학습자의 사전지식, 인지부하, 몰입, 학업성취도 간의 관계 규명

강명희,김미영,김민정,박효진,구진아 이화여자대학교 교과교육연구소 2009 교과교육학연구 Vol.13 No.2

본 연구는 학습과정 중 학습자 내면에서 진행되는 인지부하와 몰입이 사전지식의 학업성취도 예측에 어떠한 역할을 수행하는지를 조사하기 위해, 경기도에 위치한 Y여고 2학년 학생 164명을 대상으로 5주 동안 한국 근현대사 수업시간을 통해 실시되었다. 본 연구에서 인지부하는 인지적 노력과 문제해결 시 발생오류를 하위 변인으로, 몰입은 집중, 흥미, 호기심을 하위변인으로 개념화하여 자기보고식 검사지로 측정되었고, 사전지식과 성취도는 해당 교사 2인이 출제한 객관식 문제로 측정되었다. 연구 결과, 사전지식, 인지부하, 몰입, 학업성취도 간에 유의미한 상관관계가 도출되었으며, 사전지식, 인지부하, 몰입 및 이의 하위 변인들이 성취도를 유의미하게 예측하는 것으로 나타났다. 한편, 인지부하와 몰입이 사전지식과 학업성취도 사이의 관계를 매개하는지를 살펴보기 위하여 위계적 회귀분석을 실시한 결과, 인지부하와 몰입 및 각각의 하위변인들에서 모두 유의미한 매개효과가 발생한 것으로 분석되었다. 이와 같은 연구 결과는 수업 설계와 운영에서 학습자의 사전지식 수준에 따른 차별화된 설계 전략의 필요성을 다시금 확인시켜 주며, 수업 운영 시에 인지부하를 감소시키고 몰입을 증진시킬 수 있는 수업 운영전략이 도입되어야 함을 시사한다. The purpose of the present study was to examine the relationship among prior knowledge, cognitive load, flow, and achievement. Furthermore, an attempt was made to determine whether these variables could give meaningful influences to learning achievement. The participants of this study were 164 from Y Girls' High School, and the study lasted five weeks beginning October to November in 2007. Prior knowledge, learning achievement, cognitive load and flow were measured by a set of questionnaires. The current study has reached the following conclusions: first, results of a correlation analysis has proven that a correlation exists among all the variables, particularly with the problem solving time and learning achievement, which showed a high correlation. Prior knowledge and learning achievement, and cognitive effort and achievement also show a relatively high correlation. Second, cognitive effort and the problem solving time, which are sub-variables of the cognitive load, and attention, interest, and curiosity, which are sub-variables of flow, are predicted by prior knowledge. The results of the study indicate that prior knowledge is a variable predicting cognitive load and flow. Third, it has been proven that prior knowledge, cognitive load, and flow predict achievement, particularly, prior knowledge, which is the highest predicting variable of achievement. Fourth, in order to determine whether cognitive load and flow act as mediating variables between prior knowledge and achievement, a hierarchical regression analysis was conducted. As a result, it has been shown that all the variables have mediating effects. Therefore, further research should focus on teaching strategies that can reduce the students' cognitive load and improving their prior knowledge. In addition, after studying the relationship between flow and cognitive load, an explicit solution should be suggested to raise the level of study achievement.

