Оценка качества дизайна экранного интерфейса цифровых учебных ресурсов: визуальная сложность и когнитивная нагрузка

Цель исследования. Целью исследования является обоснование критериев и факторов качества дизайна экранного интерфейса цифровых образовательных ресурсов с позиций визуальной сложности и когнитивной нагрузки, а также выявление их влияния на результативность обучения в условиях цифровой и билингвальной образовательной среды. Особое внимание уделяется установлению взаимосвязи между структурой визуального представления учебного материала, уровнем когнитивной нагрузки обучающихся и эффективностью усвоения знаний. Реализация данной цели направлена на разработку научно обоснованных рекомендаций по оптимизации дизайна цифровых образовательных ресурсов, обеспечивающих соответствие визуальной структуры учебного контента когнитивным возможностям обучающихся и повышающих эффективность обучения в многоязычной образовательной среде.
Материалы и методы. Исследование основано на анализе отечественных и зарубежных научных работ в области психологии восприятия, когнитивной эргономики, теории когнитивной нагрузки, педагогического дизайна и билингвального обучения. В качестве методологической базы использовались концепции визуальной сложности, теория когнитивной нагрузки, положения адаптивного когнитивного контроля, а также результаты эмпирических исследований, выполненных с применением поведенческих методов и отслеживания движений глаз. Для аналитической части были рассмотрены типовые экранные страницы цифровых образовательных ресурсов, различающиеся по уровню визуальной сложности. Оценка интерфейсов проводилась на основе критериев количественной насыщенности, структурной организации, цветовой и графической сложности, семантической насыщенности и динамических характеристик.
Результаты. В ходе исследования установлено, что визуальная сложность экранного интерфейса оказывает прямое влияние на уровень когнитивной нагрузки обучающихся. Увеличение количества элементов, смысловой плотности, цветовой вариативности и динамических компонентов приводит к росту внешней когнитивной нагрузки, снижению скорости поиска информации и увеличению вероятности ошибок. В условиях билингвального обучения когнитивная нагрузка приобретает комплексный характер, объединяя предметную и языковую обработку информации. Показано, что высокий уровень владения вторым языком снижает нагрузку на рабочую память и исполнительный контроль, тогда как частое кодовое переключение одновременно повышает языковую сложность и развивает когнитивную гибкость. Предложена модель «визуальная сложность – когнитивная нагрузка – результативность», описывающая причинно-следственную связь между дизайном интерфейса и учебными результатами.
Заключение. Полученные результаты подтверждают необходимость системной диагностики визуальной сложности и когнитивной нагрузки при проектировании цифровых образовательных интерфейсов. Обоснованные критерии оценки позволяют проводить сопоставимый и воспроизводимый анализ качества интерфейсов, а также разрабатывать дизайн-решения, соответствующие когнитивным возможностям обучающихся. Предложенный подход обладает высокой практической значимостью, поскольку может быть использован при создании, экспертизе и адаптации электронных учебных курсов, мультимедийных лекций и интерактивных образовательных платформ, обеспечивая повышение результативности электронного обучения и устойчивости образовательных результатов в цифровой среде.

1. Rosenholtz R., Li Y., Nakano L. Measuring visual clutter [Электрон. ресурс] // Journal of Vision. 2007. Т. 7. № 2. С. 1–22. Режим доступа: https://academic.oup.com/book/.

2. Бакаев М.А., Разумникова О.М. Возрастные особенности восприятия эстетичности и визуальной сложности графических интерфейсов // Известия Новосибирского государственного университета. Серия: Информационные технологии. 2021. № 4. С. 267–293. DOI: 10.31857/S0235009221040028.

3. Киреев М. Когнитивная нагрузка в образовательных интерфейсах [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://www.b17.ru/article/528740/.

4. Li Z., Wang H., Chen Y., Liu J. Influence of interface complexity on cognitive load and task performance in digital environments // Computers in Human Behavior. 2023. Т. 145. DOI: 10.1016/j.chb.2023.107710.

5. Toker D., Gray K., Watson J. Effects of interface visual noise on attention and cognitive load // International Journal of Human–Computer Interaction. 2021. Т. 37. № 12. C. 1103–1117. DOI: 10.1080/10447318.2021.1919284.

