Konekcionisms: Mācīšanās, likumi un principi

Edvards L. Torndaiks (1874–1949) bija ievērojams ASV psihologs, kura mācības teorija – konekcionisms – dominēja Amerikas Savienībā divdesmitā gadsimta pirmajā pusē (Mayer, 2003). Atšķirībā no daudziem agrīniem psihologiem, viņu interesēja izglītība un jo īpaši mācīšanās, pārneses, individuālās atšķirības un intelekts (Hilgard, 1996; McKeachie, 1990). Viņš pielietoja eksperimentālu pieeju, mērot studentu sasniegumu rezultātus. Viņa ietekme uz izglītību atspoguļojas Torndaikas balvā, kas ir Amerikas Psihologu asociācijas Izglītības psiholoģijas nodaļas augstākais pagodinājums par izcilu ieguldījumu izglītības psiholoģijā.

Torndika nozīmīgākais darbs ir trīs sējumu sērija “Educational Psychology” (Torndiks, 1913a, 1913b, 1914). Viņš postulēja, ka fundamentālākais mācīšanās veids ietver asociāciju (savienojumu) veidošanu starp sensorām pieredzēm (stimulu vai notikumu uztveri) un neirālu impulsu (reakciju) starpā, kas izpaužas uzvedībā. Viņš uzskatīja, ka mācīšanās bieži notiek ar mēģinājumu un kļūdu metodi (atlasot un savienojot).

Torndiks sāka pētīt mācīšanos ar eksperimentu sēriju uz dzīvniekiem (Torndiks, 1911). Dzīvnieki problēmsituācijās cenšas sasniegt mērķi (piemēram, iegūt pārtiku, sasniegt galamērķi). No daudzajām reakcijām, ko viņi var veikt, viņi izvēlas vienu, veic to un piedzīvo sekas. Jo biežāk viņi reaģē uz stimulu, jo stingrāk šī reakcija tiek saistīta ar šo stimulu.

Tipiskā eksperimentālā situācijā kaķis tiek ievietots būrī. Kaķis var atvērt lūku, nospiežot kociņu vai pavelkot ķēdi. Pēc virknes nejaušu reakciju kaķis galu galā izbēg, veicot reakciju, kas atver lūku. Pēc tam kaķis tiek ievietots atpakaļ būrī. Vairākos mēģinājumos kaķis ātrāk sasniedz mērķi (tas izbēg) un pieļauj mazāk kļūdu pirms pareizas atbildes sniegšanas.

Mēģinājumu un kļūdu mācīšanās notiek pakāpeniski (inkrementāli), jo tiek noteiktas veiksmīgas atbildes un atmestas neveiksmīgas. Savienojumi veidojas mehāniski, atkārtošanas ceļā; apzināta izpratne nav nepieciešama. Dzīvnieki “neaptver” vai “viņiem nav ieskata”. Torndiks saprata, ka cilvēku mācīšanās ir sarežģītāka, jo cilvēki iesaistās citos mācīšanās veidos, kas ietver ideju savienošanu, analizēšanu un spriešanu (Torndiks, 1913b). Tomēr pētījumu rezultātu līdzība no dzīvnieku un cilvēku pētījumiem lika Torndikam izskaidrot sarežģītu mācīšanos ar elementāriem mācīšanās principiem. Izglītotam pieaugušajam ir miljoniem stimulu–reakciju savienojumu.

Torndika pamatidejas par mācīšanos ir ietvertas Vingrinājumu un efekta likumos. Vingrinājumu likumam ir divas daļas: Lietošanas likums — reakcija uz stimulu stiprina to saikni; Nelietošanas likums — ja uz stimulu netiek reaģēts, saiknes spēks tiek vājināts (aizmirsts). Jo ilgāks ir laika intervāls pirms reakcijas, jo lielāks ir saiknes spēka samazinājums.

Efekta likums ir centrāls Torndika teorijai (Thorndike, 1913b):

Ja tiek izveidota modificējama saikne starp situāciju un reakciju, un to pavada vai tai seko apmierinošs stāvoklis, šīs saiknes spēks palielinās: Ja to pavada vai tai seko kaitinošs stāvoklis, tā spēks samazinās.

