Русский
Для того чтобы обучение приносило максимум пользы и новых знаний, вовсе не обязательно проводить за учебниками и лекциями сутки напролет.
Более того, чем больше мы учимся и потребляем новой информации, тем ниже вероятность ее запомнить! Этому есть научное объяснение - теория когнитивной нагрузки.
Если коротко, то суть теории заключается в том, что ресурсы нашего мозга ограниченны, поэтому использовать их следует целесообразно, в соответствии с поставленной задачей. Однако умение затрату этих ресурсов контролировать, чтобы не расходовать их беспорядочно, еще нужно освоить. Данный навык пригодится не только школьникам и студентам, но и тем, кто работает с большими массивами данных, обрабатывает информацию и производит контент, ведь, согласитесь, ментальной энергии это тоже забирает немало.
Давайте вместе разберемся в том, как устроен человеческий мозг, каковы особенности нашей памяти и что представляет собой концепция когнитивной нагрузки на практике!
Что называют теорией когнитивной нагрузки
Как вы уже поняли, серьезная умственная работа не так полезна для мозга, как может показаться. Согласно теории когнитивной нагрузки, обучающиеся могут запоминать, усваивать и в дальнейшем использовать только ту информацию, которая не перегружает их память. Соответственно, чем больше нового материала мы получаем за одно занятие, вебинар или лекцию, тем меньше вероятность того, что мы его запомним.
Так, когнитивной нагрузкой называют количество новых данных и сведений, которые необходимо одновременно удерживать в рабочей (или, как ее еще называют, оперативной) памяти для того, чтобы решить задачу, выполнить тест, понять объяснение преподавателя и так далее. Если этой информации слишком много, человек не может ее обработать, а результаты обучения, успеваемость и качество знаний существенно снижаются. При этом обучающийся может испытывать стресс и неудовлетворенность, что приводит к потере мотивации. Тем не менее слишком низкая когнитивная нагрузка также вредна, поскольку при чрезмерно медленном темпе обучения человек быстро теряет интерес.
Теория когнитивной нагрузки гласит, что важно соблюдать баланс и давать ученикам ровно столько нового материала, сколько они могут усвоить, не пытаясь «преодолеть пределы» мозга. При этом уровень оптимальной когнитивной нагрузки для каждого человека индивидуален. Это усложняет традиционное групповое обучение в школах, университетах, на мастер-классах и курсах повышения квалификации. Получается, когнитивная нагрузка очень хрупкая материя - обучение окажется неэффективным и если ее слишком мало, и если ее слишком много.
Кстати, именно поэтому многие выбирают онлайн-обучение, ведь оно предоставляет возможность усваивать новые знания и навыки в собственном темпе, предлагает доступ к учебным материалам в любое время и позволяет чередовать учебу с другой деятельностью.
Как появилась теория когнитивной нагрузки и какие еще положения она содержит
Концепцию сформулировал австралийский педагог-психолог, профессор Университета Нового Южного Уэльса Джон Свеллер. В 1988 году он определил ключевые показатели эффективности, на которые необходимо ориентироваться при создании образовательных программ для проблемно-ориентированного обучения (в рамках этого педагогического подхода обучающиеся активно вовлекаются в решение практических кейсов и задач вместо традиционного способа передачи, прежде всего, теоретических знаний). Так, один из главных факторов достижения успеха и одновременно важнейшая причина отсутствия результатов в обучении - это уникальное устройство и особенности памяти каждого ученика.
Ученый также утверждал, что наш мозг получает, обрабатывает и хранит информацию в нескольких системах. Это и есть разновидности нашей памяти.
Сенсорная память
Такая разновидность памяти обрабатывает данные, которые были получены от наших органов чувств. Это окружающие нас звуки, запахи, тактильные ощущения. Ежедневно больше всего информации поступает именно в сенсорную память, где она, однако, не удерживается больше половины секунды (если мы, конечно, не пытаемся пролонгировать ощущения целенаправленно). Дольше всего сохраняется информация о внешних раздражителях, поскольку мы непроизвольно концентрируемся на них. Такая информация, если воздействие раздражителя было сильным, даже имеет шанс перейти в кратковременную память.
Кратковременная память
Ее также называют рабочей, и она является важнейшим когнитивным ресурсом, который задействован непосредственно в образовательном процессе, поскольку ее объем определяет то, с каким количеством информации может работать человек.
