李东升 乌鲁木齐市第五十五中学
【摘要】多媒体技术的应用给各领域带来了很大的方便，也广泛应用到了教育领域，图像、声音、文字的有机结合呈现甚至在虚拟空间中的角色互动使抽象、枯燥的学习内容变得更形象更逼真，从文字信息到声音、图像再到虚拟空间技术的进步极大地延申了人们的学习能力。多媒体是实现这种技术应用的工具，对技术的掌握可以使我们充分利用多媒体，若要使多媒体与教育有效结合就必须了解心理学特别是认知心理，遵循认知规律。有效的应用多媒体技术是建立在对语言、心理认知基础之上的。
【关键词】计算机辅助语言学习，认知心理学，习得，多媒体技术
An analysis of the application of multimedia technology in language teaching
【Abstract】The application of multimedia technology has brought great convenience to various fields, and it has also been widely used in the field of education. The organic combination of image, sound and text, even the role interaction in the virtual space, makes the abstract and boring learning content more vivid and lifelike. The progress from text information to voice, image to virtual space technology has greatly extended people's learning ability 。 Multimedia is a tool to realize the application of this technology. Mastering the technology can have us make full use of multimedia. If we want to combine multimedia with education effectively, we must understand psychology, especially cognitive psychology, and follow the cognitive law. The effective application of multimedia technology is based on the cognition of language and psychology.
【Key Words】CALL, Multimedia technology, Cognitive Psychology, Acquisition
中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1001-2982 （2020）08-089-03
1.多媒体技术
多媒体是用于创建和运行文本,声音,图像等多种媒体形式的的硬件和软件。每个应用程序的交互模式取决于必须存储的信息量及用户的潜在专业知识。目前多媒体信息产品可以在各种智能终端上及计算机环境中存储、运行。多媒体系统用户除了使用键盘和鼠标外，还可以使用各种输入设备，例如操纵杆和轨迹球。
用于创建多媒体应用程序的输入设备包括图形平板电脑、数码相机和扫描仪，它们将现有的图片和图形转换为数字形式。其他硬件设备，如视频卡和视频数字化板，都需要创建和播放数字视频元素。用于将声音元素整合到多媒体系统中的硬件包括麦克风、语音识别系统、计算机内的声音芯片和扬声器等，它们有多种形式，具有不同的功能和质量。
随着存储设备越来越快和越来越大，多媒体系统将能够扩展。网络速度的提高将增加在WWW上传输多媒体应用的可能性。目前，虚拟现实技术也开发出了一些网络应用，未来也会应用于移动终端，使虚拟现实正变得越来越现实，并将扩展多媒体体验以包围用户。多媒体技术的一个必然性是，它将继续改变，变得更快、更好、更现实。
