Behawiorystyczne zastosowania instruktażowe - Teorie uczenia się

Skinner (1954, 1961, 1968, 1984) obszernie pisał o tym, jak jego idee można zastosować do rozwiązywania problemów edukacyjnych. Uważał, że istnieje zbyt duża kontrola awersyjna. Chociaż uczniowie rzadko otrzymują kary cielesne, często pracują nad zadaniami nie dlatego, że chcą się uczyć lub dlatego, że im to sprawia przyjemność, ale raczej po to, by uniknąć kar, takich jak krytyka nauczyciela, utrata przywilejów i wizyta u dyrektora.

Drugą obawą jest to, że wzmocnienie występuje rzadko i często nie we właściwym czasie. Nauczyciele poświęcają każdemu uczniowi tylko kilka minut dziennie. Podczas gdy uczniowie są zaangażowani w pracę w ławkach, może upłynąć kilka minut między ukończeniem zadania a otrzymaniem informacji zwrotnej od nauczyciela. W konsekwencji uczniowie mogą uczyć się nieprawidłowo, co oznacza, że nauczyciele muszą poświęcić dodatkowy czas na udzielanie korekcyjnych informacji zwrotnych.

Po trzecie, zakres i sekwencja programów nauczania nie zapewniają, że wszyscy uczniowie zdobędą umiejętności. Uczniowie nie uczą się w tym samym tempie. Aby omówić cały materiał, nauczyciele mogą przejść do następnej lekcji, zanim wszyscy uczniowie opanują poprzednią.

Skinner twierdził, że tych i innych problemów nie można rozwiązać poprzez płacenie nauczycielom większych pieniędzy (chociaż by tego chcieli!), wydłużanie dnia i roku szkolnego, podnoszenie standardów lub zaostrzanie wymagań dotyczących certyfikacji nauczycieli. Zamiast tego zalecał lepsze wykorzystanie czasu przeznaczonego na naukę. Ponieważ nierealistyczne jest oczekiwanie, że uczniowie będą przechodzić przez program nauczania w tym samym tempie, zindywidualizowanie nauczania poprawiłoby efektywność.

Skinner uważał, że nauczanie wymaga właściwego aranżowania warunków wzmocnienia. Nie były potrzebne żadne nowe zasady w stosowaniu warunkowania instrumentalnego do edukacji. Nauczanie jest bardziej efektywne, gdy (1) nauczyciele prezentują materiał w małych krokach, (2) uczniowie aktywnie odpowiadają, a nie pasywnie słuchają, (3) nauczyciele udzielają informacji zwrotnej natychmiast po odpowiedziach uczniów oraz (4) uczniowie przechodzą przez materiał we własnym tempie.

Podstawowy proces nauczania obejmuje kształtowanie. Określa się cel nauczania (pożądane zachowanie) i początkowe zachowanie uczniów. Formułuje się podetapy (zachowania) prowadzące od zachowania początkowego do zachowania pożądanego. Każdy podetap reprezentuje niewielką modyfikację poprzedniego. Uczniowie są przeprowadzani przez sekwencję za pomocą różnych podejść, w tym demonstracji, pracy w małych grupach i indywidualnej pracy w ławkach. Uczniowie aktywnie reagują na materiał i otrzymują natychmiastową informację zwrotną.

To podejście instruktażowe obejmuje określenie obecnej wiedzy uczniów i pożądanych celów w kategoriach tego, co uczniowie robią. Pożądane zachowania są często określane jako cele behawioralne, które zostaną omówione wkrótce. Różnice indywidualne są uwzględniane poprzez rozpoczęcie nauczania na obecnym poziomie wykonania uczniów i umożliwienie im postępów we własnym tempie. Biorąc pod uwagę dominujące metody nauczania w naszym systemie edukacji, cele te wydają się niepraktyczne: nauczyciele musieliby rozpoczynać nauczanie w różnych punktach i omawiać materiał w różnym tempie dla poszczególnych uczniów. Programowane nauczanie omija te problemy: uczniowie rozpoczynają naukę w punkcie materiału odpowiadającym ich poziomowi wykonania i postępują we własnym tempie.

Pozostała część tej sekcji opisuje niektóre zastosowania instruktażowe, które zawierają zasady behawiorystyczne. Nie wszystkie z tych zastosowań wywodzą się z teorii Skinnera lub innych teorii omówionych w tym rozdziale, ale wszystkie w pewnym stopniu odzwierciedlają kluczowe idee behawioryzmu.

