认知负荷的定义为什么会分歧?
认知负荷不是一个单一、可以直接观测的量。它指的是施加在一个人容量有限的认知系统上的需求,研究者试图通过不同视角来捕捉它:任务本身、学习者的主观体验,或生理信号[4]。由于这些视角测量的是不同的东西,研究对负荷的定义和操作化方式可能并不直接等价。一篇批判性分析指出,评定量表这一常用测量工具并不可靠、不一致,而且往往偏弱,把负荷的各个子成分区分开来始终是个难题[1]。
当研究关注负荷的不同成分时,问题就更复杂了。一项关于生成式人工智能在教育中应用的系统综述发现,各研究测量的负荷成分不同,有些纳入了与学习相关的负荷子量表,只有一部分研究给出了方向性比较[2]。这意味着,即使研究者认同大致框架,他们测量的负荷具体部分——以及测量方式——在不同研究之间也可能差别很大。
不同的负荷操纵会产生相似效应吗?
一项直接检验一致性的研究比较了四种常见的诱发认知负荷的方式:数字记忆任务、视觉图案任务、听觉回忆任务和时间压力[3]。在这四种方式下,参与者的行为反应相似:数学题和逻辑谜题上的表现更差,彩票任务中更倾向于规避风险,而对分配决策没有系统性影响[3]。这种趋同说明,不同的操作化方式至少能在行为层面触及某种共通的东西。
同一项研究还发现,数学表现受某一种负荷操纵影响最大的人,往往也是受其他操纵影响最大的人;而且在认知反思测验中得分高于中位数的参与者,比低于中位数的人受负荷影响更强[3]。这些个体内的模式进一步说明,不同的操纵捕捉到的是一种共同的底层能力,而不是互不相关的效应。
为什么测量始终是个难题?
即使行为效应趋同,测量仍然困难。一篇综述非侵入性生理指标评估认知负荷的文献指出,由于各研究的操作化方式不同,生理结果的解读方式也不一样[4]。这种差异意味着,一项研究中与负荷相关的生理信号,可能无法与另一项采用不同操作定义的研究中的信号直接比较。
在教育情境中,难题还延伸到如何权衡负荷与学习结果。一篇关于数字与在线学习的观点文章认为,目前还没有统一的方法把某些设计效应纳入认知负荷理论,而且一些设计因素可能诱发与任务无关的负荷,同时仍然促进动机和学习[5]。缺乏统一方法,反映出在不同研究传统之间对齐定义和测量的更广泛困难。
这对比较研究结果意味着什么?
证据指向一种中间立场:认知负荷的定义和操作化还不够一致,不能假定任意两项研究测量的是同一件事;但也没有不一致到所有比较都毫无意义。四种常见操纵下行为效应的趋同[3]为谨慎比较提供了基础,而评定量表[1]和生理操作化[4]的差异则提醒我们,不要把不同的测量当作可以互换。
对于想比较实证结果的读者来说,实用的要点是查看研究测量的是负荷的哪个方面,以及负荷是如何被诱发的。使用相似操纵和相似结果测量的研究,比依赖不同成分或不同测量工具的研究更具可比性。缺乏统一框架[5]意味着,跨研究比较需要关注这些细节,而不能假定存在共同的定义。
本文引用的文献
对认知负荷理论构建与实证测量的批判性分析
认知负荷的评定量表被描述为不可靠、不一致,区分和测量负荷的各个子成分仍然具有挑战性。
生成式人工智能与教育中的认知负荷:基于认知负荷理论视角对WoS/SSCI索引研究的系统综述
一项关于生成式人工智能在教育中应用的系统综述发现,各研究测量的认知负荷成分不同,只有部分研究对与学习相关的负荷给出了方向性比较。
论认知负荷的一致性
四种常见的认知负荷操纵在数学、逻辑、彩票和分配任务中产生了相似的行为反应,受某一种操纵影响最大的人往往也受其他操纵影响最大。
训练与操作情境中认知负荷评估的非侵入性生理指标:信号处理、证据与可行性
认知负荷的操作化方式在不同研究中存在差异,导致生理结果的解读方式不同。
理解数字与在线学习中的认知负荷:关于无关认知负荷的新视角
目前还没有统一的方法把某些设计效应纳入认知负荷理论,而且一些数字设计因素可能诱发与任务无关的负荷,同时仍然促进动机和学习。
