Cognitive load measurement while learning with multimedia

Abstract

Based on the main assumptions of Cognitive Load Theory four empirical studies were conducted to measure cognitive load while learning with multimedia. The used subjective and objective methods for measuring cognitive load were compared concerning validity and reliability. Moreover, moderating effects of learner characteristics on learning processes and resulting cognitive load were considered. As a subjective measure, a cognitive load rating scale was used and as objective measures eye-movements, dual-task performance and the Index of Cognitive Activity (ICA) were analyzed. The variation of seductive details (with vs. without) or mental animation tasks (with vs. without) were used to systematically vary different aspects of cognitive load. The results show a significant impact of learner characteristics and that specifically eye-movements and dual-task performance are valid and reliable methods for measuring cognitive load while learning with multimedia.

Basierend auf den Annahmen der Cognitive Load Theory wurden vier empirische Studien zur Messung kognitiver Belastung beim Lernen mit Multimedia durchgeführt. Dabei wurden subjektive und objektive Messmethoden verwendet und im Hinblick auf ihre Validität und Reliabilität verglichen. Darüber hinaus wurde der moderierende Einfluss von Lernereigenschaften auf den Lernprozess und die damit verbundene kognitive Belastung näher betrachtet. Als subjektive Methode wurde eine Skala zur Selbsteinschätzung der kognitiven Belastung verwendet und aus dem Bereich der objektiven Methoden wurde das Blickverhalten, die Leistung in einer Zweitaufgabe und der Index of Cognitive Activity (ICA) analysiert. Verschiedene Facetten kognitiver Belastung wurden durch die Variation von Seductive Details (mit vs. ohne) oder mentale Animationsaufgaben (mit vs. ohne) systematisch variiert. Die Ergebnisse zeigen, neben einer großen Bedeutung der Lernereigenschaften, dass besonders die Leistung in der Zweitaufgabe und die Analyse des Blickverhaltens präzise und zuverlässige Aussagen über die beim Lernen entstehende kognitive Belastung ermöglichen.