Cele behawioralne to jasne określenia zamierzonych wyników nauczania dla uczniów. Cele mogą być ogólne lub szczegółowe. Ogólne lub niejasne cele, takie jak “zwiększenie świadomości uczniów”, mogą być spełnione przez niemal każdy rodzaj nauczania. Z drugiej strony, cele, które są zbyt szczegółowe i dokumentują każdą drobną zmianę w zachowaniu uczniów, są czasochłonne w pisaniu i mogą spowodować, że nauczyciele stracą z oczu najważniejsze wyniki uczenia się. Optymalne cele znajdują się gdzieś pomiędzy tymi skrajnościami.

Cel behawioralny opisuje, co robią uczniowie, demonstrując swoje osiągnięcia, i skąd nauczyciele wiedzą, co robią uczniowie (Mager, 1962). Cztery części dobrego celu to:

1. Konkretna grupa uczniów
2. Rzeczywiste zachowania, które uczniowie mają wykonywać w wyniku działań edukacyjnych
3. Warunki lub konteksty, w których uczniowie mają wykonywać te zachowania
4. Kryteria oceny zachowań uczniów w celu ustalenia, czy cele zostały osiągnięte

Przykładowy cel z wyróżnionymi częściami: Mając dane osiem zadań z dodawania ułamków o różnych mianownikach (3), uczeń czwartej klasy (1) napisze poprawne sumy (2) dla co najmniej siedmiu z nich (4).

Cele behawioralne mogą pomóc w określeniu ważnych wyników uczenia się, co pomaga w planowaniu lekcji i testowaniu w celu oceny uczenia się. Formułowanie celów pomaga również nauczycielom zdecydować, jakie treści uczniowie mogą opanować. Mając cele nauczania jednostki i określony czas na ich realizację, nauczyciele mogą zdecydować, które cele są ważne i skupić się na nich. Chociaż cele dla wyników uczenia się niższego poziomu (wiedza, zrozumienie) są na ogół łatwiejsze do określenia, można napisać dobre cele behawioralne, aby ocenić wyniki wyższego rzędu (zastosowanie, analiza, synteza, ewaluacja).

Badania pokazują, że uczniowie, którym przedstawiono cele behawioralne, lepiej zapamiętują werbalne informacje w porównaniu z uczniami, którym nie przedstawiono celów (Faw & Waller, 1976; Hamilton, 1985). Cele mogą sygnalizować uczniom, aby przetwarzali informacje na odpowiednim poziomie; w ten sposób, gdy uczniowie otrzymują cele wymagające przypomnienia, angażują się w powtarzanie i inne strategie, które ułatwiają ten rodzaj przypomnienia. Badania pokazują również, że dostarczanie uczniom celów nie poprawia uczenia się materiału niezwiązanego z celami (Duchastel & Brown, 1974), co sugeruje, że uczniowie mogą koncentrować się na uczeniu się materiału związanego z celami i ignorować inny materiał.

Wpływ celów na uczenie się zależy od wcześniejszych doświadczeń uczniów z nimi oraz od tego, jak ważne postrzegają oni informacje. Trening w zakresie korzystania z celów lub znajomość nauczania opartego na kryteriach prowadzi do lepszego uczenia się w porównaniu z brakiem takiego treningu lub znajomości. Kiedy uczniowie mogą sami określić, jaki materiał jest ważny do nauczenia się, dostarczanie celów nie ułatwia uczenia się. Informowanie uczniów o celach wydaje się być ważniejsze, gdy uczniowie nie wiedzą, jaki materiał jest ważny. Ponadto, Muth, Glynn, Britton i Graves (1988) odkryli, że struktura tekstu może modyfikować wpływ celów na uczenie się. Informacje, które są uwydatnione przez umieszczenie ich w widocznym miejscu (np. na początku tekstu lub wyróżnione), są dobrze zapamiętywane, nawet jeśli nie podano celów.

Teoria warunkowania instrumentalnego przewiduje, że zmienne środowiskowe wpływają na uczenie się uczniów. Jedną z kluczowych zmiennych środowiskowych jest czas nauki.

Carroll (1963, 1965) sformułował model uczenia się w szkole, który kładzie nacisk przede wszystkim na zmienną instruktażową, jaką jest czas poświęcony na naukę. Uczniowie skutecznie się uczą w takim stopniu, w jakim poświęcają tyle czasu, ile potrzebują na naukę. Czas oznacza czas zaangażowany akademicko, czyli czas poświęcony na zwracanie uwagi i próby uczenia się. Chociaż czas jest zmienną środowiskową (obserwowalną), ta definicja jest poznawcza, ponieważ wykracza poza prosty behawioralny wskaźnik czasu zegarowego. W ramach tego modelu Carroll postulował czynniki, które wpływają na to, ile czasu wymaga nauka i ile czasu faktycznie poświęca się na naukę.