2.CALL教学模式
计算机辅助语言学习（CALL）的三种类型：行为型CALL、交际型CALL和综合型CALL。
行为型CALL是基于斯金纳的学习行为理论，反复接触材料被认为是有益的，甚至是必要的，计算机被认为是这方面学习的理想选择，因为机器不会对学习者感到厌烦或不耐烦，而且计算机可以将材料以个性化的速度呈现给学生，甚至使训练适应学生的水平。计算机会分析错误并给出反馈。更复杂的程序将通过分支帮助筛选和补救活动来应对学生的错误。
交际性CALL是以交际法为基础的。在交际法中，重点是运用语言而不是分析语言，隐式地教授语法。它更强调语言在互动中使用。它也与个人电脑的到来相关，使计算变得广泛可用，从而导致语言学习软件的开发热潮。
综合型CALL试图通过将语言技能的教学融入到任务或项目中，通过完成一项分配的任务在任务活动中学习语言技能，这时计算机用于训练和辅导的用途发生了决定性的转变。
3.国内外研究现状
20世纪90年代欧美国家开始把多媒体技术引入教育领域，21世纪初，美国就已把互联网接入教室，现在电子游戏已更多的被用于教学中，虚拟现实（VR）和增强现实（AR）也已涉入教育领域。未来的教育是更人性化、智能化的教育。
一直以来在我国外语是培训学校和机构中教得最广泛的语言，特别是英语，但大部分学生的外语水平不高，学生缺乏兴趣和水平不高的原因有很多， 上世纪90年代起随着科技的发展多媒体技术的应用开始出现于课堂。多媒体的应用使语言教学得到了很大的改变，目前CALL在中国迅速发展，它已经成为所有高等学校以及其他公立或私立大学的主要目标，也是教育主管部门的目标。
4.语言心理学原理
4.1语言习得
语言习得是指学习者在语言运用的自然环境中不断的运用，而自然地获得了一种语言。20世纪70年代，美国语言学家S.D.Krashen曾指出，通过习得获得语言知识的人很容易不自觉地使用语言来完成交际任务，相反，语言学得是指学习者有意识地，系统地学习语言知识，语言学得的东西是有限的并且学得的语言知识无法自然的输出，输出是有更多的语言监控。传统教学忽视了“习得”的功能，注重“学”的教学策略，强调语法，学生总是想把语法放在第一位。必须重视语言学习得方法。
4.2认知心理学
认知心理是一个认识的心理学过程，注意、加工、记忆、存储、提取，思维，语言等信息加工的过程。这个过程的中心是长期记忆。顾名思义，我们的长期记忆储存着我们积累的知识。我们积累的知识被组织成信息块，称为模式。模式允许我们以有意义的方式组织信息，并帮助我们集成和组织新信息（Chi、Glaser和Rees，1982）。所以已有的知识结构对学习新的知识至关重要。如果信息无法进入长期记忆，它就会丢失。学习可以被认为是我们长期记忆的改变。
工作记忆是人脑处理信息过程中的暂时记忆，经过处理后的信息进入长时记忆。理暂时记忆的信息存储很小，乔治•米勒（George Miller，1956）在其关于这一主题的里程碑式文章中建议，我们一次只能处理大约七条信息。工作记忆只能保存信息20秒左右。多通道信息（视觉，听觉）处理研究人员现在认为使用多个通道可以增加大脑能够处理的信息量（Suveler，2005）。但是，仍然存在认知超负荷的风险。过多以无效方式传递的信息会干扰大脑将信息成功整合到长期记忆中的能力。
使用模式组织信息，工作记忆中的信息使用现有的模式集成到长期记忆中（Sweller，2003）。如果没有适合信息的现有模式，则需要创建新的模式，并且工作内存可能需要执行一些额外的工作来帮助组织信息（Baddeley 1999）。如果信息组织不好，或者很难将新呈现的信息与现有模式关联起来，那么工作内存可以处理更少的信息。
现在我们知道了：1. 工作存储器处理信息的能力是有限的。2.多媒体信息在神经系统不同中枢处理，使用多个通道可以增加大脑处理的信息总量。3. 多媒体文本理解处理可能特别困难，需要来自视觉和听觉通道的参与。4.长时记忆有组织的存储信息，使新信息附着于一个整体组织。以一种利用现有组织结构（图式）或帮助学生组织信息的方式呈现信息可以极大地帮助学习者将信息整合到长期记忆中。最有效的多媒体应用程序利用了大脑处理信息知识。
4.3认知规律
