Deze theorie suggereert dat leren het best gebeurt onder omstandigheden die zijn afgestemd op de menselijke cognitieve architectuur. De structuur van de menselijke cognitieve architectuur is weliswaar niet precies bekend, maar kan wel worden afgeleid uit de resultaten van experimenteel onderzoek. Zich bewust van George Miller’s informatieverwerkingsonderzoek, dat aantoont dat het kortetermijngeheugen beperkt is in het aantal elementen dat het tegelijkertijd kan bevatten, bouwt Sweller een theorie die schema’s, of combinaties van elementen, behandelt als de cognitieve structuren die de kennisbasis van een individu vormen. (Sweller, 1988)
De inhoud van het lange termijn geheugen zijn “verfijnde structuren die ons in staat stellen om waar te nemen, te denken en problemen op te lossen,” eerder dan een groep van uit het hoofd geleerde feiten. Deze structuren, bekend als schema’s, zijn wat ons in staat stelt om meerdere elementen als een enkel element te behandelen. Het zijn de cognitieve structuren die de kennisbasis vormen (Sweller, 1988). Schema’s worden verworven gedurende een leven van leren, en kunnen andere schema’s in zich hebben.
Het verschil tussen een expert en een beginneling is dat een beginneling niet de schema’s van een expert heeft verworven. Leren vereist een verandering in de schematische structuren van het lange termijn geheugen en wordt aangetoond door prestaties die van onhandig, foutgevoelig, traag en moeilijk naar soepel en moeiteloos gaan. De verandering in prestatie treedt op omdat, naarmate de leerling meer en meer vertrouwd raakt met het materiaal, de cognitieve kenmerken die met het materiaal geassocieerd zijn, veranderd worden zodat het efficiënter door het werkgeheugen kan worden verwerkt.
Vanuit een instructieperspectief moet de informatie in het instructiemateriaal eerst door het werkgeheugen worden verwerkt. Om schematische verwerving te laten plaatsvinden, moet de instructie zo worden ontworpen dat het werkgeheugen minder wordt belast. De cognitieve belastingstheorie houdt zich bezig met technieken om de belasting van het werkgeheugen te verminderen om de veranderingen in het lange termijn geheugen te vergemakkelijken die met schemaverwerving gepaard gaan.
Toepassing
De theorieën van Sweller worden het best toegepast op het gebied van instructieontwerp van cognitief complex of technisch uitdagend materiaal. Hij concentreert zich op de redenen waarom mensen moeite hebben met het leren van dit soort materiaal. De theorie van de cognitieve belasting heeft vele implicaties voor het ontwerp van leermateriaal dat, om doeltreffend te zijn, de cognitieve belasting van de lerenden tijdens het leerproces tot een minimum moet beperken. Terwijl de theorie in het verleden vooral werd toegepast op technische gebieden, wordt zij nu ook toegepast op meer op taal gebaseerde discursieve gebieden.
Voorbeeld
In de combinatie van een illustratie van de bloedstroom door het hart met tekst en labels, dwingt de scheiding van de tekst en de illustratie de leerling heen en weer te kijken tussen de gespecificeerde delen van de illustratie en de tekst. Als het diagram voor zichzelf spreekt, blijkt uit onderzoeksgegevens dat het verwerken van de tekst het werkgeheugen onnodig belast. Als de informatie kan worden vervangen door genummerde pijlen in de gelabelde illustratie, kan de lerende zich beter concentreren op het leren van de inhoud op basis van de illustratie alleen. Anderzijds, als de tekst essentieel is voor de begrijpelijkheid, zal het plaatsen ervan op het diagram in plaats van gescheiden de cognitieve belasting verminderen die gepaard gaat met het zoeken naar relaties tussen de tekst en het diagram (Sweller, 1999).
Principes
Specifieke aanbevelingen met betrekking tot het ontwerp van instructiemateriaal omvatten:
- Verander probleemoplossingsmethoden om middel-einde benaderingen te vermijden die een zware werkgeheugenbelasting opleggen, door doelvrije problemen of uitgewerkte voorbeelden te gebruiken.
- Elimineer de werkgeheugenbelasting die gepaard gaat met het mentaal moeten integreren van verschillende informatiebronnen door deze informatiebronnen fysiek te integreren.
- Elimineer de werkgeheugenbelasting die gepaard gaat met het onnodig verwerken van repetitieve informatie door redundantie te verminderen.
- Verhoog de werkgeheugencapaciteit door zowel auditieve als visuele informatie te gebruiken onder omstandigheden waarin beide informatiebronnen essentieel (d.w.z. niet-redundant) zijn voor het begrip.