多媒体学习的通道研究

总结出参与各种记忆类型的神经系统。长时记忆中的表征形式与编码是对应的，因此长时记忆的多重表征间接说明学习者对外部信息加工时采用了多种编码方式，其加工的信息不仅仅局限于语义信息，还包括了动作技能和知觉信息等。在多重表征系统中，动作技能有其特殊性，即其神经基础不仅仅局限于大脑，骨骼肌、反射通路也是动作信息加工的神经结构。

（3）知觉学习

知觉学习（perceptual learning）是一个新兴领域，是当前认知神经科学研究的热点之一。Gibson于1963提出，“凡是由于训练或经验某种刺激而引起的对于这种刺激的长期而稳定的知觉改变都可以认为是知觉学习”。1991年Karni和Sagi提出，知觉学习表现为神经器质上的可塑性。在之后的研究中发现，知觉学习既可能发生在刺激特征编码较特异的信息加工初级阶段，也可能发生在信息加工的高级阶段。

认知神经科学对多媒体学习多通道的划分提供了重要的证据支持，从上述研究结果可以看出，人脑可以对知觉、语义和动作三种类型的信息进行处理，这三种信息在不同的脑区中进行编码，参与其存储的神经系统亦有所不同。

三、多媒体学习三通道的界定

本研究认为，对多媒体学习通道的划分应该依据不同的信息加工系统，而不是感觉系统。本文的第二部分通过对编码理论进行分析，总结出了两种信息加工形式——知觉性加工和语义性加工，两种加工形式对应着两种不同的加工系统。将知觉加工系统从语义加工系统中划分出来，得到了认知神经科学中知觉学习理论的支持。知觉学习理论发现知觉学习既可能发生在刺激特征编码较特异的信息加工初级阶段，也可能发生在信息加工的高级阶段，那么知觉加工系统和语义加工系统应该是一种并行结构而不是串行结构。

所以，本研究认为存在着三种不同的信息加工系统，分别是知觉加工系统、语义加工系统和动觉加工系统。多重记忆表征理论为三种信息加工系统的划分提供了证据支持，长时记忆中存在着不同类型的记忆，这些记忆的形成依赖于不同的信息加工系统。大脑皮质功能区的划分进一步为三种信息加工系统奠定了生理基础。

基于上述分析，对三种不同信息加工系统的划分，形成了三种不同的多媒体学习加工通道，即知觉加工通道（Perceptual processing channel）、语义加工通道（Semantic processing channel）和动觉加工通道（Kinesthetic processing channel）。下面将对多媒体学习三通道的内涵进行详细分析与阐述。

四、多媒体学习三通道的内涵及其相互关系

1.知觉加工通道（Perceptual processing channd）

原有多媒体学习理论认为认知系统中的知觉加工与语义加工是序列结构，知觉加工是对外界环境信息的选择，其输出是语义加工的输入，知觉信息必须进入语义加工系统中进行编码后才可以被存储。Barsalou的知觉符号编码理论和认知神经科学的研究成果则否认这种观点，提出知觉加工并不是语义加工的早期阶段，而是一种独立的加工系统，其输出的信息可以直接进入到长时记忆中进行存储，因而知觉加工和语义加工是一种并列的结构。

知觉通道的加工内容为外部环境中的感觉刺激，采用激活、联接的方式进行编码，编码后的信息以知觉模型的形式在长时记忆中表征。对客观事物的个别属性的认识是感觉，对同一事物的各种感觉的结合，就形成了这一事物的知觉。对知觉加工通道的研究需要以感觉为基础。按照刺激性质的不同，可以将感觉分为视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等。视觉、听觉、触觉的刺激属于物理刺激，味觉和嗅觉的刺激属于化学刺激。当前多媒体学习领域的技术可以很容易的实现物理刺激的模拟，但对化学刺激的呈现则较困难，因此对知觉通道的研究主要集中于视觉通道、听觉通道和触觉通道。

外界的不同感觉刺激是以并列的形式进入加工系统的，例如视觉信息通过眼睛进入视觉通道，听觉信息通过耳朵进入听觉通道，触觉信息则是通过皮肤进入触觉通道，视觉通道、听觉通道和触觉通道的刺激信号以并行的方式传输到大脑皮层的初级感觉区激活相应的细胞，在感觉联合区的作用下，三通道的感觉信息相互激活和联接，经过多次的重复则会形成稳定的神经结构，进而在头脑中形成对某一事物完整的知觉模型。由于知觉通道采用激活和联接的形式，知觉模型的形成是感觉刺激多次重复后形成的稳定的神经器质的改变，因而对意识参与的依赖性较低，只需要较少的认知负荷。

从学习类型方面看，知觉加工通道对于初级认知学习是十分重要的，它可以让学习者不需要过多的注意和加工，较为容易地产生知觉模型，进而为高级认知学习奠定基础。从学习者方面看，知觉加工通道对于低认知能力的学习者意义较大，即知觉通道这种不需要过多的意识参与的信息加工系统似乎更有优越性。虽然知觉加工通道对学习的意义较大，然而当前的多媒体学习模型往往忽略了对知觉加工通道的研究，更加关注于高级学习活动的语义加工通道。本研究在相关理论的基础上将知觉加工通道与语义加工通道相区分，希望能引起人们对多媒体学习中知觉通道研究的关注。