Czas Potrzebny na Naukę. Jednym z wpływów na ten czynnik jest uzdolnienie do uczenia się danego zadania. Uzdolnienie do uczenia się zależy od ilości wcześniejszej nauki związanej z zadaniem oraz od cech osobistych, takich jak zdolności i postawy. Drugim, powiązanym czynnikiem jest zdolność do zrozumienia instrukcji. Ta zmienna oddziałuje z metodą instruktażową; na przykład niektórzy uczniowie dobrze rozumieją instrukcje werbalne, podczas gdy inni odnoszą większe korzyści z prezentacji wizualnych.

Jakość instrukcji odnosi się do tego, jak dobrze zadanie jest zorganizowane i przedstawione uczniom. Jakość obejmuje to, co uczniowie słyszą o tym, czego się nauczą i jak się tego nauczą, zakres, w jakim mają odpowiedni kontakt z materiałami do nauki, oraz ile wiedzy wstępnej jest zdobywane przed rozpoczęciem nauki danego zadania. Im niższa jakość instrukcji, tym więcej czasu uczniowie potrzebują na naukę.

Czas Poświęcony na Naukę. Czas przeznaczony na naukę jest jednym z wpływów na ten czynnik. Program nauczania w szkole zawiera tak dużo treści, że czas przeznaczony na dany rodzaj nauki jest mniej niż optymalny dla niektórych uczniów. Kiedy nauczyciele prezentują materiał całej klasie naraz, niektórzy uczniowie częściej mają trudności z jego zrozumieniem i wymagają dodatkowych instrukcji. Kiedy uczniowie są grupowani według zdolności, ilość czasu poświęconego na różne treści różni się w zależności od łatwości, z jaką uczniowie się uczą.

Drugim wpływem jest czas, który uczeń jest skłonny poświęcić na naukę. Nawet jeśli uczniowie mają wystarczająco dużo czasu na naukę, mogą nie spędzać tego czasu na produktywnej pracy. Czy to z powodu niskiego zainteresowania, wysokiej postrzeganej trudności zadania, czy innych czynników, uczniowie mogą nie być zmotywowani do wytrwania przy zadaniu przez tyle czasu, ile potrzebują na jego nauczenie się. Carroll zawarł te czynniki we wzorze, aby oszacować stopień uczenia się dla każdego ucznia przy danym zadaniu:

stopień uczenia się = czas poświęcony / czas potrzebny

Idealnie, uczniowie poświęcają tyle czasu, ile potrzebują na naukę (stopień uczenia się = 1,0), ale uczniowie zazwyczaj poświęcają albo więcej czasu (stopień uczenia się > 1,0), albo mniej czasu (stopień uczenia się < 1,0), niż tego wymagają.

Model Carrolla podkreśla znaczenie czasu zaangażowanego akademicko, wymaganego do nauki, oraz czynników wpływających na czas poświęcony i czas potrzebny na naukę. Model ten uwzględnia prawidłowe zasady psychologiczne, ale tylko na poziomie ogólnym jako czynniki instruktażowe lub motywacyjne. Nie bada on dogłębnie zaangażowania poznawczego. Carroll (1989) przyznał, że potrzeba więcej badań, aby uzupełnić szczegóły. Jak omówiono w następnej sekcji, badacze uczenia się przez opanowanie, którzy systematycznie badali zmienną czasu, dostarczyli większej szczegółowości.

Zgodnie z tym, co twierdził Skinner (1968), wielu pedagogów potępiło sposób, w jaki marnotrawiony jest czas (Zepeda & Mayers, 2006). Zmienna czasu jest centralna w obecnych dyskusjach na temat sposobów maksymalizacji osiągnięć uczniów. Na przykład ustawa No Child Left Behind z 2001 roku znacznie rozszerzyła rolę rządu federalnego w edukacji elementarnej i średniej (Shaul & Ganson, 2005). Chociaż ustawa nie określała, ile czasu ma być poświęcone na instrukcje, jej wymagania dotyczące osiągnięć uczniów i jej standardy odpowiedzialności, w połączeniu z różnymi autorami wzywającymi do lepszego wykorzystania czasu, doprowadziły systemy szkolne do ponownego zbadania wykorzystania czasu, aby zapewnić lepsze uczenie się uczniów.

Jedną z konsekwencji jest to, że wiele szkół średnich porzuciło tradycyjny sześciogodzinny harmonogram na rzecz harmonogramu blokowego. Chociaż istnieją różnice, wiele z nich korzysta z bloku A/B, w którym zajęcia odbywają się w naprzemienne dni przez dłuższe okresy każdego dnia. Przypuszczalnie harmonogram blokowy pozwala nauczycielom i uczniom na bardziej dogłębne zbadanie treści, co często nie było możliwe w przypadku tradycyjnych, krótszych okresów zajęć (np. 50 minut).

