Théorie de la charge cognitive

Avez-vous déjà participé à un cours où le formateur passait son matériel si rapidement que vous n’avez presque rien appris ? Ou peut-être que le contenu était si complexe qu’il vous passait complètement au-dessus de la tête ?

Dans cet article, nous allons examiner la théorie de la charge cognitive (CLT). Celle-ci adopte une approche scientifique de la conception du matériel d’apprentissage, afin qu’il présente l’information à un rythme et à un niveau de complexité que l’apprenant peut pleinement comprendre.

Comment traitons-nous l’information ?

La théorie de la charge cognitive s’appuie sur le modèle largement accepté du traitement de l’information humaine illustré dans la figure 1 (celle-ci a été publiée par Richard Atkinson et Richard Shiffrin en 1968.)

Elle décrit le processus comme comportant trois parties principales : la mémoire sensorielle, la mémoire de travail et la mémoire à long terme. Depuis lors, de nombreux chercheurs ont ajouté à notre compréhension de ce concept, mais le modèle de base reste le même.

Chaque jour, vous êtes bombardé d’informations sensorielles. La mémoire sensorielle filtre la plupart de ces informations, mais garde une impression des éléments les plus importants suffisamment longtemps pour qu’ils passent en mémoire de travail.

Par exemple, lorsque vous renvoyez une volée en jouant au tennis, votre mémoire sensorielle écarte les informations sur les joueurs des courts adjacents, le bruit des enfants qui jouent à proximité, l’odeur du café du parc… et elle se concentre uniquement sur la balle qui s’approche.

Les informations de votre mémoire sensorielle passent dans votre mémoire de travail, où elles sont soit traitées, soit écartées. La mémoire de travail peut généralement contenir entre cinq et neuf éléments (ou morceaux) d’information à un moment donné. C’est un élément central de la théorie de la charge cognitive, comme vous le verrez.

Lorsque votre cerveau traite les informations, il les catégorise et les déplace dans la mémoire à long terme, où elles sont stockées dans des structures de connaissances appelées « schémas ». Ceux-ci organisent les informations en fonction de l’utilisation que vous en faites. Ainsi, par exemple, vous avez des schémas pour différents concepts comme chien, chat, mammifère et animal.

Vous avez également des schémas comportementaux pour des actions comme frapper une balle, faire du vélo, commander de la nourriture dans un restaurant, etc. Plus vous vous entraînez à utiliser ces schémas, plus ces comportements deviennent sans effort. C’est ce qu’on appelle « l’automatisation ». Les schémas sont également importants pour la théorie de la charge cognitive. Voyons pourquoi.

Qu’est-ce que la théorie de la charge cognitive ?

La théorie de la charge cognitive a été développée par John Sweller. Il a publié un article sur le sujet dans la revue Cognitive Science en 1988.

La « charge cognitive » concerne la quantité d’informations que la mémoire de travail peut contenir à un moment donné. Selon Sweller, la mémoire de travail ayant une capacité limitée, les méthodes d’enseignement doivent éviter de la surcharger avec des activités supplémentaires qui ne contribuent pas directement à l’apprentissage.

Par exemple, un diagramme étiqueté sollicite moins votre mémoire de travail qu’un diagramme dont les étiquettes sont listées sur le côté. Imaginez, par exemple, ce que vous ressentiriez si nous avions présenté le diagramme de la figure 1 de la façon suivante :

La théorie de la charge cognitive nous montre également que la mémoire de travail peut être étendue de deux façons. Premièrement, l’esprit traite séparément les informations visuelles et auditives. Les éléments auditifs de la mémoire de travail n’entrent pas en compétition avec les éléments visuels de la même manière que deux éléments visuels, par exemple une image et un texte, entrent en compétition l’un avec l’autre.

C’est ce qu’on appelle « l’effet de modalité ». Ainsi, par exemple, une information explicative a moins d’impact sur la mémoire de travail si elle est racontée, plutôt qu’ajoutée à un diagramme déjà complexe.

Deuxièmement, la mémoire de travail traite un schéma établi comme un élément unique, et un schéma « automatisé » très pratiqué compte à peine. Ainsi, les activités d’apprentissage qui s’appuient sur vos connaissances existantes étendent la capacité de votre mémoire de travail.

Cela signifie que la préformation, ou l’enseignement aux gens de compétences préalables avant d’introduire un sujet plus complexe, les aidera à établir des schémas qui étendent leur mémoire de travail ; et cela signifie alors qu’ils peuvent comprendre et apprendre des informations plus difficiles.

Application de la théorie de la charge cognitive à la formation et à l’apprentissage

La théorie de la charge cognitive vous aide à concevoir une formation qui réduit les demandes sur la mémoire de travail des apprenants, afin qu’ils apprennent plus efficacement. Vous pouvez appliquer le concept de charge cognitive à l’apprentissage et à la formation de plusieurs façons.

Mesurer l’expertise et adapter la présentation en conséquence

Plus vous développez d’expertise dans un domaine particulier, plus vous disposez d’informations dans vos schémas. Rappelez-vous, peu importe la complexité d’un schéma – il compte comme un seul élément dans votre mémoire de travail.

C’est pourquoi il est bon d’adapter votre enseignement pour refléter le niveau d’expertise des personnes que vous enseignez. Faites-le en administrant une évaluation des besoins de formation , ou demandez aux apprenants de décrire à quel point ils sont familiers avec le sujet.

Puis, utilisez la taxonomie des objectifs éducatifs de Bloom pour vous assurer que vous présentez les informations au bon niveau pour vos apprenants – ce qui vous semble évident peut ne pas l’être du tout pour eux.

Réduire l’espace du problème

L’espace du problème est l’écart entre la situation actuelle et l’objectif souhaité. Si cet espace est trop grand, la mémoire de travail des gens devient surchargée.

Cela se produit souvent avec des problèmes complexes, où l’apprenant doit travailler à rebours du but à l’état actuel. Pour ce faire, il doit retenir beaucoup d’informations dans sa mémoire de travail en même temps. Se concentrer sur le but détourne également l’attention des informations en cours d’apprentissage, ce qui rend l’apprentissage moins efficace.

Une meilleure approche consiste à décomposer le problème en parties. Cela réduit l’espace du problème et allège la charge cognitive, ce qui rend l’apprentissage plus efficace.

D’autres méthodes de réduction de l’espace du problème comprennent la fourniture d’exemples travaillés et la présentation de problèmes avec des solutions partielles que l’apprenant doit compléter. Ces approches sont particulièrement utiles, car elles démontrent de solides stratégies de résolution de problèmes dans la pratique.

Réduire l’effet d’attention divisée

Lorsque vous avez plusieurs sources d’informations visuelles, telles que des diagrammes, des étiquettes et du texte explicatif, votre attention est divisée entre elles. Cela ajoute à la charge cognitive, rendant plus difficile la création de nouveaux schémas.

Cet effet est réduit lorsque vous intégrez les informations visuelles. Incorporez des étiquettes dans les diagrammes (comme dans la figure 1), plutôt que de les placer dans une boîte sur le côté, ou, si ce n’est pas possible, concentrez-vous d’abord sur une partie. Si les apprenants doivent utiliser un manuel tout en travaillant sur un programme informatique, par exemple, laissez-leur le temps de se familiariser avec le texte d’abord, avant d’introduire le programme.