《教學設計與技術的趨勢和問題》一書中，在第四章提到了圖式理論和認知負荷理論，兩者是很簡單的聯(lián)系，要解決認知負荷，可以將學習信息以圖式的形式存儲在長時記憶中；此外還可以運用四要素教學設計模式來減輕學習者的認知負荷，以下將闡述三者關系。

認知負荷理論

認知負荷理論假設人類的認知結(jié)構由工作記憶和長時記憶組成。其中工作記憶也成為感覺記憶，它的容量是有限的；長時記憶的容量則是無限的，任何的學習內(nèi)容只要轉(zhuǎn)變?yōu)殚L時記憶后，隨時隨地都可以使用。一般而言學習內(nèi)容先進入學習者的工作記憶，再有學習者經(jīng)過內(nèi)部信息處理轉(zhuǎn)變?yōu)殚L時記憶，當學習任務對工作記憶過程要求太高時，學習者無法將學習內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)殚L時記憶，就會產(chǎn)生認知負荷。

認知負荷理論認為教學的主要功能是在長時記憶中存儲的信息。而知識則可以以圖式的形式存儲于長時記憶中。那么，圖式又是什么呢？圖式根據(jù)信息元素的使用方式來組織信息，它提供知識組織和存儲的機制，可以減少工作記憶負荷。圖式可以是任何所學的內(nèi)容，不管大小，在記憶中都被當作一個實體來看待。子元素或者低級圖式可以被整合到高一級的圖式，不再需要工作記憶空間。圖式的構建，使得工作記憶盡管處理的元素數(shù)量有限，但是在處理的信息量上沒有明顯限制。因此，圖式構建能降低工作記憶的負荷。就好比關于“學校”的知識或者圖式，包含著諸如在學校的各個院系、各種科目、各種教學工具等等信息范疇。

根據(jù)對認知負荷的研究，Sweller等人（1998）提出了應設計一些教學策略來減少教學材料中無關緊要的認知負荷。這些策略包括像學習者提供一些行得通的范例和部分完成的問題來供學習者評論和完成。因此，一個針對復雜學習的四要素教學設計模式應運而生。

四要素教學設計模型

網(wǎng)絡上關于四要素教學設計模型的介紹是比較少的，百度百科上也沒有收錄其相關的概念。一些文章提到四要素教學設計模型是當今國際上具有代表性的教學設計模式之一，對它給予了高度的評價。

四要素教學設計模型是形成于過去十年間的教學模式。顧名思義，之一模式主要包含四個要素，分別是：學習任務、支持性信息、程序性信息以及部分任務練習。

學習任務位于四要素之首，也是整個模式的核心。每一項任務都是整體任務的練習，以避免對知識、技能和態(tài)度的不當劃分。任務的程度是由簡單到復雜過渡。

支持性信息指的是在學習者完成任務的過程中，提供指導和支持——尤其是當學習者剛開始從事新的較為復雜的任務組時。隨著學習者經(jīng)驗的增多，支持將逐漸減弱。在四要素教學設計模式中，提供了多種類型的支持和指導。

程序性知識則有些類似我們平常使用的“幫助”功能。它主要用于為學習詳細說明如何實行學習任務的常規(guī)方面，這種類型的問題是學習者在完成任務的過程中比較常見的，解決的方法也是“千篇一律”就像程序一樣。

部分任務練習。書上說了這是為了想學習者在某個技能上表現(xiàn)出高度的自動化水平，就需要不斷地重復來實現(xiàn)。其實我不太清楚這個說法，當然通過不斷地練習、完成任務可以強化學習者的學習技能。但是為什么是提供部分任務練習，而不是整體任務練習呢？為什么在四要素的第一個要素中強調(diào)了整體任務的重要性，而在最后一個要素中有提供部分練習任務？

有一個網(wǎng)站是專門介紹以四要素教學設計模式為基礎的機遇計算機的教學設計工具,其中提供了一些例子，可以看到很多都是復雜學習的案例，并且學習需要完成的也只是“部分”而已。

以下是網(wǎng)站內(nèi)容的一些截圖，這是一個挪威語的網(wǎng)站，當然也有提供英語版本的，國內(nèi)服務器上去可能比較慢…（實在太慢，用Google翻譯頁面）

Enovate as的首頁

項目例子1

項目例子2

項目例子3

ps：四要素教學設計模式有很多可取之處，它恰當?shù)锰幚砹藢W習任務的復雜程度，減少復雜的學習領域以及不再采用將復雜的任務分解為小片段的作為。至于最后的一點——部分練習任務，從例子我們也可以看到，他是真實世界的實際問題，是復雜學習的典型問題，能完成這一解決問題的建模，相信對學習者的學習技能將會有大的提高