Behaviorismi: Opetuksen sovellukset ja tehokas oppiminen

Skinner (1954, 1961, 1968, 1984) kirjoitti laajasti siitä, kuinka hänen ideoitaan voidaan soveltaa koulutuksellisten ongelmien ratkaisemiseen. Hän uskoi, että aversiivista kontrollia on liikaa. Vaikka oppilaat harvoin saavat ruumiillista kuritusta, he usein tekevät tehtäviä, eivät siksi, että he haluavat oppia tai nauttivat niistä, vaan välttääkseen rangaistuksia, kuten opettajan kritiikkiä, etuoikeuksien menettämistä ja matkan rehtorin luo.

Toinen huolenaihe on, että vahvistusta tapahtuu harvoin ja usein väärään aikaan. Opettajat huomioivat jokaista oppilasta vain muutaman minuutin päivässä. Kun oppilaat työskentelevät itsenäisesti, voi kulua useita minuutteja tehtävän loppuun saattamisesta ja opettajan palautteen saamisesta. Tämän seurauksena oppilaat voivat oppia virheellisesti, mikä tarkoittaa, että opettajien on käytettävä lisäaikaa korjaavan palautteen antamiseen.

Kolmas seikka on, että opetussuunnitelmien laajuus ja järjestys eivät varmista, että kaikki oppilaat hankkivat taitoja. Oppilaat eivät opi samaa tahtia. Peittääkseen kaiken materiaalin opettajat voivat siirtyä seuraavaan oppituntiin ennen kuin kaikki oppilaat ovat hallinneet edellisen.

Skinner väitti, että näitä ja muita ongelmia ei voida ratkaista maksamalla opettajille enemmän rahaa (vaikka he pitäisivät siitä!), pidentämällä koulupäivää ja -vuotta, nostamalla standardeja tai tiukentamalla opettajan sertifiointivaatimuksia. Sen sijaan hän suositteli opetusajan parempaa käyttöä. Koska on epärealistista odottaa oppilaiden etenevän opetussuunnitelman läpi samaa vauhtia, yksilöllinen opetus parantaisi tehokkuutta.

Skinner uskoi, että opettaminen vaati vahvistavien sattumien asianmukaista järjestämistä. Operantin ehdollistumisen soveltamisessa koulutukseen ei tarvittu uusia periaatteita. Opetus on tehokkaampaa, kun (1) opettajat esittävät materiaalin pienissä vaiheissa, (2) oppijat vastaavat aktiivisesti kuuntelemisen sijaan, (3) opettajat antavat palautetta välittömästi oppijoiden vastausten jälkeen ja (4) oppijat etenevät materiaalin läpi omaan tahtiinsa.

Opetuksen perusprosessi sisältää muokkaamisen. Opetuksen tavoite (haluttu käyttäytyminen) ja oppilaiden alkukäyttäytyminen tunnistetaan. Alivaiheet (käyttäytymiset), jotka johtavat alkukäyttäytymisestä haluttuun käyttäytymiseen, muotoillaan. Jokainen alivaihe edustaa pientä muokkausta edelliseen. Oppilaita viedään sekvenssin läpi käyttämällä erilaisia lähestymistapoja, kuten demonstraatioita, pienryhmätyöskentelyä ja itsenäistä työskentelyä. Oppilaat vastaavat aktiivisesti materiaaliin ja saavat välitöntä palautetta.

Tämä opetuksellinen lähestymistapa sisältää oppijoiden nykyisen tiedon ja halutut tavoitteet määrittelemisen sen perusteella, mitä oppijat tekevät. Halutut käyttäytymiset määritellään usein käyttäytymistavoitteiksi, joita käsitellään pian. Yksilölliset erot otetaan huomioon aloittamalla opetus oppijoiden nykyisellä suoritustasolla ja antamalla heidän edetä omaan tahtiinsa. Ottaen huomioon vallitsevat opetusmenetelmät koulutusjärjestelmässämme, nämä tavoitteet vaikuttavat epäkäytännöllisiltä: Opettajien pitäisi aloittaa opetus eri kohdista ja käsitellä materiaalia eri tahtiin yksittäisten oppilaiden kohdalla. Ohjelmoitu opetus kiertää nämä ongelmat: Oppijat aloittavat materiaalin siitä kohdasta, joka vastaa heidän suoritustasoaan, ja he etenevät omaan tahtiinsa.

Tämän osion loppuosa kuvaa joitain opetuksellisia sovelluksia, jotka sisältävät behavioristisia periaatteita. Kaikki nämä sovellukset eivät ole peräisin Skinnerin tai muiden tässä luvussa käsiteltyjen teorioiden pohjalta, mutta ne kaikki heijastavat jossain määrin behaviorismin keskeisiä ideoita.

Käyttäytymistavoitteet ovat selkeitä lausuntoja opetuksen odotetuista opiskelijatuloksista. Tavoitteet voivat vaihdella yleisistä erityisiin. Yleiset tai epämääräiset tavoitteet, kuten “opiskelijoiden tietoisuuden parantaminen”, voidaan täyttää melkein millä tahansa opetuksella. Toisaalta tavoitteet, jotka ovat liian erityisiä ja dokumentoivat jokaisen pienen muutoksen opiskelijan käyttäytymisessä, ovat aikaa vieviä kirjoittaa ja voivat saada opettajat menettämään näkyvistään tärkeimmät oppimistulokset. Optimaaliset tavoitteet ovat jossain näiden ääripäiden välissä.