과제수행에 대한 사전지식 및 인지부하요인의 경로분석

류지헌 이화여자대학교 교과교육연구소 2009 교과교육학연구 Vol.13 No.4

이 연구에서는 사전지식과 같은 학습자의 전문성 수준을 고려하여 인지부하요인과 학습수행에 대한 경로모형을 분석하였다. 이 연구의 참여자는 217명(남학생: 52명, 여학생: 165명)이었으며, 멀티미디어 학습자료를 활용한 실험집단을 구성하였다. 이 연구에서는 다섯 요인(신체적 노력, 정신적 노력, 과제 난이도, 자기평가, 자료설계)으로 구성된 인지부하모형을 전제로 하고 있으며, 사전검사 및 사후검사에 대한 경로모형을 설정하였다. 자기평가와 과제 난이도는 사전검사(학습자의 전문성)에 의해서 영향을 받고 있는 것으로 경로를 구성했으며, 정신적 노력, 자료의 설계, 신체적 노력은 학습자의 사전지식 수준과 상관없는 요인으로 경로를 구성했다. 초기의 모형적합도 지수는 CMIN=27.94, df=10, p<.05, GFI=.97, IFI=.96, CFI=.96, TLI=.91, RMSEA=.09인 것으로 나타났다. 카이제곱 및 RMSEA의 지수는 적합하지 않은 것으로 나타났기 때문에 초기경로모형에 대한 수정을 실시하였다. 신체적 노력과 과제 난이도 사이에 오차 공변량을 설정함으로써 모형을 수정했으며, 모든 적합도 지수가 수용수준에 미치는 것으로 나타났다(CMIN=11.28, df=9, p=.26, GFI=.99, IFI=.99, CFI=.99, TLI=.99, RMSEA=.03). 또한 경로모형을 구성하고 있는 모든 경로의 계수는 통계적으로 유의미한 것으로 평가되었다. 이 연구의 경로모형에서 가장 큰 영향력을 유지하고 있는 경로는 사전검사 → 사후검사(전체효과=.61)였으며, 자기평가가 과제난이도에 미치는 경로계수도 높은 것으로 나타났다(전체효과=-.54). 이 연구를 통하여 1) 다차원적 관점에서의 인지부하요인을 설정할 수 있었으며, 2) 구조주의적 관점에 따라서 종합적인 분석이 실시되었으며, 3) 학습자 중심의 적응적 인지부하이론이 개발될 필요성에 대하여 논의하였다. 특히, 전문성 역전효과와 같이 학습자의 전문성 정도에 따라서 인지부하이론의 적용효과가 달라질 수 있는 상황에 대한 교수설계전략이 필요하다. 인지부하이론을 위한 향후 연구에서는 보다 계량화된 형태의 타당화된 측정도구의 개발이 필요하다. 왜냐하면 인지부하의 결과를 객관화함으로써 교수과정에서의 효율성을 측정하거나 비교분석을 할 수 있을 것이기 때문이다. 학습자의 사전지식이나 전문성을 반영한 인지부하이론을 구성함으로써 인지과정을 역동성과 학습맥락을 고려한 설계이론의 개발이 가능할 것이다. 또한 동기요인과 같은 정의적인 측면을 반영할 필요가 있다. Recently, there have been critical debates around the theoretical assumptions and the framework for the cognitive load theory. First, the discussions have brought some key themes for the relationship between learners' performance and cognitive load constructs. Second, there are some ways to reflect on the purpose of using a cognitive structure course for the cognitive load theory. Third, there are multidimensional aspects to measure cognitive loads. Along with the tenets of the recent development of the cognitive load theory, a path model was tested. The total number of the participants in this project was 217 (male: 52 - 24.0%. female: 165 - 76%). Five multidimensional constructs (mental efforts, physical effort, material design, self-evaluation, and task difficulty) and pre- and post-tests were analyzed. In order to build a path model, the pre-test scores were linked to self-evaluation and task-difficulty; however, other constructs were not linked according to the pre-test scores. The initial analysis suggested that a modification in the model. Then a covariance link was added. The overall goodness of fit for indices indicted satisfying the path analysis. All indices of goodness of fit was evaluated to meet the acceptable criterion. The indices were revealed as CMIN=11.28, df=9, p=.26, GFI=.99, IFI=.99, CFI=.99, TLI=.99, RMSEA=.03. The research results suggest that a multidimensional aspect of cognitive load is acceptable and applicable to building a path model. Consideration of learners activities was required to build an adaptive cognitive load theory for various instructional settings. Specifically, the learners' characteristics should be more reflected to explain certain concepts such as the expertise reversal effect.

