فصلنامه علمی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم تربیتی، دانشگاه سید جمال الدین اسدآبادی، اسدآباد، ایران

2 گروه علوم تربیتی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

چکیده

پیشینه و اهداف:با اهمیت یافتن روز افزون چند رسانه ای های آموزشی و بهره گیری از ویژگیهای تعاملی و منحصربفرد آنها در فرایند یاددهی یادگیری، شاهد طراحی و تولید بیش از پیش این فناوری و استفاده از آن در آموزش دروس و سطوح مختلف سیستم آموزشی می باشیم. نظریه بار شناختی به عنوان یکی از نظریه های مرتبط با پردازش اطلاعات، از تأثیر گذارترین نظریه ها در طراحی آموزشی و راهنمایی مؤثر برای طراحی چندرسانه ای ها و سایر مواد آموزشی است. فرض اساسی این نظریه بر آن است که یادگیرندگان به هنگام مواجهه با اطلاعات جدید، از ظرفیت حافظه فعال بسیار محدودی برای پردازش برخوردارند. هدف این نظریه، پیش بینی نتایج یادگیری با در نظر گرفتن قابلیت ها و محدودیت های ساختار شناختی انسان است. نظریه بار شناختی بر مبنای این ایده استوار است که طراحی مواد آموزشی باید بر اساس دانش ما درباره نحوه عملکرد ذهن انسان باشد. بر اساس این فرض، فرایندهای مختلف کسب دانش و درک و فهم، بر اساس باری که بر سیستم شناختی انسان (که سیستمی فعال و دارای ظرفیت محدود پردازش اطلاعات است) وارد می کنند توضیح داده می شوند. از آنجا که این نظریه بین ویژگیهای طراحی مواد آموزشی و اصول پردازش شناختی انسان پیوند برقرار می کند، می توان از آن در طیف گسترده ای از محیط های یادگیری استفاده نمود.هدف پژوهش حاضر مقایسه تأثیر الگوهای طراحی آموزشی مریل و گانیه بر بار شناختی، یادگیری و بهره‌‌وری آموزشی دانش‌آموزان در درس علوم تجربی بود.
روش‌ها: این پژوهش از نوع نیمه آزمایشی با طرح پیش‌آزمون-پس‌آزمون با دو گروه آزمایش و یک گروه کنترل بود. جامعه آماری را کلیه دانش‌آموزان پسر پایه ششم ابتدایی شهر قزوین تشکیل می‌دادند. نمونه آماری شامل سه کلاس 30 نفره با استفاده از روش نمونه گیری در دسترس انتخاب و این کلاس‌ها به‌صورت تصادفی به عنوان گروه‌های آزمایش و کنترل در نظر گرفته شدند. مواد و ابزار پژوهش شامل چند‌رسانه‌ای‌های آموزشی، آزمون‌های یادگیری و نیز مقیاس سنجش بار شناختی بود. گروه آزمایش اول با چندرسانه‌ای مبتنی بر الگوی مریل، گروه آزمایش دوم با چندرسانه‌ای مبتنی بر الگوی گانیه و گروه کنترل با چندرسانه‌ای بدون الگو آموزش دیدند. برای تجزیه‌ و تحلیل داده‌ها از آزمون تحلیل کوواریانس (آنکوا) استفاده شد.
یافته‌ها: نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که چندرسانه‌ای مبتنی بر الگوی طراحی آموزشی مریل در مقایسه با چندرسانه‌ای‌های مبتنی بر الگوی طراحی آموزشی گانیه و چندرسانه‌ای بدون الگو منجر به بار شناختی کمتر، یادگیری و همچنین بهره‌وری آموزشی بیشتری شده است. همچنین، چندرسانه‌ای مبتنی بر الگوی طراحی آموزشی گانیه در مقایسه با چندرسانه‌ای بدون الگو منجر به بار شناختی کمتر و یادگیری و بهره‌‌وری آموزشی بیشتری شد.
نتیجه‌گیری: همواره یکی از دغدغه های طراحان آموزشی در فرایند طراحی محتوای چند‌رسانه‌ای‌های آموزشی و سایر مواد یادگیری، معطوف به انتخاب مناسب الگوهای طراحی آموزشی بوده است. از آنجا که الگوهای مختلفی برای طراحی آموزشی مواد یادگیری وجود دارد، جهت انتخاب الگویی مناسب، باید به مبانی نظری و نتایج پزوهش های انجام شده در حوزه های نظری مختلف از جمله نظریه بار شناختی تکیه کرد. با توجه به یافته های این پژوهش پیشنهاد می شود که به منظور کاهش بار شناختی و افزایش میزان یادگیری دانش‌آموزان، در طراحی محتوای چند‌رسانه‌ای‌های آموزشی، از الگوی طراحی آموزشی مریلاستفاده گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Comparing the effects of Merrill & Gagne’s instructional design models on cognitive load, learning and instructional efficiency

