DOI: https://doi.org/10.1007/s42044-025-00382-1
تاريخ النشر: 2026-01-09
المؤلف: Nurul Afiqah Nordin وآخرون
الموضوع الرئيسي: عمليات التعلم البصرية والمعرفية
نظرة عامة
تبحث ورقة البحث في آثار المبادئ التربوية عبر الإنترنت على العبء المعرفي للطلاب خلال التعلم المنزلي، وخاصة في سياق الاضطرابات الناجمة عن جائحة COVID-19. مستندة إلى نظرية العبء المعرفي لسويلر، تصنف الدراسة العبء المعرفي إلى ثلاثة أبعاد: الداخلي، الخارجي، والذاتي. باستخدام نهج مختلط، تم جمع البيانات من 30 طالبًا في المدرسة الثانوية وعدد من المعلمين في ماليزيا من خلال استبيانات منظمة ومقابلات شبه منظمة. أظهرت التحليلات، باستخدام الإحصائيات الوصفية ونمذجة المعادلات الهيكلية (SEM)، أن التصميم التعليمي المنظم، والتعلم التعاوني، والتواصل التفاعلي تخفف بشكل كبير من العبء المعرفي عبر الأبعاد الثلاثة.
تؤكد النتائج على التحديات التي يواجهها الطلاب، بما في ذلك الحمل المعرفي الزائد بسبب المواد المعقدة والتصميم التعليمي غير الكافي. ومع ذلك، تحدد الدراسة استراتيجيات تربوية فعالة تعزز الفهم والمشاركة مع تقليل الضغط العقلي. تختتم البحث باقتراح إطار تربوي جديد يدمج هذه الممارسات الفعالة، مقدمًا نموذجًا موثوقًا للمعلمين وصانعي السياسات لإنشاء بيئات تعلم عبر الإنترنت مستدامة معرفيًا. هذا الإطار ذو صلة خاصة حيث تتبنى الأنظمة التعليمية بشكل متزايد تقنيات التعلم الرقمية، مما يبرز الحاجة إلى نهج تربوي سليم يركز على سهولة التعلم ورفاهية الطلاب.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث هذه الضوء على التحول الرقمي السريع في التعليم، الذي تسارعت وتيرته بشكل خاص بسبب جائحة COVID-19، والتي حولت العديد من بيئات التعلم إلى صيغ عبر الإنترنت ومختلطة. كشفت هذه الانتقال عن فجوات كبيرة في استعداد المعلمين التربوي وتهيئة الطلاب المعرفية، خاصة في التعليم الثانوي. تم تحديد قضية حاسمة وهي العبء المعرفي، الذي زاد بسبب عوامل مثل الوقت الطويل أمام الشاشة، والتعليم المجزأ، ونقص التفاعل. يتم الإشارة إلى نظرية العبء المعرفي (CLT) لشرح كيف يؤثر التصميم التعليمي على فعالية التعلم، مصنفة العبء المعرفي إلى أنواع داخلية، خارجية، وذاتية. تشير الورقة إلى أن التعلم عبر الإنترنت المصمم بشكل سيء يمكن أن يؤدي إلى الحمل المعرفي الزائد، مما يؤثر بشكل خاص على المتعلمين المراهقين الذين لا يزالون يطورون مهارات التنظيم الذاتي والتفكير التأملي.
تهدف الدراسة إلى معالجة نقص النماذج التعليمية التي تم التحقق منها تجريبيًا والتي تطبق مبادئ CLT على التعلم المنزلي عبر الإنترنت، وخاصة في سياق ماليزيا لنموذج Pengajaran dan Pembelajaran di Rumah (PdPR). تسعى لتطوير وإثبات إطار تربوي يدمج CLT لتعزيز الاستدامة المعرفية في بيئات التعلم الرقمية. ستستكشف البحث التحديات المعرفية التي يواجهها الطلاب الثانويون، والاستراتيجيات التربوية التي يُنظر إليها على أنها تخفف من العبء المعرفي، وفي النهاية تقترح إطارًا للتعلم الفعال عبر الإنترنت يتماشى مع القدرات المعرفية للمتعلمين. تركز أسئلة البحث في الدراسة على تحديد عوامل العبء المعرفي، والمبادئ التربوية الفعالة، وتطوير إطار لتخفيف الحمل المعرفي الزائد في التعليم عبر الإنترنت.
