Kognitív terheléselmélet

Voltál már olyan tanfolyamon, ahol az oktató olyan gyorsan végigment az anyagán, hogy alig tanultál valamit? Vagy esetleg a tartalom annyira összetett volt, hogy teljesen átment a fejeden?

Ebben a cikkben a kognitív terheléselméletet (Cognitive Load Theory, CLT) fogjuk megvizsgálni. Ez tudományos megközelítést alkalmaz a tananyagok tervezésénél, hogy az információkat olyan tempóban és olyan komplexitással mutassák be, hogy a tanuló teljes mértékben megérthesse azokat.

Hogyan dolgozunk fel információkat?

A kognitív terheléselmélet az 1. ábrán látható, széles körben elfogadott emberi információfeldolgozási modellre épül (ezt Richard Atkinson és Richard Shiffrin publikálta 1968-ban).

A folyamatot három fő részből állónak írja le: érzékszervi memória, munkamemória és hosszú távú memória. Azóta számos kutató bővítette a fogalom megértését, de az alapmodell ugyanaz maradt.

Minden nap érzékszervi információkkal bombázzák az embert. Az érzékszervi memória kiszűri ezen információk nagy részét, de a legfontosabb elemek benyomását elég sokáig megőrzi ahhoz, hogy átkerüljenek a munkamemóriába.

Az érzékszervi memória például, amikor teniszezés közben visszaad egy röplabdát, elveti a szomszédos pályán lévő játékosokról, a közelben játszó gyerekek hangjáról, a park kávézójából érkező kávé illatáról szóló információkat… és csak a közeledő labdára koncentrál.

Az érzékszervi memóriából származó információk átkerülnek a munkamemóriába, ahol vagy feldolgozza, vagy elveti őket. A munkamemória általában egyszerre öt-kilenc információelemet (vagy információdarabot) képes tárolni. Ez a kognitív terheléselmélet központi eleme, amint azt látni fogja.

Amikor az agya feldolgozza az információt, kategorizálja azt, és a hosszú távú memóriába helyezi át, ahol a “sémáknak” nevezett tudásstruktúrákban tárolja. Ezek az információkat aszerint rendszerezik, hogy Ön hogyan használja őket. Így például vannak sémáid a különböző fogalmakra, mint például a kutya, macska, emlős és állat.

Viselkedési sémáid is vannak olyan cselekvésekre, mint a labdaütés, biciklizés, ételrendelés egy étteremben és így tovább. Minél gyakorlottabbá válsz ezeknek a sémáknak a használatában, annál könnyebbé válnak ezek a viselkedések. Ezt nevezzük “automatizálásnak”. A sémák a kognitív terheléselmélet szempontjából is jelentősek. Nézzük meg, miért.

Mi a kognitív terheléselmélet?

A kognitív terheléselméletet John Sweller dolgozta ki. A témáról 1988-ban publikált egy tanulmányt a Cognitive Science című folyóiratban.

A “kognitív terhelés” arra az információmennyiségre vonatkozik, amelyet a munkamemória egyszerre képes tárolni. Sweller szerint, mivel a munkamemória kapacitása korlátozott, az oktatási módszereknek el kell kerülniük annak túlterhelését olyan további tevékenységekkel, amelyek nem járulnak hozzá közvetlenül a tanuláshoz.

Egy feliratozott ábra például kisebb igénybevételt jelent a munkamemóriára, mint egy olyan, amelynek oldalán fel vannak sorolva a címkék. Képzeljük el például, hogyan éreznénk magunkat, ha az 1. ábrán látható diagramot így ábrázolnánk:

A kognitív terheléselmélet azt is megmutatja, hogy a munkamemória kétféleképpen bővíthető. Először is, az elme a vizuális és az auditív információkat külön-külön dolgozza fel. A munkamemóriában lévő auditív elemek nem versenyeznek a vizuális elemekkel ugyanúgy, mint ahogyan két vizuális elem, például egy kép és valamilyen szöveg versenyez egymással.

Ezt nevezik “modalitáshatásnak”. Így például a magyarázó információnak kisebb hatása van a munkamemóriára, ha elbeszélve van, és nem egy már összetett ábrához adják hozzá.

Második, a munkamemória egy kialakult sémát egyetlen elemként kezel, és egy erősen begyakorolt “automatizált” séma alig számít. Tehát a meglévő ismeretekre támaszkodó tanulási tevékenységek bővítik a munkamemória kapacitását.

