Teori om kognitiv belastning

Har du någonsin varit på en kurs där utbildaren gick igenom sitt material så snabbt att du knappt lärde dig något? Eller kanske var innehållet så komplext att det gick helt över huvudet på dig?

I den här artikeln ska vi titta på Cognitive Load Theory (CLT). Detta är ett vetenskapligt tillvägagångssätt för att utforma läromedel, så att de presenterar information i en takt och på en komplexitetsnivå som inläraren kan förstå fullt ut.

Hur bearbetar vi information?

Cognitive Load Theory bygger på den allmänt accepterade modellen för mänsklig informationsbearbetning som visas i figur 1 (denna publicerades av Richard Atkinson och Richard Shiffrin 1968).

Det beskrivs att processen består av tre huvuddelar: sensoriskt minne, arbetsminne och långtidsminnet. Sedan dess har många forskare bidragit till vår förståelse av detta begrepp, men den grundläggande modellen förblir densamma.

Varje dag bombarderas du med sensorisk information. Det sensoriska minnet filtrerar bort det mesta av denna information, men behåller ett intryck av de viktigaste sakerna tillräckligt länge för att de ska kunna passera in i arbetsminnet.

Till exempel, när du returnerar en volley när du spelar tennis, så sorterar ditt sensoriska minne bort information om spelare på intilliggande banor, ljudet av barn som leker i närheten, doften av kaffe från parkkaféet … och fokuserar bara på den annalkande bollen.

Information från ditt sensoriska minne passerar in i arbetsminnet, där den antingen bearbetas eller sorteras bort. Arbetsminnet kan i allmänhet rymma mellan fem och nio objekt (eller delar) av information samtidigt. Detta är centralt för Cognitive Load Theory, som du kommer att se.

När din hjärna bearbetar information kategoriserar den informationen och flyttar den till långtidsminnet, där den lagras i kunskapsstrukturer som kallas ”scheman”. Dessa organiserar informationen enligt hur du använder den. Så du har till exempel scheman för olika begrepp som hund, katt, däggdjur och djur.

Du har också beteendescheman för handlingar som att slå en boll, cykla, beställa mat på en restaurang och så vidare. Ju mer tränad du blir i att använda dessa scheman, desto lättare blir dessa beteenden. Detta kallas ”automatisering”. Scheman har också betydelse för teorin om kognitiv belastning. Låt oss ta reda på varför.

Vad är kognitiv belastningsteori?

Kognitiv belastningsteori utvecklades av John Sweller. Han publicerade en artikel om ämnet i tidskriften Cognitive Science 1988.

”Kognitiv belastning” avser den mängd information som arbetsminnet kan rymma samtidigt. Sweller menade att eftersom arbetsminnet har en begränsad kapacitet bör undervisningsmetoderna undvika att överbelasta det med ytterligare aktiviteter som inte direkt bidrar till inlärningen.

Till exempel ställer ett märkt diagram lägre krav på arbetsminnet än ett som har etiketterna listade vid sidan om. Föreställ dig till exempel hur du skulle känna dig om vi hade presenterat diagrammet i figur 1 på detta sätt:

Cognitive Load Theory visar oss också att arbetsminnet kan utökas på två sätt. För det första bearbetar hjärnan visuell och auditiv information separat. Auditiva objekt i arbetsminnet konkurrerar inte med visuella objekt på samma sätt som två visuella objekt, till exempel en bild och viss text, konkurrerar med varandra.

Detta är känt som ”modalitetseffekten”. Så till exempel har förklarande information mindre inverkan på arbetsminnet om den är berättad, i stället för att läggas till ett redan komplext diagram.

För det andra behandlar arbetsminnet ett etablerat schema som ett enskilt objekt, och ett mycket övat ”automatiserat” schema räknas knappt alls. Så inlärningsaktiviteter som bygger på din befintliga kunskap utökar kapaciteten i ditt arbetsminne.

