cognitieve Belastingtheorie (CLT) is onlangs ‘The Next Big Thing’ in het onderwijs geworden. Dylan Wiliam twitterde op 26 januari 2017 dat hij ’tot de conclusie was gekomen dat Sweller’ s cognitieve Belastingtheorie het belangrijkste is voor leraren om te weten.’Dit is een nadrukkelijke uitspraak en het is belangrijk om de implicaties te overwegen. Als leraren zijn er enorme eisen aan onze tijd, dus bij het overwegen van een nieuwe strategie is het essentieel om het bewijs te evalueren.

CLT, voor het eerst onderzocht door Sweller (Sweller, 1998) naar in de late jaren 1980, is gebaseerd op het idee dat ons werkgeheugen – het deel van onze geest dat verwerkt wat we momenteel doen – kan alleen omgaan met een beperkte hoeveelheid informatie in een keer. Reif ‘ s (Reif, 2010) Beschrijving van cognitieve belasting is uiterst nuttig: ‘De cognitieve belasting van een taak is de cognitieve inspanning (of hoeveelheid informatieverwerking) die een persoon nodig heeft om deze taak uit te voeren.’Er zijn een aantal uitstekende bronnen gratis online beschikbaar die CLT uitleggen (zie Paas et al. (Paas et al., 2003) voor een nuttig overzicht), dus we zullen hier alleen ingaan op de grondslagen van de theorie die nuttig zal zijn voor de rest van het artikel.

De theorie identificeert drie verschillende vormen van cognitieve belasting:

• intrinsieke cognitieve belasting: de inherente moeilijkheid van het materiaal zelf, die kan worden beïnvloed door voorkennis van het onderwerp
• vreemde cognitieve belasting: de belasting die wordt gegenereerd door de manier waarop het materiaal wordt gepresenteerd en die niet helpt bij het leren
• Germaanse cognitieve belasting: de elementen die informatieverwerking helpen en bijdragen aan de ontwikkeling van ‘schema’s’.

CLT suggereert dat als de cognitieve belasting onze verwerkingscapaciteit overschrijdt, we moeite zullen hebben om de activiteit met succes te voltooien. In een samenvatting van CLT stelt de Jong (De Jong, 2010) dat’de cognitieve belastingtheorie stelt dat leren wordt belemmerd wanneer de werkgeheugencapaciteit wordt overschreden in een leertaak’.

werkgeheugen moet worden gezien als korte termijn en eindig, terwijl langetermijngeheugen kan worden gezien als oneindig. Het doel moet zijn om kennis te verplaatsen naar het langetermijngeheugen, want wanneer een student wordt blootgesteld aan nieuw materiaal, kan hij gebruik maken van deze eerdere kennis en de cognitieve belasting wordt verminderd. Als de kennis van het onderwerp echter onvolledig is, kan de student niet terugvallen op het langetermijngeheugen en wordt het werkgeheugen overbelast, wat leidt tot storingen in het werkgeheugen. Volgens Gathercole and Alloway (Gathercole and Alloway, 2007) zijn er aanwijzingen voor storingsgeheugenfouten:

• onvolledige recall
• instructies niet volgen
• plaatsbepalingsfouten
• taak opgeven.

natuurlijk zijn er vele andere redenen die niet gerelateerd zijn aan CLT; echter, als leraren begrijpen hoe deze theorie van toepassing is op hun klas, kunnen ze hun lessen plannen op een manier die rekening houdt met cognitieve belasting.

vermindering van de cognitieve belasting

intrinsieke cognitieve belasting kan worden verminderd door de inhoud van het onderwerp op te splitsen, de aflevering te sequencen, zodat subtaken individueel worden onderwezen voordat ze samen als geheel worden uitgelegd. Het idee is om een student niet te vroeg te overweldigen bij de introductie van nieuw werk.

vreemde cognitieve belasting kan worden verminderd door de manier waarop instructies worden gepresenteerd. We maken zin van nieuw materiaal door te verwijzen naar schema of mentale modellen van reeds bestaande kennis. Gebrek aan duidelijkheid in instructie zet een te hoge belasting op het werkgeheugen, en dus te veel tijd wordt besteed aan het oplossen van problemen met de instructies in tegenstelling tot nieuwe schema-formatie. Bijvoorbeeld, lessen die PowerPoint gebruiken met overmatig schrijven en de leraar die tegelijkertijd praat, kunnen per ongeluk overmatige cognitieve belasting genereren en leiden tot storingen in het werkgeheugen. Chandler and Sweller (Chandler and Sweller, 1991) schrijven dat ‘Cognitive Load Theory suggests that effective educational material facilitates learning by directing cognitive resources to activities that are relevant to learning.’

