Cognitive Load Theory

Czy byłeś kiedyś na kursie, na którym trener tak szybko przerabiał materiał, że prawie nic się nie nauczyłeś? A może treść była tak złożona, że zupełnie nie mieściła Ci się w głowie?

W tym artykule przyjrzymy się Teorii Obciążeń Poznawczych (Cognitive Load Theory, CLT). Jest to naukowe podejście do projektowania materiałów edukacyjnych, tak aby prezentowały one informacje w tempie i na poziomie złożoności, który uczący się może w pełni zrozumieć.

Jak przetwarzamy informacje?

Teoria Obciążeń Poznawczych opiera się na powszechnie akceptowanym modelu przetwarzania informacji przez człowieka pokazanym na rysunku 1 (został on opublikowany przez Richarda Atkinsona i Richarda Shiffrina w 1968 roku.)

Opisuje on proces jako składający się z trzech głównych części: pamięci sensorycznej, pamięci roboczej i pamięci długotrwałej. Od tego czasu, wielu badaczy dodało do naszego zrozumienia tej koncepcji, ale podstawowy model pozostaje taki sam.

Każdego dnia jesteś bombardowany informacjami sensorycznymi. Pamięć sensoryczna odfiltrowuje większość tych informacji, ale zachowuje wrażenie najważniejszych elementów na tyle długo, by mogły one przejść do pamięci roboczej.

Na przykład, kiedy wracasz do siatki podczas gry w tenisa, twoja pamięć sensoryczna odrzuca informacje o graczach na sąsiednich kortach, odgłosach dzieci bawiących się w pobliżu, zapachu kawy z kawiarni w parku… i skupia się tylko na zbliżającej się piłce.

Informacje z pamięci sensorycznej przechodzą do pamięci roboczej, gdzie są albo przetwarzane, albo odrzucane. Pamięć robocza może zazwyczaj pomieścić od pięciu do dziewięciu elementów (lub kawałków) informacji w dowolnym momencie. Jest to centralne dla Cognitive Load Theory, jak zobaczysz.

Gdy twój mózg przetwarza informacje, kategoryzuje te informacje i przenosi je do pamięci długotrwałej, gdzie są przechowywane w strukturach wiedzy zwanych „schematami”. Te organizują informacje w zależności od tego, jak ich używasz. Tak więc, na przykład, masz schematy dla różnych pojęć, takich jak pies, kot, ssak i zwierzę.

Masz również schematy behawioralne dla działań, takich jak uderzenie piłki, jazda na rowerze, zamawianie jedzenia w restauracji i tak dalej. Im bardziej wyćwiczony stajesz się w używaniu tych schematów, tym bardziej bezwysiłkowe stają się te zachowania. Nazywa się to „automatyzacją”. Schematy są również istotne dla Teorii Obciążeń Poznawczych. Dowiedzmy się dlaczego.

Czym jest Teoria Obciążeń Poznawczych?

Teoria Obciążeń Poznawczych została opracowana przez Johna Swellera. Opublikował on pracę na ten temat w czasopiśmie Cognitive Science w 1988 roku.

„Obciążenie poznawcze” odnosi się do ilości informacji, które pamięć robocza może pomieścić w jednym czasie. Sweller stwierdził, że ponieważ pamięć robocza ma ograniczoną pojemność, metody nauczania powinny unikać przeciążania jej dodatkowymi czynnościami, które nie przyczyniają się bezpośrednio do uczenia się.

Na przykład, diagram z etykietami stawia mniejsze wymagania pamięci roboczej niż taki, który ma etykiety wymienione z boku. Wyobraź sobie, na przykład, jak byś się czuł, gdybyśmy przedstawili diagram na Rysunku 1 w ten sposób:

Teoria Obciążeń Poznawczych pokazuje nam również, że pamięć robocza może być rozszerzona na dwa sposoby. Po pierwsze, umysł przetwarza oddzielnie informacje wzrokowe i słuchowe. Elementy słuchowe w pamięci roboczej nie konkurują z elementami wizualnymi w taki sam sposób, w jaki konkurują ze sobą dwa elementy wizualne, na przykład zdjęcie i jakiś tekst.