Käyttäytymistavoite kuvaa, mitä opiskelijat tekevät osoittaessaan saavutuksiaan ja miten opettajat tietävät, mitä opiskelijat tekevät (Mager, 1962). Hyvän tavoitteen neljä osaa ovat:

1. Tietty opiskelijaryhmä
2. Todelliset käyttäytymismallit, joita opiskelijoiden on suoritettava opetusaktiviteettien seurauksena
3. Olosuhteet tai kontekstit, joissa opiskelijoiden on suoritettava käyttäytymismallit
4. Kriteerit opiskelijoiden käyttäytymisen arvioimiseksi sen määrittämiseksi, onko tavoitteet saavutettu

Esimerkkitavoite, jossa osat on tunnistettu: Annettaessa kahdeksan yhteenlaskuongelmaa, joissa on erinimisiä murtolukuja (3), neljännen luokan matematiikan opiskelija (1) kirjoittaa oikeat summat (2) vähintään seitsemään niistä (4).

Käyttäytymistavoitteet voivat auttaa määrittämään tärkeät oppimistulokset, jotka auttavat oppituntien suunnittelussa ja oppimisen arvioinnissa. Tavoitteiden muotoilu auttaa myös opettajia päättämään, minkä sisällön opiskelijat voivat hallita. Annettaessa yksikköopetustavoitteet ja tietty aika niiden kattamiseen, opettajat voivat päättää, mitkä tavoitteet ovat tärkeitä, ja keskittyä niihin. Vaikka alemman tason oppimistulosten (tieto, ymmärrys) tavoitteet ovat yleensä helpompi määritellä, hyviä käyttäytymistavoitteita voidaan kirjoittaa korkeamman asteen tulosten (sovellus, analyysi, synteesi, arviointi) arvioimiseksi.

Tutkimukset osoittavat, että käyttäytymistavoitteita saaneilla opiskelijoilla on parempi sananmukainen muistikuva sanallisesta tiedosta verrattuna opiskelijoihin, joille ei ole annettu tavoitteita (Faw & Waller, 1976; Hamilton, 1985). Tavoitteet voivat antaa opiskelijoille vihjeitä käsitellä tietoa oikealla tasolla; siten, kun opiskelijoille annetaan tavoitteita, jotka edellyttävät muistamista, he harjoittelevat ja käyttävät muita strategioita, jotka helpottavat tällaista muistamista. Tutkimukset osoittavat myös, että opiskelijoille tavoitteiden antaminen ei paranna tavoitteisiin liittymättömän materiaalin oppimista (Duchastel & Brown, 1974), mikä viittaa siihen, että opiskelijat saattavat keskittyä oppimaan tavoitteiden kannalta olennaista materiaalia ja jättää muun materiaalin huomiotta.

Tavoitteiden vaikutus oppimiseen riippuu opiskelijoiden aiemmasta kokemuksesta niiden kanssa ja siitä, kuinka tärkeänä he pitävät tietoa. Koulutus tavoitteiden käyttämisessä tai perehtyneisyys kriteeripohjaiseen opetukseen johtaa parempaan oppimiseen verrattuna tällaisen koulutuksen tai perehtyneisyyden puuttumiseen. Kun opiskelijat voivat itse päättää, mikä materiaali on tärkeää oppia, tavoitteiden antaminen ei helpota oppimista. Opiskelijoille tavoitteista ilmoittaminen vaikuttaa olevan tärkeämpää, kun opiskelijat eivät tiedä, mikä materiaali on tärkeää. Lisäksi Muth, Glynn, Britton ja Graves (1988) havaitsivat, että tekstin rakenne voi kohtuullistaa tavoitteiden vaikutusta oppimiseen. Tiedot, jotka on tehty huomiota herättäviksi olemalla näkyvällä paikalla (esim. tekstin alussa tai korostettuna), muistetaan hyvin, vaikka tavoitteita ei annettaisikaan.

Operantti teoria ennustaa, että ympäristömuuttujat vaikuttavat opiskelijoiden oppimiseen. Yksi keskeinen ympäristömuuttuja on oppimisaika.

Carroll (1963, 1965) muotoili koulun oppimisen mallin, joka korostaa ensisijaisesti oppimiseen käytetyn ajan opetuksellista muuttujaa. Opiskelijat oppivat onnistuneesti siinä määrin, että he käyttävät oppimiseen tarvitsemansa ajan. Aika tarkoittaa akateemisesti sitoutunutta aikaa tai aikaa, joka käytetään huomion kiinnittämiseen ja oppimiseen pyrkimiseen. Vaikka aika on ympäristöllinen (havaittava) muuttuja, tämä määritelmä on kognitiivinen, koska se menee yksinkertaista kellonajan käyttäytymisen indikaattoria pidemmälle. Tässä viitekehyksessä Carroll postuloi tekijöitä, jotka vaikuttavat siihen, kuinka paljon aikaa oppiminen vaatii ja kuinka paljon aikaa siihen todella käytetään.