Introducing ideas within a topic

Van Merriënboer et al. (Van Merriënboer et al., 2003) adviseren het gebruiken van eenvoudig-aan-complex rangschikken om cognitieve last te proberen te verminderen. Ze adviseren om te beginnen met uitgewerkte voorbeelden (waar een volledige oplossing wordt getoond, die studenten vervolgens moeten toepassen op een nieuwe vraag), dan over te stappen op afwerkopdrachten (waar een gedeeltelijke oplossing wordt gegeven en ze die zelf moeten voltooien), en dan over te stappen op conventionele taken, waar ze gewoon de vraag krijgen. Dit fungeert als een vorm van steigers, die studenten helpt om zelfstandig te leren, zonder per se de hulp van hun leraar nodig voor elke fase.

Renkl en Atkinson (Renkl and Atkinson, 2003) onderzochten deze vervagende vorm van steigers verder. Zij stelden voor dat het opeenvolgend doorlopen van activiteiten de intrinsieke belasting zou kunnen verminderen, omdat leerlingen al een deel van de kennis onder de knie hebben die ze nodig hebben om een oplossing in een eerdere vaardigheidsfase uit te werken. Daarom beveelt hun onderzoek aan te beginnen met een model (een compleet voorbeeld), geleidelijk voltooide stappen te verwijderen, die de leerling zelfstandig zal moeten voltooien, en uiteindelijk alleen het op te lossen probleem te laten.

deze principes kunnen gemakkelijk worden toegepast in de klas door te beginnen met een model antwoord, dan het verstrekken van een schrijven frame/structuur met veel informatie, gevolgd door een schrijven frame/structuur met minder informatie, dan ten slotte een vraag die leerlingen zelfstandig moeten invullen zonder een schrijven frame. Het is echter de moeite waard om zich bewust te zijn van de’ expertise reversal effect ‘ voorgesteld door Kalyuga et al. (Kalyuga et al., 2003), waarbij als je door blijft gaan met het leveren van uitgewerkte voorbeelden voor experts, hun nut aanzienlijk wordt verminderd. Cognitieve belasting theoretici suggereren dat dit is omdat uitgewerkte voorbeelden bevatten informatie die een expert zou kunnen uitwerken voor zichzelf, waardoor het overbodig en dus externe cognitieve belasting in plaats van nuttige germane cognitieve belasting.

presenting information to minimal cognitive load

Chandler and Sweller (Chandler and Sweller, 1992) found evidence of the split-attention effect. Dit gebeurt wanneer verschillende bronnen van informatie over hetzelfde onderwerp worden gescheiden door tijd of ruimte, zoals een diagram met een sleutel die overeenkomt met afzonderlijke tekst ernaast. Wanneer informatie op deze manier wordt gepresenteerd, wordt het aan de leerling overgelaten om te proberen om het te amalgamen, wat externe cognitieve belasting genereert. Daarom wordt aanbevolen dat als een van de bronnen niets nieuws toevoegt, het moet worden geëlimineerd. Als het echter van essentieel belang is beide bronnen op te nemen, moeten ze idealiter fysiek worden geïntegreerd (bijvoorbeeld teksten en diagrammen gecombineerd). Op deze manier wordt de externe cognitieve lading verminderd en kan de capaciteit van het werkgeheugen voor intrinsieke en germane cognitieve lading in plaats daarvan worden gebruikt.

een woord van waarschuwing

Er zijn natuurlijk problemen met CLT. Reif (Reif, 2010) schrijft dat als de cognitieve belasting te veel wordt verminderd, ‘het hele leerproces uit te veel kleine stappen zou bestaan – en dus overmatig gefragmenteerd en lang zou worden’. Er zijn ook zaken die te maken hebben met de hypothese die onvervalsbaar is. Doug Holton (Holton, 2009) wijst erop dat het moeilijk is om cognitieve belasting te meten, en daarom moeilijk om bewijs te genereren om de theorie te bewijzen.

