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Institut für Arbeits-, Organisations- und Sozialpsychologie , Arbeits- und Organisationspsychologie

Tobias Eckelt 29.10.2015

Seminar:HPSTS-5 Advanced Cognitive Research

Cognitive Load Theory

Cognitive Load Theory Folie Nr. 2

Gliederung

• Grundlagen

• Arbeits- und Langzeitgedächtnis

• Schemata

• Cognitive Load

• Empirie

• Diskussion

• Gestaltungsprinzipien

30.10.2015


Arbeitsgedächtnis(Baddeley, 2000)

30.10.2015


Schema:• kognitives Konstrukt

• Organisation der Speicherung von Wissen im Langzeitgedächtnis

• fungieren als zentrale Exekutive (vgl. Sweller, 2005)

• Einzelne Entität

30.10.2015


Schema (Prozesse)• Konstruktion

• Elaboration

• Induktion

• Automatisierung

• Kompilierung

• Verstärkung

30.10.2015


Schema:

30.10.2015

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<person username="JS1">

<name>John</name>

<family-name>Smith</family-name>

</person>

<person username="MI1">

<name>Morka</name>

<family-name>Ismincius</family-name>

</person>

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Cognitive Load• Intrinsic

• bezieht sich auf das zu lernende Material

• Abhängig von der Interaktivität der Lernelemente

• beeinflusst durch Vorwissen

• Extraneous• wird durch die Gestaltung der Lernmaterials beeinflusst

• Germane• kognitive Belastung, die für den Lernprozess notwendig ist

• wird zur Konstruktion und Automatisierung von Schemata im Langzeitgedächtnis benötigt

30.10.2015


Extraneous CLSplit-Attention-EffectGetrenntes Darbieten von zusammengehörigen Information

Erhöhung des Extraneous CL

30.10.2015


Extraneous CLRedundancy EffectDoppelte Darbietung von Informationen

Erhöhung des Extraneous CL

30.10.2015


Cognitive Load

30.10.2015

Cognitive Load Theory Folie Nr. 1130.10.2015

Empirie

Sweller, J., & Chandler, P. (1994). Why Some Material Is Difficult to Learn. Cognition and Instruction, 12(3), 185–233. http://doi.org/10.1207/s1532690xci1203_1


1.ExperimentStichprobe20 Auszubildende im Handelsbereich (Sydney)

High School Abschluss

Keine Erfahrungen mit CAD/CAM Systems

MaterialLernmaterial zur Benutzung des CAD/CAM System

Version 1 Original (Auszug aus dem Manual)Version 2 Modifiziert (Integration von Abbildungen)

Testmaterial mit 4 Aufgaben (schriftlich)

Computer mit Software für praktischen Test


Material (1. Exp.)


1. ExperimentDurchführung1. Lernphase (mit unterschiedlichen Material je Gruppe)

2. Schriftlicher Test (4 Aufgaben)

3. Praktischer Test am Computer (6 Schritte).

Die Zeit für die einzelnen Schritte ist nicht begrenzt

Gruppen1. Gruppe (klassisches Lernmaterial + Computer)

2. Gruppe (Lernmaterial mit integrierten Graphiken, kein Computer)


1. ExperimentErgebnisse

GruppeLernzeit

Zeit für schriftlichenTest (sec)

Zeit für praktischen Test (sec)

1. Gruppe (klassisches Lernmaterial + Computer)

240.5 529.0 383.4


166.4 410.1 258.1


Ergebnisse (1. Exp)Gruppe Ergebnis schriftlicher Test Ergebnis

praktischer Test1 2 3 4


7 3.7 1.1 1.7 4.0


7 4.2 1.9 3.0 5.3

Schritt 1. und 2. geringe ElementinteraktivitätSchritt 3. und 4. hohe Elementinteraktivität


Diskussion (1. Exp)Split-Attention-Effect

Intrinsic CL hoch

Extraneous CL bedeutsam

Intrinsic CL niedrig

Extraneous CL undeutend


2.ExperimentStichprobe30 Schüler einer High School (7. Klasse, Sydney)

Keine Erfahrungen mit Tabellenkalkulation

MaterialLernmaterial zur Benutzung einer Tabellenkalkulation

Version 1 Konventionell (textbasiert)Version 2 Modifiziert (Integration von Abbildungen)


Computer mit Software für praktischen Test (3 Aufgaben)


Material (2. Exp.)




