Învățarea digitală – Principii multimedia

Teoria învățării digitale descrie principiile științei cognitive ale învățării multimedia eficiente utilizând tehnologia educațională electronică.

Principii de proiectare instrucțională multimedia

Începând cu teoria sarcinii cognitive ca premisă științifică motivantă, cercetători precum Richard E. Mayer, John Sweller și Roxana Moreno au stabilit în literatura științifică un set de principii de proiectare a instruirii multimedia care promovează învățarea eficientă. Multe dintre aceste principii au fost „testate pe teren” în setările de învățare de zi cu zi și s-au dovedit a fi eficiente și acolo. Majoritatea acestui corp de cercetare a fost realizat folosind studenți universitari cărora li s-au oferit lecții relativ scurte despre concepte tehnice cu care au avut cunoștințe anterioare scăzute. Cu toate acestea, David Roberts a testat metoda cu studenți din nouă discipline de științe sociale, inclusiv sociologie, politică și studii de afaceri. Programul său de cercetare longitudinală pe o perioadă de 3 ani a stabilit o îmbunătățire clară a nivelurilor de implicare a studenților și în dezvoltarea principiilor de învățare activă în rândul studenților expuși la o combinație de imagini și text, în comparație cu studenții expuși doar textului. O serie de alte studii au arătat că aceste principii sunt eficiente pentru cursanții de alte vârste și cu conținut de învățare non-tehnic.

Cercetările folosind cursanți care au cunoștințe anterioare mai mari în materialul lecției obțin uneori rezultate care contravin acestor principii de proiectare. Acest lucru i-a determinat pe unii cercetători să prezinte „efectul expertizei” ca un principiu de proiectare instructivă în sine.

Premisa teoretică de bază, teoria sarcinii cognitive, descrie cantitatea de efort mental care este legat de realizarea unei sarcini ca fiind încadrată în una din cele trei categorii: relevantă, intrinsecă și irelevantă.

• Sarcina cognitivă relevantă: efortul mental necesar pentru procesarea informațiilor sarcinii, pentru a le da sens și pentru a le accesa și / sau stoca în memorie pe termen lung (de exemplu, a vedea o problemă matematică, a identifica valorile și operațiile implicate și a înțelege că sarcina ta este să rezolvi problema matematicii).
• Sarcina cognitivă intrinsecă: efortul mental necesar îndeplinirii sarcinii în sine (de exemplu, rezolvarea efectivă a problemei matematice).
• Sarcina cognitivă irelevantă: efortul mental impus de modul în care este îndeplinită sarcina, care poate fi sau nu eficient (de exemplu, găsirea problemei matematice pe care ar trebui să o rezolvați pe o pagină care conține și reclame pentru cărți despre matematică).

Principiile multimedia de proiectare a instrucțiunilor identificate de Mayer, Sweller, Moreno și colegii lor se concentrează în mare măsură pe minimizarea sarcinii cognitive irelevante și gestionarea sarcinilor intrinseci și relevante la niveluri adecvate pentru cursant. Exemple ale acestor principii în practică includ

• Reducerea sarcinii irelevante prin eliminarea efectelor vizuale și auditive și a elementelor care nu sunt centrale în lecție, cum ar fi detaliile seducătoare (principiul coerenței)
• Reducerea sarcinii relevante prin furnizarea de informații verbale prin prezentare audio (narațiune), oferind în același timp informații vizuale relevante prin imagini statice sau animații (principiul modalității)
• Controlul sarcinii intrinseci prin împărțirea lecției în segmente mai mici și oferirea cursanților de control asupra ritmului în care se deplasează înainte prin materialul lecției (principiul segmentării).

Teoria sarcinii cognitive (și prin extensie multe dintre principiile de proiectare a instrucțiunilor multimedia) se bazează parțial pe un model de memorie de lucru al lui Alan Baddeley și Graham Hitch care au propus că memoria de lucru are două sub-componente în mare măsură independente, cu capacitate limitată, care tind să funcționeze în paralel – unul vizual și unul verbal / acustic. Aceasta a dat naștere teoriei codării-duale, propusă mai întâi de Allan Paivio și aplicată ulterior învățării multimedia de Richard Mayer. Potrivit lui Mayer, canale separate de memorie de lucru procesează informații auditive și vizuale în timpul oricărei lecții. În consecință, un cursant poate folosi mai multe capacități de procesare cognitivă pentru a studia materiale care combină informații verbale auditive cu informații grafice vizuale decât pentru a procesa materiale care combină textul tipărit (vizual) cu informații grafice vizuale. Cu alte cuvinte, materialele multimodale reduc sarcina cognitivă impusă memoriei de lucru.

