Когнитивная разгрузка: что это такое и как связано с процессом обучения

Когда нам приходится оперировать чрезмерно большим количеством информации одновременно, мы испытываем слишком сильную когнитивную нагрузку и не можем удержать в рабочей памяти сразу всё. Поэтому часть информации мы «переносим» из головы куда-то на «внешние носители» — то есть записываем или сохраняем в электронном виде, чтобы при необходимости найти и воспользоваться. Этот перенос на «внешнее хранение» можно назвать когнитивной разгрузкой, на английском — cognitive offloading.

Но как люди определяют, что стоит «держать в голове», а что — сразу «выгрузить»? От чего это зависит? Это важно понимать разработчикам учебных материалов и учебной среды, ведь цель обучения обычно состоит в том, чтобы новая информация уложилась у учащегося в голове, а не просто осталась в виде записанного в тетрадь или сохранённого на компьютере конспекта.

Разобраться в этом решил профессор Педагогического университета Карлсруэ (Германия) Александр Скулмовски. Он сделал обзор научной литературы «Когнитивная архитектура цифровой экстернализации». Кратко пересказываем суть.

От чего зависит, запомнит человек информацию или сохранит её где-то на «внешнем носителе»

Сразу поясним, что когнитивная разгрузка — нормальное явление, проще говоря, люди склонны экономить свои умственные усилия. Например, одно из исследований, описанных Александром Скулмовски в его статье, показало, что маленькие дети предпочитают руками перевернуть предмет другой стороной, вместо того чтобы напрячь воображение и представить, как он будет выглядеть с той стороны. То есть они заменяют мыслительное действие реальным, таким способом экономя когнитивные усилия.

Дети постарше уже более осознанно подходят к этому процессу и формируют для себя стратегию, запомнить или не запоминать им новую информацию — в зависимости от сложности задачи или ценности этой информации. Это подтверждает серия экспериментов с ребятами в возрасте 9–11 лет. У взрослых людей ещё больше факторов, влияющих на выбор, запомнить им новую информацию или просто записать. Александр Скулмовски описал эти факторы. Но чтобы их понять, нужно вспомнить азы теории когнитивной нагрузки когнитивного психолога Джона Свеллера.

Напомним: когнитивная нагрузка — это количество данных, которые требуется удерживать одновременно в рабочей памяти (всё, что требует вашего внимания). При этом объём рабочей памяти сильно ограничен. Когнитивная нагрузка бывает внутренней и внешней:

• внутренняя — это те усилия, которые человеку нужны для осмысления, понимания информации (они зависят от возраста и базовой подготовленности по теме, которой касается новая изучаемая информация, сложности этой информации);
• внешняя — все внешние факторы, которые отнимают внимание и требуют когнитивных усилий, отвлекают от той информации, которую человеку нужно освоить (шумный фон вокруг, неудобный для чтения шрифт, отвлекающие от смысла текста иллюстрации и так далее).

Когда человек получает новую информацию — читает её, смотрит, слушает, — внешняя когнитивная нагрузка может этому помешать, отвлечь. Тогда эта информация попросту не попадёт в его рабочую память, а значит, не перейдёт в дальнейшем и в долгосрочную. Проще говоря, она пролетит у него мимо ушей.

Если информация всё же дошла до его внимания (рабочей памяти), то дальше человек выбирает, запомнить ли её надолго (то есть держать в голове) или вынести её на «внешний носитель», то есть прибегнуть к когнитивной разгрузке. Вот что влияет на этот выбор:

