اثربخشی روش آموزش مبتنی بر اثرات بارشناختی بر پیشرفت درسی، بارشناختی ادراک شده و انگیزش دانش‌آموزان به یادگیری درس علوم تجربی

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار و هیئت علمی گروه علوم تربیتی دانشگاه پیام نور

2 دانشجوی دکتری

چکیده

این پژوهش با هدف بررسی اثربخشی روش آموزشی مبتنی بر اثرات بارشناختی بر پیشرفت درسی، بارشناختی ادراک شده و انگیزش دانش‌آموزان به یادگیری درس علوم تجربی انجام گرفت. در این مطالعه از روش پژوهش شبه آزمایشی طرح دو گروهی با پیش­آزمون - پس­آزمون استفاده شد. 58 دانش­آموز از دو کلاس در این پژوهش مشارکت داشتند که از طریق روش نمونه­گیری در دسترس انتخاب شدند (30 نفر گروه آزمایش و 28 نفر گروه کنترل). گروه آزمایش از طریق طراحی برنامه درس علوم تجربی براساس اثرات بارشناختی (اثر مثال حل­شده، اثر تکمیل مسئله، اثر تقسیم توجه، اثر عرضیت، اثر افزونگی) و گروه کنترل از طریق روش تدریس سنتی و مرسوم به مدت شش هفته آموزش دیدند. برای جمع­ آوری داده­ها از آزمون معلم ساخته پیشرفت تحصیلی درس علوم شامل 20 سؤال چهار گزینه­ای و پرسشنامه انگیزش به یادگیری علوم که قبل و بعد آموزش اجرا شدند و همچنین آزمون خودگزارش­دهی بارشناختی که در پایان هر جلسه درس در دو گروه اجرا می­شد، استفاده شد. جهت تحلیل داده­های آماری از تحلیل کوواریانس یکراهه(ANCOVA) استفاده شد. نتایج نشان داد دانش‌آموزانی که از طریق روش آموزشی مبتنی بر اثرات بارشناختی آموزش دیده بودند نمره پیشرفت درسی و انگیزش بالاتری در مقایسه با دانش‌آموزان آموزش دیده با روش تدریس سنتی داشتند. همچنین،دانش‌آموزان گروه آزمایش بار شناختی کمتری از دانش‌آموزان گروه کنترل ادراک کردند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Instruction Based on Cognitive Load theory on Academic Achievement, Perceived Cognitive Load and Motivation to Learning in Science Courses

نویسندگان [English]

  • Ali Abdi 1
  • Maryam Rostami 2
چکیده [English]

The purpose of this study was to investigate the effect of instruction based on cognitive load theory on academic achievement, perceived cognitive load and motivation to learning in science courses. The method of research was a quasi-experimental with non-equivalent groups, which includes pre and post-test design with the control group. A total of 58 sixth grade students from two different classes were involved in the study (experimental group N=28 and control group N=23). They were selected through available sampling. The experimental group were trained through the science course syllabus based on cognitive load effects (Worked Example Effect and Completion Problem Effect, Attention Split Effect, Modality Effect, Redundancy effect) and the control group through traditional and common teaching methods for six weeks. For collecting the data, a teacher-made achievement test on sciences which consisted of 20 multiple choice questions and a motivation toward sciences questionnaire were applied. Also, at the end of each unit, the Subjective Rating Scale (SRS) was used to measure the students’ cognitive load. Both descriptive and inferential statistical (ANCOVA) techniques were used for analyzing the data. The results showed that instruction designed by CLT principles was effective for teaching sciences. Also, the findings showed that students in the experimental group developed more positive motivation towards science after the treatment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cognitive Load Theory
  • motivation towards science course
  • perceived cognitive load

مقدمه

پیشرفت تحصیلی موضوعی است که عموماً در حال حاضر مورد توجه نظام آموزش و پرورش هر کشوری است (سرمدی، صیف، طالبی و عابدی، 1389) و میزان پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان، یکی از شاخص­های موفقیت در فعالیت­های علمی محسوب می­شود. به طور ویژه، پیشرفت دانش‌آموزان در درس علوم تجربی نیز یکی از دغدغه­های متولیان تعلیم و تربیت، سیاستمداران و مربیان کشورها بوده است، آنان معمولاً عدم موفقیت و کارآیی نظام آموزشی کشورشان را در عدم توجه لازم به این درس می‌شمارند، چرا که هدف­های کلی آموزش علوم با اهداف و آرمان­های نظام­های آموزشی، همپوشی و قرابت بسیار زیادی داشته و از اینرو می­توان تحقق اهداف آموزش علوم را گامی بسیار اساسی در راستای تحقق تمامی اهداف و آرمان­های نظام­های آموزشی به شمار آورد (کیامنش و نوری، 1377). این درحالی است که نتایج سومین مطالعه بین­المللی علوم و ریاضی(TIMSS) [1] و اجرای مجدد آن(TIMSSR)[2] که توسط انجمن ارزشیابی پیشرفت تحصیلی IEA))[3] و با شرکت ایران و تعدادی دیگر از کشورهای جهان انجام شده، مؤید عملکرد ضعیف و پیشرفت تحصیلی بسیار پایین دانش‌آموزان ایرانی نسبت به سایر کشورهاست (کیامنش، 2006: 146). همچنین جایگاه نسبى ایران در ریاضیات و علوم در تیمز 2011 نسبت به تیمز 2007 تغییر چندانی نداشته است و در هر دو وضعیت، به طور معنادار پایین­تر از میانگین مقیاس تیمز عمل کرده است (کریمی، بخشعلی‌زاده و کبیری،1391). وجود پیشینه تحقیقاتی بسیار در زمینه عوامل پیش­بینی کننده پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان در آزمون تیمز، بیان کننده عوامل تعیین کننده بیشماری در زمینه پیشرفت تحصیلی و کارآیی دانش‌آموزان در درس علوم است (سرمدی و همکاران، 1389). در این میان می­توان به نقش معلم، آموزش مهارت­های تدریس به آنها، نگرش مثبت به موضوع درسی، تهیه برنامه‌ آموزشی مناسب و روش‌های تدریس فعال، اشاره کرد (مرکز مطالعات تیمز و پرلز، 1388). همچنین مقایسه مطالعات انجام شده در مورد عملکرد تحصیلی دانش‌آموزان در ۲۳ کشور در حال توسعه و توسعه یافته، گویای آن بود که کیفیت آموزش تأثیر مثبتی بر پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان داشته است (وایلی[4]، و دارلینگ هاموند[5]، به نقل از سرمدی و همکاران، 1389). لی[6] (2000)، معتقد است که تجارب آموزشی و نوع دانش معلم بر پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان بخصو­ص در درس علوم تأثیر داشته است.

یکی دیگر از موضوعات مهم و تأثیرگذار بر پیشرفت تحصیلی، مسأله انگیزش است. شناخت و تحلیل مناسب انگیزش فراگیران برای کارآیی و اثربخشی فعالیت­های یاددهی و یادگیری از اهمیت زیادی برخوردار است. بنابراین، در کنار عوامل شناختی، باید به ویژگی­های عاطفی یادگیرندگان که شامل علاقه و انگیزش آنان نسبت به درس است توجه کرد(سیف،1390). انگیزش یکی از مهمترین منابع قدرتمند تکانه­ای است که رفتار یادگیرندگان را در آموزشگاه تحت تأثیر قرار می­دهد و قدرت و پایداری رفتار را تعیین می­کند. انگیزش به یادگیرنده در دستیابی به هدف و کسب توانایی برای انجام فعالیت­های ضروری در شرایط خاص نیرو می­دهد(اکباش[7] و کان[8]، 2005). انگیزش به حالت­های درونی موجود زنده که موجب بروز، هدایت یا تداوم رفتار او به سوی نوعی هدف می­شود، اشاره می­کند. به عبارتی دیگر انگیزش را می­توان به عنوان محرک فعالیت­های انسان و عامل جهت­دهنده به آن تعریف کرد (سیف، 1390؛ رادمن[9]،1997). در مطالعه انگیزش به یادگیری علوم، پژوهشگران به بررسی این مسأله می­پردازند که چرا دانش‌آموزان می­کوشند تا علوم را بیاموزند، این تلاش­ها چقدر جدی است و چه عقاید، احساسات یا عواطفی، ویژگی­های آنها را در این فرایند مشخص می­کند(گلاین[10]، تعصب شیرازی[11] و بریچمن[12]، 2008). این مسأله که دانش‌آموزان به موضوع درس علاقه­ای ندارند، بر شیوه­ی واکنش و گوش دادن آنها به معلم تأثیر می­گذارد. زمانی که بسیاری از دانش‌آموزان بر این باورند که قادر به گذراندن درس نیستند، معلم نیز تحت تأثیر قرار می­گیرد. در مواجهه با دانش‌آموزان بی­علاقه، معلمان ممکن است با بی­تفاوتی نسبت به یادگیری و پیشرفت دانش‌آموزان و به عنوان رفع تکلیف درس را به صورت یک طرفه، یکنواخت و بدون تعامل ارائه و به اتمام برساند (تلا[13]، 2007). پژوهش­های انجام شده نشان داده­اند که خودکارآمدی، استراتژی­های یادگیری فعال، محیط یادگیری فعال و محرک­های محیط یادگیری از جمله مؤلفه‌های اساسی انگیزش یادگیری درس علوم هستند که به سهم خود در پیشرفت یادگیری درس علوم مؤثرند(توانا[14]، چین[15] و شیه[16]، 2005). همچنین لی[17] و بروفی(1996)، از روش‌های کیفی برای طبقه­بندی الگو­های انگیزشی دانش‌آموزان برای یادگیری علوم استفاده نموده­اند و محدوده­ایی از دانش‌آموزان دارای انگیزش درونی تا دانش‌آموزان دارای رفتارهای درهم گسیخته را در بر می­گیرند. ارب[18] (1996) نیز فقدان انگیزش دانش‌آموزان برای یادگیری علوم را با فقدان مسئولیت­پذیری، عزت نفس پایین آنها و کیفیت تدریس مرتبط می­داند.

