词汇教学是对外汉语教学中的重要组成部分。自20世纪90年代起,学者们开始越来越关注对外汉语词汇教学,与汉语词汇教学相关理论的运用也不断涌现。几个比较有代表性的理论大概可概括为三类:基于语法研究的本位教学(语素法教学、字本位教学、词本位教学、词块理论、语块法教学、配价理论等);基于环境因素的教学(语境理论等)基于认知模式的教学(隐喻理论、语言内化理论等)。
(一)基于语法研究的本位教学
关于语素法教学,肖贤彬(2002)认为“在词汇教学中,除了讲练目标词语的词义和用法外,还要将词语中的语素(字)加以离析,然后以一定的义项为单位与其他已学或未学的词素再进行组合,从而巩固所学词语与扩大新词的学习范围。[1]王周炎、卿雪华(2004)指出语素教学“有助于准确理解和运用词语,有助于类推词义、迅速扩充词汇量,也有助于识别、记忆汉字;同时也建议在进行语素教学时应该先教一些构词能力强的单音节语素,语素与复合词教学同步进行,结合构词法进行语素教学,辨析发音相同的词、近义词时应突出语素教学。[2]1991年,徐通锵先生在香港的一次学术会议上提到了“字本位理论。较早时候“字本位教学是法国汉学家白乐桑和中国学者张朋朋提出的,他们将“字本位理论应用到教材编写。持同样观点的贾颖(2001)也认为:“在教学中先教基本词汇中的单音节词,同时,汉字和复合词的教学同步进行,利用汉语构词法帮助学生根据语素组合的规律较快的扩大词汇量。[3]刘晓梅(2004)同时提出“词汇教学中,以字义为切入点、串联自组。对于整个字来说,除了要清楚它在课文中的意思和用法,还要适当地让学生回忆已学过的同字组的词(即同素词),举出生活中经常听到但还未学过的,并适时地予以纠正。[4]词本位教学在对外汉语教学领域中也深受学者们的关注,黄振英(1994)介绍了针对初级阶段词汇教学的7种方法。[5]胡明扬(1997)主张词语教学要分阶段进行,不同的阶段有不同的方法。[6]陈贤纯(1999)提出了取消精读课,在中级阶段把两万词语按语义场分类进行词语的集中强化教学。[7]王玲(2005)介绍了以词块理论为原则的对外汉语教学,[8]因为词块是较大的语言单位,有时甚至是整个句子,所以一次性记忆的单词量增大。虽然文中提到不加大目标词汇的难度有助于学习,但未明确说明适用于哪一阶段的学习,这在一定程度上混淆了词和语句的关系。陈光伟(2012)也建议语块法教学,他认为“不能总是从单词出发来教词汇,有时候可以,甚至必须以语块为单位来进行教学。[9]他认为自然语言中的“词汇是一个动态的概念,既可指单个的词,也可指短语、成语、搭配和习惯表达法在内的语块。语块的大量存在是语言习得和语言运用过程中的一大特征,这是不争的事实。词汇教学应当考虑到这一因素。“汉语里的‘好吗暞、‘怎么样暞、‘可以吗暞、‘行不行暞、‘要不要暞和‘吧暞等语块都是表示比较委婉的建议,如果能够背下来加以内化,那么在交际过程中要表达相关功能时便会脱口而出,而且话语听起来也会地道的多。[9]文中列举的语块似乎更适用于汉语的口语词汇教学,对于汉语的书面语词汇教学或习得有待商榷。另外,有关语块的界定、形式、类别及其所涵盖的范围等问题还有很多分歧,需进一步探讨。关于词汇教学的本位问题一直有不同的观点。比如李德鹏(2013)认为“汉语的语素就是词,[10]显然,语素教学不符合科学性和实用性的特点,所以不应是独立于词本位教学之外的教学法。大多数研究的教学本位是从语法研究的本位来服务于教学,而我们提出不同于前一层次的教学观念,即“学生本位,关注学习者的认知发展,学习者的主体因素对教学的影响。
(二)基于环境因素的教学———语境理论
李立新(2006)总结了三个角度考虑语境因素与教学的关系,提出:第一,针对词义中某一个义项、应设置典型的、能够突出其使用特点的语境;第二,设置在生活中使用比较多的、生活化、日常的,具有对比、强调等作用的语境,以其能够帮助学习者加深印象;第三,从语境角度考虑词义的发展变化,设立合适的语境。[11]他同时还说,在设置与学习目标词汇相关的语境时,有时往往会引进超出学生可接受能力范围的词汇,一旦超出学习者的可接受能力,学习者的注意力将会被转移,从而导致出现教学上徒劳的窘境。
(三)基于认知模式的教学———语言内化理论、隐喻理论
焉德才、胡晓清(2007)探讨了基于语言内化理论的词汇教学策略,为提高词汇内化的效果,在教学安排上要注意具体的词汇教学策略,他们提出4个维度方法:(1)降低词汇的认知难度;(2)提高词汇的情感量度;(3)加强词汇的联系强度;(4)强化词汇的激活频度。[12]潘玉华等(2011)提出了基于认知语言学隐喻理论对外汉语词汇教学的理论,在结合教学实践基础上,探讨隐喻在词义演变中的联系性、动态性、隐喻性等作用。他同时也提出了基于隐喻理论的教学策略,即利用隐喻掌握词义扩展,以及利用隐喻解读词汇深层意义。[13]隐喻理论的核心是联想。即从已知域向未知域的联想。按照隐喻的理论,可称为投射,是说话者对某些认知方式的选择。隐喻已经不是简单的修辞学范式,是一种人类概念思维的本体而得到更为深广的重视。从语言经济视角看待,人们倾向于从具体的已知域投向抽象的未知域。已知的事物对于人类而言显得具体,而未知的事物对于人类而言就显得抽象,这是人类思维的一大特点。
(四)基于“学生本位的教学———认知负荷理论的引入
上述三类的共性都是以提高课堂词汇教学效率为目标,重点研究的对象是词汇本身,都未重点涉及“学习者的因素。在汉语词汇教学中,基于语法研究的本位教学是基础,基于环境因素的教学是前提,基于认知模式的教学是认知工具。这三者的关系不是相互对立,而是相互联系。语法研究是找出语言中词汇的规律,而环境是人认知的对象,思维是人认识周围环境的工具。这里往往被忽视的是对认知的主体———学习者的研究。词汇种类繁多、量大,词义广泛,致使汉语教学中出现教师难教、学生难记、学生厌学、缺乏学习主动性等词汇教学的瓶颈问题。具体地讲,教材中存在单词较多、比较分散等情况,对初学者产生一定的学习困难。学生的知识背景和文化背景各不相同,按照传统的方式领读、讲解、记忆生词(比如,照本宣科、词典搬家、封闭式集中记诵、单词词义分析法等)很难达到理想的教学效果。教师如何帮助学习者培养主动学习的能力,是教学成功与否的重要标志。认知负荷理论以认知的主体(学习者)为中心,为学习者的学习过程提供理论基础,并运用信息加工模型描述大脑如何习得和储存知识,为优化学生工作记忆资源提供了解释。下面我们从认知负荷理论的新视角考察汉语词汇的教学。
二、认知负荷理论研究现状、理论介绍、教学策略
(一)认知负荷理论的应用研究现状认知
负荷理论为研究认知过程和教学设计提供了框架,被广泛应用于国内外的认知心理学、教育心理学、教育技术等领域。认知负荷理论在经历将近30年的发展过程中之所以能成为有影响力的理论,主要归结于其科学性和实用性(PaasF.,vanGogT.&SwellerJ.,2010)。[14]自21世纪以来,国内外各界的学者在认知负荷理论研究主要集中在4个方面:(1)从多学科多角度解读认知负荷理论(杨心德、王小康,2007[15]等);(2)将认知负荷理论应用于教学设计或多媒体教学设计(PaasF.,RenklA.&SwellerJ.,2003a;[16]ChandlerP.&SwellerJ.,1991;[17]程志、周铁,2008;[18]马锦英,萍,2008[19]等);(3)将认知负荷理论应用于语言教学(吉村宰,植野真臣,1994;[20]刘连娣,2006;[21]施仁娟,2012[22]等);(4)将认知负荷理论应用于复杂学习教学设计(赵立影、吴庆麟,2010[23]等)。认知负荷理论和第二语言教学,尤其是在教学策略和教学方法应用还是比较零散,在对外汉语教学中,尚未将认知负荷及相关理论的研究成果进行整合、应用;同时也缺乏系统的、动态的教学策略研究。本文尝试将认知负荷理论与对外汉语教学实际相结合,针对对外汉语课堂词汇教学中出现的问题,提出具体的教学策略和操作方法。并对具体的教学设计,词汇教学进行比较详细的分析。
