„Jeśli miałbym wymienić jedną aktywność, do której człowiek nadaje się najlepiej, tak jak albatros do latania czy gepard do biegania, to jest to właśnie uczenie się. Nasze mózgi są jak niesamowicie efektywne odkurzacze, wciągają wszelkie otaczające nas informacje; nie potrafią inaczej, jak tylko odbierać wszystko, co wokół nas ważne i przetwarzać w najbardziej efektywny sposób. (...) To, że jesteśmy stworzeni do uczenia się, udowadniają niemowlęta. One potrafią to chyba najlepiej; nie można ich tego oduczyć” – twierdzi prof. Manfred Spitzer w książce Jak uczy się mózg.
Zaglądając do pracującego mózgu, z użyciem np. funkcjonalnego rezonansu magnetycznego, można zobaczyć, w jakim stopniu i które struktury mózgowe zostały pobudzone w czasie wykonywania określonego zadania. Neurobiologów i neuropsychologów taki globalny obraz często nie zadowala, ponieważ chcą poznać szczegółowe mechanizmy procesu uczenia się. Rozdzielczość, z jaką można dziś prowadzić obserwacje za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego, może trochę rozczarowywać. Mózg podzielony został na 130.000 sześcianów, w których każda ścianka ma długość 3 mm. Są to tzw. woksele – najmniejsze elementy przestrzeni w grafice trójwymiarowej.
Właśnie wielkość owej najmniejszej jednostki pomiaru wykorzystywanej w opisie rekonstrukcji pokazuje granice możliwości funkcjonalnego rezonansu magnetycznego. W jednym sześcianie (jeden woksel) mieści się od 500.000 do trzech milionów neuronów, które mogą mieć nawet do 27 miliardów synaps. Jednak ten ogólny obraz, ukazujący zakres i stopień pobudzenia sieci neuronalnej, wystarczy, by nauczyciele mogli zweryfikować stosowane metody nauczania. Na tej podstawie można bowiem określić to, co najważniejsze – intensywność procesu uczenia się. Dlatego metody neuroobrazowania połączone z tradycyjnymi badaniami stosowanymi od lat w psychologii pozwalają dziś na formułowanie wniosków o fundamentalnym znaczeniu.
Głębokość przetwarzania informacji
Efektywność nauczania zależy przede wszystkim od trzech czynników: motywacji, czasu poświęconego danemu zagadnieniu i głębokości przetwarzania informacji. Aby zrozumieć to pojęcie, warto wyobrazić sobie sieć neuronalną, po której biegną impulsy. Im większa ich ilość, im więcej struktur zostaje pobudzonych, im częściej poszczególne neurony zostają aktywowane, tym lepiej omawiane treści zostają zapisane w pamięci. Manipulując informacjami, przetwarzając je i używając w różnych kontekstach, uzyskujemy efekt trwałego zapisania w pamięci bez konieczności uciążliwych i nielubianych powtórzeń.
Oznacza to, że efektywność nauczania zależy od rodzaju zadań przygotowanych przez nauczyciela, bo nasze mózgi nie zostały przystosowane do zapisywania informacji pochodzących z zewnątrz, ale do ich przetwarzania, wyciągania z nich ogólnych reguł i rozwiązywania z ich pomocą problemów. Jeśli nauka jest tak zorganizowana, że uczniowie mogą wykorzystać silne strony swoich mózgów, to nie sprawia im trudności. Podobny efekt zaobserwować można u zwierząt. Pudla można łatwo nauczyć aportowania piłki i większość psów tej rasy robi to z prawdziwą przyjemnością. Bieganie, skakanie i łapanie w zęby jest zgodne z ich naturą. Tu wystarczy mała zachęta.
Najefektywniejszym systemem nauczania jest taki, który uwzględniając biologiczne uwarunkowania, bazuje na wrodzonych zdolnościach i predyspozycjach. W przypadku szkolnej nauki chodzi np. o wykorzystanie ciekawości poznawczej, indywidualnych talentów czy wewnętrznej motywacji.
Pojęcie głębokości przetwarzania informacji wprowadzili Fergus Craiks i Robert S. Lockhart w 1972 roku. Przeprowadzone przez nich eksperymenty pokazały, że prawdopodobieństwo zapamiętania określonej informacji rośnie, gdy zostanie ona wcześniej przetworzona na głębszym, semantycznym poziomie. Natomiast szybko zapominamy informacje, którym nie poświęcamy pełnej uwagi, i które przetworzone są na płytszych poziomach.
W kolejnych latach wielu innych naukowców prowadziło podobne badania, włączając do eksperymentów pozytonową tomografię komputerową (PET). Dzięki PET można zobaczyć na monitorze komputera, które rejony mózgu zostają zaktywizowane w przypadku płytkiego lub głębokiego przetwarzania. Wszystkie przeprowadzone próby pokazały, że im głębszy poziom przetwarzania, tym lepsze zapamiętywanie. Jednak głębokość przetwarzania nie jest jedynym czynnikiem wpływającym na zapamiętywanie nowych treści. Okazuje się, że najlepiej zapamiętujemy informacje, które możemy odnieść do siebie, a więc istotne z subiektywnego punktu widzenia każdego człowieka.
Połączenie metod neuroobrazowania z tradycyjnymi badaniami, sprawdzającymi liczbę zapamiętanych słów, pozwoliło na sformułowanie ciekawych wniosków. Porównanie obrazu aktywności określonych struktur mózgowych z zadaniem, które postawiono uczestnikom eksperymentu i liczbą zapamiętanych przez nich słów, pozwala na określanie poziomu efektywności procesu uczenia się. Im silniejsze pobudzenie struktur mózgowych, im więcej wykonanych operacji, tym lepsze zapamiętywanie.
Przeniesienie wniosków dotyczących funkcjonowania naszej pamięci do praktyki szkolnej z pewnością podniosłoby efektywność nauczania. Warto spojrzeć na dostępne dziś podręczniki i materiały edukacyjne pod kątem głębokości przetwarzania i zastanowić się, na ile pobudzają one mózgi uczniów do efektywnej nauki. Warto też zadać sobie pytanie, jaki wpływ na efektywność procesu nauczania miałoby odejście od zeszytów ćwiczeń.
Zeszyty ćwiczeń a przetwarzanie informacji
Analiza materiałów dydaktycznych w podręcznikach pokazuje, że wiele zadań (szczególnie z zeszytów ćwiczeń) nie wymaga od uczniów żadnej aktyw...
Pozostałe 80% artykułu dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.