Într-o serie de studii, Mayer și colegii săi au testat teoria codării duale a lui Paivio, cu materiale de lecție multimedia. Au descoperit în repetate rânduri că studenții cărora li s-au oferit multimedia cu animație și narațiune s-au descurcat în mod constant la întrebări de transfer decât cei care învață din animație și materiale bazate pe text. Adică, au fost semnificativ mai buni atunci când a venit să aplice ceea ce învățaseră după ce au primit instrucțiuni multimedia, mai degrabă decât instrucțiuni mono-media (numai vizuale). Aceste rezultate au fost apoi confirmate ulterior de alte grupuri de cercetători.

Studiile inițiale de învățare multimedia s-au limitat la procese științifice logice care s-au axat pe sisteme de cauză-efect precum sistemele de frânare a automobilelor, modul în care funcționează o pompă de bicicletă sau formarea norilor. Cu toate acestea, investigațiile ulterioare au constatat că efectul modalității s-a extins la alte domenii de învățare.

Principii stabilite empiric

• Principiul multimedia: Învățarea mai profundă este observată atunci când cuvintele și elementele grafice relevante sunt prezentate ambele decât atunci când cuvintele sunt prezentate singure (numit și efect multimedia). Pur și simplu, cele mai comune trei elemente în prezentările multimedia sunt grafica relevantă, narațiunea audio și textul explicativ. Combinarea oricăror două dintre aceste trei elemente funcționează mai bine decât utilizarea unuia sau a tuturor celor trei.
• Principiul modalității: învățarea mai profundă are loc atunci când grafica este explicată prin narațiune audio în loc de text pe ecran. Au fost observate excepții atunci când cursanții sunt familiarizați cu conținutul, nu sunt vorbitori nativi ai limbajului narativ sau când pe ecran apar doar cuvinte tipărite. În general vorbind, narațiunea audio duce la o învățare mai bună decât aceleași cuvinte prezentate ca text pe ecran. Acest lucru este valabil mai ales pentru a trece pe cineva prin grafică pe ecran și atunci când materialul care trebuie învățat este complex sau terminologia utilizată este deja înțeleasă de către cursant. O excepție la acest lucru este atunci când cursantul va folosi informațiile ca referință și va trebui să se uite înapoi la ea din nou și din nou.
• Principiul coerenței: Evitați să includeți grafică, muzică, narațiune și alt conținut care nu susține învățarea. Acest lucru ajută elevul să se concentreze asupra conținutului pe care trebuie să îl învețe și minimizează încărcătura cognitivă impusă memoriei de conținutul irelevant și, eventual, distractiv. Cu cât elevii știu mai puțin despre conținutul lecției, cu atât le este mai ușor să se distragă de orice este arătat care nu este direct relevant pentru lecție. Cu toate acestea, pentru elevii cu cunoștințe anterioare mai mari, unele imagini motivaționale le pot spori interesul și eficacitatea învățării.
• Principiul contiguității: Păstrați împreună informațiile conexe. O învățare mai profundă are loc atunci când textul relevant (de exemplu, o etichetă) este plasat aproape de grafică, când cuvintele rostite și graficele sunt prezentate în același timp și când feedback-ul este prezentat lângă răspunsul dat de cursant.
• Principiul segmentării: învățarea mai profundă are loc atunci când conținutul este împărțit în bucăți mici. Descompune lecțiile lungi în câteva lecții mai scurte. Descompuneți pasajele de text lungi în mai multe scurte.
• Principiul semnalizării: utilizarea unor indicii vizuale, auditive sau temporale pentru a atrage atenția asupra elementelor critice ale lecției. Tehnicile obișnuite includ săgeți, cercuri, text evidențiat sau îndrăzneț și pauză sau accentuare vocală în narațiune. Încheierea segmentelor de lecție după furnizarea informațiilor critice poate servi și ca indiciu de semnalizare.
• Principiul controlului cursanților: învățarea mai profundă are loc atunci când cursanții pot controla viteza cu care avansează prin conținut segmentat. Cursanții au tendința de a face cel mai bine atunci când narațiunea se oprește după ce este dat un segment scurt și semnificativ de conținut și elevul trebuie să facă clic pe butonul „continuă” pentru a începe următorul segment. Unele cercetări sugerează totuși să nu copleșească cursantul cu prea multe opțiuni de control. Dacă dați doar butoane de pauză și redare poate funcționa mai bine decât să dați butoane de pauză, redare, avansare rapidă, inversare. De asemenea, elevii cu cunoștințe anterioare ridicate pot învăța mai bine atunci când lecția avansează automat, dar au un buton de pauză care le permite să se oprească atunci când aleg să o facă.
• Principiul personalizării: Învățarea mai profundă în lecțiile multimedia are loc atunci când cursanții experimentează o prezență socială mai puternică, ca atunci când se utilizează un script conversațional sau agenți de învățare. Efectul este cel mai bine văzut atunci când tonul vocii este casual, informal și la persoana întâi („eu” sau „noi”) sau a 2-a persoană („tu”). De exemplu, din următoarele două propoziții, a doua versiune transmite mai mult un ton casual, informal, conversațional:
  1. Cursantul ar trebui să aibă sentimentul că cineva le vorbește direct atunci când aude narațiunea.
  2. Cursantul tău ar trebui să simtă că cineva le vorbește direct atunci când aude narațiunea ta.