3. Praktischer Test am Computer (3 Teile).



2. Gruppe (Lernmaterial mit integrierten Graphiken + Computer)



Ergebnisse (2. Exp)Gruppe Lernzeit

(sec)

Ergebnis schriftlicher Test

1 2 3


438.5 6.4 1.6 0.5


442.8 6.3 1.6 1.5


272.9 6.6 1.7 3.6

Schritt 1. und 2. geringe ElementinteraktivitätSchritt 3. hohe Elementinteraktivität


Diskussion (2. Exp)Split-Attention-Effect

Redundancy Effect

Intrinsic CL hoch

Extraneous CL bedeutsam

Intrinsic CL niedrig

Extraneous CL undeutend


3.ExperimentStichprobe30 Schüler einer High School (7. Klasse, Sydney)

Keine Erfahrungen mit Textverarbeitung

MaterialLernmaterial zur Benutzung einer Tabellenkalkulation

Version 1 Konventionell (textbasiert)Version 2 Modifiziert (Integration von Abbildungen)


Computer mit Software für praktischen Test (10 Aufgaben)

Kerstin

Text-Box

eines Textverarbeitungsprogramms


Material (3. Exp.)




3. Praktischer Test am Computer (10 Teile).






Ergebnisse (3. Exp)Gruppe Lernzeit

(sec)ErgebnisschriftlicherTest

Ergebnispraktischer Test


140.7 6.0 6.9


145.8 6.9 6.9


117.4 6.0 7.3


Diskussion (3. Exp)

Bei sehr einfachen Lerngegenständen kein

Split-Attention-Effect und

kein Redundancy Effect


4.ExperimentReplikation in anderem Aufgaben-bereich


CLT - Kritik• Messbarkeit der verschiedenen Arten kognitiver

Belastung

• Germane CL Zirkelschluss

Weil der Germane CL höher ist, wird besser gelernt

Weil besser gelernt wird, ist der Germane CL höher


Erweiterte Theorien• Kognitive Theorie multimedialen Lernens von

Mayer (Mayer, 2005a)


Erweiterte Theorien• Integratives Modell des Text- und

Bildverständnisses von Schnotz (Schnotz, 2005)

• Kognitiv-affektive Theorie des Lernens mit Medien von Moreno (Moreno, 2005)


Diskussion


Imp

likat

ion

en


Take Home Message


LiteraturverzeichnisBaddeley, A. D. (2000). The episodic buffer: A new component of working memory.

Trends in Cognitive Science, 4(11), 417-423.

Mayer, R. E. (2005a). Cognitive theory of multimedia learning. In R. E. Mayer

(Ed.), The Cambridge Handbook of Multimedia Learning (pp. 31-48). Cambridge, MA: Cambridge University Press.

Moreno, R. (2005). Instructional technology: Promise and pitfalls. In L. PytlikZillig,

M. Bodvarsson & R. Bruning (Eds.), Technology-based education: Bringing

researchers and practitioners together (pp. 1-19). Greenwich, CT: Information

Age Publishing.

Schnotz, W. (2005). An integrated model of text and picture comprehension. In R.

E. Mayer (Ed.), The Cambridge Handbook of Multimedia Learning (pp. 49-

69). Cambridge, MA: Cambridge University Press.

Sweller, J., & Chandler, P. (1994). Why Some Material Is Difficult to Learn. Cognition and Instruction, 12(3), 185–233. http://doi.org/10.1207/s1532690xci1203_1

TU Dresden, 30.10.2015 Folie 35

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