 به طور کلی می توان گفت، در بهبود پیشرفت درسی و انگیزش به یادگیری علوم، عوامل زیادی دخالت دارند که در این میان، شیوه­ای که توسط آن فعالیت­های تدریس و یادگیری انتخاب و سازماندهی می­شوند و همچنین شرایط محیط یادگیری از نقش بسزایی برخوردارند. متأسفانه، گرایش معلمان به روش‌های متکی به انتقال دانش به ذهن دانش‌آموزان، تمایل و وابستگی آنان را به معلم افزایش داده و منجر به وخیم­تر شدن مشکلات یادگیری در زمینه­­ی محتواهای گوناگون می­شود(لی و بویل[19]،2008). همچنین، پیچیدگی و دشواری قابل ملاحظه موضوعات درسی، دستیابی به اهداف مهم تعلیم و تربیت را با سختی مواجه کرده است. اکنون در آموزش و پرورش کشور، از نوآوری و نوگرایی در زمینه روش‌های تدریس، استقبال می­گردد. این هدف، با تغییر رویکرد نظریات یادگیری از رفتارگرایی به شناختی مورد توجه متخصصان تعلیم و تربیت، همچون روانشناسان تربیتی و برنامه­ریزان درسی قرار گرفته است (حاج حسینی و اخوان تفتی، 1386). شـیوه­هـای آموزش سنتی، که بیشتر مبتنی بر رویکردهای یادگیری رفتارگرا هستند، در شرایطی که موضوع مورد یادگیری پیچیده باشد، کارآمد نیستد. بنابراین لازم است که نظام آموزش سنتی به محدودیت‌های نظام پـردازش اطلاعات انسان و نیز محدودیت‌های ظرفیت پردازش حافظة فعال، توجه کرده و با به­کـارگیری الگوهای طراحی آموزشی متناسب با موقعیت­ها و موضوع‌های آموزشی خاص در صدد ایجاد یادگیری مؤثر باشد (سالاری، امیر تیموری و زارعی زوارکی، 1395). نظریه­های شناختی در مطالعة یادگیری به تبیین فعالیت‌های شناختی، مانند: توجه، ادراک، یادآوری و یادسپاری می­پردازند (گلاور[20] و برونینگ[21]،1990). نظریه بار شناختی یکی از نظریه‌هایی شناختی است که اخیرا پژوهش­های قابل توجهی را در طراحی آموزشی مطالب درسی به خود اختصاص داده است.

نظریه بارشناختی[22] (CLT) در دهۀ1980 توسط جان سوئلر[23] و همکارانش در دانشگاه نیوسوت ولز مطرح شد(کلارک[24]، نگیوین[25] و سویلر، 2006؛ پاس[26]، رنکل[27] و سوئلر، 2003) و آن را می­توان به عنوان نظریه اصول یادگیری و طراحی آموزش بر مبنای فرضیات مربوط به ساختارشناختی انسان تعریف کرد (سوئلر،2004؛ ون مرینبور و آیریس[28]، 2005). ادعای اصلی این نظریه آن است که اثربخشی طراحی آموزشی بدون دانش درباره ساختار شناختی انسان احتمالاً تصادفی می­باشد. به طور ویژه، نظریه بار شناختی این استدلال را مطرح می­کند که بسیاری از تکنیک­های آموزشی سنتی، محدودیت­های ساختار شناختی انسان را به طور دقیق مد نظر قرار نداده­اند، چون آنها به طور غیر ضروری حافظه فعال یادگیرنده؛ یعنی خلاء محوری سیستم شناختی وی را پر می­کنند. بر این اساس، نظریه بارشناختی تلاش می­کند تا دانش مربوط به ساختار و عملکرد سیستم شناختی انسان را با اصول طراحی آموزشی ادغام کند(اشنوتز، فریز و هورتز[29]،2009).

براساس نظریه بار شناختی، انسان‌ها دارای ساختار شناختی­ای هستند که متشکل از ثبت کننده­های حسی، حافظه فعّال[30]و حافظه بلندمدت[31] می­باشد (سوئلر، ون مرینبور و پاس،1998). مسأله اصلی آموزش بر اساس اصول نظریه بار شناختی به این صورت است که در حالیکه حافظه بلند­مدت، ظرفیت نامحدودی دارد، ظرفیت حافظه فعّال از نظر قابلیت ذخیره­سازی و پردازش اطلاعات بسیار محدود است (کوان[32]، 2005؛ پاس، ون­گوگ[33]و سوئلر، 2010). بر این اساس، نظریه بار شناختی این استدلال را مطرح می­کند که چون ظرفیت حافظه فعال محدود است، آموزش باید با این ظرفیت تطبیق داده شود (چندلر[34] و سوئلر، 1991؛ پاس، رینکل و سوئلر،2004؛ سوئلر،1999؛ سوئلر و چندلر،1994). به طور کلی، نظریه بارشناختی بر این مطلب تأکید دارد که وقتی در یک تکلیف یادگیری از ظرفیت حافظه فعال تجاوز می­شود، یادگیری مختل می­گردد (دی جونگ[35]،2010). بنابراین، محیط‌های یادگیری می­توانند بارشناختی را تحت تأثیر قرار دهند و آن را به روش‌های مختلف تغییر دهند و این تغییرات می­توانند اثرات متفاوتی بر درک، تفکر و یادگیری فرد داشته باشند(اشنوتز، فریز و هورتز،2009).

در نظریه بار شناختی، منابع حافظه فعال یا کاری مورد نیاز برای یادگیری یک مطلب خاص به سه نوع بارشناختی طبقه­بندی می­شوند؛ بار شناختی درونزاد[36]، بار شناختی برونزاد[37] و بار مربوط[38] (پاس و همکاران، 2003).

بارشناختی درونی نشأت گرفته از پیچیدگی ذاتی محتوای آموزشی است و سطح دشواری این محتوا برای یادگیری را نشان می­دهد. برای مثال، خواندن و درک مطلب برای خواننده­­های مبتدی؛ بار درونی زیادی به وجود می­آورد. بنابراین یادگیرنده برای تحلیل یک جمله باید هر کلمه و رابطه آن با کلمات دیگر موجود در جمله را تجزیه و تحلیل کند (اشنوتز و کروشنر، 2007). اگر چه عده­ای از متخصصان عقیده دارند که بار درونی ثابت بوده و نمی­توان آن را با طراحی­های آموزشی یا دستکاری‌های آزمایشی تغییر داد(سوئلر و همکاران،1998؛ پاس و همکاران،2003؛ هاسلر[39]، کرستن[40] و سوئلر،2007، نقل از دی جونگ[41]،2010)، اما عده­ای دیگر اعتقاد دارند که با استفاده از برخی تکنیک­های آموزشی مانند، ارائه مواد از ساده به پیچیده(ون مرینبور و همکاران،2003)، روش جداسازی و تحلیل عناصر (پولاک[42] و همکاران، 2002) و روش جزء به کل(گرجتس[43]،2004) می توان بار شناختی درونی را کاهش داد(نقل از دی جونگ[44]،2010).

بارشناختی بیرونی(اضافی) از عناصر و نحوۀ طراحی آموزشی محتوا و ارائه آن به یادگیرنده نشأت می­گیرد. برخلاف بار درونی که با جنبه­های درونی تکلیف یادگیری ایجاد می­شود، بار بیرونی با فرمت آموزش به وجود می­آید(اشنوتز و کروشنر،2007).

بارشناختی مربوط (مطلوب) به تلاش­های ذهنی یادگیرنده برای کسب طرحواره­های ذهنی جدید، یادگیری محتوای آموزشی و خودکارسازی یادگیری خود گفته می­شود (سوئلر وهمکاران، 1998). کلارک و همکاران (2006) به این مطلب اشاره می­کنند که تغییرپذیری محتوایی در مثال‌های عملی و تمرینی (مانند کاربرد مفهوم در بسترهای متفاوت) می­تواند اهمیت بار مربوط(مطلوب) را برای تعمیم و بسط طرح­واره به­دست دهد. مایر(2005) پیشنهاد می کند که پردازش شناختی مربوط را می­توان با درخواست از یادگیرنده­ها برای پرداختن به فعالیت­هایی مانند خود تبیینی مطلب؛ پرورش داد.