해결된 예제를 활용한 수학 협력학습 과정에서 나타난 중학생의 인지부하 분석

김지연,이봉주,이선지,김성경 대한수학교육학회 2019 학교수학 Vol.21 No.1

The purpose of this study is to derive appropriate implications for teaching and learning mathematics using the worked examples. We analyzed how the cooperative learning using the worked examples, fully worked examples(FWE) and partially worked examples(PWE), affects students' mathematics achievement and cognitive load. 258 first year middle school students participated and solved 4 problems applying for the linear equations by small groups. The results of the study are as follows. First, there was no significant difference in mathematics achievement between the students who learned using the worked examples and the students who learned using the problems not including their solutions. Second, there were the differences in intrinsic, extraneous, and germane cognitive load between the students who learned using the worked examples and the students who learned using the problems, but there was not a difference in transactional cognitive load. Students using the FWE perceived the intrinsic and extraneous cognitive load as low, and germane cognitive load as high. Third, in the groups with a high level of achievement, students using the PWE perceived germane cognitive load more than students using the problems. In the middle level, the extraneous cognitive load of the students using the FWE was low, and in the low level, the intrinsic cognitive load of the students who using the FWE was low. 본 연구는 수학 협력학습 과정에서 해결된 예제를 활용한 적절한 교수‧학습 설계 방안에 대한 시사점을 도출하고자 하였다. 이를 위해 중학교 1학년 학생 258명을 대상으로 일차방정식 활용 단원의 문제를 협력학습으로 해결하는 과정에서 해결된 예제(‘완전 해결된 예제’, ‘부분 해결된 예제’)를 활용한 학습이 학생의 수학 성취도와 인지부하에 어떤 영향을 미치는지 분석하였다. 인지부하 측면에서는 전체 학생이 인식하는 인지부하를 하위요인별로 살펴보고, 성취수준에 따른 인지부하 인식의 차이도 분석하였다. 연구 결과는 첫째, 해결된 예제로 학습한 학생과 전통적 문제로 학습한 학생 간 수학성취도에 유의한 차이가 없었다. 둘째, 해결된 예제로 학습하는 학생과 전통적 문제로 학습하는 학생 사이에 인식하는 내재적, 외재적, 본유적 인지부하에 차이가 나타났다. 그러나 교류적 인지부하에는 유의한 차이가 없었다. 완전 해결된 예제로 학습하였을 때 내재적, 외재적 인지부하를 낮게, 본유적 인지부하를 높게 인식하였다. 셋째, 수학 성취수준에 따라 인식하는 인지부하를 비교한 결과, 상 수준에서는 부분 해결된 예제로 학습한 학생이 전통적 문제로 학습한 학생보다 본유적 인지부하를 높게 인식하였다. 중 수준에서는 완전 해결된 예제로 학습한 학생의 외재적 인지부하가 낮았고, 하 수준에서는 완전 해결된 예제로 학습한 학생의 내재적 인지부하가 낮은 것으로 나타났다.

COVID-19로 인한 온라인 학습에서 의대생의 자기효능감과 인지된 학업성취 및 만족도와의 관계에서 인지부하의 매개효과

시지현(Jihyun Si) 학습자중심교과교육학회 2022 학습자중심교과교육연구 Vol.22 No.7

목적 본 연구는 COVID-19로 인한 온라인 학습에서 의대생의 자기효능감, 세 가지 인지부하, 인지된 학업성취 및 학습자 만족도 간의 관계와 자기효능감과 인지된 학업성취 및 학습자 만족도와의 관계에서 세 가지 인지부하의 매개효과를 살펴보는 것을 목적으로 하였다. 방법 본 연구는 한 의과대학 의예과 1, 2 학년 학생 총 102명을 대상으로 설문조사를 통해 실시되었다. 설문은 성별, 학년, 나이를 묻는 질문과 자기효능감, 인지부하, 인지된 학업성취 및 학습자 만족도에 대한 문항을 합쳐 총 30문항으로 구성되었다. 설문조사는 약 2주간 학습자의 스마트폰을 활용하여 실시되었고, 수집된 설문자료는 상관분석과 PROCESS macro를 활용한 매개효과 검증을 통해 분석되었다. 결과 연구결과에 의하면 자기효능감은 본유적 인지부하, 인지된 학업성취 및 학습자 만족도와 유의한 정적상관을 드러냈고, 외재적 인지부하와는 유의한 부적상관을 드러냈다. 하지만, 내재적 인지부하와는 유의한 관계가 드러나지 않았다. 내재적 인지부하는 외재적 인지부하와만 유의한 정적상관을 드러냈고, 외재적 인지부하는 본유적 인지부하, 인지된 학업성취 및 만족도와 유의한 부적상관을 드러냈다. 본유적 인지부하는 인지된 학업성취 및 학습자 만족도와 유의한 정적상관을 나타냈다. 자기효능감과 인지된 학업성취 및 학습자 만족도 간의 관계에서 본유적, 외재적 인지부하가 각각 부분매개, 그리고 완전 매개하는 것으로 드러났다. 매개효과의 크기는 본유적 인지부하가 외재적 인지부하보다 유의미하게 큰 것으로 드러났다. 결론 본 연구의 결과는 온라인 학습환경에서 비효율적인 교수설계나 어려운 과제보다 높은 수준의 자기효능감으로 인한 학습자의 본유적 인지부하의 투입이 학습결과에 미치는 효과가 훨씬 크므로, 성공적인 온라인 학습을 위해서는 학습자의 자기효능감을 증진시키기 위한 노력이 우선시됨을 보여준다. Objectives This study examined the relationship among medical students’ self-efficacy, three cognitive loads, and perceived learning achievement and student satisfaction, and the mediating effects of three cognitive loads in the relationship between self-efficacy and perceived learning achievement, or student satisfaction in online learning amid the COVID-19 pandemic. Methods A cross sectional study was conduced through a survey targeting a total of 102 students enrolled in the first-and second-year premedical curriculum in a medical school. The questionnaire consisted of a total of 30 questions, including items about gender, grade, age, self-efficacy, cognitive load, perceived learning achievement and learner satisfaction. The survey was conducted using each student’s smart-phone for two weeks and the collected data were analyzed using Pearson correlation analyses and PROCESS macro. Results According to the results, self-efficacy had positive correlations with germane cognitive load, perceived learning achievement, and student satisfaction, and a negative correlation with extrinsic cognitive load, but no significant relationship with intrinsic cognitive load. Intrinsic cognitive load showed a positive correlation only with extrinsic cognitive load, and extrinsic cognitive load revealed negative correlations with germane cognitive load, perceived learning achievement and student satisfaction. Germane cognitive load showed significant positive correlations with perceived learning achievement and student satisfaction. Germane and extrinsic cognitive loads were found to partially or fully mediate the relationship between self-efficacy and perceived learning achievement, or student satisfaction, respectively. The magnitude of the mediating effect was found to be significantly larger in germane cognitive load than in extrinsic cognitive load. Conclusions The results of this study indicated that, rather than inefficient instructional design or difficult tasks, self-efficacy have more impact on learning outcome in online learning contexts, so the efforts to improve learners self-efficacy need to be prioritized for successful online learning.

