注重理解的多媒体学习软件设计及其实例研究
严大虎， 陈明选
（江南大学 教育学院， 江苏 无锡 214122）
[摘 要] 理解是任何形式学习的最终目标，大多数学习者利用多媒体软件进行学习时，出现如创建学习情境有难度和缺乏自我认识等问题，这些都是学习者难以进行理解性学习的原因 。针对以上问题，文章阐释了用多媒体技术帮助学习者理解，介绍注重理解的多媒体学习软件的设计策略 ，并给出一个具体实例 。
[关键词] 理解； 多媒体学习软件； 学习情境； 自我认识
[中图分类号] G434
[文献标识码] A
一、引 言
随着计算机和网络技术的飞速发展，利用多媒体进行学习已成为教育体系中的重要组成部分。但是，当前一些多媒体教学软件仅用来呈现知识、传授知识，忽视它对学习者理解能力的影响。如何帮助学习者来进行深度理解？本文给出了一个英语词汇学习的软件设计思路，希望能起到抛砖引玉的作用。
二、用多媒体技术促进理解性学习
什么是理解？“理解”是指深刻领会那些抽象的、概念性的内容，而不仅仅是掌握一些具体的东西。[1]通过理解，一方面可以使批判思维、灵活解决问题成为可能，另一方面使学习者能够在解决新问题的具体情境中迁移技能和重新建构所学知识和技能。理解性学习是以“理解 ”为核心，“理解” 既是学习的指导方向，又贯穿在整个学习活动中，是学习的最终目标。因此，理解性学习是指学习者能够深刻体会学习内容的主旨，把握其整体意义，并能够在实践中思考和运用所学知识的过程。在理解性学习过程中，要帮助学习者主动建构知识，促进其参与实践，注重学习者之间、学习者与教育者之间的交流互动达到新知识生成的目的。这些同现代教育注重培养能够进行评判思考，能够成功进行创造性思维，能够有效解决实际问题的人才的发展目标相一致。[2]
理解性学习与高效学习紧密结合在一起，要实现高效学习就必须帮助学习者在新情境中迁移技能和应用知识，帮助学习者自我认识，实现高阶思维和高阶能力，即达到理解性学习的目标。[3]而将技术引入教学的重要目的就是促进高效学习。AECT’05 定义：“教育技术是通过创造、使用和管理适当的技术过程和资源以优化学习和改进绩效的研究和符合道德规范的实践。”[4]可以推断出，多媒体技术与课程整合在一起支持理解性学习，才能够更好地体现出教育技术的本质。
在知识镶嵌于技术化的课程中，多媒体技术的作用应该是学习者的学习工具，而不是通过预先设定的程序内容来“教”学习者学习。在学习过程中，学习者不能直接从多媒体技术中学习什么，只能从思维中学习。思维，尤其是高阶思维的发展需要相应的技术支持，多媒体学习软件应当作为学习者思维发展的参与者和帮助者。[5]
根据理解性学习和多媒体软件作为学习工具的内涵，可以得出，恰当地运用多媒体技术，有助于促进学习者理解性学习。
三、注重理解的多媒体学习软件设计策略
促进学习者理解是教育的终极目标，任何教学设计都是以理解为中心目标的，多媒体软件设计也不例外。文中的软件设计策略主要是为学习者提供学习情境和强化自我认识。
（一）创建真实的学习情境
真实的学习情境，指学习过程中的知识或技能蕴含在现实世界中的方式。利用多媒体技术促进理解性学习必须运用情境化学习理念处理学习内容，帮助学习者从现实世界的角度，理解为什么要学习相关的知识和技能，并且知道什么时候使用它们；帮助学习者丰富其知识结构，使他们能够更好地将知识和技能应用到新情境中，提高学习的迁移能力。[6]
在英语词汇学习中，更要注重情境化学习。杜诗春教授认为，“语词的意义只有通过语境才能学到。要想记住意义，就必须在各种使用场合去接触它，就好比要记住一个人的面孔必须从不同的角度去看他一样”。[7]将学习者置于语言情境中，不仅学习兴趣提高了，词汇容易记忆，而且能够提高应用词汇的水平。创建学习情境，就是利用多媒体技术创设一些涵盖目标词汇的有意义的社会性语境，让学习者在这些语境中感受、认知、掌握并应用目标词汇。英语词汇情境化学习过程包括四个阶段：情境感知、情境认知、情境巩固和情境运用及反馈。[8]