بارشناختی درونی، بیرونی و مطلوب با هم، بارشناختی کلی تحمیل شده بر حافظه فعال را به وجود می­آورند. افزایش بارشناختی بیرونی، منابع در دسترس حافظه کوتاه مدت برای مقابله با بارشناختی درونی را کاهش می­دهد و در نتیجه آن بارشناختی مطلوب کاهش می­یابد. کاهش بارشناختی بیرونی، منابع در دسترس بارشناختی درونی را آزاد می­نماید و در نتیجه بارشناختی مطلوب را افزایش می­دهد. وقتی بارشناختی درونی زیاد است کاهش بارشناختی بیرونی مهم است. در غیر این­صورت، ترکیبی از هر دو می­تواند از حداکثر ظرفیت شناختی فراتر رود و در نتیجه از وقوع بار مطلوب جلوگیری ­نماید. از دیدگاه طرح­ریزی آموزشی، در نظر گرفتن ارتباط بارشناختی بیرونی و بارشناختی درونی حائز اهمیت است. چون کاهش بارشناختی بیرونی می­تواند منابع شناختی را برای افزایش بارشناختی مطلوب آزاد سازد (پاس و همکاران، 2003؛ پاس و همکاران، 2010؛ اشنوتز و کرشنر، 2007). در نتیجه طراح آموزشی باید بارشناختی مطلوب را تا حد ممکن افزایش، بار شناختی بیرونی را تا حد ممکن کاهش و بار شناختی درونی را کنترل کند(سوئلر و همکاران،2004). تفاوت نظریه بار شناختی با سایر نظریه­های آموزشی در روش‌هایی است که از آنها استفاده می­شود و در اصطلاح از آنها به عنوان اثرات بار شناختی یاد می­شود. این روش‌ها با هدف کاهش بارشناختی بیرونی و افزایش بارشناختی مطلوب مورد استفاده واقع می­شوند و به این منظور طراحان آموزشی زمان طراحی آموزشی می توانند از آنها استفاده کنند (تکیر[45] و آکسو[46]، 2012). اثرات بارشناختی شامل اثرات مثال حل شده[47] و تکمیل مسئله[48]، اثر تقسیم توجه[49]، اثر مجرای حسی یا عرضیت[50]، اثر معکوس خبرگی[51]، اثر افزونگی یا حشو[52] و اثرحذف راهنمایی[53] می­باشد که برنامه‌ریزان آموزشی می­توانند در هنگام طرح­ریزی یک روش آموزشی آن­ها را در نظر بگیرند (ون مرینبوئر و سوئلر،2005). اثر مثال حل شده تکنیکی است که با جایگزین کردن تمرین­های عملی با مجموعه­ای از مثال‌های حل شده که پس از هر تمرین حل شده مشابهی می­آید بارشناختی بیرونی را کاهش می­دهد. طراحان آموزشی مثال‌های حل شده را در شماری از حیطه­ها از جمله ریاضیات به طور موفقیت­آمیز به کار برده­اند (کلارک، آیریس و سوئلر، 2005). اثر تکمیل مسئله، مسئله­ای است که بخشی از آن حل شده و بخشی دیگر آن باید به وسیله یادگیرندگان تکمیل گردد. از این رو با محدود کردن فضای جستجوی مسئله، توجه یادگیرنده را بر روی حالت­های مسئله و گام­های راه­حلی مربوط به آنها، معطوف می­دارد و در نتیجه بار شناختی بیرونی را کاهش می­دهد. در واقع اثر تکمیل مسئله یک مثال حل شده ناتمام است که در آن یادگیرنده باید برخی مراحل مهم راه­حل را کامل کند(سوئلر، آیریس[54] و کالیوگا[55]، 2011). منبع دیگر بار شناختی اضافی زمانی ایجاد می­شود که طراحی آموزشی تنها از یکی از خرده نظام­های حافظه­کاری یا فعال استفاده کند. همانطور که می­دانیم حافظه کاری ما از حقله‌های دیداری و شنیداری تشکیل شده است. نظریه­پردازان حوزه روانشناسی شناختی معتقدند چنانچه هر دو قسمت این حافظه مورد استفاده قرار بگیرند ظرفیت بیشتری از حافظه ما مورد استفاده قرار خواهد گرفت و رمزگردانی و بازیابی اطلاعات با سهولت بیشتری انجام خواهد گرفت. لذا مواد آموزشی که به شکل ترکیبی، از ارائه­های شنیداری و دیداری استفاده می کنند کارآمدتر از موادی هستند که تنها از یکی از این مجراهای حسی استفاده می­نمایند. در واقع اثر عرضیت که در نظریه بار شناختی مطرح شده است به همین امر اشاره می­کند(لو[56] و سوئلر، 2005؛ سوئلر و همکاران؛ تیندال فورد[57] و همکاران، به نقل از دی جونگ،2010). در برخی از زمان‌ها ارائه تلفیقی مطالب به صورت شکل و متن مانع از بار اضافی می‌شود. زیرا تلفیق ذهنی این مواد بار شناختی اضافه­ای را بر حافظه تحمیل می­کند و از آنجا که بار شناختی اضافی نیاز به تلفیق ذهنی اطلاعات ندارد کاهش می­یابد. برای مثال در ارائه­های چندرسانه ای در کنار نمودارهایی که اجزاء آموزشی را توضیح می­دهند از متن نیز استفاده شود که به آن اثر تقسیم توجه گفته می­شود (دی جونگ،2010). کلارک و همکاران(2005)، اصل تقسیم توجه را به عنوان منبع بار بیرونی تعریف می­کنندکه به وسیله جدایی عناصر آموزشی مرتبطی که باید با یکدیگر پردازش شوند، به وجود می­آید. بر طبق نظر سوئلر و همکاران (2011) تقسیم توجه هنگامی رخ می­دهد که یادگیرندگان مجبورند توجه­شان را بین حداقل دو منبع اطلاعاتی که به طور فضایی یا زمانی جدا شده اند، تقسیم کنند. در برخی از زمان‌ها ارائه مطالب به صورت تلفیقی بر یادگیرنده بار اضافی را تحمیل می­کند که در این شرایط ارائه مطالب به صورت منفرد بیش از تلفیق آنها در کاهش بار اضافی مؤثر است. این حالت دقیقا برعکس اثر تقسیم توجه است. یعنی در برخی زمان‌ها ارائه مطلب به شکل نمودار کافی است و استفاده از متن نه تنها اثر مثبتی ندارد بلکه یکی از منابع ایجاد بار شناختی اضافی است. اثر حشو )افزونگی (به مؤثرتر بودن ارائه­های منفرد نسبت به ارائه­های تلفیقی تحت شرایط خاصی اشاره می­کند. در واقع اثر افزونگی نظریه بارشناختی وقتی رخ می­دهد که اطلاعات اضافی و غیر ضروری به یادگیرنده ارائه می­شود (سوئلر، 2010). اثر افزونگی در هنگام طرح­ریزی آموزشی عامل مهمی است (چندلر و سوئلر، 1991) و به اشکال متفاوت و بسیار، بر یادگیری تأثیرگذار است (کالیوگا، چندلر و سوئلر، 2001؛ سوئلر و چندلر، 1991). اثر معکوس خبرگی وقتی پیش می­آید که یک روش آموزشی در مقایسه با روش آموزشی جایگزین که برای مبتدیان مؤثرتر است با افزایش مهارت، دارای اثر کمتری می­شود. اثر معکوس خبرگی ملاحظات مهمی به همراه اثر حذف راهنمایی دارد. اثر حذف راهنمایی نشان می­دهد که در ابتدا باید مثال‌های حل شده به یادگیرنده ها ارائه شود و سپس تکمیل مسائل و پس از آن تکالیف مساله­ای کامل ارائه گردد(رنکل و اتکینسون[58]، 2003).

مطالعات متعددی نیز درباره اثرات یاد شده صورت گرفته است. اتکینسون، دری[59]، رنکل و ورث هام[60] (2000) گزارش کرده­اند که محققان از سال 1950، یادگیری به وسیله مثال را در بررسی فرایند تشکیل مفهوم به کار برده­اند. بسیاری از پژوهش­ها، رویکردهای مثال‌های حل شده برای یادگیری را با رویکرد حل مسئله مقایسه کرده­اند (به نقل از سوئلر و همکاران 2011). همچنین کوپر[61] و سوئلر (1987، به نقل از تکیر و آکسو، 2012) شرایطی را بررسی نموده­اند که در آن مثال‌های حل شده می­تواند فرایند انتقال را تسهیل کند. در یک مطالعه طولی ژوو[62] و سیمون (1987) نشان دادند که مثال‌های حل شده را می­توان به طور موفقیت آمیز جایگزین سخنرانی و  دیگر فعالیت­های کلاسی ریاضیات سنتی برای یک دوره طولانی نمود. آنها دریافتند که یک دوره ریاضیات که به طور سنتی در سه سال تدریس می­شد، می­توانست در دو سال با عملکرد بهتر با استفاده از استراتژی­های جامع مبتنی بر مثال‌های حل شده به اتمام برسد. همچنین تأثیر­گذاری اثر  مثال‌های حل شده در بسیاری از پژوهش­های دیگر تأیید شده است (جالانی[63] وچی سرن[64]، 2014 و2015 ؛ مک لارن[65]، ونگوگ[66]، گانو[67]، کارابینس[68] و یارن[69]،2016).

پژوهش­های بسیاری وجود دارد(چندلر و سوئلر،1992،1996،ترمیزی[70] و سوئلر،1988)، که اثر تقسیم توجه را درمحدوده­ی وسیعی از موضوعات مانند هندسه، برنامه نویسی، کنترل عددی فیزیک، حساب، آزمون نصب وسایل برقی و آناتومی انسان به اثبات رسانده­اند(لیاهی و همکاران،2003). همچنین نتایج نشان می­دهند که کاهش یا حذف اثر تقسیم توجه می­تواند کاربردهای گسترده‌ای داشته باشد (سوئلر و همکاران،2011). موسوی، لو[71] و سوئلر 1995 اثر مجرای حسی یا عرضیت آموزشی را در حیطه  هندسه  نشان دادند. آنها گزارش کردند که از نتایج منفی اثر تقسیم توجه در حیطه هندسه به وسیله ارائه بیانات در شکل شنیداری نسبت به شکل دیداری می توان اجتناب کرد. اتکینسون، رنل و مریل[72] (2003)، بیان کرده­اند که اثربخشی یادگیری مسأله مثال عملی با استفاده از حذف راهنمایی به عقب؛ منجر به یادگیری بهتر و بارشناختی کمتر می­شوند. نتایج تحقیقات زارع، سرمدی، فردانش، فیضی و محبوبی (1391)؛ زارع(2014)، زارع، ساریخانی و مهربان (1393)؛ سالاری، امیر تیموری و زارعی زوارکی(1395) و تابرز[73] و مارتینس[74] و مرینبوئر(2004)  نیز نشان داد که طراحی آموزش بر اساس اثرات بار شناختی در بهبود عملکرد تحصلی مؤثر است. 

