多感官教學有效提升學習力

知識在學生心中是怎樣建構(gòu)起來的，其心理機制是什么樣的？怎樣利用這樣的心理機制實現(xiàn)有效學習，有效提升學生的學習力？

知識的呈現(xiàn)方式是多樣的，學生獲取知識的渠道不是單一的，而是同時獲取多通道知識。這些知識往往具有不同的感覺模態(tài)，并作用于個體的不同感覺通道，比如視覺通道、聽覺通道等。為了更好地理解教師講授的知識，學生大腦的神經(jīng)系統(tǒng)需要確定這些知識信息之間的關(guān)系，并增強大腦對這些知識信號的檢測，從而將其有效地整合為統(tǒng)一、連貫的知識體系并做出恰當反應，即進行多感官整合（Multisensory Integration，MI）。

多感官整合是我們進入知識寶庫的第一道大門。在整合不同通道信息的過程中，神經(jīng)電生理學的研究發(fā)現(xiàn)，對同時呈現(xiàn)的多通道信息，神經(jīng)反應會增強。已有研究將這種多感官增強現(xiàn)象稱為超加性效應(super-additive effect)。美國維克森林大學研究者特倫斯和巴里提出多感官整合最優(yōu)化的三原則：空間相鄰原則、時間接近原則和強度反轉(zhuǎn)效應，并以此來解釋這種效應。而這種超加性效應也正是我們進行多感覺學習的基礎(chǔ)。相比于其他學習方式，多感覺學習更能激發(fā)學習動機，提高學習積極性，從而顯著提高學習效率。

空間相鄰原則

隨著虛擬教學系統(tǒng)的應用，在實際教學過程中，我們需要考慮不同信息出現(xiàn)的空間位置。多感官教學在語匯聽辨、語匯表達方面的效果皆明顯。

隨著虛擬教學系統(tǒng)的應用，在實際教學過程中，我們需要考慮不同信息出現(xiàn)的空間位置，即為了實現(xiàn)最優(yōu)化教學，我們需要遵循空間相鄰原則?？臻g相鄰原則指，兩個或多個感覺通道在同一時間接受的知識信息出現(xiàn)在空間一致位置時，通常會認為知識來自同一事件，此時它落入多感覺神經(jīng)元的興奮感受區(qū)內(nèi)，神經(jīng)反應增強，這時多感官 整合效果最明顯。當知識出現(xiàn)在空間相鄰位置時，仍然會產(chǎn)生整合效果，這取決于感受野（receptive field）的大小。只要不同知識的感受野出現(xiàn)重疊，就會發(fā)生整合。否則，就會產(chǎn)生腹語術(shù)效應等錯覺（如雙簧和口技）。

從語言層面來說，閱讀障礙者在整合音素和字形時，無法閱讀、拼寫、寫作等；從非語言層面來說，左側(cè)角回、頂葉聯(lián)合皮層以及外側(cè)紋狀皮層間功能連接受損，認知發(fā)展不完善或損傷。一系列研究表明，閱讀障礙者存在視覺空間注意缺陷。根據(jù)檢索結(jié)構(gòu)模型，閱讀障礙者可進行視覺和聽覺線索的多感官訓練，增強閱讀相關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的激活水平。瑞士心理學家卡斯特發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過3個月的多感官訓練后，閱讀障礙兒童的拼寫和寫作水平改善19%—35%，這比一般方法的干預效果更有效。同樣地，在小學生學習語言時，對兩組平行班分別實施不同的教學方法——圖卡教學（視覺通道）和多感官教學，結(jié)果發(fā)現(xiàn)多感官教學在語匯聽辨、語匯表達方面的效果皆明顯。

時間接近原則

自閉癥學生的時間整合窗口比正常學生顯著延長，而短期接觸異步視聽信息對可以推動時間重新校準。因此采用同時性判斷訓練，能夠影響自閉癥學生對視聽信息之間時間敏感性的感知，且?guī)盹@著、持久的變化。

時間接近原則即不同信息在時間上接近，神經(jīng)反應增強，整合效果明顯。也就是說，視覺信息和聽覺信息并不需要同時呈現(xiàn)，只要二者的時間差異在一定的范圍（150ms—450ms）內(nèi)，學生會認為二者同時呈現(xiàn)，就會發(fā)生整合。德國奧登堡大學教授科隆比斯等人提出多感官整合時間窗口模型，來解釋多感官整合時間原則。時間整合窗口是評估時間敏感性的重要指標，此處窗口的意思是間隔,時間整合窗口指的是能夠被整合為單一感知的視聽信息的時間間隔，具有靈活性和可塑性，經(jīng)過訓練可縮小間隔。當時間間隔較長時，正常學生認為二者不同步，而自閉癥學生認為二者同步。多感官整合時間原則是，第一階段的表層加工在一定的時間窗口（即整合窗口）終止，才有可能發(fā)生整合。此時整合窗口相當于過濾器，決定不同感官的信息能否在時間上足夠接近的情況下發(fā)生整合。但這個過濾器只是發(fā)生整合的必要條件，而不是充分條件，因為多感官整合還需考慮信息的空間位置。因此該模型認為，盡管信息存在一定的空間位置，但只要在一定的時間范圍內(nèi)，也能發(fā)生整合。

