Sadržaj
Teorija kognitivnog opterećenja (Cognitive load theory)
Općenito
Teorija kognitivnog opterećenja (Cognitive load theory) je kognitivistička teorija učenja koju je sredinom 1980-ih predstavio Johna Sweller, australski obrazovni psiholog. Ključna postavka ove teorije je pažnja posvećena čovjekovoj kognitivnoj arhitekturi: karakteristike i veze između dugoročnog pamćenja (long-term memory) i radnog pamćenja (working memory) te kako opterećenje kognitivnog sustava utječe na učenje. Radno pamćenje (working memory) je kritičan dio tog sustava budući da omogućava novim informacijama da se uklope u dugoročno pamćenje (long-term memory). Swellerovim riječima,
- “instrukcijski dizajni koji zanemaruju radno pamćenje (working memory) vjerojatno će varirati u djelotvornosti”1).
Što je teorija kognitivnog opterećenja (cognitive load theory)?
Sweller u svojoj teoriji koristi Teoriju procesiranja informacija (Information processing theory) koju je 1950-ih predstavio George Miller i utvrđuje kako je ljudsko radno pamćenje (working memory) ograničenog trajanja2) i kapaciteta 7±23) ili čak 4±1 čestica4). Navedena brojka se smanjuje za dvije ili tri čestice ako česticama treba manipulirati5). Sweller tvrdi kako postoje evolucijski razlozi za to te da takvo radno pamćenje (working memory) može biti efikasnije od nekog većeg.6)
Učenje je, prema Swelleru, promjena u dugoročnom pamćenju (long-term memory), koja kod ljudi ima praktički neograničen kapacitet7). Taj kapacitet služi za pohranu znanja iz shematskih obrazaca, pri čemu shema (schemata), prema Swelleru, predstavlja:
- “kognitivnu konstrukciju koja pripaja više elemenata informacija u jedan element sa specifičnom funkcijom” 8).
Važnost radnog pamćenja (working memory) u procesu učenja je sljedeća: da bi bilo dohvaćeno dugoročno skladište informacija (long-term memory storage), informacija prvo mora biti dohvaćena i obrađena pomoću radnog pamćenja (working memory). Nakon dobivanja nove sheme (verbalne, slikovne, izgovorene ili napisane9)) ona može biti daljnje produžena i poboljšana pomoću vježbe i konačno, automatizirana (primjerice, operacija čitanja). Ako je shema automatizirana, svjesni napor potreban za izvršavanje zadataka bit će smanjen.10)
Prema teoriji kognitivnog opterećenja (cognitive load theory), pri procesu učenja, kognitivno opterećenje je nametnuto radnom pamćenju (working memory). Kako bi učenje bilo djelotvorno, količina nametnutog opterećenja ne smije nadmašiti raspoloživi kapacitet. Prema teoriji kognitivnog opterećenja (cognitive load theory) postoje tri tipa kognitivnog opterećenja11):
| Tipovi kognitivnog opterećenja | |||
|---|---|---|---|
| Povezano kognitivno opterećenje (Germane cognitive load) | Ovaj tip kognitivnog opterećenja izazvan je aktivnim naporom za konstrukciju nove sheme osobe koja uči . “Djelotvorne instrukcijske metode potiču osobe koje uče u ulaganje slobodnih resursa obradbe za konstrukciju shema i automatizaciju, pobuđujući povezano kognitivno opterećenje (germane cognitive load).” 12) | ||
| Irelevantno kognitivno opterećenje (Extraneous cognitive load) | Ovaj tip kognitivnog opterećenja izazvan je neprikladnim instrukcijskim dizajnom (inappropriate instructional designs) koji ne uzima u obzir spomenuta ograničenja i arhitekturu čovjekova pamćenja. Sweller i drugi istraživači su predložili raznovrsne metode poboljšanja instrukcijskog dizajna. S obzirom na to da je većina usmjerenja na učenje iz multimedijalnih izvora, navedene su i objašnjene u sklopu odjeljka Kognitivne teorije multimedijalnog učenja (Cognitive theory of multimedia learning). | ||
