Reduktion des Intrinsic Cognitive Load

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Der Aufbau des Gedachtnisses
2.1. Das Langzeitgedachtnis
2.2. Das Arbeitsgedachtnis
2.3. Beziehungen zwischen Langzeit- und Arbeitsgedachtnis

3. Cognitive Load Theory
3.1. Extraneous Cognitive Load
3.2. Intrinsic Cognitive Load
3.3. Germane Cognitive Load

4. Reduktion des Cognitive Load
4.1. Drei Methoden zur Reduktion des Intrinsic Cognitive Load
nach R. E. Meyer
4.2. Eine Methode zur Reduktion des Cognitive Load nach Robbie Case

5. Resumee

Literaturverzeichnis

1. Einleitung

Die Verwendung eines Computers ist aus der heutigen Zeit nicht mehr wegzudenken. Auch in der Schule wird computergestutztes Lernen immer alltaglicher. Deshalb sollte dem Lehrer bewusst sein, wie er die Lernumgebung fur ihre Schuler gestalten. Ist das nicht der Fall, so konnen Nachteile fur die Schuler entstehen. Fur ihn kann es dadurch schwieriger sein, die neuen Informationen zu verarbeiten. Demzufolge konnten Lerndefizite bei den Schulern entstehen. Das muss unbedingt verhindert werden. Aber auch auBerhalb der Schule treffen die Kinder oder auch Erwachsene auf multimediale Lernumgebungen.

Fur ein erfolgreiches Lernen in multimedialen Umgebungen ist es unbedingt notwendig, die Belastung des Arbeitsgedachtnisses zu reduzieren. Ich mochte in meiner Hausarbeit eine weitere Methode zur Reduzierung des Cognitive Load darstellen. Robbie Case stellte bereits 1978 eine solche Methode zur Verringerung des Intrinsic Cognitive Load vor.

Zunachst mussen die Eigenschaften des Gedachtnisses definiert werden. Dazu sollen die Eigenschaften des Langzeit- und des Arbeitsgedachtnisses und deren Beziehung zueinander vorgestellt werden. AnschlieBend werde ich den Cognitive Load vorstellen und dazu auch auf den Extraneous, Intrinsic und Germane Cognitive Load eingehen. Danach werden allgemein gultige Strategien zur Reduzierung der intrinsischen Belastung dargestellt. Zum Schluss erklare ich ausfuhrlich die Methode zur Reduzierung der Belastung des Arbeitsgedachtnisses von Robbie Case. SchlieBlich werde ich resumierend Stellung nehmen.

2. Der Aufbau des Gedachtnisses

Insbesondere das Arbeits- und Langzeitgedachtnis wird in der Cognitive Load Theory von John Sweller berucksichtigt. Sie stellen die Grundlage seiner Theorie dar. Aus diesem Grund sollen das Arbeits- und Langzeitgedachtnis, sowie ihre Beziehung zueinander im Voraus erlautert werden.

2.1. Das Langzeitgedachtnis

Beinahe alle kognitiven Aktivitaten einer Person werden durch die Informationen im Langzeitgedachtnis bestimmt. Uber einen langen Zeitraum hinweg werden diese Informationen angeeignet. Lernen wird als Veranderung im Langzeitgedachtnis definiert. Hat keine Veranderung stattgefunden, wurde auch kein neues Wissen angeeignet. Dementsprechend sollte diese Veranderung im Langzeitgedachtnis das primare Ziel von Instruktionen sein. Das Fassungsvermogen des Langzeitgedachtnisses ist fast unendlich groB. Experten auf einem Gebiet haben einen wesentlich groBeren Wissensvorrat als Anfanger. Durch diesen Vorteil verarbeitet dieser Experte die neuen Informationen schneller und flussiger. Eine Hauptfunktion des Instruktionsdesigns ist, dem Lerner zu helfen, eine ahnliche Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung zu erreichen.

