Trong giờ học một công thức mới, có lúc bạn cảm thấy mình đã hiểu khi nghe giảng, nhưng đến khi bắt tay vào giải bài thì đầu óc lại trống rỗng. Một bên sách có hình, bên kia có lời giải thích, lại phải đồng thời theo dõi lời giáo viên nên bạn không biết cần tập trung vào đâu. Khuôn khổ giải thích hiện tượng việc học bị cản trở vì có quá nhiều thứ phải ghi nhận cùng lúc, hơn là vì bản thân nội dung quá khó, chính là “lý thuyết tải nhận thức (Cognitive Load Theory)”.
Nói đơn giản, lý thuyết tải nhận thức cho rằng “dung lượng thông tin mà trí nhớ làm việc (working memory) có thể xử lý trong một lần là có giới hạn, vì vậy bài học cần được thiết kế sao cho không vượt quá dung lượng đó”. Lý thuyết này được định hình khi John Sweller, nhà tâm lý học giáo dục tại Đại học New South Wales (UNSW), Australia, công bố bài “Tải nhận thức trong quá trình giải quyết vấn đề: Ảnh hưởng đến việc học (Cognitive Load During Problem Solving: Effects on Learning)” trên tạp chí Cognitive Science, tập 12, số 2 (trang 257-285), vào năm 1988.
Trong tài liệu này, chúng ta sẽ lần lượt tìm hiểu bối cảnh ra đời của lý thuyết tải nhận thức và giới hạn của trí nhớ làm việc; ba loại tải là nội tại, ngoại lai và hữu ích; các hiệu ứng học tập tiêu biểu; cùng những gợi ý và giới hạn đối với việc thiết kế bài học.
Lý thuyết tải nhận thức: Nhìn việc thiết kế bài học qua trí nhớ làm việc
Lý thuyết tải nhận thức là gì?
Điều đầu tiên Sweller chú ý là quan niệm phổ biến rằng càng giải nhiều bài thì năng lực càng tiến bộ. Ông chỉ ra rằng phân tích phương tiện–mục tiêu (means-ends analysis), cách giải mà người mới học thường sử dụng để từng bước thu hẹp khoảng cách giữa trạng thái hiện tại và mục tiêu, chiếm dụng rất nhiều trí nhớ làm việc. Khi dồn tâm trí vào việc tìm đáp án, người học có thể bị cản trở trong việc sắp xếp cấu trúc của bài toán trong đầu, tức là tiếp thu lược đồ (schema).
Nền tảng của lý thuyết này là những giả định về hai loại trí nhớ. Trí nhớ làm việc là không gian tạm giữ thông tin mà chúng ta đang suy nghĩ đến, với dung lượng có giới hạn. Trong khi đó, trí nhớ dài hạn lưu trữ các lược đồ tích lũy từ kinh nghiệm; theo cách nhìn này, điều phân biệt chuyên gia với người mới học là số lượng và cách tổ chức các lược đồ trong trí nhớ dài hạn hơn là trí thông minh bẩm sinh.
Ba loại tải: Nội tại, ngoại lai và hữu ích
Sau đó, Sweller cùng Jeroen van Merriënboer và Fred Paas đã hệ thống hóa tải mà người học trải nghiệm thành ba loại trong các công trình, trong đó có bài báo năm 1998.
(1) Tải nội tại (Intrinsic Load)
Đây là tải phát sinh từ độ khó của chính tài liệu học tập. Càng có nhiều yếu tố cần được liên kết đồng thời trong đầu, tức mức độ tương tác giữa các yếu tố (element interactivity) càng cao, thì tải này càng lớn; cùng một tài liệu có thể tạo cảm giác nặng nề hoặc nhẹ nhàng tùy theo kiến thức sẵn có của người học.
(2) Tải ngoại lai (Extraneous Load)
Đây là tải không cần thiết phát sinh từ cách trình bày kém, thay vì từ nội dung. Tài liệu phân tán, chi tiết trang trí không cần thiết hay lời giải thích rối rắm khiến trí nhớ làm việc phải dùng cho những việc không liên quan đến học tập, vì vậy đây là loại tải cần giảm khi thiết kế bài học.
