Teoria ta sugeruje, że uczenie się przebiega najlepiej w warunkach, które są zgodne z architekturą poznawczą człowieka. Struktura ludzkiej architektury poznawczej, choć nie jest dokładnie znana, jest dostrzegalna dzięki wynikom badań eksperymentalnych. Rozpoznając badania George’a Millera nad przetwarzaniem informacji, pokazujące, że pamięć krótkotrwała jest ograniczona pod względem liczby elementów, które może zawierać jednocześnie, Sweller buduje teorię, która traktuje schematy, czyli kombinacje elementów, jako struktury poznawcze tworzące bazę wiedzy jednostki. (Sweller, 1988)
Zawartość pamięci długotrwałej to „wyrafinowane struktury, które pozwalają nam postrzegać, myśleć i rozwiązywać problemy”, a nie grupa wyuczonych na pamięć faktów. Struktury te, zwane schematami, pozwalają nam traktować wiele elementów jako jeden element. Są to struktury poznawcze, które składają się na bazę wiedzy (Sweller, 1988). Schematy są nabywane przez całe życie uczenia się i mogą mieć inne schematy zawarte w sobie.
Różnica między ekspertem a nowicjuszem polega na tym, że nowicjusz nie nabył schematów eksperta. Uczenie się wymaga zmiany w strukturach schematycznych pamięci długotrwałej i przejawia się w działaniu, które postępuje od niezgrabnego, podatnego na błędy, powolnego i trudnego do płynnego i bezwysiłkowego. Zmiana w wykonaniu następuje, ponieważ w miarę jak uczący się coraz lepiej poznaje materiał, cechy poznawcze związane z tym materiałem zmieniają się tak, że może on być obsługiwany bardziej efektywnie przez pamięć roboczą.
Z perspektywy instruktażu, informacje zawarte w materiale instruktażowym muszą być najpierw przetworzone przez pamięć roboczą. Aby doszło do przyswojenia schematu, instrukcja powinna być tak zaprojektowana, by zmniejszyć obciążenie pamięci roboczej. Teoria obciążenia poznawczego zajmuje się technikami zmniejszania obciążenia pamięci roboczej w celu ułatwienia zmian w pamięci długotrwałej związanych z przyswajaniem schematów.
Zastosowanie
Teorie Swellera najlepiej sprawdzają się w dziedzinie projektowania instrukcji dotyczących skomplikowanego poznawczo lub trudnego technicznie materiału. Koncentruje się on na powodach, dla których ludzie mają trudności w uczeniu się tego typu materiałów. Teoria obciążenia poznawczego ma wiele implikacji w projektowaniu materiałów dydaktycznych, które – jeśli mają być skuteczne – muszą utrzymywać obciążenie poznawcze uczących się na minimalnym poziomie podczas procesu uczenia się. Podczas gdy w przeszłości teoria ta była stosowana głównie w dziedzinach technicznych, obecnie jest ona stosowana w bardziej językowych dziedzinach dyskursywnych.
Przykład
W połączeniu ilustracji przepływu krwi przez serce z tekstem i etykietami, oddzielenie tekstu od ilustracji zmusza uczącego się do patrzenia tam i z powrotem pomiędzy określonymi częściami ilustracji i tekstu. Jeśli diagram jest sam w sobie zrozumiały, dane z badań wskazują, że przetwarzanie tekstu niepotrzebnie zwiększa obciążenie pamięci roboczej. Jeśli informacje można zastąpić ponumerowanymi strzałkami na ilustracji, uczący się może lepiej skoncentrować się na nauce treści z samej ilustracji. Alternatywnie, jeśli tekst jest niezbędny do zrozumienia, umieszczenie go na diagramie, a nie oddzielnie, zmniejszy obciążenie poznawcze związane z poszukiwaniem relacji między tekstem a diagramem (Sweller, 1999).
Zasady
Szczegółowe zalecenia związane z projektowaniem materiałów instruktażowych obejmują:
- Zmień metody rozwiązywania problemów, aby uniknąć podejścia typu „koniec-koniec”, które nakłada duże obciążenie pamięci roboczej, poprzez użycie problemów bez celu lub przykładów praktycznych.
- Eliminacja obciążenia pamięci roboczej związanego z koniecznością umysłowego integrowania kilku źródeł informacji poprzez fizyczne integrowanie tych źródeł informacji.
- Eliminacja obciążenia pamięci roboczej związanego z niepotrzebnym przetwarzaniem powtarzających się informacji poprzez redukcję redundancji.
- Zwiększenie pojemności pamięci roboczej poprzez wykorzystanie informacji słuchowych, jak również wizualnych w warunkach, w których oba źródła informacji są niezbędne (tj. nieredundantne) do zrozumienia.
.