Teori om kognitiv belastning

Kognitiv belastningsteori  er en  læringsteori, der peger på, at optimal læring kan opnås ved at give en tilstrækkelig belastning af elevens arbejdshukommelse. Det hjælper til at forstå præcis, hvordan mennesker tilegner sig viden og til at udvikle undervisningsstrategier, der ville være tilstrækkelige til elevernes behov. Det blev udviklet af den australske neurofysiolog John Sweller .

Begrebet "kognitiv belastning"

Kognitiv belastning  er en multidimensionel konstruktion, der definerer, hvordan belastning påvirker elevernes præstationer på bestemte opgaver. Ifølge modellen præsenteret af Paas og van Merrinboer er kognitiv belastning påvirket af samspillet mellem opgavens karakteristika (format, opgavekompleksitet, fuldførelsestempo, tid, der kræves for at fuldføre den) og eleven selv (videnniveau, alder). , indlæringsevne) [1] . Disse forskere identificerer tre aspekter, der karakteriserer begrebet kognitiv belastning:

• Mental belastning er et aspekt af kognitiv belastning, der er et resultat af samspillet mellem opgave- og emnekarakteristika. Det kan bestemmes ud fra vores nuværende viden om fagets opgaver og karakteristika.
• Mental indsats er et aspekt af kognitiv belastning, der refererer til de kognitive evner, der faktisk er allokeret til at løse en opgave.
• Ydeevne er et aspekt af kognitiv belastning, der kan defineres i forhold til elevernes præstationer, såsom antallet af opgaver, der er løst korrekt, antallet af fejl og den tid, det tager at fuldføre opgaven.

Kognitiv arkitektur: hukommelse og skemaer

Som enhver teori bygget på kognitiv psykologi, er kognitiv belastningsteori afhængig af en række teoretiske konstruktioner fra kognitiv psykologi . I dette tilfælde er to begreber af stor teoretisk betydning - hukommelse og kredsløb [2] .

Arbejdshukommelse  bruges i øjeblikket til behandling og midlertidig opbevaring af materiale, den er ansvarlig for at opretholde den aktuelle information, der er nødvendig for at udføre en bestemt handling. Problemet for læseplansudviklere er, at arbejdshukommelsen er begrænset til omkring syv elementer eller stykker information ad gangen. Derudover er den også involveret i processerne med at organisere, sammenstille og i øvrigt arbejde med denne information, på grund af hvilken eleven kan gemme en meget begrænset mængde information ad gangen.

Langtidshukommelsen  gemmer allerede eksisterende information, og det er på den, at en person primært er afhængig af erkendelsesprocessen. Arbejdshukommelse er ikke i stand til at udføre komplekse operationer, som ikke tidligere var involveret og ikke blev lagret i langtidshukommelsen. Læringsprocessen skal således tage højde for, hvordan information lagres og organiseres i langtidshukommelsen, så den er tilgængelig, når den er nødvendig. Ifølge teorien lagres skemaer i langtidshukommelsen. Skemaer klassificerer informationselementer efter, hvordan de vil blive brugt. Et skema kan indeholde en enorm mængde information, men hvis det er automatiseret, så behandles det som en helhed i arbejdshukommelsen. Læringsprocessen bør tilstræbe at skabe flere og mere komplekse kredsløb ved at kombinere elementer bestående af kredsløb på et lavere niveau til kredsløb på et højere niveau. Eksempel på kredsløb: aritmetiske operationer.

Principper for læring dannet i henhold til teorien

Kognitiv belastningsteori antyder, at effektivt læringsmateriale letter læring ved at dirigere kognitive ressourcer til aktiviteter, der er direkte relateret til læring, snarere end at opnå forhåndsviden til læring. Forskere har fundet ud af, at mange læringsrutiner får eleverne til at engagere sig i kognitive aktiviteter langt væk fra opgavens åbenlyse mål. Den kognitive belastning skabt af disse uhensigtsmæssige aktiviteter kan forhindre tilegnelsen af ​​de nødvendige færdigheder og evner [3] .