Oppimiseen tarvittava aika. Yksi tähän tekijään vaikuttava seikka on oppimiskyky tehtävän oppimiseen. Oppimiskyky riippuu aiemman tehtävän kannalta olennaisen oppimisen määrästä ja henkilökohtaisista ominaisuuksista, kuten kyvyistä ja asenteista. Toinen, siihen liittyvä tekijä on kyky ymmärtää ohjeita. Tämä muuttuja on vuorovaikutuksessa opetusmenetelmän kanssa; esimerkiksi jotkut oppijat ymmärtävät hyvin sanallisia ohjeita, kun taas toiset hyötyvät enemmän visuaalisista esityksistä.

Opetuksen laatu viittaa siihen, kuinka hyvin tehtävä on järjestetty ja esitetty oppijoille. Laatu sisältää sen, mitä oppijoille kerrotaan siitä, mitä he oppivat ja miten he oppivat sen, missä määrin heillä on riittävästi yhteyttä oppimateriaaleihin ja kuinka paljon edellytystietoja hankitaan ennen tehtävän oppimista. Mitä alhaisempi opetuksen laatu on, sitä enemmän aikaa oppijat tarvitsevat oppimiseen.

Oppimiseen käytetty aika. Oppimiseen varattu aika on yksi tähän tekijään vaikuttava seikka. Koulun opetussuunnitelma sisältää niin paljon sisältöä, että tietyn tyyppiseen oppimiseen varattu aika on joillekin opiskelijoille vähemmän kuin optimaalinen. Kun opettajat esittävät materiaalia koko luokalle kerralla, joidenkin oppijoiden on todennäköisemmin vaikea ymmärtää sitä ja he tarvitsevat lisäopetusta. Kun opiskelijat on ryhmitelty kykyjen mukaan, eri sisällölle omistettu aika vaihtelee sen mukaan, kuinka helposti opiskelijat oppivat.

Toinen vaikuttava seikka on aika, jonka oppija on valmis käyttämään oppimiseen. Vaikka oppijoille annetaan runsaasti aikaa oppia, he eivät välttämättä käytä sitä aikaa tuottavaan työskentelyyn. Johtuipa se alhaisesta kiinnostuksesta, tehtävän vaikeuden korkeasta koetusta tasosta tai muista tekijöistä, opiskelijat eivät välttämättä ole motivoituneita jatkamaan tehtävää niin kauan kuin heidän on tarpeen oppia se. Carroll sisällytti nämä tekijät kaavaan, jolla arvioidaan minkä tahansa opiskelijan oppimisen astetta tietyssä tehtävässä:

oppimisen aste = käytetty aika/tarvittava aika

Ihannetapauksessa opiskelijat käyttävät niin paljon aikaa kuin heidän on tarpeen oppia (oppimisen aste = 1,0), mutta oppijat käyttävät tyypillisesti joko enemmän aikaa (oppimisen aste > 1,0) tai vähemmän aikaa (oppimisen aste < 1,0) kuin he tarvitsevat.

Carrollin malli korostaa oppimiseen tarvittavan akateemisen sitoutumisajan tärkeyttä sekä tekijöitä, jotka vaikuttavat käytettyyn ja tarvittavaan oppimisaikaan. Malli sisältää päteviä psykologisia periaatteita, mutta vain yleisellä tasolla opetuksellisina tai motivoivina tekijöinä. Se ei tutki kognitiivista sitoutumista syvällisesti. Carroll (1989) myönsi, että tarvitaan enemmän tutkimusta yksityiskohtien täydentämiseksi. Kuten seuraavassa osiossa käsitellään, hallintaoppimisen tutkijat, jotka ovat järjestelmällisesti tutkineet aikamuuttujaa, ovat tarjonneet suurempaa tarkkuutta.

Skinnerin (1968) väitteiden mukaisesti monet opettajat ovat tuominneet tavan, jolla aikaa tuhlataan (Zepeda & Mayers, 2006). Aikamuuttuja on keskeinen nykyisissä keskusteluissa tavoista maksimoida opiskelijoiden saavutukset. Esimerkiksi vuoden 2001 No Child Left Behind -laki laajensi merkittävästi liittovaltion hallituksen roolia perus- ja keskiasteen koulutuksessa (Shaul & Ganson, 2005). Vaikka laki ei määritellyt, kuinka paljon aikaa opetukseen tulisi käyttää, sen vaatimukset opiskelijoiden saavutuksille ja sen vastuuvelvollisuusstandardit yhdistettynä eri kirjoittajien vaatimuksiin ajan paremmasta käytöstä ovat johtaneet siihen, että koulujärjestelmät ovat tarkastaneet ajan käyttöään varmistaakseen opiskelijoiden paremman oppimisen.

Yksi seuraus on, että monet keskiasteen koulut ovat luopuneet perinteisestä kuuden tunnin aikataulusta lohkoaikataulun hyväksi. Vaikka muunnelmia on, monet käyttävät A/B-lohkoa, jossa oppitunnit pidetään joka toinen päivä pidempiä aikoja päivässä. Oletettavasti lohkoaikataulu antaa opettajille ja opiskelijoille mahdollisuuden tutkia sisältöä syvällisemmin, mikä ei usein ollut mahdollista perinteisillä lyhyemmillä oppitunneilla (esim. 50 minuuttia).

