TEORI BEBAN KOGNITIF

TEORI BEBAN KOGNITIF (cognitive load theory)

Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah

Seminar pendidikan matematika

Dosen pengampuh :

Dr. Agung Lukito, M.Pd

Wilda  Syam Tonra

NIM: 127785006

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

PROGRAM PASCASARJANA
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA

2013

TEORI BEBAN KOGNITIF (cognitive load theory)

A.       DEFINISI TEORI BEBAN KOGNITIF

·               Teori beban kognitif adalah teori psikologis yang bertujuan untuk memprediksi hasil belajar dengan memperhatikan kemampuan dan keterbatasan dari arsitektur kognitif manusia (Plass,. J, moreno,. R and Sweller, J., 2010)

·               Teori beban kognitif adalah teori yang menjelaskan tentang perbedaan antara tuntutan tugas dan kemampuan seseorang untuk menguasai tuntutan tersebut (Moray, 1979 )

·               Teori beban kognitif adalah teori yang menjelaskan tentang besarnya usaha yang dilakukan memori kerja (working memory) untuk memproses informasi dalam waktu tertentu (Cooper, 1990)

·               Teori beban kognitif adalah teori yang dimulai dari teori pengajaran yang berdasar pada arsitektur kognitif manusia (Sweller, J, 2010)

Dari beberapa pendapat para ahli tersebut dapat disimpulkan bahwa teori beban kognitif (cognitive load theory) adalah teori psikologis yang menjelaskan tentang besarnya beban yang terjadi dalam kognitif manusia yang disebabkan tuntutan tugas yang melebihi kapasitasnya.

B.     TAHAP PERKEMBANGAN TEORI BEBAN KOGNITIF

Tahap I

Istilah teori beban kognitif (cognitive load theory) yang biasa disingkat CLT pertama kali diperkenalkan oleh John Sweller sekitar tahun 1980-an di Australia,

Beliau yang dijuluki sebagai penemu CLT. John Sweller adalah dosen di University of New South Wales. Ia terfokus pada tuntutan kognitif dari metode pembelajaran yang lebih cenderung melihat pada hasil akhir yang diperoleh dari peserta didik ketika dihadapkan pada pemecahan masalah, metode dimana peserta didik secara mandiri memecahkan sejumlah besar masalah untuk mengembangkan keahlian. Dengan menggunakan metode tersebut John Sweller menganggap bahwa metode analisis hasil akhir malah menciptakan beban kognitif yang sangat tinggi pada kapasitas pengolahan kognitif peserta didik yang sangat terbatas. Teori John Swelller menyimpulkan bahwa upaya kognitif dihabiskan dalam metode analisis hasil akhir yang mengarah pada solusi masalah saja atau tujuan dari tugas yang mendesak tetapi tidak meninggalkan sumber daya kognitif yang cukup untuk akuisisi skema yang menjadi tujuan dari pembelajaran itu sendiri. Oleh karena itu, tahap awal perkembangan CLT adalah  bagaimana membentuk hubungan antara metode pembelajaran yang digunakan untuk mempromosikan pemecahan masalah dan beban kognitif yang disebabkan oleh metode tersebut.

Sweller, Chandler, Tierney, and Cooper (1990)  menyatakan bahwa CLT menyangkut tentang bagaimana sumber daya kognitif didistribusikan selama pembelajaran dan selama proses pemecahan masalah. Banyak metode pembelajaran dan pemecahan masalah yang memaksakan siswa sehingga menimbulkan beban kogntif bagi siswa, dalam hal ini beban tersebut diistilah beban kognitif asing (extraneous cognitive load), yaitu beban kognitif yang muncul akibat desain pengajaran yang tidak tepat.

Adapun deskripsi dari tahap I dari perkembangan teori beban kognitif

Extraneous Load = Total cognitive Load

Tahap II

Tahap ke-II CLT ditandai dengan pengenalan sumber tambahan beban kognitif yaitu beban kognitif intrinsik. CLT pindah dari yang hanya berfokus pada beban kognitif asing (extraneous cognitive load). Lebih khusus lagi, beberapa materi sulit untuk dipelajari atau beberapa masalah yang sulit untuk dipecahkan karena mengharuskan melibatkan beberapa elemen yang secara bersamaan berinteraksi satu sama lainnya ( Sweller & Chandler, 1990)

            Awal mula munculnya ide tentang beban kognitif intrinsik yaitu berasal dari penelitian Harford, maybery, dan Bain (1986). Dalam penelitian tersebut para peneliti menemukan bahwa kesulitan dalam pengolahan kesimpulan dalam penalaran anak-anak sebagai contoh : a lebih tinggi dari b, dan b lebih tinggi dari c, siapakah yang paling tinggi ?? hal ini menunjukkkan bahwa anak-anak harus mempertimbangkan elemen-elemen diwaktu yang bersamaan. Menurut  CLT, beban kognitif intrinsik tergantung pada dua faktor yaitu: pertama, jumlah elemen yang harus diproses secara bersamaan dalam memori kerja pada setiap tugas belajar dan yang kedua, pengetahuan sebelumnya dari pelajar.