(3) Tải hữu ích (Germane Load)
Còn được gọi là tải thúc đẩy học tập, loại tải này chỉ nỗ lực mà người học dành cho việc xây dựng và hoàn thiện lược đồ. Trong cùng một dung lượng, khi tải ngoại lai giảm đi, người học sẽ có thêm khả năng dành cho nỗ lực này.
Vấn đề xuất hiện khi tổng tải nội tại và tải ngoại lai vượt quá dung lượng trí nhớ làm việc. Trạng thái này được gọi là quá tải nhận thức, khiến kết quả học tập suy giảm dù người học vẫn cố gắng chăm chỉ.
Những hiệu ứng tiêu biểu được ghi nhận trong lớp học
Lý thuyết tải nhận thức được củng cố bởi các hiệu ứng xuất hiện lặp lại trong nhiều thí nghiệm. Dưới đây là hai hiệu ứng thường được giới thiệu nhất trong thực tiễn giảng dạy.
- Hiệu ứng ví dụ có lời giải (Worked Example Effect): Được báo cáo trong các công trình như nghiên cứu năm 1985 của Sweller và Cooper, hiệu ứng này cho thấy người mới học tiếp thu tốt hơn khi đọc theo một quá trình giải hoàn chỉnh so với khi tự mình vật lộn với một bài toán chưa có lời giải.
- Hiệu ứng phân tán chú ý (Split-Attention Effect): Được nghiên cứu trong các công trình như nghiên cứu năm 1988 của Tarmizi và Sweller (Tarmizi & Sweller), cùng nghiên cứu năm 1992 của Chandler và Sweller (Chandler & Sweller), hiệu ứng này cho thấy khi phần giải thích bằng chữ và sơ đồ nằm cách xa nhau, người học phải kết hợp chúng trong đầu, làm tăng tải ngoại lai.
Ví dụ, nếu hình học được đặt phía trên còn lời giải thích được viết riêng phía dưới, người học phải đảo mắt lên xuống để ghép các góc với các câu tương ứng. Nếu tích hợp trực tiếp cùng lời giải thích đó vào đúng vị trí trong hình, phần trí nhớ làm việc vốn dùng để ghép nối có thể được chuyển sang phục vụ việc hiểu nội dung.
Gợi ý và giới hạn đối với việc thiết kế bài học
Lý thuyết tải nhận thức tập trung vào “sắp xếp và trình bày như thế nào” hơn là “dạy nội dung gì”. Khi thiết kế bài học, có thể cân nhắc những nguyên tắc sau.
(1) Trước hết, giảm tải ngoại lai
Tập hợp tài liệu phân tán về một chỗ, loại bỏ chi tiết trang trí không liên quan đến việc học và những lời giải thích trùng lặp để trí nhớ làm việc chỉ được dùng cho nội dung.
(2) Quản lý tải nội tại bằng trình tự
Vì không thể loại bỏ độ khó vốn có của tài liệu, việc chia nhỏ và trình bày tuần tự từ đơn giản đến phức tạp, từ bộ phận đến tổng thể có thể giảm số yếu tố cần xử lý cùng lúc.
(3) Ưu tiên ví dụ và cách trình bày tích hợp cho người mới học
Với người mới bắt đầu, sẽ có lợi hơn nếu cung cấp đủ ví dụ có lời giải và đặt chữ cùng hình gần nhau trên một màn hình.
Tuy nhiên, những nguyên tắc này thay đổi tùy theo trình độ của người học. Với người thành thạo đã có lược đồ, ví dụ có lời giải chi tiết lại có thể trở thành phần thừa, cản trở việc học; hiện tượng này được gọi là hiệu ứng đảo ngược do chuyên môn (expertise reversal effect).
Lý thuyết tải nhận thức nhắc chúng ta đừng chỉ quy nguyên nhân khiến việc học bế tắc cho sự thiếu cố gắng của người học. Với cùng một nội dung, lượng kiến thức đọng lại trong đầu sẽ khác nhau tùy theo cách chia nhỏ và vị trí đặt các phần khi trình bày.
Chia ra và trao cho người học một lượng vừa sức với trí nhớ làm việc của họ chính là bước đầu tiên để thiết kế một bài học tốt.