(二)认知负荷理论与语言学习
大脑在对学习内容进行认知活动时,工作记忆加工信息的全部活动量被称为认知负荷。即,认知负荷指大脑在处理信息时一次性输入给工作记忆的活动总量。[24]认知心理学家倾向于将认知负荷理论分为三种类型:内在认知负荷(IntrinsicCognitiveLoad)、外在认知负荷(ExtraneousCognitiveLoad)、密切相关认知负荷(GermaneCognitiveLoad)内在认知负荷指大脑在学习时,对文字、词语、句子等的数量和各个信息元素之间的关系进行处理时所产生的记忆负荷的一种描述。内在认知负荷不仅来自于学习内容,还来自于学习内容与学习者专业知识的相互作用的程度。工作记忆在加工学习内容时,不仅需要加工单个信息元素,还需要加工各个信息元素间的关系。学习内容的复杂度高,学习者的专业知识相关度低,则工作记忆就很难对学习内容进行加工。学习内容越复杂,对工作记忆施加的内在认知负荷就越大。如果各种学习内容之间的联系强,学习者的专业知识相关度低,那么学习者会出现学习困难的现象,就需要耗费较多的工作记忆资源。反之,如果各种学习内容之间的联系弱,学习者的专业知识相关度高,那么学习者的学习就很轻松,且耗费较少的工作记忆资源。外在认知负荷(或无效认知负荷)可因不恰当的教学设计所致,不恰当的教学设计与认知加工过程(如图式建构、图式自动化)没有直接关系,作为一种强加于工作记忆的行为,需要耗费额外工作记忆资源处理的这一额外的负荷。不恰当的教学设计和不合理的教学过程常常加重学习者的认知负荷,因为原有的记忆资源被用作处理与学习无关的活动。密切相关认知负荷也被称为有效认知负荷,指用工作记忆资源有效处理内在认知负荷。有效认知负荷与教师有关,因为与有效认知负荷水平相关的因素有两点:(1)教师将学习内容呈现给学习者的方式;(2)学习过程中学习者的需求。[16]另外,有效认知负荷与图式建构、获取和自动化等活动有关。学习者在学习的过程中,从初学者成为熟练者,需要经历新图式的形成,当工作记忆处理较为复杂的新信息时,需要增加工作记忆的认知负荷,也就是有效认知负荷。这种有效认知负荷可以帮助学习者建立新的、复杂的图式,并连续不断地使学习者从一个初学者提升为一个熟练者。内在、外在和有效认知负荷具有可加性,开展学习活动时,总负荷不能超过可用的工作记忆资源。[16]在教学过程中,为了提高学习效率,教师应尽可能地减少内在、外在认知负荷,增加有效认知负荷,并且要控制总负荷量。
(三)多媒体学习的认知理论
MayerR.E.(2001)[25]在其多媒体学习的认知理论,介绍了多媒体学习认知理论的双通道、受限能力、活动过程等三个假说。他在介绍多媒体学习的认知理论的同时也分别详细地介绍了关于多媒体学习的选择文字、选择意象、组织文字、组织意象、融合等5个认知过程。他归纳为5个认知分类以及在认知理论中所处的位置,具有以下的特点:(1)多媒体展示的文字和图片;(2)感官记忆中的原声和符号表征;(3)工作记忆中的声音和意象;(4)工作记忆中的口语和图片模型;(5)长时记忆中的已储备知识。Mayer,R.E.根据知识类型的不同,把多媒体学习的认知理论从图像、口语文字、文本等三个方面做了详细的分析。MayerR.E.&MorenoR.(2003)[26]多媒体理论构建于双通道假设(dual灢channelassump灢tion)、有限能力假设(limited灢capacityassump灢tion)、主动处理假设(active灢processingassump灢tion)3个假设基础之上。他们以多媒体学习的认知理论为基础,揭示了认知超负荷的概念,即学习者的预期认知处理超出学习者的有效认知能力。文中描述了5种超负荷情况,并且针对这5种超负荷情况,为减少多媒体学习中认知负荷提出一或两个基于理论的建议,并阐述了每种方法的实验效果。认知负荷理论对汉语教学提供了理论支撑。在对外汉语教学中,以“学生为中心的教学原则,认知负荷理论的应用为教师充分把握学生学什么(教学内容),怎么学(教学策略)等发挥积极作用。
(四)基于认知负荷理论的教学策略
基于认知负荷理论生成教学设计的原则和策略,最主要从3个方面来考察:(1)如何降低内在认知负荷;(2)如何降低外在认知负荷;(3)如何增加有效认知负荷。主要成果来自以Sweller等为代表的样例学习研究和以Mayer等为代表的多媒体学习研究领域[27]。1.降低内在认知负荷的策略学习内容本身元素的数量及其相互作用性决定内在认知负荷的水平,所以需要降低内在认知负荷的决定因素。归纳已有研究,降低内在负荷的策略主要有两种:部分任务(parttask)和整体任务(wholetasks)[27]。关于较低内在认知负荷策略的归纳,如表1所示:2.降低外在认知负荷的策略不当的教学设计和不合理的教学过程是造成外在负荷的原因,为了降低学习者外在认知负荷,教师可以改善教学方式和教学内容的呈现方式等。关于较低外在认知负荷策略的归纳,如表2所示:Mayer等学者更为具体地证实Sweller等学者的研究结论。[25]教师在使用多媒体设备进行教学活动时,为降低外在认知负荷提供了指导性原则。3.增加有效认知负荷的策略对于学习内容复杂,时间较短的学习,可以通过降低内在和外在认知负荷来提高学习者的学习效率。而对于学习内容复杂,时间较长的学习,则需要增加有效认知负荷来提高学习效率。无论学习者对学习内容的熟悉程度较高,还是教师对学习者的学习任务要求较低,都有助于增加有效认知负荷。反之,则不利于增加认知负荷。关于增加外在认知负荷策略的归纳,如表3所示有意义的学习是对学习材料的深层理解,主要包含提供处理学习内容的重要信息,组织新输入的信息成为一个连贯的认知结构,并结合相关的已存知识融合这些新信息材料。MayerR.E.&MorenoR.(2003)基于认知负荷理论的教学设计,主要立足于怎么教,即教学策略。[26]我们从降低外在和内在认知负荷,以及增加有效认知负荷三个角度,归纳了以Sweller和Mayer等为代表的研究成果。
三、认知负荷理论在对外汉语教学词汇中的应用
首先,教师要注重培养学习者思维模型的构建;其次,引导学生能回忆出课堂上讲授的汉语知识;最后,鼓励学生主动运用已掌握的汉语知识去解决生活中、学习中遇到的新问题。这三个方面是在汉语课堂教学中,作为评估学生是否达到有意义学习的重点。学习有简单学习和复杂学习两个方面,我们从简单学习的角度出发,通过课堂教学的观察,基于认知负荷理论对汉语教学的启示,来解决课堂教学中出现的问题。教学对象为来自欧美和日韩国家20岁左右的汉语初学者(共20人),使用的教材是杨寄洲主编的《汉语教程》第二十四课《我想学太极拳》(杨寄洲主编,2010),[30]主要针对这一课的词汇教学做详细分析。