이러닝 적용을 위한 뇌파기반 인지부하 측정

김준(Jun Kim),송기상(Ki-Sang Song) 한국인지과학회 2009 인지과학 Vol.20 No.2

본 연구는 이러닝 체제에서 상호작용을 개선할 수 있도록 하기 위하여 사용자의 생리적 데이터 가운데서 뇌파를 통하여 학습자의 인지부하 발생을 파악할 수 있는 지를 연구하고자 하였다. 뇌파를 통하여 인지부하 발생을 알 수 있게 된다면 실시간 이러닝 체제에서 적절한 피드백 제공에 활용될 수 있기 때문이다. 이를 위하여 EEG를 이용하여 학습자의 뇌파를 측정하면서 인지활동을 수행하는 동안 발생되는 인지부하도를 측정하였고 인지과부하를 판별할 수 있는지를 알아보았다. 뇌파 측정을 위하여 언어 관련 작업기억 능력을 측정할 수 있는 듣기회상과제를 제시하였으며, 실험을 통한 과제 정답률 및 뇌파 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 듣기회상과제의 정답률은 회상반응과제에서 1단계는 84.4%, 2단계는 90.6%, 3단계는 62.5%, 4단계는 56.3%를 보였으며, 통계적으로 유의한 차이가 있음을 확인하였다. 즉, 3, 4단계의 경우는 피험자들이 매우 어려움을 겪었던 단계로 인지과부하가 발생했을 것으로 보인다. 둘째, SEF-95% 지표는 1, 2단계에 비해 3, 4단계에서 더욱 높은 값을 보였으며, 이는 피험자들의 인지부하가 3, 4단계에서 높았음을 객관적으로 보여주는 근거이다. 셋째, 감마파의 상대파워는 3, 4단계에서 파워값이 급격히 올라가는 패턴을 보였으며, 통계적으로 유의한 5개의 채널(F3, F4, C4, F7, F8)을 확인하였다. 5개의 채널은 뇌의 브로카 영역(F7, F8) 주위에 위치하고 있으며, 특히 뇌맵핑 분석을 통해 확인한 결과, F8(우반구의 브로카 영역에 해당하는 위치)에서 단계별 난이도가 올라갈수록 활성화의 차이가 크게 나타났다. 넷째, 19채널에 대한 상호 상관 분석을 통해 1, 2단계에 비해 3, 4단계에서 비동기화가 증가하였다. 위의 결과를 통한 본 연구의 결론은 뇌파를 이용하여 인간이 인지활동을 수행하는 동안 인지부하도를 측정할 수 있으며, 인지과부하를 판별해 낼 수 있음을 확인하였다. This paper describes the possibility of human physiological data, especially brain-wave activity, to detect cognitive overload, a phenomenon that may occur while learner uses an e-learning system. If it is found that cognitive overload to be detectable, providing appropriate feedback to learners may be possible. To illustrate the possibility, while engaging in cognitive activities, cognitive load levels were measured by EEG (electroencephalogram) to seek detection of cognitive overload. The task given to learner was a computerized listening and recall test designed to measure working memory capacity, and the test had four progressively increasing degrees of difficulty. Eight male, right-handed, university students were asked to answer 4 sets of tests and each test took from 61 seconds to 198 seconds. A correction ratio was then calculated and EEG results analyzed. The correction ratio of listening and recall tests were 84.5%, 90.6%, 62.5% and 56.3% respectively, and the degree of difficulty had statistical significance. The data highlighted learner cognitive overload on test level of 3 and 4, the higher level tests. Second, the SEF-95% value was greater on test3 and 4 than on tests 1 and 2 indicating that tests 3 and 4 imposed greater cognitive load on participants. Third, the relative power of EEG gamma wave rapidly increased on the 3rd and 4<SUP>th</SUP> test, and signals from channel F3, F4, C4, F7, and F8 showed statistically significance. These five channels are surrounding the brain's Broca area, and from a brain mapping analysis it was found that F8, right-half of the brain area, was activated relative to the degree of difficulty. Lastly, cross relation analysis showed greater increasing in synchronization at test3 and 4<SUP>th</SUP> at test1 and 2. From these findings, it is possible to measure brain cognitive load level and cognitive over load via brain activity, which may provide atimely feedback scheme for e-learning systems.

