在多媒体学习中的认知理论的指导下，国外教育心理学家在大量研究的基础上已总结出了一系列设计多媒体学习材料的指导原则：多媒体原则、形式原则、邻近原则、一致性原则和个体差异原则。本研究基于该理论的主动加工假设，在相应原则的指导下，结合理解策略的运用，考察了高中生在多媒体学习环境中的认知加工特点。实验一根据Mayer等人常用的实验材料和实验方法，设计了《闪电的形成》和《日食的形成》两个不同难度的实验材料，通过再认、回忆和推理三类测试考察了80名14—17岁中学生通过图片属性不同的媒体环境学习时的认知加工特点。结果表明，不同的媒体组合形式在不同难度的材料上具有学习作用一致性，同时实验还证实了多媒体效应，空间-邻近效应的存在，另外还发现提供给学习者的学习时间对学习结果也有一定影响。实验二基于多媒体学习中的认知理论，从提高记忆组块容量和促进主动加工着手，在实验一材料的基础上增加了一个问题学习环节，希望学习者在思考了内容相关问题之后再学习内容会促进学习者在多媒体环境中的主动认知加工水平，表现为学习者在测试成绩上的提高。以实验一《闪电的形成》中的静态图片版本和分步式动画版本的计算机材料作为本实验直接呈现组的学习材料，而问题呈现组的学习材料则在这两个版本的基础上加入了5个学习问题。实验二考察了80名14—17岁中学生在有无问题两种条件下的学习成绩差异，结果显示问题呈现组的学习者的记忆类测试题成绩有了显著提高，而在推理测试题成绩上则具有升高的趋势。