Interface Design Based on Cognitive Load Theory

Павло Салига; Олексій Ситник

doi:10.31866/2617-7951.8.2.2025.347381

Автор(и)

Павло Салига Київський національний університет культури і мистецтв, Україна https://orcid.org/0009-0004-0177-5673
Олексій Ситник Навчально-науковий інститут журналістики Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Україна https://orcid.org/0000-0002-0853-1442

DOI:

https://doi.org/10.31866/2617-7951.8.2.2025.347381

Ключові слова:

когнітивне навантаження, дизайн інтерфейсу, користувацький досвід (UX), теорія когнітивного навантаження, інклюзивний дизайн, штучний інтелект

Анотація

Мета статті. Дослідження має на меті обґрунтувати принципи дизайну інтерфейсу на основі теорії когнітивного навантаження, з акцентом на баланс між зниженням надмірної перцептивної складності та наданням користувачам можливостей контролю у ситуаціях невизначеності чи суперечливих результатів. Методи дослідження. Методологічну основу становить теорія когнітивного навантаження, яка розрізняє внутрішнє, зовнішнє та релевантне навантаження. У роботі використано порівняльний аналіз наукових публікацій, міжнародних стандартів доступності (зокрема WCAG 2.2) та сучасних програмних рішень, орієнтованих на інклюзивний і адаптивний дизайн. Наукова новизна. Вперше систематизовано практики зменшення когнітивного навантаження в інтерфейсах вебзастосунків з позиції поєднання мінімізації зовнішнього навантаження з інтеграцією інструментів користувацького контролю. Запропоновано рекомендації для дизайнерів і розробників щодо впровадження механізмів інклюзивної адаптації інтерфейсів, зокрема засобів на основі штучного інтелекту. Висновки. Вплив на внутрішнє когнітивне навантаження передусім досягається через оптимізацію системних повідомлень, текстів кнопок і підказок, тоді як користувацький контент залишається поза контролем дизайнера. Надмірне когнітивне навантаження можна зменшити дотриманням стандартів розміру шрифтів, міжрядкового інтервалу, контрасту та чіткої візуальної структури. Водночас параметри, як-от вибір шрифту чи колірна схема, дають суперечливі результати й значною мірою залежать від індивідуальних когнітивних особливостей і попереднього досвіду користувачів. Оптимальним підходом є впровадження механізмів персоналізації та адаптивності, що дозволяють кожному користувачеві встановити комфортний рівень складності й знайти баланс між простотою та функціональністю.

Біографії авторів

Павло Салига, Київський національний університет культури і мистецтв

Кандидат наук із соціальних комунікацій, доцент за призначенням, кафедра графічного дизайну

Олексій Ситник, Навчально-науковий інститут журналістики Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Кандидат наук із соціальних комунікацій, доцент

Посилання

AI and accessibility: Leveraging AI for inclusive education. (2024, September 18). Park University. Information Technology Services Support. https://support.park.edu/support/solutions/articles/6000275009-ai-and-accessibility-leveraging-ai-for-inclusive-education [in English].

Alexeeva, S., Zubov, V. I., & Nikonova, Y. (2022). Lexiad, the first dyslexia-specific cyrillic font compared to the popular times new roman and roboto fonts when read by adults.In C. Pracana & M. Wang (Eds.), Psychological Applications and Trends (pp. 464–468). inScience Press. https://doi.org/10.36315/2022inpact104 [in English].

Arditi, A., & Cho, J. (2005). Serifs and font legibility. Vision research, 45(23), 2926–2933. https://doi.org/10.1016/j.visres.2005.06.013 [in English].

Babych, N. M., & Liubenko, L. V. (2021). Doslidzhennia formuvannia navychky chytannia u ditei molodshoho shkilnoho viku z osoblyvymy osvitnimy potrebamy zasobamy suchasnoi typohrafiky [Research on the formation of reading skills in primary school children with special educational needs using modern typography]. Norwegian Journal of Development of the International Science, 54(4), 6–12 [in Ukrainian].

Cooreman, B., & Beier, S. (2024). A theory of visual attention based assessment of font style: How important is x-height for font legibility? [Poster session]. Architecture, Design and Conservation – Danish Portal for Artistic and Scientific Research. https://adk.elsevierpure.com/ws/portalfiles/portal/84940370/Poster-x-height.pdf [in English].

