认知负荷理论

情景意识和认知负荷理论

情景意识定义：情境意识是在特定的空间和时间内，对环境中各要素的知觉、对这些要素意义的理解及预测它们随后的状态。换句话说它是个体对不断变化的外部环境的内部表征，在动态、复杂变化的信息环境中，它是影响人们决策的关键因素。

情景意识机制如图所示：

信息加工模型表明，情境意识与动态、不断演变的情境有关，情境意识的内容不同于长时记忆中的静态知识，如系统如何工作的知识和心理模型等。因此，真正的SA测量应该仅强调环境中动态变化的元素。

情景意识的测量可以分为四类：（1）生理测量；（2）记忆探查测量；（3）作业绩效测量；（4）主观测量。

（1） 生理测量

运用生理测量进行心理负荷的研究已有很长历史，

但在情境意识

的研究中则很少见。从目前的研究来看，最关键的问题是尚不清楚生理测量能否直接触及包含情境意识的高水平的认知过程。比如，P300 和其他脑电测量技术可以说明信息是否已认知登记，但是只能说明环境中的某些元素是否被知觉和加工，至于这些信息是否已经正确登记，或当事人在多大程度上理解了这些信息则无从通过生理测量反映出来。同样，眼动测量也无法说明处于边缘视觉的哪些元素已被观测到，或当事者是否已经加工了他所看到的对象。

尽管不能直接触及，Wilson认为还是可以借助脑电图（EEG）、眨眼和心脏活动、事件相关电位（ERP）、瞬时心率、或皮电活动（EDA）等生理指标，对操作者的情境意识水平进行适当的推断。

（2） 记忆探查测量

记忆探查测量最为符合Endsley关于情境意识的定义，此方法要求操作者我报告记忆中的内容，如让飞行员回忆飞行状态，藉此评估其情境意识。由于数据的搜集方法与SA的大多数理论相一致，这种测量的构念效度较高。

记忆探查测量的客观性和预测效度方面存在争论，Endsley 认为记忆测量是客观的，因为所搜集的数据可以与真实状态进行客观比较。而其他一些研究者认为数据的获取是通过自陈报告，一方面可能受到操作者的偏见或先入为主概念的污染，另一方面可能会因为工作记忆局限的问题导致回忆错误，故该测量是主观的。由于实际的任务环境复杂且具有动态变化的特性，而实验研究所采用的标准化模型距此有不小的差距，外显测量存在预测效度的问题。

（3）作业绩效测量

这种测量方法属于间接测量，利用任务表现来推测操作者的SA水平，如通过计算飞机偏离预定航向的值来评估SA。该方法的优点是客观、无干扰，且易于使用。研究表明高SA可能是良好绩效的必要条件，但不是充分条件。因此，作业绩效测量的最大问题是，可能并不能真正反映操作者的SA水平。

（4）主观测量

主观评定基于操作者或观察者的意见来测量SA。主观评定法的优点是易于使用、成本也比较低，也比较实用，可用于模拟情境，也可用于实际的任务环境。在任务过程时评定自己的SA，由于不能将自己了解的情况同真实的状态相比较可能会给评定带来困难。而在任务后评定，则有可能会受其表现的影响，导致评定的合理化和泛化。

盘面的主要元素：视频显示器、仪表、指示灯、数字读出器、按钮、旋钮、指轮等。

认知负荷理论（CLT） 由澳大利亚心理学家John Sweller 于上世纪八十年代提出，该理论的依据是，在处理信息时，工作记忆的容量是有限的（Miller 在1956 年指出人类工作记忆的容量为7±2个信息单元），而长时记忆的容量则是无限的，并“存储着具有不同程度复杂性和自动化特性的认知图式”。认知负荷理论认为，如果学习者同一时间在工作记忆中处理的信息量超过这一限度，就会造成认知困难，加大认知负荷。

认知负荷包含三种类型，分别是：内在认知负荷，指学习任务本

身的内在属性；外在认知负荷，指任务被呈现的方式；相关认知负荷，指学习者在图式建构和自动化过程中意欲投入的认知资源的数量。其结构如下图所示：

关于认知负荷的测量，相关研究者提出了许多方法。目前可用的认知负荷测量方法可以从两个维度来进行归类：客观现实性（主观或客观）和因果关系性（直接或间接）。客观现实性维度描述这种方法是使用了主观的自我汇报数据和客观的对行为、心理条件或绩效的观察。因果关系性维度是依据这种方法观测到的现象和所关心对象的实际特征的关系类型来将方法进行归类。根据这两个维度进行归类，现有认知负荷测量方法可见下表：