Dwupamięciowy Model Pamięci (Teoria Przetwarzania Informacji)

Model dwupamięciowy (dualny) służy jako nasza podstawowa perspektywa przetwarzania informacji na temat uczenia się i pamięci, chociaż, jak wspomniano wcześniej, nie wszyscy badacze akceptują ten model (Matlin, 2009). Następnie omówione zostaną badania nad uczeniem się werbalnym, aby zapewnić historyczne tło.

Asocjacje bodziec-reakcja

Impulsem do badań nad uczeniem się werbalnym była praca Ebbinghausa, który pojmował uczenie się jako stopniowe wzmacnianie asocjacji między bodźcami werbalnymi (słowa, nonsensowne sylaby). Przy powtarzanych parach, odpowiedź dij stawała się silniej powiązana z bodźcem wek. Inne odpowiedzi również mogły się powiązać z wek podczas uczenia się listy sparowanych nonsensownych sylab, ale te asocjacje stawały się słabsze w kolejnych próbach.

Ebbinghaus wykazał, że trzema ważnymi czynnikami wpływającymi na łatwość lub szybkość uczenia się listy elementów są znaczenie elementów, stopień podobieństwa między nimi oraz długość czasu oddzielającego próby uczenia się (Terry, 2009). Słowa (elementy znaczące) są uczone się łatwiej niż nonsensowne sylaby. W odniesieniu do podobieństwa, im bardziej podobne są do siebie elementy, tym trudniej jest się ich nauczyć. Podobieństwo w znaczeniu lub brzmieniu może powodować zamieszanie. Osoba, która ma nauczyć się kilku synonimów, takich jak gigantyczny, ogromny, kolosalny i olbrzymi, może nie być w stanie przypomnieć sobie niektórych z nich, ale zamiast tego może przypomnieć sobie słowa o podobnym znaczeniu, ale nie znajdujące się na liście (duży, behemot). W przypadku nonsensownych sylab zamieszanie pojawia się, gdy te same litery są używane w różnych pozycjach (xqv, khq, vxh, qvk). Długość czasu oddzielającego próby uczenia się może się różnić od krótkiego (praktyka skumulowana) do dłuższego (praktyka rozłożona). Gdy interferencja jest prawdopodobna (omówione później w tej lekcji), praktyka rozłożona daje lepsze efekty uczenia się (Underwood, 1961).

Zadania związane z uczeniem się

Badacze uczenia się werbalnego powszechnie stosowali trzy rodzaje zadań związanych z uczeniem się: szeregowe, parzysto-skojarzeniowe i swobodne przypominanie. W uczeniu się szeregowym ludzie przypominają sobie bodźce werbalne w kolejności, w jakiej zostały zaprezentowane. Uczenie się szeregowe jest zaangażowane w takie zadania szkolne, jak zapamiętywanie wiersza lub kroków w strategii rozwiązywania problemów. Wyniki wielu badań nad uczeniem się szeregowym zazwyczaj dają krzywą pozycji szeregowej. Słowa na początku i na końcu listy są łatwo zapamiętywane, podczas gdy elementy środkowe wymagają więcej prób do zapamiętania. Efekt pozycji szeregowej może wynikać z różnic w odrębności różnych pozycji. Ludzie muszą pamiętać nie tylko same elementy, ale także ich pozycje na liście. Końce listy wydają się być bardziej odrębne i dlatego są “lepszymi” bodźcami niż środkowe pozycje listy.

W uczeniu się parzysto-skojarzeniowym jeden bodziec jest dostarczany dla jednego elementu odpowiedzi (np. kot-drzewo, łódź-dach, ławka-pies). Uczestnicy odpowiadają poprawną odpowiedzią po przedstawieniu bodźca. Uczenie się parzysto-skojarzeniowe ma trzy aspekty: rozróżnianie bodźców, uczenie się odpowiedzi i uczenie się, które odpowiedzi towarzyszą którym bodźcom. Debata koncentrowała się na procesie, w jakim zachodzi uczenie się parzysto-skojarzeniowe oraz na roli mediacji poznawczej. Badacze pierwotnie zakładali, że uczenie się jest stopniowe i że każda asocjacja bodziec–reakcja jest stopniowo wzmacniana. Pogląd ten był wspierany przez typową krzywą uczenia się. Liczba błędów popełnianych przez ludzi jest wysoka na początku, ale błędy zmniejszają się wraz z powtarzanymi prezentacjami listy.