Koska lohkoaikataulu on vielä suhteellisen uusi, sen tehokkuuden arvioimiseksi ei ole paljon tutkimusta. Katsauksessaan Zepeda ja Mayers (2006) havaitsivat, että lohkoaikataulu voi parantaa koulun ilmapiiriä ja opiskelijoiden arvosanojen keskiarvoja, mutta tutkimukset osoittivat epäjohdonmukaisia tuloksia opiskelijoiden läsnäolossa ja standardoitujen testien tuloksissa. Kun lohkoaikataulusta tulee yleisempää, voimme odottaa lisää tutkimusta, joka voi selventää näitä epäjohdonmukaisuuksia.

Toinen keino lisätä oppimisaikaa on koulun ulkopuoliset ohjelmat, kuten iltapäiväkerhot ja kesäkoulut. Verrattuna lohkoaikataulua koskevaan tutkimukseen, koulun ulkopuolisten ohjelmien vaikutuksia koskeva tutkimus osoittaa suurempaa johdonmukaisuutta. Katsauksessaan Lauer et al. (2006) havaitsivat positiivisia vaikutuksia tällaisille ohjelmille opiskelijoiden luku- ja matematiikan saavutuksissa; vaikutukset olivat suurempia ohjelmissa, joissa oli parannuksia (esim. tutorointi). Mahoney, Lord ja Carryl (2005) havaitsivat iltapäiväkerhojen hyötyjä lasten akateemiselle suoritukselle ja motivaatiolle; tulokset olivat vahvimmat lapsille, joiden arvioitiin olevan erittäin sitoutuneita iltapäiväkerhon toimintaan. Carrollin mallin mukaisesti voimme päätellä, että koulun ulkopuoliset ohjelmat ovat menestyksekkäitä siinä määrin, että ne keskittyvät opiskelijoiden oppimiseen ja tarjoavat tukea sen edistämiseksi.

Carrollin malli ennustaa, että jos opiskelijoiden kyvykkyys oppia tiettyä aihetta vaihtelee ja jos kaikki saavat saman määrän ja tyyppistä opetusta, heidän saavutuksensa eroavat. Jos opetuksen määrä ja tyyppi vaihtelevat oppijoiden yksilöllisten erojen mukaan, jokaisella opiskelijalla on mahdollisuus osoittaa hallintaa; positiivinen suhde kyvykkyyden ja saavutuksen välillä katoaa, koska kaikki opiskelijat osoittavat yhtäläistä saavutusta kyvykkyydestä riippumatta.

Nämä ajatukset muodostavat perustan hallintaoppimiselle (Anderson, 2003; Bloom, 1976; Bloom, Hastings & Madaus, 1971). Hallintaoppiminen sisällyttää Carrollin ajatukset systemaattiseen opetussuunnitelmaan, joka sisältää hallinnan määrittelyn, hallinnan suunnittelun, hallintaa varten opettamisen ja hallinnasta arvioinnin (Block & Burns, 1977). Hallintaoppiminen sisältää kognitiivisia elementtejä, vaikka sen formulointi vaikuttaa enemmän behavioristiselta luonteeltaan verrattuna moniin nykyisiin kognitiivisiin teorioihin.

Hallinnan määrittämiseksi opettajat valmistelevat joukon tavoitteita ja loppukokeen (summative). Hallinnan taso määritetään (esim. missä A-opiskelijat tyypillisesti suoriutuvat perinteisessä opetuksessa). Opettajat jakavat kurssin oppimisyksiköihin, jotka on kartoitettu kurssin tavoitteita vasten.

Hallinnan suunnittelu tarkoittaa, että opettajat suunnittelevat opetusmenetelmiä itselleen ja opiskelijoille, mukaan lukien korjaavan palautteen menettelyt (formatiivinen arviointi). Tällainen arviointi tapahtuu tyypillisesti yksikkökohtaisten hallintakokeiden muodossa, jotka asettavat hallinnan tietylle tasolle (esim. 90 %). Korjaavaa opetusta, jota käytetään opiskelijoille, jotka eivät hallitse yksikön tavoitteiden osia, annetaan pienryhmätyöskentelyissä, yksilöllisissä tutoriaaleissa ja lisämateriaaleissa.

Hallintaa varten opettamisen alussa opettajat perehdyttävät opiskelijat hallintamenettelyihin ja antavat opetusta käyttäen koko luokkaa, pienryhmiä tai yksilöllisiä itsenäisiä töitä. Opettajat antavat formatiivisen kokeen ja vahvistavat, mitkä opiskelijat saavuttavat hallinnan. Opiskelijat, jotka jäävät jälkeen, voivat työskennellä pienryhmissä kertaamalla hankalaa materiaalia, usein vertaistuutoreiden avulla, jotka ovat hallinneet materiaalin. Opettajat antavat opiskelijoille aikaa työskennellä korjaavien materiaalien parissa kotitehtävien ohella. Hallinnasta arviointi sisältää summatiivisen (kurssin lopussa) kokeen. Opiskelijat, jotka saavat kurssin hallinnan suoritustason tai sitä korkeamman pistemäärän, saavat A-arvosanan; alemmat pistemäärät arvioidaan sen mukaan.

