工作记忆中同时保持两种材料的心理表征,因此更有可能在言语表征和视觉表征之间建立心理联系;若对应的解说和动画部分在时间上继时呈现,学习者不太可能在工作记忆中同时保持两种材料的心理表征,因此不太可能在言语表征和视觉表征之间建立心理联系。

 

原则四:一致性原则

当无关的材料被排除而不是被包括时,学生学得更好。

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一致性原则又可分为三个互相补充的部分:

  • 在多媒体呈现中加入有趣但无关的语词和画面时,学生的学习会受损害

  • 当在多媒体呈现中加入有趣但无关的声音和音乐时,学生的学习会受损害

  • 当把多媒体呈现中不必要的词语删掉时,学生的学习会得到促进


实验结果:

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可见,加入花边材料后,在所有实例中,学生的保持测验和迁移测验的成绩都降低显著,这表明花边材料不仅对学生学习无益,而且非常有害。

 

为什么会这样?

无关材料会争夺工作记忆中的认知资源,分散学生对重要材料的注意力;会干扰材料的组织加工,误导学生围绕不恰当的主体来组织材料。

 

原则五:通道原则

学生学习由动画和解说组成的多媒体呈现比学习由动画和屏幕文本组成的多媒体呈现的学习效果好。也就是说,在一个多媒体信息的呈现中,语词用声音形式呈现比用打印文本形式呈现会使学生学得更好。

 

实验结果:

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可见,无论是保持测验还是迁移测验,学习带解说的动画相比于带文本的动画都更加有利,这表明相对于文本+画面的形式,声音+画面不仅利于学生记忆,更有益于学生理解。

 

为什么会这样?

画面和语词材料都以视觉形式呈现(如动画或文本)时,听觉/言语通道闲置视觉/图像通道则过度负荷。当词语一听觉形式呈现时,人们就可以在听觉/言语通道加工它们,而视觉/图像通道则可以只用来加工画面。

 

原则六:冗余原则

学生学习由动画加解说组成的呈现材料比学习由动画加解说加屏幕文本组成的呈现材料能取得更好的效果。


实验结果:

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可见,相比于学习同时带有动画、解说和文本的材料,学习动画加解说的材料可以带来更好的保持测验和迁移测验成绩。这表明,与解说内容重叠的文本不仅利于学生记忆,而且会伤害学生对材料内容的理解。

 

为什么会这样?

当画面和词语都以视觉的形式(即动画加文本)呈现时,视觉通道会超载。

 

原则七:个体差异原则

设计效果对知识水平低的学习者要强于对知识水平高的学习者,对空间能力高的学习者,对空间能力高的学习者要好于对空间能力第的学习者。


实验结果:

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可见,相对于知识水平高/空间能力高的学生,知识水平低/空间能力低的学生学习多媒体设计时在保持测验和迁移测验中更更加受益,多媒体显著抹平了低知识水平/低空间能力学习者在记忆和理解学习材料时的基础/能力差距。

 

为什么会这样?

知识水平高的学习者能够利用他们先前的知识补偿呈现中引导的不足——例如根据词语形成适当的心理表征——当呈现中缺乏引导性信息时,知识水平低的学习者不太可能从事有效的认知加工。空间能力高的学习者在心理上具有从有效的多媒体呈现中整合视觉和言语表征的认知能力;相比之下,空间能力低的学习者必须耗费很多的认知容量将呈现的图像保持在记忆中,这使得他们不太可能留有足够的容量进行视觉表征和言语表征的心理整合。



多媒体设计原则对教学PPT设计的启示



  • 多媒体认知原则:PPT上画面与语言(语词、画面)组成的呈现比只有语言的呈现更有利于观众理解PPT内容
    Mayer提供了
    充足的实验证据证明,通过恰当的设计,PPT确实能够帮助演讲人传达演说信息,加强观众对PPT的理解。PPT设计是成立的

    要让观众更好地理解,PPT上的内容应当组织为过程、比较、概括、列举、分类5种基本结构,并分别设计成流程图、矩阵、分支树、列表、等级五种表征图形

  • 空间接近原则:PPT上对应的语词与画面临近呈现比隔开更有利于观众理解PPT内容
    很多PPT设计师出于美观考虑,习惯将图表和解释性信息分开放置。这样的设计,观众的认知复合会比较大。对于图表、示意图和动画的注释,应该
    尽可能以标注的形式与图形进行融合,获取空间上的接近。

  • 时间接近原则:PPT上对应的语词与画面同时呈现比继时呈现更有利于观众理解PPT内容
    这对PPT提出了“
    声画同步”的需求。在没有动画且一页PPT上内容很多时,观众观看幻灯片的速度一定快于演讲人的讲解速度,造成了观众实际看到的画面与讲解的语音无法完全一致。通过进入、强调和退出动画,我们可以始终将观众目光吸引到我们正在讲解的画面上,实现声画同步。

  • 一致性原则:当无关的语词、画面和声音被排除而不是包括时,更有利于观众理解PPT内容
    这与很多PPT设计师所倡导和实践的“场景化”和“趣味化”设计产生了矛盾。“场景化”的背景图也好,有意思的小图片也好,在Mayer的划分下,都属于无益于观众理解演说内容的“花边型”插图。因此单从“让观众理解演说内容”这一目标来看,“场景化”和“趣味化”插图是无益的。

  • 通道原则:由动画加解说组成的呈现比由动画和屏幕文本组成的呈现更有利于观众理解PPT内容
    这告诉我们,同样的文本内容,用嘴巴“讲”出来,比用文字“写”到PPT上,更有利于观众的理解。

  • 冗余原则:由动画加解说组成的呈现比由动画加解说再加屏幕文本组成的呈现更有利于观众理解PPT内容
    这说明,PPT是用来“讲”的而不是用来读的。而且,即便演讲人对演说内容能够非常熟练地背诵,“讲稿”也不应该出现在PPT上。

  • 个体差异原则:相对于知识水平高的观众,PPT设计对知识水平低的观众理解PPT内容更加有利
    与其是为内行,PPT更是为外行设计的。

本书的不足之处:

  • 书中实验使用的教学材料多为“过程”型知识结构,对于“比较”、“概括”、“列举”、“分类”型等其他结构的知识,书中所得出的结论是否适用、效果如何,还缺乏足够证据

  • 书中论述的要点是多媒体如何设计才能帮助学生“记忆”和“理解”学习材料,这对于课件类PPT是非常适用的。但很多PPT的应用场景,比如企业发布会、商业竞标、学术报奖等,不仅需要让观众“理解”演说内容,更重要的是,还需要“说服”观众采取某一支持性的行动,这时候,书中提出的设计原则是否仍然适用、有没有副作用需要进一步讨论



(本文完。本文转载自我的个人微信公众号“演说洞见”,内容有删改



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