自閉癥學生的時間整合窗口比正常學生顯著延長，而短期接觸異步視聽信息對可以推動時間重新校準。因此采用同時性判斷訓練，能夠影響自閉癥學生對視聽信息之間時間敏感性的感知，且?guī)盹@著、持久的變化，從而改善自閉癥學生在多感官整合時間窗口上的缺陷，起到較好的干預效果。使用多感官教學策略對小學自閉癥學生進行數(shù)學教學，實驗組在教學結(jié)束后進步明顯。

瑞士心理學家、認知神經(jīng)學家默里等人發(fā)現(xiàn)，在學習階段，當語義信息一致的聲音和圖片同時呈現(xiàn)時，學生對其再認的準確率要顯著高于只呈現(xiàn)圖片時的準確率，即多感覺學習促進了單感覺記憶的檢索和遷移，且增強了學生對抽象概念的理解和記憶。

另有一項關(guān)于單詞識別的研究發(fā)現(xiàn)，在呈現(xiàn)聽覺和視覺表征編碼的單詞時，即使不需要檢索聽覺信息，也會激活聽覺皮層區(qū)域。盡管我們不清楚多感官激活是否確實有助于檢索過程，但這些研究仍然表明，多感官信息能夠?qū)⒅R編碼成多感官表征，因此在隨后激活比單感覺編碼更大的大腦區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，從而使學生獲得更多的成功體驗，增強學習動機。這可能是我們觀察到的多感覺學習促進作用的基礎(chǔ)。

強度反轉(zhuǎn)效應

當一個模態(tài)內(nèi)充斥的信息量足夠多時，在這一通道或其他通道增加額外附加信息，反而會干擾學習。不同通道之間信息強度適中，多媒體學習的效果可能更明顯。

在具體的應用過程中，還需要考慮不同感官信息之間的強度，遵循反轉(zhuǎn)效應。反轉(zhuǎn)效應涉及多模態(tài)反應的性質(zhì)，指的是整合效果與單通道信息的有效性成反比,信息的強度在原來的感覺通道誘發(fā)的反應微弱時，信息之間的多感官整合才能實現(xiàn)最優(yōu)化。反之，當來自多個通道的信息強度本身很強大（有效地獲取了相關(guān)信息），足以誘發(fā)其原先感覺通道的反應,多感官整合的效果就會變差或者根本沒有效果。比如，兒童站在窗戶旁邊，一只小狗朝他走過來，當小狗離他比較遠時，需要根據(jù)狗的形狀和狗的叫聲來判斷遠方的動物是否小狗。此時，單通道視覺信息（狗的形狀）和聽覺信息（狗的叫聲）比較弱，需要將二者整合來判斷靠近的動物是否小狗。但當小狗離他足夠近時，就能夠根據(jù)形狀或叫聲來判斷是否小狗，整合就比較弱。總之，反轉(zhuǎn)原則解釋了，兩種較弱、而非較強的信息組合在一起時，整合效果更好。

隨著多媒體技術(shù)在課堂中的普遍使用，多媒體學習的認知理論表明，促進學習發(fā)生的關(guān)鍵制約因素是通道之間信息的強度與一致性。也就是說，一方面，在課堂教學過程中，教學內(nèi)容和教學視頻同時呈現(xiàn)，由于來自不同模態(tài)的信息更容易進入短期記憶，并構(gòu)建長期表征，從而降低認知負荷，通過多個感官通道進入大腦的信息就有助于規(guī)避大腦處理單個通道信息的有限性，因此學生在同一時間內(nèi)接受的知識量就更多。但與此同時，當一個模態(tài)內(nèi)充斥的信息量足夠多時，在這一通道或其他通道增加額外附加信息，反而會干擾學習。這也恰恰就證明了反轉(zhuǎn)原則的重要性，即不同通道之間信息，強度適中，多媒體學習的效果可能更明顯。另一方面，通道之間信息一致性，對促進學習也尤為重要。一致性不僅包括空間和時間上的一致性，還包括語義信息之間的一致性。

綜上所述，在多感官整合中，一般遵循時間接近原則、空間相鄰原則和強度反轉(zhuǎn)效應。而在理論層面上，研究多感官整合遵循的原則，不僅有利于探討人體神經(jīng)系統(tǒng)加工和處理信息等過程，也有利于闡明神經(jīng)系統(tǒng)各感覺通道之間的交互作用。這為人類理解大腦編碼信息、處理信息提供了良好途徑。在實踐層面上，多感覺環(huán)境隨處可見，這為多感覺學習創(chuàng)造了良好氛圍。但目前多感覺學習主要應用于閱讀障礙患者、自閉癥患者等有特殊需要人群的教育中，在普通學校的多媒體教學，應用相對匱乏，其教育價值遠沒有得到發(fā)揮。如何有效地在普通教育中更好地實施多感官教學，讓每個學生成為優(yōu)秀的多感覺學習者，仍需要我們進一步探索。同時，在多感官教學過程中，一定要注意知識的呈現(xiàn)方式。只有符合整合規(guī)律的呈現(xiàn)方式，才能起到易化效應，促進學習。

（作者單位：西北師范大學心理學院）

《中國教育報》2019年06月13日第6版