اگر چه مطالعات انجام شده بسیاری در مورد اثرات بارشناختی بر یادگیری وجود دارد، اما شواهد حاکی از آن است که پیامدهای انگیزشی در تحقیقات مبنی بر نظریه­های بار شناختی نادیده گرفته شده است (اشنوتز، فریز و هرز،2009؛ آیریس و پاس،2012). بنابراین هدف یک طرح آموزشی نه تنها کنترل بار شناختی، بلکه تحریک یادگیرنده­ها به استفاده از ظرفیت شناختی موجودشان برای یادگیری بهتر است (پاس،توونین[75]، ون مرینبوئر و دارابی[76]،2005). اگر چه بر اساس نظریه بار شناختی، بار بیرونی باید در محیط­های یادگیری کاهش یابد امّا بار بیرونی باید فقط تا جایی کاهش داده شود که این کاهش، انگیزه یادگیرنده را به دلیل طرح آموزشی خسته کننده و بی­انگیزه کننده از بین نبرد (اشنوتز، فریز و هورتز، 2009). انگیزه یادگیرنده­ها باعث می­شود تا آنها تلاش شناختی بیشتری را صرف ایجاد طرح­واره­ها و خودکارسازی و در نتیجه بهبود عملکرد شناختی­شان در مورد تکلیف نمایند (کالیوگا، 2011، پاس و همکاران، 2005، اشنوتز و کرشنر، 2007). بدون این انگیزه، یک طرح آموزشی که صرفاً هدف آن کنترل بارشناختی است، در فرصت دادن به یادگیرنده­ها برای اعمال تلاش شناختی ضروری، ناکافی باقی می‌ماند (پاس و همکاران، 2005؛ اشنوتز، 2010؛ ون­مرینبوئر و سویلر، 2005).

برطبق بررسی روئتس[77]، ون­هایل[78] و کروگلانسکی[79] ( به نقل از کولدز، استیم، اسمئیل و هاشیم[80]، 2014)؛ تأثیر متقابل بین ظرفیت شناختی و انگیزش به دو دسته شرایط وابسته است: (الف) آیا ظرفیت شناختی برای پردازش آگاهانه اطلاعات بیشتر کافی است یا خیر و (ب) آیا یادگیرنده احساس نیاز یا تمایل به استفاده از ظرفیت شناختی کافی برای انجام یک تکلیف شناختی به نحوه خوبی دارد یا خیر. انگیزه برای صرف تلاش شناختی با (الف) مقدار مشهود نتیجه بالقوه انجام تکلیف و (ب) احتمال مشهود دستیابی به نتیجه مطلوب در صورت افزایش تلاش برای انجام تکلیف، تعیین می­شود (برهم[81] و سلف[82] ، به نقل از کولدز و همکاران،2014). اگر مقدار مشهود نسبتاً کم باشد؛ احتمالاً انگیزه شکننده خواهد بود و به آسانی با استرس­زاهای موقعیتی مانند اختلال و فشار زمانی توزیع می­شوند. استرس­زاها، باری بر ظرفیت شناختی تحمیل می­کنند و مانع عملکرد می­شوند در نتیجه منجر به کاهش­های انگیزشی در صرف تلاش شناختی می­گیرند و اگر احتمال مشهود زیاد باشد، تأثیر بالقوه افزایش تلاش شناختی صرف شده به دلیل قرار گرفتن به مدت طولانی در معرض استرس­زاهای آزاردهنده، محدود می­شود (روئتس[83] و ون­هایل[84]، 2011)

روش

روش پژوهش حاضر از لحاظ هدف جزء پژوهش­های کاربردی و از لحاظ اجرا جزء پژوهش­های شبه آزمایشی با طرح دو گروهی ناهمسان با پیش‌آزمون و پس‌آزمون می­باشد.

جامعه آماری پژوهش،  شامل کلیه دانش­آموزان دختر پایه ششم ابتدایی مدارس عادی نواحی سه گانه آموزش و پرورش شهر کرمانشاه در سال تحصیلی 95/1394 بودند. برای انتخاب نمونه از روش نمونه­گیری در دسترس استفاده گردید. بدین ترتیب که با مراجعه به یکی از مدارس دخترانه شهر کرمانشاه، ابتدا دو کلاس انتخاب گردید و سپس یکی ازکلاس­ها جهت اجرای عمل آزمایشی و کلاس دیگر به عنوان گروه کنترل در نظر گرفته شد. تعداد افراد دو کلاس مجموعا 58 نفر بودند که 30 نفر در گروه آزمایش و 28 نفر در گروه کنترل بودند.

شیوه انجام پژوهش

در مرحله اول با مطالعه دقیق مبانی نظری و تجربی نظریه بار شناختی، طراحی آموزشی برای دو فصل درس علوم تجربی پایه ششم(سفر انرژی و خیلی بزرگ، خیلی کوچک) با توجه به اثرات بار شناختی بیرونی(اثر مثال حل شده، اثرتکمیل مسئله، اثر تقسیم توجه، اثر عرضیت و اثر افزونگی) و در نظر گرفتن روشهای مدیریت بار درونی(تکنیک ساده به پیچیده ارائه محتوا) برای اجرا در گروه آزمایش انجام شد. پس از آماده شدن طرح درس­ها، آموزش­های لازم در مورد به کارگیری این طرح درس­ها به معلم کلاس آزمایش داده شد. قبل از اعمال مداخله در گروه آزمایش، آزمون پیشرفت درسی  و انگیزش به یادگیری علوم برای پیش‌آزمون در دو کلاس آزمایش و کنترل مورد استفاده قرار گرفت. پس از مرحله پیش‌آزمون، آموزش مبتنی بر اثرات بارشناختی در گروه آزمایش بر اساس طرح درس­ها شروع شد. در طراحی طرح درس­ها برای هر درس، اهداف برنامه درسی علوم ششم و اثرات بار شناختی در نظر گرفته شد. اثرات مورد استفاده در طرح درس طراحی شده برای دانش­آموزان عبارت بودند از: 1) اثر مثال حل شده(کاری) 2) اثر تکمیل مسئله ؛ 3) اثر تقسیم توجه ؛ 4) اثر افزونگی 5) اثر عرضیت. طرح درس­ها، توسط دو معلم علوم تجربی از لحاظ محتوا، مناسب بودن زبان، سطح پایه دانش­آموزان و اثرات بار شناختی قبل از اجرا بررسی شدند و با توجه به پیشنهادهای آنها اصلاحات لازم روی آنها صورت گرفت. به طور کلی تمام فعالیت‌ها در گروه آزمایش با استفاده از اصول CLT و اثرات آن آماده شدند و الگوی ارائه شده توسط تکیر و آکسو (2012) مبنای شیوه اجرا در این پژوهش بود. بر طبق نظریه بارشناختی، اولین گام آموزش، تعیین دانش قبلی دانش‌آموزان است. در آغاز هر درس، معلم سؤالاتی از دانش­آموزان می­پرسد و یا مروری در مورد موضوع، به منظور به روز کردن حافظه دانش­آموزان و فعال کردن دانش قبلی آنها انجام می­دهد. بعد از تکرار برخی از پیش نیازهای یادگیری، معلم هر موضوع را با توجه به طرح درس آماده شده ارائه می­دهد. نقطه شروع در هر درس ارائه مثال‌های کاری(حل شده) بود. معلم هر موضوع را با مثال‌های کار شده به طور شفاهی (اثر عرضیت یا مجرای حسی) توضیح می­داد و پس از آن یک تمرین عملی مشابه به دانش‌آموزان برای ارضای ساختار طرحواره ارائه می­شد. معلم زمان کافی برای تکمیل مسئله به دانش‌آموزان می­داد و معمولاً کلاس را به منظور کمک به دانش­آموزان وارسی و مشاهد می­کرد. برای برخی موضوعات به جای ارائه تمرینات عملی بعد از مثال‌های حل شده از مثال‌های کامل کردنی استفاد می­شد. این کار، باعث رضایت دانش­آموزان در انتقال از مثال‌های کاری به تمرینات عملی می­شد. به عبارت دیگر، در آغاز هر درس، معلم مثال‌های کاری را به طور شفاهی توضیح می­داد، سپس به دانش‌آموزان زمان کافی برای تکمیل مراحل از قلم افتاده از مثال‌های کامل کردنی می­داد و نهایتاً تمرینات عملی به آنها محول می­شد. استفاده از مثال‌های کاری، مثال‌های تکمیلی و تمرینات عملی، به حذف وارونه اثرات بارشناختی مرتبط می شود که به انطباق فرایند یادگیری تدریجی اجازه می­دهد. در همه موضوعات، برای در نظر گرفتن اثر تقسیم توجه، معلم چیزی بر روی تخته نمی­نوشت. به علاوه با تهیه جزوه درسی که شامل خلاصه­ایی از محتوای درس بود، مانع از یاداشت­برداری دانش­آموزان در کلاس درس به منظور در نظر گرفتن اثر تقسیم توجه می­شد. افزونگی در آموزش عبارت است از توضیح و بیان بیشتر محتوا که برای فهم مفاهیم مورد نیاز است. در شروع ارائه هر موضوعی از علوم، از ارائه هر تصویر، توضیح و فعالیت کلاسی اضافی، برای در نظر گرفتن اثر افزونگی پرهیز می­شد. به همین دلیل، اطلاعات به دانش‌آموزان به یک شیوه ارائه می­شد. به عبارت دیگر، معلم محتوا را فقط به صورت شنیداری ارائه می­داد. بعد از این که دانش­آموزان تجربه مرتبط با موضوع را بدست می­آوردند- از آنجا که دیگر مثال‌های کاری و مثال‌های کامل برای یادگیری مضرند- به همین دلیل، تمرینات کامل یا کار گروهی و یا فعالیت‌های کلاسی به دانش­آموزان محول می­شد. این رویه برای ارائه کل موضوعات درس علوم در نظر گرفته شد. درکلاس دیگر یعنی گروه کنترل، واحد درسی مربوط به درس علوم بر اساس روش آموزش معمول تدریس شد. پس از پایان دوره آموزش که یک دوره شش هفته­ای بود به اجرای پس‌آزمون (فرم موازی آزمون پیشرفت تحصیلی درس علوم تجربی و پرسشنامه انگیزش به یادگیری) پرداخته شد. لازم به ذکر است که پرسشنامه بار شناختی در پایان هر جلسه تدریس در گروه آزمایش و کنترل اجرا شد.

