知识在学生心中是怎样建构起来的，其心理机制是什么样的？怎样利用这样的心理机制实现有效学习，有效提升学生的学习力？
知识的呈现方式是多样的，学生获取知识的渠道不是单一的，而是同时获取多通道知识。这些知识往往具有不同的感觉模态，并作用于个体的不同感觉通道，比如视觉通道、听觉通道等。为了更好地理解教师讲授的知识，学生大脑的神经系统需要确定这些知识信息之间的关系，并增强大脑对这些知识信号的检测，从而将其有效地整合为统一、连贯的知识体系并做出恰当反应，即进行多感官整合（Multisensory Integration，MI）。
多感官整合是我们进入知识宝库的第一道大门。在整合不同通道信息的过程中，神经电生理学的研究发现，对同时呈现的多通道信息，神经反应会增强。已有研究将这种多感官增强现象称为超加性效应(super-additive effect)。美国维克森林大学研究者特伦斯和巴里提出多感官整合最优化的三原则：空间相邻原则、时间接近原则和强度反转效应，并以此来解释这种效应。而这种超加性效应也正是我们进行多感觉学习的基础。相比于其他学习方式，多感觉学习更能激发学习动机，提高学习积极性，从而显著提高学习效率。
空间相邻原则
随着虚拟教学系统的应用，在实际教学过程中，我们需要考虑不同信息出现的空间位置。多感官教学在语汇听辨、语汇表达方面的效果皆明显。
随着虚拟教学系统的应用，在实际教学过程中，我们需要考虑不同信息出现的空间位置，即为了实现最优化教学，我们需要遵循空间相邻原则。空间相邻原则指，两个或多个感觉通道在同一时间接受的知识信息出现在空间一致位置时，通常会认为知识来自同一事件，此时它落入多感觉神经元的兴奋感受区内，神经反应增强，这时多感官 整合效果最明显。当知识出现在空间相邻位置时，仍然会产生整合效果，这取决于感受野（receptive field）的大小。只要不同知识的感受野出现重叠，就会发生整合。否则，就会产生腹语术效应等错觉（如双簧和口技）。
从语言层面来说，阅读障碍者在整合音素和字形时，无法阅读、拼写、写作等；从非语言层面来说，左侧角回、顶叶联合皮层以及外侧纹状皮层间功能连接受损，认知发展不完善或损伤。一系列研究表明，阅读障碍者存在视觉空间注意缺陷。根据检索结构模型，阅读障碍者可进行视觉和听觉线索的多感官训练，增强阅读相关神经网络的激活水平。瑞士心理学家卡斯特发现，经过3个月的多感官训练后，阅读障碍儿童的拼写和写作水平改善19%—35%，这比一般方法的干预效果更有效。同样地，在小学生学习语言时，对两组平行班分别实施不同的教学方法——图卡教学（视觉通道）和多感官教学，结果发现多感官教学在语汇听辨、语汇表达方面的效果皆明显。
时间接近原则
自闭症学生的时间整合窗口比正常学生显著延长，而短期接触异步视听信息对可以推动时间重新校准。因此采用同时性判断训练，能够影响自闭症学生对视听信息之间时间敏感性的感知，且带来显著、持久的变化。
时间接近原则即不同信息在时间上接近，神经反应增强，整合效果明显。也就是说，视觉信息和听觉信息并不需要同时呈现，只要二者的时间差异在一定的范围（150ms—450ms）内，学生会认为二者同时呈现，就会发生整合。德国奥登堡大学教授科隆比斯等人提出多感官整合时间窗口模型，来解释多感官整合时间原则。时间整合窗口是评估时间敏感性的重要指标，此处窗口的意思是间隔,时间整合窗口指的是能够被整合为单一感知的视听信息的时间间隔，具有灵活性和可塑性，经过训练可缩小间隔。当时间间隔较长时，正常学生认为二者不同步，而自闭症学生认为二者同步。多感官整合时间原则是，第一阶段的表层加工在一定的时间窗口（即整合窗口）终止，才有可能发生整合。此时整合窗口相当于过滤器，决定不同感官的信息能否在时间上足够接近的情况下发生整合。但这个过滤器只是发生整合的必要条件，而不是充分条件，因为多感官整合还需考虑信息的空间位置。因此该模型认为，尽管信息存在一定的空间位置，但只要在一定的时间范围内，也能发生整合。