Информация попадает в кратковременную память из сенсорной и там уже окончательно усваивается или, напротив, отбрасывается назад. Сведения могут сохраняться в этом разделе памяти около 30 секунд. Также считается, что рабочая память может содержать в себе одновременно от пяти до девяти блоков с информацией. Некоторые исследователи полагают, что в среднем ее объем еще меньше - от трех до пяти смысловых конструктов. Тем не менее всё зависит от индивидуальных особенностей человека и от многих других внешних условий.
Например, на объем кратковременной памяти влияет уровень предыдущей нагрузки. Если та или иная задача требовала от обучающегося серьезных умственных усилий и длительного мыслительного процесса, то его когнитивный ресурс еще некоторое время будет истощен. Пока он не восстановится, объем рабочей памяти будет меньше. Именно поэтому необходимо делать перерывы и качественно отдыхать в процессе интенсивного обучения.
Также важно понимать, что кратковременная память устроена сложнее сенсорной. Она состоит из нескольких хранилищ, тесно взаимосвязанных между собой. Так, рабочая память включает:
-
визуально-пространственное хранилище, в котором обрабатывает такую информацию, как форма, цвет, местоположение объекта;
-
слуховое хранилище, или фонологическую петлю, для кодирования речи;
-
эпизодический буфер, создающий и извлекающий воспоминания об испытанных ощущениях;
-
центральный исполнительный орган, контролирующий и координирующий работу всех перечисленных выше подсистем.
Каждое хранилище ограниченно по объему. Перегрузка возникает, когда в одно из них попадает сразу несколько элементов с разрозненной информацией, которые превышают доступные объемы. В то же время, если задействовать в обучении сразу два типа рабочей памяти для усвоения одной и той же информации (например, визуально-пространственную и слуховую память), то это существенно снизит общую когнитивную нагрузку и повысит продуктивность процесса. Именно поэтому лекторы часто прибегают к использованию презентаций и слайд-шоу, которые демонстрируют параллельно с устным объяснением и дополнениями к инфографическим материалам.
Долговременная память
Здесь хранятся все обработанные знания и навыки, уже усвоенные нашим мозгом. Соответственно, объем данных долговременной памяти существенно больше. Информация представлена в определенных конструкциях, называемых «схемами», которые можно сравнить с папками на компьютере, позволяющими сортировать данные по категориям. Эти особые когнитивные структуры способствуют организации информации в зависимости от ее дальнейшего использования. Например, есть схемы для различных понятий - собака, кот, дом, машина и так далее. Такие же схемы есть для действий - езда на велосипеде, чтение книги, отбивание мяча, вождение автомобиля.
Уровень сложности подобных конструкций может быть самым разным, и наиболее сложные схемы, как правило, включают в себя простые и таким образом разветвляются. Так случается, например, при обучении чтению: сначала дети формируют схемы для запоминания букв, будущие водители - для запоминания правил, позднее дети учатся соединять буквы в слова, слова в предложения и так далее. Образуется масштабная схема из схем поменьше.
Сохраненные схемы активируются в дальнейшем тогда, когда человек сталкивается с уже знакомой ему информацией. Чем чаще, интенсивнее мы выполняем те или иные действия (то есть реализуем схемы на практике), тем меньше усилий необходимо для их повторения. Возникает автоматизм, который позволяет с каждым разом всё легче и легче практиковать определенное действие. Таким образом, схемы позволяют организованно хранить накопленные знания и снижают нагрузку на рабочую память.
Какой бывает когнитивная нагрузка
Концепция когнитивной нагрузки во многом опирается на общепринятую в научном сообществе модель обработки информации, которую мы уже рассмотрели выше. Но кроме этого, теория предполагает изучение нескольких разновидностей самой когнитивной нагрузки.
-
Внутренняя когнитивная нагрузка
Это нагрузка, которую создает уровень сложности учебного материала, который, в свою очередь, зависит от уже имеющихся (предварительных) знаний обучающегося. Грубо говоря, тема, вызывающая трудности в освоении у новичка, окажется простейшей для эксперта в этой области. Следовательно, у новичка будет высокая внутренняя когнитивная нагрузка, а у эксперта - низкая. Соответственно, чем больше и разнообразнее ваши предварительные знания, тем меньше усилий вы затратите на изучение новой концепции. Именно поэтому, например, обычно советуют придерживаться правила «от простого к сложному» в обучении. Никто ведь не учит первоклассников сразу высшей математике, верно? Также можно снижать внутреннюю нагрузку за счет упрощения информации и разделения объемной темы на более лаконичные блоки.
