Cognitive Load Theory

Heeft u wel eens een cursus gevolgd waarbij de trainer zo snel door zijn stof ging dat u nauwelijks iets leerde? Of misschien was de inhoud zo complex dat het je volledig boven het hoofd ging?

In dit artikel kijken we naar Cognitive Load Theory (CLT). Dit is een wetenschappelijke benadering van het ontwerp van leermiddelen, zodat ze informatie presenteren in een tempo en op een niveau van complexiteit dat de leerling volledig kan begrijpen.

Hoe verwerken we informatie?

De cognitieve belastingstheorie bouwt voort op het algemeen aanvaarde model van menselijke informatieverwerking dat wordt getoond in figuur 1 (dit werd gepubliceerd door Richard Atkinson en Richard Shiffrin in 1968.)

Het beschrijft het proces als bestaande uit drie hoofdonderdelen: zintuiglijk geheugen, werkgeheugen en langetermijngeheugen. Sindsdien hebben vele onderzoekers bijgedragen aan ons begrip van dit concept, maar het basismodel blijft hetzelfde.

Elke dag wordt u gebombardeerd met zintuiglijke informatie. Het zintuiglijk geheugen filtert het grootste deel van deze informatie weg, maar houdt een indruk van de belangrijkste items lang genoeg vast om ze naar het werkgeheugen over te brengen.

Bijv. wanneer u tijdens het tennissen een volley terugslaat, verwijdert uw zintuiglijk geheugen informatie over spelers op aangrenzende banen, het geluid van spelende kinderen in de buurt, de geur van koffie uit het café in het park… en het concentreert zich alleen op de naderende bal.

Informatie uit uw zintuiglijk geheugen gaat naar uw werkgeheugen, waar het ofwel wordt verwerkt ofwel wordt weggegooid. Het werkgeheugen kan over het algemeen tussen de vijf en negen items (of brokken) van informatie op een bepaald moment bevatten. Dit staat centraal in de cognitieve belastingstheorie, zoals u zult zien.

Wanneer uw hersenen informatie verwerken, categoriseert het die informatie en verplaatst het naar het lange termijn geheugen, waar het wordt opgeslagen in kennisstructuren die “schema’s” worden genoemd. Deze organiseren informatie op basis van hoe je het gebruikt. Zo heb je bijvoorbeeld schema’s voor verschillende begrippen als hond, kat, zoogdier en dier.

Je hebt ook gedragsschema’s voor handelingen als het slaan van een bal, fietsen, eten bestellen in een restaurant, enzovoort. Hoe meer je geoefend raakt in het gebruik van deze schema’s, hoe moeitelozer deze gedragingen worden. Dit wordt “automatisering” genoemd. Schema’s zijn ook belangrijk voor de Cognitive Load Theory. Laten we eens kijken waarom.

Wat is Cognitieve Belasting Theorie?

Cognitieve Belasting Theorie is ontwikkeld door John Sweller. Hij publiceerde een artikel over het onderwerp in het tijdschrift Cognitive Science in 1988.

“Cognitieve belasting” heeft betrekking op de hoeveelheid informatie die het werkgeheugen in één keer kan bevatten. Sweller zei dat, aangezien het werkgeheugen een beperkte capaciteit heeft, instructiemethoden moeten voorkomen dat het wordt overladen met extra activiteiten die niet direct bijdragen aan het leren.

Een gelabeld diagram stelt bijvoorbeeld een lagere eis aan je werkgeheugen dan een diagram waarvan de labels aan de zijkant zijn opgesomd. Stel je bijvoorbeeld eens voor hoe je je zou voelen als we het diagram in figuur 1 op deze manier hadden gepresenteerd:

Cognitive Load Theory laat ons ook zien dat het werkgeheugen op twee manieren kan worden uitgebreid. Ten eerste verwerkt de geest visuele en auditieve informatie afzonderlijk. Auditieve items in het werkgeheugen concurreren niet met visuele items op dezelfde manier als twee visuele items, bijvoorbeeld een plaatje en een stukje tekst, met elkaar concurreren.