Badania Estesa (1970) i innych sugerowały inną perspektywę. Chociaż uczenie się listy poprawia się wraz z powtórzeniami, uczenie się każdego danego elementu ma charakter wszystko albo nic: Uczący się albo zna poprawne skojarzenie, albo go nie zna. W kolejnych próbach liczba nauczonych się skojarzeń wzrasta. Drugą kwestią jest mediacja poznawcza. Zamiast po prostu zapamiętywać odpowiedzi, uczący się często narzucają swoją organizację, aby materiał był zrozumiały. Mogą używać mediatorów poznawczych, aby połączyć słowa bodźca z ich odpowiedziami. Dla pary kot-drzewo można sobie wyobrazić kota wbiegającego na drzewo lub pomyśleć o zdaniu: “Kot wbiegł na drzewo.” Po przedstawieniu kota, przypomina się obraz lub zdanie i odpowiada drzewem. Badania pokazują, że procesy uczenia się werbalnego są bardziej złożone niż pierwotnie sądzono (Terry, 2009).

W uczeniu się swobodnego przypominania, uczący się otrzymują listę elementów i przypominają je sobie w dowolnej kolejności. Swobodne przypominanie sprzyja organizacji narzuconej w celu ułatwienia pamięci. Często podczas przypominania uczący się grupują słowa przedstawione daleko od siebie na oryginalnej liście. Grupowania często opierają się na podobnym znaczeniu lub przynależności do tej samej kategorii (np. skały, owoce, warzywa).

W klasycznej demonstracji zjawiska grupowania kategorii, uczący się otrzymali listę 60 rzeczowników, po 15 z każdej z następujących kategorii: zwierzęta, imiona, zawody i warzywa (Bousfield, 1953). Słowa zostały zaprezentowane w pomieszanej kolejności; jednakże uczący się mieli tendencję do przypominania sobie członków tej samej kategorii razem. Tendencja do grupowania wzrasta wraz z liczbą powtórzeń listy (Bousfield & Cohen, 1953) oraz z dłuższym czasem prezentacji elementów (Cofer, Bruce, & Reicher, 1966). Grupowanie zostało zinterpretowane w kategoriach asocjacjonistycznych (Wood & Underwood, 1967); to znaczy, słowa przypominane razem mają tendencję do kojarzenia się w normalnych warunkach, albo bezpośrednio ze sobą (np. gruszka-jabłko), albo z trzecim słowem (owoc). Wyjaśnienie poznawcze jest takie, że jednostki uczą się zarówno przedstawionych słów, jak i kategorii, których są członkami (Cooper & Monk, 1976). Nazwy kategorii służą jako wskazówki mediacyjne: Poproszeni o przypomnienie, uczący się odzyskują nazwy kategorii, a następnie ich członków. Grupowanie daje wgląd w strukturę ludzkiej pamięci i wspiera pogląd Gestalt, że jednostki organizują swoje doświadczenia.

Badania nad uczeniem się werbalnym zidentyfikowały przebieg nabywania i zapominania materiału werbalnego. Jednocześnie idea, że asocjacje mogą wyjaśnić uczenie się materiału werbalnego, była uproszczona. Stało się to oczywiste, gdy badacze przeszli od prostego uczenia się listy do bardziej znaczącego uczenia się z tekstu. Można by zakwestionować zasadność uczenia się list nonsensownych sylab lub słów sparowanych w arbitralny sposób. W szkole uczenie się werbalne odbywa się w znaczących kontekstach, na przykład pary słów (np. stany i ich stolice, angielskie tłumaczenia słów obcych), uporządkowane frazy i zdania (np. wiersze, piosenki) oraz znaczenia słów słownictwa. Wraz z pojawieniem się poglądów przetwarzania informacji na uczenie się i pamięć, wiele idei głoszonych przez teoretyków uczenia się werbalnego zostało odrzuconych lub znacząco zmodyfikowanych. Badacze coraz częściej zajmują się uczeniem się i pamięcią materiału werbalnego zależnego od kontekstu (Bruning, Schraw, Norby, & Ronning, 2004). Teraz przejdziemy do kluczowego tematu przetwarzania informacji—pamięci roboczej.