-
Внешняя, или посторонняя нагрузка
Она появляется в результате сторонних отвлекающих факторов, которые мешают обучению. Это может быть всё что угодно, например, шум машин за окном, ремонт у соседей, громкая музыка, слишком яркий солнечный свет и так далее. Иными словами, внешняя нагрузка связана со способом представления или форматом нового материала и никак не связана с его содержанием.
Также часто внешняя нагрузка возникает из-за слишком сложного объяснения темы преподавателем, запутанной логики изложения, понимание которой требует дополнительных усилий. Например, когда вам постоянно надо листать учебник туда-обратно, чтобы заглядывать в глоссарий, неудобно расположенный в самом его конце. Из-за этого внешняя нагрузка повышается, и эффективность образовательного процесса падает.
Любопытно, что в результате уменьшения внешней нагрузки снижается и общая когнитивная нагрузка! Простыми словами, чтобы снизить нагрузку в целом, достаточно сократить количество отвлекающих факторов.
-
Релевантная, или допустимая нагрузка
Это та нагрузка, которая формируется из попыток облегчить или оптимизировать процесс обработки и анализа информации посредством использования различных инструментов. Например, когда человек обращается к таблицам и алгоритмам при решении задач. Да, это упрощает процесс усвоения знаний и способствует быстрому запоминанию, но создает релевантную нагрузку. Таким образом, релевантная нагрузка нужна, чтобы грамотно оптимизировать и перераспределять ресурсы рабочей памяти.
Обучение по теме
Какие еще факторы влияют на когнитивную нагрузку
Помимо главных факторов, воздействующих и формирующих когнитивную нагрузку, существуют и другие ее составные элементы, от которых тоже зависит усвоение новых знаний. Среди них:
-
Возможность «воплощенного познания»
Так называют получение и усвоение информации с помощью физических действий, например жестов, всевозможных манипуляций с предметами, движений и т.д. Существует целая теория воплощенного сознания, согласно которой человеческий разум должен рассматриваться неотрывно от физического тела. Особенно актуальной теория воплощенного познания считается в области освоения естественных наук. Так, гораздо легче освоить химию, если проводить опыты в лаборатории, или использовать измерительные приборы для изучения физики, а для географии - рассматривать и вращать глобус. Это позволяет сократить когнитивную нагрузку и тем самым облегчить запоминание.
Более того, снизить нагрузку можно посредством наблюдения за наглядными действиями преподавателя, поскольку это активизирует механизм повторения. Для этого и используют видеолекции.
-
Уровень саморегуляции
Саморегулируемое обучение - это самостоятельное управление своим учебным процессом, прогрессом и достижениями. Иными словами, это отслеживание собственных действий для более продуктивного образовательного процесса. Так, саморегулируемое обучение на практике включает в себя грамотное целеполагание, поэтапное планирование, минимизацию внешних факторов, контроль результатов, регулярную саморефлексию, оценку прогресса и т.д.
В рамках теории когнитивной нагрузки предполагается, что обучающийся должен самостоятельно контролировать собственную нагрузку. Ведь, как уже было сказано, объем рабочей памяти у каждого свой. Лучше всего, когда студент сам контролирует поток поступающей информации, имеет возможность вовремя сделать перерыв или даже сократить количество посещаемых одновременно курсов.
-
Эмоции
Эмоции в рамках теории когнитивной нагрузки рассматриваются как дополнительная нагрузка на рабочую память, но в то же время это инструмент, с помощью которого можно, например, повысить мотивацию, и тогда объем рабочей памяти увеличится. Именно поэтому любая тема осваивается тем легче и быстрее, чем она вам интереснее.
Поэтому управление эмоциями не менее важно при обучении, чем непосредственно чтение и исследование нового материала. Негативные переживания - тревожность, страх, чувство неуверенности - снижают качество обучения, в то время как позитивные являются отличным стимулятором для памяти.
В следующей статье мы рассмотрим, как можно управлять собственной когнитивной нагрузкой, чтобы вы могли еще эффективнее работать с информацией и никогда больше не испытывать перегрузок!