نویسندگان [English]

  • V. Salehi 1
  • B. Ghanbari 2

1 Department of Educational Sciences, Sayyed Jamaleddin Asadabadi University, Asadabad, Iran

2 2Department of Educational Sciences, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, Iran

چکیده [English]

Background and Objectives: With the increasing importance of instructional multimedia and the use of their interactive and unique features in the teaching-learning process, we are witnessing the design and production of this technology and its use in teaching courses and different levels of the educational system. Cognitive load theory, as one of the theories related to information processing, is one of the most effective theories in instructional design and an effective guide for designing multimedia and other instructional materials. The basic premise of this theory is that learners have very limited working memory capacity to process when facing with new information. The purpose of this theory is to predict learning outcomes by considering the capabilities and limitations of human cognitive structure. Cognitive load theory is based on the idea that the design of instructional materials should be based on our knowledge of how the human mind works. Based on this assumption, the various processes of acquiring knowledge and understanding are explained based on the load they place on the human cognitive system (which is an active system with limited information processing capacity). Because this theory links the design features of instructional materials to the principles of human cognitive processing, it can be used in a wide range of learning environments.The present study aimed to compare the effects of Merrill and Gagne's instructional design models on students' cognitive load, learning and instructional efficiency in Science lesson.
Materials and Method: The study was quasi-experimental with pretest and posttest design with two experimental and one control groups. The statistical population consisted of all male students of the sixth grade elementary school of Qazvin. The sample including three 30 students’ classes were selected through convenience sampling procedure and the classes randomly assigned to experimental and control groups. The materials and instruments included instructional multimedia contents, learning tests, and cognitive load assessment scale. The first experimental group studied the multimedia based on the Merrill model, the second group studied the multimedia based on the Gagne model and the control group studied non-model multimedia. Data were analyzed by using analysis of covariance (ANCOVA).
Findings: The results of the study showed that multimedia based on the Merrill instructional design model compared to multimedia based on Gagne instructional design model and non-model multimedia, has led to less cognitive load, more learning and instructional efficiency. Also, multimedia based on Gagne's instructional design model compared to non-model multimedia led to less cognitive load, more learning and instructional efficiency.

Conclusion: One of the concerns of educational designers in the process of designing the content of multimedia educational materials and other learning materials has always been focused on the appropriate selection of instructional design models. Since there are different models for instructional design of learning materials, to choose a suitable model, one should rely on theoretical foundations and the results of research conducted in various theoretical areas, including cognitive load theory. According to the findings of this study, it is suggested that in order to reduce the cognitive load and increase students’ learning, Merrill instructional design model would be used in designing instructional multimedia content.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Instructional multimedia
  • Instructional design model
  • Cognitive load
  • Learning
  • Instructional efficiency

[1] Mayer, RE. Multimedia learning (2nd Ed.). New York: Cambridge University Press; 2009.

 [2] Nückles M, Hübner S, Dümer S, Renkl A. Expertise reversal effects in writing-to-learn. Instructional Science. 2010; 38(3):237-58.

 [3] Seufert T, Schütze M, Brünken R. Memory characteristics and modality in multimedia learning: An aptitude–treatment–interaction study. Learning and Instruction. 2009; 19(1):28-42.

