Teori om kognitiv belastning

Har du nogensinde været på et kursus, hvor underviseren gennemgik sit materiale så hurtigt, at du knap nok lærte noget som helst? Eller måske var indholdet så komplekst, at det gik helt hen over hovedet på dig?

I denne artikel vil vi se på Cognitive Load Theory (CLT). Denne anlægger en videnskabelig tilgang til udformningen af læringsmaterialer, så de præsenterer information i et tempo og på et kompleksitetsniveau, som den lærende kan forstå fuldt ud.

Hvordan behandler vi information?

Kognitive Load Theory bygger på den bredt accepterede model for menneskelig informationsbehandling, der er vist i figur 1 (den blev offentliggjort af Richard Atkinson og Richard Shiffrin i 1968).

Den beskriver processen som bestående af tre hoveddele: den sensoriske hukommelse, arbejdshukommelsen og langtidshukommelsen. Siden da har mange forskere bidraget til vores forståelse af dette koncept, men den grundlæggende model er stadig den samme.

Der bliver du hver dag bombarderet med sanseinformation. Den sensoriske hukommelse filtrerer de fleste af disse oplysninger fra, men bevarer et indtryk af de vigtigste elementer længe nok til, at de kan passere ind i arbejdshukommelsen.

For eksempel, når du returnerer en volley, mens du spiller tennis, kasserer din sensoriske hukommelse oplysninger om spillere på de tilstødende baner, lyden af børn, der leger i nærheden, lugten af kaffe fra parkens café … og den fokuserer kun på den bold, der nærmer sig.

Informationer fra din sensoriske hukommelse passerer ind i din arbejdshukommelse, hvor de enten bliver behandlet eller kasseret. Arbejdshukommelsen kan generelt rumme mellem fem og ni elementer (eller klumper) af information på et hvilket som helst tidspunkt. Dette er centralt for Cognitive Load Theory, som du vil se.

Når din hjerne behandler information, kategoriserer den denne information og flytter den til langtidshukommelsen, hvor den lagres i vidensstrukturer kaldet “skemaer”. Disse organiserer information i overensstemmelse med, hvordan du bruger den. Så du har f.eks. skemaer for forskellige begreber som hund, kat, pattedyr og dyr.

Du har også adfærdsskemaer for handlinger som at slå en bold, cykle, bestille mad på en restaurant og så videre. Jo mere øvet du bliver i at bruge disse skemaer, jo mere ubesværet bliver disse adfærdsmønstre. Dette kaldes “automatisering”. Skemaer har også betydning for teorien om kognitiv belastning. Lad os finde ud af hvorfor.

Hvad er kognitiv belastningsteori?

Den kognitive belastningsteori blev udviklet af John Sweller. Han offentliggjorde en artikel om emnet i tidsskriftet Cognitive Science i 1988.

“Kognitiv belastning” relaterer til den mængde information, som arbejdshukommelsen kan rumme på én gang. Sweller sagde, at da arbejdshukommelsen har en begrænset kapacitet, bør undervisningsmetoderne undgå at overbelaste den med yderligere aktiviteter, der ikke direkte bidrager til læring.

For eksempel stiller et diagram med etiketter et lavere krav til din arbejdshukommelse end et diagram, hvor etiketterne er anført ved siden af. Forestil dig for eksempel, hvordan du ville have det, hvis vi havde præsenteret diagrammet i figur 1 på denne måde:

Den kognitive belastningsteori viser os også, at arbejdshukommelsen kan udvides på to måder. For det første behandler hjernen visuel og auditiv information separat. Auditive elementer i arbejdshukommelsen konkurrerer ikke med visuelle elementer på samme måde som to visuelle elementer, f.eks. et billede og noget tekst, konkurrerer med hinanden.

Dette er kendt som “Modalitetseffekten”. Så f.eks. har forklarende information mindre indvirkning på arbejdshukommelsen, hvis den er fortalt i stedet for at blive tilføjet til et allerede komplekst diagram.

For det andet behandler arbejdshukommelsen et etableret skema som et enkelt element, og et meget indøvet “automatiseret” skema tæller næsten ikke med. Så læringsaktiviteter, der trækker på din eksisterende viden, udvider kapaciteten af din arbejdshukommelse.

