Kognitiivinen kuormitusteoria muistin parantamiseksi

24 tammikuu, 2020
Tässä artikkelissa kerromme kognitiivisesta kuormitusteoriasta ja siitä, miten sitä voidaan käyttää parantamaan muistiprosesseja.

Kognitiivinen kuormitusteoria on australialaisen koulutuspsykologi John Swellerin 1980-luvulla kehittämä teoria, jota Sweller työsti perehdyttyään George Millerin tietojenkäsittelyyn liittyviin tutkimuksiin. Tämä kognitiivisen kuormituksen teoria keskittyy oppimiseen ja perustuu ajatukseen, että jos ihmisen aivot voivat tehdä vain rajoitetun määrän asioita samanaikaisesti, meidän on oltava selkeitä siinä, mitä pyydämme ne tekemään.

“Kognitiivinen kuormitusteoria perustuu lukuisiin laajalti hyväksyttyihin teorioihin siitä, kuinka ihmisen aivot käsittelevät ja tallentavat tietoa. Näihin oletuksiin kuuluvat, että ihmisen muisti voidaan jakaa työmuistiin ja pitkäaikaiseen muistiin, että tieto tallennetaan pitkäaikaiseen muistiin kaavioiden muodossa ja että uuden tiedon käsittely johtaa työmuistin kognitiiviseen kuormitukseen, mikä voi vaikuttaa oppimistuloksiin.”

– Anderson (1977), Atkinson & Shiffrin (1968), Baddeley (1983)

Tämä tarkoittaa, että kognitiivisen kuormitusteorian mukaan sille uuden tiedon määrälle, jonka aivot voivat käsitellä samanaikaisesti, on olemassa yläraja. Siihen ei ole rajoituksia, kuinka paljon jo tallennettua tietoa aivot voivat käsitellä kerralla. Teorian mukaan oppiminen tapahtuu parhaiten olosuhteissa, jotka ovat linjassa ihmisen kognitiivisen arkkitehtuurin kanssa.

Kognitiivinen kuormitusteoria muistin parantamiseksi

Argumentit kognitiivisen kuormitusteorin taustalla

Ihmisen muisti jaetaan sensoriseen muistiin, lyhytkestoiseen työmuistiin ja pitkäaikaiseen säilömuistiin. Työmuisti tallentaa lyhytkestoisesti aistimuistista saamaansa tietoa samalla, kun aivot muokkaavat sitä. Työmuisti pitää asioita mielessä vain muutamia sekunteja, mutta asia voi tallentua siitä pitkäaikaiseen muistiin, jossa olevat asiat voidaan muistaa pysyvästi.

Pitkäaikainen säilömuisti siis säilyttää kaikkea sitä tietoa, jota juuri sillä hetkellä emme ajattele, eli joka ei ole työmuistin aktiivisessa käsittelyssä. Käytännössä pitkäaikainen muisti toimii työmuistin lisäksi rinnakkain sensorisen muistin kanssa, joka on aistitiedon ensimmäinen säilytyspaikka.

Lyhytkestoinen työmuisti siis vastaanottaa tietoja ja käsittelee niitä, jotta niitä on helpompi ymmärtää, ja tallentaa ne tämän jälkeen pitkäaikaiseen muistiin. Kognitiivisen kuormitusteorian mukaan tällä lyhytaikaisella muistilla on rajoitettu kapasiteetti, eikä se voi tallentaa rajatonta tietomäärää.

Kognitiivinen kuormitusteoria muistin parantamiseksi

Jos pitkäaikainen muisti voi luoda rakenteita tietyille elementeille, tämän rakenteen sisällä olevaan tietoon liittyvät prosessit vaativat vähemmän vaivaa ja voivat muuttua automaattisiksi. Kun henkilö onnistuu luomaan erilaisia mentaalisia malleja, hän pystyy jäsentelemään saamansa tiedot nopeammin ja tehokkaammin. Tietojen ymmärtäminen ja analysoiminen voidaan näin tehdä automaattisesti.

Tällä hetkellä tieto ilmestyy muistiin kuin työmuistin elementti – tätä kutsutaan kokemusten hankkimiseksi. Oppimisprosessissa elementtien ymmärtäminen on helpompaa, jos saadut tiedot voidaan ryhmitellä loogisella tavalla, joka auttaa luomaan uuden mentaalisen mallin.

“Kognitiivinen kuormitusteoria on suunniteltu tarjoamaan ohjeita, joiden tarkoituksena on auttaa tiedon esittämisessä tavalla, joka kannustaa oppijan henkisen suorituskyvyn optimointia.”

John Sweller

Kognitiivisen kuormitusteorian pääperiaatteet

Kognitiivinen kuormitusteoria muistin parantamiseksi

Kognitiivisen kuormitusteorian suosituksiin kuuluvat seuraavat:

  • Muuta ongelmanratkaisumenetelmiä hyödyntämällä ongelmia ilman tavoitteita tai ratkaistuja esimerkkejä. Tavoitteena on välttää aspekteja, jotka aiheuttavat työmuistille raskaan kuormituksen.
  • Poista työmuistin kuormitus, joka yhdistetään henkiseen tarpeeseen yhdistää useita tietolähteitä näiden fyysisen yhdentämisen avulla.
  • Poista työmuistin kuormitus, joka yhdistetään toistuvien tietojen tarpeettomaan prosessointiin tarpeettomuutta vähentämällä.
  • Nosta työmuistin kapasiteettia käyttämällä auditiivista ja visuaalista tietoa, jossa molemmat tietolähteet ovat välttämättömiä ymmärtämisen kannalta.

Kognitiivinen kuormitusteoria viittaa ohjeistuksen suunnitteluun, jossa pohditaan ihmisen kognitiivista arkkitehtuuriam tai tapaa prosessoida tietoa. Oppimisen aikana tiedon täytyy pysyä työmuistissa, kunnes se on prosessoitunut tarpeeksi siirtyäkseen pitkäaikaiseen muistiin.

Kognitiivinen kuormitusteoria tekee oppimisesta tehokkaampaa sitä pohtivien opetusmenetelmien avulla. Näihin menetelmiin kuuluvat:

  • Kokemuksen mittaaminen ja ohjeiden omaksuminen.
  • Ongelmien määrän vähentäminen jakamalla ne osiin ja käyttämällä osittain suoritettuja ongelmia ja ratkaistuja esimerkkejä.
  • Visuaalisen tiedon useiden lähteiden yhdistäminen sen ollessa mahdollista.
  • Työmuistin kapasiteetin laajentaminen visuaalisten ja auditiivisten kanavien käytön avulla.
  • Paas, Fred, Alexander Renkl, y John Sweller. Cognitive load theory: Instructional implications of the interaction between information structures and cognitive architecture. Instructional science . (2004).
  • Singley, Mark K., y John Robert Anderson. The transfer of cognitive skill. Harvard University Press, 1989.
  • Atkinson, Stephanie. Cognitive style in the context of design and technology project work. Educational Psychology. (1998).
  • Shiffrin, Richard M. Perspectives on modeling in cognitive science. Topics in cognitive science. 2010.