ابزارهای گردآوری داده­ها

الف)آزمون پیشرفت تحصیلی درس علوم

به منظور سنجش میزان پیشرفت تحصیلی دانش­آموزان با همکاری معلم نمونه مورد مطالعه، دو آزمون موازی محقق ساخته از درس علوم تجربی بر اساس جدول مشخصات هدف-محتوا تهیه و تنظیم گردید. سؤال­های پرسشنامه مذکور با توجه به سطوح مختلف حیطه شناختی بلوم طراحی و تدوین گردید که شامل 20 سؤال چهار گزینه­ای برای هر پرسشنامه بود. به منظور روایی محتوایی آزمون پیشرفت تحصیلی گفته می­شود آزمونی رواست که سؤال­های آن نمونه کاملی از هدف­ها و محتوا باشد. از آنجا که در این پژوهش آزمون پیشرفت تحصیلی درس علوم با توجه جدول مشخصات هدف- محتوا تدوین گردید، بنابراین آزمون مذکور از روایی محتوایی لازم برخوردار بود. علاوه بر این، روایی محتوایی ابزار نیز توسط دو تن از معلمان درس علوم تجربی مورد تأیید قرار گرفت. به منظور پایایی آزمون، نمرات 20 نفر از آزمودنی ها بر اساس روش آلفای کرونباخ محاسبه گردید و عدد  67/0 به دست آمد.

ب) پرسشنامه انگیزش به یادگیری علوم

این پرسشنامه توسط توان و همکاران(2006) طراحی شده است و دارای 35 آیتم می­باشد و هر آیتم بر اساس یک مقیاس لیکرت 5 درجه‌ای («کاملاًمخالفم»، «مخالفم»، «نظری ندارم»، «موافقم»، «کاملاً موافقم»). پاسخ داده می‌شود. این گزینه ها به ترتیب نمره 1،2،3،4 و5 می گیرند. آیتم­هایی که به صورت منفی می­باشند بر عکس نمره­گذاری می‌شوند. ضریب پایایی همسانی درونی این مقیاس از طریق آلفای کرونباخ محاسبه و عدد 89/0 بدست آمده است (توان و همکاران،2005). قبل از اجرای تحقیق، جهت اطمینان از پایایی و اعتبار پرسشنامه انگیزش به یادگیری علوم به صورت آزمایشی روی یک کلاس 25 نفری از دانش­آموزان پایه ششم که شرایطی مشابه با آزمودنی­های این پژوهش داشته­اند، اجرا شد و عدد 93/0 بدست آمد.

ج- پرسشنامه بار شناختی

مقیاس درجه‌بندی ذهنی تک آیتمی 9 درجه‌ای از 1 (تلاش ذهنی بسیار کم) تا 9 (تلاش ذهنی بسیار زیاد). که به وسیله پاس و ون­مرینبوئر (1993) ارائه شده است برای اندازه­گیری بارشناختی ادراک شده دانش­آموزان مورد استفاده قرار گرفت. در مطالعه پاس(1992)و پاس و مرینبوئر (1994)میزان آلفای کرانباخ مقیاس اندازه­گیری بار شناختی به ترتیب 90/0و 82/0 گزارش شده است. در پژوهش محبوبی، زارع، سرمدی، فردانش و فیضی (1391) همسانی درونی مقیاس بار شناختی از طریق آلفای کرانباخ 86/0 و اعتبار بازآزمایی 86/0 گزارش شده است. در پژوهش حاضر  اعتبار این پرسشنامه با استفاده از آلفای کرونباخ 89/0 به دست آمد.

به منظور تجزیه و تحلیل داده­های پژوهش از شاخص­های آمارتوصیفی(فراوانی، میانگین، انحراف معیار) و جهت بررسی فرضیه­ها از آزمون تحلیل کوواریانس یک راهه (ANCOVA) استفاده شد. 

نتایج

جدول شماره 1: نتایج توصیفی آزمون  پیشرفت تحصیلی، بار شناختی ادراک شده و انگیزش دانش­آموزان به یادگیری درس علوم در دو گروه آزمایش و کنترل در پیش‌آزمون- پس‌آزمون

Table1

Descriptive Statistics of the Academic Achievement Test, Perceived Cognitive Load and Students’ Motivation towards Science Learning in two Experimental and Control Groups in the Pretest – Posttest

متغیرها

variables

گروه

Groups

پیش‌آزمون

پس‌آزمون

 

 

 

 

M

SD

M

SD

پیشرفت درسی

academic achievement

آزمایش

Experiment

9.03

2.77

14.30

3.08

کنترل

Control

8.57

2.06

10.96

2.82

بار شناختی

Perceived cognitive load

آزمایش

Experiment

-

-

3.63

1.159

کنترل

Control

-

-

5.17

1.188

انگیزش دانش‌آموزان به یادگیری علوم

students’ motivation towards Science learning

آزمایش

Experiment

125.37

7.39

136.36

8.33

کنترل

Control

121/.64

8.45

121.85

9.67

جدول شماره 1 میانگین و انحراف معیار پیشرفت درسی، میزان بار شناختی و انگیزش به یادگیری درس علوم را در دو گروه آزمایش و کنترل براساس نمرات پیش‌آزمون و پس‌آزمون نشان می­دهد. میانگین گروه آزمایش و کنترل در پیش‌آزمون پیشرفت درسی به ترتیب (03/9) و (57/8) و انحراف استاندارد (77/2) و (06/3) بوده است. اما میانگین پیشرفت درسی دو گروه آزمایش و کنترل در پس‌آزمون به ترتیب (30/14) و (96/10) و انحراف معیار (08/3) و (82/2) بوده است. همچنین میانگین گروه آزمایش و کنترل در پیش‌آزمون انگیزش دانش‌آموزان به یادگیری علوم به ترتیب (37/125) و (64/121) و انحراف استاندارد (39/7) و (45/8) بوده است. اما میانگین انگیزش به یادگیری علوم دو گروه آزمایش و کنترل در پس‌آزمون به ترتیب (36/136) و (85/121) و انحراف معیار (33/8) و (67/9) بوده است. همچنین میانگین و انحراف معیار متغیر بار شناختی در گروه آزمایش (63/3) و (159/1) و در گروه کنترل (117/5) و (188/1) بود. نکته قابل ذکر آن است که نمره بار شناختی حاصل میانگین نمرات اجرای پرسشنامه بار شناختی در پایان تمام جلسات درس علوم در گروه آزمایش و کنترل است. نمره بار شناختی 1 تا 4 نشان دهنده بار شناختی کم، و نمره 5 تا 9 نشانگر بار شناختی بالاست (پاس و ون مرینبور، 1993، به نقل از تکیر و آکسو، 2012). با توجه به محدوده بار شناختی، 10 دانش‌آموز در گروه آزمایش و 20 نفر در گروه کنترل در محدوده بار شناختی بالا بودند. در مقابل 20 نفر از دانش‌آموزان در گروه آزمایش و 8 نفر در گروه کنترل  در محدوده بار شناختی کم بودند. بنابراین تعداد دانش‌آموزان گروه کنترل که بار شناختی بیشتری را تجربه کردند بیشتر از تعداد دانش‌آموزان گروه آزمایش بود.

فرضیه شماره 1: برنامه آموزش مبتنی بر اثرات بار شناختی بر پیشرفت درسی در درس علوم‌تجربی تأثیر دارد. برای تحلیل داده­های مربوط به این فرضیه از تحلیل کوواریانس ((ANCOVA، استفاده شد. البته رعایت شرط همگنی شیب های رگریسیون و برابری واریانس­ها لازم می­باشد که نتایج آن در جدول شماره 2 و 3 گزارش شده است.

جدول شماره 2: نتایج تحلیل کواریانس یک راهه برای بررسی همگنی شیب های رگرسیون در پس‌آزمون پیشرفت درسی علوم در دو گروه آزمایش و کنترل

Table 2

Results of One-way Covariance Analysis to Study the Homogeneity of Regression Slopes in the Academic Achievement Pre- test in both Control and Experimental Groups

منبع تغییرات

Source

مجموعمجذورات

SS

درجه آزادی

Df

میانگین مجذورات

MS

آماره

F

سطح معنی داری

sig

گروه

Group

14.698

1

14.698

2.381

.129

پیش‌آزمون پیشرفت تحصیلی

 PreTest

148.204

1

148.204

24.004

.000

گروه × پیش‌آزمون

  Group * Pre Test

.905

1

.905

.147

.703

خطا Error 

333.399

54

6.174

   

کل Total

9992.000

58

     

همانطور که در جدول شماره 2 مشاهده می­شود تعامل بین گروه و پیش‌آزمون پیشرفت درسی معنی‌دار نیست. به‌عبارت دیگر داده­ها از فرضیه همگنی شیب‌های رگرسیون پشتیبانی می‌کند(703/0=p و 147/0=F).

 

جدول شماره 3: نتایج تحلیل کواریانس یک راهه(ANCOVA) برای بررسی تفاوت پس‌آزمون پیشرفت درسی در دو گروه آزمایش و کنترل

Table 3

The Result ANCOVA Analysis for the Differences in the Post-test Mean Scores between the Experimental and Control Groups in the Academic Achievement Test

منبع تغییرات

Source

مجموعمجذورات

SS

درجه آزادی

Df

میانگین مجذورات

MS

آماره

F

سطح معنی داری

sig

پیش‌آزمون پیشرفت تحصیلی

 Pre Test

156.960

1

156.960

25.823

.000

گروه

 Group

130.966

1

130.966

21.547

.000

خطا

  Error 

334.304

56

6.078

   

کل

  Total

9992.000

58

     

همانطور که در جدول شماره 3 مشاهده می­شود پس از تعدیل نمرات پیش‌آزمون پیشرفت درسی بین اثر دو گروه دانش­آموزان گروه آزمایش(الگوی آموزش مبتنی بر نظریه بار شناختی) و گروه کنترل(روش تدریس سنتی) تفاوت معنی دار وجود دارد (001/0=p و 547/21= (55 و 1)F. بنابراین فرض صفر رد و فرضیه محقق پذیرفته می شود به این معنی که میانگین نمرات پس‌آزمون پیشرفت درسی علوم به طور معنی داری در گروه آزمایش بیشتر از گروه کنترل است.

