《教學(xué)設(shè)計(jì)與技術(shù)的趨勢和問題》一書中，在第四章提到了圖式理論和認(rèn)知負(fù)荷理論，兩者是很簡單的聯(lián)系，要解決認(rèn)知負(fù)荷，可以將學(xué)習(xí)信息以圖式的形式存儲在長時記憶中；此外還可以運(yùn)用四要素教學(xué)設(shè)計(jì)模式來減輕學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷，以下將闡述三者關(guān)系。
認(rèn)知負(fù)荷理論
認(rèn)知負(fù)荷理論假設(shè)人類的認(rèn)知結(jié)構(gòu)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)內(nèi)容先進(jìn)入學(xué)習(xí)者的工作記憶，再有學(xué)習(xí)者經(jīng)過內(nèi)部信息處理轉(zhuǎn)變?yōu)殚L時記憶，當(dāng)學(xué)習(xí)任務(wù)對工作記憶過程要求太高時，學(xué)習(xí)者無法將學(xué)習(xí)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)殚L時記憶，就會產(chǎn)生認(rèn)知負(fù)荷。
認(rèn)知負(fù)荷理論認(rèn)為教學(xué)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(jī)制，可以減少工作記憶負(fù)荷。圖式可以是任何所學(xué)的內(nèi)容，不管大小，在記憶中都被當(dāng)作一個實(shí)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(gòu)建，使得工作記憶盡管處理的元素?cái)?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(gòu)建能降低工作記憶的負(fù)荷。就好比關(guān)于“學(xué)?！钡闹R或者圖式，包含著諸如在學(xué)校的各個院系、各種科目、各種教學(xué)工具等等信息范疇。
根據(jù)對認(rèn)知負(fù)荷的研究，Sweller等人（1998）提出了應(yīng)設(shè)計(jì)一些教學(xué)策略來減少教學(xué)材料中無關(guān)緊要的認(rèn)知負(fù)荷。這些策略包括像學(xué)習(xí)者提供一些行得通的范例和部分完成的問題來供學(xué)習(xí)者評論和完成。因此，一個針對復(fù)雜學(xué)習(xí)的四要素教學(xué)設(shè)計(jì)模式應(yīng)運(yùn)而生。
四要素教學(xué)設(shè)計(jì)模型
網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于四要素教學(xué)設(shè)計(jì)模型的介紹是比較少的，百度百科上也沒有收錄其相關(guān)的概念。一些文章提到四要素教學(xué)設(shè)計(jì)模型是當(dāng)今國際上具有代表性的教學(xué)設(shè)計(jì)模式之一，對它給予了高度的評價。
四要素教學(xué)設(shè)計(jì)模型是形成于過去十年間的教學(xué)模式。顧名思義，之一模式主要包含四個要素，分別是：學(xué)習(xí)任務(wù)、支持性信息、程序性信息以及部分任務(wù)練習(xí)。
學(xué)習(xí)任務(wù)位于四要素之首，也是整個模式的核心。每一項(xiàng)任務(wù)都是整體任務(wù)的練習(xí)，以避免對知識、技能和態(tài)度的不當(dāng)劃分。任務(wù)的程度是由簡單到復(fù)雜過渡。
支持性信息指的是在學(xué)習(xí)者完成任務(wù)的過程中，提供指導(dǎo)和支持——尤其是當(dāng)學(xué)習(xí)者剛開始從事新的較為復(fù)雜的任務(wù)組時。隨著學(xué)習(xí)者經(jīng)驗(yàn)的增多，支持將逐漸減弱。在四要素教學(xué)設(shè)計(jì)模式中，提供了多種類型的支持和指導(dǎo)。
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(xué)習(xí)詳細(xì)說明如何實(shí)行學(xué)習(xí)任務(wù)的常規(guī)方面，這種類型的問題是學(xué)習(xí)者在完成任務(wù)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(wù)練習(xí)。書上說了這是為了想學(xué)習(xí)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(fù)來實(shí)現(xiàn)。其實(shí)我不太清楚這個說法，當(dāng)然通過不斷地練習(xí)、完成任務(wù)可以強(qiáng)化學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)技能。但是為什么是提供部分任務(wù)練習(xí)，而不是整體任務(wù)練習(xí)呢？為什么在四要素的第一個要素中強(qiáng)調(diào)了整體任務(wù)的重要性，而在最后一個要素中有提供部分練習(xí)任務(wù)？
有一個網(wǎng)站是專門介紹以四要素教學(xué)設(shè)計(jì)模式為基礎(chǔ)的機(jī)遇計(jì)算機(jī)的教學(xué)設(shè)計(jì)工具,其中提供了一些例子，可以看到很多都是復(fù)雜學(xué)習(xí)的案例，并且學(xué)習(xí)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(dāng)然也有提供英語版本的，國內(nèi)服務(wù)器上去可能比較慢…（實(shí)在太慢，用Google翻譯頁面）
Enovate as的首頁
項(xiàng)目例子1
項(xiàng)目例子2
項(xiàng)目例子3
ps：四要素教學(xué)設(shè)計(jì)模式有很多可取之處，它恰當(dāng)?shù)锰幚砹藢W(xué)習(xí)任務(wù)的復(fù)雜程度，減少復(fù)雜的學(xué)習(xí)領(lǐng)域以及不再采用將復(fù)雜的任務(wù)分解為小片段的作為。至于最后的一點(diǎn)——部分練習(xí)任務(wù)，從例子我們也可以看到，他是真實(shí)世界的實(shí)際問題，是復(fù)雜學(xué)習(xí)的典型問題，能完成這一解決問題的建模，相信對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)技能將會有大的提高
