Esta teoria sugere que a aprendizagem acontece melhor em condições que estão alinhadas com a arquitectura cognitiva humana. A estrutura da arquitectura cognitiva humana, embora não seja conhecida com precisão, é discernível através dos resultados da investigação experimental. Reconhecendo a pesquisa de processamento de informação de George Miller mostrando que a memória de curto prazo é limitada no número de elementos que ela pode conter simultaneamente, Sweller constrói uma teoria que trata esquemas, ou combinações de elementos, como as estruturas cognitivas que compõem a base de conhecimento de um indivíduo. (Sweller, 1988)
Os conteúdos da memória de longo prazo são “estruturas sofisticadas que nos permitem perceber, pensar e resolver problemas”, em vez de um grupo de fatos aprendidos de corda. Estas estruturas, conhecidas como esquemas, são o que nos permite tratar múltiplos elementos como um único elemento. São as estruturas cognitivas que compõem a base de conhecimento (Sweller, 1988). Os esquemas são adquiridos ao longo de uma vida de aprendizagem, e podem ter outros esquemas contidos em si mesmos.
A diferença entre um especialista e um novato é que um novato não adquiriu os esquemas de um especialista. A aprendizagem requer uma mudança nas estruturas esquemáticas da memória de longo prazo e é demonstrada por um desempenho que progride a partir de um esquema desajeitado, propenso a erros, lento e difícil de suavizar e sem esforço. A mudança no desempenho ocorre porque à medida que o aprendente se familiariza cada vez mais com o material, as características cognitivas associadas ao material são alteradas para que este possa ser manuseado mais eficientemente pela memória de trabalho.
De uma perspectiva instrucional, a informação contida no material instrucional deve ser primeiro processada pela memória de trabalho. Para que a aquisição do esquema ocorra, a instrução deve ser projetada para reduzir a carga da memória de trabalho. A teoria da carga cognitiva preocupa-se com técnicas para reduzir a carga da memória de trabalho a fim de facilitar as mudanças na memória de longo prazo associadas à aquisição de esquemas.
Aplicação
As teorias deweller são melhor aplicadas na área de desenho instrucional de material cognitivamente complexo ou tecnicamente desafiador. A sua concentração está nas razões pelas quais as pessoas têm dificuldade em aprender material desta natureza. A teoria da carga cognitiva tem muitas implicações na concepção de materiais de aprendizagem que, para serem eficazes, devem manter a carga cognitiva dos aprendentes num nível mínimo durante o processo de aprendizagem. Embora no passado a teoria tenha sido aplicada principalmente a áreas técnicas, agora está a ser aplicada a áreas discursivas mais baseadas na linguagem.
Exemplo
Na combinação de uma ilustração do fluxo sanguíneo através do coração com texto e etiquetas, a separação do texto da ilustração força o aprendente a olhar para trás e para a frente entre as partes especificadas da ilustração e do texto. Se o diagrama for auto-explicativo, os dados da pesquisa indicam que o processamento do texto aumenta desnecessariamente a carga de memória de trabalho. Se a informação pudesse ser substituída por setas numeradas na ilustração etiquetada, o aprendente poderia concentrar-se melhor na aprendizagem do conteúdo apenas a partir da ilustração. Alternativamente, se o texto for essencial para a inteligibilidade, colocá-lo no diagrama, em vez de separado, reduzirá a carga cognitiva associada à procura de relações entre o texto e o diagrama (Sweller, 1999).
Princípios
Recomendações específicas relativas à concepção de material de instrução incluem:
- Alterar métodos de resolução de problemas para evitar abordagens de fins médios que impõem uma carga pesada de memória de trabalho, utilizando problemas sem objectivos ou exemplos trabalhados.
- Eliminar a carga de memória de trabalho associada à necessidade de integrar mentalmente várias fontes de informação, integrando fisicamente essas fontes de informação.
- Eliminar a carga de memória de trabalho associada ao processamento desnecessário de informação repetitiva, reduzindo a redundância.
- Incrementar a capacidade da memória de trabalho, utilizando informação auditiva e visual em condições em que ambas as fontes de informação são essenciais (ou seja, não redundantes) para a compreensão.