Seminar: HPSTS-5 Advanced Cognitive Research. Cognitive Load Theory

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1 Institut für Arbeits-, Organisations- und Sozialpsychologie, Arbeits- und Organisationspsychologie Seminar: HPSTS-5 Advanced Cognitive Research Cognitive Load Theory Tobias Eckelt

2 Gliederung Grundlagen Arbeits- und Langzeitgedächtnis Schemata Cognitive Load Empirie Diskussion Gestaltungsprinzipien Cognitive Load Theory Folie Nr. 2

3 Arbeitsgedächtnis (Baddeley, 2000) Cognitive Load Theory Folie Nr. 3

4 Schema: kognitives Konstrukt Organisation der Speicherung von Wissen im Langzeitgedächtnis fungieren als zentrale Exekutive (vgl. Sweller, 2005) Einzelne Entität Cognitive Load Theory Folie Nr. 4

5 Schema (Prozesse) Konstruktion Elaboration Induktion Automatisierung Kompilierung Verstärkung Cognitive Load Theory Folie Nr. 5

6 Schema: <?xml version="1.0"?> <persons> <person username="js1"> <name>john</name> <family-name>smith</family-name> </person> <person username="mi1"> <name>morka</name> <family-name>ismincius</family-name> </person> </persons> <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <xsl:stylesheet xmlns:xsl="http://www.w3.org/1999/xsl/transform" version="1.0"> <xsl:output method="xml" indent="yes"/> <xsl:template match="person"> <name <xsl:value-of select="name" /> </name> </xsl:template> </xsl:stylesheet> Cognitive Load Theory Folie Nr. 6

7 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 Cognitive Load Theory Folie Nr. 7

8 Extraneous CL Split-Attention-Effect Getrenntes Darbieten von zusammengehörigen Information Erhöhung des Extraneous CL Cognitive Load Theory Folie Nr. 8

9 Extraneous CL Redundancy Effect Doppelte Darbietung von Informationen Erhöhung des Extraneous CL Cognitive Load Theory Folie Nr. 9

10 Cognitive Load Cognitive Load Theory Folie Nr. 10

11 Empirie Sweller, J., & Chandler, P. (1994). Why Some Material Is Difficult to Learn. Cognition and Instruction, 12(3), Cognitive Load Theory Folie Nr. 11

12 1.Experiment Stichprobe 20 Auszubildende im Handelsbereich (Sydney) High School Abschluss Keine Erfahrungen mit CAD/CAM Systems Material Lernmaterial 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 Cognitive Load Theory Folie Nr. 12

13 Material (1. Exp.) Cognitive Load Theory Folie Nr. 13

14 1. Experiment Durchführung 1. 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 Gruppen 1. Gruppe (klassisches Lernmaterial + Computer) 2. Gruppe (Lernmaterial mit integrierten Graphiken, kein Computer) Cognitive Load Theory Folie Nr. 14

15 1. Experiment Ergebnisse Gruppe Lernzeit Zeit für schriftlichen Test (sec) Zeit für praktischen Test (sec) 1. Gruppe (klassisches Lernmaterial + Computer) 2. Gruppe (Lernmaterial mit integrierten Graphiken, kein Computer) Cognitive Load Theory Folie Nr. 15

16 Ergebnisse (1. Exp) Gruppe Ergebnis schriftlicher Test Ergebnis praktischer Test 1. Gruppe (klassisches Lernmaterial + Computer) 2. Gruppe (Lernmaterial mit integrierten Graphiken, kein Computer) Schritt 1. und 2. geringe Elementinteraktivität Schritt 3. und 4. hohe Elementinteraktivität Cognitive Load Theory Folie Nr. 16

17 Diskussion (1. Exp) Split-Attention-Effect Intrinsic CL hoch Extraneous CL bedeutsam Intrinsic CL niedrig Extraneous CL undeutend Cognitive Load Theory Folie Nr. 17

18 2.Experiment Stichprobe 30 Schüler einer High School (7. Klasse, Sydney) Keine Erfahrungen mit Tabellenkalkulation Material Lernmaterial zur Benutzung einer Tabellenkalkulation Version 1 Konventionell (textbasiert) Version 2 Modifiziert (Integration von Abbildungen) Testmaterial mit 4 Aufgaben (schriftlich) Computer mit Software für praktischen Test (3 Aufgaben) Cognitive Load Theory Folie Nr. 18