الطرق
استخدم البحث تصميمًا مختلطًا لاستكشاف العبء المعرفي بين طلاب المدارس الثانوية المشاركين في التعلم المنزلي عبر الإنترنت (PdPR) خلال COVID-19 في ماليزيا. تتكون المنهجية من تصميم استكشافي متسلسل، يبدأ بمقابلات نوعية لتحديد الموضوعات والبناءات، تليها مرحلة كمية للتحقق من هذه النتائج من خلال استبيان منظم. تضمنت المرحلة النوعية عينة هادفة من 30 طالبًا و65 معلمًا، بينما استخدمت المرحلة الكمية عينة عشوائية طبقية لجمع البيانات من 130 طالبًا، مما يضمن تمثيلًا عبر مختلف الفئات السكانية ومستويات المعرفة الرقمية.
شملت جمع البيانات مقابلات شبه منظمة واستبيان منظم يقيم العبء المعرفي – الذي يتكون من العبء الداخلي، الخارجي، والذاتي – بالإضافة إلى المبادئ التربوية. تم تحليل البيانات النوعية باستخدام NVivo للتحليل الموضوعي، بينما تمت معالجة البيانات الكمية باستخدام SmartPLS لنمذجة المعادلات الهيكلية باستخدام المربعات الصغرى الجزئية (PLS-SEM). التزمت الدراسة بالبروتوكولات الأخلاقية، مما يضمن موافقة المشاركين وسرية البيانات. تهدف النتائج إلى إبلاغ الاستراتيجيات التربوية التي تخفف من العبء المعرفي، مما يعزز فعالية بيئات التعلم عبر الإنترنت.
النتائج
تم تنظيم نتائج هذه الدراسة بشكل منهجي وفقًا لأربعة أسئلة بحثية (RQ1-RQ4)، مما يتماشى مع أهداف الدراسة. تكشف النتائج عن رؤى حاسمة حول العوامل التي تؤثر على العبء المعرفي في التعلم المنزلي عبر الإنترنت (PdPR) وتطوير إطار تربوي مصمم لتخفيف هذا العبء. استخدمت تحليل النموذج الهيكلي نمذجة المعادلات الهيكلية باستخدام المربعات الصغرى الجزئية (PLS-SEM)، مؤكدة ملاءمتها بسبب توزيع البيانات غير الطبيعي وغياب التعدد الخطي، كما يتضح من قيم عامل التضخم التبايني (VIF) البالغة 1.00 لجميع البناءات.
أظهر النموذج قوة تفسيرية عالية، مع قيم R² تبلغ 0.891 للعبء الخارجي (EL) و0.775 للعبء الذاتي (GL)، مما يشير إلى دقة تنبؤية كبيرة. تجاوزت أحجام التأثير (f²) للعبء الخارجي (8.191) والعبء الذاتي (3.438) بشكل كبير عتبة التأثير الكبير البالغة 0.35، مما يبرز العلاقات القوية بين بناءات العبء المعرفي. على وجه التحديد، أثر العبء الداخلي بشكل إيجابي على العبء الخارجي (β = 0.944، p < 0.001)، مما يدعم الفرضية القائلة بأن زيادة تعقيد المهام تؤدي إلى مزيد من المشتتات الخارجية. بالإضافة إلى ذلك، أثر العبء الخارجي بشكل إيجابي على العبء الذاتي (β = 0.880، p < 0.001)، مما يشير إلى أن الإدارة الفعالة للعوامل الخارجية تعزز عمليات التعلم الأعمق. يوضح الإطار المعتمد علاقة تسلسلية: العبء الداخلي → العبء الخارجي → العبء الذاتي، مما يبرز أن تقليل المشتتات الخارجية وتحسين وضوح التعليم يمكن أن يسهل الانخراط المعرفي الأعمق والتعلم المعنوي، بما يتماشى مع نظرية العبء المعرفي لسويلر.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على تطور التعلم عبر الإنترنت، وخاصة في سياق ماليزيا، حيث ظهر مفهوم التعلم المنزلي (PdPR) استجابة لجائحة COVID-19. يؤكد المؤلفون أن التربية الفعالة عبر الإنترنت يجب أن تتكيف مع التحديات الفريدة للبيئات الافتراضية، متجاوزة الأساليب التقليدية وجهًا لوجه لتفضيل استقلالية المتعلم، والانخراط المعرفي، والتفاعل التعاوني. تحدد الورقة استراتيجيات تربوية متنوعة يستخدمها المعلمون، مثل التعلم التعاوني، والألعاب التعليمية، واستخدام الأدوات الرقمية، والتي تعتبر ضرورية لتعزيز مشاركة الطلاب وتقليل الحمل المعرفي الزائد.