Det betyder, at før-træning eller undervisning af folk i forudsætningsfærdigheder, før de introducerer et mere komplekst emne, vil hjælpe dem med at etablere skemaer, der udvider deres arbejdshukommelse; og det betyder så, at de kan forstå og lære mere vanskelige oplysninger.

Anvendelse af kognitiv belastningsteori på træning og læring

Kognitiv belastningsteori hjælper dig med at designe træning, der reducerer kravene til de lærendes arbejdshukommelse, så de lærer mere effektivt. Du kan anvende begrebet kognitiv belastning på læring og uddannelse på flere måder.

Måler ekspertise og tilpasser præsentationen i overensstemmelse hermed

Desto mere ekspertise du udvikler inden for et bestemt område, jo flere oplysninger har du til rådighed i dine skemaer. Husk, at det er ligegyldigt, hvor komplekst et skema er – det tæller som et enkelt element i din arbejdshukommelse.

Det er derfor en god idé at tilpasse din undervisning, så den afspejler det ekspertiseniveau, som de personer, du underviser, har. Gør dette ved at foretage en vurdering af uddannelsesbehov , eller bed eleverne om at beskrive, hvor fortrolige de er med emnet.

Næst skal du bruge Blooms taksonomi for uddannelsesmål for at sikre, at du præsenterer oplysninger på det rette niveau for dine elever – det, der virker indlysende for dig, er måske slet ikke indlysende for dem.

Reducerer problemrummet

“Problemrummet” er kløften mellem den nuværende situation og det ønskede mål. Hvis dette er for stort, bliver folks arbejdshukommelse overbelastet.

Det sker ofte med komplekse problemer, hvor den lærende skal arbejde baglæns fra målet til den nuværende tilstand. Hvis han skal gøre dette, kræver det, at han skal holde mange oplysninger i sin arbejdshukommelse på en gang. At fokusere på målet tager også opmærksomheden væk fra de oplysninger, der skal læres, hvilket gør indlæringen mindre effektiv.

En bedre tilgang er at opdele problemet i dele. Dette reducerer problemrummet og letter den kognitive belastning, hvilket gør indlæringen mere effektiv.

Andre metoder til at reducere problemrummet omfatter at give gennemarbejdede eksempler og præsentere problemer med delløsninger, som den lærende skal løse. Disse tilgange er særligt nyttige, fordi de demonstrerer stærke problemløsningsstrategier i praksis.

Reducer Split-Attention Effect

Når man har flere kilder til visuel information, såsom diagrammer, etiketter og forklarende tekst, er ens opmærksomhed delt mellem dem. Dette øger den kognitive belastning og gør det sværere at skabe nye skemaer.

Denne effekt reduceres, når du integrerer visuelle oplysninger. Indarbejd etiketter i diagrammer (som i figur 1) i stedet for at placere dem i en boks ved siden af, eller, hvis dette ikke er muligt, fokuser først på en del. Hvis eleverne f.eks. skal bruge en manual, mens de arbejder med et computerprogram, så giv dem tid til først at blive fortrolige med teksten, før du introducerer programmet.

Split-attentionseffekter gælder også for flere kilder til auditiv information. Så hvis du f.eks. taler til eleverne om et bestemt emne, skal du forsøge at fjerne alle uvedkommende støjkilder, f.eks. andre mennesker, der taler, eller musik, der spiller i baggrunden.

Tag fordel af auditive og visuelle kanaler i arbejdshukommelsen

En anden måde at overvinde split-attention-effekten på er at erstatte nogle af de visuelle oplysninger med auditive oplysninger. Dette reducerer den kognitive belastning af folks visuelle arbejdshukommelse ved også at bruge den auditive kanal, som har sit eget hukommelsesrum.

I en undersøgelse fra 1998 af Mayer og Moreno viste det sig f.eks., at studerende lærte mest effektivt, når de fik vist en animation, der blev ledsaget af en fortælling, i stedet for at bruge den samme animation med tilføjet tekst på skærmen.

Du kan gentage dette ved at rette elevernes opmærksomhed mod dele af et diagram, mens du taler om det.