Reakcijas, kas rada apmierinošas (atalgojošas) sekas, tiek apgūtas; reakcijas, kas rada kaitinošas (sodošas) sekas, netiek apgūtas. Šis ir funkcionāls mācīšanās skaidrojums, jo apmierinātāji (reakcijas, kas rada vēlamus rezultātus) ļauj indivīdiem pielāgoties savai videi.

Šis pētījums ilustrē Efekta likuma piemērošanu (Thorndike, 1927). Dalībniekiem tika parādītas 50 papīra strēmeles, kuru garums bija no 3 līdz 27 centimetriem (cm), pa vienai. Blakus katrai strēmelei bija otra strēmele, par kuru dalībnieki zināja, ka tā ir 10 cm gara. Sākumā viņi novērtēja katras strēmeles garumu bez atgriezeniskās saites. Pēc šī pirmstesta 50 strēmeles tika atkārtoti parādītas pa vienai. Pēc katra novērtējuma eksperimentētājs viņiem teica “pareizi” vai “nepareizi”. Pēc tam, kad 50 strēmeles vairākas dienas tika rādītas atkārtoti, tās atkal tika parādītas bez atgriezeniskās saites par garuma spriedumu precizitāti. Pēc apmācības dalībnieku garuma novērtējumi precīzāk atbilda strēmeļu faktiskajam garumam nekā viņu iepriekšējie novērtējumi. Torndiks secināja, ka šie rezultāti, kas bija līdzīgi tiem, kas iegūti eksperimentos, kuros dzīvnieki tika apbalvoti ar barību vai brīvību, atbalsta ideju, ka apmierinošas (pareizas) stimula–reakcijas saiknes tiek stiprinātas, bet kaitinošas (nepareizas) saiknes tiek vājinātas.

Torndika (1913b) teorija ietvēra citus principus, kas attiecas uz izglītību. Viens no principiem ir Gatavības likums, kas nosaka, ka tad, kad cilvēks ir sagatavots (gatavs) rīkoties, to darīt ir atalgojoši, bet to nedarīt ir sods. Ja cilvēks ir izsalcis, reakcijas, kas noved pie ēdiena, ir gatavības stāvoklī, savukārt citas reakcijas, kas neved pie ēdiena, nav gatavības stāvoklī. Ja cilvēks ir noguris, ir sods tikt piespiestam vingrot. Pielietojot šo ideju mācībām, mēs varētu teikt, ka tad, kad studenti ir gatavi apgūt noteiktu darbību (attīstības līmeņa vai iepriekšējas prasmju apguves ziņā), tad uzvedība, kas veicina šo mācīšanos, būs atalgojoša. Kad studenti nav gatavi mācīties vai viņiem nav priekšnoteikumu prasmju, tad mēģinājums mācīties ir sods un laika izšķiešana.

Asociatīvās pārvietošanas princips attiecas uz situāciju, kurā reakcijas, kas tiek veiktas uz noteiktu stimulu, galu galā tiek veiktas uz pilnīgi citu stimulu, ja atkārtotos mēģinājumos ir nelielas izmaiņas stimula dabā. Piemēram, lai iemācītu studentiem dalīt divciparu skaitli ar četrciparu skaitli, mēs vispirms iemācām viņiem dalīt viencipara skaitli ar viencipara skaitli un pēc tam pakāpeniski pievienojam vairāk ciparu dalītājam un dalāmajam.

Identisku elementu princips ietekmē pārnesi (vispārinājumu) jeb apmēru, kādā vienas saiknes stiprināšana vai vājināšana rada līdzīgas izmaiņas citā saiknē (Hilgard, 1996; Torndaiks, 1913b; skatīt 7. nodaļu). Pārnese notiek, kad situācijām ir identiski elementi un tās prasa līdzīgas reakcijas. Torndaiks un Vudvorts (1901) atklāja, ka prakse vai apmācība kādā konkrētā kontekstā neuzlaboja cilvēka spēju vispārīgi izpildīt šo prasmi. Tādējādi apmācība taisnstūru laukuma novērtēšanā nepalielina izglītojamo spēju novērtēt trijstūru, apļu un neregulāru figūru laukumus. Prasmes jāiemāca ar dažāda veida izglītības saturu, lai studenti saprastu, kā tās pielietot.