Opiskelijoiden kykyjen korostaminen oppimisen määräävinä tekijöinä voi vaikuttaa epäkiinnostavalta, koska kyvyt eivät yleensä muutu paljon opetuksellisten toimenpiteiden seurauksena. Bloom (1976) korosti myös koulunkäynnin muutettavien muuttujien tärkeyttä: kognitiiviset lähtökäyttäytymiset (esim. opiskelijoiden taidot ja kognitiiviset prosessointistrategiat opetuksen alussa), affektiiviset ominaisuudet (esim. kiinnostus, motivaatio) ja erityiset tekijät, jotka vaikuttavat opetuksen laatuun (esim. opiskelijoiden osallistuminen, korjaavan palautteen tyyppi). Opetukselliset toimenpiteet voivat parantaa näitä muuttujia.

Arvioinnit hallintaoppimisen vaikutuksesta opiskelijoiden saavutuksiin ovat ristiriitaisia. Block ja Burns (1977) totesivat yleisesti, että hallintaoppiminen on tehokkaampaa kuin perinteiset opetusmuodot. Korkeakouluopiskelijoiden kanssa Péladeau, Forget ja Gagné (2003) saivat tuloksia, jotka osoittivat, että hallintaoppiminen paransi opiskelijoiden saavutuksia, pitkäaikaista muistamista ja asenteita kurssia ja oppiainetta kohtaan. Kulik, Kulik ja Bangert-Drowns (1990) tutkivat yli 100 hallintaoppimisohjelmien arviointia ja löysivät positiivisia vaikutuksia akateemiseen suoriutumiseen ja kurssiasenteisiin korkeakoulu-, lukio- ja yläasteen oppilaiden keskuudessa. He havaitsivat myös, että hallintaoppiminen voi lisätä aikaa, jonka opiskelijat käyttävät opetustehtäviin. Sitä vastoin Bangert, Kulik ja Kulik (1983) löysivät heikompaa tukea hallintaoppimisohjelmille. He totesivat, että hallintaan perustuva opetus oli tehokkaampaa korkeakoulutasolla kuin alemmilla tasoilla. Sen tehokkuus riippuu epäilemättä asianmukaisista opetuksellisista olosuhteista (esim. suunnittelu, opettaminen, arviointi), jotka on luotu (Kulik et al., 1990).

Opiskelijat, jotka osallistuvat hallintaopetukseen, käyttävät usein enemmän aikaa oppimiseen verrattuna perinteisissä luokissa oleviin oppijoihin (Block & Burns, 1977). Koska aika on koulussa kortilla, suuri osa hallintatyöstä – erityisesti korjaavat ponnistelut – on suoritettava tavallisten koulutuntien ulkopuolella. Useimmat tutkimukset osoittavat pienempiä hallintaopetuksen vaikutuksia affektiivisiin tuloksiin (esim. kiinnostus ja asenteet oppiainetta kohtaan) kuin akateemisiin tuloksiin.

Tärkeä hallintaoppimisen lähtökohta on, että yksilölliset erot opiskelijoiden oppimisessa vähenevät ajan myötä. Anderson (1976) havaitsi, että kun korjaavat opiskelijat saivat kokemusta hallintaopetuksesta, he tarvitsivat vähitellen vähemmän lisäaikaa hallinnan saavuttamiseen, koska heidän lähtötasonsa taidot paranivat. Nämä tulokset viittaavat hallintaoppimisen kumulatiivisiin hyötyihin. Jäljelle jää kuitenkin kysymys siitä, kuinka paljon harjoittelua on tarpeeksi (Péladeau et al., 2003). Liiallinen toistuva harjoittelu voi vaikuttaa negatiivisesti motivaatioon, mikä ei edistä oppimista. Nämä kohdat vaativat lisätutkimusta, mutta niillä on tärkeitä opetuksellisia vaikutuksia.

Ohjelmoitu opetus (OO) viittaa opetusmateriaaleihin, jotka on kehitetty operanttisen ehdollistumisen oppimisperiaatteiden mukaisesti (O’Day, Kulhavy, Anderson, & Malczynski, 1971). 1920-luvulla Sidney Pressey suunnitteli koneita pääasiassa testausta varten. Opiskelijoille esitettiin monivalintakysymyksiä, ja he painoivat valintaansa vastaavaa painiketta. Jos opiskelijat vastasivat oikein, kone esitti seuraavan valinnan; jos he vastasivat väärin, virhe kirjattiin ja he jatkoivat vastaamista tehtävään.

Skinner elvytti Pressey’n koneet 1950-luvulla ja muokkasi niitä sisällyttämään opetusta (Skinner, 1958). Nämä opetuslaitteet esittivät opiskelijoille materiaalia pienissä vaiheissa (ruuduissa). Jokainen ruutu vaati oppijoilta avoimen vastauksen. Materiaali oli huolellisesti järjestetty ja jaettu pieniin yksiköihin virheiden minimoimiseksi. Opiskelijat saivat välitöntä palautetta jokaisen vastauksen oikeellisuudesta. He siirtyivät seuraavaan ruutuun, kun heidän vastauksensa oli oikein. Kun se oli väärin, tarjottiin lisämateriaalia. Vaikka virheitä esiintyi, ohjelmat oli suunniteltu minimoimaan virheet ja varmistamaan, että oppijat tyypillisesti menestyivät (Benjamin, 1988).

