Os Princípios da Teoria da Carga Cognitiva

Tradicionalmente, a Teoria da Carga Cognitiva (Cognitive Load Theory - CLT) esteve concentrada em métodos instrutivos orientados para que os recursos cognitivos disponíveis pudessem ficar centrados na aprendizagem como o objetivo de diminuir a carga cognitiva extrínseca.
No início dos anos 80 a CLT colocou um ênfase na instrução desenhada para reduzir a carga cognitiva desnecessária ou extrínseca que resultou, por exemplo, numa recomendação para apresentar, aos alunos, vários exemplos trabalhados em vez de problemas por resolver. Com este impulso a teoria desenvolveu-se substancialmente a partir dos anos 90 com o estabelecimento de uma variedade de designs instrutivos básicos e um crescente número de teóricos da carga cognitiva que consideraram a forma como esses designs instrutivos interagiam, em primeiro lugar, com as características da informação e as atividades com que os alunos lidavam e, em segundo lugar, com as características dos próprios alunos.

http://www.instructionaldesigncentral.com/htm/IDC_instructionaltechnologytimeline.htm
http://www.instructionaldesigncentral.com/htm/IDC_instructionaltechnologytimeline.htm



No artigo //Cognitive Architecture and Instructional Design// , publicado em 1998 na Educational Psychology Review, Sweller, van Merrienboer e Paas descreveram a CLT e discutiram os principais efeitos previstos pela teoria e reviram estudos empíricos fornecendo apoio teórico para esses efeitos.
A CLT assume uma memória operacional limitada que aloja cerca de 7 elementos, mas que opera com apenas 2 a 4 elementos. É capaz de lidar com informação por alguns segundos, sendo toda a informação perdida depois de 20 segundos, ao menos que seja refrescada por repetição. A teoria enfatiza que esta capacidade e limitações de duração da memória operacional são apenas aplicadas a nova informação obtida através da memória sensorial.

A memória operacional deve ser inevitavelmente limitada em capacidade quando lida com informação nova e desorganizada porque, como o número de elementos que necessitam de serem organizados aumenta linearmente, o número de possíveis combinações aumenta exponencialmente. Testes aleatórios por eficácia de possíveis combinações baseadas em vários elementos tornam-se efetivamente impossíveis devido à explosão combinatória. Este problema de crescimento exponencial só pode ser acomodado se limitar-se severamente o número de unidades de informação que podem ser processadas simultaneamente. Esse problema não emerge quando se lida com informação da memória de longa duração que já se encontra organizada.Nova informação deve ser processada na memória operacional de forma a construir esquemas na memória de longo prazo.

No seguinte vídeo, António Damásio explica como a memória funciona, ajudando-nos a compreender melhor os processos neurológicos ativados no nosso cérebro:




A facilidade em que a informação pode ser processada na memória operacional é um foco de interesse da CLT. A carga da memória operacional pode ser afetada quer pela natureza intrínseca das próprias tarefas de aprendizagem (carga cognitiva intrínseca) ou pela forma em como as atividades são apresentadas (carga cognitiva extrínseca).

De acordo com a versão da CLT de 1998, a carga cognitiva intrínseca não pode ser alterada por intervenções instrutivas porque é determinada pela interação entre a natureza dos materiais a serem aprendidos e a perícia do aprendente e depende do número de elementos que devem ser processados simultaneamente na memória operacional, os quais dependem da extensão de elementos de interatividade dos materiais ou atividades que devem ser aprendidas.
Neste sentido materiais com elevada interatividade de elementos são difíceis de compreender - e a única forma de fomentar a compreensão é desenvolver esquemas cognitivos que incorporem os elementos em interação.
A carga cognitiva extrínseca é a carga não necessária para aprender (construção e automatização de esquemas). No seguinte vídeo poderá compreender melhor este conceito, no qual próprio Jonh Sweller explica como a carga cognitiva extrínseca influencia a aprendizagem:



A carga cognitiva extrínseca e carga cognitiva intrínseca estão relacionadas. Se a carga cognitiva extrínseca coloca um problema aos alunos, depende em parte da carga intrínseca:
  • Se a carga intrínseca é alta, a carga cognitiva extrínseca deve ser diminuída.
  • Se a carga intrínseca é baixa, uma elevada carga cognitiva extrínseca, devido a design instrutivo desadequado, pode não ser prejudicial porque a carga cognitiva total está a trabalhar dentro dos limites da memória.

Para melhor exemplificar a relação entre a carga cognitiva intrínseca e a carga cognitiva extrínseca, observe a seguinte apresentação:



Assim, o design instrutivo cuidadosamente considerado é particularmente importante para o ensino de matérias curriculares difíceis. Em 1998, CLT foi usada quase exclusivamente para estudar a instrução direcionada para diminuir a carga cognitiva extrínseca. Alguns dos principais efeitos que renderam melhor construção de esquemas e maior transferência de desempenho, e que podem ser atribuídos na diminuição da carga cognitiva extrínseca, são sumarizados na seguinte tabela:

Efeito
Descrição
Carga extrínseca
Efeito objetivo livre
Substituir problemas convencionais com problemas de objetivo livre que proporcionam aos alunos com um objetivo específico.
Reduz CCE provocada ao relacionar o estado do problema atual e tentar reduzir as diferenças entre eles; foca a atenção do aluno nas etapas do problema e operadores disponíveis.
Efeito exemplo trabalhado
Substituir problemas convencionais por exemplos trabalhados, que devem ser cuidadosamente estudados.
Reduz CCE provocada por fracos métodos de resolução de problemas; foca a atenção do aluno nas etapas do problema e nos passos úteis para sua resolução.
Efeito conclusão do problema
Substituir problemas convencionais com problemas apelativos, fornecendo uma solução parcial que deve ser finalizada pelo aluno.
Reduz CCE porque ao dar-se uma parte da solução reduz-se o tamanho do espaço do problema; foca a atenção do aluno nos etapas do problema e nos passos úteis para sua resolução.
Efeito atenção dividida
Substituir múltiplas fontes de informação (frequentemente imagens e texto explicativo) por uma única e integrada fonte de informação.
Reduz CCE porque não existe a necessidade de integrar mentalmente as fontes de informação.
Efeito modalidade
Substituir um texto explicativo escrito e outra fonte de informação visual, como um diagrama, por texto explicativo narrado e uma fonte de informação visual (multimodal).
Reduz CCE porque a apresentação multimodal utiliza ambos os processadores visual e auditivo da memória operacional.
Efeito Redundância
Substituir múltiplas fontes de informação que são auto-explicativas (i.e. elas são compreendidas por si próprias) por uma fonte de informação.
Reduz CCE provocada por processamento desnecessário de informação redundante.