学习本质上是一个认知过程，当我们在学习时，这个认知过程到底是怎样发生的呢？本文以多媒体学习的认知过程为例，说明「意义学习」（meaningful learning）的三种认知过程：选择、组织和整合。
一、多媒体学习的认知理论
多媒体学习的认知理论为我们呈现了人类信息加工的系统模型：
△ 图1：多媒体学习的认知理论
我们从图1的最左边说起（在「多媒体呈现」下面）。信息以语词和图像的形式呈现给学习者（比如现场演示、纸质书本与在线课件）。语词可以是口头语言或者书面语言，图像则可以是静态形式（比如插图、图标、示意图、地图和照片等）或者动态形式（比如动画或视频）。
再看第二列（在「感觉记忆」下面），语音信息进入耳朵，并在听觉记忆系统（听觉/言语通道）中表征为声音，而印刷文字或图像则进入眼睛，并在视觉记忆系统（视觉/图示通道）中表征为图像。
再看第三列（在「工作记忆」左半部分），如果学习者注意到感觉记忆中的某些声音，那么这部分声音则可以在工作记忆中进行深入加工（如图中「选择语词」箭头所示）。同理，如果学习者注意到感觉记忆中的某些图像，那么这部分图像则可以在工作记忆中进行深入加工（如图中「选择图像」箭头所示）。
在这里，书面形式的文字也可以转换成语音形式（如图中从「图像」指向「声音」的箭头所示）。接下来，学习者有意识地将工作记忆中的图像组织成图像模型（如图中「组织语词」箭头所示）。同理，学习者也有意识的将工作记忆中的图像组织成图像模型（如中「组织图像」箭头所示）。
在最后一列「长时记忆」中，学习者可以激活长时记忆中储存的原有知识，与工作记忆中的言语模型和图像模型进行整合（如图中「整合」的箭头所示），最终整合得到的学习成果将再次存储到长时记忆中。
二、意义学习的三种记忆模式
多媒体学习的认知理论呈现了意义学习的三种记忆模式：感觉记忆、工作记忆和长时记忆。
△ 表1：意义学习的三种记忆模式
1.感觉记忆。它以原有的感知的方式表征信息。这种记忆模式的容量很大，只能维持很短的时间（大约只有1/4秒）。语音信息进入耳朵，会在听觉记忆系统（听觉/言语通道）中表征为声音。而印刷的文字或图像进入眼睛，会在视觉记忆系统（视觉/图示通道）中表征为图像。
2.工作记忆。它以经过组织的方式表征信息。这种记忆模式的容量很小，除非及时进行主动加工，否则其维持的时间是很短暂的（不到半分钟）。
3.长时记忆。同工作记忆一样，长时记忆也以经过组织的方式表证信息，它的容量很大，而且能够维持很长一段时间（许多年）。
人类信息加工系统的结构特征对我们了解学习行为有重要的启示。相对其他两种记忆模式的容量来说，很明显，工作记忆的有限容量是人类信息加工系统的瓶颈所在。
为了弥补这一不足，学习者必须更加仔细地选择进行深入加工的相关信息，运用已有的知识结构，把这些信息组织成一个连贯的表征，帮助学习者组织所接受的信息，以便减少记忆模式的容量负担。
三、意义学习的三种认知过程
从多媒体学习的认知理论图中，我们可以发现三种基本的认知过程：
1.选择。对所呈现的语词和图像的相关部分予以注意。
2.组织。对已经选择的语词进行组织，以形成连贯的言语模型；对已经选择的图像进行组织，以形成连贯的图像模型。
3.整合。将声音表征和图像表征相互联系起来，并与原有知识相结合。
△ 表2：意义学习的三种认知过程
上述认知过程是推动人类信息加工系统产生学习活动的本质所在。为了能在多媒体环境中产生意义学习，学习者必须积极参与这三种认知加工过程，即选择、组织和整合新信息。
主动学习是指学习者在学习过程中主动进行这三种认知加工。从工作记忆指向长时记忆的箭头代表了信息的编码过程。
△ 图2：认知过程与记忆模式的关联
有必要指出的是，认知过程的发生与推进不是一个机械的过程，多媒体学习的认知理论所呈现的三种学习认知过程，只是为了帮助我们理解学习是怎样发生的，从而更有意识地自我反思与监控学习过程，或者协助他人改进学习方式。
▌本文由英知（enrichist.com）根据 Richard E. Mayer 所著《应用学习科学》（Applying the Science of Learning）相关章节编写，更多信息请参考原著或关注后续文章。英知（enrichist.com）团队致力于传播学习科学，促进信息技术与教学设计的融合，欢迎关注与转发。
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