온라인 학습환경에서 인지주의 학습설계의 학업성취효과와 인지부하의 매개효과

이현우,최윤영,김태형 사단법인 한국융합기술연구학회 2023 아시아태평양융합연구교류논문지 Vol.9 No.6

This study aimed to investigate the mediating effect of cognitive load in the relationship between cognitive learning design uses and learning achievement in an online learning environment for adult learners. 383 samples from cyber university were collected for the analysis. The findings of this study were as follows: (1) the use of cognitive learning design had the significantly positive effect on germane cognitive load, while negative effects on extraneous and intrinsic cognitive load. (2) the use of cognitive learning design positively influenced learning achievement, while intrinsic cognitive load had a significant negative effect on learning achievement. (3) there are no significant effects of extraneous and intrinsic cognitive load on learning achievement while controlling for the use of cognitive learning design on online learning environment. (4) Lastly, there is a mediation effect of intrinsic cognitive load on the relationship between the use of cognitive learning design and learning achievement. This study implies that the use of cognitive learning design on online learning environment is an important factor for improving learning and intrinsic cognitive load should be considered when designing online learning system. Also, although all cognitive loads are importantly taken into accounted for the effective online learning system, the effective learning environment based on cognitive learning design can be established through considering the intrinsic cognitive load. 본 연구는 성인학습자들 대상으로 온라인 학습 환경에서의 인지주의 학습설계 원리에 기반한 학습이 학업성취에 영향을 미치는 관계를 연구하고 나아가 인지부하의 매개효과를 살펴보았다. 사이버대학교 재학생 383명을 대상으로 온라인 학습환경에서의 인지주의 학습설계 원리에 기반한 학습정도, 학업성취, 내재적, 외재적, 본유적 인지부하 정도를 조사하고 다중매개분석을 실시하였다. 연구결과 인지주의 학습설계에 기반한 학습은 본유적 인지부하에는 정적인 영향을 주지만, 외재적 및 내재적 인지부하에는 부적 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한 인지주의 학습설계에 기반한 학습은 학업성취에 정적인 영향을 주지만 내재적 인지부하는 학업성취에 부적 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한 인지주의 학습설계에 기반한 학습활동을 함께 고려했을 때 외재적 및 내재적 인지부하는 학업성취에 유의미한 영향을 주지 않았다. 마지막으로 인지주의 학습설계 기반한 학습과 학업성취 관계에서 내재적 인지부하가 매개효과를 가졌는데, 이는 온라인 학습 환경에서 성인학습자들은 인지주의 학습설계 기반한 학습이 내재적 인지부하를 낮추기 때문에 학업성취에 긍정적 영향을 주는 것을 시사한 연구결과였다. 본 연구는 온라인 학습환경 설계에 있어서 인지주의 학습설계반영의 중요성을 제안하였다. 또한 본 연구 결과는 인지주의 학습설계에 기반한 온라인 학습설계를 진행할 때에 내재적 인지부하를 통하여 긍정적 학업성취가 이뤄지기 때문에 내재적 인지부하를 고려한 설계의 필요성을 시사하였다.