6. Меженко Ю.С. Структурно-логические схемы и их использование в образовательных системах. СПб.: Питер, 2009. 184 с.

7. Роберт И.В., Беспалько В. П. Структуры образовательных ресурсов и учебной информации. М.: ВАК, 2011. 210 с.

8. Извозчикова В. А., Худякова Л. Г., Салмина Н. Г. Эргономика визуальных интерфейсов: цвет и графика. М.: Эдиториал, 2012. 224 с.

9. Zhang P., von Dran G. M. The aesthetic– usability effect: How visual design influences cognitive load and decision accuracy // International Journal of Human–Computer Studies. 2022. Т. 162. DOI: 10.1016/j.ijhcs.2022.102810.

10. Лифшиц М. А., Штейнберг В. Э., Хуторской А. В. Семантическая насыщенность образовательного материала. М.: Просвещение, 2011. 198 с.

11. Li Z., Wang H., Chen Y., Liu J. Influence of interface complexity on cognitive load and task performance in digital environments // Computers in Human Behavior. 2023. Т. 145. DOI: 10.1016/j.chb.2023.107710.

12. Sweller J. Cognitive load theory // Psychology of Learning and Motivation. 2011. Т. 55. С. 37–76. DOI: 10.1016/B978-0-12-387691-1.00002-8.

13. Han B., Wei J., Filippi R. Bilingualism and cognitive load in educational settings: Differential effects of language proficiency // Journal ofExperimental Child Psychology. 2025.Т. 241. С. 105495. DOI: 10.1016/j.jecp.2024.105495.

14. Corpas Ortiz N., López Rodríguez S. Cognitive benefits of early bilingualism // Porta Linguarum: International Journal of Foreign Language Teaching and Learning. 2025. № 44. С. 1–13. DOI: 10.30827/portalin.vi44.31898.

15. Tyborowska K., Wimmer H., Heim S. Early bilingual experience and cognitive flexibility in children // Cognitive Development. 2024. Т. 66. С. 101230. DOI: 10.1016/j.cogdev.2023.101230.

16. Han W., Wei M., Filippi R. Bilingualism and cognitive load: Interactions of language proficiency and task complexity // Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. 2025. Т. 51. № 4. С. 845–864. DOI: 10.1037/xlm0001234.

17. Grundy J.G. Cognitive control and bilingualism: Advantages in task switching and inhibition // Cognitive Psychology. 2020. Т. 121. С. 101–135. DOI: 10.1016/j.cogpsych.2020.101321.

18. Bialystok E., Craik F. I. M. Cognitive effects of bilingualism: how bilingual experience shapes cognition // Annual Review of Linguistics. 2017. Т. 3. P. 31–51. DOI: 10.1146/annurev-linguistics-011516-034208.

19. Oppenheim G.M., Dell G.S., Kuperman V. Cognitive load and language processing in bilinguals // Cognitive Science. 2020. Т. 44. № 7. С. 1–25. DOI: 10.1111/cogs.12900.

20. Куулар Д.О. Необходимость и возможность билингвального обучения информатике в вузах республики Тыва // Открытое образование. 2025. № 29(3). С. 42–50. DOI: 10.21686/1818-4243-2025-3-42-50.

21. Пак Н.И. Ментальный подход к цифровой трансформации образования // Открытое образование. 2021. № 25(5). С. 4–14. DOI: 10.21686/1818-4243-2021-5-4-14.

22. Green C., Li J. Strategies for adaptive learning and cognitive load optimization // Educational Psychology Review. 2014. Т. 26. № 3. С. 317–340. DOI: 10.1007/s10648-014-9274-0.

23. Бархатова Д.А., Пак Н.И. Структурно ментальный подход к составлению учебных вопросов // Проблемы современной педагогики. 2024. Т. 39. № 6. С. 5–12. DOI: 10.32517/0234-0453-2024-39-6-5-12.

24. Никитина Л.В. Обучение школьников программированию на основе вопросно-задачного подхода / Научный руководитель Д.А. Бархатова. Красноярск: Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева, 2021. 1195–1197 с.