Pēc tam, kad citi pētījumi nepamatoja Thorndike vingrinājumu un efektu likumus, viņš tos pārskatīja (Thorndike, 1932). Thorndike atteicās no vingrinājumu likuma, kad atklāja, ka vienkārša situācijas atkārtošana ne vienmēr “iespiež” reakcijas. Piemēram, vienā eksperimentā dalībnieki aizvēra acis un vairākas dienas simtiem reižu vilka līnijas, kuras, viņuprāt, bija 2, 4, 6 un 8 collas garas, nesaņemot atgriezenisko saiti par garumu precizitāti (Thorndike, 1932). Ja vingrinājumu likums būtu pareizs, tad reakcijai, kas visbiežāk tika veikta pirmajās 100 vai apmēram zīmējumos, pēc tam vajadzēja kļūt biežākai; bet Thorndike neatrada atbalstu šai idejai. Drīzāk vidējie garumi laika gaitā mainījās; cilvēki acīmredzot eksperimentēja ar dažādiem garumiem, jo nebija pārliecināti par pareizo garumu. Tādējādi situācijas atkārtošana var nepalielināt iespējamību, ka nākotnē notiks tā pati reakcija.

Attiecībā uz efektu likumu Thorndike sākotnēji domāja, ka apmierinātāju (atalgojumu) un kaitinātāju (sodu) ietekme ir pretēja, bet salīdzināma, taču pētījumi liecināja, ka tas tā nav. Drīzāk atlīdzības pastiprināja saiknes, bet sods tās ne vienmēr vājināja (Thorndike, 1932). Tā vietā saiknes tiek vājinātas, ja tiek stiprinātas alternatīvas saiknes. Vienā pētījumā (Thorndike, 1932) dalībniekiem tika piedāvāti neparasti angļu vārdi (piemēram, edacious, eidolon). Katram vārdam sekoja pieci bieži sastopami angļu vārdi, no kuriem viens bija pareizs sinonīms. Katrā mēģinājumā dalībnieki izvēlējās sinonīmu un pasvītroja to, pēc tam eksperimentētājs teica “pareizi” (atlīdzība) vai “nepareizi” (sods). Atlīdzība uzlaboja mācīšanos, bet sods nesamazināja varbūtību, ka šī reakcija notiks uz šo stimula vārdu.

Sods nomāc reakcijas, bet tās netiek aizmirstas. Sods nav efektīvs līdzeklis uzvedības mainīšanai, jo tas nemāca skolēniem pareizu uzvedību, bet drīzāk informē viņus par to, ko nedarīt. Tas pats attiecas arī uz kognitīvajām prasmēm. Brown un Burton (1978) atklāja, ka studenti apgūst kļūdainus algoritmus (nepareizus noteikumus) problēmu risināšanai (piemēram, atņem mazāko skaitli no lielākā, sleja pa slejai, 4371 - 2748 = 2437). Kad skolēni tiek informēti, ka šī metode ir nepareiza, un saņem korektīvu atgriezenisko saiti un praksi problēmu pareizā risināšanā, viņi apgūst pareizo metodi, bet neaizmirst veco.

Būdams izglītības profesors Skolotāju koledžā, Kolumbijas Universitātē, Torndaiks sarakstīja grāmatas, kas aplūkoja tādus tematus kā izglītības mērķi, mācību procesi, mācību metodes, mācību programmu secības un paņēmienus izglītības rezultātu novērtēšanai (Hilgard, 1996; Mayer, 2003; Thorndike, 1906, 1912; Thorndike & Gates, 1929). Daži no Torndaika daudzajiem ieguldījumiem izglītībā ir šādi.

Mācīšanas principi

Skolotājiem jāpalīdz skolēniem izveidot labus ieradumus. Kā atzīmēja Torndaiks (1912):

• Veidojiet ieradumus. Neļaujiet tiem rasties pašiem no sevis.
• Uzmanieties no tāda ieraduma veidošanas, kas vēlāk būs jālauž.
• Neveidojiet divus vai vairākus ieradumus, ja viens derēs tikpat labi.
• Ja citi apstākļi ir vienādi, ieradumu veidojiet tā, kā to paredzēts izmantot.

