Меню

Что такое когнитивное напряжение

Теория когнитивной нагрузки: ограничения человеческой памяти, влияющие на учебный процесс

Теория когнитивной нагрузки (Cognitive load theory) — это теория из образовательной и психологической сферы, которая утверждает, что оптимальное усвоение материала у учащихся можно достичь только через адекватную нагрузку на их оперативную память.
Теория разработана специалистом по психологии обучения Джоном Свеллером (John Sweller). Джон Свеллер является автором более 80 научных публикаций, посвященных исследованию когнитивных факторов в учебном процессе.

В долговременной памяти хранится уже усвоенная информация, на которую можно опираться в процессе дальнейшего обучения. При отсутствии необходимых знаний в долговременной памяти рабочая память не способна выполнять сложных задач. То есть процесс обучения должен учитывать наличие или отсутствие знаний в долговременной памяти, чтобы новая сложная информация была усвоена.

Теория когнитивной нагрузки также говорит о том, что в памяти хранятся определенные схемы. Схемы — это когнитивные структуры, которые формируют основу знаний человека. Ориентируясь на эти схемы мозг способен решать задачи и усваивать новую информацию. Задача педагога в данном случае направлена на то, чтобы у ученика постепенно вырабатывались и усложнялись схемы. Это кажется довольно очевидным в точных науках. Сначала ученики осваивают сложение и вычитание, потом умножение, потом деление и т. д. Соответственно, они запоминают ограниченное количество информации, которая постепенно наслаивается и оседает в долгосрочной памяти. В процессе понимания новых математических операций мозг способен применять более сложные схемы решения задач. Тем не менее, такой подход необходимо применять и в гуманитарных дисциплинах, разделяя информацию на небольшие отрезки.

Цель обучения состоит в том, чтобы перенести базовые знания о предмете в долговременную память. Когда ученик будет знакомиться с новым материалом, он сможет использовать ранее усвоенные знания, тем самым уменьшая свою когнитивную нагрузку. Когнитивную нагрузку можно уменьшить, разбив содержание курса и каждого урока на множество маленьких частей. Когнитивная нагрузка может быть уменьшена и путем представления инструкций. Однако слишком большие или неточные инструкции создают слишком большую нагрузку на оперативную память, поэтому учащиеся много времени затрачивают на усвоение материала, вместо создания схем. Например, лекции, на которых используются презентации с основными тезисами, могут помочь усвоить материал. Однако слайды с большим количеством текста вкупе с преподавателем, устно объясняющим материал, вызывают чрезмерную когнитивную нагрузку и приводят к сбоям в работе памяти. Вот еще несколько способов, как снизить когнитивную нагрузку учеников и повлиять на усвояемость и запоминаемость материала.

Оцените знания учеников
Если у учеников нет базовых знаний по предмету, то давать более сложный специфичный материал будет бесполезно. Нужно понять, насколько ученики знают основные понятия и концепции. Особенно это помогает преподавателям, которые начинают вести предмет у учеников, ранее осваивающих материал с другим педагогом и по другим программам. Сделать это можно в форме теста или задать ученикам устные вопросы.

Давайте информацию по принципу «от простого к сложному»
Начинать лекцию или урок необходимо с разработанных примеров (где показано полное решение), затем переходить к выполнению заданий с полным решением (где дается частичное решение, и учащиеся должны закончить задачу самостоятельно), а потом давать уже обычные задачи без готового решения. Это помогает преподавателю постепенно расширять ответственность и независимость студентов при решении задач и разработке ментальных схем.

Сократите зазор между усвоенными знаниями и новой информацией
При большом промежутке между усвоенным и новым материалом когнитивная нагрузка увеличивается. Нельзя изучить историю начала XX века без знания истории XIX века. Что самое интересное, такие вещи случаются довольно часто. Поэтому при понимании отсутствия у учащихся какого-то куска знаний, сделайте для них небольшой экскурс, состоящий из семи «магических» пунктов. Это даст учащимся возможность анализировать новую информацию без непродуктивных попыток удержать в памяти все новые знания.

Уменьшите важность отвлекающих факторов
Когда у вас есть несколько источников одного вида информации, например различные визуальные данные, внимание делится между ними. Это увеличивает когнитивную нагрузку. Эффект разделения внимания также применяется к нескольким источникам слуховой информации. Так, например, если вы разговариваете с учащимися или читаете лекцию, попробуйте убрать любые посторонние источники шума.

Интегрируйте каналы восприятия информации
Эффект разделенного внимания уменьшается при интеграции визуальной и аудиальной информации. Рассказывая о чем либо, используя для примера иллюстрации вы уменьшаете когнитивную нагрузку на визуальную оперативную память студентов. В исследованиях других когнитивных психологов было обнаружено, что наиболее эффективно студенты учатся, когда им показывают иллюстрации и сопровождают их устным повествованием. Сочетание визуальной информации и текста работает гораздо хуже, так как внимание делится между двумя одинаковыми источниками информации.