 [4] Salehi V, Moradimokhles H, Ghasemtabar, SA, Qarabaghi H. [Effect of pre-training on nursing students’ intrinsic cognitive load, learning and instructional efficiency]. Research in Medical Science Education. 2017; 9(3): 38-46. Persian.

 [5] Norouzi D, Razavi A. Instructional design foundations. Tehran: Samt; 2016. Persian.

 [6] Jonassen D. Learning to solve problems: An instructional design guide. John Wiley & Sons; 2004.

 [7] Fardanesh H. Theoretical foundations of instructional technology. Tehran: Samt; 2012. Persian.

 [8] Kalyuga S. Managing cognitive load in adaptive multimedia learning. New York: Hershey; 2009.

[9] Sweller J, Ayres P, Kalyuga S. Cognitive load theory. New York: Hershey; 2011.

 [10]Sweller J, Paas F. Should self-regulated learning be integrated with cognitive load theory? A commentary. Learning and Instruction. 2017; 51: 85-89.

 [11] Sweller J. Measuring cognitive load. Perspectives on Medical Education. 2018; 7(1): 1-2.

 [12] Kirschner PA, Sweller J, Kirschner F, Zambrano J. From cognitive load theory to collaborative cognitive load theory. International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning. 2018; 13(2): 213-233.

 [13] Plass JL, Moreno R, Brunken R. Cognitive load theory. New York: Cambridge University Press; 2010.

 [14] Abeysekera L, Dawson P. Motivation and cognitive load in the flipped classroom: definition, rationale and a call for research. Higher Education Research & Development. 2015; 34(1): 1-14.

 [15] Moreno R, Mayer RE. Interactive multimodal learning environments. Educational Psychology Review. 2007; 19 (3): 309–326.

 [16] Sweller J. Cognitive load theory. Psychology of learning and motivation. 2011; 55: 37-76.

[17] Abdi A, Rostami M. [The effect of instruction based on cognitive load theory on academic achievement, perceived cognitive load and motivation to learning in science courses]. Journal of Instruction and Evaluation 2018; 10(40): 43-67. Persian.

 [18] Zare M, Zarei Zavaraki E, Amirteimoury M, Sarikhani R. [Comparing the extraneous cognitive load of designing an instruction with Merrill's Model between instruction by multimedia and traditional methods]. Information and Communication Technology in Educational Sciences. 2016; 3(23): 25-40. Persian.

 [19] Camos V,  Portrat S. The impact of cognitive load on delayed recall. Psychonomic Bulletin & Review. 2015; 22(4): 1029-1034.

 [20] Zare M, Salari M, Sarikhani R. [The impact of educational strategies of cognitive load theory on extraneous cognitive load and learning in physiology course]. Journal of Medical Education Development. 2016; 9(22): 44-52. Persian.

 [21] Debue N, Van De Leemput C. What does germane load mean? An empirical contribution to the cognitive load theory. Frontiers in Psychology. 2014; 5: 1099.

[22] Plass JL, Chun DM, Mayer RE, Leutner D. Cognitive load in reading a foreign language text with multimedia aids and the influence of verbal and spatial abilities. Computers in Human Behavior. 2003; 19 (2): 221–243.

 [23] Pastore R. The effects of time-compressed instruction and redundancy on learning and learners’ perceptions of cognitive load. Computers & Education. 2012; 58(1): 641-651.

 [24] Mehrvarz M, Moradi M, Abdoli S. [Comparing the effect of teaching methods based on Dick & Carey’s instructional design model and Gagne’s instructional design model on students’ motivation and learning]. Journal of Curriculum Research. 2014; 3(2), 73-93. Persian.

 [25] Moradi R, Khazaee S, Karimi R, Velayati E. [Impact of the multimedia instructional based instructional design model Ganyeh on learning and retention of mentally retarded students]. Technology of Instruction and Learnin. 2016; 2(5): 47-66.Persian.

 [26] Paas FG, Van Merri¨enboer JJ. The efficiency of instructional conditions: An approach to combine mental-effort and performance measures. Human Factors. 1993; 35: 737–743.