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Einführung in Kognitive Lerntheorien

Multimediales Lernen

Ein Lernprozess kann durch viele unterschiedliche Faktoren beschrieben werden, die Einfluss auf das Lernergebnis nehmen können. In diesem Kurs beschränken wir uns auf die Betrachtungsweise des kognitiven Lernprozesses mit Hilfe multimedialer Inhalte. Die kognitive Analyse des Lernens ist ein gut untersuchtes Forschungsfeld, das eine Rückbeziehung auf verschiedene Theorien zulässt.

In aktuellen Diskussionen spielen bei multimedialen Lerninhalten oftmals Videos oder Animationen, zum Teil sogar Interaktionen eine große Rolle. Wir sprechen jedoch bereits bei jeder Kombination von verschiedenen Elementen, wie Text und Bild von Multimedia (Mayer, 2001). Dabei sind zahlreiche Differenzierungen möglich. Es wird zwischen gesprochenem und geschriebenem Text unterschieden und ob ein Bild als Standbild oder Animation eingesetzt wird. Daher sind bereits Arbeitsblätter, die einen Fließtext mit einem informativen Bild, sei es auch ein dekoratives Bild, multimedial aufbereitet. Als zentrale Frage steht im Mittelpunkt, wie multimediale Inhalte von Lernenden aufgenommen werden und wie diese den Lernprozess unterstützen oder stören können. Nach Mayer (2001) ist es von entscheidender Bedeutung, wie Lernende mit ihren kognitiven Ressourcen multimediale Inhalte überhaupt aufnehmen und verarbeiten können. Dies bedeutet, dass die Art und Weise der Verarbeitung von Informationen mit in die Entwicklung von multimedialen Lerninhalten einbezogen werden muss. An dieser Stelle kommt die Cognitive Load Theory (Sweller 1988) ins Spiel, welche die Verarbeitung von Informationen beschreibt. Diese beiden Grundtheorien helfen uns, multimediales Lernen aus kognitiver Sicht zu verstehen, sodass wir praktische Kriterien ableiten können, die uns bei der Erstellung multimedialer Inhalte helfen können.

Cognitive Load Theory

John Sweller geht bei seiner bereits in den 1980er Jahren entstandenen Theorie davon aus, dass jeder Lernprozess eine kognitive Belastung der Ressourcen des Arbeitsgedächtnisses bedeutet. Dabei beschreibt Sweller (1988) drei Arten von kognitiver Belastung:

• Intrinsische kognitive Belastung

• Extrinsische kognitive Belastung

• Lernbezogene kognitive Belastung

Unter der intrinsischen kognitiven Belastung kann dabei die Belastung verstanden werden, die durch das Lernmaterial selbst bedingt ist, z. B. die Schwierigkeit oder die Komplexität: Je komplexer Lernelemente sind, desto höher ist die intrinsische Belastung. Die extrinsische kognitive Belastung entsteht durch die Gestaltung und Darstellung des Lernmaterials. Lernmaterial, welches viele interessante, aber im Kern irrelevante, eher dekorative Bilder enthält, erzeugt dabei eine höhere extrinsische Belastung. Dies bezieht sich insbesondere auf multimediale Inhalte, die (nur) aus dekorativen Zwecken multimedial gestaltet wurden. So kann eine Fokussierung auf das Wesentliche erschwert werden. Bei der lernbezogenen kognitiven Belastung steht der Aufwand des Lernenden, der für das Verständnis des Materials betrieben werden muss, im Zentrum der Überlegungen. Diese Belastung sollte gefördert werden, da so neue Schemata im Arbeitsgedächtnis entstehen können, die den Lernprozess nachhaltig beeinflussen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die intrinsische und die extrinsische Belastung, z. B. durch die bessere Aufbereitung des Lernmaterials möglichst geringgehalten werden (Sweller, 1988).

Sweller führt weiter aus, dass die Elementinteraktivität eine wichtige Rolle bei der gesamten kognitiven Belastung spielt. So gäbe es Elemente, welche unabhängig voneinander gelernt und verstanden werden können. Verständnis ist dabei die Fähigkeit, zusammenhängende Elemente gleichzeitig im Arbeitsgedächtnis verarbeiten zu können. Elemente, die unabhängig voneinander gelernt werden können, belasten die kognitiven Ressourcen dabei weniger als Elemente, die stark miteinander zusammenhängen. Sweller spricht hierbei auch von gering elementinteraktiven Material z. B. das Erlernen von Vokabeln in einer Fremdsprache und höher elementinteraktiven Material, z. B. dem Erlernen einer fremdsprachlichen Syntax (Sweller, 2003).

Cognitive Theory of multimedia Learning

Die kognitive Theorie des multimedialen Lernens, im englischen Original abgekürzt als CTML, versucht die Verarbeitung kognitiver Prozesse multimedialer Lerninhalte zu erläutern. Mayer setzt dabei voraus, dass der Mensch zwei kapazitätsbegrenzte Kanäle besitzt, um auditive und visuelle Informationen zu verarbeiten. Je nach Art der multimedialen Darstellungsform können Augen und Ohren die Informationen unterschiedlich gut wahrnehmen und im Arbeitsgedächtnis speichern. Gibt es auf einem oder auf beiden Kanälen eine Überlastung, sei es für das Gehirn schwieriger die Informationen so zu verarbeiten, dass sie dauerhaft unter Einbeziehung von Vorwissen im Langzeitgedächtnis gespeichert werden können (Mayer, 2001). Dabei werden fünf kognitive Schritte beschrieben:

1. Selektion verbaler Informationen

2. Selektion visueller Informationen

3. Organisation verbaler Informationen

4. Organisation visueller Informationen

5. Integration bereits vorhandenen Wissens

Mittels dieses Wissens leitet Mayer Prinzipien ab, wie Lernprozesses gestaltet werden müssen, sodass Lerninhalte erfolgreich und ohne Überschreitung der kognitiven Kapazität vermittelt werden können. Mit Einhaltung dieser Prinzipien sei eine bestmögliche Unterstützung des Lernprozesses möglich (Mayer, 2005).

Kognitive Theorie des multimedialen Lernens

Zum Vertiefen

• Kognitive Theorie des multimedialen Lernens – 10 Prinzipien zum multimedialen Lernen nach Mayer (PDF)

• Videos zum Selbstlernkurs: Erstellung lernförderlicher Arbeitsmaterialien – kognitive-Load Theorie, NLQ Hildesheim

Literatur

• Mayer, Richard: Multimedia Learning. Cambridge University Press. 2001.

• Mayer, Richard (Hrsg.): The Cambridge Handbook of Multimedia Learning. Cambrige University Press. 2005.

• Sweller, John: Cognitive Load During Problem Solving. Effect on Learning. In: Cognitive Science 12, Seite. 257-285. 1988.

• Sweller, John: Evolution of human cognitive architecture. In: The Psychology of Learning and Motivation, 43, Seite 215-266. 2003.

Didaktische Implikationen

Was können wir aus dem Gelernten für die Gestaltung von multimedialen Inhalten in der Praxis mitnehmen?

Hier geht es zum nächsten Abschnitt dieses Kurses Produktion Step by Step.