فرضیه شماره 2: طراحی آموزشی مبتنی بر اثرات بارشناختی موجب افزایش انگیزش دانش‌آموزان به یادگیری درس علوم می‌شود. برای تحلیل داده‌های مربوط به این فرضیه، از تحلیل کوواریانس (ANCONA) استفاده شد. البته رعایت شرط همگنی شیب‌های رگرسیون لازم می‌باشد که نتایج آن در جدول شماره 4 گزارش شده است.

جدول 4: نتایج تحلیل کواریانس یک راهه برای بررسی همگنی شیب‌های رگرسیون در پس‌آزمون انگیزش به یادگیری درس علوم در دو گروه آزمایش و کنترل

Table 4

Results of One-way Covariance Analysis to Study the Homogeneity of Regression Slopes in the Post-test the Students’ Motivation towards Science Learning in both Control and Experimental Groups

منبع تغییرات

Source

مجموعمجذورات

SS

درجه آزادی

Df

میانگین مجذورات

MS

آماره

F

سطح معنی داری

sig

گروه

 Group

.011

1

.011

.000

.988

پیش‌آزمون انگیزش

 Pre Test

2054.241

1

2054.241

44.601

.000

گروه × پیش‌آزمون

  Groups * Pre Test

7.183

1

7.183

.156

.694

خطا

  Error 

2487.160

54

46.059

   

کل

  Total

978197.000

58

     

همانطور که در جدول شماره 4 مشاهده می‌شود تعامل بین گروه و پیش‌آزمون انگیزش به یادگیری درس علوم معنی‌دار نیست. به عبارت دیگر داده‌ها از فرضیه همگنی شیبهای رگرسیون پشتیبانی می‌کند (694/0=p و 156/0=F).

جدول شماره 5: نتایج تحلیل کواریانس یک راهه(ANCOVA) برای بررسی تفاوت پس‌آزمون انگیزش دانش‌آموزان به یادگیری علوم در دو گروه آزمایش و کنترل

Table 5

Result of ANCOVA Analysis for the Differences in Post-test Mean scores between Experimental and Control Groups in the Students’ Motivation towards Science Learning Test

منبع تغییرات

Source

مجموعمجذورات

SS

درجه آزادی

Df

میانگین مجذورات

MS

آماره

F

سطح معنی داری

sig

پیش‌آزمون پیشرفت تحصیلی

 Pre Test

2050.052

1

2050.052

45.203

.000

گروه

 Group

1864.468

1

1864.468

41.111

.000

خطا

  Error 

2494.343

55

45.352

   

کل

  Total

978197.000

58

     

همانطور که در جدول شماره 5 مشاهده می شود پس از تعدیل نمرات پیش‌آزمون انگیزش دانش‌آموزان به یادگیری درس علوم بین اثر دو گروه دانش­آموزان گروه آزمایش و کنترل تفاوت معنی­دار وجود دارد (001/0=p  و 111/41= (55 و1)F). بنابراین فرض صفر مبنی بر عدم تفاوت بین دو گروه رد می­شود. به این معنی که میانگین نمرات پس‌آزمون انگیزش به یادگیری علوم به طور معنی داری در گروه آزمایش(الگوی آموزش مبتنی بر نظریه بار شناختی ) بیشتر از گروه کنترل(روش سنتی) است.

فرضیه شماره 3: برنامه آموزش مبتنی بر اثرات بار شناختی بر کاهش بار شناختی ادراک شده دانش­آموزان تأثیر دارد.

از آنجا که متغیر بار شناختی فاقد پیش‌آزمون بود که به عنوان متغیر کمکی وارد تحلیل کنیم، بنابراین برای تحلیل آماری داده­های مربوط به این فرضیه از آزمون تی گروههای مستقل استفاده شد که نتایج آن در جدول زیر آمده است.

 

جدول 6 نتایج آزمون لوین برای برابری واریانس­های خطا

Table 6

Levene’s Test of Equality of Error Variances.

متغیر

variable

مقدار

F

درجه آزادی

Df

سطح معنی داری

sig

بار شناختی

1.851

56

.179

همانطور که جدول شماره 6 نشان می­دهد آزمون لوین برای متغیر بار شناختی معنی دار نیست.  

 

 

جدول شماره 7- نتایج آزمون t گروه‌های مستقل برای مقایسه میزان بارشناختی ادراک شده در دو گروه آزمایش و کنترل

Table 7

Results of the Independent Samples t-test on the Cognitive Load of groups

گروه

group

تعداد

N

میانگین

Mean

انحراف معیار

SD

تی محاسبه شده

t

درجه آزادی

DF

سطح معناداری

Sig

آزمایش experimental

30

3.6333

1.15917

5.013

56

.001

کنترل

control

28

5.1786

1.18801

جدول شماره 7 نتایج آزمون تی گروهای مستقل را در میزان بارشناختی ادراک شده در دو گروه آزمایش و کنترل نشان می دهد که بیانگر آن است که بین میانگین نمرات بارشناختی ادراک شده دانش‌آموزان در گروه کنترل(M=5.17, SD=1.188)  و گروه آزمایش(M=3.63, SD=1.159) تفاوت معناداری وجود دارد (t(56)=10.339, p<0.01.). این یافته بدان معناست که میزان بارشناختی ادراک شده دانش­آموزان آموزش دیده بر اساس اصول و اثرات بارشناختی در مقایسه با گروه آموزش دیده به شیوه معمول کمتر بوده است.

بحث و نتیجه گیری

      پژوهش حاضر با هدف بررسی اثربخشی طراحی آموزشی مبتنی اثرات بارشناختی بر پیشرفت درسی، بار شناختی ادراک شده و انگیزش دانش­آموزان به یادگیری درس علوم پایه ششم ابتدایی انجام شد.

     براساس فرضیه اول این مطالعه نتایج نشان داد که دانش­آموزان گروه آزمایش به نسبت گروه کنترل، عملکرد بالاتری در درس علوم داشتند و بارشناختی ادراک شده پایین­تری گزارش کردند. نتایج این فرضیه با پژوهش­های، تکیر و آکسو (2012)، جالانی وچی سرن (2014 و2015)؛ مک لارن، ونگوگ، گانو، کارابینس و یارن (2016)؛ اشنوتز، کرشنر (2007)؛ سوئلر و همکاران (1990). موسوی، لو و سوئلر (1995)؛ تابرز و مارتینس و مرینبوئر (2004)؛ سوئلر ، 2010، اتکینسون، دری، رنکل و ورث هام (2000)؛ سوئلر و همکاران (2011)، اشنوتز و کرشنر (2007)؛ پاس وون مرینبوئر (1994)؛ پاس (1992)؛ تووینین وسویلر (1999)؛ کوپر و سوئلر (1987)؛ کلارک و همکاران (2005)؛ کالیوگا و همکاران (2001)؛ موسی رمضانی و همکاران (1392)؛ زارع (1395)؛ زارع، سرمدی، فردانش، فیضی و محبوبی (1391)؛ زارع (2014)، زارع، ساریخانی و مهربان (1393)؛ سالاری، امیر تیموری و زارعی زوارکی (1395) و تابرز و مارتینس و مرینبوئر (2004) هماهنگی و همخوانی دارد.

در تبیین این یافته­ها می­توان گفت که فرض اصلی نظریه بارشناختی طراحی آموزشی مبتنی بر ویژگی­های ساختار شناختی انسان است. این مطلب نشان دهنده آن است که آموزش باید محدودیت­های حافظه فعال را در نظر بگیرد و بر ضرورت این مطلب تأکید ­کند که تکنیک­های آموزشی باید در راستای اصول عملی اصلی سیستم شناختی انسان طرح­ریزی شوند (پاس و همکاران، 2010؛ سوئلر و همکاران، 2011). بسیاری از تکنیک­های آموزشی سنتّی، محدودیت­های ساختار شناختی انسان را به طور دقیق و درست مورد توجه قرار نمی­دهند. بنابراین آموزش مبتنی بر اثرات بار شناختی نتایج یادگیری را افزایش و بارشناختی ادراکی را به حداقل می­رساند. از آنجا که در این پژوهش روش تدریس با ظرفیت شناختی یادگیرندگان بهینه شده بود، در گروه آزمایش فعالیت­های آموزشی موجب عملکرد و یادگیری بهتر شد. به عنوان مثال استفاده از مثال‌های کاری تأثیرگذاری اثبات شده دارند؛ از آنجا که مثال‌ها با تمرین جایگزین می­شوند، نتایج یادگیری مشابهی را در زمان کمتر و با تلاش کمتر یادگیرنده ارائه می­دهند(پاس، 1992؛ پاس و ون مرینبوئر،1994؛سویلر وکوپر، 1985به نقل از تکیر و آکسو ،2012). همچنین مثال‌های کامل کردنی برای یادگیرندگان ضعیف و قوی دارای نتایج متفاوتی است. در یادگیرندگان ضعیف، بکارگیری تعدادی مثال کارشده بار شناختی را کاهش می­دهند و پردازش عمیقی را که برای تکمیل عناصر باقی مانده ضروری است ایجاد می‌کنند (کلارک و همکاران 2005). درمقابل، شرکت کنندگانی که موفقیّت تحصیلی متوسط یا زیاد داشتند، مثال‌های کامل کردنی را اضافی می‌دانند. همانطورکه قبلاً کلارک و همکاران (2005) توضیح داده­اند، این امر بدان دلیل است که یادگیرنده طرح واره‌ای اصلی برای مهارت یا مفاهیم­ها کسب کرده است. به کارگیری این طرح واره برای مسائل به آنها کمک می­کند تا بهتر یاد بگیرند تا اینکه تلاش اضافی صرف مطالعۀ مثال‌های بیشتر کنند. کالیوگا و همکاران (2001) نشان دادند که مثال‌های کارشده و مثال‌های کامل کردنی منجر به یادگیری مؤثرتر در طی مراحل اولیه یادگیری می­شوند. وقتی که یادگیرنده­ها تجربه کسب می­کنند، در همۀ دروس، مؤثرتر وکارآمدتر می­گردند. بنابراین، در هنگام طراحی برنامۀ آموزشی در مثال‌های کار شده، مثال‌های کامل کردنی و مسائل باید سطوح متفاوتی از تجربه یادگیرنده در نظرگرفته شود. در طراحی آموزش بر اساس اثرات بارشناختی، دستورالعمل­هایی به کار گرفته شد تا شیوه­های آموزشی، کارکرد بهتری برای دانش­آموزان سطوح معلومات پایین و سطوح معلومات بالا داشته باشد و به میزان خبرگی دانش­آموزان شیوه­های آموزشی تغییر یافت.