W modelu dwupamięciowym, gdy bodziec zostanie zauważony i odebrany, jest on przenoszony do pamięci krótkotrwałej (operacyjnej) (PKT lub PO; Baddeley, 1992, 1998, 2001; Terry, 2009). PO to nasza pamięć bezpośredniej świadomości. PO pełni dwie zasadnicze funkcje: podtrzymywanie i wydobywanie (Unsworth & Engle, 2007). Nadchodzące informacje są utrzymywane w stanie aktywnym przez krótki czas i są przetwarzane poprzez powtarzanie lub odnoszenie do informacji wydobytych z pamięci długotrwałej (PDT). Podczas czytania tekstu przez uczniów, PO przechowuje przez kilka sekund ostatnie przeczytane słowa lub zdania. Uczniowie mogą próbować zapamiętać konkretny punkt, powtarzając go kilka razy (powtarzanie) lub pytając, jak odnosi się on do tematu omówionego wcześniej na zajęciach (odnoszenie do informacji w PDT). Inny przykład: załóżmy, że uczeń mnoży 45 przez 7. PO przechowuje te liczby (45 i 7), wraz z iloczynem 5 i 7 (35), liczbą przenoszoną (3) i odpowiedzią (315). Informacje w PO ( ) są porównywane z aktywowaną wiedzą w PDT ( ). W PDT aktywowany jest również algorytm mnożenia, a te procedury kierują działaniami ucznia.

Badania dostarczyły dość szczegółowego obrazu funkcjonowania PO. PO ma ograniczony czas trwania: jeśli informacje w PO nie zostaną szybko wykorzystane, zanikają. W klasycznym badaniu (Peterson & Peterson, 1959) uczestnikom przedstawiano bezsensowną sylabę (np. khv), po czym wykonywali oni zadanie arytmetyczne przed próbą przypomnienia sobie tej sylaby. Celem zadania arytmetycznego było uniemożliwienie uczestnikom powtarzania sylaby, ale ponieważ liczb nie trzeba było przechowywać, nie zakłócały one przechowywania sylaby w PO. Im więcej czasu uczestnicy poświęcali na rozpraszającą czynność, tym gorsze było ich przypominanie sobie bezsensownej sylaby. Wyniki te sugerują, że PO jest krucha; informacje są szybko tracone, jeśli nie zostaną dobrze przyswojone. Jeśli na przykład otrzymasz numer telefonu, pod który masz zadzwonić, ale zostaniesz rozproszony, zanim będziesz mógł zadzwonić lub zapisać go, możesz nie być w stanie go sobie przypomnieć.

PO ma również ograniczoną pojemność: może przechowywać tylko niewielką ilość informacji. Miller (1956) zasugerował, że pojemność PO wynosi siedem plus minus dwa elementy, gdzie elementami są takie znaczące jednostki jak słowa, litery, liczby i popularne wyrażenia. Można zwiększyć ilość informacji poprzez chunking, czyli łączenie informacji w znaczący sposób. Numer telefonu 555-1960 składa się z siedmiu elementów, ale można go łatwo podzielić na dwa chunkingi w następujący sposób: “Potrójne 5 plus rok, w którym Kennedy został wybrany prezydentem.”

Badania Sternberga (1969) nad przeszukiwaniem pamięci dostarczają wglądu w to, jak informacje są wydobywane z PO. Uczestnikom przedstawiano szybko niewielką liczbę cyfr, która nie przekraczała pojemności PO. Następnie otrzymywali cyfrę testową i pytano, czy znajduje się ona w pierwotnym zestawie. Ponieważ uczenie się było łatwe, uczestnicy rzadko popełniali błędy; jednak wraz ze wzrostem pierwotnego zestawu z dwóch do sześciu elementów, czas reakcji wzrastał o około 40 milisekund na każdy dodatkowy element. Sternberg doszedł do wniosku, że ludzie wydobywają informacje z pamięci aktywnej poprzez sukcesywne skanowanie elementów.

Procesy kontrolne (wykonawcze) kierują przetwarzaniem informacji w PO, a także przepływem wiedzy do i z PO (Baddeley, 2001). Procesy kontrolne obejmują powtarzanie, przewidywanie, sprawdzanie, monitorowanie i czynności metakognitywne. Procesy kontrolne są ukierunkowane na cel; wybierają one informacje istotne dla planów i intencji ludzi z różnych receptorów sensorycznych. Informacje uznane za ważne są powtarzane. Powtarzanie (powtarzanie informacji w myślach na głos lub podgłośnie) może utrzymać informacje w PO i poprawić przypominanie (Baddeley, 2001; Rundus, 1971; Rundus & Atkinson, 1970).