On monia etuja, kun opiskelijat yleensä menestyvät hyvin, mutta kuten aiemmin todettiin, tutkimukset viittaavat siihen, että virheiden estäminen ei välttämättä ole toivottavaa. Dweck (1975) havaitsi, että satunnainen epäonnistuminen lisäsi sinnikkyyttä vaikeissa tehtävissä enemmän kuin jatkuva menestys. Lisäksi jatkuva menestys ei ole yhtä informatiivinen omista kyvyistä kuin satunnainen vaikeus, koska jälkimmäinen korostaa, mitä voi ja ei voi tehdä. Tämä ei tarkoita, että opettajien pitäisi antaa opiskelijoiden epäonnistua, vaan pikemminkin sitä, että asianmukaisissa olosuhteissa opiskelijat voivat hyötyä tehtävistä, jotka on jäsennelty siten, että he kohtaavat satunnaisesti vaikeuksia.

OO ei vaadi koneen käyttöä; Hollandin ja Skinnerin (1961) kirja on esimerkki OO:sta. Nykyään suurin osa OO:sta on kuitenkin tietokoneistettua, ja monet tietokonepohjaiset opetusohjelmat sisältävät käyttäytymisopetuksen periaatteita.

OO sisältää useita oppimisperiaatteita (O’Day et al., 1971). Käyttäytymistavoitteet määrittävät, mitä opiskelijoiden tulisi suorittaa opetuksen päätyttyä. Yksikkö on jaettu jäsenneltyihin ruutuihin, joista jokainen esittää pienen tietomäärän ja testikohdan, johon oppijat vastaavat. Vaikka ohjelmaan voidaan sisällyttää paljon materiaalia, ruudusta ruutuun tapahtuvat lisäykset ovat pieniä. Oppijat työskentelevät omaan tahtiinsa ja vastaavat kysymyksiin edetessään ohjelman läpi. Vastaukset voivat vaatia oppijoita toimittamaan sanoja, antamaan numeerisia vastauksia tai valitsemaan, mikä useista lausunnoista kuvaa parhaiten esitettävää ideaa. Palaute riippuu oppijan vastauksesta. Jos oppija vastaa oikein, seuraava kohde annetaan. Jos oppija vastaa väärin, esitetään lisätietoa ja kohde testataan hieman eri muodossa.

Koska OO heijastaa muotoilua, suorituskyvyn lisäykset ovat pieniä ja oppijat vastaavat lähes aina oikein. Lineaariset ja haarautuvat ohjelmat erotetaan toisistaan sen mukaan, miten ne käsittelevät oppijoiden virheitä. Lineaariset ohjelmat on jäsennelty siten, että kaikki opiskelijat etenevät niiden läpi samassa järjestyksessä (mutta ei välttämättä samalla nopeudella). Riippumatta siitä, vastaavatko opiskelijat oikein vai väärin ruutuun, he siirtyvät seuraavaan ruutuun, jossa he saavat palautetta vastauksensa oikeellisuudesta. Ohjelmat minimoivat virheitä kattamalla saman materiaalin useammassa kuin yhdessä ruudussa ja kehottamalla opiskelijoita vastaamaan.

Haarautuvat ohjelmat on asetettu siten, että opiskelijoiden eteneminen niiden läpi riippuu siitä, miten he vastaavat kysymyksiin. Nopeasti oppivat opiskelijat ohittavat ruutuja ja välttävät suuren osan lineaaristen ohjelmien toistosta, kun taas hitaammat oppijat saavat lisäopetusta. Haittapuolena on, että haarautuvat ohjelmat eivät välttämättä tarjoa riittävää toistoa varmistaakseen, että kaikki opiskelijat oppivat käsitteet hyvin.

Tutkimukset viittaavat siihen, että lineaariset ja haarautuvat ohjelmat edistävät opiskelijoiden oppimista yhtä hyvin ja että OO on yhtä tehokasta kuin perinteinen luokkaopetus (Bangert et al., 1983; Lange, 1972). Se, käytetäänkö OO:ta perinteisen opetuksen sijasta, riippuu osittain siitä, kuinka hyvin olemassa olevat ohjelmat kattavat opetuksen vaaditun laajuuden ja järjestyksen. OO vaikuttaa erityisen hyödylliseltä opiskelijoille, joilla on taitopuutteita; ohjelmien läpikäyminen tarjoaa korjaavaa opetusta ja harjoittelua. OO on myös hyödyllinen itsenäiseen opiskeluun tietystä aiheesta.

Ohjelmoitu opetus tietokoneformaatissa on eräänlainen tietokoneavusteinen opetus (TAO). Muutama vuosi sitten TAO oli yleisin tietokoneoppimisen sovellus kouluissa (Jonassen, 1996; nykyään se on Internet). TAO:ta käytetään usein harjoituksiin ja opetusohjelmiin. Siinä missä harjoitukset kertaavat tietoa, opetusohjelmat ovat vuorovaikutteisia: ne esittävät tietoa ja palautetta opiskelijoille ja vastaavat opiskelijoiden vastausten perusteella (esim. haarautuvat ohjelmat).

