Warum Lehrer auf die kognitive Belastung ihrer Schüler achten sollten

10. Juni 2020

Während viele der heutigen Schüler digitale Muttersprachler sind, ist Fernunterricht für die meisten eine relativ neue Erfahrung. Vom Verständnis der Werkzeuge ihrer Lernplattform bis hin zur Online-Kommunikation mit Gleichaltrigen und Lehrern wurde von ihnen erwartet, mit unterschiedlichen Unterstützungsstufen mehr zu tun.

Da der Fernunterricht in diesem Schuljahr zu Ende geht, bedeutet das auch, dass die Schüler bei nicht-akademischen Aktivitäten mehr Ablenkungen ausgesetzt sind. Die Sorge um die aktuelle Pandemie und ihre Folgen sowie die bevorstehende Sommerferien beanspruchen die geistigen Ressourcen der Schüler. Diese Herausforderungen könnten nicht nur die kognitive Belastung der Schüler erhöhen und die Lernergebnisse negativ beeinflussen, sondern auch erschweren, Gerechtigkeits- und Barrierefreiheitsziele im Bildungsbereich zu erreichen.

Verständnis der kognitiven Last

"Unsere 'Bandbreite' zur Informationsverarbeitung hängt mit der Kapazität des Arbeitsgedächtnisses zusammen", erklärte Madeleine Keehner, leitende Forschungswissenschaftlerin in der Forschung und Entwicklung am ETS. "Ihr Arbeitsgedächtnis ist Ihr mentaler Arbeitsplatz und enthält alles, worauf Sie sich bewusst sind, worauf Sie aufmerksam sind oder über die Sie gerade nachdenken. Während Sie beispielsweise diesen Artikel lesen, werden die Wörter und Ideen in Ihrem Arbeitsgedächtnis dargestellt und verarbeitet."

Die kognitive Last hingegen ist die Information, die zu einem bestimmten Zeitpunkt im Arbeitsgedächtnis verarbeitet wird, und im Allgemeinen gilt: Je größer die Belastung, desto größer die mentale Anstrengung oder mentale Arbeit. Aber es ist nicht nur die Menge der Belastung, die für das Lernen zählt – auch die Art der Last ist wichtig zu berücksichtigen.

Forschungen zufolge gibt es drei verschiedene Arten kognitiver Belastung: die intrinsische Belastung, die kognitive Anstrengung aufgrund der Komplexität der Lernaufgabe ist; überflüssige Belastung, also die kognitive Anstrengung durch den Umgang mit Informationen, die für die Lernziele irrelevant sind; und relevante Belastung, die kognitive Anstrengung zur Schaffung und Automatisierung mentaler Strukturen, die Wissen organisieren.

"Diese verschiedenen Arten kognitiver Belastung konkurrieren um die begrenzte Arbeitsgedächtniskapazität der Lernenden", sagte Jung Aa Moon, Forschungswissenschaftler in der Forschung und Entwicklung am ETS. "Forschungen legen nahe, dass überflüssige Belastung typischerweise minimiert werden sollte, es sei denn, die Fähigkeit, mit irrelevanten Informationen umzugehen, ist das Ziel des Lernens. Die Minimierung überflüssiger Belastung kann genügend mentale Ressourcen für Lernaktivitäten freisetzen, die eine relevante Belastung verursachen, was zu positiven Lernergebnissen führen kann."

Für Lehrkräfte ist es wichtig, bei der Gestaltung von Lernmaterialien für den Fernunterricht unbeabsichtigt eine unnötige kognitive Belastung zu vermeiden.

Die Schüler auf Kurs halten

Wenn Schüler selbstständig lernen oder nur mit Unterstützung von Nicht-Experten wie ihren Eltern, könnten sie unbeabsichtigt Zeit und mentale Energie in Aktivitäten investieren, die für das Lernen irrelevant sind. Für Lehrkräfte ist es wichtig, bei der Gestaltung von Lernmaterialien für den Fernunterricht unbeabsichtigt eine überflüssige kognitive Belastung zu vermeiden. Während viele Lehrkräfte wahrscheinlich bereits vieles von Folgenden vielleicht instinktiv tun, sollen diese Informationen ihre Arbeit stärken, indem sie gezielt die Verbindung zwischen dem, was sie täglich tun, und den Forschungsergebnissen herstellen.