een belangrijke vraag is echter of het nuttig is in de klas. Ashman (Ashman, 2017) heeft uitgelegd dat een begrip van CLT zijn wiskundeonderwijs heeft veranderd, en biedt de volgende vier voorbeelden:

1. ik lees mijn dia ‘ s niet voor – Vermijd gelijktijdige mondelinge en tekstpresentatie
2. Break it down, further – pause for practice between individual problem types (this leads directly into number 3)
3. voorbeeld-probleemparen – geef een uitgewerkt voorbeeld naast een bijna identieke vraag
4. stop na vijf minuten – adviseer leerlingen nooit meer dan vijf minuten te besteden aan het oplossen van een huiswerkprobleem leerkracht om te weten? Misschien niet – het is een gewaagde bewering. Maar als het correct wordt gebruikt, kan het de lerareninstructie verbeteren, wat een belangrijke variabele is in de complexe klaslokaalomgeving.
   
   

   KEY TAKEAWAYS

   • Breek de inhoud van het onderwerp af bij het introduceren van nieuwe onderwerpen en pauzeer regelmatig om het begrip te controleren.
   • geef instructies duidelijk weer zonder te veel informatiebronnen tegelijkertijd te gebruiken.
   • wees voorzichtig om de cognitieve belasting te veel te verminderen – het leerproces moet beheersbaar zijn, maar niet al te gefragmenteerd.Dominic Shibli is hoofddocent aan de School of Education van de Universiteit van Hertfordshire. Daarvoor was hij hoofd wetenschap en SLE voor de North Herts teaching Alliance.Rachel West heeft een BSc in de psychologie en doceert sinds drie jaar psychologie. Ze is geïnteresseerd in het vergroten van het bewustzijn van de manieren waarop psychologische theorie kan worden toegepast op de onderwijspraktijk.
     Ashman G (2017) vier manieren waarop cognitieve belastingtheorie mijn leer heeft veranderd. Beschikbaar op: https://gregashman.wordpress.com/2017/05/13/four-ways-cognitive-load-theory-has-changed-my-teaching%EF%BB%BF/ (geraadpleegd op 25 juli 2017).

     Chandler P and Sweller J (1991) Cognitive Load Theory and the format of instruction. Kennis en instructie 8 (4): 293-332.

     Chandler P and Sweller J (1992) The split-attention effect as a factor in the design of instruction. British Journal of Educational Psychology (62): 233-246.

     De Jong T (2010) Cognitive Load Theory, educational research, and instructional design: Some food for thought. Onderwijswetenschappen 38 (2): 105-134.

     Gathercole s and Alloway T (2007) Understanding working memory. Een klaslokaal gids. Harcourt Beoordeling. Beschikbaar op: https://www.mrc-cbu.cam.ac.uk/wp-content/uploads/2013/01/WM-classroom-guide.pdf (geraadpleegd op 11 juli 2017).

     Holton d (2009) Cognitive Load Theory: Failure? Beschikbaar op: https://edtechdev.wordpress.com/2009/11/16/cognitive-load-theory-failure/ (geraadpleegd op 25 juli 2017).

     Kalyuga S, Ayres P, Chandler P, et al. (2003) the expertise reversal effect. Onderwijspsycholoog 38 (1): 23-31.

     Paas F, Renkl A and Sweller J (2003) Cognitive Load Theory and instructional design: Recent developments. Onderwijspsycholoog 38 (1): 1-4.

     Reif F (2010) Applying Cognitive Science to Education. Denken en leren in wetenschappelijke en andere complexe domeinen. Cambridge, MA: The MIT Press.Renkl A and Atkinson R (2003) Structuring the transition from example study to problem solving in cognitive skill acquisition: A cognitive load perspective. Onderwijspsycholoog 38 (1): 15-22.

     Sweller J (1998) cognitieve belasting tijdens het oplossen van problemen: effecten op leren. Cognitieve Wetenschap (12): 257-285.van Merriënboer J, Kirschner P and Kester L (2003) Taking the load off a learner ‘ s mind: Instructional design for complex learning. Onderwijspsycholoog 38 (1): 5-13.