（二）促进学习者自我认识
从学习的角度看，自我认识是学习者对自身学习状态和特性的整体把握，是学习者对自身学习问题的认识、洞察、反省的过程与结果。它主要包括认识学习意义，确定学习需要，明确学习目标，分析学习风格，保持学习动机和提高元认知水平等。[9]自我认识的根本目的就是引导和促进学习者在自身特性与多媒体技术之间寻求最佳的结合点，实现真正的自主学习和个性化学习，达到深层次理解的目的。
英语词汇学习与学习者自我认识关系密切。现代心理学研究表明，语言技能的学习作为一种特殊的认知过程，其迅速、牢固的掌握取决于个体认知能力的高度，尤其是元认知能力， 它在成功的语言技能学习认知过程中起关键作用。
文中的软件设计主要培养和提高学习者的元认知能力。元认知是个体对自己的认知过程和结果的意识与控制。[10]它是自我认识不可缺少的部分，是达到深度理解的重要能力。元认知是一种用于选择和监控思维活动的高阶策略，它有助于学习者创新思维和批判性思维的发展，有助于提高学习者的学习效果和学习责任感，是学习者把知识应用于具体学习情境的基本途径。[11]成功的学习者能反思自己是如何思考和如何学习的，能设定合理的学习或绩效目标，选择适当的学习策略或方法，并且监控实现目标的过程；当出现问题或未能按计划实现学习目标时，知道如何改进存在的问题。[12]元认知主要包括元认知知识、元认知体验和元认知监控。其中，元认知监控是利用自我意识和自我调控，通过各种反馈信息对学习活动进行调节和控制。利用元认知监控，学习者可以检验词汇学习过程中的各种情况，如学习过程中语言语境的自我感受，词汇理解的情况，并据此及时判断和评定词汇学习的有效性，随时调整或选择新的学习策略。
四、英语词汇学习软件的设计
由以上的设计策略可得，注重理解的英语词汇学习软件应为学习者提供情境化认知工具，帮助学习者提高元认知水平，从而激发学习者的学习动机和兴趣，使他们能够清晰地了解自身的学习状态，可以随时调整学习策略。[13]在此基础上，下面给出软件的总体设计和关键技术。
（一）软件总体设计
软件的总体设计如图 1 所示。 [14]
词汇库：需要学习的英文词汇。
用户记忆管理信息库：记录学习者对每个词汇的记忆信息，包括理解的程度、每个词汇的学习次数、有效学习的时间、连续测试正确次数和下一次的学习时间等。
词汇优先队列：主要功能包括构造词汇优先队列，在删除队首词汇后能够重新形成新队列等。
词汇队列管理模块：判断学习者对每个词汇是否掌握、计算对每个词汇测试正确的次数、下次学习的时间和总的学习时间等。
词汇理解模块：主要是应用模块和评价模块。
应用模块，为学习者提供情境化认知工具。加德纳认为，理解的应用是指熟练地掌握概念、原理和技能，并把它们有效地应用于新的环境中或解决新问题。英语词汇的学习是一种文化适应，需要在一定的情境或文化中发生才有效。在情境认知专家们看来，学习不仅仅是为了获得一大堆事实性的知识，还应该将自己置于知识产生的特定情境中，参与到具体情境中的实践，这样才能达到对知识的理解。[15]
情境化认知工具可以根据促进学习者不同层次的理解来设计，不同层次的理解包括一般层次和高级层次。一般层次的理解指显示学习情境。例如在学习水果名称时，可以将水果的电子图片逐一呈现，使学习者可以直观学习，加深了印象，激发了学习兴趣，便于学习者快速掌握。高级层次理解是指深化对学习情境的认识。例如可以利用互动游戏来学习词汇，词汇小游戏为学习者创建丰富的语言交际情境，使学习者在玩中学、学中玩，寓知识于游戏之中，游戏的趣味性能够极大地激发学习者的学习热情，提高词汇应用能力。通过选择一些恰当的情境化认知工具，使学习者自然融入到学习活动中，帮助他们加深对词汇的深层认识。