Tutkimukset, joissa on tutkittu TAO:ta korkeakoulukursseilla, tuottavat hyödyllisiä vaikutuksia opiskelijoiden saavutuksiin ja asenteisiin (Kulik, Kulik, & Cohen, 1980). Useat TAO:n ominaisuudet ovat vankasti juurtuneet oppimisteoriaan ja tutkimukseen. Tietokoneet kiinnittävät opiskelijoiden huomion ja tarjoavat välitöntä palautetta, joka voi olla sellaista, jota ei tyypillisesti anneta luokassa (esim. miten nykyiset suoritukset verrataan aiempiin suorituksiin edistyksen korostamiseksi). Tietokoneet yksilöivät sisällön ja esitystahdin.

Vaikka harjoitukset ja opetusohjelmat asettavat tiukat rajoitukset sille, miten opiskelijat ovat vuorovaikutuksessa materiaalin kanssa, yksi TAO:n etu on, että se voidaan personoida: Opiskelijat syöttävät tietoa itsestään, vanhemmistaan ja ystävistään, jotka sitten sisällytetään opetusesitykseen. Personointi voi tuottaa korkeampia saavutuksia kuin muut formaatit (Anand & Ross, 1987; Ross, McCormick, Krisak, & Anand, 1985). Anand ja Ross (1987) antoivat alakouluikäisille lapsille opetusta murtolukujen jakamisessa yhden kolmesta ongelmaformaatista mukaisesti (abstrakti, konkreettinen, personoitu):

(Abstrakti) On kolme esinettä. Jokainen on leikattu kahtia. Kuinka monta palaa niitä olisi yhteensä?
(Konkreettinen) Billyllä oli kolme suklaapatukkaa. Hän leikkasi jokaisen niistä kahtia. Kuinka monta palaa suklaata Billyllä oli yhteensä?
(Personoitu Josephille) Josephin opettaja, rouva Williams, yllätti hänet 15. joulukuuta, kun hän esitteli Josephille kolme suklaapatukkaa. Joseph leikkasi jokaisen niistä kahtia, jotta hän voisi jakaa syntymäpäivälahjan ystäviensä kanssa. Kuinka monta palaa suklaata Josephilla oli yhteensä? (s. 73–74)

Personoitu formaatti johti parempaan oppimiseen ja siirtovaikutukseen kuin abstrakti formaatti ja positiivisempiin asenteisiin opetusta kohtaan kuin konkreettinen formaatti.

Kontingenssisopimus on opettajan ja oppilaan välinen sopimus, jossa määritellään, mitä työtä oppilas suorittaa ja mikä on odotettu tulos (vahvistus) onnistuneesta suorituksesta (Homme, Csanyi, Gonzales, & Rechs, 1970). Sopimus voidaan tehdä suullisesti, vaikka se yleensä onkin kirjallinen. Opettajat voivat laatia sopimuksen ja kysyä, onko oppilas samaa mieltä sen kanssa, mutta on tapana, että opettaja ja oppilas laativat sen yhdessä. Yhteisen osallistumisen etuna on, että oppilaat saattavat tuntea olevansa sitoutuneempia täyttämään sopimuksen ehdot. Kun ihmiset osallistuvat tavoitteiden valintaan, he ovat usein sitoutuneempia saavuttamaan tavoitteen kuin silloin, kun heidät suljetaan pois valintaprosessista (Locke & Latham, 1990).

Sopimuksissa määritellään tavoitteet tai odotetut tulokset tiettyjen käyttäytymismallien avulla. ”kontingenssi” on odotettu tulos, joka usein voidaan tiivistää muotoon: “Jos teet tämän, saat sen.” Käyttäytymisen tulisi olla täsmällistä – esimerkiksi “Suoritan matematiikan kirjastani sivut 1–30 vähintään 90 %:n tarkkuudella” tai “Pysyn paikallani lukutuokion aikana.” Yleiset käyttäytymismallit (esim. “Työskentelen matematiikan parissa” tai “Käyttäydyn asianmukaisesti”) eivät ole hyväksyttäviä. Pienten lasten kanssa aikajänteiden tulisi olla lyhyitä; tavoitteet voivat kuitenkin kattaa useamman kuin yhden ajanjakson, kuten peräkkäisiä 30 minuutin jaksoja tai jokaisen yhteiskuntaopin tunnin viikon ajan. Sopimukset voivat sisältää akateemista ja ei-akateemista käyttäytymistä

Sopimusten kehittäminen opiskelijoiden kanssa ja edistymisen seuraaminen vie aikaa. Onneksi useimmat oppijat eivät tarvitse sopimuksia käyttäytyäkseen asianmukaisesti tai suorittaakseen työtä. Sopimukset näyttävät olevan erityisen hyödyllisiä, kun pyritään auttamaan opiskelijoita työskentelemään tehtävien parissa tuottavammin. Pitkä, pitkäaikainen tehtävä voidaan jakaa sarjaan lyhytaikaisia tavoitteita, joilla on määräajat. Tällainen suunnitelma auttaa opiskelijoita pysymään työssä mukana ja palauttamaan materiaalia ajoissa.