Biorąc pod uwagę, że harmonogram blokowy jest stosunkowo nowy, nie ma zbyt wielu badań oceniających jego skuteczność. W swojej recenzji Zepeda i Mayers (2006) odkryli, że harmonogram blokowy może poprawić klimat szkoły i średnią ocen uczniów, ale badania wykazały niespójne wyniki dotyczące frekwencji uczniów i wyników w standaryzowanych testach. Wraz z upowszechnianiem się harmonogramu blokowego możemy oczekiwać więcej badań, które mogą wyjaśnić te niespójności.

Innym sposobem na zwiększenie czasu na naukę są programy pozaszkolne, takie jak zajęcia pozalekcyjne i szkoła letnia. W porównaniu z badaniami nad harmonogramem blokowym, badania nad efektami programów pozaszkolnych wykazują większą spójność. W swojej recenzji Lauer i in. (2006) odkryli pozytywne efekty takich programów na wyniki uczniów w czytaniu i matematyce; efekty były większe w przypadku programów z ulepszeniami (np. korepetycje). Mahoney, Lord i Carryl (2005) stwierdzili korzyści z zajęć pozalekcyjnych dla wyników akademickich i motywacji dzieci; wyniki były najsilniejsze w przypadku dzieci ocenianych jako silnie zaangażowane w zajęcia pozalekcyjne. Zgodnie z modelem Carrolla, możemy wywnioskować, że programy pozaszkolne są skuteczne w takim stopniu, w jakim koncentrują się na uczeniu się uczniów i zapewniają wsparcie, aby je zachęcić.

Model Carrolla przewiduje, że jeśli uczniowie różnią się predyspozycjami do uczenia się danego przedmiotu i jeśli wszyscy otrzymują taką samą ilość i rodzaj instrukcji, ich osiągnięcia będą się różnić. Jeśli ilość i rodzaj instrukcji różnią się w zależności od indywidualnych różnic między uczniami, wówczas każdy uczeń ma potencjał, aby zademonstrować mistrzostwo; pozytywna relacja między predyspozycjami a osiągnięciami zniknie, ponieważ wszyscy uczniowie zademonstrują równe osiągnięcia niezależnie od predyspozycji.

Te idee stanowią podstawę uczenia się do mistrzostwa (Anderson, 2003; Bloom, 1976; Bloom, Hastings, & Madaus, 1971). Uczeniem się do mistrzostwa włącza idee Carrolla do systematycznego planu nauczania, który obejmuje definiowanie mistrzostwa, planowanie do mistrzostwa, nauczanie do mistrzostwa i ocenianie do mistrzostwa (Block & Burns, 1977). Uczeniem się do mistrzostwa zawiera elementy poznawcze, chociaż jego formuła wydaje się mieć charakter bardziej behawioralny w porównaniu z wieloma obecnymi teoriami poznawczymi.

Aby definiować mistrzostwo, nauczyciele przygotowują zestaw celów i egzamin finalny (podsumowujący). Ustalany jest poziom mistrzostwa (np. gdzie uczniowie na ocenę A zazwyczaj wypadają w tradycyjnym nauczaniu). Nauczyciele dzielą kurs na jednostki edukacyjne przypisane do celów kursu.

Planowanie do mistrzostwa oznacza, że nauczyciele planują procedury nauczania dla siebie i uczniów, w tym procedury korekcyjnej informacji zwrotnej (ocena formatywna). Taka ocena zazwyczaj przyjmuje formę testów mistrzostwa jednostki, które ustalają mistrzostwo na danym poziomie (np. 90%). Instrukcja korekcyjna, która jest stosowana w przypadku uczniów, którzy nie opanowali aspektów celów jednostki, jest udzielana w małych grupach studyjnych, indywidualnych tutorialach i materiałach uzupełniających.

Na początku nauczania do mistrzostwa nauczyciele orientują uczniów w procedurach mistrzostwa i udzielają instrukcji, korzystając z całej klasy, małych grup lub indywidualnych ćwiczeń. Nauczyciele przeprowadzają test formatywny i certyfikują, którzy uczniowie osiągają mistrzostwo. Uczniowie, którym brakuje, mogą pracować w małych grupach, przeglądając kłopotliwy materiał, często z pomocą tutorów-rówieśników, którzy opanowali materiał. Nauczyciele dają uczniom czas na pracę z materiałami naprawczymi wraz z pracą domową. Ocenianie do mistrzostwa obejmuje test podsumowujący (na koniec kursu). Uczniowie, którzy uzyskają wynik na poziomie mistrzostwa kursu lub powyżej, otrzymują oceny A; niższe wyniki są oceniane odpowiednio.