Dit staat bekend als het “Modaliteitseffect”. Dus, bijvoorbeeld, verklarende informatie heeft minder impact op het werkgeheugen als het wordt verteld, in plaats van toegevoegd aan een reeds complex diagram.

Ten tweede, het werkgeheugen behandelt een gevestigd schema als een enkel item, en een zeer geoefend “geautomatiseerd” schema telt nauwelijks mee. Dus, leeractiviteiten die voortbouwen op je bestaande kennis vergroten de capaciteit van je werkgeheugen.

Dit betekent dat pre-training, of het aanleren van voorbereidende vaardigheden voordat een complexer onderwerp wordt geïntroduceerd, mensen zal helpen schema’s op te stellen die hun werkgeheugen uitbreiden; en dit betekent vervolgens dat ze moeilijkere informatie kunnen begrijpen en leren.

Toepassing van Cognitieve Belasting Theorie op Training en Leren

Cognitieve Belasting Theorie helpt je bij het ontwerpen van trainingen die de eisen aan het werkgeheugen van lerenden vermindert, zodat ze effectiever leren. U kunt het concept van cognitieve belasting op verschillende manieren toepassen op leren en trainen.

Meten van expertise en presentatie daarop afstemmen

Hoe meer expertise u op een bepaald gebied ontwikkelt, hoe meer informatie u in uw schema’s beschikbaar hebt. Vergeet niet dat het niet uitmaakt hoe complex een schema is – het telt als een enkel item in je werkgeheugen.

Daarom is het een goed idee om je instructie aan te passen aan het expertiseniveau van de mensen aan wie je lesgeeft. Doe dit door het uitvoeren van een Training Needs Assessment , of vraag lerenden om te beschrijven hoe vertrouwd ze zijn met het onderwerp.

Daarnaast, gebruik Bloom’s Taxonomy of Educational Objectives om ervoor te zorgen dat u informatie presenteert op het juiste niveau voor uw lerenden – wat lijkt duidelijk voor u kan helemaal niet duidelijk zijn voor hen.

Reduce the Problem Space

De “probleem ruimte” is de kloof tussen de huidige situatie en het gewenste doel. Als deze te groot is, raakt het werkgeheugen van mensen overbelast.

Dit gebeurt vaak bij complexe problemen, waarbij de lerende terug moet werken van het doel naar de huidige toestand. Dit vereist dat hij veel informatie tegelijk in zijn werkgeheugen vasthoudt. Focussen op het doel neemt ook de aandacht weg van de informatie die geleerd wordt, wat het leren minder effectief maakt.

Een betere aanpak is het probleem op te splitsen in delen. Dit verkleint de probleemruimte en verlicht de cognitieve belasting, waardoor het leren effectiever wordt.

Andere methoden om de probleemruimte te verkleinen zijn het geven van uitgewerkte voorbeelden en het presenteren van problemen met gedeeltelijke oplossingen die de lerende moet voltooien. Deze benaderingen zijn bijzonder nuttig, omdat ze sterke probleemoplossingsstrategieën in de praktijk demonstreren.

Reduce Split-Attention Effect

Wanneer u meerdere bronnen van visuele informatie hebt, zoals diagrammen, labels en verklarende tekst, wordt uw aandacht tussen hen verdeeld. Dit verhoogt de cognitieve belasting, waardoor het moeilijker wordt om nieuwe schema’s te maken.

Dit effect wordt verminderd wanneer u visuele informatie integreert. Integreer labels in schema’s (zoals in figuur 1), in plaats van ze in een kader aan de zijkant te plaatsen, of, als dit niet mogelijk is, concentreer je dan eerst op één onderdeel. Als leerlingen bijvoorbeeld een handleiding moeten gebruiken terwijl ze met een computerprogramma werken, geef ze dan de tijd om eerst vertrouwd te raken met de tekst, alvorens het programma te introduceren.