Ketika orang dihadapkan dengan materi baru, beban kognitif yang dikenakan oleh materi yang akan terdiri dari beban kognitif intrinsik karena interaktivitas elemen dan beban kognitif asing ditentukan oleh desain pengajaran  yang digunakan, jika beban kognitif total berlebihan, belajar dan pemecahan masalah akan terhambat (Sweller, 1997)

Adapun deskripsi dari tahap II dari perkembangan teori beban kognitif

Extraneous Load + Intrinsic Load = Total cognitive Load

pada tingkat yang ada beban kognitif intrinsik: jika tingkat beban intrinsik rendah, maka beban asing yang tinggi mungkin tidak menghalangi belajar karena siswa dapat menangani bahan interaktivitas rendah , jika beban intrinsik tinggi , menambah beban asing tinggi akan menghasilkan total beban yang mungkin melebihi sumber daya kognitif ( Sweller , 1994; Sweller & Chandler , 1994) . Asumsi ini memfokuskan kembali CLT sebagai teori yang terutama berkaitan dengan pembelajaran tugas yang kompleks, dimana siswa biasanya kewalahan oleh jumlah elemen dan interaksi yang perlu diproses secara simultan ( Plass, Renkl , & Sweller , 2004) . Terlepas dari kenyataan bahwa teori telah menawarkan metode untuk mengukur elemen interaktivitas ( Sweller & Chandler , 1994) , apa yang tidak jelas adalah kriteria untuk menentukan sebuah prioritas ketika tugas yang cukup kompleks dengan kemungkinan untuk menghasilkan beban kognitif dalam pembelajaran

Tahap III

Baru-baru ini, CLT telah mengalami dua revisi utama. Yang pertama adalah pengenalan sumber ketiga beban kognitif , yaitu beban kognitif erat (germane cognitive load). Ciri khas dari beban kognitif erat adalah bahwa , tidak seperti dua lainnya , ia memiliki hubungan yang positif dengan belajar karena itu adalah hasil dari mencurahkan sumber daya kognitif untuk akuisisi skema dari pada kegiatan mental lainnya. Ide beban kognitif erat berasal dari kebutuhan untuk menentukan efek dari beban kognitif untuk  akuisisi skema yang diusulkan menjadi bermanfaat untuk belajar.

Adapun deskripsi dari tahap III dari perkembangan teori beban kognitif

Germane load + Extraneous Load + Intrinsic Load = Total cognitive Load

Beban kognitif intrinsik , asing , dan erat adalah aditif dalam hal itu, bersama-sama , beban total tidak bisa melebihi sumber daya yang bekerja memori yang tersedia jika menginginkan belajar itu terjadi. Hubungan antara tiga bentuk beban kognitif yang asimetris . Beban kognitif intrinsik memberikan beban dasar yang tereduksi selain dengan membangun skema tambahan dan mengotomatisasi skema yang diperoleh sebelumnya. ( Plass dkk, 2003)

C.     KATEGORI BEBAN KOGNITIF

Teori beban kognitif (Plass, Renkl & Sweller, 2010) menyebutkan bahwa beban kognitif dalam memori pekerja dapat disebabkan oleh tiga sumber yaitu: (1) beban kognitif intrinsik (intrinsic cognitive load)  (2) beban kognitif ekstrinsik (extraneous cognitive load) dan (3) beban kognitif erat (germane cognitive load)

  Jika beban kognitif bekerja melebihi kapasitas memori, pengolahan informasi termasuk belajar akan dikompromikan. Dengan kata lain, jika beban total memori kerja yang berlebihan, probabilitas perubahan berguna untuk memori jangka panjang berkurang. Masing-masing dari tiga kategori beban kognitif akan dibahas berikut ini:

1.      Beban kognitif intrinsik (intrinsic cognitive load)

Beban kognitif intrinsik ditentukan oleh tingkat kesulitan informasi atau materi yang sedang dipelajari (Mayer, R, E,. & Moreno, R,. 2010). Beban kognitif intrinsik tidak dapat dimanipulasi karena sudah menjadi karakter dari interaktifitas elemen-elemen di dalam materi. Sehingga, beban kognitif intrinsik ini bersifat tetap. Beberapa materi secara intrinsik sulit untuk dipahami dan belajar terlepas dari bagaimana hal itu diajarkan. Faktor kritis adalah elemen interaktivitas yang mengacu pada jumlah elemen yang harus diproses dalam memori kerja untuk memahami dan mempelajari materi.