| Intrinzično kognitivno opterećenje (Intrinsic cognitive load) | Ovaj tip kognitivnog opterećenja je izazvan elementom interaktivnosti (element interactivity) ili nerazdvojivom složenošću informacije koja treba biti obrađena. Na primjer, prilikom prevođenja nekog broja riječi, intrinzično kognitivno opterećenje (intrinsic cognitive load) je prilično malo, međutim, prilikom prevođenja istog broja riječi formirajući dio rečenice, intrinzično kognitivno opterećenje je veće, zbog toga što ne treba biti analizirano samo značenje pojedinačnih riječi, nego i njihovi međusobni odnosi. Novo predložene tehnike smanjivanja intrinzičnog kognitivnog opterećenja uključuju uređivanje od jednostavnog do složenog ili molarnu umjesto modularne reprezentacije.13) | ||
Tipovi kognitivnog opterećenja su dodaci (additive).14) To znači da smanjenje irelevantnog kognitivnog opterećenja (extraneous cognitive load) može dopustiti povećanje u povezanom kognitivnom opterećenju (germane cognitive load). Također, ako je intrinzično kognitivno opterećenje (intrinsic cognitive load) vrlo nisko (informacija koja se treba naučiti nije složena), može se naučiti iako je irelevantno kognitivno opterećenje (extraneous cognitive load) vrlo visoko (materijal za učenje je loše konstruiran).
Jedan od problema koji se veže uz kognitivnu teoriju opterećenja (cognitive load theory) je mjerenje kognitivnog opterećenja. Najčešće upotrebljavana metoda je upitnik jedne stavke (one item questionnaire). U izvornom upitniku predstavljenom od Freda Paasa u kojem oni koji uče označavaju njihovu “percipiranu količinu mentalnog napora” (perceived amount of mental effort) na ljestvici od 1 do 9 s krajnjim vrijednostima označenim “jako, jako nizak mentalni napor” i “jako, jako visok mentalni napor”. 15) To je najčešći način mjerenja kognitivnog opterećenja, iako još ne postoji standardni oblik upitnika, oznaka ili raspona ljestvice, što čini rezultate teško usporedivima. Druge metode uključuju neuro-reprezentacijske tehnike (neuro-imaging techniques) ili fiziološke mjere kao varijabilnost otkucaja srca ili uvođenje sekundardnog zadataka prilikom učenja, međutim, nijedna od sada navedenih metoda ne pruža zadovoljavajuće rezultate16).
Koje je praktično značenje teorije kognitivnog opterećenja (cognitive load theory)?
Ključan koncept Swellerove teorije su karakteristike čovjekovog radnog pamćenja (working memory) koje trebaju biti uzete u obzir prilikom instrukcijskog dizajna kako bi se oslobodilo što je više moguće kapaciteta za učenje. To smanjuje ukupno kognitivno opterećenje ili omogućava povećanje povezanog kognitivnog opterećenja (germane cognitive load) kod onog tko uči. Oba načina omogućavaju uspješnije učenje.
Različiti načini smanjenja irelevantnog kognitivnog opterećnja (extraneous cognitive load) i povećanja učenja su predloženi do sada od strane Swellera17) i Richarda Mayera18) (s obzirom na to da su uglavnom podrijetlom iz istih korijena kao i kognitivna teorija multimedijskog učenja (cognitive theory of multimedia learning)). Svi zajedno sumirani su i objašnjeni u odjeljku načela i učinci.
Izuzev smanjenja irelevantnog opterećenja (extraneous load), oni koji uče trebali bi biti potaknuti da povećaju vlastito povezano opterećenje (germane load), što može biti postignuto pomoću učenja skele (learning scaffolds), pitanja koja ih podsjećaju na upravo naučen sadržaj i praktične materijale. Instrukcijski pristupi povećavajući povezano opterećenje (germane load) su pokazali uspješno povećanje učenja19).
