كانت الأنظمة التعليمية التقليدية القديمة، تشكل عبئاً ثقيلاً على استيعاب الإنسان، وتحد من قدراته على الإبداع والابتكار في شتى المجالات، فكانت في معظمها تعتمد على التلقين الأبوي، الذي يغلّب الحفظ على الفهم، ما شكل فجوة كبيرة بين الاستيعاب والإنتاج، حتى إن عمليات الترجمة للمعارف، كانت دائماً ما تواجه مشكلة الحمولات المعرفية، فالقصور المعرفي غالباً لا يسمح بأكثر من نقل النص المترجم لغوياً فقط، أي بدون حمولته المعرفية.
ومع ظهور اقتصاد المعرفة، صار من الضروري تصميم مناهج تعليمية تحفز على الإبداع، وتحث على التفكير والبحث والتحليل والاستنتاج، وتشجع على الابتكار، كما يتطلب قبل ذلك منهجاً علمياً لتصميم تلك المناهج أو المواد التعليمية، ولهذا ظهرت نظرية الحمل المعرفي.
تعتمد نظرية الحمل المعرفي، على نموذج معالجة المعلومات البشرية المقبول على نطاق واسع، الذي نشره ريتشارد أتكينسون وريتشارد شيفرين في عام 1968، وهو
يصف العملية بأنها تحتوي على ثلاثة أجزاء رئيسة، الذاكرة الحسية، والذاكرة العاملة والذاكرة طويلة المدى.
ولعل أهم النظريات والأشكال العلمية التي ظهرت لتعزيز وتمكين نظرية الحمولة المعرفية لاحقاً، نظرية «الخرائط الذهنية» لعالم الذاكرة توني بوزان، ودخلت بفضلها موسوعة غينيس للأرقام القياسية، حيث أُعد وريثته في هذا العلم، فقمت بتعليم 1300 طالبة رسم الخرائط الذهنية بفاعلية وتمكن في جلسة واحدة.
تقول نظرية الحمولة المعرفية، إنه عندما يعالج دماغ الإنسان المعلومات، فإنه يصنف تلك المعلومات وينقلها إلى ذاكرة طويلة المدى، حيث يتم تخزينها في بنية معرفة تسمى «المخططات».
هذه المخططات، تنظم المعلومات وفقاً لكيفية استخدامه لها، ولا تختلف هذه النظرية في أنظمة القياس الشهيرة، كالبيانات الضخمة، وغيرها من أدوات ووسائل اقتصاد المعرفة، مثلاً لدينا مخططات لمبيعات في متجر كبير بشكل مألوف ويومي، أو إجراءات سلوكية لاتخاذ إجراءات معينة، كلما أصبحنا أكثر استخداماً ومعرفة بهذه المخططات، أصبحت هذه الإجراءات والسلوكيات أكثر سهولة.
وهذا ما يسمى «الأتمتة».
لاحقاً، تم تطوير نظرية الحمل المعرفي من قبل جون سويلر، الذي نشر ورقة حولها في مجلة Cognitive Science عام 1988، قال فيه بأن «الحمل المعرفي» يرتبط بكمية المعلومات التي يمكن للذاكرة العاملة الاحتفاظ بها في وقت واحد، وقال أيضاً، بما أن ذاكرة العمل تتمتع بقدرة محدودة، يجب أن يتم تجنب الأساليب التعليمية زيادة الحمل بها مع أنشطة إضافية لا تسهم مباشرة في التعلم.
ويعتقد أن العوامل التي تجعل التعلم معقداً بشكل غير ضروري، أو تصرفنا عن المعلومات التي نحاول الاهتمام بها، تزيد من الحمل المعرفي للشخص أثناء تعليمه، ونتيجة لزيادة الحمل المعرفي، يصبح التحفيز أكثر صعوبة في الالتفات والتكرار والتذكر، ما يجعل التعلم أقل فعالية.
حدد جون سويلر وغيره من الباحثين أيضاً طرقاً يمكن من خلالها تقليل العبء المعرفي في بيئة تعليمية باستخدام طرق تدريس أكثر فاعلية، ما يشجع على تكوين ارتباطات علمية أكثر فاعلية في الذاكرة العاملة، ومن ذلك أن نظرية الحمل المعرفي، تساعدنا على تصميم التدريب الذي يقلل من متطلبات الذاكرة العاملة للمتعلمين، بحيث يتعلمون بشكل أكثر فعالية.
ويمكننا تطبيق مفهوم الحمولة المعرفية على التعلم والتدريب والبحث، من خلال قياس الخبرة والتكيف، بمعنى أنه كلما زادت الخبرة التي نطورها في منطقة معينة، زادت المعلومات المتوفرة في المخططات لدينا.
ولا يهم مدى تعقيد المخطط، فهو يعد عنصراً واحداً في الذاكرة العاملة.
وأما الطريقة الأخرى، فهي تقليل مساحة المشكلة، والتي تعد الفجوة بين الوضع الحالي والهدف المنشود. فالتركيز على الهدف، يلفت الانتباه أيضاً إلى المعلومات التي يتم تعلمها، ما يجعل التعلم أقل فاعلية، لذا، فالنهج الأفضل، هو تقسيم المشكلة إلى أجزاء، وهذا يقلل من مساحة المشكلة، ويخفف الحمل المعرفي، ما يجعل التعلم بدوره أكثر فعالية.
أما الثالثة، فهي تقليل تأثير انقسام الانقسام، فعندما يكون لديك مصادر متعددة للمعلومات المرئية، مثل المخططات البيانية والتسميات والنص التوضيحي، يتم تقسيم انتباهنا بينهما.
وهذا يضيف إلى الحمل المعرفي، ما يزيد من صعوبة إنشاء مخططات جديدة.
والطريقة الرابعة، هي الاستفادة من القنوات السمعية والبصرية في الذاكرة العاملة، وهذا يقلل من العبء المعرفي على الذاكرة العاملة.
خلاصة القول، إن نظرية الحِمل المعرفي، هي نظرية تصميم تعليمية، تعكس «الهندسة المعرفية»، أو الطريقة التي نعالج بها المعلومات، وهي مرتبطة في ظهورها مع اقتصاد المعرفة، بقصد أو بدون قصد، لأنها تخدم متطلباتها بفاعلية كبيرة.
أثناء التعلم، يجب أن تُحفظ المعلومات في الذاكرة العاملة، حتى تتم معالجتها بشكل كافٍ، لتمريرها إلى الذاكرة طويلة المدى، أي أن سعة ذاكرة العمل للإنسان محدودة للغاية، وعندما يتم تقديم الكثير من المعلومات دفعة واحدة، يصبح الأمر صعباً، ويتم فقدان جزء كبير من هذه المعلومات.
لذلك، تجعل نظرية الحمل المعرفي، التعلم والبحث أكثر كفاءة، باستخدام أساليب التدريب التي تعكس هذا، ما يؤدي بدوره إلى تطور الاقتصاد المعرفي، من خلال الزيادة في النتاج البحثي الفكري والعلمي.
وتتضمن هذه الطرق، كما أسلفت، قياس الخبرة وتهيئة التعليمات، وفقاً لذلك، وتقليل مساحة المشكلة عن طريق تقسيمها إلى أجزاء، وباستخدام أمثلة مكتملة جزئياً وأمثلة عملية، وكذلك دمج مصادر متعددة للمعلومات المرئية معاً، كلما أمكن ذلك، وتوسيع سعة الذاكرة العاملة باستخدام كل من القنوات البصرية والسمعية. وللحديث بقية.