            Menurut CLT, beban kognitif intrinsik tergantung pada dua faktor yaitu:

(1). jumlah elemen yang harus diproses secara bersamaan dalam memori kerja pada setiap tugas belajar, Beban yang dihasilkan dari elemen interaktivitas bervariasi antara dan di dalam bidang studi yang berbeda. Misalnya, memecahkan masalah aljabar berurusan dengan elemen interaktivitas yang lebih tinggi dari pada belajar kosa kata itu sendiri (sweller, 2010).

(2) pengetahuan sebelumnya dari peserta didik.

2. Beban kognitif asing/ ekstrinsik (extraneous cognitive load)

Kategori beban kognitif ini juga tergantung pada elemen interaktivitas tetapi tidak seperti beban kognitif intrinsik, unsur-unsur berinteraksi sepenuhnya di bawah control pembelajaran, dan CLT dirancang terutama untuk memberikan prinsip-prinsip untuk mengurangi beban kognitif asing. Apakah prosedur pengajaran menghasilkan beban kognitif asing jika prosedur pelajaran tidak memfasilitasi perubahan untuk menyimpan informasi (memori jangka panjang) atau jika prosedur pengajaran mengabaikan batas-batas prinsip perubahan dengan baik mengabaikan keterbatasan memori kerja atau melanjutkan pada asumsi bahwa memori kerja tidak memiliki keterbatasan. Prosedur pengajaran mungkin tidak efektif karena tidak perlu memperkenalkan interaksi elemen yang harus dihilangkan. Sebagai contoh, perhatikanlah orang mencoba untuk belajar melalui pembelajaran teknik penemuan. Dari pada diberitahu aturan ilmiah, orang itu diberikan informasi minimal dan diperlukan untuk bekerja diluar aturan dari informasi minimal dan diperlukan untuk bekerja diluar aturan dari informasi tersebut. (Sweller, 2010)

            Kalguya, S (dalam Plass,. J, moreno,. R and Bruken, R, 2010)  menyatakan bahwa beban kognitif asing dapat diterapkan oleh satu atau lebih sumber berikut ini:

a.                Tidak memaksa pelajar untuk mencari langkah-langkah solusi dengan menggunakan prosedur (bukannya langsung belajar prosedur yang merupakan solusi dari pelajaran)

b.               Belajar yang memperkenalkan elemen baru dengan terlalu banyak informasi ke dalam    memori kerja untuk dimasukkan ke dalam struktur memori jangka panjang

c.             Representasi terpisah (dalam ruang/waktu) terkait pelajaran yang memerlukan pelajar untuk melakukan penemuan dan proses.

3.                  Beban kognitif erat (germane cognitive load)

Beban kognitif erat adalah beban kognitif yang diakibatkan oleh proses kognitif yang relevan dengan pemahaman materi yang sedang dipelajari dan proses konstruksi (akuisisi skema) pengetahuan. Jika tidak ada beban kognitif erat, berarti memori kerja tidak dapat mengorganisasikan, mengkonstruksi, mengkoding, mengelaborasi atau mengintegrasikan materi yang sedang dipelajari sebagai pengetahuan yang tersimpan dengan baik di memori jangka panjang.

            Sebagian besar dari beban kognitif asing diasumsikan bahwa sebagai kategori beban kognitif berkurang, beban kognitif erat secara otomatis akan meningkat karena peserta didik akan mencurahkan upaya yang sama untuk belajar terlepas dari efektifitas pelajaran.

D.    PENGUKURAN BEBAN KOGNITIF

Pertanyaan yang mendasar adalah bagaimana mengukur beban kognitif itu sendiri ? dan apakah metode yand dipilih tersebut valid dan dapat secara praktis mengukur beban kognitif ?