تكشف النتائج أن العبء المعرفي في PdPR يمكن تصنيفه إلى أعباء داخلية، خارجية، وذاتية، كل منها يتأثر بعوامل مثل المعرفة السابقة، وتعقيد المهام، والتصميم التعليمي. على سبيل المثال، أفاد الطلاب بزيادة العبء الداخلي بسبب المحتوى غير المألوف وصعوبة المهام المفاجئة، بينما تفاقم العبء الخارجي بسبب التصميم التعليمي السيء وزيادة المعلومات. تبرز الدراسة أيضًا أهمية إنشاء بيئات تعليمية داعمة واستخدام ممارسات تربوية فعالة لتعزيز العبء الذاتي، مما يعزز تجارب التعلم المعنوي. في النهاية، تؤكد البحث على الحاجة إلى إطار تربوي شامل يدمج نظرية العبء المعرفي مع استراتيجيات عملية لتحسين نتائج التعلم عبر الإنترنت في السياق الماليزي.
القيود
تقدم الدراسة حول تأثير المبادئ التربوية على العبء المعرفي في التعلم المنزلي (PdPR) عدة قيود يجب الاعتراف بها. أولاً، تستند الدراسة إلى نظرية العبء المعرفي لسويلر ومبادئ التربية عبر الإنترنت لبيلز، متجاهلة نظريات التعلم الأخرى ذات الصلة مثل البنائية والاتصالية، والتي يمكن أن تعزز الرؤى حول بيئات التعلم عبر الإنترنت. يحد حجم العينة المكونة من 130 مشاركًا من إمكانية تعميم النتائج، وقد لا تعكس تركيز الدراسة على السياق التعليمي الماليزي تجارب المتعلمين في مناطق مختلفة ذات بنى تحتية رقمية وممارسات تربوية متنوعة. يجب أن تأخذ الأبحاث المستقبلية في الاعتبار المقارنات الثقافية لتقييم كيفية تأثير العوامل السياقية على العبء المعرفي.
من الناحية المنهجية، استخدمت الدراسة تصميمًا مختلطًا مع مجموعة صغيرة من 30 طالبًا في المدرسة الثانوية وعدد محدود من المعلمين، مما يقيد أيضًا قابلية تطبيق النتائج. بينما استخدمت التحليل SmartPLS لنمذجة المعادلات الهيكلية باستخدام المربعات الصغرى الجزئية، أبلغت بشكل أساسي عن معاملات المسار ومستويات الأهمية دون تفصيل نماذج القياس أو مؤشرات الملاءمة. اعتمد التحليل النوعي، الذي تم إجراؤه باستخدام NVivo 12، على مشفر واحد، مما قد يقدم تحيزًا؛ لذلك، يجب أن تتضمن الدراسات المستقبلية تدابير موثوقية بين المشفرين. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاعتماد على الاستبيانات الذاتية يعرض الدراسة لخطر التحيز، مما يشير إلى أنه يجب دمج مقاييس موضوعية مثل تحليل المهام المزدوجة أو تتبع العين في الأبحاث اللاحقة. بشكل عام، تؤكد الطبيعة الاستكشافية للنتائج، التي تفتقر إلى اختبارات إحصائية استنتاجية، على الحاجة إلى دراسات أكبر وطويلة الأمد للتحقق من الإطار والتحقيق في التأثيرات المستمرة للاستراتيجيات التربوية على العبء المعرفي.