Nacisk na zdolności uczniów jako determinanty uczenia się może wydawać się nieinteresujący, biorąc pod uwagę, że zdolności generalnie nie zmieniają się zbytnio w wyniku interwencji edukacyjnych. Bloom (1976) również podkreślał znaczenie zmiennych szkolnych, które można modyfikować: poznawcze zachowania wejściowe (np. umiejętności uczniów i strategie przetwarzania poznawczego na początku nauczania), cechy afektywne (np. zainteresowanie, motywacja) i specyficzne czynniki wpłyflwające na jakość nauczania (np. udział uczniów, rodzaj korekcyjnej informacji zwrotnej). Interwencje edukacyjne mogą poprawić te zmienne.

Przeglądy wpływu uczenia się do mistrzostwa na osiągnięcia uczniów są mieszane. Block i Burns (1977) generalnie uznali uczenie się do mistrzostwa za bardziej skuteczne niż tradycyjne formy nauczania. W przypadku studentów Péladeau, Forget i Gagné (2003) uzyskali wyniki pokazujące, że uczenie się do mistrzostwa poprawiło osiągnięcia uczniów, długoterminowe zapamiętywanie oraz postawy wobec kursu i przedmiotu. Kulik, Kulik i Bangert-Drowns (1990) przeanalizowali ponad 100 ocen programów uczenia się do mistrzostwa i znaleźli pozytywny wpływ na wyniki w nauce i postawy wobec kursu wśród studentów, uczniów szkół średnich i uczniów szkół podstawowych wyższych klas. Stwierdzili również, że uczenie się do mistrzostwa może zwiększyć czas, jaki uczniowie spędzają na zadaniach edukacyjnych. Natomiast Bangert, Kulik i Kulik (1983) znaleźli słabsze poparcie dla programów uczenia się do mistrzostwa. Zauważyli, że nauczanie oparte na mistrzostwie było bardziej skuteczne na poziomie uniwersyteckim niż na niższych poziomach. Jego skuteczność niewątpliwie zależy od ustanowienia właściwych warunków nauczania (np. planowania, nauczania, oceniania) (Kulik et al., 1990).

Uczniowie uczestniczący w nauczaniu do mistrzostwa często spędzają więcej czasu na nauce w porównaniu z uczniami w tradycyjnych klasach (Block & Burns, 1977). Biorąc pod uwagę, że czas jest na wagę złota w szkołach, większość pracy do mistrzostwa—zwłaszcza wysiłki naprawcze—musi być wykonywana poza regularnymi godzinami szkolnymi. Większość badań wykazuje mniejsze efekty nauczania do mistrzostwa na wyniki afektywne (np. zainteresowanie i postawy wobec przedmiotu) niż na wyniki akademickie.

Ważnym założeniem uczenia się do mistrzostwa jest to, że indywidualne różnice w uczeniu się uczniów maleją z czasem. Anderson (1976) stwierdził, że kiedy uczniowie wymagający poprawy zdobyli doświadczenie w nauczaniu do mistrzostwa, stopniowo potrzebowali mniej dodatkowego czasu na osiągnięcie mistrzostwa, ponieważ ich umiejętności wejściowe uległy poprawie. Te wyniki sugerują kumulatywne korzyści z uczenia się do mistrzostwa. Pozostaje jednak pytanie, ile ćwiczeń wystarczy (Péladeau et al., 2003). Zbyt duża ilość powtarzalnych ćwiczeń może negatywnie wpłynąć na motywację, co nie będzie sprzyjać uczeniu się. Te punkty wymagają dalszych badań, ale mają ważne implikacje edukacyjne.

Programowane nauczanie (PN) odnosi się do materiałów instruktażowych opracowanych zgodnie z zasadami warunkowania sprawczego uczenia się (O’Day, Kulhavy, Anderson i Malczynski, 1971). W latach 20. XX wieku Sidney Pressey zaprojektował maszyny do użytku przede wszystkim w testowaniu. Uczniom przedstawiano pytania wielokrotnego wyboru i naciskali przycisk odpowiadający ich wyborowi. Jeśli uczniowie odpowiadali poprawnie, maszyna prezentowała następny wybór; jeśli odpowiadali niepoprawnie, błąd był rejestrowany i kontynuowali odpowiadanie na pytanie.

Skinner ożywił maszyny Pressey'a w latach 50. XX wieku i zmodyfikował je, aby uwzględnić instrukcje (Skinner, 1958). Te maszyny do nauczania prezentowały uczniom materiał w małych krokach (ramkach). Każda ramka wymagała od uczniów jawnej odpowiedzi. Materiał był starannie uszeregowany i podzielony na małe jednostki, aby zminimalizować błędy. Uczniowie otrzymywali natychmiastową informację zwrotną na temat dokładności każdej odpowiedzi. Przechodzili do następnej ramki, gdy ich odpowiedź była poprawna. Gdy była niepoprawna, dostarczano materiał uzupełniający. Chociaż błędy się zdarzały, programy miały na celu minimalizację błędów i zapewnienie uczniom typowego sukcesu (Benjamin, 1988).