Kritike
Iako je teorija kognitivnog opterećenja (cognitive load theory) trenutno jedna od dominantnih teorija učenja, i dalje je kritizirana zbog mnoštva razloga. Konceptualni problemi teorije kognitivnog opterećenja (cognitive load theory) uključuju20):
- Post-hoc objašnjenja - “činjenica da je kognitivno opterećenje sastavljeno od tri različita elementa koji su “dobri” (povezano (germane)), “loši” (irelevantno (extraneous)) ili samo da su prisutni(intrinzično (intrinsic)) znači da se svaki ishod uklapa u post-hoc teoriju.”21)
- Sumnjajući dodaci (Doubtable additivity) - Ton de Jong22) također tvrdi da je intrinzično kognitivno opterećenje (intrinsic cognitive load) samo po sebi različito od irelevantnog kognitivnog opterećenja (extraneous cognitive load) (prvo se odnosi na kognitivne procese, a drugo na učenje materijala ili reprezentacija) i zbog toga ne može biti pridodano ukupnom kognitivnom opterećenju. Ovu tvrdnju podržava Moreno23).
- Nedostatak preciznosti u opisivanju pojmova kao što su kognitivno opterećenje (cognitive load), mentalno opterećenje (mental load) i mentalni napor (mental effort)24)
- Problemi u definiranju tipova kognitivnog opterećenja25).
Metodološki problemi teorije kognitivnog opterećenja uključuju26):
- Odsutstvo pouzdane metode za mjerenje kognitivnog opterećenja
- Ograničena vrijednost eksperimenata budući da je je većina provedena u laboratorijima te je uključivala “sudionike koji nemaju poseban interes u učenju uključenog područja i kojima je pruženo jako kratko vrijeme za učenje”27). Rezultati se često nisu mogli generalizirati na stvarnu situaciju u učionici.
- Neuzimanje u obzir novijih kognitivnih istraživanja ili pokušaje objašnjavanja uloge radnog pamćenja (working memory) u učenju.
Ključne riječi i najvažnija imena
- Teorija kognitivnog opterećenja (cognitive load theory), dugoročno pamćenje (long-term memory), radno pamćenje (working memory), teorija procesiranja informacija (information processing theory), shema (schema), irelevantno kognitivno opterećenje (extraneous cognitive load), intrinzično kognitivno opterećenje (intrinsic cognitive load), povezano kognitivno opterećenje (germane cognitive load)
Literatura
Mayer, Richard E. The Cambridge handbook of multimedia learning. Cambridge University Press, 2005.
Theory into practise: Cognitive Load Theory (J. Sweller) Preuzeto 21. svibnja, 2011.
Pročitaj više
Recentna literatura
1)
Sweller, J. Implications of Cognitive Load Theory for Multimedia Learning. In Mayer, Richard E. The Cambridge handbook of multimedia learning. Cambridge University Press, p22. 2005.
11)
The earlier versions of the theory (1988-1998) included only two types of the cognitive load: extraneous and intrinsic. Germane cognitive load was introduced in Sweller, J., van Merriënboer, J. J. G. and Paas, F. G. W. C. Cognitive architecture and instructional design. Educational Psychology Review, 10, 251–296. 1998.
13)
For example see: van Merrienboer, Jeroen J. G., Paul A. Kirschner, and Liesbeth Kester. Taking the Load Off a Learner’s Mind: Instructional Design for Complex Learning. Educational Psychologist 38, no. 12003: 5. 2003. or Gerjets, Peter, Katharina Scheiter, and Richard Catrambone. Designing Instructional Examples to Reduce Intrinsic Cognitive Load: Molar versus Modular Presentation of Solution Procedures. Instructional Science 32, no. 1/2: 33-58. January 2004.
15)
Paas, Fred G. Training strategies for attaining transfer of problem-solving skill in statistics: A cognitive-load approach. Journal of Educational Psychology 84, no. 4: 429-434. 1992. cited by Jong, Ton. Cognitive load theory, educational research, and instructional design: some food for thought. Instructional Science 38, no. 2: 105-134. August 2009.
23)
Moreno, Roxana. Cognitive load theory: more food for thought. Instructional Science 38, no. 2: 135-141. 11, 2009. cited by Holton Doug. EdTechDev: developing educational technology. Cognitive Load Theory: Failure?