텍스트 기반 멀티미디어 학습에서 시각적 단서와 학습자 메타인지 수준이 인지부하에 미치는 영향

이정은 ( Jungeun Lee ),조일현 ( Il-hyun Jo ) 한국교육정보미디어학회(구 한국교육정보방송학회) 2020 교육정보미디어연구 Vol.26 No.3

본 연구는 텍스트 기반 멀티미디어 학습에서 청각적 정보와 동기화 된 시각적 단서와 학습자 메타인지 수준이 인지부하에 미치는 영향을 검증하고자 하였다. 이를 위해 학부생 82명을 대상으로 시각적 단서로 구분되는 학습 콘텐츠와 학습자 메타인지 수준별로 집단을 나누어 학습자가 경험한 인지부하에 어떤 차이와 상호작용 효과가 있는지 분석하였다. 본 연구는 학습자 메타인지 수준 검사, PSAT문제풀이 학습 영상 시청, 회상자극 인터뷰의 순서로 진행되었다. 실험을 통해 수집한 생리심리 데이터는 시선고정, 시선도약과 같은 시각 행동과 동공 반응으로, 인지부하의 객관적 지표로써 활용하였으며 변수 간 상호작용 효과를 확인하기 위해 일반화 선형모형의 선형 회귀분석을 실시하였다. 회상자극 인터뷰를 통해 수집한 내용은 주관적 인지부하 데이터로 활용하여 인지부하의 원인을 확인하였다. 생리심리 데이터 분석 결과, 시각적 단서가 있는 집단은 시선고정 빈도와 지속시간이 높았고, 시각적 단서가 없는 집단은 시선도약 빈도가 더 많았다. 시각적 단서와 학습자 메타인지 수준의 상호작용 효과에 대해서는 시선도약 지표에서 확인할 수 있었다. 회상된 인지부하에 대해서는 시각적 단서가 메타인지 수준이 낮은 학습자들의 인지적 처리 과정을 보조하여 외재적 인지부하 감소에 기여한다는 것을 확인하였다. 이를 바탕으로 시각적 단서는 학습자들의 주의집중을 지원하고, 메타인지 수준이 낮은 학습자들의 인지용량을 조절한다는 결론을 도출하였다. 또한 콘텐츠 제시방법과 학습자 특성은 복합적으로 상호작용하며, 이들 요소를 멀티미디어 학습 콘텐츠 설계와 학습 효과 분석 시 주요하게 고려해야 할 필요가 있다는 시사점을 제공하였다. The purpose of this study is to identify the effect of visual cues, which are synchronized with auditory information, and learner’s metacognition levels on cognitive load in text-based multimedia learning. For this purpose, 82 undergraduate students were grouped by learning contents classified by visual cues, and learner’s metacognition levels to analyze the differences and interaction effects on experienced cognitive load of learners. This study was conducted in the order of metacognition level test, watching PSAT problem-solving video, and stimulated recall interview. The collected psychological data through the experiment, which are visual behaviors such as gaze fixation and saccade, and pupil response were used as objective indicators of cognitive load, and a linear regression analysis of the Generalized Linear Model was performed to identify the interaction effect. The cause of cognitive load was identified through subjective cognitive load data based on the interview contents of the stimulated recall. The results of analyzing the psychological data, the group with visual cues had high gaze fixation frequency and duration, and the group without visual cues had a high saccade frequency. The interaction effects between visual cues and learners’ metacognition levels were found in the saccade indicators. Regarding recalled cognitive load, it was confirmed that the visual cues contribute to reducing extraneous cognitive load by supporting cognitive processes of learners with low metacognition levels. Based on the results, this study confirmed that visual cueing support learners’ attention and adjust the cognitive capacity of learners with low metacognition levels. Furthermore, the method of presenting contents and learner’s characteristics interact complexly, and this study suggested that it is necessary to consider these as major factors for designing multimedia learning contents and analyzing learning effects.