(一)学习内容的内在认知
负荷较高时,采用部分任务———预演法、分割法。第二十四课《我想学太极拳》涉及到中国传统文化———太极拳,生词较多而且比较分散等情况,对于初学者存在一定的学习难度。由于学生的知识背景、文化背景不同,因此按照传统的方式领读生词、讲解生词很难达到理想的教学效果。比如有的学生了解太极拳,有的学生不了解太极拳,学生们的起点不同,如果我们直接讲解的话,那么学生接收学习内容的速度也不一样。对于不了解太极拳的学生,从认知负荷理论的角度分析,学习内容存在内在认知负荷。在降低内在认知负荷的策略中,我们采用部分任务中的预演法和分割法。预演法可以理解为传统教育中的课前预习。上课之前让学生先了解什么是太极拳,以及课文中出现的人物有谁,分别扮演着什么样的角色等,使学生建构与太极拳有关的图式。学生处于同一起点,有利于降低学习内容的难度,提高学生的兴趣,也有利于学习新的学习内容。关于生词采用分割法,将学习的生词从语法角度分割成动词(打、报名、请假等)、名词(太极拳、头、病等)、动名词结合(打太极拳、看病、头疼、意思等)、能愿动词(会、想、能等)等一系列片段,也可以从语义角度分割成病症(感冒、发烧、头疼、不舒服、咳嗽等)等一系列片段,并且依次呈现,重点讲解,这样学生更容易建构相关知识图式。
(二)改善学习内容的外在认知
负荷因为内在认知负荷和外在认知负荷具有可加性,所以当内在认知负荷较高时,外在认知负荷将被视为最重要的改善对象。为了降低学生学习中存在的外在认知负荷,我们采用以下教学策略。
1.去除法/降低分散注意力法《我想学太极拳》一课中,我们在讲“意思这个词语的时候,多媒体课件中呈现给学生一张很大的图书馆图片,旁边还标出了禁止吸烟的图片,图片下方为学习重点。如图1所示:例图1图书馆的图片过大,禁止吸烟的图标也过于复杂,这些虽然很有趣,能够吸引学生的注意力,但这些信息并不是最重要,反而会产生外在认知负荷,影响学生学习。对于有一定生活经验的学生,依赖多媒体教学设备呈现出具体的语言学习环境时,很容易束缚学生的思维。学生占用工作记忆资源处理“图书馆是怎样的场所?是一个安静的学习场所,不允许大声喧哗,抽烟等,还需要工作记忆处理“禁止吸烟的图像。由视觉通道输入的图像和文字信息较多,非常容易忽略图片下方的词语“意思,句子“这是什么意思、这是不能吸烟的意思等学习重点。学生的注意力被其他有趣且与学习无关的问题所分散,致使学生不能集中注意,完成学习任务,致使分散注意力效应的产生。我们采用去除法删减分散学生注意力的有趣且无关的信息。例图2为去除法的教学策略运用后的教学内容。学习内容突显,重点讲解的词语“意思采用标记法,显示为重点学习内容,词语“意思的运用。词语和句子结合已设定的图片意境,可以引导学生从长时记忆中提取已存在的图式或相关信息。如学生在通过视觉通道输入的信息“意思与“禁止吸烟的图标意象,经过工作记忆处理为“意思的口语模型,“禁止吸烟的图标意象则被工作记忆处理为图像模型,最后融合学生自己生活经历中曾看见过一样的“禁止吸烟的图标,构建出工作记忆中的新图式或新信息。换言之,首先通过视觉感官记忆输入文字和图像信息,其次经工作记忆对“某某的意思的口语模型,“禁止吸烟的图像模型进行加工时,并提取长时记忆中已存在的“某某场所(图书馆等场所)禁止吸烟的图式,最后由工作记忆加工形成的新知识储存于长时记忆。进而由大脑中的口腔运动区接收到运动指令后输出新知识,即说出“这是什么意思?“这是不能吸烟的意思。或者“这是禁止吸烟的意思。
2.样例法我们的教学目标不只是停留在让学生认知和理解的程度上,而是要达到图式自动化的效果,建构成为长时记忆中的一个永久图式或信息。那么在教学设计或教学过程中,需要运用样例法的教学策略,让学生根据已经呈现的样例,在学习的过程中总结出隐藏的抽象的知识规律来解决新问题。譬如,总结出问句“……什么意思,肯定回答“……的意思,肯定回答“……不能……的意思或者“……禁止……的意思等规律,根据课本、图画或者多媒体教学课件等提供的“禁止停车的标示,通过提问学生或者让学生之间相互提问的形式练习“这是不能停车的意思或者“这是禁止停车的意思等等。经过反复的操练后,学习也就达到一种触类旁通的效果了,也就形成了图式自动化。
3.排列———标记法、剔除冗余法这一课中的语法知识为能愿动词。我们以能愿动词“能为例。例图3在教学设计上产生了外在认知负荷,问题主要体现在3点:(1)排列混乱;(2)学习内容冗余,重点不明确;(3)易造成学生出现视觉疲劳的现象。从多媒体的认知负荷理论分析,无形中增加了视觉记忆的选择、组织、融合文字和意象等处理信息的外在认知负荷。图像和文字排列不符合人的视觉从左到右,从上到下的扫描顺序的认知需求。另外,图片中男士满脸涨红,警察在测试他体内的酒精含量,显然说明他喝酒了,无须再用文字说明。图中下方偏左的孕妇开车图片选用两张显然信息重复,在这里“他们不是教学内容的重点。还有不能与图中右下方未孕女性能开车的情境构成对应、对比的关系。图4为采用排列———标记法,剔除冗余法处理后的教学内容。为了降低或避免因处理冗余信息带来的外在认知负荷,把文字与图形相对应的部分放置一起,并且将重点学习内容用显著的颜色或者下划线等方式做上标记,这是排列临近效应和标记效应。为了符合人的视觉扫描顺序需求,我们将其设计为左列为用图片表示原因的情境,右列为表示结果的文字表述。同时为了适应学生的认知习惯———先肯定后否定的对比记忆。将重复的学习内容剔除只保留一种有效的信息表达,目的在于减少因处理重复的学习内容而造成的外在认知负荷,这是冗余效应和连贯效应。图中剔除了图片中“他喝酒了!的文字表述,以及其中一张孕妇开车的图片。修正后的教学内容简单清楚,有助于学习。
(三)从线性到非线性的动态教学变化,增加学习内容的有效认知负荷。有效认知负荷与教师有关,因为与有效认知负荷水平相关的因素有两点:(1)教师将学习内容呈现给学习者的方式(怎么教);(2)学习过程中学习者的需求(学什么)。整个教学过程中,从线性到非线性的动态变化,根据学习者的反馈可以不断地调整教学方式。我们在讲解生词的时候,如果只是按照课本安排领读几遍,简单地讲解一下意思或使用,那么学生会出现注意力不集中,玩手机、打瞌睡以及缺席等现象。针对学生感觉学习枯燥乏味、沉重等现象。在内在和外在认知负荷占用工作记忆资源处于较低时,我们采用学习内容变异法、嵌入支架式法(包括嵌入隐性支架和嵌入显性支架)两种教学策略,促进学生投入认知,增加有效认知负荷。图5结“打字的动态式教学结结学习内容变异法的教学策略,我们可以通过改变学习内容的呈现方式体现。如“太极拳和“打字的学习,先让学生学习词语“太极拳,再点击“太极拳后会呈现出一位老师在操场打太极拳的视频,继而引出“打字的学习,可以自动组成短语“打太极拳。如果学生表现出积极主动的学习状态,我们再引导学生造出不同的句子反复操练,如“老师正在打太极拳或者“一位老师在操场打太极拳等。嵌入隐性支架的教学策略。我们对“打字进行动画处理后,让“打经点击后按照一定的运动轨迹分别移动到名词“太极拳和“篮球的前面,构成“打太极拳和“打篮球,以及“太极拳与其视频的连接处理,这些可以激发其隐含一定程度的认知活动,促进学生投入认知。嵌入显性支架的教学策略。教学过程中不可仅仅局限于课本出现的词汇,我们通过引导学导学生回顾或者拓展,也可以促进学习者投入认知活动。譬如“打这个动词,与生活密切相关的或学生已经学过的词语,我们可以通过打电话的动作提示或引导学生说出“打电话,以及做出打篮球的姿势引导学生说出“打篮球等。当然还有“打的(打车)、打扫(房间)、打瞌睡等。学生可以从长时记忆中获取相关的已存知识或先前经验,且充分结合工作记忆资源深层加工这一课学习的新词汇。通过学习内容变异和嵌入支架法的教学策略的运用,在一定程度上可以改善学生学习的态度和积极性。解决了学生上课因学习枯燥乏味、沉重等,而出现的注意力不集中,玩手机、打瞌睡或缺席等问题。