  De asemenea, cercetările sugerează că utilizarea unui ton de voce politicos („Poate doriți să încercați să înmulțiți ambele părți ale ecuației cu 10.”) conduce la o învățare mai profundă pentru cursanții cu cunoștințe anterioare scăzute decât un ton de voce mai puțin politicos și mai directiv ( „Înmulțiți ambele părți ale ecuației cu 10.”), dar pot afecta învățarea mai profundă la elevii cu cunoștințe anterioare. În cele din urmă, adăugarea agenților pedagogici (caractere computerizate) poate ajuta dacă este utilizată pentru a consolida conținutul important. De exemplu, puneți personajul să povestească lecția, să sublinieze caracteristicile critice ale graficii de pe ecran sau să demonstreze vizual concepte cursantului.

• Principiul pregătirii prealabile: învățarea mai profundă are loc atunci când lecțiile prezintă concepte cheie sau vocabular înainte de a prezenta procesele sau procedurile legate de aceste concepte. Potrivit lui Mayer, Mathias și Wetzel, „Înainte de a prezenta o explicație multimedia, asigurați-vă că cursanții recunosc vizual fiecare componentă majoră, pot denumi fiecare componentă și pot descrie schimbările majore de stare ale fiecărei componente. Pe scurt, asigurați-vă că cursanții construiesc modele de componente înainte de a prezenta o explicație cauză-efect a modului în care funcționează un sistem. ” Cu toate acestea, alții au observat că includerea conținutului de pre-formare pare a fi mai importantă pentru cursanții cu cunoștințe anterioare scăzute decât pentru cursanții cu cunoștințe anterioare avansate.
• Principiul redundanței: învățarea mai profundă are loc atunci când grafica lecției este explicată doar prin narațiune audio, mai degrabă decât narațiune audio și text pe ecran. Acest efect este mai puternic atunci când lecția este accelerată și cuvintele sunt familiare cursanților. Excepții de la acest principiu includ: ecrane fără imagini vizuale, cursanți care nu sunt vorbitori nativi ai limbii cursului și plasarea a doar câteva cuvinte cheie pe ecran (de exemplu, etichetarea elementelor critice ale imaginii grafice).
• Efect de expertiză: metodele de instruire, cum ar fi cele descrise mai sus, care sunt utile pentru începătorii din domeniu sau pentru elevii cu cunoștințe anterioare scăzute pot să nu aibă niciun efect sau chiar pot deprima învățarea la elevii cu cunoștințe anterioare ridicate.

Este posibil ca aceste principii să nu se aplice în afara condițiilor de laborator. De exemplu, Muller a constatat că adăugarea a aproximativ 50% material suplimentar străin, dar interesant, nu a dus la nicio diferență semnificativă în performanța cursantului. Există o dezbatere în curs cu privire la mecanismele care stau la baza acestor principii benefice și cu privire la condițiile limită care se pot aplica.