인지부하 측정을 위한 구인의 탐색 및 타당화

류지헌 ( Jee Heon Ryu ),임지현 ( Ji Hyun Yim ) 한국교육정보미디어학회 2009 교육정보미디어연구 Vol.15 No.2

이 연구의 목적은 인지부하 측정을 위한 구인을 도출하는 것이다. 이를 위하여 문헌분석을 통하여 5개의 요인을 도출하였으며, 이를 바탕으로 인지부하 측정설문을 개발하였다. 이 연구에 참여한 연구대상은 대학생 217명이었으며 컴퓨터 기반의 학습활동을 실시한 다음에 인지부하 설문에 응답하도록 하였다. 우선 탐색적 요인분석(KMO=.89, Bartlett 검정=2393.58, p<.01)을 실시하였으며 요인추출 방법은 최대우도법(maximum likelihood method)을 적용하여 모형의 적합도를 평가했다. 또한 요인의 회전을 위해서는 사교회전 방법을 적용하였다. 최종적으로 5요인모형이 적합한 것으로 평가되었으며, 설명된 총분산은 61.45%이었다. 최종적으로 도출된 5요인은 자기 평가(self evaluation), 신체적 노력(physical effort), 정신적 노력(mental effort), 자료 설계(material design), 과제 난이도(task difficulty)였으며, 총 20문항으로 구성되었다. 탐색적 요인분석의 결과에 대한 타당화를 위하여 확인적 요인분석이 실시되었다. 확인적 요인분석의 결과에 따르면 카이검증(x2=330.68, p<.05)과 GFI(=.87)는 수용기준에 미치지 못했으나, CMIN/DF=2.07, IFI=.93, CFI=.93, TLI=.91, RMSEA=.07인 것으로 나타나 적합한 것으로 평가되었다. 또한 각 구인별 측정문항의 개념타당도, 개념신뢰도, 분산추출지수, 문항의 내적 일관성에 대한 검토가 진행되었다. 전체적으로 개념타당도, 개념신뢰도, 문항의 내적 일관성에서는 수용수준에 이른 것으로 평가되었다. 그러나 분산추출지수는 최저기준에 이르지 못했기 때문에 수렴타당도를 형성하지 못한 것으로 나타났다. 이 연구를 통하여 다음과 같은 논의를 제시하였다. 첫째, 인지부하를 위한 고차요인 모형의 형성 가능성에 대한 연구가 필요하다. 둘째, 학습자의 지식수준에 따라서 내재적 인지부하가 변화될 수 있기 때문에 이러한 변화가능성을 반영한 요인모형을 연구할 필요가 있다. 셋째, 학습자의 동기수준이나 정서상태에 따라서 인지할당의 효율성이 달라질 수 있다. 넷째, 학습자의 작업기억 용량에 따라서 인지부하의 효율성이 달라질 수 있기 때문에 작업기억과 인지부하와의 역동적 속성을 반영해야 한다. 다섯째, 인지부하에 대한 연구에서 생리신호와 같은 행동적 특성을 반영한 심층적 연구가 필요하다. The purpose of this study was to identify the measurement constructs of cognitive load theory and validate the factor model derived from the exploratory study. In an effort to meet the purposes literature review was conducted to establish initial factors, and it turned out 5 factors(self-evaluation, physical efforts, mental efforts, material design, and task difficulty). The total numbers of questionnaire items were twenty, which each category contained four items. With the given initial factor model, an exploratory factor analysis was conducted. The extraction method was maximum likelihood method, and oblique technique was applied for the factor rotation. The total explained variance were estimated as 61.45%, and five factor model was selected. Also an confirmative factor analysis was conducted to validate the five factor model. The overall goodness-of-model fit was evaluated as acceptable: CMIN/DF, IFI, CFI, TLI, and RMSEA met with the minimum requirements. Once the model estimation was acceptable, construct validation, composite reliability, variance extraction, and Cronbach`s α were evaluated. All the questionnaires were evaluated to meet the requirement for construct validation, composite reliability, and Cronbach`s α. However, variance extractions of each latent variables did not meet the minimum requirement except for mental effort. This result indicated that the five factor model extracted from this study established constructs, which were acceptable for construct validation, but the factor model could not establish a sound convergent validation to measure the cognitive load. First, this study suggested that constructs of cognitive load may form a higher-oder structure rather than a single factor model. Second, there could be a moderate effect by learner`s knowledge level. Third, motivation aspect should be added to measure cognitive load because affective factor may have an impact on learner`s cognitive load. Fourth, the learner`s working memory capacity (WMC) may affect the cognitive load because the efficiency of cognitive process will be relied on the WMC. Last, behavioral feature such as physiological factor should be included for the further study. In this study, physical effort was extracted one of the constructs of cognitive load.

