我在20世纪80年代有了一个想法，令我惊讶的是，它改变了全世界的教育

这是两篇探索关键理论的文章的第一篇——认知负荷理论和建构主义——今天使用的基础教学方法。

教师的明确指导和反馈比让学生自己发现新内容和新技能更有效。

这是认知负荷理论的前提，认知负荷理论是基于进化心理学和人类认知的知识，包括短期记忆和长期记忆。

我在20世纪80年代早期开始研究认知负荷理论。从那以后，这个理论的“所有权”转移到了我在新南威尔士大学的研究小组，然后又转移到了一大批国际研究人员手中。

该理论认为，大多数孩子在没有学校或指导的情况下就能获得“自然”技能，比如学习听和说母语。我们特别进化到自动获取这些知识。它被称为“生物学初级知识”。

但是，还有另一类知识——“生物学上的第二知识”，我们还没有进化到可以获得的程度。它几乎包括学校里教的每一个主题，从阅读和写作到科学和数学。

认知负荷理论涉及到二次知识的习得。

这一理论现在支撑着显性教学的方法——教师将明确地向学生提供信息或演示一种做事的方法——这是一种常见的学校教学手段。认知负荷理论解释了为什么这种方法有效。

我们如何获得第二知识

人们可以通过两种方式获得第二知识。最简单、最快的方法是听别人说话或读书。

但是如果没有其他人，可以在解决问题的过程中发现第二知识——比如参与研究。这样的发现或探索是有效的，但速度慢，效率低。它应该只在我们无法从他人那里获得所需信息时使用。

无论以何种方式获得，新的二级信息必须首先由我们的工作(或短期)记忆来处理。当我们注意某件事时，我们使用工作记忆。但是，这种内存资源在容量和持续时间方面受到严重限制。

当面对新的、次要的信息时，工作记忆在任何时候最多只能处理2到3条信息，而且只能处理20秒。

一旦新的信息被工作记忆处理，它就可以被转移到一个没有已知容量或持续时间限制的长期记忆中。

但是，如果文字对图表来说是多余的，那么它应该被完全删除。例如，如果您正在教授血液是如何流经心脏、肺和身体的，您可能会提供一个带有箭头的图来指示血液的流向。

像“血液从左心室流向主动脉”这样的表述是多余的，因为它应该从图表中清晰可见。研究表明，只给学生一张图表，与给学生一张有冗余文字的图表相比，会降低认知负荷。

这些影响只有在研究的信息很复杂的情况下才能显示出来。如果一个学生正在学习化学元素周期表的符号(Fe代表“铁”)，信息是如何呈现并不重要，因为认知负荷很低。

有哪些替代方案?

认知负荷理论的替代方法，如教授批判性思维，通常会把重点放在学习解决新问题或思考策略上。不幸的是，很少有随机对照试验证明它们的有效性。

认知负荷理论假设，例如，批判性思维在生物学上是首要的，因此是不可教的。如果我们在感兴趣的领域有足够的知识储存在长期记忆中，我们都能进行批判性思考。

汽车修理工可以批判性地思考修车的问题。我，而且我敢说你们大多数人在阅读时不能。教我们批判性思维策略而不是汽车机械师可能是没有用的。