五、小结
在会计学双语多媒体设计时，设计者往往忽略了学习者的工作记忆有限容量的特征，使学习者增加了很多不必要的认知负荷，降低了学习者的学习效率。通过认知负荷理论不仅使我们更深刻地理解学习者的学习过程，同时为教学媒体设计提供强了有力的指导。在会计学双语多媒体设计中的主要思想是在既定的内部认知负荷情况下，运用通道效应、整合效应、标记效应、冗余效应、注意力分散效应等来降低外部认知负荷并提高其关联认知负荷，实现图式的获得与规则的自动化。
(一)充分利用图表，发挥通道效应认知负荷理论中的通道效应是指人的工作记忆可以同时处理不同的感官通道呈现的信息，主要是指视觉信息和听觉信息。在多媒体设计中如果能同时采用视觉和听觉双重感官通道输入信息，不仅可以降低外部认知负荷，又能促进学习者对多种表征信息之间建立联系，而且通过视觉和听觉同时获得的信息更容易形成图示而存储于长期记忆中，提高学习效率。因此在会计学双语的教学中应该充分利用图表，因为图表使学生更容易理解会计业务及会计循环之间的联系，图表即包括静态的也包括动态的视频，在媒体中使用图表很多时候能收到文字无法实现的效果，图表的可视化效果会冲击学生的视觉神经，能提高学生的学习兴趣，提升学习者的关联认知负荷，在图表使用过程中也注意音频效果的配合。
(二)恰当呈现材料，防止注意力分散在学习多个相关信息源的材料时，学习者需要在多种离散的信息源中反复“寻找----匹配”，这种重复的搜索必然会分配注意力资源，使得工作记忆增加负荷，消耗学习者的认知资源，降低学习者的学习效率。认知负荷理论中的整合效应认为，当学习中所需要的相关信息整体呈现比分开呈现能使学生收到更好的学习效率。因此消除分散注意力效应的办法是整合学习材料中相互所指的部分，在多媒体设计中将相关内容的资料以整合方式呈现，这样才能使学习者有效地获得信息。如在讲解会计信息从日记账过记到总账这部分内容时，要在多媒体课件中尽可能把过账的信息在一张PPT上呈现，避免学生在多张PPT中来回搜索相关信息。在会计学双语多媒体设计中要注意不要添加与主题无关的文字、声音或者是画面，因为这些信息会分散学生的注意力，有限的认知资源会被不相关的材料所浪费。
(三)课件设计简单明了，避免冗余效应认知负荷里的减少冗余原则认为，能够应用图像和声音表达清楚的内容就没有必要再加上相关文字解释。国内外既往研究都得出在媒体设计中加入有趣但是与学习内容无关的声音和画面会导致学生对主题内容理解和运用变差。而在实际教学中很多教师强调多媒体的“多”，将课件中加入大量的图片在辅以文字说明和背景音乐，采用多种材料表征方式，提高学生的学习兴趣出发点是好的，但从学生的认知负荷的角度出发就会发现这样表述实质上不仅将多余的信息传递给了学生，同时也会分散学生的注意力。如在会计学双语结账流程的讲解中，课件上一边展示用“T”字账表明的结账流程图，在流程图旁边又加入相关的解释文字，学生在学习此内容时就会一边听老师讲解，一边看流程图，在去阅读旁边的说明文字，这会造成学生的视觉通道中的认知负荷超载，反而影响其学习的效率，解决该问题的最好方式就是把流程图旁边的多余文字删除，因此在会计学双语媒体设计中应该做到以下两点：第一，减少界面中的链接和控制按钮，因为信息的频繁交互会分散学生的注意力增加认知负荷。第二，简化内容，界面不要进行复杂的装饰，教学内容力求简练，能用会计分录说明的问题就不要在去用过多的语言解释。
二、结束语
关键词：热电冷联产负荷模拟计算写字楼负荷预测模型
1.前言
在热电冷联产系统的方案设计中，热电冷负荷的模拟计算是热电冷联产系统优化设计的基础，负荷计算结果的准确性对联产系统优化设计的成败起着至为关键的作用。然而，在建筑的规划阶段，一般只能确定该建筑最基本的信息：如使用功能和相应面积等，它反映的只是该建筑类型的共性。如何从这些基本信息来模拟不同建筑类型的热电冷负荷呢？
目前，在热电冷联产系统方案设计中，热电冷负荷计算常采用建筑物的设计负荷来进行，即根据每平方米的设计热负荷、冷负荷与电负荷来计算建筑物的总热电冷负荷。楼宇热电冷联产系统机组的选取，常采取以电基本负荷定机组容量、电力并网不上网的设计原则，经济性的评价也采取规定运行小时数的方法来进行。这种传统的设计方法可以初步确定机组的容量，但由于设计负荷不能反映出不同建筑类型负荷的逐时变化特点，不能反映热电冷负荷间的相互作用与联系，方案也就难以在分时电价模式下进行模拟，也就不能给出各个不同时段机组具体的运行策略，不能对系统进行全年逐时的技术经济模拟分析[1-2]，因而，基于传统设计负荷方法的联产方案，也就难以做到真正的优化设计。
本文在对不同建筑类型负荷的基本构成及变化特点进行分析的基础上，提出利用“负荷因子”来反映不同建筑类型负荷的逐时变化特点，进而得出了负荷模拟计算的基本原理；并以写字楼为例，提出了写字楼的负荷预测模型，
2.负荷模拟计算原理
在建筑的规划阶段，一般只能确定该建筑最基本的信息，如建筑的使用功能和相应面积等，每种建筑类型负荷的基本构成及变化特点是不一样的。负荷的构成及大小由建筑的使用功能、建筑级别等决定，它反映了设计负荷的概念；而负荷的逐时变化特点主要由建筑的使用功能、作息模式等因素决定，它主要反映了不同建筑类型之间差别。因而，对同种类型建筑来说，负荷的逐时变化特点可以利用一个反映该建筑类型属性的无因次因子来表述，在这里，我们把这无因次因子称为“负荷因子”，它反映的是负荷的逐时变化信息，是一个介于0～1之间逐时变化的无纲量数。各不同建筑类型的“负荷因子”，是在对该建筑类型的负荷变化机理进行分析的基础上，模拟计算而获得的。在不知道建筑更深入信息的情况下，其可根据该建筑类型的典型设置条件来相应求取。
2.1冷热负荷的计算
建筑的冷热负荷主要包括：围护结构传热负荷、新风负荷、人员设备负荷等，这三种负荷基本上各占总负荷的三分之一左右。围护结构传热负荷主要与建筑的围护结构及地理位置有关，而对于同地同种类型同档次的建筑而言，围护结构一般相差不大。新风负荷主要与人员的作息时间及密度等相关，人员设备负荷的大小主要与建筑类型及作息时间有关。当建筑类型确定时，人员设备及新风负荷的相对逐时变化信息就可基本确定了。因而，冷热负荷逐时的变化信息主要与建筑类型有关，即“负荷因子”主要由建筑类型来决定。
另外，由于同种类型建筑的级别和服务对象的差别，其冷热负荷相对大小也会相差较大，因而，可将每种类型建筑的冷热负荷分高、中、低三个等级来处理。这样就可通过设计负荷或在调研分析的基础上，确定不同等级负荷的相对大小，结合“负荷因子”的概念，就可最终确定规划阶段不同建筑类型的逐时冷热负荷，其建模计算流程如图1
2.2电负荷的模拟计算
电力负荷主要由不同建筑功能房间内各种用电设备所造成。电力负荷的大小及逐时变化
特征与建筑物内各种用电设备的安装功率、设备的耗电使用性能及作息时间直接相关。
根据常见的用电设备，电力负荷主要由如下几种类型构成：