Читайте также:  Что такое класс напряжения электрических сетей 380 вольт

Источник



Когнитивная легкость

Особенности самого удобного и приятного способа мышления, который может как существенно упростить жизнь, так и привести к фатальной ошибке.

Когда вы находитесь в сознании, ваш мозг проводит бесчисленное количество операций, проверяя и обновляя информацию: произошло ли что-то новое? нет ли рядом угрозы? все ли в порядке? Все это оценивается автоматически, так же проводится мониторинг ситуации в целом, что бы узнать, нужно ли подключать дополнительные усилия.

Одним из примеров того, что измеряет наш мозг, есть когнитивная легкость, диапазон которой начинается от «легко» и заканчивается «тяжело». «Легко» означает, что все хорошо: угроз нет, важных новостей тоже, нет нужды мобилизовать усилия. «Тяжело» означает присутствие проблемы, для решения которой нужно задействовать дополнительные ресурс вашего мозга. Соответственно второй показатель будет называться когнитивным напряжением.

В состоянии когнитивной легкости вы, скорее всего, будете чувствовать себя хорошо, вам будет нравиться то, что вы видите, слышите, будете верить тому, что вам говорят, а в общем, оценивать ситуацию как комфортную и знакомую для себя. А еще, в таком состоянии вы будете думать поверхностно и небрежно, особо не напрягаясь, выдавая первый ответ, приходящий на ум. Когда же вы чувствуете когнитивное напряжение, то начинаете относиться ко всему с подозрением, прикладывать больше усилий к тому, что делаете, так же вы будете чувствовать себя не так комфортно в такой ситуации. Но, вероятно, вы будете допускать меньше ошибок, нежели всегда, будете менее полагаться на свою интуицию и больше использовать своим мышлением, ваши действия будут более выверены, чем в состоянии когнитивной легкости.

Механизм когнитивной лёгкости — важный адаптационный механизм, который позволяет животным не находиться постоянно в состоянии стресса. Мозг, какому бы живому существу он ни принадлежал, стремится сэкономить на усилиях и выбирать краткие пути: «если в прошлый раз нас не съели, значит, и в этот всё пройдёт хорошо».

К сожалению, иногда бывает, что чувство когнитивной легкости мешает оценивать ситуацию объективно, заметно притупляет критическое мышление. Инстинктивная лень разума – это способ экономить ресурсы и сохранять удовлетворительный и безопасный статус кво, даже если нарушение равновесия может обещать новые блага.

Давайте разберем некоторые варианты, которые помогают нашему мозгу оставаться в состоянии когнитивной легкости и особо не утруждать себя.

Первым пример будет иллюзия вспоминания. Если дать человеку прочесть не большой список имен, он их запомнит на какое то время и, увидев их в скором будущем, даже вспомнит, где их прочитал. Но, если через несколько дней дать ему другой список имен, где будет присутствовать хоть одно имя с первого списка и попросить его отметить, кто из данных людей является знаменитостью то, вероятно, но выберет старое, уже знакомое ему имя из первого списка. Этот эффект впервые продемонстрировал психолог Л. Джакоби. Он сформулировал эту проблему так: «У ощущения „знакомости“ есть простая, но действенная особенность – «прошлость», которая, как представляется, служит прямым указанием на наличие предыдущего опыта». Эта особенность и есть иллюзией. Увиденное ранее слово воспринимается легче, и сама эта легкость порождает ощущение знакомости, хотя вы даже можете и не знать от куда это ощущение у вас появилось. Именно так и появляется иллюзия знакомости.

Второй пример – иллюзия истинности. Все, что облегчает работу ассоциативного механизма, искажает оценку. Работу ассоциативной памяти понимают как множество одновременно происходящих событий. Активированная идея вызывает не просто еще одну идею, а множество их, а те, в свою очередь, активируют другие. Кроме того, сознание заметит лишь некоторые активированные идеи; основная часть работы ассоциативного мышления проходит скрытно. Частые повторения – надежный способ заставить людей поверить неправде, потому что различить истину и ощущение чего-то знакомого нелегко. Единственной знакомой фразы в утверждении достаточно для того, чтобы все утверждение казалось знакомым, а значит, истинным. Если вы не можете вспомнить, где вы его слышали, и никак не можете соотнести его с другими известными вам фактами, вам остается только полагаться на когнитивную легкость.