Istnieje wiele korzyści, gdy uczniowie ogólnie radzą sobie dobrze, ale jak wspomniano wcześniej, badania sugerują, że zapobieganie błędom może nie być pożądane. Dweck (1975) stwierdził, że okazjonalna porażka zwiększała wytrwałość w trudnych zadaniach bardziej niż ciągły sukces. Ponadto ciągły sukces nie jest tak informatywny o własnych możliwościach, jak okazjonalne trudności, ponieważ te ostatnie podkreślają, co się potrafi, a czego nie. Nie chodzi o to, aby nauczyciele pozwalali uczniom ponosić porażki, ale raczej o to, że we właściwych okolicznościach uczniowie mogą skorzystać z zadań skonstruowanych tak, aby od czasu do czasu napotykali trudności.

PN nie wymaga użycia maszyny; książka Holandii i Skinnera (1961) jest przykładem PN. Obecnie jednak większość PN jest skomputeryzowana, a wiele komputerowych programów instruktażowych zawiera zasady instrukcji behawioralnej.

PN zawiera kilka zasad uczenia się (O’Day i in., 1971). Cele behawioralne określają, co uczniowie powinni wykonywać po ukończeniu instrukcji. Jednostka jest podzielona na uszeregowane ramki, z których każda prezentuje małą porcję informacji i element testowy, na który uczniowie odpowiadają. Chociaż w programie może być zawarte wiele materiałów, przyrosty między ramkami są niewielkie. Uczniowie pracują we własnym tempie i odpowiadają na pytania w trakcie pracy z programem. Odpowiedzi mogą wymagać od uczniów podawania słów, podawania odpowiedzi liczbowych lub wyboru, które z kilku stwierdzeń najlepiej opisuje przedstawianą ideę. Informacja zwrotna zależy od odpowiedzi ucznia. Jeśli uczeń odpowie poprawnie, podawany jest następny element. Jeśli uczeń odpowie niepoprawnie, prezentowane są dodatkowe informacje naprawcze, a element jest testowany w nieco innej formie.

Ponieważ PN odzwierciedla kształtowanie, przyrosty wydajności są niewielkie, a uczniowie prawie zawsze odpowiadają poprawnie. Programy liniowe i rozgałęzione różnią się sposobem traktowania błędów uczniów. Programy liniowe są skonstruowane w taki sposób, że wszyscy uczniowie przechodzą przez nie w tej samej kolejności (ale niekoniecznie w tym samym tempie). Niezależnie od tego, czy uczniowie odpowiadają poprawnie, czy niepoprawnie na ramkę, przechodzą do następnej ramki, gdzie otrzymują informację zwrotną na temat dokładności swojej odpowiedzi. Programy minimalizują błędy, omawiając ten sam materiał w więcej niż jednej ramce i monitując odpowiedzi uczniów.

Programy rozgałęzione są skonfigurowane tak, że ruch uczniów przez nie zależy od tego, jak odpowiadają na pytania. Uczniowie, którzy uczą się szybko, pomijają ramki i omijają wiele powtórzeń programów liniowych, podczas gdy wolniej uczący się otrzymują dodatkowe instrukcje. Wadą jest to, że programy rozgałęzione mogą nie zapewniać wystarczającej ilości powtórzeń, aby zapewnić, że wszyscy uczniowie dobrze rozumieją koncepcje.

Badania sugerują, że programy liniowe i rozgałęzione promują uczenie się uczniów równie dobrze i że PN jest tak samo skuteczny jak konwencjonalne nauczanie w klasie (Bangert i in., 1983; Lange, 1972). To, czy PN jest używane zamiast tradycyjnego nauczania, zależy częściowo od tego, jak dobrze istniejące programy obejmują wymagany zakres i kolejność nauczania. PN wydaje się szczególnie przydatne dla uczniów, którzy wykazują braki w umiejętnościach; praca z programami zapewnia instrukcje naprawcze i ćwiczenia. PN jest również przydatne do samodzielnej nauki na dany temat.

Programowane nauczanie w formacie komputerowym jest rodzajem instrukcji opartej na komputerze (CBI). Do niedawna CBI było najczęstszym zastosowaniem uczenia się za pomocą komputera w szkołach (Jonassen, 1996; dziś jest to Internet). CBI jest często używane do ćwiczeń i samouczków. Podczas gdy ćwiczenia powtarzają informacje, samouczki są interaktywne: prezentują informacje i informację zwrotną uczniom i odpowiadają na podstawie odpowiedzi uczniów (np. programy rozgałęzione).