Bodźce środowiskowe lub generowane przez nas samych aktywują część PDT, która następnie jest bardziej dostępna dla PO. Ta aktywowana pamięć przechowuje reprezentację wydarzeń, które miały miejsce niedawno, takich jak opis kontekstu i treść. Dyskusyjne jest, czy pamięć aktywna stanowi oddzielny magazyn pamięci, czy jedynie aktywowaną część PDT. Zgodnie z poglądem o aktywacji, powtarzanie utrzymuje informacje w PO. W przypadku braku powtarzania, informacje zanikają z upływem czasu (Nairne, 2002). Wysokie zainteresowanie badawcze funkcjonowaniem PO utrzymuje się (Davelaar, Goshen-Gottstein, Ashkenazi, Haarmann, & Usher, 2005).

PO odgrywa zasadniczą rolę w uczeniu się. W porównaniu z uczniami osiągającymi normalne wyniki, uczniowie z trudnościami w matematyce i czytaniu wykazują gorsze funkcjonowanie PO (Andersson & Lyxell, 2007; Swanson, Howard, & Sáez, 2006). Kluczowym wnioskiem instruktażowym jest nieprzeciążanie PO uczniów poprzez prezentowanie zbyt dużej ilości materiału na raz lub zbyt szybko. Tam, gdzie to właściwe, nauczyciele mogą prezentować informacje wizualnie i werbalnie, aby zapewnić, że uczniowie zatrzymają je w PO wystarczająco długo, aby dalej je przetwarzać poznawczo (np. odnosić do informacji w PDT).

Reprezentacja wiedzy w pamięci długotrwałej zależy od częstotliwości i styczności (Baddeley, 1998). Im częściej fakt, wydarzenie lub idea jest napotykana, tym silniejsza jest jej reprezentacja w pamięci. Ponadto, dwa doświadczenia, które występują blisko w czasie, są prawdopodobnie łączone w pamięci, tak że gdy jedno jest zapamiętane, drugie jest aktywowane. Zatem, informacje w pamięci długotrwałej są reprezentowane w strukturach asocjacyjnych. Te asocjacje są kognitywne, w przeciwieństwie do tych w teoriach warunkowania, które są behawioralne (bodźce i reakcje).

Modele przetwarzania informacji często wykorzystują komputery jako analogie, ale istnieją pewne istotne różnice, które są podkreślane przez struktury asocjacyjne. Pamięć ludzka jest adresowalna treścią: Informacje na ten sam temat są przechowywane razem, tak że wiedza, czego się szuka, najprawdopodobniej doprowadzi do przypomnienia sobie informacji (Baddeley, 1998). W przeciwieństwie do tego, komputery są adresowalne lokalizacją: Komputery muszą mieć powiedziane, gdzie informacje mają być przechowywane. Bliskość plików lub zbiorów danych na dysku twardym do innych plików lub zbiorów danych jest czysto arbitralna. Inną różnicą jest to, że informacje są przechowywane precyzyjnie w komputerach. Pamięć ludzka jest mniej precyzyjna, ale często bardziej barwna i pouczająca. Nazwa Daryl Crancake jest przechowywana w pamięci komputera jako „Daryl Crancake”. W ludzkiej pamięci może być przechowywana jako „Daryl Crancake” lub ulec zniekształceniu do „Darrell”, „Darel” lub „Derol” oraz „Cupcake”, „Cranberry” lub „Crabapple”.

Przydatną analogią dla ludzkiego umysłu jest biblioteka. Informacje w bibliotece są adresowalne treścią, ponieważ książki o podobnej treści są przechowywane pod podobnymi numerami katalogowymi. Informacje w umyśle (jak w bibliotece) są również wzajemnie powiązane (Calfee, 1981). Wiedza, która przecina różne obszary treści, może być dostępna poprzez każdy z tych obszarów. Na przykład, Amy może mieć slot pamięci poświęcony jej 21. urodzinom. Pamięć obejmuje to, co robiła, z kim była i jakie prezenty otrzymała. Te tematy mogą być wzajemnie powiązane w następujący sposób: Płyty CD z jazzem, które otrzymała jako prezenty, są wzajemnie powiązane w slocie pamięci dotyczącym muzyki. Fakt, że jej sąsiad zza ściany był obecny, jest zapisany w slocie pamięci poświęconym sąsiadowi i sąsiedztwu.

