Теория когнитивной нагрузки: ограничения человеческой памяти, влияющие на учебный процесс
Преподавателям
Сегодня мы расскажем о теории, целью которой является понимание того, как умственная нагрузка, создаваемая учебными процессом может препятствовать способности учащихся обрабатывать новую информацию и запоминать ее. Именно когнитивная нагрузка влияет на то, как они осваивают новые знания и навыки, насколько им просто применять их на практике. В статье вы познакомитесь с главными аспектами теории когнитивной нагрузки, магическим числом семь и несколькими способами повышения усвояемости материала у учащихся.
Теория когнитивной нагрузки (Cognitive load theory) — это теория из образовательной и психологической сферы, которая утверждает, что оптимальное усвоение материала у учащихся можно достичь только через адекватную нагрузку на их оперативную память.
Теория разработана специалистом по психологии обучения Джоном Свеллером (John Sweller). Джон Свеллер является автором более 80 научных публикаций, посвященных исследованию когнитивных факторов в учебном процессе.
Теория разработана специалистом по психологии обучения Джоном Свеллером (John Sweller). Джон Свеллер является автором более 80 научных публикаций, посвященных исследованию когнитивных факторов в учебном процессе.
Джон Свеллер - автор теории когнитивной нагрузки
Научный интерес Джона Свеллера направлен на выработку лучших стратегий обучения. Долгое время он работал над тем, чтобы студенты лучше воспринимали и запоминали информацию. Результаты ученого были обобщены в публикации “Cognitive Load Theory, Learning Difficulty, and Instructional Design”, опубликованной в 1988 году. В этой работе он и изложил теорию когнитивной нагрузки.
Теория когнитивной нагрузки построена на принципах когнитивной психологии. Самыми важными аспектами теории являются память и схемы. Память бывает оперативной (рабочей) и долговременной. Все знания поступают через оперативную память нашего мозга. Оперативная память нужна для обработки и временного хранения поступающей извне информации. Она также задействована в процессе организации и сопоставления данных, поэтому имеет ограничения в пропускной способности. Проще говоря, учащиеся могут эффективно усваивать и запоминать только ограниченное количество информации. Если в обучении мы перегружаем их мозг, то оно не приносит желаемых результатов. Чем больше информации вы даете, тем меньше она усваивается, запоминается, воспроизводится и применяется. Здесь работает принцип магического числа семь или кошелька Миллера. Это закономерность, которую обнаружил американских психолог Джордж Миллер. Она говорит о том, что кратковременная человеческая память способна запомнить и повторить не более 7 ± 2 элементов.
Теория когнитивной нагрузки построена на принципах когнитивной психологии. Самыми важными аспектами теории являются память и схемы. Память бывает оперативной (рабочей) и долговременной. Все знания поступают через оперативную память нашего мозга. Оперативная память нужна для обработки и временного хранения поступающей извне информации. Она также задействована в процессе организации и сопоставления данных, поэтому имеет ограничения в пропускной способности. Проще говоря, учащиеся могут эффективно усваивать и запоминать только ограниченное количество информации. Если в обучении мы перегружаем их мозг, то оно не приносит желаемых результатов. Чем больше информации вы даете, тем меньше она усваивается, запоминается, воспроизводится и применяется. Здесь работает принцип магического числа семь или кошелька Миллера. Это закономерность, которую обнаружил американских психолог Джордж Миллер. Она говорит о том, что кратковременная человеческая память способна запомнить и повторить не более 7 ± 2 элементов.
В долговременной памяти хранится уже усвоенная информация, на которую можно опираться в процессе дальнейшего обучения. При отсутствии необходимых знаний в долговременной памяти рабочая память не способна выполнять сложных задач. То есть процесс обучения должен учитывать наличие или отсутствие знаний в долговременной памяти, чтобы новая сложная информация была усвоена.
Теория когнитивной нагрузки также говорит о том, что в памяти хранятся определенные схемы. Схемы — это когнитивные структуры, которые формируют основу знаний человека. Ориентируясь на эти схемы мозг способен решать задачи и усваивать новую информацию. Задача педагога в данном случае направлена на то, чтобы у ученика постепенно вырабатывались и усложнялись схемы. Это кажется довольно очевидным в точных науках. Сначала ученики осваивают сложение и вычитание, потом умножение, потом деление и т. д. Соответственно, они запоминают ограниченное количество информации, которая постепенно наслаивается и оседает в долгосрочной памяти. В процессе понимания новых математических операций мозг способен применять более сложные схемы решения задач. Тем не менее, такой подход необходимо применять и в гуманитарных дисциплинах, разделяя информацию на небольшие отрезки.
Теория когнитивной нагрузки также говорит о том, что в памяти хранятся определенные схемы. Схемы — это когнитивные структуры, которые формируют основу знаний человека. Ориентируясь на эти схемы мозг способен решать задачи и усваивать новую информацию. Задача педагога в данном случае направлена на то, чтобы у ученика постепенно вырабатывались и усложнялись схемы. Это кажется довольно очевидным в точных науках. Сначала ученики осваивают сложение и вычитание, потом умножение, потом деление и т. д. Соответственно, они запоминают ограниченное количество информации, которая постепенно наслаивается и оседает в долгосрочной памяти. В процессе понимания новых математических операций мозг способен применять более сложные схемы решения задач. Тем не менее, такой подход необходимо применять и в гуманитарных дисциплинах, разделяя информацию на небольшие отрезки.