如果你正在设计一门在线课程或准备翻转课堂，你可能需要重新考虑如何让学生在没有传统的面对面交流的情况下接触到这些材料。Richard E.Mayer在《多媒体学习》（Cambridge Press，2001）一书中讨论了塑造多媒体演示设计和组织的12个原则：1. 连贯性原则——多媒体设计中不呈现无关的信息，文字，图片学习效果会更好。 2. 信号传递原则——当重要有组织的材料被添加时，人们学习得更好。3. 冗余原则——人们从图形和叙述中学到的东西比从图形、叙述和屏幕文本中学到的东西要好。4. 空间邻接原则——当相应的单词和图片在页面或屏幕上呈现得近而不是远时，人们学习得更好。5. 时间连续性原则——当相应的单词和图片同时呈现而不是连续呈现时，人们学习得更好。6.分段原则——以学习者个性化的频段呈现内容，学习效果会更好。7. 预习原则——当学习者对所学概念有所了解时，他们随后的多媒体学习会更有效。8. 情态原则——人们从图形和叙述中学到的东西比从动画和屏幕上的文字中学到的要多。9.多媒体原则——文字，图像，视频的有机结合学习效果会更好。10. 个性化原则——当单词是情景会话风格而不是一般呈现风格时，人们会更好地从多媒体课程中学习。11. 声音原则——当多媒体课程中的叙述是用友好的人声而不是机器声时，人们学习得更好。12. 图像原理——当扬声器的图像被添加到屏幕上时，多媒体学习不一定能学到更多的东西。
5.多媒体辅助课堂教学
5.1多媒体内容的设计
多重表现原则：用文字和图像来解释比只用文字更好。第一个原则是最好用两种表达方式来解释，而不是一种。例如，听过解释自行车轮胎泵工作原理的叙述的学生，在观看相应动画的同时，对随后的问题解决转移问题产生的有用解决方案的数量是听过相同叙述而不看任何动画的学生的两倍（Mayer&Anderson，1991，1992）。类似地，在随后的问题解决迁移测试中，阅读包含标题插图的文本的学生比阅读文本的学生产生了大约65%的有用解决方案（Mayer，1989；Mayer&Gallini，1990）。
邻接原则：多媒体讲解时，应将相应的文字和图片连续呈现，而不是单独呈现。类似地，阅读说明轮胎泵工作原理的文本（包括标题插图，放在文本附近）的学生比阅读同一文本和单独页面上的插图的学生产生的问题解决转移问题的有用解决方案多75%（Mayer，1989；Mayer，Steinhoff，Bower，&Mars，1995）。我们称这一结果为邻近效应，其他研究者也注意到了类似的模式（钱德勒和斯威勒，1991；斯威勒和钱德勒，1994）。因为相应的单词和图片必须同时存在于工作记忆中，以便于它们之间的参照链接的构建。
分心原则：文字应以听的方式呈现，而不是以视觉的方式呈现。例如，在观看描述闪电形成的动画的同时，也在听相应叙述的学生在随后的问题解决转移测试中产生的有用解决方案比观看相同动画的学生产生的有用解决方案多50%，信息处理避免过载。个体差异原则：根据多媒体学习的认知理论，具有较高先验知识的学生在看动画或阅读文字时可能会产生自己的心理图像，空间能力强的学生表现出更大的多媒体学习效果（Mayer&Sims，1994），能把视觉图像保存在视觉工作记忆中，从而更有可能受益于单词和图片的连续呈现。
连贯性原则：与较长版本的摘要相比，学生从强调相关单词和图片的连贯摘要中学到的知识更好。例如，阅读一篇文章解释闪电形成的步骤以及相应的插图的学生在随后的问题解决转移测试中产生的有用解决方案比阅读相同信息并在材料中插入其他细节的学生多50%（Mayer，Bove，Bryman，Mars&Tapangco，1996；Harp&Mayer，1997年）。Sweller和他的同事称之为冗余效应，他们发现了类似的结果模式（Bobis，Sweller&Cooper，1993；Chandler&Sweller，1991）。
从学习者如何处理多媒体信息的理论开始，我们已经能够进行有重点的研究，得出一些多媒体设计的初步原则。尽管所有的原则都要经过进一步的测试，这项工作证明了如何采取以学习者为中心的教学技术方法是可能的。