Wiedza przechowywana w pamięci długotrwałej różni się bogactwem. Każda osoba ma żywe wspomnienia przyjemnych i nieprzyjemnych doświadczeń. Te wspomnienia mogą być dokładne w swoich szczegółach. Inne rodzaje wiedzy przechowywanej w pamięci są przyziemne i bezosobowe: znaczenia słów, operacje arytmetyczne i fragmenty słynnych dokumentów.

Aby uwzględnić różnice w pamięci, Tulving (1972, 1983) zaproponował rozróżnienie między pamięcią epizodyczną i semantyczną. Pamięć epizodyczna obejmuje informacje związane z konkretnymi czasami i miejscami, które są osobiste i autobiograficzne. Fakt, że słowo kot występuje na pozycji trzeciej na nauczonej liście słów, jest przykładem informacji epizodycznej, podobnie jak informacje o tym, co Amy robiła w dniu swoich 21. urodzin. Pamięć semantyczna obejmuje ogólne informacje i koncepcje dostępne w środowisku i nie związane z konkretnym kontekstem. Przykłady obejmują słowa do „Star Spangled Banner” i wzór chemiczny na wodę ( ). Wiedza, umiejętności i koncepcje nabyte w szkole są wspomnieniami semantycznymi. Dwa rodzaje pamięci są często łączone, jak wtedy, gdy dziecko mówi rodzicowi: „Dziś w szkole nauczyłem się [pamięć epizodyczna], że II wojna światowa zakończyła się w 1945 roku [pamięć semantyczna]”.]

Badacze zbadali różnice między pamięcią deklaratywną i proceduralną (Gupta & Cohen, 2002). Pamięć deklaratywna obejmuje zapamiętywanie nowych wydarzeń i doświadczeń. Informacje są zazwyczaj przechowywane w pamięci deklaratywnej szybko i jest to pamięć najbardziej upośledzona u pacjentów z amnezją. Pamięć proceduralna to pamięć umiejętności, procedur i języków. Informacje w pamięci proceduralnej są przechowywane stopniowo—często z obszerną praktyką—i mogą być trudne do opisania (np. jazda na rowerze). Wkrótce wrócimy do tego rozróżnienia.

Inną ważną kwestią jest forma lub struktura, w której pamięć długotrwała przechowuje wiedzę. Paivio (1971) zaproponował, że wiedza jest przechowywana w formie werbalnej i wizualnej, z których każda jest funkcjonalnie niezależna, ale połączona. Konkretne obiekty (np. pies, drzewo, książka) mają tendencję do przechowywania jako obrazy, podczas gdy abstrakcyjne koncepcje (np. miłość, prawda, uczciwość) i struktury językowe (np. gramatyki) są przechowywane w kodach werbalnych. Wiedza może być przechowywana zarówno wizualnie, jak i werbalnie: Możesz mieć obrazową reprezentację swojego domu, a także być w stanie opisać go werbalnie. Paivio postulował, że dla każdego elementu wiedzy, jednostka ma preferowany tryb przechowywania, który jest aktywowany łatwiej niż drugi. Wiedza podwójnie zakodowana może być lepiej zapamiętywana, co ma ważne implikacje edukacyjne i potwierdza ogólną zasadę nauczania wyjaśniania (werbalnego) i demonstrowania (wizualnego) nowego materiału (Clark & Paivio, 1991).

Praca Paivio jest omawiana dalej w rozdziale dotyczącym wyobraźni mentalnej w dalszej części tej lekcji. Jego poglądy były krytykowane z tego powodu, że pamięć wizualna przekracza pojemność mózgu i wymaga pewnego mechanizmu mózgowego do odczytywania i tłumaczenia obrazów (Pylyshyn, 1973). Niektórzy teoretycy twierdzą, że wiedza jest przechowywana tylko werbalnie (Anderson, 1980; Collins & Quillian, 1969; Newell & Simon, 1972; Norman & Rumelhart, 1975). Modele werbalne nie zaprzeczają, że wiedza może być reprezentowana obrazowo, ale postulują, że ostateczny kod jest werbalny i że obrazy w pamięci są rekonstruowane z kodów werbalnych. Tabela 'Charakterystyka i rozróżnienia systemów pamięci' pokazuje niektóre cechy i rozróżnienia systemów pamięci.

Struktury asocjacyjne pamięci długotrwałej to sieci propozycyjne, czyli połączone zestawy składające się z węzłów lub bitów informacji (Anderson, 1990; Calfee, 1981; patrz następna sekcja). Propozycja to najmniejsza jednostka informacji, którą można ocenić jako prawdziwą lub fałszywą. Stwierdzenie: „Mój 80-letni wujek zapalił swoje okropne cygaro” składa się z następujących propozycji:

• Mam wujka.
• Ma 80 lat.
• Zapalił cygaro.
• Cygaro jest okropne.