（1）照明：包括各种功能房间照明（如办公室、客房、商店等）、楼梯过道照明、立面照明、安全和疏散诱导照明等；其安装功率主要取决于建筑类型和房间功能，不同的建筑类型和房间功能有不同的照明安装功率指标；而各设备耗电使用性能主要与使用的照明设备性能相关，作息时间由功能房间所决定；
（2）空调：包括冷冻泵、冷却泵、冷却塔、采暖泵、风机盘管、空调箱、新风机组等；不同空调形式的电耗特点也不相同；
（3）动力运输：主要指电梯，如客梯、货梯、消防电梯、观景电梯、自动扶梯等。电梯功耗受到楼层高度、上下电梯人数、运行时间等因素的影响。
（4）常用电器：主要指各功能房间内所使用的电器设备；如办公室内的电脑、打印机等，电器设备种类及其安装功率可由房间功能决定，对应不同的功能房间，各设备种类及相应的安装功率不同。
（5）其它：包括各种生活水泵、消防、排烟、安全监控、损耗等；
通过上述对各用电构成的分析，可以发现：建筑类型或房间功能决定影响着其用电设备的种类、相应设备的安装功率及作息时间等，因而，也可利用“负荷因子”的概念，反映不同建筑类型电负荷的逐时变化特点，电负荷的相对大小可由建筑负荷的构成、各用电设备类型的典型耗电性能等来确定。电力负荷预测模型的计算流程如图2。
逐时电负荷的计算公式如下：
（1）
其中，为逐时总电负荷，n代表各建筑类型中各功能房间类型，j为各功能类型房间内所分担的设备类型，如照明、空调、电梯、电脑等，为各功能区面积比，，为各设备投入使用系数，它主要反映各时刻设备投入的相对量，为各设备的实际功耗性能。为与的乘积，它反映的是各设备逐时耗电系数，为“负荷因子”，为负荷设计指标。
图1冷热负荷计算模型流程图
图2电力负荷计算模型流程图
3.写字楼热电冷负荷计算模型
根据以上计算原理，在对北京典型中高层（7层～20层）写字楼进行大量的实地调研分析的基础上，可得出应用于写字楼热电冷负荷预测的计算模型，下节为某典型写字楼热电冷负荷计算模型的设置条件。
3.1典型设置条件
3.1.1各功能区面积比
对于典型的写字楼而言，功能房间除了办公间外，还应有一些保证办公正常运转的辅助房间，如冷站、机房、职工餐厅、卫生间、楼道及大厅等，另外，由于停车场有地上地下之分，故将其单独列出，其不作为写字楼的辅助功能区。各功能区的对应面积比如表1
表1写字楼各功能区对应面积比建筑分区
办公区
公共区
辅助功能区
总计
房间功能
办公间
过道＋电/楼梯间
卫生间
冷站＋地下室
大厅＋门厅
职工餐厅
空调机房
面积比
73%
8%
2%
5%
5%
5%
2%
100%
另外，对人员密度而言，办公区可取为0.1人/m2，辅助功能区可取为0.03人/m2
3.1.2各时段人数相对百分比
由于写字楼具有较强的作息规律，根据调研结果，典型写字楼的作息时间可设置如表2
表2各时段人数相对百分比
各时段人数相对百分比
时间段
22:00-6:00
7:00
8:00-17:00
18:00-19:00
20:00-21:00
工作日
0%
10%
100%
30%
10%
节假日
0%
0%
25%
10%
0%
3.1.3各用电设备额定功率指标
(1)照明根据建筑照明标准及实地调查结果，写字楼各功能区照明安装功率指标见表2；
(2)办公设备办公间电脑安装功率取为25W/m2，打印机、复印机等可取为5W/m2；
(3)电梯对于建筑层数在7～20间的写字楼，根据调研结果，其单位面积电梯安装功率基本满足y=12.1-0.27×n其中n为楼层数，y为电梯安装功率(W/m2)，现取中间值8*W/m2；
(4)空调根据理论计算及调查结果，可得出各种空调设备的输送系数范围，其中冷站部分各设备的输送系数见表4；
(5)其它设备其他用电主要包括各种生活水泵用电、安全监控、地下车场照明及送排气用电等；由于生活水泵主要是满足人员的用水要求，根据这类生活水泵的性能特点及人均日用水的标准，可以确定各种生活水泵消耗每单位电功供水所能满足的人数。安全监控、地下车场照明及送排气用电等可根据调研结果概算。
表3写字楼各功能区照明安装功率指标房间功能
办公间
冷站＋地下室
大厅＋门厅
内部餐厅
过道＋电/楼梯间
卫生间
一般照明
非常照明
单位面积功率(W/m2)
20
10
15
20
10
5
15
表4冷站部分各设备的输送系数冷站部分各设备
冷却水泵
二次泵系统
一次泵系统
冷却塔
冷冻水一次泵
冷冻水二次泵
冷冻水泵
输送系数范围
35~45
35~45
32~42
30~45
150~200
缺省输送系数
38
38
34
32
160
3.2冷热负荷计算模型
根据上述设置参数，利用DeST对典型的写字楼进行冷热负荷计算，得到写字楼全年的冷热负荷逐时变化无因次因子，即负荷因子，如图3、图4。根据负荷因子及写字楼的典型设计负荷，就可以计算写字楼的冷热负荷。
图3(中高档)写字楼冷负荷“负荷因子”
图4(中高档)写字楼热负荷“负荷因子”
3.3电负荷计算模型
3.3.1耗电系数
耗电系数是用电设备逐时电耗与其额定功率的比值，它集中反映了各用电设备的实际耗电性能、同时使用系数等因素。正由于写字楼作息的规律性，导致了多种用电设备的耗电系数一般也只呈现工作日与节假日的差别，因而在下列部分用电设备的耗电系数图中，也只列出工作日、节假日的逐时耗电系数，其中前24小时为工作日，后24小时为节假日。
由于冷冻泵、冷却泵、冷却塔、采暖泵、风机盘管等空调相关设备的电耗与冷热负荷有关，因而这部分用电设备的耗电系数不能简单的采用上述工作日、节假日的区别来进行描述，其需根据冷热负荷及设备的性能来进行计算。当给定典型写字楼的冷热负荷时，就可得出空调相关设备全年逐时的耗电系数。
图5办公间照明设备耗电系数
图6办公间办公设备耗电系数
图7办公间风机盘管耗电系数
图8公共区电梯耗电系数
3.3.2电负荷计算模型
在求得各用电设备的额定选型功率和耗电系数后，就可以根据公式（1）得出写字楼建筑电负荷的逐时电力负荷。图9～图12即为不同空调系统中高档写字楼的电负荷的“负荷因子”及该设置条件下写字楼的单位面积电负荷。
图9电“负荷因子”(风机盘管＋新风)
图10电负荷“负荷因子”(全空气系统)
图11写字楼单位面积电负荷(风机盘管＋新风)
图12写字楼单位面积电负荷(全空气系统)
4.应用实例
为对负荷模型的准确性进行检验，利用北京某一具有代表性的中高档写字楼实际调研数据与负荷预测值进行比较。由于该写字楼冷热负荷尚无实测数据，在此只对电负荷模型进行校验。在应用负荷模型时，考虑了该楼的一些实际情况，对电负荷模型进行了充实修正。如图13~16所示，在全年逐时模拟的大多数时段内，逐时电力负荷预测值的大小及变化趋势与实际值几乎一致，该预测结果已可满足设计要求。另外，从电力负荷延时曲线的比较中，还可以看出：对于腰谷段电力负荷，负荷构成较为稳定，模型预测值与实际测量值非常吻合，而对于尖峰段电力负荷，由于制冷耗电不定因素的增多，预测难度加大，因而，尚有必要对冷热负荷到电力负荷的转变关系进行更深入的研究。
图13北京某写字楼2002年实际耗电曲线
图14北京某写字楼2002年计算耗电曲线
图1512月20日-12月21日实测值与模拟值比较
图162002年实测与预测电负荷延时曲线比较
5.小结