Badania dotyczące CBI na kursach uniwersyteckich przynoszą korzystne efekty na osiągnięcia i postawy uczniów (Kulik, Kulik i Cohen, 1980). Kilka cech CBI jest mocno zakorzenionych w teorii uczenia się i badaniach. Komputery przyciągają uwagę uczniów i zapewniają natychmiastową informację zwrotną, która może być tego typu, jakiej zazwyczaj nie podaje się w klasie (np. jak obecne wyniki wypadają w porównaniu z wcześniejszymi wynikami, aby podkreślić postęp). Komputery indywidualizują treść i tempo prezentacji.

Chociaż ćwiczenia i samouczki nakładają ścisłe ograniczenia na sposób interakcji uczniów z materiałem, jedną z zalet CBI jest to, że można go spersonalizować: uczniowie wprowadzają informacje o sobie, rodzicach i przyjaciołach, które są następnie uwzględniane w prezentacji instruktażowej. Personalizacja może prowadzić do wyższych osiągnięć niż inne formaty (Anand i Ross, 1987; Ross, McCormick, Krisak i Anand, 1985). Anand i Ross (1987) dali dzieciom ze szkoły podstawowej instrukcje dzielenia ułamków zgodnie z jednym z trzech formatów problemów (abstrakcyjny, konkretny, spersonalizowany):

(Abstrakcyjny) Istnieją trzy obiekty. Każdy jest przecięty na pół. W sumie ile byłoby kawałków?
(Konkretny) Billy miał trzy batony. Przeciął każdy z nich na pół. W sumie ile kawałków cukierków miał Billy?
(Spersonalizowany dla Josepha) Nauczyciel Josepha, pani Williams, zaskoczyła go 15 grudnia, kiedy podarowała Josephowi trzy batony. Joseph przeciął każdy z nich na pół, aby mógł podzielić się prezentem urodzinowym z przyjaciółmi. W sumie ile kawałków cukierków miał Joseph? (str. 73–74)

Spersonalizowany format doprowadził do lepszego uczenia się i transferu niż format abstrakcyjny oraz do bardziej pozytywnych postaw wobec instrukcji niż format konkretny.

Kontrakt awaryjny to umowa między nauczycielem a uczniem, określająca, jaką pracę uczeń wykona i jakiego rezultatu (wzmocnienia) oczekuje się za pomyślne wykonanie (Homme, Csanyi, Gonzales & Rechs, 1970). Kontrakt może być zawarty ustnie, choć zwykle jest sporządzany na piśmie. Nauczyciele mogą opracować kontrakt i zapytać, czy uczeń się z nim zgadza, ale zwyczajowo nauczyciel i uczeń formułują go wspólnie. Zaletą wspólnego uczestnictwa jest to, że uczniowie mogą czuć się bardziej zobowiązani do spełnienia warunków kontraktu. Kiedy ludzie uczestniczą w wyborze celów, często są bardziej zaangażowani w osiągnięcie celu niż wtedy, gdy są wykluczeni z procesu selekcji (Locke & Latham, 1990).

Kontrakty określają cele lub oczekiwane rezultaty w kategoriach konkretnych zachowań, które mają być prezentowane. „Awaryjność” to oczekiwany rezultat, który często można sprowadzić do: „Jeśli zrobisz to, to otrzymasz to”. Zachowania powinny być szczegółowe — na przykład: „Ukończę strony 1–30 w moim podręczniku do matematyki z dokładnością co najmniej 90%” lub „Pozostanę na swoim miejscu podczas czytania”. Ogólne zachowania (np. „Będę pracował nad matematyką” lub „Będę zachowywał się odpowiednio”) są nie do przyjęcia. W przypadku małych dzieci ramy czasowe powinny być krótkie; jednak cele mogą obejmować więcej niż jeden czas, na przykład kolejne 30-minutowe okresy lub podczas każdego okresu nauki o społeczeństwie przez jeden tydzień. Kontrakty mogą obejmować zachowania akademickie i pozaakademickie

Opracowywanie kontraktów z uczniami i monitorowanie postępów jest czasochłonne. Na szczęście większość uczniów nie wymaga kontraktów, aby zachowywać się odpowiednio lub wykonywać pracę. Kontrakty wydają się szczególnie pomocne jako sposób na pomoc uczniom w bardziej produktywnej pracy nad zadaniami. Długie, długoterminowe zadanie można podzielić na serię krótkoterminowych celów z terminami. Tego typu plan pomaga uczniom być na bieżąco z pracą i oddawać materiał na czas.