Jest to znane jako „efekt modalności”. Tak więc, na przykład, informacja wyjaśniająca ma mniejszy wpływ na pamięć roboczą, jeśli jest opowiedziana, a nie dodana do już złożonego diagramu.

Po drugie, pamięć robocza traktuje ustalony schemat jako pojedynczy element, a wysoce przećwiczony schemat „automatyczny” prawie w ogóle się nie liczy. Oznacza to, że szkolenie wstępne, czyli uczenie ludzi podstawowych umiejętności przed wprowadzeniem bardziej złożonego tematu, pomoże im stworzyć schematy, które rozszerzą ich pamięć roboczą, a to oznacza, że będą mogli zrozumieć i nauczyć się trudniejszych informacji.

Zastosowanie teorii obciążenia poznawczego w szkoleniu i uczeniu się

Teoria obciążenia poznawczego pomaga zaprojektować szkolenie, które zmniejsza wymagania wobec pamięci roboczej uczniów, dzięki czemu uczą się oni bardziej efektywnie. Możesz zastosować koncepcję obciążenia poznawczego do uczenia się i szkolenia na kilka sposobów.

Pomiar wiedzy specjalistycznej i odpowiednie dostosowanie prezentacji

Im większą wiedzę specjalistyczną posiadasz w danej dziedzinie, tym więcej informacji masz dostępnych w swoich schematach. Pamiętaj, że nie ma znaczenia, jak złożony jest schemat – liczy się on jako pojedyncza pozycja w pamięci roboczej.

Dlatego warto dostosować instrukcje do poziomu wiedzy osób, które uczymy. W tym celu należy przeprowadzić Ocenę Potrzeb Szkoleniowych lub poprosić uczestników o opisanie stopnia znajomości tematu.

Następnie należy skorzystać z Taksonomii Celów Edukacyjnych Blooma, aby upewnić się, że prezentujemy informacje na odpowiednim poziomie dla uczestników – to, co dla nas wydaje się oczywiste, dla nich może wcale takie nie być.

Zmniejszanie przestrzeni problemowej

„Przestrzeń problemowa” to luka pomiędzy obecną sytuacją a pożądanym celem. Jeśli jest ona zbyt duża, pamięć robocza ludzi staje się przeciążona.

Często zdarza się to przy złożonych problemach, gdzie uczący się musi pracować wstecz od celu do stanu obecnego. Wymaga to od niego utrzymywania w pamięci roboczej wielu informacji naraz. Skupianie się na celu również odciąga uwagę od informacji, której się uczy, co sprawia, że uczenie się jest mniej efektywne.

Lepszym podejściem jest rozbicie problemu na części. Zmniejsza to przestrzeń problemową i zmniejsza obciążenie poznawcze, czyniąc uczenie się bardziej efektywnym.

Inne metody zmniejszania przestrzeni problemowej obejmują dostarczanie sprawdzonych przykładów i przedstawianie problemów z częściowymi rozwiązaniami do uzupełnienia przez uczącego się. Te podejścia są szczególnie przydatne, ponieważ pokazują silne strategie rozwiązywania problemów w praktyce.

Reduce Split-Attention Effect

Gdy masz wiele źródeł informacji wizualnej, takich jak diagramy, etykiety i tekst wyjaśniający, twoja uwaga jest podzielona między nimi. To zwiększa obciążenie poznawcze, utrudniając tworzenie nowych schematów.

Efekt ten jest zredukowany, gdy zintegrujesz informacje wizualne. Włącz etykiety do diagramów (jak na Rysunku 1), zamiast umieszczać je w ramce po jednej stronie, lub, jeśli nie jest to możliwe, skup się najpierw na jednej części. Jeśli uczący się muszą korzystać z podręcznika podczas pracy z programem komputerowym, na przykład, daj im czas na zapoznanie się z tekstem, zanim wprowadzą program.