Detta innebär att förutbildning, eller att lära människor förutsättningsfärdigheter innan de introducerar ett mer komplext ämne, kommer att hjälpa dem att etablera scheman som utökar deras arbetsminne; och detta innebär sedan att de kan förstå och lära sig svårare information.

Användning av teorin om kognitiv belastning på utbildning och inlärning

Den kognitiva belastningsteorin hjälper dig att utforma utbildning som minskar kraven på inlärarnas arbetsminne så att de lär sig mer effektivt. Du kan tillämpa begreppet kognitiv belastning på inlärning och utbildning på flera sätt.

Mät expertis och anpassa presentationen därefter

Desto mer expertis du utvecklar inom ett visst område, desto mer information har du tillgänglig i dina scheman. Kom ihåg att det inte spelar någon roll hur komplext ett schema är – det räknas som ett enda objekt i ditt arbetsminne.

Detta är anledningen till att det är en bra idé att anpassa undervisningen så att den återspeglar expertisenivån hos de personer som du undervisar. Gör detta genom att göra en bedömning av utbildningsbehoven , eller be eleverna beskriva hur bekanta de är med ämnet.

Nästan använder du Blooms taxonomi för utbildningsmål för att se till att du presenterar information på rätt nivå för dina elever – det som verkar självklart för dig är kanske inte alls självklart för dem.

Reducerar problemutrymmet

”Problemutrymmet” är klyftan mellan den nuvarande situationen och det önskade målet. Om detta är för stort blir människors arbetsminne överbelastat.

Detta sker ofta med komplexa problem, där inläraren måste arbeta bakåt från målet till det nuvarande läget. För att göra detta krävs att han måste hålla mycket information i sitt arbetsminne samtidigt. Att fokusera på målet tar också uppmärksamheten från den information som ska läras, vilket gör inlärningen mindre effektiv.

Ett bättre tillvägagångssätt är att dela upp problemet i delar. Detta minskar problemutrymmet och underlättar den kognitiva belastningen, vilket gör inlärningen mer effektiv.

Andra metoder för att minska problemutrymmet är bland annat att ge fungerande exempel och presentera problem med dellösningar som inläraren ska slutföra. Dessa tillvägagångssätt är särskilt användbara, eftersom de visar starka problemlösningsstrategier i praktiken.

Reduce Split-Attention Effect

När du har flera källor till visuell information, t.ex. diagram, etiketter och förklarande text, delas din uppmärksamhet mellan dem. Detta ökar den kognitiva belastningen och gör det svårare att skapa nya scheman.

Denna effekt minskas när du integrerar visuell information. Integrera etiketter i diagrammen (som i figur 1), i stället för att placera dem i en ruta vid sidan om, eller, om detta inte är möjligt, fokusera på en del först. Om eleverna till exempel behöver använda en handbok när de arbetar med ett datorprogram, ge dem tid att bekanta sig med texten först, innan du introducerar programmet.

Split-attention-effekter gäller även för flera källor till auditiv information. Så om du till exempel talar till eleverna om ett visst ämne, försök att avlägsna alla yttre bullerkällor, t.ex. andra människor som pratar eller musik som spelas i bakgrunden.

Du kan dra nytta av auditiva och visuella kanaler i arbetsminnet

Ett annat sätt att övervinna den delade uppmärksamhetseffekten är att ersätta en del av den visuella informationen med auditiv information. Detta minskar den kognitiva belastningen på människors visuella arbetsminne genom att också använda den auditiva kanalen, som har sitt eget minnesutrymme.

I en studie från 1998 av Mayer och Moreno visade det sig till exempel att studenter lärde sig effektivast när de fick se en animation som åtföljdes av en berättelse, snarare än att använda samma animation med tillagd text på skärmen.

Du kan replikera detta genom att rikta elevernas uppmärksamhet mot delar av ett diagram medan du talar om det.