認知負荷理論經由實驗，提出許多可運用於教學活動中的認知負荷效應(Sweller, et al., 2011)，分述如下：
1. 開放目標效應(Goal-Free Effect)
傳統的教學大多是有標準答案導向的解題模式，容易將學習者侷限在某個固定框 架下進行思考與認知處理，但開放目標即是讓學習者在沒有固定學習目標的情況下盡 可能表達自己的思考，相較於傳統的目標問題，可以減少工作記憶的負荷，但只適用 於解決方式有限及過程具有教育性意義的領域。
2. 工作示例效應(Worked Example Effect)
在教導程式性知識時，可以先呈現適當的工作示例供學習者參考，提供完整的過 程及步驟，協助他們更能理解問題，可以減少不必要的探索，因此可降低外在認知負 荷，讓學習者能有更多的認知資源去形成基模以儲存於長期記憶中。
3. 完成問題效應(Problem Completion Effect)
給定一個特定的目標並提供學習者部分的解決方案讓學習者繼續完成，也就是將 工作示例加以修改為不提供所有的解決步驟，部分由學習者獨立完成，適用於以設計 為導向的領域，如軟體設計、電子電路設計等…。此效應可以促進基模建立並引發更 好的學習轉化。
4. 分散注意力效應(Split-Attention Effect)
當學習者面對必須整合多方面的訊息才能達到學習與理解的目標時，整合的學習 材料相較於分散的學習材料可產生較好的學習成效，因為學習者不用多花費心力去整 合，可降低工作記憶區的負荷、避免注意力分散，也因為減少了不必要的搜尋與參照，
可以降低外在認知負荷。
5. 形式效應(Modality Effect)
學習者接受圖像搭配口語解說之形式的教材學習成效會優於圖像搭配文字解說 之形式的教材，因為圖像與文字解說同屬於視覺形式，較易造成視覺通道資源不足，
而圖像與口語分屬於視覺與聽覺兩種不同的通道，較不會有資源不足的情形。以人類 的認知系統來看，當同時運用兩種通道處理訊息時，工作記憶區便能擴展應用。
6. 冗餘效應(The Redundancy Effect)
若學習教材中的內容可以用圖像、文字和口語解說傳達，且僅用其中之一便能將 訊息傳達清楚，那麼多餘的部分應除去，以避免同時使用多種編碼，導致大量訊息同 時湧入工作記憶區，造成外在認知負荷的升高，反而干擾學習，降低學習效果。此外 先備知識亦會有所影響，如對初學者來說是必要、非多餘的訊息，可能對專家來說是 多餘的，導致下述的專業知識反轉效應。
7. 專業知識反轉效應(The Expertise Reversal Effect)
學習教材中對新手是必要的訊息，但對專家學習者可能是多餘的，亦會增加外在 認知負荷造成負面影響，如同冗餘效應；因此當訊息對新手是必要的，但對專家卻是 多餘的，即產生此效應；而隨著學習者專業知識的逐漸提高，學習教材中的指引、訊 息也應做適當處理，避免必要訊息因專業知識水準的提升而變成了多餘的訊息，因此 產生了下述的指引漸退效應。
8. 指引漸退效應(The Guidance Fading Effect)
隨著學習者專業知識水準的提升，詳細的教學指引可能反而會增加外在認知負 荷，適當的移除或省略部分指引，可避免產生冗餘效應或專業知識反轉效應，因此在 教學的過程中，建議可以先依循工作示例效應，再採用完成問題效應，讓引導的部份 逐漸減少，以利教學能順利進行。
9. 想像效應(Imagination Effect)
若學習者透過想像一個概念時，其表現優於直接學習此概念，此即想像效應，因 為想像時需將相關的基模由長期記憶提取至工作記憶中，而此過程可以促進基模的自 動化，但前提是學習者的先備知識水準要足夠，如此才能藉由想像提升長期記憶的基 模(將多個元素結合為單一元素)，以便降低認知資源的需求，旦先備知識較不發達的 學習者，則會因為基模不足，而無法進行想像。
10. 自我解釋效應(Self-Explanation Effect)
讓學習者自行解釋一個新的概念，如此可以使新知識與既有的知識基模建立關 聯，有助於理解、獲得新概念，但如同想像效應，學習者要有足夠的先備知識水準，
才能在工作記憶區中處理新的概念與知識基模，否則將無法進行。而上述兩項效應皆 是學習者自己從事的心智處理過程，故皆需有較高的先備知識水準。
11. 元素交互性效應(The Element Interactivity Effect)
元素交互性的高、低，決定了內在認知負荷的高、低，但工作記憶的認知負荷包 括了內在認知負荷及外在認知負荷，所以當學習內容簡單時，即使外在負荷高，也有 可能不影響學習，但當學習內容趨於複雜時，能否有效降低外在認知負荷，對於學習 便顯得至為重要；且元素的交互性也與學習者的先備知識水準有關，因為運用基模可 以有效降低元素的交互性。
12. 獨立元素效應(Isolated Elements Effect)
若學習內容元素交互性過高，即內在認知負荷超出工作記憶範圍時，可藉由預先 訓練、子目標、模組化等策略，將訊息加以切割或隔離元素的交互作用，使學習者產 生有效的學習；此效應依然與學習者的先備知識水準有關，對初學者可能在理解知識 與發展基模部份極有幫助，但若學習者已具備足夠的基模，如此的作法可能反而會引 起專業知識反轉效應。
13. 變化效應(The Variability Effect)
適度的在工作示例上增加變化，即使如此會增加內在認知負荷，但若能將負荷控 制在工作記憶限制的範圍內，如此學習者能在不同的問題之間應用所學到的知識，表 示學習者能更深入的去暸解、處理問題，建立更具彈性的基模。但此效應對於先備知 識水準不足的學習者可能會造成其工作記憶的超載，反而不利學習，此時應採用上述 的獨立元素效應。
14. 短暫訊息效應(The Transient Information Effect)
在學習者尚未處理新訊息或與其建立連結前，訊息便消失所產生的效應，此效應 並不會發生於容易維持或處理的短暫訊息，而是會發生於包含高交互性元素的短暫訊 息，因其會產生大量的外在認知負荷而使工作記憶區超載，導致訊息消失，因此如果 使用書面形式的持久訊息，讓訊息可以隨時取回至工作記憶而不至於遺失，則可有效 降低此效應的發生。
15. 集體工作記憶效應 (The CollectiveWorking Memory Effects)
在學習者面對高交互性元素的複雜學習任務時，若透過合作學習分擔彼此的工作 記憶負荷能獲得較好的學習成效，即產生集體工作記憶效應。但為了進行合作，成員 間必須共享與協調訊息，如此會需要額外的工作記憶資源，稱為處理成本(Kirschner, Pass, & Kirschner, 2009)，對於複雜的學習任務而言，即使附加上額外的處理成本，仍 能讓認知負荷降低而有助於學習，但相對於簡單的學習任務而言，附加的額外處理成 本可能反而會使認知負荷升高，便不建議採合作學習。