本章主要分析讨论了热电冷联产系统中负荷的预测模型研究，提出了利用“负荷因子”来反映不同建筑类型的逐时负荷变化特征，进而提出了针对不同建筑类型的特征分别构建热电冷负荷计算模型的建模思路。并以写字楼为例，建立了热电冷负荷预测模型，并对其电力负荷模型进行了初步的验证，实测值与预测值吻合较好，其可用于写字楼联产系统中负荷的模拟预测，为热电冷联产系统的优化设计奠定了基础。
参考文献
关键词：热负荷程序计算流程
1、引言
最近几年，由于受节能问题的推动，计算机技术应用于暖通空调工程领域中的首要问题是建筑物冷热负荷计算和建筑物能量分析。社会需求的驱使，要求把粗糙的稳态或准稳态计算方法向精确的动态计算方法过渡。在这个新兴的领域里，算法理论研究主要是对建筑热过程电算方法的研究，包括经典的稳定传热计算方法，有限差分法，谐波分析法，以及新出现的传递函数法等。其中古老的经典方法由于有了计算机做为工具，又产生了新的研究和应用动力。
在暖通空调专业所从事的设计工作中，要进行大量的重复的，繁杂的计算工作。特别是在最基本的冷热负荷计算中，需要查看大量的参数，处理大量的数据，而在不同的计算单元中又存在大量的重复性计算内容，这样就大大的降低了工作效率，同时由于计算工作的枯燥乏味，因而许多设计人员不愿详细进行计算，而采用了估算或简化计算的方法，这样就造成了负荷计算数据的不精确与不合理性。
2、开发工具的选择
随着计算机技术的普及，在各大高校计算机语言已成为我们暖通空调专业学生的必修课程，这样就为我们专业的电算化提供了契机。在这里，我以如今比较流行的计算机开发语言，微软公司的VisualBasic6.0为例（目前已成为大多数院校暖通空调专业的必修课程），来讲一下暖通专业中，有关计算程序设计的问题。MicrosoftVisualBasic开发语言是以BASIC语言为基础，可视化的、面向对象的、采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言，是一套完全独立的开发系统，它提供了开发MicrosoftWindows®应用程序的最迅速、最简捷的方法。VisualBasic最引入注目的特点就是它访问数据库的强大功能，而在我们的专业计算中这一点显得很重要，因为我们在计算中要进行大量的数据处理，并且在完整的系统计算中，数据结果能否充分共享是程序自动化程度、功能是否完善的重要因素。VisualBasic6.0不仅引入了功能强大的ADO作为存取数据的新标准，还提供了新的数据环境设计器，使得数据库编程更为灵活、简便。数据库表的索引是比表搜索更快的排序列表。每个索引输入项指向其相关的数据库行。
3、程序的实现流程
3.1控制中心设计
在进行程序设计之前，首先我们先要明确一下，我们要求程序能给我们提供什么样的功能，这样我们才能通过开发工具来实现我们的目的。我们知道程序的关键是计算的准确性问题，但同时也要保证她的易用性，在进行专业的计算之前，我们需要对整个程序作一个整体设计，如下图所示，我们对控制中心作以下功能设计：
能够进入各计算模块，并方便返回控制中心；
完成对用户参数的设置修改；
提供各计算模块的输出
软件系统流程图3-1
这样设计的目的在于各计算模块之间是相互独立的，设计是通过控制中心对各模块起到协调组织的作用，而同时，各个模块又是独立的，这样方便我们对各个模块分开设计。完成了计算中心的设计我们就可以分开进入各个计算模块的设计过程了，由于篇幅的限制，在这里我谨以供暖热负荷计算模块为例，向大家介绍一下程序的实现过程，希望能给同仁们共享。
3.2热负荷计算模块
供暖系统设计热负荷是供暖设计中最基本的数据。它直接影响供暖系统方案的选择、供暖管道管径和散热器等设备的确定、关系到供暖系统的使用和经济效果。与控制中心的设计思路相同，我们首先需要明确我们想要达到的目的，考虑热负荷计算的特点及程序使用的方便，我们对程序作以下功能设计：
为每一工程设置独立的存储空间；
能够对将要进行的工程计算项目进行管理，如新建、删除等；
能够重复进入已建立但未完成工程项目地继续计算过程；
计算用气象参数的自动调入；
各种规范规定的修正系数的自动选择或输入；
能够根据不同的已知条件选择正确的计算公式；
能够完成所有工程所需项目的计算；
能够对计算数据进行保存，修改，删除等操作；
完成计算最终数据的输出，打印等。
以上问题的解决，需要对软件进行整体的规划，才能满足各部分协调一致地为系统设计热负荷的计算顺利工作。采用如下计算流程，如图示：
热负荷计算模块流程图3-2
因为本系统可以进行工程的断点计算，所以需要对工程计算过程中的数据进行存储，故采用数据库系统来完成此项工作，首先在系统控制中心建立热负荷计算用数据库系统，而后以工程名称建立不同的数据表，每一个数据表代表一个独立计算单位，从而达到对数据随时保存的目的。
本过程为系统设计热负荷计算的核心部分，它需要完成房间9个部分的耗热量的计算过程，同时能随时存储每一部分的计算数据，对这一部分的计算程序需完成以下工作：
为每一房间建立独立的存储空间；
完成房间公用变量的存储过程；
计算包括所有可能引起房间耗热量的部分，每一部分互不影响，并能相应的存储到该房间的存储空间里；
能对各部分的计算数据进行汇总，最终得到该房间的设计热负荷；
能够对计算数据进行处理，如修改、删除、查找、打印等。对本计算部分的程序设计如下面的流程所示：
热负荷计算模块流程图3-3
以上各部分的计算原理大同小异，现以外墙耗热量计算为例，对软件的计算原理作一阐述：
a.点击外墙耗热量计算选项卡，进入外墙耗热量计算过程；
b.作为一个房间，可能不止有一面外墙，而对各面外墙来说，所使用的计算过程是相同的，这样就需要软件能重复地调用这一计算过程；
c.在计算的过程中需要对计算数据进行存储，并查看其范围是否合适，所以软件需要提供计算数据的查看功能；
d.计算过程中在调用外部计算工具时，需能提供传值功能，并对外门参数进行选择处理。
其计算原理流程图如下：
热负荷计算模块流程图3-4
软件需作如下处理：
外墙传热面积的自动计算；
外墙传热系数的计算或选择；
外墙朝向的选择；
计算数据的对应处理；
与计算模块的调用接口；
计算的连续性进行处理。
对于以上问题进行如下解决，输入外墙尺寸，软件自动计算其面积；传热系数通过选择窗口进行选择输入，对于不同的朝向分别进行计算；每一方向的外墙计算调用同一计算模块，最后对各方向计算结果进行叠加处理，得到外墙部分的总耗热量；将外墙部分耗热量添加到数据库中进行存储。其软件流程如下：
热负荷计算模块流程图3-5
其余各部分的计算原理与外墙耗热量计算原理基本相同，这里就不一一说明了，至此，供暖系统设计热负荷软件的计算流程已经全部完成。
4、结论
本文只是通过对程序流程的介绍来阐述一下专业程序开发的思路，其中的热负荷计算模块采用的是稳定传热计算方法，参见《供热工程》（（第三版）中国建筑工业出版社贺平孙刚编著）本文不再作详细介绍。作为具有专业特点的应用程序开发，每个人都可能有其独特的设计思路，无论采用何种设计流程，最终的目的都是一样的，提供精确的计算数据，满足专业设计的要求，同时能把设计人员从枯燥繁杂的计算中解脱出来，提高我们的工作效率。如今计算机技术的飞速发展也我们专业的计算机化程度提高提供了条件，作为开发工具而言，我们可以根据自身特点选用自己比较上手的语言。我们的专业知识如果能很好乘上计算机这个工具，一定会对我们专业的发展有极大的促进。在这里，希望大家多探讨，多交流，为我们专业的发展添砖加瓦。
参考资料：
1.《供热工程》（第三版）中国建筑工业出版社贺平孙刚编著