评价模块主要测试学习者对词汇是否理解正确。内容包括学习者借助情境，能否实现对目标词汇的认知和理解，同时记录学习者记忆单词的情况。评价工具采用电子学档。电子学档是指学习者利用信息化手段呈现学习过程，包括在学习过程中对学习和知识的管理、评价、讨论、反思和设计等。电子学档的特点有注重过程性、强调情境真实性、自主开发性和评价多元性等特点。电子学档评价在英语教学中的应用有：激发学习动机，使学习者成为学习评价的主体；监控评价过程，为学习者创建宽容支持环境；反思学习成就，让学习者体验自我实现的激情。 [16][17]文中电子学档主要包括学习者成绩、词汇学习情况的记录等。 它的主要功能是记录学习者理解词汇的信息，目的是帮助学习者不仅仅关注评价结果，更要提高元认知能力，从而促进对词汇的深度理解。
软件运行过程：每次学习时，学习者从词汇库取出词汇并形成优先队列，然后利用情境化认知工具来学习，评价模块记录学习者对词汇的理解情况，包括测试和监控学习过程。学习结束后，队列管理模块将学习者对每个词汇的记忆情况存储到记忆管理信息库中，方便了学习者在下一次学习时，根据自身的记忆规律来选择词汇、学习时间和记忆策略等，从而实现高效学习。
（二）关键技术
1. 英文词汇优先队列
优先队列是 0 个或多个元素的集合，每个元素都有一个优先权，对优先队列执行的操作有查找、插入和删除元素。在最大（小）优先队列中，查找操作用来搜索优先权最大（小）的元素，删除操作用来删除该元素。优先队列常用堆来实现。[18]
文中英文词汇优先队列是最大优先队列，队列中的元素是词汇，优先权定义为测试学习者对词汇理解正确的次数。
2. 基于优先队列的算法
设词汇的优先权为Κ，初始值为零，Κ大于等于Μ表明学习者理解了该词汇，Μ由学习者根据自己记忆规律来确定。按照Κ值非递增的次序建立词汇优先队列，队首词汇的Κ值最大。在学习过程中，可能会从队列中去掉队首词汇，并且要生成新队列供学习者使用，这就需要设计一个基于优先队列的算法，算法描述如图 2 所示。
算法解释如下：
（1）从词汇库中抽取一组词汇；
（2）按 Κ值大小将词汇组建立优先词汇队列，初始学习时，Κ=0；
（3）询问学习者是否终止学习，若是，更新用户记忆管理信息库中词汇的记忆信息，结束；否则，执行（4）；
（4）学习词汇并自测是否理解单词，若测试通过，Κ=Κ+1，执行（5）；否则，将该词汇添加到队列尾部，转向（2）；
（5）判断Κ是否大于或等于Μ，若是，表示该词汇已被学习者掌握，删除该词汇，转向（2）；否则，直接转向（2）。
该算法的主要功能是根据学习者的记忆规律，为他们提供最佳词汇记忆序列和记忆时间等。
（三）促进英语词汇学习的优势
基于优先队列的英语词汇学习软件能够记录学习者的学习目标、知识状态和认知偏好等个体特征，提供了适合学习者的学习情境、学习策略和认知工具等，强调了对词汇理解过程的支持，它具有以下几个特点：
1. 帮助学习者强化认知水平，提高词汇的应用能力
情境认知理论对英文词汇学习的启示有：词汇的理解离不开真实或模拟的环境，词汇的理解过程应该是学习者从边缘参与开始逐渐进入到具体活动中去，词汇的应用只有发生在一定的情境或文化中才有效。该软件为学习者提供了情境化认知工具，使学习者可以沉浸到具体情境中去理解词汇，提高了学习者英语词汇的应用能力。[19]
2. 帮助学习者监控学习过程，提高自我认识
该软件能够保存关于学习者记忆词汇的数据，从而帮助学习者了解自己学习词汇的过程，能更清楚地认识自身的记忆规律，它将学习者需要学习的词汇，按记忆程度排成优先队列，对于已经理解并记住的词汇，告诉学习者不需要再花费时间学习；对于没有记住的词汇，提醒学习者在合适的时间段内再学习。另外，学习者利用该软件可以评价自己的学习效果，从而发现学习中存在的问题，以便在下次学习时加以改进，为反思性学习提供了条件。
围绕明确的教学目标、利用多媒体技术，设计注重理解的英文词汇学习软件，是多媒体软件设计的一种新的探索。尽管在实践应用中有一定效果，但还有许多尚待改进的地方，例如优先队列中词汇的优先权的确定是建立在学习者能够准确判断自己记忆能力的基础上，存在一定的局限性。
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