Es wird zwischen dem Auswendiglernen und dem Verstandnislernen unterschieden. Beim Auswendiglernen werden lediglich Verbindungen zwischen den Elementen im Gedachtnis hergestellt, grundlegende Verknupfungen werden nicht erzeugt. Beim Verstandnislernen hingegen werden diese zusatzlichen Veranderungen im Langzeitgedachtnis hergestellt.

Dieser gesamte Vorgang kann auch durch die Bildung von Schemata beschrieben werden. Schemata sind kognitive Konstrukte in denen mehrere Informationselemente kategorisiert werden. Auch diese Schemata werden uber einen langen Zeitraum hinweg gebildet und im Langzeitgedachtnis gespeichert. Diese Informationen werden bildhaft, verbal oder auditiv in den Schemata abgespeichert. Die Nutzung dieser kann entweder bewusst oder automatisch geschehen. Durch die automatische Anwendung der Schemata kann die Aufmerksamkeit auf andere Dinge gerichtet werden.^[1]

2.2. Das Arbeitsgedachtnis

Das Arbeitsgedachtnis, welches die neuen Informationen verarbeitet, hat zwei wesentliche Einschrankungen. Es ist nicht in der Lage, mehr als sieben Elemente (plus oder minus zwei Elemente) zu halten. Sollen die Informationen gegeneinander abgewogen oder kombiniert werden, beschrankt sich die Zahl der Elemente auf zwei bis vier. Auch die Zeit, in der die Information im Arbeitsgedachtnis gehalten wird, ist beschrankt. Wird das Informationselement nicht standig wiederholt, kann es hochstens 20 Sekunden im Arbeitsgedachtnis gehalten werden. Es ist nicht unbeabsichtigt, dass das Arbeitsgedachtnis diese beiden Einschrankungen vorweist. Im Gegenteil, sie sind die Grundlagen der menschlichen Kognition, welche im Laufe der Evolution entstanden sind. Wurde das Arbeitsgedachtnis jede aufgenommene Information auf ihre Relevanz hin testen, war dieser Prufprozess hochst ineffizient. Das Gedachtnis ware zu lang mit den einzelnen Informationen beschaftigt.

Bei der Bildung von Chunks werden die neuen Informationen gebundelt und stapelweise im Arbeitsgedachtnis verarbeitet. Dabei wird die Effektivitat des Arbeitsgedachtnisses verbessert. Dadurch ist es moglich, mehr als sieben Elemente im Gedachtnis zu halten.^[2]

2.3. Beziehungen zwischen Langzeit- und Arbeitsgedachtnis

Die Kapazitatsbegrenzung des Arbeitsgedachtnisses gilt nur fur neue Informationen. Fur das Arbeitsgedachtnis besteht die Moglichkeit, bereits vorher verarbeitete und in Schemata organisierte Informationen aus dem Langzeitgedachtnis abzurufen. Dabei spielen weder die Kapazitat noch die Dauer der Informationsprasenz im Arbeitsgedachtnis eine Rolle, da die bereits gelernten Informationen dieses nicht belasten. Dadurch wird das Arbeitsgedachtnis erheblich vergroBert. Der Unterschied zwischen den Menschen hinsichtlich ihres Arbeitsgedachtnisses ist nun irrelevant, da durch die vorhandenen Schemata die Informationsverarbeitung verandert wird. Das Arbeitsgedachtnis ist nur bei unbekannten Informationen begrenzt. Je vertrauter die Informationen werden, desto mehr lasst nacheinander diese Begrenzung nach. Es werden immer mehr Informationen aus dem Langzeitgedachtnis genutzt. Das bedeutet, dass die Kapazitat des Arbeitsgedachtnisses davon abhangt, ob und wie die Informationen im Langzeitgedachtnis organisiert sind.