Kontrakty opierają się na zasadzie, że cele, które są konkretne, bliskie w czasie i trudne, ale osiągalne, zmaksymalizują wydajność (Schunk, 1995). Kontrakty przekazują również uczniom informacje o ich postępach w realizacji zadania. Takie informacje o postępach zwiększają motywację i osiągnięcia uczniów (Locke & Latham, 1990). Kontrakty powinny promować osiągnięcia, jeśli wzmacniają postępy uczniów w nauce lub w osiąganiu większego zaangażowania w zadanie.

Behawioryzm, wyrażony w teoriach warunkowania, dominował w psychologii uczenia się przez pierwszą połowę XX wieku. Te teorie wyjaśniają uczenie się w kategoriach zdarzeń środowiskowych. Procesy umysłowe nie są konieczne do wyjaśnienia nabywania, utrzymywania i generalizacji zachowania.

Teorie uczenia się Thorndike'a, Pawłowa i Guthrie mają znaczenie historyczne. Chociaż teorie te się różnią, każda z nich postrzega uczenie się jako proces tworzenia skojarzeń między bodźcami a reakcjami. Thorndike uważał, że reakcje na bodźce są wzmacniane, gdy następują po nich satysfakcjonujące konsekwencje. Pawłow eksperymentalnie wykazał, jak bodźce mogą być warunkowane, aby wywoływać reakcje poprzez łączenie ich z innymi bodźcami. Guthrie postawił hipotezę, że styczna relacja między bodźcem a reakcją ustanawia ich parowanie. Chociaż teorie te nie są już aktualne w swojej pierwotnej formie, wiele ich zasad jest widocznych we współczesnych perspektywach teoretycznych. Te teorie i badania, które generowały, pomogły ustanowić psychologię uczenia się jako uzasadniony obszar badań.

Warunkowanie instrumentalne: teoria uczenia się sformułowana przez B. F. Skinnera opiera się na założeniu, że cechy środowiska (bodźce, sytuacje, zdarzenia) służą jako wskazówki do reagowania. Wzmocnienie wzmacnia reakcje i zwiększa prawdopodobieństwo ich wystąpienia w przyszłości, gdy bodźce są obecne. Nie jest konieczne odwoływanie się do podstawowych stanów fizjologicznych lub umysłowych, aby wyjaśnić zachowanie.

Podstawowy model warunkowania instrumentalnego to trzyelementowa zależność obejmująca bodziec różnicujący (poprzednik), reakcję (zachowanie) i bodziec wzmacniający (konsekwencja). Konsekwencje zachowań determinują prawdopodobieństwo, że ludzie będą reagować na wskazówki środowiskowe. Konsekwencje, które są wzmacniające, zwiększają zachowanie; konsekwencje, które są karzące, zmniejszają zachowanie. Inne ważne koncepcje warunkowania instrumentalnego to wygaszanie, generalizacja, różnicowanie, wzmocnienia pierwotne i wtórne, harmonogramy wzmocnień i zasada Premacka.

Kształtowanie to proces używany do zmiany zachowania. Kształtowanie obejmuje wzmacnianie kolejnych przybliżeń pożądanego zachowania w kierunku jego pożądanej formy lub częstotliwości występowania. Złożone zachowania powstają przez łączenie prostych zachowań w kolejne trzyelementowe zależności. Programy modyfikacji zachowania są powszechnie stosowane w różnych kontekstach w celu promowania adaptacyjnych zachowań. Samoregulacja to proces poddawania własnych zachowań kontroli bodźców i wzmocnień wybranych przez samego siebie.

Ogólność zasad warunkowania instrumentalnego została zakwestionowana przez teoretyków poznawczych, którzy twierdzą, że ignorując procesy umysłowe, warunkowanie instrumentalne oferuje niekompletny opis ludzkiego uczenia się. Bodźce i wzmocnienia mogą wyjaśniać część ludzkiego uczenia się, ale wiele badań pokazuje, że aby wyjaśnić uczenie się – a zwłaszcza uczenie się wyższego rzędu i złożone – musimy wziąć pod uwagę myśli, przekonania i uczucia ludzi.

Zasady instrumentalne zostały zastosowane do wielu aspektów nauczania i uczenia się. Zasady te można zaobserwować w zastosowaniach związanych z celami behawioralnymi, czasem uczenia się, uczeniem się przez opanowanie, programowanym nauczaniem i kontraktami awaryjnymi. Dowody z badań generalnie wykazują pozytywne efekty tych zastosowań na osiągnięcia uczniów. Niezależnie od orientacji teoretycznej, można zastosować zasady behawioralne, aby ułatwić uczniom uczenie się i osiągnięcia.