Читайте также:  Трансформатор для повышения напряжения с земли

Третьим примером выступит эффект знакомства с предметом. Психолог Роберт Зайонц посвятил значительную часть своей карьеры изучению связи между повторением произвольного стимула и возникающей приязнью к нему. Зайонц назвал это эффектом простого предъявления. Несколько недель подряд на первой странице студенческой газеты Мичиганского университета появлялось объявление, похожее на рекламу, содержащее турецкое (или похожее на турецкое) слово: kadirga, saricik, biwonjni, nansoma и iktitaf. Слова повторялись с разной частотой: одно появилось лишь однажды, другие появлялись два, пять, десять или двадцать пять раз. Когда загадочная серия объявлений закончилась, исследователи разослали в университеты анкеты, где спрашивали, означает ли каждое из слов что-то хорошее или что-то плохое. Результаты были потрясающие: слова, представленные чаще, получили более благоприятную оценку, чем слова, показанные всего раз или два.

Зайонц утверждал, что возникновение симпатии при повторе – важнейшая биологическая особенность, которая распространяется и на животных. Чтобы выжить в зачастую опасном мире, организм должен реагировать на новые раздражители осторожно и со страхом. Для животного, которое относится к новому без подозрений, перспективы выживания выглядят мрачно. С другой стороны, угасание первоначальных опасений перед безопасным явлением – признак адаптивности. Эффект простого предъявления возникает из-за того, что повторяющиеся столкновения с новым стимулом не заканчиваются ничем плохим. Такой стимул со временем станет сигналом безопасности, а безопасность – это хорошо. Очевидно, что это верно не только для людей. Чтобы доказать это, один из коллег Зайонца проигрывал над двумя комплектами оплодотворенных куриных яиц звуки разной высоты. Вылупившись, цыплята меньше волновались при звуке той высоты, которую они слышали, находясь в скорлупе.

В четвертом примере речь пойдет о настроении и интуиции. Хорошее настроение, интуиция, способность к творчеству, доверчивость и повышенная зависимость от поверхностного мышления входят в одну группу. На другом полюсе находятся связанные между собой огорчение, бдительность, подозрительность, аналитический подход и дополнительные усилия. Хорошее настроение ослабляет контроль над деятельностью: у людей в хорошем настроении лучше работает интуиция, ярче проявляется способность к творчеству, но они менее бдительны и более склонны к логическим ошибкам. Такая связь имеет биологический смысл. Хорошее настроение – это сигнал, что в целом все идет хорошо, окружающая обстановка безопасна, оборону можно ослабить. Плохое настроение – признак того, что ситуация не очень хорошая, возможно наличие угрозы, требуется бдительность. Когнитивная легкость является одновременно и причиной, и следствием приятного чувства.

Пяты пример ­– напряжение и усилие. С одной стороны, во время трудоемких операций мы испытываем когнитивное напряжение. С другой стороны, независимо от источника это ощущение обычно это приводит еще к большему напряжению и к проблемам начинают подходить не интуитивно и небрежно, а с большим вниманием и аналитически. Фредерик Шейн предлагал студентам решить пару задачек, но половине студентов выдали задания, которые были плохо напечатаны (с мелким кегелем, бледно-серым, не четким цветом букв). Шрифт вызывал когнитивное напряжение у испытуемых. После обсчета результатов теста оказалось, что 90% студентов, получивших нормально напечатанный тест, допустили хотя бы одну ошибку. В группе испытуемых, получивших задание с едва разборчивым шрифтом, количество ошибающихся упало до 35%. С плохим шрифтом результаты были лучше. Когнитивное напряжение, независимо от его источника, мобилизует вашу бдительность, критическое мышление, внимательность, которая с большей вероятностью отвергает интуитивный ответы.

Источник

Что такое когнитивная нагрузка и как снизить избыточную нагрузку для мозга?

Когнитивная нагрузка

Что такое когнитивная нагрузка?

Когнитивная нагрузка-это объем информации, которую рабочая память может хранить одновременно.

Рабочая память (WM)-это то, что обрабатывает информацию в данный момент, она сильно влияет на большую часть того, что мы делаем в плане обучения. Она имеет небольшую емкость и короткую продолжительность. Этот вид памяти может содержать примерно три-четыре бита информации одномоментно. Дальше информация сохраняется в долговременную память (LTM) . Этот вид памяти, в отличии от рабочей, имеет огромную емкость. Она сохраняет информацию в схемах, являющимися ментальными структурами, которые мы используем для организации и структурирования знаний.

Взаимодействие информации идет в обоих направлениях. Мы создаем новые схемы в рабочей памяти, чтобы они могли быть интегрированы в существующие знания в долговременной памяти. И частично существующие знания в долговременной памяти введены в рабочую память, чтобы мы смогли понять и оценить это мир. Иначе все было бы все время новым!

Читайте также:  Что нас убивает ток или напряжение

Теория когнитивной нагрузки была разработана Джоном Свеллером. Он опубликовал статью на эту тему в журнале Cognitive Science в 1988 году. Д. Свеллер вывел, что рабочая память имеет очень ограниченные возможности, поэтому методы обучения не должны перегружать ее дополнительными действиями или информацией, которые непосредственно не способствуют обучению.