Sopimukset perustuvat periaatteeseen, jonka mukaan täsmälliset, ajallisesti lähellä olevat ja vaikeat, mutta saavutettavissa olevat tavoitteet maksimoivat suorituskyvyn (Schunk, 1995). Sopimukset välittävät opiskelijoille myös tietoa heidän edistymisestään tehtävän suorittamisessa. Tällainen tieto edistymisestä lisää opiskelijoiden motivaatiota ja saavutuksia (Locke & Latham, 1990). Sopimusten tulisi edistää saavutuksia, jos ne vahvistavat opiskelijoiden edistymistä oppimisessa tai enemmän tehtävään keskittyvän käyttäytymisen saavuttamisessa.

Behaviorismi, kuten se ilmenee ehdollistumisteorioissa, hallitsi oppimisen psykologiaa 1900-luvun alkupuoliskon. Nämä teoriat selittävät oppimisen ympäristön tapahtumien kautta. Mielensisäisiä prosesseja ei tarvita käyttäytymisen hankkimisen, ylläpitämisen ja yleistämisen selittämiseen.

Thorndiken, Pavlovin ja Guthrien oppimisteoriat ovat historiallisesti tärkeitä. Vaikka teoriat eroavat, jokainen näkee oppimisen prosessina, jossa muodostetaan assosiaatioita ärsykkeiden ja reaktioiden välille. Thorndike uskoi, että reaktiot ärsykkeisiin vahvistuvat, kun niitä seuraa tyydyttävä seuraus. Pavlov osoitti kokeellisesti, kuinka ärsykkeitä voidaan ehdollistaa synnyttämään reaktioita yhdistämällä ne muihin ärsykkeisiin. Guthrie oletti, että ärsykkeen ja reaktion välillä vallitseva läheinen suhde vakiinnutti niiden parinmuodostuksen. Vaikka nämä teoriat eivät ole enää käyttökelpoisia alkuperäisessä muodossaan, monet niiden periaatteet ovat nähtävissä nykyisissä teoreettisissa näkökulmissa. Nämä teoriat ja niiden synnyttämä tutkimus auttoivat vakiinnuttamaan oppimisen psykologian legitiiminä tutkimusalueena.

Operantti ehdollistuminen, B. F. Skinnerin muotoilema oppimisteoria, perustuu oletukseen, että ympäristön piirteet (ärsykkeet, tilanteet, tapahtumat) toimivat vihjeinä reagoimiselle. Vahvistaminen vahvistaa reaktioita ja lisää niiden todennäköisyyttä tulevaisuudessa, kun ärsykkeet ovat läsnä. Ei ole tarpeen viitata taustalla oleviin fysiologisiin tai henkisiin tiloihin käyttäytymisen selittämiseksi.

Perus operantti ehdollistumismalli on kolmen termin kontingenssi, johon sisältyy erottava ärsyke (edeltävä), reaktio (käyttäytyminen) ja vahvistava ärsyke (seuraus). Käyttäytymisen seuraukset määräävät todennäköisyyden, että ihmiset reagoivat ympäristön vihjeisiin. Seuraukset, jotka ovat vahvistavia, lisäävät käyttäytymistä; seuraukset, jotka ovat rankaisevia, vähentävät käyttäytymistä. Joitakin muita tärkeitä operantin ehdollistumisen käsitteitä ovat sammuminen, yleistyminen, erottelu, primaariset ja sekundaariset vahvistajat, vahvistusaikataulut ja Premackin periaate.

Muotoilu on prosessi, jota käytetään käyttäytymisen muuttamiseen. Muotoiluun sisältyy halutun käyttäytymisen asteittaisten lähentymisten vahvistaminen kohti sen haluttua muotoa tai esiintymistiheyttä. Monimutkaiset käyttäytymismallit muodostetaan ketjuttamalla yksinkertaisia käyttäytymismalleja peräkkäisissä kolmen termin kontingensseissä. Käyttäytymisen muokkausohjelmia on yleisesti sovellettu erilaisissa yhteyksissä edistämään adaptiivista käyttäytymistä. Itsesäätely on prosessi, jossa omat käyttäytymismallit saatetaan itse valittujen ärsykkeiden ja vahvistuksen hallintaan.

Operantin ehdollistumisen periaatteiden yleisyyttä ovat kyseenalaistaneet kognitiiviset teoreetikot, jotka väittävät, että jättämällä huomiotta mielensisäiset prosessit operantti ehdollistuminen tarjoaa puutteellisen kuvan ihmisen oppimisesta. Ärsykkeet ja vahvistaminen voivat selittää jonkin verran ihmisen oppimista, mutta monet tutkimukset osoittavat, että oppimisen selittämiseksi – ja erityisesti korkeamman asteen ja monimutkaisen oppimisen selittämiseksi – meidän on otettava huomioon ihmisten ajatukset, uskomukset ja tunteet.

Operantin ehdollistumisen periaatteita on sovellettu moniin opetuksen ja oppimisen osa-alueisiin. Nämä periaatteet näkyvät sovelluksissa, jotka liittyvät käyttäytymistavoitteisiin, oppimisaikaan, hallinnan oppimiseen, ohjelmoituun opetukseen ja kontingenssisopimuksiin. Tutkimusnäyttö osoittaa yleisesti ottaen näiden sovellusten positiivisia vaikutuksia opiskelijoiden saavutuksiin. Teoreettisesta suuntauksesta riippumatta voidaan soveltaa käyttäytymisen periaatteita opiskelijoiden oppimisen ja saavutusten helpottamiseksi.