В когнитивной психологии когнитивная нагрузка относится к используемому количеству ресурсов рабочей памяти . Существует три типа когнитивной нагрузки: внутренняя когнитивная нагрузка — это усилие, связанное с определенной темой; внешняя когнитивная нагрузка относится к способу представления информации или задач учащемуся; а релевантная когнитивная нагрузка относится к работе, направленной на создание постоянного хранилища знаний ( схемы ).
Теория когнитивной нагрузки была разработана в конце 1980-х на основе исследования решения проблем , проведенного Джоном Свеллером . [1] Свеллер утверждал, что учебный дизайн может быть использован для снижения когнитивной нагрузки учащихся. Гораздо позже другие исследователи разработали способ измерения воспринимаемых умственных усилий, свидетельствующих о когнитивной нагрузке. [2] [3] Реакция зрачков , вызванная заданием , является надежным и чувствительным измерением когнитивной нагрузки, которая напрямую связана с рабочей памятью . [4]Информация может храниться в долговременной памяти только после того, как она была предварительно обработана рабочей памятью. Однако рабочая память чрезвычайно ограничена как по объему, так и по продолжительности. Эти ограничения при некоторых условиях будут препятствовать обучению. Тяжелая когнитивная нагрузка может негативно сказаться на выполнении задачи, и важно отметить, что опыт когнитивной нагрузки у всех разный. Пожилые люди, студенты и дети испытывают разные, чаще более высокие, объемы когнитивной нагрузки.
Фундаментальный принцип теории когнитивной нагрузки заключается в том, что качество учебного дизайна повысится, если больше внимания будет уделяться роли и ограничениям рабочей памяти. Чем больше отвлекающих факторов, особенно использования мобильных телефонов, учащиеся более склонны испытывать высокую когнитивную нагрузку, что может снизить успеваемость. [5]
«Теория когнитивной нагрузки была разработана, чтобы предоставить рекомендации, призванные помочь в представлении информации таким образом, который поощряет деятельность учащихся, оптимизирующую интеллектуальную деятельность». [6] Теория Свеллера использует аспекты теории обработки информации , чтобы подчеркнуть неотъемлемые ограничения одновременной нагрузки на рабочую память при обучении во время обучения. Он использует схему в качестве основной единицы анализа для разработки учебных материалов .
История теории когнитивной нагрузки восходит к зарождению когнитивной науки в 1950-х годах и работам Г. А. Миллера . В своей классической статье [7] Миллер был, возможно, первым, кто предположил, что возможности нашей рабочей памяти имеют неотъемлемые пределы. Его экспериментальные результаты показали, что люди обычно способны удерживать только семь плюс-минус две единицы информации в кратковременной памяти. А в начале 1970-х Саймон и Чейз [8] первыми использовали термин «фрагмент» для описания того, как люди могут организовать информацию в кратковременной памяти. Это разделение компонентов памяти также было описано как построение схемы .
В конце 1980-х Джон Свеллер разработал теорию когнитивной нагрузки (CLT), изучая решение проблем. [1] Изучая учащихся, когда они решают проблемы, он и его коллеги обнаружили, что учащиеся часто используют стратегию решения проблем, называемую анализом средств и результатов . Он предполагает, что для решения проблем с помощью анализа средств и целей требуется относительно большой объем когнитивной обработки, который может не использоваться для построения схемы. Свеллер предлагает, чтобы разработчики учебных материалов предотвращали эту ненужную когнитивную нагрузку, разрабатывая учебные материалы, не связанные с решением проблем. Примеры альтернативных учебных материалов включают так называемые проработанные примеры и бесцельные задачи. [ нужна ссылка ]