Mit diesen Beziehungen zwischen Arbeits- und Langzeitgedachtnis kann auch der Verstehensprozess erklart werden. Das Verstehen tritt auf, wenn alle relevanten Informationselemente gleichzeitig im Arbeitsgedachtnis verarbeitet werden konnen. Wird das Arbeitsgedachtnis mit neuen Informationen konfrontiert, mussen die Elemente nacheinander gelernt werden. Die Informationselemente werden organisiert und kombiniert, um sie dann in die Schemata des Langzeitgedachtnisses zu integrieren bzw. zu speichern. Wenn alle grundlegenden Informationen ins Langzeitgedachtnis uberfuhrt wurden, kann der Verstehensprozess des Themas beginnen. Jetzt werden alle notigen Informationen aus den neu gebildeten Schemata im Langzeitgedachtnis mit den ubrig gebliebenen, neuen Informationen im Arbeitsgedachtnis verarbeitet. Erst jetzt hat der Verstehensprozess stattgefunden. Um die Verstehensprozesse des Menschen zu fordern, sollten die Informationsmengen moglichst klein gehalten werden.

Schemata sind die zentralen Leiter des Arbeitsgedachtnisses. Diese im Langzeitgedachtnis gespeicherten Informationen lenken die Verarbeitungsprozesse im Arbeitsgedachtnis. Sind keine Schemata vorhanden, erfolgt die Auswahl nach dem Zufallsprinzip.^[3]

3. Cognitive Load Theory

Bisher wurde gesagt, dass die Bildung von Schemata im Langzeitgedachtnis die einzige Moglichkeit ist, neue Informationen zu verarbeiten. Nach Sweller (2005) ist das nicht vollkommen richtig. Wenn kein Schema vorhanden ist, um neue Informationen zu verarbeiten, kann der Lerner auch auf das Wissen anderer zuruckgreifen. Das heiBt, nicht jeder muss sich seine gesamten Schemata selbst aufbauen. Es konnen auch die von anderen Personen ubernommen oder weiter entwickelt werden. Diese werden mundlich oder schriftlich ubermittelt.

Das Ubernehmen von Schemata ist aber nur moglich, wenn die Informationselemente in einer geeigneten Form dargeboten werden. Durch eine direkte, lehrreiche Anleitung konnen die fehlenden Schemata ersetzt werden und der Lerner kann durch die Verarbeitung seine Schemata entwickeln. Auch diese direkte Instruktion muss abhangig vom kognitiven Aufbau des Menschen sein, um erfolgreiches Lernen zu garantieren. Instruktionen, die nicht das Ziel haben, das Wissen im Langzeitgedachtnis durch den Aufbau von Schemata anzureichern und die die Eigenschaften des Arbeitsgedachtnisses nicht berucksichtigen, sind fur das Lernen und Verstehen nicht geeignet. Die Lernenden mussen neue Informationen im beschrankten Arbeitsgedachtnis verarbeiten, welches zwei Kanale fur die auditiven und visuellen Informationen besitzt.

Diese Eigenschaften der menschlichen Kognition haben Auswirkungen auf die Instruktionen und besonders auf das multimediale Lernen. Die Cognitive Load Theory basiert auf eben diesen Grundlagen.^[4] Es gibt drei Kategorien der kognitiven Belastung: Den Extraneous Cognitive Load, den Intrinsic Cognitive Load und den Germane Cognitive Load. Diese drei Belastungen konnen sich addieren. Deshalb sollte das Ziel von Instruktionen sein, den Extraneous Cognitive Load zu reduzieren, um diese Kapazitaten des Arbeitsgedachtnisses fur den Germane Cognitive Load freizugeben. Der Intrinsic Cognitive Load nicht direkt veranderbar.^[5]

[...]

^[1] Vgl. Sweller, S. 26.

^[2] Vgl. Niegemann, S. 45f.

^[3] 3 Vgl. Sweller, S. 24ff.

^[4] 4 Vgl. Sweller, S. 26.

^[5] 5 Vgl. Niegemann, S. 45f.