2.《实用供热空调设计手册》中国建筑工业出版社陆耀庆主编
3.《空调负荷实用计算法》中国建筑工业出版社单寄平主编
关键词超市陈列柜风幕CFD热负荷分析湿度场
1引言
陈列冷柜已经在各类超市中已得到认可和普及，内外侧的隔热一般采用风幕。但是风幕对周围空气有较强的卷吸作用；另一方面，冬季陈列框风幕的冷泄漏又形成超市空调系统的一个重要冷负荷。因此，研究陈列柜风幕系统形成的影响因素是设计节能、性能优良的陈列柜的关键，也是设计超市空调系统的依据。
国内外对风幕的研究主要集中于温度场和速度场，如DavidStribling仿真了简化的冷柜，将他的误差主要归结于对湿度场的研究[1]。
南加州Edison制冷实验室（SCERTTC）定量测试的典型陈列柜的冷负荷分布情况，提出陈列柜73%的能耗来自风幕的耗
散[2]。
本文采用CFD方法对立式陈列柜的风幕系统进行仿真，以期为陈列柜风幕系统设计提供设计思路。
2CFD模型和边界条件
2．1计算模型
立式陈列柜通常成排放置，其长度方向尺寸远大于高度和深度方向，故可简化为二维模型。卧式陈列柜的结构如图1所示。计算时忽略外部辐射和绝热层的传导换热。回风空气在流道内经过蒸发器，温度、湿度降低后，经过喷射口水平射出，形成卧式陈列柜的风幕。与立式陈列柜相比较，卧式陈列柜的出风速度较低，在浮升力的影响下，风幕有较大的变型。因此本文中紊流模型选用带浮升力项的雷诺应力模型（ReynoldsStressModel）。
湿度场的采用简化的组分平衡方程：
m1表示组分1的质量分数；J1是扩散通量；R1是反应生成率，本案例中为0。我们把水蒸气在陈列柜中生成小液滴的反应，简化为水蒸汽低于当地露点温度就产生小液滴，且在固体壁面不凝结。
图1卧式陈列柜结构示意与实验点分布图
2．2边界条件的处理
1）为使求解过程稳定，所有边界均采用速度为零，绝热的第一类边界条件，外部空间为大空间，温度为27℃，绝对湿度为10g/kg。
2）进风口按实验值设定速度、温度边界条件；回风口边界条件按进风口设定为-10Pa的压力边界条件。进风口的绝对湿度为0.2g/kg，温度为-30℃，送风速度0.6m/s。
3）壁面函数采用Spalding方法处理，该方法比较适合于Pr<1气体。
4）为了加快收敛速度，动量方程采用QUICK算法，压力方程采用标准SIMPLE算法。
2．3实验装置与误差分析
计算所用的陈列柜原型被放在一个独立的房间内进行测试，该房间温度波动小于1℃，湿度波动小于0.2k/kg。温度的测量采用T型热电偶，速度测量采用热球风速仪，湿度的测量采用电阻型高分子湿度传感器，并用TESTO-400型测量仪进行校准。实验过程中，数据采集使用KEITHLEY-2700数据采集仪，测试前将热电偶放在冰水混合物中进行校准。
实验值与计算值比较如图2、3、4所示。结果显示：说明本文建立的模型基本能反应其速度场与温度场的实际分布。
图2测试点温度比较图
图3测试点绝对湿度比较图
图4测试点速度比较图
分析实验值与计算值之间存在的误差，认为主要来源于以下4点：
（1）由于采用直接测量法，测量所采用的湿度传感器和热球风速仪对风幕有一定的干扰作用，因此存在一定误差。
（2）计算模型中仅考虑对流换热的影响，并对模型进行了简化。实际工况下，辐射传热和由风道外侧保温层进入的传导热对温度场也有一定影响。
（3）在数值计算中，湿度场并未完全耦合。尽管在风幕上方的湿度测量结果显示有一层湿空气饱和区，形成的小液滴必定会在重力的影响下对湿度场有一定的作用，但是在CFD计算的每个网格中，仅在扩散方程中处理湿空气，所以会产生一定的误差。
（4）另外，陈列柜外侧存在一定的乱流干扰。所以，实际情况下陈列柜风幕的隔热效果比CFD计算稍差。
3CFD分析
3．1流场分析
CFD计算的优点在于能比较方便地改变边界条件及其参数，分析各参数的影响并对其优化，减少实验试制的次数，以节约研制费用并缩短周期。从风幕的流场图（图5）可以看出风幕按其结构可分为三个不同的区域：
图5陈列柜流函数分布图
第一个区是出口区，由于风口仅仅采用两片薄板作为气流喷射方向的引导。所以出风口的速度分布不理想，主要表现在：1.出风口的横截面没有均匀的速度梯度，导致风幕的脉动速度较强，不利于隔热和隔湿。如果采用塑料孔板整流，风幕的水平方向性会更强，脉动速度较弱，隔热隔湿的效果会更好。
图6陈列柜温度场分布图
第二个区是发展区，在这一区域，风幕在浮升力的作用下有较大的变形，风幕的主流与方向与陈列柜底板板呈45度角。在这一区域，风幕的中心速度进一步降低，它的两侧面受到黏性力的作用，而逐渐耗散。同时在其下方形成一个涡流。当风幕的主流遇到陈列柜底板后，风幕的主流再次改变方向，顺着底板流动，并在其上方形成一个较长的涡流。该涡流的底部与温度较低的风幕接触，顶部与陈列柜上方的热湿空气接触，所以这个涡流循环是陈列柜热湿负荷的主要来源之一。
第三个区是回风区，在该区域，风幕在回风口的抽吸作用下重新汇合。但是其上方有一定的空气涡流，风幕的底部又受到陈列柜壁面的影响，气流的方向不一致，导致风幕的温湿度进一步升高（见图6）。
3．2湿度场分布
从绝对湿度场图（图7）来看，从蒸发器排出冷空气的相对湿度一般为85%，由于送风通道有一定的漏热，使得出风口的相对湿度降低至70%左右。在风幕与环境热湿空气交换的过程中，第一区域上方的绝对湿度与相对湿度最大，极有可能在该处形成小液滴。在回风口附近，温度梯度比绝对温度梯度大，所以应该产生回风口上方的相对湿度回风口下方的相对湿度小的现象。这一现象在实际测量中得到了证实（见表1）。
图7陈列柜绝对湿度分布图
利用CFD计算，陈列柜热负荷的分布如表2所示。在试验工况下陈列柜的主要热负荷来自风幕的显热负荷见图8。
图8陈列柜热负荷分布图
陈列柜温湿参数表表1温度(K)绝对温度（g/kg）
蒸发器出口2430.2
出风口244.980.2
回风隔筛252.980.74
回风通道入口253.350.74
总增量10.350.54
陈列柜的热负荷分布表表2
显热负荷潜热负荷
总热负荷（J/m）488.7
出风口通道（%）16.9-
风幕（%）68.4811.4
回风口通道（%）3.17-
所占比例（%）88.611.4
现在的研究还存在一些问题。首先，如何准确测量风幕的速度场是困扰实论证的一个难题。由于陈列柜的速度场直接影响其温度场与湿度场的分布。用一系列详细的温度场分布图来论证CFD计算的合理性也不失为一种方法。其次，CFD模型还不能精确的计算风幕的各个场分布情况，如何使计算值与测试值相吻合可以从调整紊流模型和避免过多的结构简化入手。最后，蒸发器的结霜与融霜过程对风幕隔热性能有较大的影响，考查风幕的隔热性能还缺少一个比较权威的指标，这些问题还有待进一步的研究。
4总结
本文采用雷诺应力模型建立了超市陈列柜双层风幕的数学模型并进行了实验验证，研究表明风幕的发展可以分为三个不锈钢的区域。本文同时利用CFD方法的灵活性，对风幕的温湿度场进行模拟，分析了风幕各个阶段的热负荷分布，证明了解决风幕变形与耗散是设计高效节能陈列柜的关键。最后，提出了一些有待进一步研究的问题与解决思路。
参考文献
1DavidStribling,Savvas,A.Tassou,DouglasMarriott.Atwo-dimensionalCFDmodelofarefrigerateddisplaycase.ASHRAETrans,1996.