DOI: https://doi.org/10.1007/s42044-025-00382-1
Publication Date: 2026-01-09
Author(s): Nurul Afiqah Nordin et al.
Primary Topic: Visual and Cognitive Learning Processes
Overview
The research paper investigates the effects of online pedagogical principles on students’ cognitive load during home-based learning, particularly in the context of disruptions caused by the COVID-19 pandemic. Grounded in Sweller’s Cognitive Load Theory, the study categorizes cognitive load into three dimensions: intrinsic, extraneous, and germane. Employing a mixed-methods approach, data were collected from 30 high school students and several teachers in Malaysia through structured questionnaires and semi-structured interviews. The analysis, utilizing descriptive statistics and Structural Equation Modeling (SEM), revealed that structured instructional design, collaborative learning, and interactive communication significantly alleviate cognitive load across all three dimensions.
The findings underscore the challenges students face, including cognitive overload due to complex materials and inadequate instructional design. However, the study identifies effective pedagogical strategies that enhance understanding and engagement while reducing mental stress. The research culminates in the proposal of a novel pedagogical framework that integrates these effective practices, offering a validated model for educators and policymakers to create cognitively sustainable online learning environments. This framework is particularly relevant as educational systems increasingly adopt digital learning technologies, emphasizing the need for pedagogically sound approaches that prioritize cognitive ease and student well-being.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the rapid digital transformation in education, particularly accelerated by the COVID-19 pandemic, which has shifted many learning environments to online and blended formats. This transition has exposed significant gaps in both educators’ pedagogical readiness and students’ cognitive preparedness, especially in secondary education. A critical issue identified is cognitive load, which has increased due to factors such as prolonged screen time, fragmented instruction, and insufficient interactivity. Cognitive Load Theory (CLT) is referenced to explain how instructional design impacts learning efficacy, categorizing cognitive load into intrinsic, extraneous, and germane types. The paper notes that poorly designed online learning can lead to cognitive overload, particularly affecting adolescent learners who are still developing self-regulatory and metacognitive skills.
The study aims to address the lack of empirically validated instructional models that apply CLT principles to home-based online learning, specifically within the Malaysian context of the Pengajaran dan Pembelajaran di Rumah (PdPR) model. It seeks to develop and validate a pedagogical framework that integrates CLT to enhance cognitive sustainability in digital learning environments. The research will explore the cognitive challenges faced by secondary students, the pedagogical strategies perceived to alleviate cognitive load, and ultimately propose a framework for effective online learning that aligns with learners’ cognitive capabilities. The study’s research questions focus on identifying cognitive load factors, effective pedagogical principles, and the development of a framework to mitigate cognitive overload in online education.
Methods
The research employed a mixed-methods design to explore cognitive load among secondary school students engaged in online home-based learning (PdPR) during COVID-19 in Malaysia. The methodology consisted of a sequential exploratory design, beginning with qualitative interviews to identify themes and constructs, followed by a quantitative phase to validate these findings through a structured questionnaire. The qualitative phase involved purposive sampling of 30 students and 65 teachers, while the quantitative phase utilized stratified random sampling to gather data from 130 students, ensuring representation across various demographics and digital literacy levels.
Data collection included semi-structured interviews and a structured questionnaire assessing cognitive load—comprising intrinsic, extraneous, and germane load—as well as pedagogical principles. The qualitative data were analyzed using NVivo for thematic analysis, while the quantitative data were processed using SmartPLS for Partial Least Squares Structural Equation Modeling (PLS-SEM). The study adhered to ethical protocols, ensuring participant consent and data confidentiality. The findings aim to inform pedagogical strategies that mitigate cognitive load, thereby enhancing the effectiveness of online learning environments.