Różne rodzaje wiedzy propozycyjnej są reprezentowane w pamięci długotrwałej. Wiedza deklaratywna odnosi się do faktów, subiektywnych przekonań, skryptów (np. wydarzeń z opowieści) i zorganizowanych fragmentów (np. Deklaracja Niepodległości). Wiedza proceduralna składa się z koncepcji, zasad i algorytmów. Rozróżnienie deklaratywno-proceduralne jest również określane jako wiedza jawna i ukryta (Sun, Slusarz, & Terry, 2005). Wiedza deklaratywna i proceduralna są omawiane w tej lekcji. Wiedza warunkowa to wiedza o tym, kiedy stosować formy wiedzy deklaratywnej i proceduralnej oraz dlaczego jest to korzystne (Gagné, 1985; Paris, Lipson, & Wixson, 1983).

Teorie przetwarzania informacji twierdzą, że uczenie się może zachodzić w przypadku braku jawnego zachowania, ponieważ uczenie się obejmuje tworzenie lub modyfikację sieci propozycyjnych; jednak jawne wykonanie jest zazwyczaj wymagane, aby upewnić się, że uczniowie zdobyli umiejętności. Badania nad umiejętnościami (np. rozwiązywanie problemów matematycznych) pokazują, że ludzie zazwyczaj wykonują zachowania zgodnie z sekwencją zaplanowanych segmentów (Ericsson et al., 1993; Fitts & Posner, 1967; VanLehn, 1996). Osoby wybierają procedurę wykonania, która, jak oczekują, przyniesie pożądany rezultat, okresowo monitorują swoje występy, dokonują niezbędnych korekt i zmieniają swoje występy po otrzymaniu korekcyjnej informacji zwrotnej. Ponieważ występy często muszą się różnić, aby pasowały do wymagań kontekstowych, ludzie uważają, że ćwiczenie dostosowywania umiejętności w różnych sytuacjach jest pomocne.

Transfer odnosi się do powiązań między propozycjami w pamięci i zależy od wzajemnego odniesienia się informacji lub wykorzystania informacji przechowywanej wraz z nią. Uczniowie rozumieją, że umiejętności i koncepcje mają zastosowanie w różnych dziedzinach, jeśli ta wiedza jest przechowywana w odpowiednich sieciach. Uczenie uczniów, w jaki sposób informacje mają zastosowanie w różnych kontekstach, zapewnia, że nastąpi odpowiedni transfer.

Kodowanie to proces wprowadzania nowych (nadchodzących) informacji do systemu przetwarzania informacji i przygotowywania ich do przechowywania w pamięci długotrwałej (LTM). Kodowanie zazwyczaj odbywa się poprzez nadawanie nowego znaczenia informacjom i integrowanie ich ze znanymi informacjami w LTM. Chociaż informacje nie muszą być znaczące, aby zostać zapamiętane – osoba nieobeznana z geometrią mogłaby zapamiętać twierdzenie Pitagorasa bez zrozumienia, co ono oznacza: znaczenie poprawia uczenie się i zapamiętywanie.

Uważanie i postrzeganie bodźców nie gwarantuje kontynuacji przetwarzania informacji. Wiele rzeczy, które nauczyciele mówią na zajęciach, pozostaje niezapamiętanych (mimo że uczniowie słuchają nauczyciela, a słowa są zrozumiałe), ponieważ uczniowie nie kontynuują przetwarzania informacji. Ważnymi czynnikami wpływającymi na kodowanie są organizacja, elaboracja i struktury schematów.

Organizacja

Teoria i badania Gestaltu wykazały, że dobrze zorganizowany materiał jest łatwiejszy do nauczenia się i przypomnienia (Katona, 1940). Miller (1956) argumentował, że uczenie się jest wzmacniane przez klasyfikowanie i grupowanie bitów informacji w zorganizowane fragmenty. Badania nad pamięcią pokazują, że nawet gdy elementy do nauczenia nie są zorganizowane, ludzie często narzucają organizację materiałowi, co ułatwia przypominanie (Matlin, 2009). Zorganizowany materiał poprawia pamięć, ponieważ elementy są ze sobą powiązane systematycznie. Przypomnienie jednego elementu wywołuje przypomnienie elementów z nim powiązanych. Badania potwierdzają skuteczność organizacji w kodowaniu wśród dzieci i dorosłych (Basden, Basden, Devecchio i Anders, 1991).