Tipe pengukuran beban kognitif	Ukuran	masalah yang diteliti	peneliti
Subjektif objektif	1.      Penilaian subjektif siswa 2.      Hasil belajar 3.      Waktu 4.      Kompleksitas tugas 5.      Reaksi tubuh (denyut jantung, reaksi kulit, pelebaran pupil mata) 6.      Dua tugas sekaligus (dual-task)	1.      Penilaian subjektif siswa dari tugas yang diberikan 2.      Hubungan antara desain pengajaran dan akuisisi pengetahuan 3.       Jumlah waktu yang diperlukan untuk mencapai solusi 4.      Semakin tinggi kompleksitas tugas, semakin tinggi sumber daya kognitif yang digunakan 5.      Reaksi fisiologis organisme yang terlibat dalam proses pembelajaran 6.      Seorang pelajar yang harus memproses dua tugas yang berbeda pada saat yang sama	Paas & van Merrie¨nboer, 1993 Mayer, 2005; Mayer & Moreno, 1998 Tabbers et al., 2004 Seufert et al., 2007 Van Gerven et al., 2004 Bru¨ nken et al., 2002

E.     PEMBELAJARAN YANG MENGACU PADA CLT

Prinsip dasar dari teori beban kognitif adalah belajar efektif yang dapat dicapai dengan mengelola beban intrinsik, mengurangi beban kognitif asing, dan meningkatkan beban erat (kalguya, 2010)

Berikut adalah cara pengelolan beban kognitif dalam pembelajaran ( Nidar, R, 2011)

1.      Beban kognitif intrinsik

Beban kognitif intrinsik	Engelola beban kognitif intrinsik
1.         Materi yang sulit 2.         Jumlah bahan ajar yang harus diproses di waktu yang bersamaan 3.        Pengetahuan sebelumnya	1.         mengelola bahan ajar yang yang sulit menjadi lebih sederhana, salah satunya dengan  bantuan alat peraga 2.         mengelola jumlah bahan ajar yang harus diproses secara bersamaan dengan membagi materi menjadi beberapa pertemuan. 3.         mengetahui tingkat pengetahuan awal siswa dengan memberikan pre-test

2.      Beban kognitif asing

Beban kognitif asing

Mengelola beban kognitif asing

1.         Penyampaian materi yang kurang baik 2.         Informasi yang diberikan terlalu banyak sehingga menguras pikiran 3.         Kurangnya contoh dan latihan soal 4.         Siswa tidak ingat materi prasyarat 5.         Perhatian siswa terbagi saat penyampaian materi berlangsung

1.         Penyampaian materi sebaiknya disesuaikan dengan kondisi siswa dan tingkat kebutuhan siswa 2.         Inforasi yang disajikan harus disesuaikan dengan tingkat kemampuan siswa 3.         mengoptimalkan pemahaman siswa dengan memberikan contoh, latihan-latihan soal serta penyampaian materi yang mendalam 4.         mereview pengetahuan prasyarat yang berhubungan informasi di awal pembelajaran 5.         meminta siswa untuk tidak mencatat atau tidak beraktifitas lainnya ketika penyampaian materi .

3.      Beban kognitif erat

Beban kognitif erat	Mengelola beban kognitif asing
1.        Imajinasi	Membayangkan prosedur atau konsep meningkatkan pembelajaran dibandingkan dengan hanya mempelajari materi semata

DAFTAR PUSTAKA

Cooper, G. 1990. Cognitive load theory as an aid for instruction design. Australia journal for education technologi

           

kalyuga, S. 2010. Cognitive load theory : Schema Acquisition and Sources of Cognitive Load. Cambridge: Cambridge university prress

Moray, N. (1979). Mental workload: Its theory and measurement. New York: Plenum

Moreno, R and Park, B. Cognitive Load Theory: Historical Development and Relation

to Other Theories.                                                                                 

Moreno, R., & Mayer, R. E. (2007). Interactive multimodal learning environments.

Educational  Psychology Review

Nidar, R. 2011. Penerapan pembelajaran matematika mengacu pada Cognitive load theory untuk meningkatkan hasil belajar siswa kelas VIII SMP negeri 21 malang. malang: malang university press

Paas, F., Moreno, R , ., & Sweller, J. (2010). Cognitive load theory: Recent developments. Educational  Psychologist

Paas, F., Renkl, A., & Sweller, J. (2004). Cognitive load theory: Instructional implications of the interaction between information structures and cognitive architecture [Guest editorial statement]. Instructional  Science

Solso, R. L (2008) Psikologi Kognitif: Edisi kedelapan. Jakarta: Erlangga

Sweller, J. (1994). Cognitive load theory, learning difficulty, and instructional design.

Learning and Instruction

Sweller, J. 2010 Cognitive Load Theory: Recent Theoretical Advances. Australia journal for education technology

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