2.语义加工通道（Semantic processing channd）

在认知心理学的影响下，对语义加工通道的研究一直是多媒体学习关注的焦点。语义是指对于那些用来描述现实世界的符号的解释，其本身是不存在的，而是人为规定的。因此，它体现的是一种人所特有的高级认知活动的抽象学习。语义加工通道加工的内容为有意义的符号信息，这些信息不是来源于感觉器官的输入，而是来源于知觉通道和动觉通道。当外界信息进入知觉通道和动觉通道时，有意义的符号被识别出来进入到语义加工通道中，按照一定规则被解释，经过命题编码和类比编码的形式，最终形成命题和意象进行存储。从神经机制的角度分析，当外界刺激经过传输激活大脑皮层感觉区域和运动区域后，有意义的信息会进一步激活语言运用区和前额联合区，进而形成高级认知活动。

在语义通道中存在两种编码方式：命题编码和意象编码。命题指不依赖于符号和图像，以抽象的形式来表征事物的内在意义的一种深层心理表征。例如对句子而言，不保留音、形等特征，对图像而言，不保留具体的知觉形式，命题只表征其内在意义。意象是对表象的概括和总结。例如对桌子而言，意象并不保留其具体特征，只表征其大致的轮廓，这种轮廓是在对桌子这一类事物总结和概括的基础之上得出的。命题和意象的共同点在于二者都是对外部信息的重构，都需要意识的控制，因此会产生较多的认知负荷。二者的区别在于命题是完全抽象的，而意象则保留了一定的形象性。当信息在语义通道中传输时，其编码方式是由信息的特点、内容决定的。空间结构性强的语义信息会优先采用类比编码的形式形成意象，而时间逻辑性强的则会优先采用命题编码的形式形成命题。

3.动觉加工通道（Kinesthetic processing channel）

动觉是对身体各部位的位置和运动状况的感觉，也就是肌肉、骨骼和关节的感觉。动觉通道主要用于加工动作信息，同知觉加工通道和语义加工通道一样，该通道的加工也是以大脑为神经基础。但除此之外，脊髓、小脑和外周神经对该通道的学习也发挥着重要作用。

动觉通道主要是针对动作技能，动作技能指通过练习巩固下来的、自动化的动作活动方式，如写字、骑车、游泳等，是一种程序性知识的学习。对动作技能的学习需要经过两个过程：认识和操作。在认识过程中，学习者必须借助于知觉通道和语义通道的加工作用，知觉通道对输入感觉信息的加工，首先使学习者对动作技能产生一个初步的感性的认识，语义通道的加工可以使学习者从思维的角度掌握动作的技巧，使感性认识进一步深化和精确，在此基础上学习者会对动作技能产生一个较为完整的认识。在第二阶段的操作过程中，学习者只需要在认识的指导下，完成各种动作，当完成正确的动作时，在运动器官、小脑和大脑皮质运动区会形成稳定的神经结构，进而使动作自动化。但是，从认识到动作自动化的过渡并不是一个简单容易的过程，例如学习骑自行车。虽然学习者已经清楚骑车的步骤，但实际操作中还会遇到各种问题。随着科技的发展，多媒体技术为动作技能的学习注入了新的活力，当学习者进行动作技能类知识的学习时，将动觉信息编码成动觉模型，在此过程中运动器官上会留有动觉信息的记忆，进而使学习者产生一种最为直接的动作经验，帮助实现自动化，有效地促进动作技能的学习。综上所述，多媒体学习认知模型三通道加工信息类型、编码方式和编码后的表征形式可用表2表示。

4.三通道的相互关系

从上述分析中可以看出知觉通道、语义通道和动觉通道是三个相互独立的并行加工系统，但三通道之间并不是相互割裂的，而是一个有机整体。知觉通道为整个多媒体学习提供学习内容的特征信息和有关学习环境的背景信息，对学习内容产生感性的认识；语义通道是在知觉通道的基础上进一步升华总结，使感性认识升华成理性认识；动觉通道赋予这种认识过程主观能动性。三个通道在构成一个整体时相互依存，如语义通道意象的形成就是在知觉通道知觉表象形成的基础之上抽象概括而得的；动觉通道加工简单的动作只需要重复的操作练习，但对复杂的动作技能的学习则需要在自动化过程之前借助于知觉通道和语义通道的作用而完成。

多媒体学习三通道假设对Mayer通道理论的改进之处在于，将通道的划分标准由原来的感觉获取转向信息处理。在三通道假设中，笔者将类比和命题两种编码从原来的视觉通道和听觉通道中提取出来，合并成语义通道，用于加工抽象的语义符号。而在语义通道的基础之上增加了知觉通道和动觉通道，用于处理知觉信息和动作信息。这种新的划分方式是在整合多种编码理论的基础之上提出的，并在一定程度上得到了认知神经科学的证据支持，强调了多媒体学习的多元性，扩大了多媒体学习的研究范围，进一步拓展了多媒体学习过程中知觉特性、动觉特性和时间特性的研究。三通道假设的提出，旨在引起人们对知觉学习和动作学习的重视，为三类学习行为的整合提供理论依据。

基金项目：本文是2011年度教育部人文社会科学研究规划基金项目“三通道多媒体学习过程信息获取的眼动脑电特征与认知传播模型”（编号：11YJA880058）的阶段性研究成果。

作者简介：王晓丹，宁波大学教师教育学院，硕士，研究方向：多媒体学习。

收稿日期：2012年5月18日

编辑：李婷

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