Jednym ze sposobów organizacji materiału jest użycie hierarchii, w której integrowane są fragmenty informacji. Rysunek 'Sieć pamięci z organizacją hierarchiczną' przedstawia przykładową hierarchię dla zwierząt. Królestwo zwierząt jako całość znajduje się na górze, a poniżej znajdują się główne kategorie (np. ssaki, ptaki, gady). Poszczególne gatunki znajdują się na następnym poziomie, a następnie rasy.

Inne sposoby organizowania informacji obejmują wykorzystanie technik mnemonicznych i wyobraźni mentalnej (omówione później w tej lekcji). Mnemotechniki umożliwiają uczącym się wzbogacanie lub opracowywanie materiału, na przykład poprzez tworzenie z pierwszych liter słów do nauczenia się akronimu, znanego wyrażenia lub zdania (Matlin, 2009). Niektóre techniki mnemoniczne wykorzystują obrazy; przy zapamiętywaniu dwóch słów (np. miód i chleb) można sobie wyobrazić, jak oddziałują one na siebie (miód na chlebie). Wykorzystanie materiałów audiowizualnych w nauczaniu może poprawić wyobraźnię uczniów.

Elaboracja

Elaboracja to proces rozszerzania nowych informacji poprzez dodawanie do nich lub łączenie ich z tym, co się wie. Elaboracje wspomagają kodowanie i odzyskiwanie, ponieważ łączą informacje do zapamiętania z inną wiedzą. Do niedawno zdobytych informacji łatwiej jest uzyskać dostęp w tej rozszerzonej sieci pamięci. Nawet gdy nowa informacja zostanie zapomniana, ludzie często mogą przypomnieć sobie elaboracje (Anderson, 1990). Problem, który wielu uczniów (nie tylko tych omawianych we wstępnym scenariuszu) ma w nauce algebry, polega na tym, że nie mogą opracować materiału, ponieważ jest on abstrakcyjny i niełatwo łączy się z inną wiedzą.

Powtarzanie informacji utrzymuje je w pamięci roboczej (WM), ale niekoniecznie je opracowuje. Można dokonać rozróżnienia między powtarzaniem podtrzymującym (powtarzanie informacji w kółko) a powtarzaniem elaboracyjnym (odnoszenie informacji do czegoś już znanego). Uczniowie uczący się historii USA mogą po prostu powtarzać “D-Day miał miejsce 6 czerwca 1944 roku” lub mogą go opracować, odnosząc go do czegoś, co wiedzą (np. W 1944 roku Roosevelt został wybrany na prezydenta po raz czwarty).

Urządzenia mnemoniczne opracowują informacje na różne sposoby. Jednym z takich urządzeń jest tworzenie z pierwszych liter sensownego zdania. Na przykład, aby zapamiętać kolejność planet od Słońca, możesz nauczyć się zdania: “Moja bardzo elokwentna mama właśnie podała nam dziewięć pizz”, w którym pierwsze litery odpowiadają literom planet (Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun, Pluton). Najpierw przypominasz sobie zdanie, a następnie rekonstruujesz kolejność planet na podstawie pierwszych liter.

Uczniowie mogą być w stanie wymyślić elaboracje, ale jeśli nie mogą, nie muszą niepotrzebnie się męczyć, gdy nauczyciele mogą zapewnić skuteczne elaboracje. Aby wspomóc przechowywanie w pamięci i odzyskiwanie, elaboracje muszą mieć sens. Elaboracje, które są zbyt niezwykłe, mogą nie zostać zapamiętane. Precyzyjne, rozsądne elaboracje ułatwiają zapamiętywanie i przypominanie (Bransford i in., 1982; Stein, Littlefield, Bransford i Persampieri, 1984).

Schematy

Schemat (liczba mnoga schematy lub schematy) to struktura, która organizuje duże ilości informacji w sensowny system. Schematy obejmują naszą uogólnioną wiedzę o sytuacjach (Matlin, 2009). Schematy to plany, których się uczymy i których używamy podczas naszych interakcji ze środowiskiem. Potrzebne są większe jednostki, aby uporządkować propozycje reprezentujące fragmenty informacji w spójną całość (Anderson, 1990). Schematy pomagają nam w generowaniu i kontrolowaniu rutynowych sekwencyjnych działań (Cooper i Shallice, 2006).