Внешняя и внутренняя нагрузка

Когнитивную нагрузку принято делить на 2 части: внешнюю и внутреннюю.

  • Внутренняя нагрузка. Этот подвид когнитивной нагрузки объясняет сложность того, что вы изучаете. Это количество новой информации и как все это взаимодействует между собой и соотносится с вашими знаниями. Внутренняя когнитивная нагрузка является важной частью учебной задачи, над которой мы не имеем контроля. Хотя на саму внутреннюю нагрузку-имеем.
  • Внешняя нагрузка. Если учебный процесс излишне труден или запутан, то это приводит к излишней внешней когнитивной нагрузке. То есть мозг использует познающие элементы, которые обучающиеся могут направить на учебное задание. Это результат систематизированного процесса обучения, который ведет к снижению его эффективности. Посторонние нагрузки могут мешать построению или автоматизации схем. Примером внешней нагрузки может быть сложный, трудный для понимания график, который можно убрать или заменить парой простых.
  • Еще выделяют уместную нагрузку. Это нагрузка которая необходима и хорошо соотноситься с существующими знаниями.

Избыточная когнитивная нагрузка

Избыточная когнитивная нагрузка.

Как вы, скорее всего, знаете, иногда обучение требует больших усилий. Это потому, что рабочая память довольно уязвима для перегрузки. Это происходит, когда мы изучаем все более сложные предметы и выполняем все более сложные задачи. Наш мозг перенапрягается и начинает работать хуже.

Одна из главных причин когнитивной перегрузки – большое количество информации. Т.е информации больше, чем человек может обработать. Но высокая когнитивная нагрузка также сильно зависит от количества элементов в рабочей памяти, которые взаимодействуют друг с другом. Часто сложное обучение основано на взаимодействующих элементах, которые должны обрабатываться одновременно. Например, обучение вождению включает в себя понимание того, как одновременно взаимодействуют несколько элементов, таких как учет давления, необходимого для торможения, величины поворота рулевого колеса, отслеживания условий движения и корректировки погодных условий.

Избыточная когнитивная нагрузка вредна, если вы сможете ее снизить, то будете меньше испытывать стресс, меньше уставать, и принимать более правильные решения.У вас возникнет некий ресурс, который вы можете использовать или иметь в запасе.

Когда когнитивная нагрузка высокая, вы чувствуете себя перегруженными, вам трудно взять на себя дополнительную ответственность, решать дополнительные задачи, поскольку это будет давить еще больше. А когда вы сталкиваетесь со слишком большим давлением, это может усугубить проблему, вызвав несогласованность с вашими лучшими привычками. Даже задачи, которые вы хорошо выполняли, начинают накапливаться с возрастанием когнитивной нагрузки, и теперь у вас есть еще больше проблем для решения – и уменьшенная способность решать их. Кроме того, при повышенной когнитивной нагрузке усиливается работа стреотипов и шаблонов мышления. Поэтому когнитивную нагрузку нужно чуть чуть снизить, но при этом заняться питанием, есть продукты которые помогает хорошо работать мозгу и делать физические упражнения между занятиями. Физические упражнения благотворно влияют на мозг, особенно обучающихся, они способствуют поступлению крови с питательными веществами, быстрому удалению продуктов распада, способствуют выделению гормонов, которые помогают в обучении.

Но при отсутствии нормальной нагрузки на мозг наши когнитивные способности атрофируются и мозг начинает работать хуже.

Как снизить когнитивную нагрузку?

Структурировать данные которые вы запоминаете.

Разложить их по разделам, чтобы мозгу проще было их извлекать.

Не делайте все и сразу. Обучайтесь постепенно.

Информацию которая вам известна тоже можно попробовать поделить на разделы.

Недоделанное стоит доделать, а не держать в памяти.

Недоделанные дела запоминаются намного лучше, это связано с эффектом Зейгарник.

Домашние дела лучше записывать, а не держать в памяти.Это освобождает место в памяти.

Займитесь здоровьем, физические упражнения и правильное питание способствуют хорошей работе мозга, а значит развивают возможности мозга и снижают когнитивную нагрузку.

Во время отдыхайте и соблюдайте режим дня. Отсутствие сна плохо влияет на деятельность мозга. Подробнее о эксперименте со сном.

Периодические прерывания, сигналы кодирования и поиска, критерии и категории для событий- помогают запоминанию.

Сделайте недоделанные дела, на их запоминание нужно много ресурсов.

Уменьшение беспокойства-способствует хорошей работе мозга. А правильный режим дня- выделению нормального уровня гормонов. Подробнее в статье Когнитивная гибкость.Как развивать?

Источник