Hier sind einige Möglichkeiten, wie Lehrkräfte weiterhin an das Design herangehen können, um die kognitive Belastung zu reduzieren (PDF):

• Bereitstellen Sie die richtige Menge an Informationen: Vermeiden Sie es, zu viele oder zu wenig Informationen bereitzustellen. Vermeiden Sie außerdem redundante Informationen oder Informationen, die für die Lernziele irrelevant sind.
• Zerlegen Sie eine komplexe Aufgabe in kleinere Teile: Anstatt sie zu bitten, X und Y gleichzeitig zu erledigen, geben Sie ihnen zuerst Aufgabe X und dann Aufgabe Y. Das Aufteilen einer Aufgabe in kleinere, besser handhabbare Aufgaben fördert das Lernen und reduziert die kognitive Belastung bei einer simulationsbasierten naturwissenschaftlichen Lernaufgabe.
• Informationen integrieren: Viele Lernmaterialien präsentieren mehrere Informationsstücke, wie ein Bild und begleitenden Text. Lernende erleben wahrscheinlich eine erhöhte kognitive Belastung, wenn sie Informationen aus diesen Quellen mental integrieren müssen. Die räumliche Integration von Text und Bildern, indem man sie nebeneinander platziert oder mit Hinweisen verbindet, die verwandte Informationsteile hervorheben, um deren Entsprechung zu signalisieren, kann die kognitive Belastung verringern.
• Lernen Sie die Schüler vor: Geben Sie ihnen genügend Möglichkeiten, neue Werkzeuge und Funktionen auf einer Lernplattform zu erlernen. Das Vortraining kann den Schülern helfen, ihre mentalen Ressourcen auf das Lernen des Zielinhalts zu konzentrieren, anstatt auf weniger wichtige Aktivitäten wie den Umgang mit Lernwerkzeugen und -funktionen.

Neben der Achtsamkeit auf das Design ihrer Materialien in entfernten Umgebungen erklärte Keeher, dass Lehrer bei ihren Schülern nach Anzeichen kognitiver Erschöpfung suchen sollten. "Kognitive Erschöpfung entsteht durch anhaltende kognitive Beteiligung, die die mentalen Ressourcen belastet", erklärte sie. "Anhaltende Erschöpfung führt zu geringerer Motivation, erhöhter Ablenkbarkeit und schlechter Informationsverarbeitung. Studien haben gezeigt, dass viele Lernende während der Dauer einer Aufgabe eine Verschlechterung erleben, was sich an mehr Fehlern, langsameren Reaktionszeiten, erhöhten selbstberichteten Müdigkeitswerten und niedrigeren Motivationswerten zeigt. Wenn Schüler Anzeichen dieser Effekte zeigen, könnte es Zeit für eine Pause sein – Untersuchungen zeigen, dass Pausen sehr effektiv sind, um die kognitiven Ressourcen der Lernenden aufzuladen, insbesondere für jüngere Lernende, und eine Bewegungspause (bei der die Schüler aufstehen und sich bewegen) besonders hilfreich sein kann."

Kognitive Belastung und Englischlernende (ELLs)

"Das Management der kognitiven Belastung kann für ELLs etwas anders aussehen, besonders wenn wir ihnen helfen, reale Aufgaben auf Englisch zu erfüllen", sagte Shoko Sasayama, Associate Research Scientist in R&D am ETS. Im Allgemeinen wird eine Kombination aus erhöhter relevanter Belastung und minimierter überflüssiger Last als Förderleistung und Lernleistung für ELLs argumentiert. Allerdings kann auch eine erhöhte zusätzliche Belastung für diese Lerngruppe eine wichtige Rolle spielen.

Zum Beispiel bringt Telefon- oder Online-Gespräche oft Herausforderungen mit sich, wie eine schlechte Audioverbindung oder laute Hintergrundgeräusche. "Diese Faktoren sind für das Englischlernen der ELL-Schüler an sich nicht relevant", erklärte Sasayama. "Wenn die Lernenden jedoch in der realen Welt mit diesen Faktoren umgehen müssen, ist es tatsächlich eine gute Idee, solche Faktoren bewusst einzuführen und die zusätzliche Last zu erhöhen . Es hilft den Lernenden, Strategien zu entwickeln, um das Chaos der realen Welt zu bewältigen, und führt so zu besserem Lernen."

Eine Sache, die man beachten sollte, ist, überflüssige Belastung strategisch einzuführen (PDF). Im obigen Szenario macht die Einführung von überflüssiger Last am sinnvollsten, wenn ELLs bereits in der Lage sind, ein einfaches Telefongespräch in einem ruhigen Raum zu führen. Mit anderen Worten: Der Schlüssel ist, die aktuellen Fähigkeiten der Lernenden zu kennen und die kognitive Belastung schrittweise zu erhöhen.

Obwohl wir das Schuljahr auslaufen, sollte es Lehrern nicht entgehen, die Vor- und Nachteile des Fernunterrichts zu berücksichtigen. Lehrer sollten weiterhin die Auswirkungen auf die Kognition ihrer Schüler berücksichtigen, und Verbesserungsmöglichkeiten für den Herbst sollten im Vordergrund stehen, wenn wir Fernunterricht als neuen Teil unseres Bildungslebens navigieren.