We wczesnym badaniu Bartlett (1932) odkrył, że schematy pomagają w zrozumieniu informacji. W tym eksperymencie uczestnik przeczytał opowiadanie o nieznanej kulturze, po czym ta osoba odtworzyła je dla drugiego uczestnika, który odtworzył je dla trzeciego uczestnika i tak dalej. Zanim opowiadanie dotarło do 10 osoby, jego nieznany kontekst został zmieniony na taki, który uczestnicy znali (np. wyprawa na ryby). Bartlett odkrył, że w miarę powtarzania opowiadań zmieniały się one w przewidywalny sposób. Nieznane informacje zostały pominięte, kilka szczegółów zostało zachowanych, a opowiadania stały się bardziej podobne do doświadczeń uczestników. Zmieniali oni nadchodzące informacje, aby dopasować je do swoich istniejących schematów.

Każda dobrze uporządkowana sekwencja może być przedstawiona jako schemat. Jednym z rodzajów schematu jest “wyjście do restauracji”. Kroki obejmują czynności takie jak zajęcie miejsca przy stole, przeglądanie menu, zamawianie jedzenia, bycie obsłużonym, odbieranie naczyń, otrzymywanie rachunku, zostawianie napiwku i płacenie rachunku. Schematy są ważne, ponieważ wskazują, czego się spodziewać w danej sytuacji. Ludzie rozpoznają problem, gdy rzeczywistość i schemat nie pasują do siebie. Czy kiedykolwiek byłeś w restauracji, w której jeden z oczekiwanych kroków nie nastąpił (np. otrzymałeś menu, ale nikt nie wrócił do twojego stolika, aby przyjąć twoje zamówienie)?

Typowe schematy edukacyjne obejmują procedury laboratoryjne, studiowanie i rozumienie opowiadań. Otrzymując materiał do przeczytania, uczniowie aktywują rodzaj schematu, który ich zdaniem jest wymagany. Jeśli uczniowie mają przeczytać fragment i odpowiedzieć na pytania dotyczące głównych idei, mogą okresowo zatrzymywać się i sprawdzać, co ich zdaniem jest najważniejsze (Resnick, 1985). Schematy były szeroko stosowane w badaniach nad czytaniem i pisaniem (McVee, Dunsmore i Gavelek, 2005).

Schematy wspomagają kodowanie, ponieważ opracowują nowy materiał w sensowną strukturę. Ucząc się materiału, uczniowie próbują dopasować informacje do miejsc w schemacie. Mniej ważne lub opcjonalne elementy schematu mogą, ale nie muszą zostać zapamiętane. Czytając dzieła literackie, uczniowie, którzy ukształtowali schemat tragedii, mogą łatwo dopasować postacie i działania opowiadania do schematu. Spodziewają się znaleźć elementy takie jak dobro kontra zło, ludzkie słabości i dramatyczne rozwiązanie. Kiedy te wydarzenia mają miejsce, są one dopasowywane do schematu, który uczniowie aktywowali dla opowiadania.

Schematy mogą ułatwiać przypominanie niezależnie od ich korzyści w zakresie kodowania. Anderson i Pichert (1978) przedstawili studentom opowiadanie o dwóch chłopcach wagarujących. Studentom poradzono, aby przeczytali je z perspektywy włamywacza lub kupującego dom; opowiadanie zawierało elementy istotne dla obu. Studenci przypomnieli sobie opowiadanie, a później przypomnieli je sobie po raz drugi. Przy drugim przypomnieniu połowie studentów poradzono, aby użyli swojej pierwotnej perspektywy, a drugiej połowie drugiej perspektywy. Przy drugim przypomnieniu studenci przypomnieli sobie więcej informacji istotnych dla drugiej perspektywy, ale nie dla pierwszej perspektywy, oraz mniej informacji nieistotnych dla drugiej perspektywy, które były ważne dla pierwszej perspektywy. Kardash, Royer i Greene (1988) również odkryli, że schematy wywierały swoje główne korzyści w momencie przypominania, a nie w momencie kodowania. Podsumowując, wyniki te sugerują, że podczas odzyskiwania ludzie przypominają sobie schemat i próbują dopasować do niego elementy. Ta rekonstrukcja może nie być dokładna, ale będzie zawierała większość elementów schematu. Systemy produkcyjne, które zostaną omówione później, wykazują pewne podobieństwo do schematów.