• Индивидуальные особенности рабочей памяти. Исследования, изученные Александром Скулмовски, показывают, что люди, у которых объёмы рабочей памяти меньше, склонны чаще сохранять информацию на «внешних носителях», чем запоминать её (что логично).
• Осведомлённость о возможностях собственной памяти. Если человек считает, что у него слабая рабочая память, то он чаще склонен доверять информацию «внешним носителям», чем своей голове. При этом ряд проанализированных Александром Скулмовски научных работ показал: когда люди осведомлены о потенциальной вместимости своей памяти, они тщательнее выбирают, что им стоит запомнить, а что можно забыть (это называется «ответственным запоминанием» и «ответственным забыванием»). Но если человек часто использует внешний носитель для переноса данных, то эффективность такой стратегии снижается.
• Восприятие ценности информации. В одном эксперименте, который описывает Скулмовски, учёные выяснили, что люди склонны чаще переносить информацию на «внешние носители» и не запоминать её, если считали, что их знание этой информации никто в дальнейшем проверять не будет. Проще говоря, учащийся может просто не посчитать материал важным, потому что «про это на экзамене спрашивать не будут». Этот же эксперимент показал, что если указать на ценность информации, то учащиеся будут прикладывать больше усилий к её запоминанию (то есть будут стремиться сохранить её в памяти, а не на «внешних носителях»).
• Повышенный уровень внутренней когнитивной нагрузки. Чем больше требуется усилий для понимания информации, тем больше шансов, что человек предпочтёт этого избежать и избавиться от этой информации.
• Доверие к устройству, где будет храниться информация. Например, исследования показали, что гаджеты с сенсорными интерфейсами больше способствуют тому, чтобы человек перенёс туда часть информации, чем те, в которых надо воспользоваться мышкой (видимо, потому, что «лишние телодвижения» — это тоже лишняя нагрузка). Но в предпочтениях имеет значение возраст: так, люди старшего поколения предпочитают переносить информацию на «внешний носитель», если устройство в использовании похоже на обычную ручку (это для них привычнее и требует меньше усилий).

Александр Скулмовски учитывает, что внешняя когнитивная нагрузка служит как бы тройным барьером: и для попадания информации в рабочую память, и для выбора стратегии (запомнить или просто записать), и даже для переноса данных на «внешний носитель», если предназначенное для этого устройство сложно в управлении.

При переносе информации на «внешние носители» срабатывает ещё такое явление, как «указатели». Это понятие пришло из программирования: там так называют переменные или объекты, содержащие адрес, по которому можно найти другой объект. Проще говоря, при когнитивной разгрузке человек не запоминает саму информацию (потому что он её перенёс из головы на «внешний носитель»), но запоминает, где эту информацию можно найти (где он её хранит).

Есть исследования, которые демонстрируют, что полагаться на «указатели» может быть ненадёжно для запоминания самой сути информации. Так, в одном из упомянутых автором статьи экспериментов учёные предложили участникам «разгрузить» информацию на электронный носитель, а потом слегка её исправили. Участники эксперимента не знали об исправлении и в основном не распознали подмену — они поверили в исправленные данные. И хотя другое исследование показало, что знание потенциальных рисков усиливает внимательность, это всё равно говорит о том, что люди излишне верят внешним источникам.

Исследователь обращает внимание: в эпоху интернета и ИИ особенно важно понять, как работают такие «указатели», ведь в качестве них теперь часто выступают именно интернет-ресурсы — мы просто запоминаем, на каком сайте можно найти нужную нам информацию.

Описанная Александром Скулмовски структура может, с одной стороны, стать заделом для дальнейшего изучения когнитивной разгрузки. С другой — её уже сейчас можно применять в сфере образования. Вот как сам автор описывает потенциальные возможности её использования:

«Например, образовательные среды могут быть разработаны так, чтобы помогать „разгружать“ менее полезную информацию, но при этом затруднять перенос информации важной [чтобы учащиеся её запоминали сами]. В цифровых средах модель можно использовать для диагностики разницы между возможностями рабочей памяти — чтобы презентовать информацию и при этом не перегрузить слушателей, сократив таким образом склонность к „разгрузке“ информации».

Как на разгрузку влияют интернет и нейросети

Александр Скулмовски недаром упоминает именно цифровую среду. Исследователи уже давно показали, что интернет стал своеобразной формой продолжения человеческой памяти — нам теперь даже не нужно запоминать, где именно информация хранится, она всё равно «нагуглится». А теперь появились и генеративные нейросети. По словам Александра Скулмовски, уже есть эксперименты, показывающие, что в задачах с высоким уровнем когнитивной нагрузки люди склонны воспользоваться «партнёром» в виде нейросети, чтобы эту нагрузку снизить.

«Результаты, подобные этому, позволяют предположить, что динамика разгрузки, обеспечиваемая генеративным ИИ, может быть сложной, и некоторые исследования уже показали, что использование генеративного ИИ в образовательном контексте возлагает одни задачи на ИИ, а другие — на учителей-людей», — комментирует эксперт.

При этом есть исследования о том, что чем больше люди пользуются интернетом для поиска нужной информации, тем меньше шансов у нас запомнить новое. Кроме того, это приводит к самоуверенности — людям кажется, что они много знают просто потому, что у них есть доступ к большому количеству информации, хотя собственных знаний при этом может быть дефицит. Мы рассказывали об этом эффекте подробнее.