19 Material (2. Exp.) Cognitive Load Theory Folie Nr. 19

20 2. Experiment Durchführung 1. Lernphase (mit unterschiedlichen Material je Gruppe) 2. Schriftlicher Test (4 Aufgaben) 3. Praktischer Test am Computer (3 Teile). Die Zeit für die einzelnen Schritte ist nicht begrenzt Gruppen 1. Gruppe (klassisches Lernmaterial + Computer) 2. Gruppe (Lernmaterial mit integrierten Graphiken + Computer) 3. Gruppe (Lernmaterial mit integrierten Graphiken, kein Computer) Cognitive Load Theory Folie Nr. 20

21 Ergebnisse (2. Exp) Gruppe Lernzeit (sec) Ergebnis schriftlicher Test Gruppe (klassisches Lernmaterial + Computer) Gruppe (Lernmaterial mit integrierten Graphiken + Computer) Gruppe (Lernmaterial mit integrierten Graphiken, kein Computer) Schritt 1. und 2. geringe Elementinteraktivität Schritt 3. hohe Elementinteraktivität Cognitive Load Theory Folie Nr. 21

22 Diskussion (2. Exp) Split-Attention-Effect Redundancy Effect Intrinsic CL hoch Extraneous CL bedeutsam Intrinsic CL niedrig Extraneous CL undeutend Cognitive Load Theory Folie Nr. 22

23 3.Experiment Stichprobe 30 Schüler einer High School (7. Klasse, Sydney) Keine Erfahrungen mit Textverarbeitung Material Lernmaterial zur Benutzung einer Tabellenkalkulation Version 1 Konventionell (textbasiert) Version 2 Modifiziert (Integration von Abbildungen) Testmaterial mit 10 Aufgaben (schriftlich) Computer mit Software für praktischen Test (10 Aufgaben) Cognitive Load Theory Folie Nr. 23

24 Material (3. Exp.) Cognitive Load Theory Folie Nr. 24

25 3. Experiment Durchführung 1. Lernphase (mit unterschiedlichen Material je Gruppe) 2. Schriftlicher Test (10 Aufgaben) 3. Praktischer Test am Computer (10 Teile). Die Zeit für die einzelnen Schritte ist nicht begrenzt Gruppen 1. Gruppe (klassisches Lernmaterial + Computer) 2. Gruppe (Lernmaterial mit integrierten Graphiken + Computer) 3. Gruppe (Lernmaterial mit integrierten Graphiken, kein Computer) Cognitive Load Theory Folie Nr. 25

26 Ergebnisse (3. Exp) Gruppe Lernzeit (sec) Ergebnis schriftlicher Test Ergebnis praktischer Test 1. Gruppe (klassisches Lernmaterial + Computer) Gruppe (Lernmaterial mit integrierten Graphiken + Computer) Gruppe (Lernmaterial mit integrierten Graphiken, kein Computer) Cognitive Load Theory Folie Nr. 26

27 Diskussion (3. Exp) Bei sehr einfachen Lerngegenständen kein Split-Attention-Effect und kein Redundancy Effect Cognitive Load Theory Folie Nr. 27

28 4.Experiment Replikation in anderem Aufgabenbereich Cognitive Load Theory Folie Nr. 28

29 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 Cognitive Load Theory Folie Nr. 29

30 Erweiterte Theorien Kognitive Theorie multimedialen Lernens von Mayer (Mayer, 2005a) Cognitive Load Theory Folie Nr. 30

31 Erweiterte Theorien Integratives Modell des Text- und Bildverständnisses von Schnotz (Schnotz, 2005) Kognitiv-affektive Theorie des Lernens mit Medien von Moreno (Moreno, 2005) Cognitive Load Theory Folie Nr. 31

32 Diskussion Cognitive Load Theory Folie Nr. 32

33 Implikationen Cognitive Load Theory Folie Nr. 33

34 Take Home Message Cognitive Load Theory Folie Nr. 34

35 Literaturverzeichnis Baddeley, A. D. (2000). The episodic buffer: A new component of working memory. Trends in Cognitive Science, 4(11), Mayer, R. E. (2005a). Cognitive theory of multimedia learning. In R. E. Mayer (Ed.), The Cambridge Handbook of Multimedia Learning (pp ). 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 ). Cambridge, MA: Cambridge University Press. Sweller, J., & Chandler, P. (1994). Why Some Material Is Difficult to Learn. Cognition and Instruction, 12(3), TU Dresden, Folie 35 Cognitive Load Theory Folie Nr. 35

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