Dogusoy, B., Cicek, F., & Cagiltay, K. (2016). How Serif and sans serif typefaces influence reading on screen: An eye tracking study. In A. Marcus (Ed.), Lecture notes in computer science: Vol. 9747. Design, User experience, and usability: Novel user experiences [Conference proceedings]. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-40355-7_55 [in English].

Fishkin, R. (2024, July 1). 2024 Zero-click search study: For every 1,000 EU Google Searches, only 374 clicks go to the Open Web. In the US, it’s 360. SparkToro. https://sparktoro.com/blog/2024-zero-click-search-study-for-every-1000-us-google-searches-only-374-clicks-go-to-the-open-web-in-the-eu-its-360/ [in English].

Franzen, L., Stark, Z., & Johnson, A. (2020). The dyslexia font OpenDyslexic facilitates visual processing of text and improves reading comprehension in adult dyslexia. Annals of Eye Science, 4, Article AB004. https://doi.org/10.21037/aes.2019.AB004 [in English].

Gazit, T., Tager-Shafrir, T., Zhong, H.-X., Hung, P. C. K., & Cheung, V. (2025). The dark side of the interface: examining the influence of different background modes on cognitive performance. Ergonomics, 1–14. https://doi.org/10.1080/00140139.2025.2483451 [in English].

Goodwin, D. (2024, February 19). Will traffic from search engines fall 25% by 2026? Search Engine Land. https://searchengineland.com/search-engine-traffic-2026-prediction-437650 [in English].

Graesser, A. C., McNamara, D. S., & Kulikowich, J. M. (2011). Coh-Metrix: Providing multilevel analyses of text characteristics: Providing multilevel analyses of text characteristics. Educational Researcher, 40(5), 223–234. https://doi.org/10.3102/0013189X11413260 [in English].

Hrozna, O. O. (2017). Vprovadzhennia osobystisno-oriientovanoho kontentu v krosmedia [Implementation of personality-oriented content in crossmedia]. In V. E. Shevchenko (Ed.), Krosmedia: kontent, tekhnolohii, perspektyvy [Crossmedia: Content, technologies, perspectives] (pp. 59–66). Department of Multimedia Technologies and Media Design, The Institute of Journalism, Taras Shevchenko National University of Kyiv [in Ukrainian].

Isla, K., & Bruce, E. (2005). The relationship between dyslexia and Meares‐Irlen Syndrome. Journal of Research in Reading, 28(3), 350–364. https://doi.org/10.1111/j.1467-9817.2005.00274.x [in English].

Jakovljević, T., Janković, M. M., Savić, A. M., Soldatović, I., Čolić, G., Jakulin, T. J., Papa, G., & Ković, V. (2021). The relation between physiological parameters and colour modifications in text background and overlay during reading in children with and without dyslexia. Brain Sciences, 11(5). Article 539. https://doi.org/10.3390/brainsci11050539 [in English].

Jordan, J., Wagner, J., Manthey, D. E., Wolff, M., Santen, S., & Cico, S. J. (2019). Optimizing lectures from a cognitive load perspective. AEM Education and Training, 4(3), 306–312. https://doi.org/10.1002/aet2.10389 [in English].

Laddusaw, S., & Brett, J. (2019). Dyslexia-friendly fonts: Using Open Dyslexic to increase exhibit access. College & Research Libraries News, 80(1), 33–36. https://doi.org/10.5860/crln.80.1.33 [in English].

Leppink, J., & Duvivier, R. (2016). Twelve tips for medical curriculum design from a cognitive load theory perspective. Medical Teacher, 38, 669–674. https://doi.org/10.3109/0142159X.2015.1132829 [in English].

Leppink, J., & van den Heuvel, A. (2015). The evolution of cognitive load theory and its application to medical education. Perspectives on Medical Education, 4(3), 119–127. https://doi.org/10.1007/s40037-015-0192-x [in English].

Mayer, R. E., & Moreno, R. (2003). Nine ways to reduce cognitive load in multimedia learning. Educational Psychologist, 38(1), 43–52. https://doi.org/10.1207/S15326985EP3801_6 [in English].

Miller, G. A. (1956). The magical number seven plus or minus two: Some limits on our capacity for processing information. Psychological Review, 63(2), 81–97. https://doi.org/10.1037/h0043158 [in English].

Munzer, T., Hussain, K., & Soares, N. (2020). Dyslexia: Neurobiology, clinical features, evaluation and management. Translational Pediatrics, 9 (Suppl. 1). https://doi.org/10.21037/tp.2019.09.07 [in English].

