Cognitive load theory van John Sweller – Hersenen en leren Deel 4

Bij cognitieve overbelasting kun je leren wel vergeten! Wat zijn de drijfveren van een cognitieve belasting bij jouw leerlingen? Deze video gaat over de Cognitive load theory van John Sweller.

Na het kijken van deze video heb je een beeld over hoe cognitieve belasting het leren van jouw leerlingen in de weg zit of juist helpt. Ook weet je welke cognitieve belasting gewenst is en hoe je ongewenste belasting bij je leerlingen kunt verkleinen zodat zij meer leren! 

Er zijn meerdere video’s over de hersenen en leren. Ik raad je aan om eerst de video over de werking van het geheugen te bekijken voordat je deze video bekijkt. Op de gratis community voor leraren vind je een handig overzicht van alle video’s geordend op thema. Je vind de community via de link in de beschrijving van deze video.

Een belangrijk kenmerk van de huidige tijd is het hoge levenstempo. Technologie heeft de communicatiesnelheid verhoogd, met een grotere in- en output van informatie tot gevolg. Ook scholen hebben zich aangepast aan deze hoge output door curricula te creëren die sterk op informatie gebaseerd zijn. Hierdoor hebben leerlingen dagelijks veel informatie te verwerken. De snelheid waarmee leerlingen informatie opnemen, is echter niet altijd ideaal.

In deze video zal ik eerst bespreken wat cognitieve belasting (of cognitive load) is en waarom dit relevante kennis is voor leraren. Vervolgens zal ik toelichten hoe leraren de Cognitive load theory kunnen gebruiken in hun eigen klaslokaal en geruik kunnen maken van de Cognitieve multimediatheorie van Mayer. Deze theorie is geschikt om de cognitieve load bij leerlingen te verminderen. 

Als eerste de Cognitive load theory. De theorie gaat uit van de cognitieve functies die leren mogelijk maken waarbij wordt gekeken naar kenmerken van het werkgeheugen en langetermijngeheugen. Hieruit komen handvatten voor hoe leraren in hun onderwijspraktijk het beste rekening kunnen houden met deze factoren.
Als er gesproken wordt over cognitieve belasting dan wordt daarmee de totale hoeveelheid inspanning die het werkgeheugen levert bedoelt. Het werkgeheugen is een soort geheugenbuffer voor informatie die we gebruiken voor de taak die voor ons ligt. Een voorbeeld is het spelen van een spelletje. Tijdens het spelen probeer je alle zetten van de tegenstander te bedenken. Je vergeet tijdens het bedenken nieuwe mogelijke zetten ook mogelijkheden omdat je werkgeheugen vol zit. Je maakt dus steeds keuzes over wat er in je werkgeheugen zit. Deze keuze wordt gemaakt op basis van je focus. Voor de precieze uitleg over de werking van het geheugen heb ik een apparte video gemaakt die je kunt kijken.

Belangrijk voor deze video is dat het werkgeheugen is beperkt is. Wanneer leerlingen aan het leren zijn kan het werkgeheugen overbelast raken door de cognitieve belasting. Hierdoor vermindert de hoeveelheid informatie die naar het langetermijngeheugen kan worden overgebracht. Anders gezegd, er wordt dan minder geleerd! Als leraar is het daarom zaak ervoor te zorgen dat het werkgeheugen van je leerlingen niet wordt overbelast.
Je kunt hiervoor gebruik maken van kennis over hoe informatie opgenomen wordt bij het leren. Tijdens het leren gebruiken we voornamelijk onze ogen en oren, of zoals Paivio het noemt, het visuele kanaal en auditieve kanaal. Door beide kanalen te benutten verminder je de cognitieve belasting. Kijk voor de uitleg over hoe dit werkt de video over de Dual-coding theory van Paivio.

Als je aan het leren bent, heb je daardoor altijd een beetje cognitieve belasting. Dit is zelfs de bedoeling want zonder cognitieve belasting leer je niet. De theorie onderscheid drie soorten cognitieve belasting, intrinsic load, germane load en extraneous load. Ik behandel ze een voor een.

Als eerst intrinsic load:
Sommige vakken zijn misschien moeilijker dan andere. Mayer noemt deze ingebouwde moeilijkheidsgraad in een taak intrinsic load. Hoewel de moeilijkheid waarop leerlingen een taak moeten beheersen vaak vast ligt kunnen Leraren de intrinsic load van een taak voor leerlingen verkleinen door sequencing toe te passen (van Merriënboer, Kester, & Paas, 2006). Bij sequencing presenteer je delen van een concept in een reeks. Hierdoor verminderd de intrinsic load voor het geheel. Een andere manier om de intrinsic load te verlagen is chunking. Bij chunking deel je de stof op in kleinere stukjes genaamd chunks. Hierbij is het belangrijk dat de chunks op zichzelf nog wel betekenisvol zijn en dat de betekenisvolle verbindingen tussen de chunks niet verloren gaan! (Ayres 2006)