Således giver teorien om kognitiv belastning dig mulighed for at forstå, hvilke faktorer der påvirker assimileringen af ​​materialet, hvad det skal være med hensyn til kompleksitet, hvordan man effektivt distribuerer og præsenterer det [4] [5] . Inden for rammerne af denne teori blev følgende effekter undersøgt [6] :

1. Effekten af ​​fraværet af et specifikt mål  - hvis du erstatter den sædvanlige opgave med en opgave, hvor der ikke er noget betinget "korrekt svar", reducerer dette uvedkommende kognitiv belastning, hvilket giver eleven mulighed for ikke at lede efter det rigtige svar, men fokusere på, hvilken viden og færdigheder han har til rådighed for at løse opgaven.
2. Worked Case Effect  - Ved at erstatte en normal opgave med et eksempel, der har fejl eller mangler og skal rettes, kan eleven fokusere på problemet og hvordan man løser det effektivt.
3. Delløsningseffekt  – hvis eleverne får en delløsning på et problem, kan de fokusere på vigtigere dele af problemet, hvilket reducerer kognitiv belastning.
4. Effekten af ​​opmærksomhedsdeling  - udskiftning af flere forskellige informationskilder med en enkelt informationskilde undgår unødig kognitiv belastning, fordi eleven ikke har behov for mentalt at integrere informationskilder
5. Modalitetseffekt  - multimodal præsentation bruger både visuelle og auditive arbejdshukommelsesprocessorer, hvilket giver dem mulighed for at "passe" mere information i dem. Den dobbelte modalitet med at præsentere materiale kan dog kun have fordele, når man arbejder med simpel information, som ikke belaster hukommelsen for meget, og når det kommer til at behandle mere kompleks information, virker denne effekt muligvis ikke på grund af manglende evne til at bevare en stor mængde information i hukommelsen - så er det bedre kun at bruge visuelt materiale [7]

Ved at kende disse effekter formulerer forskere læringsprincipper formuleret i henhold til teorien om kognitiv belastning [4] :

• Princippet om intet mål  - det er nødvendigt at give sådanne opgaver, der gør det muligt for eleverne ikke at stræbe efter den eneste rigtige måde at løse, men at finde mange måder. For eksempel kan eleverne blive spurgt: "Tænk på så mange sygdomme, som du kan, der kunne være relateret til de observerede symptomer," i stedet for at spørge dem: "Hvilken sygdom indikerer denne patients symptomer?"
• Princippet i det bearbejdede eksempel  er, at det er bedre at erstatte rutineopgaver med gennemarbejdede eksempler, for eksempel kan man invitere eleverne til at kritisere en færdiglavet behandlingsplan, frem for at tvinge dem til at lave sådan en plan på egen hånd.
• Princippet om delafslutning  - du kan give eleverne en delløsning af problemet, så de kan fokusere på at øve vigtigere færdigheder.
• Princippet om adskillelse af opmærksomhed  - det er nødvendigt at erstatte flere informationskilder, der er adskilt i rum eller tid med én integreret informationskilde
• Modalitetsprincippet. Det er meget mere effektivt, når informationen præsenteres på forskellige sensoriske kanaler: For eksempel vises diagrammer og grafer på skærmen, og forklaringen gives mundtligt.

Derudover er det nødvendigt at overholde en række andre principper, for eksempel princippet "fra simpelt til komplekst", princippet om variabilitet (tilbyder uensartede opgaver). Derudover er det vigtigt at løsne lærerens kontrol over eleverne og give dem mere autonomi for at give dem mulighed for tilstrækkeligt at opbygge deres egne kognitive skemaer.

Noter

1. ↑ Paas F. et al." Kognitiv belastningsmåling som et middel til at fremme kognitiv belastningsteori // Pædagogisk psykolog. - 2003. - T. 38. - Nr. 1. - S. 63-71.
2. ↑ Kirschner PA "Kognitiv belastningsteori: Implikationer af kognitiv belastningsteori på design af læring. - 2002.
3. ↑ Chandler P., Sweller J. Kognitiv belastningsteori og undervisningens format //Kognition og instruktion. - 1991. - T. 8. - Nej. 4. - S. 293-332.
4. ↑ 1 2 Sweller J." Kognitiv belastningsteori // Lærings- og motivationspsykologi. - Academic Press, 2011. - V. 55. - S. 37-76.
5. ↑ Sweller J." Kognitiv belastningsteori, indlæringsvanskeligheder og undervisningsdesign // Læring og instruktion. - 1994. - V. 4. - Nr. 4. - S. 295-312.
6. ↑ Van Merrienboer JJG, Sweller J." Cognitive load theory and complex learning: Recent developments and future directions // Educational psychology review. - 2005. - V. 17. - No. 2. - P. 147-177.
7. ↑ Ezdekova L. B., Alkhazova M. Kh." Anvendelse af teorien om kognitiv belastning i studiet af fremmedsprog // Problemer med moderne videnskab. - 2013. - Nr. 8-2. - S. 202-207.