همچنین نتایج تحلیل کوواریانس انگیزش به یادگیری علوم نشان داد که بین گروه آزمایش (اثرات بار شناختی) و گروه گواه(روش کنترل) تفاوت معناداری وجود دارد(001/0p≤). به عبارت دیگر یادگیری مبتنی بر اثرات بارشناختی در مقایسه با روش سنتی انگیزش دانش­آموزان به درس علوم را به طور معناداری بهبود می­بخشد. یافته‌های این فرضیه به طور کلی، نتایج بررسی‌های قبلی را مورد تأیید قرار می­دهد و با نتایج پژوهش‌های سنگو[85]، هاراکی- ویکز[86]و هولیمن[87]( 2011) و وال مایر[88] و راینبرگ[89] (2000)  مطابقت و همخوانی دارد. 

در تبیین این یافته می­توان گفت هر چه یک تکلیف شناختی چالش برانگیزتر و قابل کنترل تر تلقی شود، پافشاری را بیشتر افزایش داده و موجب تلاش بیشتری برای انجام تکلیف می­شود. یادگیرندگانی که فعالیت­های آموزشی برای آنها انگیزش بخش بود آماده صرف تلاش ذهنی بیشتری بودند در مقایسه با یادگیرندگانیکه فعالیت­های آموزشی برای آنها انگیزش بخش نبود. پژوهش وال مایر و راینبرگ (2000) نیز نشان داد هر چه انگیزه یادگیرنده بالاتر باشد، یادگیرنده تمایل بیشتری برای صرف پافشاری در یادگیری دارد. بنابراین بار مطلوب نه تنها تابعی از کیفیت آموزش است بلکه تحت تأثیر جنبه­ای از خود تنطیمی یادگیرنده نیز می­باشد(وین و هادوین[90]،1998). طراحی محیط­های آموزشی مبتنی بر اثرات بار شناختی که بر اساس یادگیری فعال بهینه شده است باعث می­شود دانش­آموزان ارزش یادگیری را درک کرده و با اعتماد به  توانایی­های خود به این نتیجه برسند که با تلاش قابل قبول یاد بگیرند و پیشرفت کنند.

با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش، پیشنهاد می­شود معلمان و دست­اندرکاران درباره اصول پایه و اساسی نظریه بارشناختی آموزش ببینند تا بتوانند این اصول را با توجه به ظرفیت محدود حافظه فعال دانش­آموزان و با توجه به جنبه­های انگیزشی محیط یادگیری، در آموزش و برنامه­ریزی درس­ها آن را به کار گیرند.



1. Third International Mathematics and Science Study (TIMSS)

2. Third Trends International Mathematics and Science Study – Repeat (TIMSSR)

3. International Association for the Evaluation of Educational Achievement (IEA)

4. Akbas

5. Kan

6. Lie

1. Wiley

2. Darling Hammond

3. Redman

4. Glynn

5. Taasoobshirazi

6. Brickman

7. Tella

8. Tuan

9. Chin

10. shieh

11. Lee

12. Erb

1. Boyle

2. Glover

3. Bruning

4. Cognitive Load Theory

5. Sweller

6. Clark

7. Nguyen

8. Pass

9. Renkel

10. Ayres

1. Schnotz, Fries2 & Horz

2. Working Memory

3. long-term memory

4. Cowan

5. Vangog

6. Chandler

7. Jong

8. Intrinsic

9. Extraneous

10. Germane

11. Hasler

1. Kersten

2. De Jong

3. Pollock

4. Gerjets

5. De Jong

1. Takir

2. Aksu

3. Worked Example Effect

4. Completion Problem Effect

5. Attention Split Effect

6. Modality Effect

7. Expertise reversal effect

8. Redundancy effect

9. Guidance fading effect

10. Ayres

11. Kalyuga

12. Low

13. Tindall-Ford

1. Atkinson

2. Derry

3. Wortham

4. Cooper

5. Zhu

1. Chee Sern

2. Jalani

3. McLaren

4. Van Gog

5. Ganoe

6. Karabinos

7. Yaron

8. Tarmizi

9. Low

10. Merrill

11. Tabbers

12. Martens

13. Tuovinen

14. Darabi

1. Roets

2. Van Hiel

3. Kruglanski

4. Kuldas, Satyen, Ismail, Hashim

5. Brehm

6. Self

7. Brehm

8. Self

1. Senko

2. Harackie -Wicz

3. Huleman

4. Vollmeyer

5. Rheinberg

1. Winne & Hadwin

حاج حسینی، منصوره و اخوانت‌فتی، مهناز (1386). بررسی رابطه کاربرد راهبردهای یادگیری با پشرفت تحصیلی در رشته ریاضی- فیزیک، علوم تجربی و علوم انسانی. پژوهش‌های تربیتی و روان شناختی دانشگاه اصفهان، (3)8، 90-73.

زارع، حسین؛ سرمدی، محمدرضا؛ فردانش، هاشم؛ فیضی، آوات و محبوبی، طاهر (1391). اثربخشی رعایت اصول طراحی آموزشی (14 اصل چندرسانه‌ای ون مرینبور و کستر) بر  یادگیری و یادداری در محیط های یادگیری چندرسانه‌ای. مجله مدیریت و برنامه‌ریزی در نظام‌های آموزشی.  شماره 8 ، 27- 9.

زارع، محمد (1393). بررسی بار شناختی بیرونی آموزش به شیوه چندرسانه­ای مبتنی بر الگوی طراحی آموزشی مریل. پایان­نامه کارشناسی‌ارشد؛ دانشگاه علامه طباطبائی تهران

زارع، محمد؛ ساریخانی، راحله و مهربان، جواد (1393). بررسی تأثیر استفاده از چند رسانه ای آموزشی طراحی شده بر اساس اصول بارشناختی بر میزان یادگیری و یادداری در درس زیست شناسی. فصلنامه روانشناسی تحلیلی شناختی. 6(22)، 68-61.

سالاری، مصطفی؛ امیرتموری، محمدحسن و زارعی‌زوارکی، اسماعیل (1395). تأثیر الگوی طراحی آموزشی چهار مؤلفه­ای بر میزان بار شناختی بیرونی و مهارت حل مسأله در درس فیزیک. مجله اندیشه‌های نوین تربیتی. 12(1)، 142-117

سرمدی، محمدرضا؛ صیف، محمدحسن؛ طالبی، سعید و عابدی، صمد (1389). بررسی عوامل همبسته با پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان سوم راهنمایی بر اساس نتایج آزمون TIMSS-R و ارائه الگوی تحلیل مسیر برای بررسی تأثیر هر یک از عوامل بر پیشرفت  تحصیلی. مجله رویکردهای نوین آموزشی. 5(1)، 30- 1.

سیف، علی‌اکبر (1390). روانشناسی پرورشی نوین، روانشناسی یادگیری و آموزش. تهران: دوران.

کریمی، عبدالعظیم؛ بخشعلی زاده، شهرناز و کبیری، مسعود (1391). گزارش اجمالى از مهم‌تریننتایج تیمز و پرلز 2011و مقایسه آن با عملکرد دانش آموزان ایران در دوره‌های قبل. سازمان پژوهش و برنامه ریزى آموزشى. پژوهشگاه مطالعات آموزش و پرورش. مرکز ملى مطالعات تیمز و پرلز. قابل دسترس درhttp:\www.rie.ir.

کیامنش، علیرضا و نوری، محمد (1377). یافته‌های سومین مطالعات تیمز. تهران: انتشارات پژوهشکده تعلیم و تربیت.

مرکز ملی مطالعات تیمز و پرلز(1388). مهمترین یافته‌های پژوهشی مطالعات تیمز و پرلز(عبدلعظیم کریمی). پژوهشگاه مطالعات آموزش و پرورش. قابل دسترس در سایت مرکز ملی مطالعات تیمز و پرلز http:\www.rie.ir.

موسی رمضانی، سونیا؛ کنعانی، مصطفی و ولایتی، الهه (1992). بررسی کنترل بارشناختی وارده بر حافظه بر میزان یادگیری و یادداری دستور زبان انگلیسی. اندیشه‌های نوین تربیتی. 9 (1): 132- 105.

Akbas A., & KAN A. (2007) Affective Factors that Influence Chemistry Achievement (Motivation and Anxiety) and the Power of These Factors to Predict Chemistry Achievement-II, Journal of Turkish Science Education, 4(1), 10-19

Atkinson, R., Renkl, A., & Merrill, M. (2003). Transitioning from studying examples to solving problems: Effects of self-explanation prompts and fading worked-out steps. Journal of Educational Psychology, 95(4), 774-783.

Ayres, P., & Paas, F. (2012). Cognitive load theory: New directions and challenges. Applied Cognitive Psychology, 26, 827– 832. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/ acp.2882

Chandler, P., & Sweller, J. (1991). Cognitive load theory and the format of instruction. Cognition and Instruction, 8(4), 293-332.

Clark, R. C., Nguyen, F., & Sweller, J. (2006). Efficiency in learning: Evidence-based guidelines to manage cognitive load. San Francisco: Pfeiffer.

Clarke, T., Ayres, P., & Sweller, J. (2005). The impact of sequencing and prior knowledge on learning mathematics through spreadsheet applications. Educational Technology Research and Development, 53(3), 15-24.

Cowan, N. (2005). Working memory capacity: Psychology,PressNew York.

De Jong, T. (2010). Cognitive Load Theory, Educational Research and Instructional Designs: Some Food for More Thought. Instructional Science,38, 105-134.

Erb, M. (1996). Increasing students’ responsibility for their learning through multiple intelligence activities and cooperative learning. [Unpublished master’s thesis]. Saint Xavier University, IL.

