La théorie de la charge cognitive de John Sweller suggère que l’apprentissage se déroule mieux dans des conditions qui s’alignent avec l’architecture cognitive humaine. Même si on ne la connaît pas avec précision, la structure de l’architecture cognitive humaine est discernable à travers la recherche expérimentale.

La charge cognitive est liée à la quantité d’informations que la mémoire de travail peut stocker simultanément. Sweller dit que la mémoire de travail a une capacité limitée. Ainsi, les méthodes d’instruction doivent éviter de la surcharger avec des activités additionnelles. Ces dernières ne contribuent effectivement pas directement à l’apprentissage.

Sweller a construit une théorie qui traite les schémas ou combinaisons d’éléments comme les structures cognitives qui constituent la base de la connaissance d’un individu. Il l’a fait après avoir validé la recherche sur le traitement de l’information effectuée par George Miller. Celle-ci montre que la mémoire à court terme est limitée vis-à-vis du nombre d’éléments qu’elle peut contenir simultanément.

John Sweller a affirmé que le schéma instructionnel pouvait s’appliquer pour réduire la charge cognitive chez les étudiants. Beaucoup plus tard, d’autres chercheurs ont développé un moyen de mesurer l’effort mental perçu, qui est indicatif de la charge cognitive.

L’un des points importants de la théorie de la charge cognitive de John Sweller est que la charge cognitive lourde peut avoir des effets négatifs sur la finalisation d’une tâche. Elle souligne par ailleurs que l’expérience de la charge cognitive est différente selon les personnes. Par exemple, les personnes âgées, les étudiants et les enfants font l’expérience de quantités de charge cognitive différentes et plus grandes.

La théorie de la charge cognitive de John Sweller

Pour la psychologie cognitive, la charge cognitive est l’effort utilisé dans la mémoire de travail. Sweller a créé cette théorie pour fournir des normes destinées à aider la présentation de l’information. Son objectif était de développer les activités des élèves qui optimisent le rendement intellectuel.

Ainsi, cet auteur considère que les contenus de la mémoire à long terme sont « des structures sophistiquées qui nous permettent de percevoir, de penser et de résoudre des problèmes », au lieu d’un groupe de données apprises par cœur. Ces structures, qui portent le nom de schémas, nous permettent de rassembler plusieurs éléments en un seul. Les schémas sont donc les structures cognitives qui forment la base de la connaissance. Ils s’acquièrent au cours d’une vie d’apprentissage et d’autres schémas peuvent les composer.

La différence entre un expert et un novice est qu’un novice n’a pas acquis les schémas d’un expert. L’apprentissage requiert un changement dans les structures schématiques de la mémoire à long terme. Il se démontre par le rendement, qui est progressif. Le changement dans le rendement se produit parce qu’au fur et à mesure que nous nous familiarisons avec la matière, les caractéristiques cognitives associées à cette dernière se modifient pour que la mémoire de travail puisse les gérer plus efficacement.

Pour que l’acquisition de schémas se produise, on doit façonner l’instruction pour réduire la charge de la mémoire de travail. La théorie de la charge cognitive de John Sweller s’occupe des techniques pour réduire la charge de la mémoire de travail. Le but est de faciliter les changements associés à l’acquisition de schémas dans la mémoire à long terme.

Principes de la théorie de la charge cognitive de John Sweller

Les recommandations spécifiques relatives à la création du matériel d’instruction que John Sweller propose dans sa théorie de la charge cognitive incluent :

• Changer les méthodes de résolution de problèmes à travers l’usage de problèmes sans objectifs ou exemples résolus. Le but est d’éviter des moyens et des fins qui imposent une charge de mémoire de travail lourde.
• Éliminer la charge de mémoire de travail associée au besoin d’intégrer mentalement plusieurs sources d’information. Cela se fait à travers l’intégration physique de ces sources.
• Éliminer la charge de mémoire de travail associée au traitement superflu d’information répétitive en réduisant la redondance.
• Augmenter la capacité de la mémoire de travail en utilisant des informations auditives et visuelles en condition. Ces deux sources d’information sont essentielles -et non redondantes- pour la compréhension.

Points clés de la théorie de la charge cognitive

Comme nous l’avons vu, la théorie de la charge cognitive est une théorie de création instructionnelle. Elle reflète notre architecture cognitive ou la manière dont nous traitons l’information. Au cours de l’apprentissage, l’information doit se maintenir dans la mémoire de travail jusqu’à ce qu’elle ait été suffisamment traitée pour passer dans la mémoire à long terme.

La capacité de la mémoire de travail est très limitée. Lorsque trop d’informations se présentent en même temps, nous commençons à stresser. Par conséquent, une grande partie de ces informations se perd.

La théorie de la charge cognitive rend l’apprentissage plus efficace en utilisant des méthodes de formation. Ces méthodes incluent:

• L’évaluation de l’expérience et l’adaptation de l’instruction.
• La réduction de l’espace des problèmes en les divisant en plusieurs parties et en utilisant les problèmes partiellement complétés ainsi que les exemples résolus.
• La fusion de multiples sources d’informations visuelles.
• L’amplification de la capacité de mémoire de travail à travers l’usage de canaux visuels et auditifs.

Connaissance et pensée critique

L’une des idées que suggère la théorie de la charge cognitive est que le fait de « connaître des choses » est nécessaire pour penser de façon critique à ces choses. Elle suggère aussi que l’on doit considérer séparément deux des activités principales de traitement d’information (acquisition de connaissance et résolution de problèmes). Nous devons d’abord nous concentrer sur le schéma puis sur la résolution de problèmes.

Ainsi, Sweller suggère « qu‘une raison importante de l’inefficacité de la résolution de problèmes en tant que dispositif d’apprentissage est que les processus cognitifs requis par les deux activités se superposent de façon insuffisante. La résolution de problèmes conventionnelle sous forme d’analyse de moyens et de fins requiert une quantité relativement élevée de capacité de traitement cognitif. Celle-ci n’est donc pas disponible pour l’acquisition de schémas ».

En d’autres termes, la raison pour laquelle la résolution de problèmes et la connaissance du domaine ne sont pas directement proportionnelles est liée à la façon dont le cerveau humain fonctionne. La résolution de problèmes occupe une « largeur de bande cérébrale cruciale ». Cela a des implications importantes dans la façon dont les professeurs peuvent créer des leçons, des unités et des évaluations.

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