自闭症学生的时间整合窗口比正常学生显著延长，而短期接触异步视听信息对可以推动时间重新校准。因此采用同时性判断训练，能够影响自闭症学生对视听信息之间时间敏感性的感知，且带来显著、持久的变化，从而改善自闭症学生在多感官整合时间窗口上的缺陷，起到较好的干预效果。使用多感官教学策略对小学自闭症学生进行数学教学，实验组在教学结束后进步明显。
瑞士心理学家、认知神经学家默里等人发现，在学习阶段，当语义信息一致的声音和图片同时呈现时，学生对其再认的准确率要显著高于只呈现图片时的准确率，即多感觉学习促进了单感觉记忆的检索和迁移，且增强了学生对抽象概念的理解和记忆。
另有一项关于单词识别的研究发现，在呈现听觉和视觉表征编码的单词时，即使不需要检索听觉信息，也会激活听觉皮层区域。尽管我们不清楚多感官激活是否确实有助于检索过程，但这些研究仍然表明，多感官信息能够将知识编码成多感官表征，因此在随后激活比单感觉编码更大的大脑区域网络，从而使学生获得更多的成功体验，增强学习动机。这可能是我们观察到的多感觉学习促进作用的基础。
强度反转效应
当一个模态内充斥的信息量足够多时，在这一通道或其他通道增加额外附加信息，反而会干扰学习。不同通道之间信息强度适中，多媒体学习的效果可能更明显。
在具体的应用过程中，还需要考虑不同感官信息之间的强度，遵循反转效应。反转效应涉及多模态反应的性质，指的是整合效果与单通道信息的有效性成反比,信息的强度在原来的感觉通道诱发的反应微弱时，信息之间的多感官整合才能实现最优化。反之，当来自多个通道的信息强度本身很强大（有效地获取了相关信息），足以诱发其原先感觉通道的反应,多感官整合的效果就会变差或者根本没有效果。比如，儿童站在窗户旁边，一只小狗朝他走过来，当小狗离他比较远时，需要根据狗的形状和狗的叫声来判断远方的动物是否小狗。此时，单通道视觉信息（狗的形状）和听觉信息（狗的叫声）比较弱，需要将二者整合来判断靠近的动物是否小狗。但当小狗离他足够近时，就能够根据形状或叫声来判断是否小狗，整合就比较弱。总之，反转原则解释了，两种较弱、而非较强的信息组合在一起时，整合效果更好。
随着多媒体技术在课堂中的普遍使用，多媒体学习的认知理论表明，促进学习发生的关键制约因素是通道之间信息的强度与一致性。也就是说，一方面，在课堂教学过程中，教学内容和教学视频同时呈现，由于来自不同模态的信息更容易进入短期记忆，并构建长期表征，从而降低认知负荷，通过多个感官通道进入大脑的信息就有助于规避大脑处理单个通道信息的有限性，因此学生在同一时间内接受的知识量就更多。但与此同时，当一个模态内充斥的信息量足够多时，在这一通道或其他通道增加额外附加信息，反而会干扰学习。这也恰恰就证明了反转原则的重要性，即不同通道之间信息，强度适中，多媒体学习的效果可能更明显。另一方面，通道之间信息一致性，对促进学习也尤为重要。一致性不仅包括空间和时间上的一致性，还包括语义信息之间的一致性。
综上所述，在多感官整合中，一般遵循时间接近原则、空间相邻原则和强度反转效应。而在理论层面上，研究多感官整合遵循的原则，不仅有利于探讨人体神经系统加工和处理信息等过程，也有利于阐明神经系统各感觉通道之间的交互作用。这为人类理解大脑编码信息、处理信息提供了良好途径。在实践层面上，多感觉环境随处可见，这为多感觉学习创造了良好氛围。但目前多感觉学习主要应用于阅读障碍患者、自闭症患者等有特殊需要人群的教育中，在普通学校的多媒体教学，应用相对匮乏，其教育价值远没有得到发挥。如何有效地在普通教育中更好地实施多感官教学，让每个学生成为优秀的多感觉学习者，仍需要我们进一步探索。同时，在多感官教学过程中，一定要注意知识的呈现方式。只有符合整合规律的呈现方式，才能起到易化效应，促进学习。
（作者单位：西北师范大学心理学院）