유사 외상 상황과 인지부하가 주의편향에 미치는 효과

김지현,최윤경 한국인지행동치료학회 2015 인지행동치료 Vol.15 No.2

본 연구는 외상 사건 경험과 유사한 일시적인 스트레스 반응을 유발하는 유사외상패러다임을 사용해서 유사 외상 상황과 인지부하가 주의편향에 미치는 효과를 검증하기 위한 것이었다. 이러한 목적을 이루기 위해 2개의 실험을 실시하였다. 실험 1은 유사 외상 상황을 경험하는 참가자의 주의가 외상과 관련된 특정 자극에만 편향되는지 아니면 위협자극에 일반화되어 편향되는지 규명하기 위해 수행되었다. 주요 변인은 유사 외상 상황의 처치 유무에 따른 집단(동영상시청군, 통제군), 자극유형(특정위협자극, 일반위협자극) 및 자극제시시간(100ms, 500ms)이었고, 종속변인은 탐침탐사과제의 반응시간이었다. 실험 2는 유사 외상 상황에서 인지부하가 특정위협자극에 대한 주의편향을 감소시키는지를 규명하기 위해 수행되었다. 주요 변인은 집단, 자극유형 및 인지부하(고, 저)이었고, 종속변인은 인지부하가 추가된 탐침탐사과제의 반응시간이었다. 사건 충격 척도(IES-K) 점수가 25점 미만, 통합적 한국판 역학연구센터 우울증 척도(CES-D) 점수가 21점 미만, 그리고 교통사고와 태풍을 경험한 적이 없는 대학생을 참가자로 선정하였다. 실험 결과, 유사 외상 상황을 경험한 동영상시청군은 동영상을 통해 경험했던 외상 사건과 관련된 특정위협단서에 주의편향을 나타냈으며, 탐침탐사과제의 자극제시시간에 따라 서로 다른 주의편향 양상을 보여주었다(실험 1). 또한 동영상시청군은 인지부하 저 조건에서 특정위협자극에 대하여 주의 간섭이 나타났으나 인지부하 고 조건에서 동영상시청군과 통제군의 주의편향이 감소하지 않는 것으로 나타났다(실험 2). 마지막으로 본 연구의 한계점과 후속연구를 위한 제언이 논의되었다. This study aimed to examine the effects of traumatic events and cognitive load on attention bias in an analogue trauma situation. In order to achieve this goal, two experiments were performed. Experiment 1 was performed to determine whether the attention of participants experiencing analogue trauma would be biased by stimuli specific to the trauma or a generalized threat. The design was a 2 (Group; trauma film exposure vs. controls) × 2 (Stimuli type; specific threat stimuli vs. general threat) × 2 (stimulus presentation time; 100 vs. 500ms) mixed-design. Experiment 2 was performed to determine whether cognitive load would reduce the attentional bias on a specific threat stimuli in an analogue traumatic situation. The design was a 2 (Group; trauma film exposure vs. controls) × 2 (Stimuli type; specific threat stimuli vs. general threat) × 2 (Cognitive load; high vs. low) mixed-design. Participants were university students who had not experienced a motor vehicle accident or typhoons, and scored below 25 on the Korean Version of Impact of Event Scale-Revised (IES-R-K) and below 21 on the Center for Epidemiological Studies-Depression Scale (CES-D). Taken together, this study identifies that the trauma film exposure group showed attentional bias towards the film related to a specific threat stimuli. Also, the trauma film exposure group showed other attentional bias types according to stimuli presentation time of the dot probe task. These results provide useful data in order to modify attentional bias of trauma victims according to information processing stages. Finally, the limitations of this study were discussed along with suggestions for further research.

웹 네비게이션과 인지부하

이인성(Insung Lee),이수영(Sooyoung Lee) 한국언론학회 2007 한국언론학보 Vol.51 No.5

인지부하이론은 이용자가 새로운 웹을 접할 때 기존 웹 경험을 통한 스키마를 구축하지 못한 경우 더 많은 인지적 자원을 사용하게 되며, 더불어 방향상실감을 일으킬 수 있음을 논의하고 있다. 본 연구는 웹 오리엔테이션 과정에서 스키마에 영향을 미치리라 예측되는 인터넷 경험에 관심을 가진다. 이를 위해서 독립변인인 인터넷 경험의 차이가 종속변인인 인지부하 즉, 인지적 소모량과 방향상실감에 어떠한 영향을 미치는지, 또한 인지부하에 가장 큰 영향을 미치는 변인은 무엇인지를 발견하고자 하였다. 연구결과는 다음과 같다. 인지적 소모량의 정도와 방향상실감 모두 질적인 인터넷 경험 변인인 인터넷 경험수준이 높은 사람일수록 적은 인지적 소모량을 투여하고 방향상실감도 적게 경험하고 있는 것으로 나타났다. 또한 인지적 소모량과 방향상실감을 가장 많이 예측할 수 있는 변인도 인터넷경험수준이었다. 본 연구를 통해서 웹 이용이 따른 이용자 간의 정보격차는 웹 경험연수나 이용시간과 같은 양적차원의 인터넷 경험이 아닌 어떻게 사용하고 있는지를 보여주는 질적 차원의 인터넷 경험이라는 인지적 격차에서 발생됨이 논의되었다. This study examines the relationship between the prior internet experience and cognitive load. For the study, the prior internet experience is divided into quantitative(i. e., the average daily internet using time and a period of internet usage) and qualitative experience(i. e., how much the users know about navigation tools such as URL, JAVA Script, etc. and feel comfortable to use those tools while they are navigating on the web). The cognitive load is operationalized as cognitive efforts and disorientation. As a results, only those who have high degree of qualitative internet experience are less likely to experience cognitive load.