关键词：认知负荷；教学设计；校本课程
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》《面向21世纪教育振兴行动计划》和初中语文课程标准均认为：推进素质教育，实行课程改革，积极进行教学实验探索新教法对改进语文教学，弘扬民族优秀文化和吸收人类的进步文化，提高人民素质具有重要意义。
为了创新初中语文的教学模式和提高语文教学水平，在初三年级进行一系列以语文课程标准为指导，基于认知负荷理论的教学改革实验，取得显著的教学效果。
1 认知负荷理论的基本观点
认知负荷是指人在信息加工过程中所必需的心理资源的总量。认知负荷理论由澳大利亚教育心理学家Sweller于20世纪80年代提出，其理论基础主要是资源有限理论和图式理论。认知负荷理论研究的主要目的就是在教学过程中控制工作记忆负荷，即最大限度地降低阻碍学习的认知负荷、优化促进学习的认知负荷，使学习者合理地利用有限的认知资源，达到最好的学习效果[1]。根据影响认知负荷的基本因素，可将认知负荷分为三类（Sweller, et al，1998）：内在认知负荷、外在认知负荷和关联认知负荷。认知负荷理论在教学设计中应用的关键就是在有限的处理能力中，尽量减少外部认知负荷，而增加关联负荷；同时为了避免认知超载，对学习者已有的专业技能水平应该充分考虑，因为它直接决定了学习任务的内部认知负荷[2]。
2 认知负荷理论在初中语文教学设计中的应用
根据乌美娜的《教学设计》，以初中语文课程标准为指导，基于认知负荷理论，制定《孤独之旅》的教学设计方案。教学设计的步骤包括前期分析、教学目标的阐明、教学策略的制定、教学设计方案的编写与评价等五步。
3 教学实验及其效果检验
3.1 方法
本次教学实验被试为某中学初三年级学生124名，其中男生81名，女生43名，随机分配到4个组进行教学实验。每组人数为30～32名不等，男女比例相当。被试有相关基础知识，但没有学习过实验材料所涉及的教学内容。
实验材料包括先前知识问卷、学习材料、认知负荷自评量表、记忆和迁移测试题。自评量表包括对心理努力和材料难度的评价，目的是测量被试学习过程中认知负荷的大小，这是测量认知负荷常用的方法，也有观点认为这种测量方法尤其对内在认知负荷敏感[3]。
量表均采用9级评分制，从1～9付出的心理努力和材料的难度依次递增。对心理努力和材料难度的评价被认为是认知负荷的主观测量，而成绩则是对它的客观测量[4]。
3.2 结果
先前知识调查表明：被试已有的专业知识较少且各组被试之间没有显著差异（F(3,120)=0.72，p=0.54）。方差分析结果表明，概述与否在认知负荷（F(1,120)=12.21，p<0.01）和迁移测试（F(1,120)=7.22，p<0.01）中均有显著的主效应，但在记忆测试中主效应不显著（F(1,120)=0.87，p>0.1）；有无背景音乐则只在记忆测试中主效应显著（F(1,120)=5.97，p<0.05），在其他三项指标中主效应均不显著（均为p>0.5）；两因素在各项指标上均无显著的交互作用（均为p>0.5），所以对两因素分别进行分析。
将4个组按因素分别合并为2个组进行t检验，结果表明，概述组对认知负荷的主观评价显著低于无概述组（t(122)=-3.52，p<0.01），迁移测试的成绩显著高于无概述组（t(122)=2.71，p<0.01），两组的记忆测试成绩没有显著差异（t(122)=-0.92，p>0.1），说明概述降低了学生的认知负荷，提高了迁移成绩。在自评认知负荷和迁移测试成绩上，有无创设情境的两组之间都没有显著差异（均为p>0.5），但未创设情境组的记忆成绩显著高于有创设情境组（t(122)=2.46，p<0.05），表明创设情境虽然没有显著增加学生的认知负荷，但降低了其记忆测试成绩。
4 总结
本文以初中语文课程标准为指导，基于认知负荷理论，通过一系列教学实验，在初中语文校本课程的教学设计和教学评价方面做了有益的探索。教学实验中所得到的数据以及经过对数据分析反映的问题将为未来的语文教学设计和教学实践提供有益的借鉴。
参考文献
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[2]袁磊,何克抗.认知负载理论及其在E-learning中的应用[J].现代远距离教育,2006(5):7-9
对电力客户的用电负荷进行实时监控，为电力营销的客户服务提供准确的信息数据。该系统的主要组成部分是监控中心计算机、负荷控制终端和控制管理软件。负荷控制终端对客户的负荷的电表抄收数据和负荷参数进行监测，监控中心利用计算机网络监控电力客户的用电负荷，控制管理软件将数据录入数据库，并对处理后的数据进行计算整理，提供给营销中心和客户服务中心。
2负荷控制管理系统在电力计量中的功能
2.1管理功能
利用负荷控制管理系统能够编制供电公司实施负荷控制的具体方案，该系统中的电子制表功能可自动打印各个时期的报表。
2.2负荷控制功能
主要作用是以手动或自动方式对控制中心的跳闸、合闸进行定时操作，并控制输送电能的功率，定时控制电能的投入和解除。此外，还能够对系统中单独的负荷控制终端的功率数值、控制时段、电能的定值进行设置和调整。
2.3数据分析统计功能
能够对不同供电地区的累计使用电力进行统计，对客户关联表计的三相不平衡率进行分析，统计异常停电的时间、次数，对电力供应的稳定性和供电质量进行分析，并分析出现异常状况的原因、供电运行中的潜在风险和电力计量装置中出现的故障。
2.4通讯功能
将每个负荷控制终端的信息数据与负荷控制中心的信息数据交换，交换上下级负荷控制中心的数据信息。
2.5用电异常监测和警示功能
一旦电力客户出现用电异常的情况，系统控制终端就会对异常信息进行分析诊断，并及时向系统主站提供警报。常见的用电异常情况包括电表或计量柜被异常开启、电表固定参数设置异常改变、电流回路或电压接错线等。
2.6其他功能
系统在调试时能够与终端进行互动通话，监督配电网中各类电气设备的分闸、合闸操作情况和设备运行情况。
3负荷控制管理系统在电力计量中的具体应用
3.1数据采集功能的具体应用
负荷控制管理系统中的数据采集功能在电力计量中的应用范围十分广，该功能的实现依靠将公共无线通信数据与网络和短信通信相结合。应用数据采集功能应遵循如下要点：第一，保证在采集数据时，在多线程同时发送的通信调度管理基础之上，完整实现对多样采集服务器的均衡负载机制；第二，进行数据采集时，除了配置必要通道，还应配置两个以上的备用通道，并保证备用通道实现负载均衡的自动化，提高数据采集的精准和效率；第三，系统定时对远距离的抄录数据进行采集时，要确保合理划分采集的时间间隔，对数据的抄录要按照实际情况制定科学的抄表方案，确保采集数据的精准；第四，负荷控制管理系统的负荷控制中心主站计算机与负荷控制终端进行数据通信时，要采用数据压缩的算法，为数据通信的安全稳定提供保障。将负荷控制管理系统的数据采集模块实际应用到电力计量中，一般包括两个项目。第一，每日负荷曲线项目，对电力计量装置在每天特定时间内用电现场的各种负荷变量进行记录，这些变量数据包括平均功率、有功功率和无功功率。负荷控制中心分析这些采集到的数据信息，然后对电能的使用加以控制。第二，故障数据记录项目，记录电流超过负荷、电流过压或失压、断相、掉线等故障情况的数据，并且要对故障发生的起止时间和问题的详细描述进行记录。
3.2负荷控制功能的具体应用
负荷控制管理系统的负荷控制功能主要通过按电能控制、按功率控制和自动控制三种方式来实现。按电能控制：负荷控制管理系统中的负荷控制中心能够实时监控用电现场的电能使用状况，一旦用电使用量达到设置定值的80%，控制中心就会马上对负荷控制终端发送警报信号，终端接收到该信号之后就会自动实施负荷控制。按功率控制：负荷控制中心实时监控用电现场的用电功率，当用电功率超过设置值时，负荷控制中心自动向控制终端发出警报，终端就会对超负荷电量使用进行控制。如果功率降到了设定值以下或负荷控制解除，负荷控制中心也会相应撤销对负荷终端的控制。自动控制：在负荷控制中心设定的时期内，如果负荷未能被控制在设置值范围之内，负荷控制终端就会自动发送跳闸指令，执行跳闸操作。跳闸结束之后，电量的定值会被重新设置，此时负荷控制终端会自动执行合闸操作，完成自动控制负荷的任务。
4结语
