建国以来,我国基础教育领域经历了八轮旨在提高教育教学质量的课程改革。随着社会和信息技术的发展,多媒体与课堂教学的结合被认为是提高课堂教学质量的有效手段。然而,教学多媒体的运用并不总能达到提升学习成绩的理想效果,学生在多媒体学习过程中的认知负荷是必须考虑的重要因素。在学生所能承受的总认知负荷总量一定的情况下,学习内在认知负荷较高的内容,需要调节学习过程中的外在认知负荷和相关认知负荷。八年级物理课程涉及大量新符号、概念等内容,对新接触该学科的先前知识水平低的学生而言,学习这些内容要承受较高内在认知负荷,因此,要学好物理课程就需要调节其他两种认知负荷。大量研究指出,这两种认知负荷可以通过设计教学媒体进行调节,Mayer对此提出了多条多媒体信息设计原则。本研究从广义知识的学习出发,基于认知负荷理论和多媒体学习的认知理论,从学习内容和媒体两方面对八年级物理多媒体学习材料进行设计,以调节学生多媒体学习过程中的外在认知负荷和相关认知负荷,改善学习效果。为了探究认知负荷的调节效果,本研究进行了两项学习实验,均选取四川省广安市某乡镇中学八年级学生为被试,采用2×2两因素被试间实验设计,因变量均为外在认知负荷、相关认知负荷和学习成绩。实验一为陈述性知识的学习实验,被试133人,自变量是概念映射和多媒体信息设计要素,研究发现:（1）使用概念映射组织学习内容可以显著降低学生学习过程中的外在认知负荷,并显著提高相关认知负荷,从而有效改善学习效果;（2）设计要素对外在认知负荷、相关认知负荷和学习成绩没有显著影响;（3）概念映射和设计要素对学习成绩的影响有显著的交互效应。实验二为程序性知识的学习实验,被试131人,自变量为样例类型和多媒体信息设计要素,研究结果如下:（1）样例类型引发的外在认知负荷和相关认知负荷没有显著差异,但正例会导致更好的学习成绩;（2）正向设计在显著降低外在认知负荷的同时,显著增加了相关认知负荷,并提高了学习成绩;（3）样例类型和设计要素对学习成绩的影响有显著的交互效应。