Decorative images' effect on the cognitive load of computer programming learning

Abstract

Kognitiivinen kuormitusteoria pyrkii kehittämään ohjeistuksia, jotka helpottavat oppimisen aikana koettavaa henkistä kuormitusta. Useita periaatteita on kehitetty kognitiivisen kuormituksen luontaisten, ulkoisten ja hyödyllisten piirteiden hallintaan. Tavat vähentää ulkoista kuormitusta kohdistuvat usein oppimateriaalin ulkonäöllisiin ja rakenteellisiin piirteisiin. Kuvien on todettu joko edistävän tai heikentävän oppimista niiden tarpeellisuuden mukaan. Koristeelliset kuvat motivoivat oppijaa ja tekevät oppimistilanteesta mieluisamman. Tutkimustieto ei kuitenkaan ole samaa mieltä kuvituskuvien vaikutuksesta varsinaiseen oppimiseen. Aikaisempaa tutkimusta kuvituskuvien vaikutuksista ohjelmoinnin oppimiseen ei ole tehty. Tämä tutkimus pyrkii selvittämään, miten asiayhteyteen liittyvät kuvituskuvat vaikuttavat olio-ohjelmoinnin oppimisen kognitiivisen kuormitukseen noviiseilla oppijoilla. Tulokset näyttävät, että kuvituskuvilla ei ole merkityksellistä vaikutusta opiskelijoiden kokemaan kognitiiviseen kuormitukseen. Tutkimuksessa havaittiin keskikokoinen korrelaatio tehtävistä suoriutumisen ja kognitiivisen kuormituksen kanssa. Tulokset osoittavat, että kuvituskuvat eivät vaikuta ohjelmoinnin oppimisen kognitiiviseen kuormitukseen, mutta kuormitukseen pitäisi pyrkiä vaikuttamaan muilla keinoilla, jotka edistävät oppimista. Ohjelmointi on monitahoinen kokonaisuus, jonka oppimateriaalien ja kognitiivisen kuormituksen yhteyttä tulisi tutkia enemmän.

Cognitive load theory aims to develop instructional materials that manage learners’ mental effort used during learning. Many principles have been developed to aid in managing its intrinsic, extraneous, and germane features. Methods for reducing extraneous load often assess the visuality and structure of the learning material’s elements. Images have been found to either promote or hinder learning depending on their redundant nature. Decorative images have been found to motivate students and make the learning experience more enjoyable. There is however contradicting research on their effects on actual learning. No prior research has been done on decorative images' effects on computer programming. This study aims to find how decorative, context-specific images affect the cognitive load of object-oriented programming learning for novice students. The results show that decorative images have no significant effect on the cognitive load experienced by learners. A medium-sized correlation between task performance and cognitive load was observed. The results indicate that decorative images do not affect the cognitive load of learning computer programming, but managing the cognitive load of programming materials by other means should be done to promote learning. As computer programming can be considered to be complex learning, more research should be conducted on cognitive load and its implications for computer programming instructional materials.