Als tweede germane load:
Als je iets voor het eerst ziet of moet begrijpen kost dit extra moeite doordat de nieuwe informatie geïntegreerd moet worden in een bestaande schema of er moet een nieuw schema gemaakt worden (Sweller, van Merriënboer, & Paas, 1998).  Bekijk voor meer informatie over deze schema’s de video over Assimilatie en accommodatie. Germane load wil je als docent eigenlijk niet verkleinen. Het gaat hier namelijk om de cognitieve capaciteit die besteed wordt aan het leren! Hoe groter de capaciteit is die besteed wordt aan germane load, hoe beter. Echter geldt ook voor de germane load dat wanneer deze te groot is dit het leerproces in de weg zit. Als leraar richt je dus op vergrote van de germane load (Hultberg, 2017) tot de maximale capaciteit van het werkgeheugen berijkt is.  Strategieën om de germane load te vergroten zijn:
-Reflectie: door leerlingen te laten reflecteren op een onderwerp verbinden zij de nieuwe inhoud met eigen ervaringen. Dit kan helpen bij het creëren van complexere schema’s.
– Interleaving: door de leerlingen vergelijkbare concepten en termen te laten zien kan je helpen bij het discrimineren van foutieve denkschema’s. Kijk voor meer informatie ook de video over interleaving.
– voordoen: door de goede stappen en werkwijze uit te leggen aan leerlingen zonder de goede uitkomsten te delen help je leerlingen bij het maken van hun eigen schema’s. Deze strategie werkt met name goed bij beginners.

Als laatste en derde Extraneous load:
Dit is het deel van het geheugen dat bezet is met processen die niet gerelateerd zijn aan leren. Denk bijvoorbeeld aan een whatsapp bericht dat binnenkomt, de herrie van een verbouwing in de school of een andere klas die je buiten kunt zien lopen omdat ze naar het sportveld gaan. Extraneous load is dan ook niet goed voor het leren! Als docent moet je deze zo veel mogelijk zien te verkleinen.

Niet alle load is hetzelfde en als docent wil je voorkomen dat er te veel load is. Zogenaamde overload zorgt ervoor dat informatie slechter opgeslagen wordt in het lange termijn geheugen. Over het algemeen kun je stellen dat hoe meer aandacht er richting germane load en intrinsic load gaat hoe beter! Mits het geen overload veroorzaakt. Extraneous load is eigenlijk nooit wenselijk en kun je beter zo klein mogelijk houden tijdens het leren.

Richard Mayer heeft, in zijn cognitieve multimediatheorie, een aantal technieken ontwikkeld om de cognitieve belasting te verminderne en informatie zo weer te geven die gemakkelijk te begrijpen en toe te passen is. De technieken van Mayer zijn: Samenhang, signalering, redundantie, ruimtelijke contiguïteit en temporele contiguïteit. Door deze technieken als leraar toe te passen in presentaties, de digitale leeromgeving en in gedrukt materiaal, kun je de cognitieve belasting van je leerlingen verminderen en de leerwinst verhogen. Bekijk voor meer informatie over deze technieken en hoe je dit kunt toepassen in jouw onderwijspraktijk de video over de Cognitieve multimediatheorie.

Deze video ging over de Cognitive load theory. De Cognitive load theory is een theorie die uitgaat van de cognitieve functies die leren mogelijk maken. Als er gesproken wordt over cognitieve belasting dan wordt daarmee de totale hoeveelheid inspanning die het werkgeheugen levert bedoelt.

De theorie onderscheid drie soorten cognitieve belasting.

intrinsic load: Dit is de belasting die voortkomt uit de moeilijkheidsgraad van een taak. Deze belasting is onvermijdelijk maar wel beïnvloedbaar door de docent

Germane load: dit is de belasting die voortkomt uit het aanpassen en creëren van denkschema’s ofwel het leren zelf. Deze belasting is zeer wenselijk het gaat immers over leren zelf. 

Extraneous load: dit is de belasting die niet gerelateerd is aan leren. Deze belasting is niet wenselijk voor leren. Het is jouw taak als leraar deze belasting zo veel mogelijk te beperken. 

Over het algemeen kun je stellen dat hoe meer aandacht er richting germane load en intrinsic load kan, hoe beter! Mits het geen overload veroorzaakt. Extraneous load is eigenlijk nooit wenselijk en kun je beter zo klein mogelijk maken tijdens het leerproces. 

De cognitieve multimediatheorie van Richard Mayer geeft een aantal technieken om de cognitieve belasting te vermindernen dit zijn: Samenhang, signalering, redundantie, ruimtelijke contiguïteit en temporele contiguïteit. Wil je weten hoe je deze technieken kunt inzeten in jouw klas bekijk dan de volgende video in deze reeks.