Nielsen, J. (2015, November 15). Legibility, readability, and comprehension: Making users read your words. Nielsen Norman Group. https://www.nngroup.com/articles/legibility-readability-comprehension [in English].

Norton, E. S., Beach, S. D., & Gabrieli, J. D. E. (2015). Neurobiology of dyslexia. Current Opinion in Neurobiology, 30, 73–78. https://doi.org/10.1016/j.conb.2014.09.007 [in English].

Pavliuk, A., & Salyha, P. (2025). Hrafichnyi ta nulovyi pidkhody u hibrydnykh interfeisakh mobilnykh dodatkiv [Graphical and zero-based approaches in hybrid interfaces of mobile applications]. Demiurge: Ideas, Technologies, Perspectives of Design, 8(1), 33–48. https://doi.org/10.31866/2617-7951.8.1.2025.330441 [in Ukrainian].

Portmann, L. (2022). Crafting an audience: UX writing, user stylization, and the symbolic violence of little texts. Discourse, Context & Media, 48, Article 100622. https://doi.org/10.1016/j.dcm.2022.100622 [in English].

Readability: Why are long sentences over 20 words? (2022, April 21). Siteimprove. https://help.siteimprove.com/support/solutions/articles/80000447968-readability-why-are-long-sentences-over-20-words- [in English].

Rello, L., & Bigham, J. P. (2017, October 29–November 1). Good background colors for readers: A study of people with and without dyslexia. In ASSETS ‘17: Proceedings of the 19th international ACM SIGACCESS conference on computers and accessibility [Conference proceedings] (pp. 72–80). Association for Computing Machinery. https://doi.org/10.1145/3132525.3132546 [in English].

Rosenfeld, L., Morville, P., & Arango, J. (2015). Information architecture: For the web and beyond (4th ed.). O’Reilly Media [in English].

Sarkar, A. (2023, April 23–28). Should computers be easy to use?Questioning the doctrine of simplicity in user interface design. In A. Schmidt, K. Väänänen, T. Goyal, P. O. Kristensson, & A. Peters (Eds.), CHI EA ‘23: Extended abstracts of the 2023 CHI conference on human factors in computing systems [Conference proceedings] (pp. 1–10). Association for Computing Machinery. https://doi.org/10.1145/3544549.3582741 [in English].

Sethi, T., & Ziat, M. (2023). Dark mode vogue: Do light-on-dark displays have measurable benefits to users? Ergonomics, 66(12), 1814–1828. https://doi.org/10.1080/00140139.2022.2160879 [in English].

Stagg, S. D., & Kiss, N. (2021). Room to read: The effect of extra-large letter spacing and coloured overlays on reading speed and accuracy in adolescents with dyslexia. Research in Developmental Disabilities, 119, Article 104065. https://doi.org/10.1016/j.ridd.2021.104065 [in English].

Sweller, J. (2011). Cognitive load theory. Psychology of Learning and Motivation, 55, 37–76. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-387691-1.00002-8 [in English].

Sytnyk, O. (2025). Intehratsiia tekhnolohii shtuchnoho intelektu u vydavnychu industriiu: kontsept "rozumnoi knyhy" [Integration of artificial intelligence technologies into the publishing industry: The concept of the "intelligent book"]. Scientific Notes of the Institute of Journalism, 87(2), 70–83. https://doi.org/10.17721/2522-1272.2025.87.6 [in Ukrainian].

Toki, E. I. (2024). Using eye-tracking to assess dyslexia: A systematic review of emerging evidence. Education Sciences, 14(11), Article 1256. https://doi.org/10.3390/educsci14111256 [in English].

Wery, J. J., & Diliberto, J. A. (2017). The effect of a specialized dyslexia font, OpenDyslexic, on reading rate and accuracy. Annals of Dyslexia, 67(2), 114–127. https://doi.org/10.1007/s11881-016-0127-1 [in English].

World Wide Web Consortium. (2018). Web Content Accessibility Guidelines (WCAG) 2.1. https://www.w3.org/TR/2018/REC-WCAG21-20180605/ [in English].

World Wide Web Consortium. (2024). Web Content Accessibility Guidelines (WCAG) 2.2. https://www.w3.org/TR/WCAG22/ [in English].

Zorzi, M., Barbiero, C., Facoetti, A., Lonciari, I., Carrozzi, M., Montico, M., & Ziegler, J. C. (2012). Extra-large letter spacing improves reading in dyslexia. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109(28), 11455–11459. https://doi.org/10.1073/pnas.1205566109 [in English].