Tato teorie předpokládá, že učení probíhá nejlépe za podmínek, které jsou v souladu s lidskou kognitivní architekturou. Struktura lidské kognitivní architektury sice není přesně známa, ale je rozeznatelná na základě výsledků experimentálního výzkumu. Sweller uznává výzkumy George Millera v oblasti zpracování informací, které ukazují, že krátkodobá paměť je omezena počtem prvků, které může obsahovat současně, a vytváří teorii, která považuje schémata neboli kombinace prvků za kognitivní struktury, které tvoří znalostní základnu jedince. (Sweller, 1988)
Obsahem dlouhodobé paměti jsou „sofistikované struktury, které nám umožňují vnímat, myslet a řešit problémy“, a nikoli skupina naučených faktů. Tyto struktury, známé jako schémata, nám umožňují zacházet s více prvky jako s jedním prvkem. Jsou to kognitivní struktury, které tvoří znalostní bázi (Sweller, 1988). Schémata se získávají během celoživotního učení a mohou mít v sobě obsažena další schémata.
Rozdíl mezi expertem a začátečníkem spočívá v tom, že začátečník nezískal schémata experta. Učení vyžaduje změnu schematických struktur dlouhodobé paměti a projevuje se výkonem, který postupuje od neobratného, náchylného k chybám, pomalého a obtížného k plynulému a bezproblémovému. Ke změně výkonu dochází proto, že jak se žák stále více seznamuje s materiálem, mění se kognitivní charakteristiky spojené s materiálem tak, aby jej pracovní paměť zvládala efektivněji.
Z hlediska výuky musí být informace obsažené ve výukovém materiálu nejprve zpracovány pracovní pamětí. Aby mohlo dojít k osvojení schématu, měla by být výuka koncipována tak, aby se snížila zátěž pracovní paměti. Teorie kognitivní zátěže se zabývá technikami snižování zátěže pracovní paměti s cílem usnadnit změny v dlouhodobé paměti spojené s osvojováním schémat.
Použití
Swellerovy teorie se nejlépe uplatní v oblasti tvorby výuky kognitivně složitého nebo technicky náročného materiálu. Zaměřuje se na důvody, proč mají lidé potíže s učením materiálu tohoto druhu. Teorie kognitivní zátěže má mnoho důsledků při navrhování výukových materiálů, které musí, mají-li být účinné, udržovat kognitivní zátěž studujících během procesu učení na minimální úrovni. Zatímco v minulosti byla tato teorie aplikována především na technické oblasti, nyní se uplatňuje spíše na jazykově diskurzivní oblasti.
Příklad
Při kombinaci ilustrace průtoku krve srdcem s textem a popisky nutí oddělení textu od ilustrace studujícího dívat se tam a zpět mezi určenými částmi ilustrace a textu. Pokud je obrázek srozumitelný sám o sobě, údaje z výzkumu ukazují, že zpracování textu zbytečně zvyšuje zatížení pracovní paměti. Pokud by informace mohly být nahrazeny očíslovanými šipkami v označené ilustraci, mohl by se žák lépe soustředit na učení obsahu pouze z ilustrace. Případně, pokud je text nezbytný pro srozumitelnost, jeho umístění na diagram místo odděleného sníží kognitivní zátěž spojenou s hledáním vztahů mezi textem a diagramem (Sweller, 1999).
Principy
Konkrétní doporučení týkající se tvorby výukových materiálů zahrnují:
- Změňte metody řešení problémů tak, aby se zabránilo přístupům zaměřeným na prostředky, které představují velkou zátěž pro pracovní paměť, a to pomocí bezcílných problémů nebo řešených příkladů.
- Eliminovat zátěž pracovní paměti spojenou s nutností mentální integrace několika zdrojů informací fyzickou integrací těchto zdrojů informací.
- Eliminovat zátěž pracovní paměti spojenou se zbytečným zpracováváním opakujících se informací omezením redundance.
- Zvýšit kapacitu pracovní paměti používáním sluchových i zrakových informací za podmínek, kdy jsou oba zdroje informací pro porozumění podstatné (tj. neredundantní).