Ez azt jelenti, hogy az előképzés, vagyis az előképzettségek megtanítása egy összetettebb téma bevezetése előtt segít nekik olyan sémák kialakításában, amelyek bővítik a munkamemóriájukat; ez pedig aztán azt jelenti, hogy nehezebb információkat is képesek megérteni és megtanulni.

A kognitív terheléselmélet alkalmazása a képzésre és tanulásra

A kognitív terheléselmélet segít olyan képzést tervezni, amely csökkenti a tanulók munkamemóriájának igényeit, és így hatékonyabban tanulnak. A kognitív terhelés koncepcióját többféleképpen is alkalmazhatja a tanulásra és a képzésre.

Mérje fel a szakértelmet és igazítsa hozzá a prezentációt

Minél nagyobb szakértelemmel rendelkezik egy adott területen, annál több információ áll rendelkezésére a sémáiban. Ne feledje, nem számít, hogy egy séma mennyire összetett – egyetlen elemnek számít a munkamemóriájában.

Ez az oka annak, hogy jó ötlet az oktatását a tanítandó személyek szakértelmi szintjéhez igazítani. Tegye ezt egy képzési szükségletfelmérés elvégzésével , vagy kérje meg a tanulókat, hogy írják le, mennyire ismerik a témát.

A következő lépésben használja Bloom oktatási célokra vonatkozó taxonómiáját, hogy biztosítsa, hogy az információkat a megfelelő szinten adja elő a tanulók számára – ami önnek nyilvánvalónak tűnik, nem biztos, hogy egyáltalán nem nyilvánvaló számukra.

Redukálja a problémateret

A “problémateret” a jelenlegi helyzet és a kívánt cél közötti rés. Ha ez túl nagy, az emberek munkamemóriája túlterhelődik.

Ez gyakran előfordul összetett problémáknál, ahol a tanulónak visszafelé kell dolgoznia a céltól a jelenlegi állapotig. Ehhez sok információt kell egyszerre a munkamemóriájában tartania. A célra való összpontosítás ráadásul elvonja a figyelmet a megtanulandó információról, ami a tanulást kevésbé hatékonnyá teszi.

Jobb megközelítés, ha a problémát részekre bontjuk. Ez csökkenti a problématerületet és könnyíti a kognitív terhelést, így a tanulás hatékonyabbá válik.

A problématerület csökkentésének további módszerei közé tartozik a kidolgozott példák nyújtása és a részmegoldásokat tartalmazó problémák bemutatása, amelyeket a tanulónak kell megoldania. Ezek a megközelítések különösen hasznosak, mert a gyakorlatban erős problémamegoldó stratégiákat mutatnak be.

Reduce Split-Attention Effect

Ha több vizuális információforrás, például diagramok, címkék és magyarázó szövegek állnak rendelkezésre, a figyelem megoszlik közöttük. Ez növeli a kognitív terhelést, és megnehezíti az új sémák létrehozását.

Ez a hatás csökken, ha integráljuk a vizuális információkat. Inkább építse be a címkéket az ábrákba (mint az 1. ábrán), minthogy azokat egy oldalsó dobozban helyezze el, vagy ha ez nem lehetséges, először az egyik részre összpontosítson. Ha a tanulóknak például egy kézikönyvet kell használniuk, miközben egy számítógépes programon dolgoznak, hagyjon nekik időt, hogy először a szöveggel ismerkedjenek, mielőtt bevezetné a programot.

A megosztott figyelem hatása több hallási információforrásra is érvényes. Így például, ha egy adott témáról beszél a tanulóknak, próbáljon meg eltávolítani minden idegen zajforrást, például más emberek beszédét vagy a háttérben játszó zenét.

A munkamemória auditív és vizuális csatornáinak kihasználása

A split-attention hatás leküzdésének másik módja, ha a vizuális információk egy részét auditív információval helyettesítjük. Ez csökkenti az emberek vizuális munkamemóriájának kognitív terhelését azáltal, hogy az auditív csatornát is használja, amelynek saját memóriaterülete van.

Mayer és Moreno 1998-as tanulmányában például azt találták, hogy a diákok akkor tanultak a leghatékonyabban, amikor egy animációt mutattak nekik, amelyet narrációval kísértek, ahelyett, hogy ugyanazt az animációt használták volna a képernyőn megjelenő szöveggel kiegészítve.

Ezt megismételheti, ha a tanulók figyelmét egy diagram egyes részeire irányítja, miközben beszél róla.