Ao longo dos últimos 30 anos, segundo Sweller, Ayres e Kalyuga (2011), pesquisadores utilizaram diferentes estratégias para medir a carga cognitiva.
Segundo os autores, a utilização de métodos indiretos está relacionada aos primórdios do desenvolvimento da TCC. Em um dos métodos, com a utilização de modelos computacionais, foi demonstrado que uma estratégia de aprendizagem que exigia considerável busca de solução de problemas levou a resultados inferiores de aprendizagem do que uma estratégia que empregou muito menos busca na solução de problemas. Outra estratégia focava no tempo de instrução variando-se a
carga cognitiva, como resultado, o seu aumento influenciou negativamente o tempo de aprendizado e a precisão do que foi aprendido. Ainda, usaram taxas de erro para identificar diferenças na carga cognitiva, como resultados obtiveram que há mais erros nos pontos onde devem ser tomadas decisões baseando-se nas variáveis do problema.
Na busca por medidas mais diretas da carga cognitiva, a partir de Paas (1992 apud Sweller, Ayres e Kalyuga, 2011) chegou-se a medidas subjetivas. Estas proveem um indicador da carga cognitiva, após a realização da tarefa. Ao medir o esforço mental ou a dificuldade Paas, Tuovinen, Tabbers, and van Gerven (2003 apud Sweller, Ayres e Kalyuga, 2011) utilizaram uma escala Likert de 9 pontos (1 é baixo esforço mental até 9 muito alto esforço mental), onde os resultados dos alunos (que avaliaram seu próprio esforço mental) coincide com as hipóteses de que um design instrucional que impõe uma carga cognitiva menor teve resultados de aprendizagem de qualidade superior. Destacam que é importante perceber a diferença, ainda que correlacionada, entre perguntar ao aluno quão difícil ele achou a tarefa ou quanto esforço foi investido para completar a tarefa.
A avaliação da eficiência é um bom indicador de aquisição de esquemas e automação. Paas e van Merriënboer (1993 apud Sweller, Ayres e Kalyuga, 2011) combinaram o esforço mental e indicadores de desempenho na tarefa para chegar a uma medida de eficiência, que leva em consideração os resultados padronizados das tarefas e o resultado padronizado do esforço mental.
Tarefas secundárias também podem ser utilizadas para mensurar a carga cognitiva, apesar de menos utilizadas que as medidas subjetivas (SWELLER, AYRES e KALYUGA, 2011). Requer que os estudantes realizem uma tarefa secundária ao mesmo tempo em que se instruem (tarefa principal). Se a carga cognitiva imposta pela tarefa principal for alta, a tarefa secundária terá desempenho ruim. São apresentadas diferentes maneiras de conceber a tarefa secundária. Como ao ouvir um som, o aluno pressiona um pedal, e é avaliado o tempo que ele leva para pressionar o pedal. Ou lembrar-se de um número de 2 dígitos, sendo avaliada a acurácia. E de outro modo, acima da apresentação instrucional, é mantida uma letra. Os alunos deveriam monitorar a mudança de cor desta letra. Neste momento, pressionam uma tecla específica, e é avaliado quantas vezes foi percebida a mudança de cor.
Os autores apontam também a perspectiva da utilização de medidas psicológicas para determinação da carga cognitiva. Como
exemplos pode-se citar pesquisas que utilizaram de: a) análise espectral da frequência cardíaca; b) análise da pupila, já que a dilatação desta aumenta com o incremento da carga de memória, mas há limitações com relação a pessoas idosas; c) Eletroencefalograma (EGC) permite determinar vários tipos de carga: instantânea, picos, média, acumulada, total; d) monitoramento dos olhos, seguindo o seu movimento, mostram evidências de que pode ser usado para medir flutuações na carga cognitiva instantânea, na qual de forma geral, longa fixação dos olhos corresponde mais processamento cognitivo, bem como identifica onde o aluno foca a atenção e o quão duradouro é; e) Outro indicador é a complexidade da linguagem, já que há evidências de que quando a dificuldade de uma tarefa aumenta, a densidade léxica da fala diminui, isto é, quando as tarefas se tornam mais complexas, os padrões de conversa mudam, tornando-se menos densos. Sweller, Ayres e Kalyuga (2011) ponderam que todos estes são estudos realizados, contudo não há como prever quais dessas técnicas terão resultados sólidos. No passado, medidas psicológicas mostraram-se insuficientemente precisas para determinar a carga cognitiva de materiais instrucionais. Resta ver quando isso ocorrerá no futuro.
É relevante distinguir entre os diferentes tipos de carga cognitiva, conforme apontam os autores. Uma vez utilizada toda capacidade cognitiva, torna-se interessante distinguir entre as diferentes categorias de carga cognitiva, sendo que na última década, houve grande interesse dos pesquisadores em medidas individuais de tipos de carga cognitiva.
Os mesmos autores apresentam que a carga cognitiva total é a soma de carga intrínseca, mais a estranha. Mantendo uma constante e variando-se a outra, e tendo como resultado a carga cognitiva total subjetiva, determina-se a que variou. Concluem ainda que a escala subjetiva de esforço mental ou dificuldade é que foi mais utilizada em pesquisas na área e foi empregada com muito sucesso, em que Paas (1992 apud Sweller, Ayres e Kalyuga, 2011) forneceu uma contribuição valiosa.
Uma escala muito utilizada (apesar de nem sempre em sua totalidade) relatada por Sweller, Ayres e Kalyuga (2011), é a NASA- TLX (Task Load Index). Ela consiste de seis subescalas que medem diferentes fatores associados à conclusão de uma tarefa: demanda mental, demanda física, demanda temporal, desempenho, esforço e frustração.
As escalas de esforço mental ou dificuldade vêm sendo utilizadas com sucesso, como no estudo de Cierniak et al. (2009b, apud Sweller,
Ayres e Kalyuga, 2011, p. 84, tradução nossa) em que utilizou questionamentos como “O conteúdo era difícil para você? Quão difícil foi para você aprender com o material? Quanto você se concentrou durante a aprendizagem?”. A cada questão está vinculada uma intencionalidade de distinguir entre os diferentes tipos de carga cognitiva. A primeira pergunta vinculada ao conteúdo faz referência à carga cognitiva intrínseca, a segunda vinculada ao material, à carga cognitiva estranha e na terceira pergunta argumenta que a concentração está ligada a carga cognitiva pertinente. Foram encontradas correspondências significativas entre as medidas de carga cognitiva e os dados de desempenho.
Com a utilização do princípio de empréstimo a teoria da carga cognitiva gerou uma série de técnicas relevantes para instrução baseada em tecnologia (SWELLER, 2008), chamados de efeitos, os quais são discutidos na sequência, com base em Sweller, Ayres e Kalyuga (2011).