De cognitieve belastingstheorie van John Sweller

· maart 16, 2019

De cognitieve belastingstheorie van John Sweller suggereert dat mensen beter kunnen leren onder omstandigheden die aansluiten op de menselijke cognitieve architectuur.

Cognitieve belasting is gerelateerd aan de hoeveelheid informatie die het werkgeheugen in één keer kan opslaan. Het werkgeheugen heeft een beperkte capaciteit.

Volgens Sweller, moeten we daarom aan de hand van instructiemethoden voorkomen dat het werkgeheugen overbelast raakt. Aanvullende activiteiten die niet direct bijdragen aan het leren, hebben vaak overbelasting van het werkgeheugen tot gevolg.

Op basis hiervan creëerde Sweller een theorie waarin hij een combinatie van elementen behandelt als de cognitieve structuren die de basis vormen voor de kennis van een individu.

Hij deed dit met behulp van het onderzoek naar informatieverwerking van George Miller. Uit dit onderzoek blijkt dat het kortetermijngeheugen beperkt is in termen van het aantal elementen dat het tegelijkertijd kan bevatten.

Sweller beargumenteerde dat een goed instructie-ontwerp de cognitieve belasting van studenten kan verminderen. Veel later ontwikkelden andere onderzoekers een manier om waargenomen psychische inspanning te meten, wat wijst op cognitieve belasting.

Een van de belangrijke punten van John Sweller’s cognitieve belastingtheorie is echter dat een zware cognitieve belasting de voltooiing van een taak negatief kan beïnvloeden. Bovendien ervaart niet iedereen cognitieve belasting op dezelfde manier.

De hersenen als mechanisme

De cognitieve belastingstheorie van John Sweller

Binnen de cognitieve psychologie verwijst cognitieve belasting naar de inspanning van het werkgeheugen. Sweller ontwierp deze theorie om richtlijnen te geven die kunnen helpen bij het presenteren van informatie. Zijn doel was om studentenactiviteiten aan te moedigen die intellectuele prestaties optimaliseren.

Om dit te doen keek hij naar de inhoud van geavanceerde structuren op de lange termijn die ons in staat stellen om problemen waar te nemen, erover na te denken en op te lossen.

Deze structuren, ook wel schemata, stellen ons in staat meerdere elementen als één te behandelen. Schemata vormen dus de basis van kennis. We verwerven ze gedurende een leven lang leren. Schemata kunnen zelfs andere schemata bevatten.

Het verschil tussen een expert en een beginneling is dat een beginneling nog niet beschikt over dezelfde schemata als een expert. Leren vereist namelijk een verandering in de schematische structuren van het langetermijngeheugen, aangetoond door progressieve prestaties.

Deze prestatiewijziging treedt op omdat, naarmate we meer en meer vertrouwd raken met het materiaal, de cognitieve kenmerken die aan het materiaal zijn gekoppeld, worden gewijzigd, zodat het werkgeheugen ze efficiënter kan verwerken.

Om de verwerving van schemata te laten plaatsvinden, moeten er instructies worden ontworpen om de belasting van ons werkgeheugen te verminderen.

De cognitieve belastingstheorie van John Sweller behandelt technieken die worden gebruikt om de belasting van het werkgeheugen te verminderen. Zodoende vergemakkelijken we de veranderingen in het langetermijngeheugen die gepaard gaan met de verwerving van schemata.

Principes van de cognitieve belastingtheorie van Sweller

De specifieke aanbevelingen met betrekking tot het ontwerpen van instructiemateriaal die John Sweller in zijn cognitieve belastingstheorie voorstelt, omvatten onder andere:

  • Verander probleemoplossende methoden door problemen zonder doelen of opgeloste voorbeelden te gebruiken. Het doel is om benaderingen te vermijden die het werkgeheugen te zwaar belasten.
  • Elimineer belasting van het werkgeheugen die gepaard gaat met de noodzaak om verschillende informatiebronnen mentaal te integreren via de fysieke integratie van die informatiebronnen.
  • Elimineer belasting van het werkgeheugen die is gekoppeld aan de onnodige verwerking van herhalende informatie door overvloed te verminderen.
  • Vergroot de capaciteit van het werkgeheugen door auditieve en visuele informatie te gebruiken waarbij beide informatiebronnen essentieel zijn (niet overbodig) om te begrijpen.

Kernpunten van de cognitieve belastingstheorie

Zoals we hebben gezien, verwijst de cognitieve belastingstheorie naar een instructie-ontwerp dat onze cognitieve architectuur weerspiegelt of de manier waarop we informatie verwerken. Tijdens het leren moet de informatie in het werkgeheugen blijven totdat deze voldoende is verwerkt om op te worden geslagen in het langetermijngeheugen.

Het werkgeheugen heeft een zeer beperkte capaciteit. Wanneer er te veel informatie tegelijk wordt gepresenteerd, voelen we ons overweldigd en gaat veel van die informatie verloren.

De cognitieve belastingstheorie maakt leren efficiënter met trainingsmethoden die dit weerspiegelen. Deze methoden omvatten:

  • Ervaring meten en instructie aanpassen.
  • Het aantal problemen verminderen door ze te verdelen en gebruik te maken van gedeeltelijk voltooide problemen en opgeloste voorbeelden.
  • Meerdere bronnen van visuele informatie waar mogelijk met elkaar combineren.
  • De capaciteit van het werkgeheugen uitbreiden door middel van visuele en auditieve kanalen.
Vrouw met veel gedachten

Kennis en kritisch denken

Een van de ideeën die de cognitieve belastingstheorie naar voren brengt, is dat ‘dingen weten’ noodzakelijk is om kritisch over deze dingen na te kunnen denken.

Dit suggereert ook dat twee van de belangrijkste informatieverwerkingsactiviteiten (kennisverwerving en het oplossen van problemen) afzonderlijk moeten worden beschouwd. Hierbij moet eerst aandacht worden besteed aan de schemata en vervolgens aan het oplossen van problemen.

In deze zin suggereert Sweller dat het oplossen van problemen en domeinkennis niet evenredig zijn vanwege de manier waarop de hersenen werken.

Het oplossen van problemen legt beslag op een ‘cruciale hersenbandbreedte’ waardoor er minder ruimte overblijft om nieuwe dingen te leren. Dit heeft uiteraard belangrijke implicaties voor de manier waarop leraren lessen, eenheden en evaluaties kunnen ontwerpen.

  • Clarck, R., Sweller, J., & Nguyen, F. (2006). Efficiency in learning. San Francisco, CA: Pfeiffer.
  • Sweller, J., Cognitive load during problem solving: Effects on learning, Cognitive Science, 12, 257-285 (1988).
  • Sweller, J., Instructional Design in Technical Areas, Camberwell, Victoria, Australia: Australian Council for Educational Research (1999).