Results
The results of this study are systematically organized according to four research questions (RQ1-RQ4), aligning the analysis with the study’s objectives. The findings reveal critical insights into the factors influencing cognitive load in online home-based learning (PdPR) and the development of a pedagogical framework designed to mitigate this load. The structural model analysis employed Partial Least Squares Structural Equation Modeling (PLS-SEM), confirming its appropriateness due to non-normal data distribution and the absence of multicollinearity, as indicated by variance inflation factor (VIF) values of 1.00 for all constructs.
The model demonstrated high explanatory power, with R² values of 0.891 for Extraneous Load (EL) and 0.775 for Germane Load (GL), indicating substantial predictive accuracy. The effect sizes (f²) for EL (8.191) and GL (3.438) significantly exceeded the large-effect threshold of 0.35, underscoring the strong relationships among cognitive load constructs. Specifically, intrinsic load positively influenced extraneous load (β = 0.944, p < 0.001), supporting the hypothesis that increased task complexity leads to greater extraneous distractions. Additionally, extraneous load positively affected germane load (β = 0.880, p < 0.001), suggesting that effective management of extraneous factors enhances deeper learning processes. The validated framework illustrates a sequential relationship: Intrinsic Load → Extraneous Load → Germane Load, emphasizing that reducing extraneous distractions and improving instructional clarity can facilitate deeper cognitive engagement and meaningful learning, consistent with Sweller's Cognitive Load Theory.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the evolution of online learning, particularly in the context of Malaysia, where the concept of home-based learning (PdPR) has emerged as a response to the COVID-19 pandemic. The authors emphasize that effective online pedagogy must adapt to the unique challenges of virtual environments, moving beyond traditional face-to-face methods to prioritize learner autonomy, cognitive engagement, and collaborative interaction. The paper identifies various pedagogical strategies employed by teachers, such as collaborative learning, gamification, and the use of digital tools, which are essential for enhancing student engagement and minimizing cognitive overload.
The findings reveal that cognitive load in PdPR can be categorized into intrinsic, extraneous, and germane loads, each influenced by factors such as prior knowledge, task complexity, and instructional design. For instance, students reported increased intrinsic load due to unfamiliar content and abrupt task difficulty, while extraneous load was exacerbated by poor instructional design and information overload. The study also highlights the importance of creating supportive learning environments and utilizing effective pedagogical practices to enhance germane load, which fosters meaningful learning experiences. Ultimately, the research underscores the need for a comprehensive pedagogical framework that integrates cognitive load theory with practical strategies to optimize online learning outcomes in the Malaysian context.
Limitations
The research on the impact of pedagogical principles on cognitive load in home-based learning (PdPR) presents several limitations that must be acknowledged. Primarily, the study is grounded in Sweller’s Cognitive Load Theory and Pelz’s online pedagogical principles, neglecting other relevant learning theories such as Constructivism and Connectivism, which could enhance insights into online learning environments. The sample size of 130 participants restricts the generalizability of the findings, and the study’s focus on the Malaysian educational context may not reflect the experiences of learners in different regions with varying digital infrastructures and pedagogical practices. Future research should consider cross-cultural comparisons to assess how contextual factors influence cognitive load.
Methodologically, the research utilized a mixed-methods design with a small subset of 30 secondary school students and a limited number of educators, which further constrains the findings’ applicability. While the analysis employed SmartPLS for PLS-SEM, it primarily reported path coefficients and significance levels without detailing measurement models or fit indices. The qualitative analysis, conducted using NVivo 12, relied on a single coder, potentially introducing subjectivity; thus, future studies should incorporate inter-coder reliability measures. Additionally, the reliance on self-reported questionnaires poses a risk of bias, suggesting that objective measures like dual-task analysis or eye-tracking should be integrated in subsequent research. Overall, the exploratory nature of the findings, lacking inferential statistical tests, underscores the need for larger, longitudinal studies to validate the framework and investigate the enduring effects of pedagogical strategies on cognitive load.