Pēdējais princips brīdina pret tāda satura mācīšanu, kas ir atrauts no tā pielietojuma: “Tā kā vācu vai latīņu valodas īpašības vārdu formas vienmēr jālieto ar lietvārdiem, tās jāapgūst kopā ar lietvārdiem” (174. lpp.). Skolēniem jāsaprot, kā pielietot iegūtās zināšanas un prasmes. Pielietojums jāapgūst kopā ar saturu.

Mācību programmu secība

Prasme jāievieš (Thorndike & Gates, 1929):

• Tajā laikā vai tieši pirms tā laika, kad to var izmantot kādā noderīgā veidā
• Tajā laikā, kad izglītojamais apzinās vajadzību pēc tā kā līdzekļa, lai apmierinātu kādu noderīgu mērķi
• Kad tas ir vispiemērotākais sarežģītības ziņā izglītojamā spējām
• Kad tas vispilnīgāk saskanēs ar emociju, gaumes, instinktīvu un gribas dispozīciju līmeni un veidu, kas tajā laikā ir visaktīvākās
• Kad to vispilnīgāk atvieglo iepriekšējās mācības un kad tas vispilnīgāk atvieglos mācības, kas sekos drīz pēc tam.

Šie principi ir pretrunā ar tipisku satura izvietojumu skolās, kur saturs tiek nodalīts pa priekšmetiem (piemēram, sociālās zinības, matemātika, dabaszinātnes). Bet Torndaiks un Geitss (1929) mudināja zināšanas un prasmes mācīt ar dažādiem priekšmetiem. Piemēram, valdības formas ir piemērotas tēmas ne tikai pilsonībā un vēsturē, bet arī angļu valodā (kā valdības tiek atspoguļotas literatūrā) un svešvalodās (valdības struktūra citās valstīs).

Garīgā disciplīna

Garīgā disciplīna ir uzskats, ka noteiktu priekšmetu (piemēram, klasikas, matemātikas) apguve uzlabo vispārējo garīgo darbību labāk nekā citu priekšmetu apguve. Garīgā disciplīna bija populārs uzskats izglītības darbinieku vidū Torndaika laikā. Viņš pārbaudīja šo ideju ar 8500 skolēniem 9. līdz 11. klasē (Thorndike, 1924). Skolēniem tika doti intelekta testi ar gada starpību, un viņu studiju programmas šajā gadā tika salīdzinātas, lai noteiktu, vai noteikti kursi ir saistīti ar lielākiem intelektuāliem ieguvumiem. Rezultāti nesniedza nekādu atbalstu garīgajai disciplīnai. Studenti, kuriem jau sākumā bija lielākas spējas, guva vislabāko progresu neatkarīgi no tā, ko viņi studēja.

Thorndike (1924, 95. lpp.):

Ja mūsu izmeklēšanu būtu veicis psihologs no Marsa, kurš neko nezinātu par garīgās disciplīnas teorijām un vienkārši mēģinātu atbildēt uz jautājumu: “Kāda ir dzimuma, rases, vecuma, spēju un studiju apjoma ietekme uz gada laikā gūto ieguvumu domāšanas spējās vai intelektā, vai ko mēra mūsu intelekta testi,” viņš pat varētu noraidīt “veiktos pētījumus” ar komentāru: “Atšķirības ir tik mazas un neuzticamība ir salīdzinoši tik liela, ka šis faktors šķiet nenozīmīgs.” Vienīgais cēloniskais faktors, kas noteikti darbotos, būtu jau esošais intelekts. Tie, kuriem sākumā ir visvairāk, gada laikā gūst visvairāk.

Tāpēc, nevis pieņemot, ka daži mācību priekšmeti uzlabo studentu garīgās spējas labāk nekā citi, mums jānovērtē, kā dažādi mācību priekšmeti ietekmē studentu spēju domāt, kā arī citus rezultātus (piemēram, intereses, mērķus). Torndaika ietekmīgais pētījums lika pedagogiem pārveidot mācību programmas, atkāpjoties no garīgās disciplīnas idejas.