在基于计算机的教学中使用动画的原理，动画展示，在说明与运动相关的基于视觉或基于空间的事实或概念时，应便于回忆和保留。动画图形可能比静态图形更好地表现随着时间而变化的思想，因为它能够实现运动，因此具体化抽象的时空思想（Rieber和Kini，1991）。如果学习任务只要求学习者将固定对象可视化，那么使用静态视觉就足够了。然而，如果学习任务需要动态过程，即一个元素随时间变化或演变的情况，则最好通过动画视觉来说明。大多数支持计算机教学中的动画视觉的研究关注的是动画对动态概念而不是静态概念学习的影响（Chanlin and Chan，1996；Mayer，1994，1997），例如利用动画来描述科学系统的因果关系。
5.2有效的多媒体教学
基于认知心理的多媒体教学设计才更有效，一个应用二维和三维动画学习难以可视化的动态抽象概念的计算机学科案例研究（Riaza和Halimah，2009；2011）在许多电影和录像带中，学生观看插图在被一段时间隔开时，如果学生们有自己的视觉插图，这将是一个优势，如果学生能够控制学习的节奏和顺序，并与电脑互动，也是一个优势。交互学习发生在学习者和计算机对输入/输出作出积极和相互响应并适应响应的学习环境中（Jonassen，1999）。根据用户与计算机交互的方式，交互有三个层次（Lucas，1992）。“反应”模式是互动性的最低层次，它借鉴了行为主义的方法，简单地说就是物理地按下空格键进入程序的下一步。基于认知方法的“主动”模式是学习者积极参与知识建构的最高互动水平。反应式和主动式模型之间的模型是一个“交互式”模型，用户可以根据自己的输入通过指令进行互动，他们控制学习程序的顺序。
Gagne，Briggs和Wager（1992）将注意力描述为第一个指示事件，注意力与学生成绩的相关性比学习时间更高（Mayer和Wittrock，1996）。高视觉材料的呈现是激发和维持学生注意力的有效教学方法，注意力获得是动画的一种明显、实用、合理的运用。快速变化的视觉效果可以显示在电脑屏幕上以吸引学生的注意力，例如卡通人物、屏幕清除和移动物体来加强学习内容。在计算机系统中应用的动画图形涉及到交互的主动模型，如仿真中的动画模型和虚拟现实技术中的交互式三维图形。运用仿真的功能把现实中无法实现的抽象知识现实化并身临其境的交互，极大地减轻了学习中的信息负载，实现了高效学习的目的。
然而，在计算机教学中不加选择地使用动画可能会阻碍动画对学习的积极作用。学生对动画的选择性注意受到教学设计方法的影响，与静态图形相比，只有精心设计的动画引导有选择的注意力才能有效地帮助学习。
6.在线学习
随着智能终端技术的最新发展，其处理能力和存储能力允许应用程序的高级开发和使用，许多应用程序开发人员和教育专家一直在探索将先进的设备，如VR，AR及手机，平板应用程序作为协作学习的媒介。智能终端设备使学习者和教育者能够高效处理文件和图像等信息。许多移动设备都支持移动学习。移动学习可以为检查时间、设置提醒、检索工作表和说明手册提供性能支持。开放课程软件（OCW）允许公众免费获取课程中使用的信息。Google教室允许教师创建、管理和评分作业。
7.结论
现在多媒体已很广泛的应到了各个领域，给各行业信息处理带来了方便，基于多媒体技术之上的AR,VR技术更是发展迅猛。这些技术的运用都极大地减轻了学生学习中的认知负荷，不仅有文字，信息，图像的即时呈现，学习者还身临其境的参与其中。全面的调动了学生的学习。然而这些技术的有效应用都是在语言与心理认知的知识基础上设计开发出来的，学习内容的设计须符合认知规律，而不是刺激的信息呈现，否则要么杂乱无章，要么信息过载。
Bibliography
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Richard E. Mayer and Roxana Moreno,(2007) A Cognitive Theory of Multimedia
Learning: Implications for Design Principles
Riaza Mohd and Halimah Badioze(2011) Designing multimedia learning application with learning theories: A case study on a computer science subject with 2-D and 3-D animated versions