Правила обучения в теории когнитивной нагрузки
Цель обучения состоит в том, чтобы перенести базовые знания о предмете в долговременную память. Когда ученик будет знакомиться с новым материалом, он сможет использовать ранее усвоенные знания, тем самым уменьшая свою когнитивную нагрузку. Когнитивную нагрузку можно уменьшить, разбив содержание курса и каждого урока на множество маленьких частей. Когнитивная нагрузка может быть уменьшена и путем представления инструкций. Однако слишком большие или неточные инструкции создают слишком большую нагрузку на оперативную память, поэтому учащиеся много времени затрачивают на усвоение материала, вместо создания схем. Например, лекции, на которых используются презентации с основными тезисами, могут помочь усвоить материал. Однако слайды с большим количеством текста вкупе с преподавателем, устно объясняющим материал, вызывают чрезмерную когнитивную нагрузку и приводят к сбоям в работе памяти. Вот еще несколько способов, как снизить когнитивную нагрузку учеников и повлиять на усвояемость и запоминаемость материала.
Оцените знания учеников
Если у учеников нет базовых знаний по предмету, то давать более сложный специфичный материал будет бесполезно. Нужно понять, насколько ученики знают основные понятия и концепции. Особенно это помогает преподавателям, которые начинают вести предмет у учеников, ранее осваивающих материал с другим педагогом и по другим программам. Сделать это можно в форме теста или задать ученикам устные вопросы.
Давайте информацию по принципу «от простого к сложному»
Начинать лекцию или урок необходимо с разработанных примеров (где показано полное решение), затем переходить к выполнению заданий с полным решением (где дается частичное решение, и учащиеся должны закончить задачу самостоятельно), а потом давать уже обычные задачи без готового решения. Это помогает преподавателю постепенно расширять ответственность и независимость студентов при решении задач и разработке ментальных схем.
Сократите зазор между усвоенными знаниями и новой информацией
При большом промежутке между усвоенным и новым материалом когнитивная нагрузка увеличивается. Нельзя изучить историю начала XX века без знания истории XIX века. Что самое интересное, такие вещи случаются довольно часто. Поэтому при понимании отсутствия у учащихся какого-то куска знаний, сделайте для них небольшой экскурс, состоящий из семи «магических» пунктов. Это даст учащимся возможность анализировать новую информацию без непродуктивных попыток удержать в памяти все новые знания.
Уменьшите важность отвлекающих факторов
Когда у вас есть несколько источников одного вида информации, например различные визуальные данные, внимание делится между ними. Это увеличивает когнитивную нагрузку. Эффект разделения внимания также применяется к нескольким источникам слуховой информации. Так, например, если вы разговариваете с учащимися или читаете лекцию, попробуйте убрать любые посторонние источники шума.
Интегрируйте каналы восприятия информации
Эффект разделенного внимания уменьшается при интеграции визуальной и аудиальной информации. Рассказывая о чем либо, используя для примера иллюстрации вы уменьшаете когнитивную нагрузку на визуальную оперативную память студентов. В исследованиях других когнитивных психологов было обнаружено, что наиболее эффективно студенты учатся, когда им показывают иллюстрации и сопровождают их устным повествованием. Сочетание визуальной информации и текста работает гораздо хуже, так как внимание делится между двумя одинаковыми источниками информации.
Оцените знания учеников
Если у учеников нет базовых знаний по предмету, то давать более сложный специфичный материал будет бесполезно. Нужно понять, насколько ученики знают основные понятия и концепции. Особенно это помогает преподавателям, которые начинают вести предмет у учеников, ранее осваивающих материал с другим педагогом и по другим программам. Сделать это можно в форме теста или задать ученикам устные вопросы.
Давайте информацию по принципу «от простого к сложному»
Начинать лекцию или урок необходимо с разработанных примеров (где показано полное решение), затем переходить к выполнению заданий с полным решением (где дается частичное решение, и учащиеся должны закончить задачу самостоятельно), а потом давать уже обычные задачи без готового решения. Это помогает преподавателю постепенно расширять ответственность и независимость студентов при решении задач и разработке ментальных схем.
Сократите зазор между усвоенными знаниями и новой информацией
При большом промежутке между усвоенным и новым материалом когнитивная нагрузка увеличивается. Нельзя изучить историю начала XX века без знания истории XIX века. Что самое интересное, такие вещи случаются довольно часто. Поэтому при понимании отсутствия у учащихся какого-то куска знаний, сделайте для них небольшой экскурс, состоящий из семи «магических» пунктов. Это даст учащимся возможность анализировать новую информацию без непродуктивных попыток удержать в памяти все новые знания.
Уменьшите важность отвлекающих факторов
Когда у вас есть несколько источников одного вида информации, например различные визуальные данные, внимание делится между ними. Это увеличивает когнитивную нагрузку. Эффект разделения внимания также применяется к нескольким источникам слуховой информации. Так, например, если вы разговариваете с учащимися или читаете лекцию, попробуйте убрать любые посторонние источники шума.
Интегрируйте каналы восприятия информации
Эффект разделенного внимания уменьшается при интеграции визуальной и аудиальной информации. Рассказывая о чем либо, используя для примера иллюстрации вы уменьшаете когнитивную нагрузку на визуальную оперативную память студентов. В исследованиях других когнитивных психологов было обнаружено, что наиболее эффективно студенты учатся, когда им показывают иллюстрации и сопровождают их устным повествованием. Сочетание визуальной информации и текста работает гораздо хуже, так как внимание делится между двумя одинаковыми источниками информации.
Заключение
Человеческий мозг может обрабатывать только небольшое количество новой информации. Если оперативная память учащегося перегружена, существует риск того, что он не поймет изучаемый предмет и его обучение будет слишком медленным, без высоких результатов. Деление материала на отрезки поможет вам снизить нагрузку и сделать обучение более эффективным.
Понравился ли Вам материал?