Glover, J. M., & Bruning, R. H. (1990). Educational psychology: Principles and Application. Boston: Little, Brown.

Glynn, S. M., Taasoobshirazi, G., & Brickman, P. (2008). Science Motivation Questionnaire: Construct Validation with Nonscience Majors. Journal of Research in Science Teaching. Published online in Wiley InterScience (www.interscience.wiley.com).

Haj Hosseini. M., & Akhavan, M. (2007). The relationship between learning strategies and academic achievement in math, physics, science, and humanities. Educational and Psychological Research University of Isfahan. 3(2), 73-90 [In Persian].

Jalani, N. H., & Chee sern, L. (2014). Effects of example-problem based learning on transfer performance in Circuit Theory. Journal of Technical Education and Training, 6(2), 28–37.

Jalani, N. H., & Chee sern, L. (2015). The Example-Problem-Based Learning Model: Applying Cognitive Load Theory. Procedia- Social and Behavioral Sciences, 195, 872-880

Kalyuga, S. (2011). Cognitive load theory: how many types of load does it really need? Educational Psychology Review, 23, 1–19. DOI: http://dx.doi.org

Karimi, A., Bakhshalizadhe, S., & Kabiri, M. (2012). Report on the most important results of TIMSS & PIRLS 2011, comparing it with Iranian students' performance in the previous period. Research and Educational Administration. Institute of Education Studies. DOI: http:\www.rie.ir [In Persian].

Kiamanesh, A. R. (2006). The role of students’ characteristics and family background in Iranian students’ mathematics achievement. Contexts of learning mathematics and sciences, lessons learned from TIMSS. London & New York Routhedge.

Kiamanesh, A., & Noori, R. (1999). The results of the third international study TIMSS: primary school science. Tehran: Publish Education Research Institute [In Persian].

Kuldas, S., Satyen, L., Ismail, H, N., & Hashim. (2014). Greater Cognitive Effort for Better Learning: Tailoring an Instructional Design for Learners with Different Levels of Knowledge and Motivation.  Psychological Belgic, 54(4), 350-373, DOI:http://dx.doi.org/10.5334/pb.aw

Leahy, W., Chandler, P., & Sweller, J. (2003). When auditory presentations should and should not be a component of multimedia instruction. Applied Cognitive Psychology, 17(4), 401-418.

Lee, A. & Boyle, P. (2008) Quality assurance for learning and teaching: A systemic perspective. Ideas on Teaching, 6, 82–94

Lee, O., & Brophy, J. (1996). Motivational patterns observed in sixth-grade science classrooms. Journal of Research in Science Teaching, 33(3), 585–610.

Angell, C., Kjaernsli, M., & Lie, S. (2000). Exploring student responses on free-response scienceitems in TIMSS: Learning from others, international comparisons ineducation. Book Chapter, Publishers: Science and Technology Education Library. 8, 159-187.

Mayer, R. E. (Ed.) (2005). The Cambridge Handbook of Multimedia Learning. Cambridge: Cambridge University Press

McLaren, B, M., van Gog, T., Ganoe, C., Karabinos, M., Yaron, D. (2016). The efficiency of worked examples compared to erroneous examples, tutored problem solving, and problem solving in computer-based learning environments. Computers in Human Behavior, 55, 87-99

Mosaramezani, S., Kanani, E., & Velayati, E. (2013). Investigating the control of cognitive load imposed on memory on the learning and retention of English grammar. New Thoughts on Education, 9(1), 105-132 [In Persian].

Mousavi, S., Low, R., & Sweller, J. (1995). Reducing cognitive load by mixing auditory and visual presentation modes. Journal of Educational Psychology, 87(2), 319-334.

Paas, F., Renkl, A., & Sweller, J. (2003). Cognitive load theory and instructional design: Recent developments. Educational Psychologist, 38, 1–4.

Paas, F., Renkl, A., & Sweller, J. (2004). Cognitive load theory: Instructional implications of the interaction between information structures and cognitive architecture. Instructional Science, 32(1), 1-8.

Paas, F., Tuovinen, J. E., Van Merriënboer, J. J. G., & Darabi, A. A. (2005). A motiva­tional perspective on the relation between mental effort and performance: Optimiz­ing learner involvement in instruction. Educational Technology Research and Development, 53, 25–34. DOI: http://dx.doi.org

Paas, F., van Gog, T., & Sweller, J. (2010). Cognitive load theory: New conceptualizations, specifications, and integrated research perspectives. Educational Psychology Review, 22(2), 115-121.

PIRLS & TIMSS International Study Center (2009). The most significant findings of TIMSS & PIRLS (Karim, A). Available on the website of the National Center for TIMSS & PIRLS studies [In Persian].

Redman, BK. (1997) The Practice of Patient Education. (8th ed.). USA: Mosby.

Renkl, A., & Atkinson, R. (2003). Structuring the transition from example study to problem solving in cognitive skill acquisition: A cognitive load perspective. Educational Psychologist, 38(1), 15-22.

Roets, A., & Van Hiel, A. (2011). Impaired performance as a source of reduced energy investment in judgement under stressors. Journal of Cognitive Psychology, 23, 625–632.

Saif, Ali Akbar (2011), Educational Psychology, (8th ed.), Davran Publication, Tehran [In Persian].

Salari. M., Amirtimori. M. H., Zaree. Z. A. (2016). The effectiveness four-component instructional design model on the external cognitive load and problem solving skills in physics courses. Quarterly Journal of New Thoughts in Education, 12 (1),117- 142 [In Persian].

Sarmadi, M.R., Saif, M.H., Talebi, S., Abedi, S. (2010). To investigate the factors associated with third-grade highschool students’ academic achievement, based on the results of the TIMSSR and present path analysis model to assess the impact              of each factor on academic achievement. Journal of Modern Educational Approaches, 5(1), 1-30 [In Persian].

Schnotz, W. (2010). Reanalyzing the exper­tise reversal effect. Instructional Sci­ence, 38, 315–323.

Schnotz, W., & Kürschner, C. (2007). A reconsideration of cognitive load theory. Educational Psychology Review, 19(4), 469-508.

Schnotz, W., Fries, S., & Horz, H. (2009). Motivational aspects of cognitive load theory. In M. Wosnitza, S. A. Karabenick, A. Efklides, & P. Nenniger (Eds.), Contem­porary motivation research: From global to local perspectives(pp. 69–96). New York.

Senko, C., Hulleman, C. S., & Harackie­wicz, J. M. (2011). Achievement goaltheory at the crossroads: Old controver­sies, current challenges, and new direc­tions. Educational Psychologist, 46, 1, 26–47.

Sweller, J. (1999). From cognitive architecture to instructional design. Paper presented at the Inaugural Seminar of Professor J.G. van Merrie¨nboer, Heerlen, The Netherlands.

Sweller, J. (2004). Instructional design consequences of an analogy between evolution by natural selection and human cognitive architecture. Instructional Science, 32, 9-31.

Sweller, J. (2010). Element interactivity and intrinsic, extraneous, and germane cognitive load. Educational Psychology Review, 22(2), 123-138.

Sweller, J., Van Merriënboer, J., & Paas, F. (2004). Cognitive architecture and instructional design. Educational Psychology Review, 10, 251-296.

Sweller, J., & Chandler, P. (1994). Why some material is difficult to learn. Cognition and Instruction, 12, 185–233.

Sweller, J., Ayres, P., & Kalyuga, S. (2011). Cognitive load theory. Publisher Springer, New York.

Sweller, J., Van Merrienboer, J. J. G., & Paas, F. (1998). Cognitive architecture and instructional design. Educational Psychology Review, 10(3), 251-296.

Tabbers, H. K., Martens, R. L., & Merriënboer, J. J. G. (2004). Multimedia instructions and cognitive load theory: Effects of modality and cueing. British Journal of Educational Psychology, 74(1), 71-81.

Takir, A., & Aksu, M., (2012). The Effect of an Instruction Designed by Cognitive Load Theory Principles on 7th Grade Students’ Achievement in Algebra Topics and Cognitive Load. Journal of Creative Education.  (3) 2, 232-240.

Tarmizi, R. A., & Sweller, J. (1988). Guidance during mathematical problem solving. Journal of Educational Psychology, 80(4), 400-424.

Tella, A. (2007). The Impact of Motivation on Student’s Academic Achievement and Learning Outcomes in Mathematics among Secondary School Students in Nigeria; Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 3(2), 149-156.

Tuan, h. l., chin, c. c., shieh, s. h. (2006). The development of a questionnaire to measure students’ motivation towards science learning. International Journal of Science Education, 27(6), 639–654.

Van Merriënboer, J., & Sweller, J. (2005). Cognitive load theory and complex learning: Recent developments and future directions. Educational Psychology Review, 17(2), 147-177.

Van Merrinbur, J., & Ayres, P. (2005). Research On Cognitive Load Theory and Its Design Implication for E-Learning. Educational Technology Research and Developmen (ETR & D.), 53(3).5-13.

Vollmeyer, R., & Rheinberg, F. (2000). Does motivation affect performance via persistence? Learning and Instruction, 10, 293-309.

Zare M., Sarikhani R., & Mehraban J. (2015). Investigation the impact of educational multimedia designed on the principles of cognitive load on learning and retention in teaching biology. Journal of Analytical Cognitive Psychology, 6(22), 61-68 [In Persian].

Zare M. (2014). Investigation extraneous cognitive load multimedia instruction methods based on the model of Instructional Design Merrill. [Unpublished Master Thesis]. Allameh Tabatabei University. [In Persian].

Zare, H., Sarmadi, M. R., Fardanesh. H., Feizi. A., & Mahboobi, T. (2012). Effectiveness of Instructional Design Principles Applied to Learning and Retention in Multimedia Learning Environments. Biennial Journal of Management and Planning in Educational Systems, 5(8), 9-27 [In Persian].

Zhu, X., & Simon, H. A. (1987). Learning mathematics from examples and by doing. Cognition and Instruction, 4(3), 137-166.