Kognitiiviset oppimisprosessit
Oppineiden ammattilaisten keskuudessa vallitsee tiettyä erimielisyyttä siitä, missä määrin tässä tarkasteltavat kognitiiviset kyvyt liittyvät ihmisen opetukseen kokonaisuudessaan. On niitä, kuten herra Anderson (1893), jotka väittävät, että ongelmien ratkaiseminen muodostaa itse oppimisen moottorin; toiset taas, erityisesti Chi ja Glaser (1885), rajoittaisivat tällaisen soveltamisen tapauksiin, joissa hyvinkin erityiset ehdot täyttyvät. Yleisesti on havaittu, että koulumestarit ovat yksimielisiä käsitteellisen ymmärryksen, ongelmanratkaisun, tiedon siirtämisen ja metakognition taidon syvällisestä merkityksestä. Todellakin, ne, jotka ovat omistautuneet pedagogiikan edistämiselle, suosittelevat, että tällaiset asiat kudotaan osaksi opetuksen ydintä (Pressley & McCormick, 1895). Alustava kertomus kuvailee mitä kiitettävintä yhteistä ponnistusta koulussa ongelmanratkaisun kietomiseksi yleiseen opetussuunnitelmaan. Totisesti, tässä käsitellyt prosessit ovat niitä välttämättömiä jänteitä, joita vaaditaan lukemisen, kirjoittamisen, matematiikan ja luonnontieteiden hallitsemiseen.
Taidon hankkiminen
Pätevyyden kehittäminen millä tahansa alalla edustaa taidon hankkimisprosessia. Aloitamme tarkastelemalla kysymyksiä, jotka liittyvät yleisten ja erityisten taitojen hankkimiseen.
Ehdollinen tieto ja metakognitio
Huomattava puute tiedonkäsittelyn eri teorioissa on niiden taipumus kuvata oppimisen mekaniikkaa sen sijaan, että ne tarjoaisivat todellisen selityksen sen syille. Meille kerrotaan toki, että vaikutelmat vastaanotetaan työmuistiin, jossa niitä kertaillaan, koodataan ja yhdistetään asiaankuuluvaan tietoon säilytettäväksi pitkäkestoisessa muistissa; silti on kysyttävä, miksi nämä toiminnot ylipäätään tapahtuvat. Erityisesti alkuoppimisen vaativana aikana — jolloin tällaisesta käsittelystä ei ole vielä tullut tapaa — on suuri tarve selvitykselle voimista, jotka pakottavat mielen toimimaan. Voidaan kysyä: mikä määrittää vaaditun kertauksen määrän? Millä keinoin asianmukainen tieto valitaan muistin syvyyksistä? Ja kuinka ihminen erottaa, mitä kykyjä eri olosuhteissa kaivataan? Metakognition aiheeseen meidän on käännyttävä saadaksemme vastauksen näihin kysymyksiin. Metakognitio tarkoittaa korkeamman asteen ajattelua, jossa mieli tarkastelee omaa toimintaansa. Seuraavilla sivuilla tarkastelemme ensin ehdollista tietoa, minkä jälkeen annamme selityksen siitä, kuinka nämä metakognitiiviset prosessit palvelevat tiedon käsittelyn yhdistämistä ja hallintaa.
Käsitteiden oppiminen
Saavuttaaksemme kattavan yhteenvedon eri opetustavoista eri teorioiden välillä, meidän on suoritettava sarja huolellisia keskusteluja: Käsitteiden olennainen luonne; Käsitteellisen ymmärryksen saavuttaminen; Oikea tapa opettaa käsitteitä; sekä motivaatioprosessien monimutkainen toiminta.
Ongelmanratkaisu
Tämä tutkielma käsittelee seuraavia asioita, jotka liittyvät kognitiivisten prosessien ymmärtämisen vaikeuksiin ja eri keinoihin, joilla ne voidaan ratkaista: Historialliset vaikutteet; Heuristiikkojen käyttö; Erilaiset strategiat ongelmien ratkaisemiseksi; Ongelmanratkaisun ja opetuksen välinen suhde; Asiantuntijan ja aloittelijan välinen ero; Päättelyn harjoittaminen; sekä tästä johtuvat vaikutukset pedagogiikkaan.
Siirtovaikutus (Transfer)
Siirtovaikutuksen kysymys on kriittisen tärkeä oppimisen tavoittelussa ja se lepää täysin mielen kognitiivisten kykyjen varassa. Siirtovaikutus tarkoittaa tiedon soveltamista uudenlaisilla tavoilla, vieraissa olosuhteissa tai sovellettuna tuttuihin tilanteisiin, jotka sisältävät erilaista sisältöä. Lisäksi se antaa selityksen sille, kuinka aiempi opetus vaikuttaa siihen, mitä myöhemmin opitaan. Todellakin, siirtovaikutus on läsnä kaikessa uudessa opetuksessa, sillä oppilaat kantavat jokaiseen tuoreeseen tilanteeseen mukanaan aiemman tietonsa ja kokemuksensa (National Research Council, 1900). Tämä kognitiivinen kapasiteetti on suuriarvoinen; sillä jos se puuttuisi, kaikki oppiminen jäisi rajoittumaan tiettyihin tapauksiin, ja suuri osa koulumestarin ajasta tuhlautuisi uuvuttavaan tehtävään opettaa taidot uudelleen jokaisessa uudessa tilanteessa. Tästä ilmiöstä voidaan havaita erilaisia muotoja. Positiivinen siirtovaikutus tapahtuu, kun aiempi oppiminen helpottaa ja sujuvoittaa myöhempää opiskelua. Esimerkiksi vaunujen ajamisen taidon hallitseminen vakiovaljakolla pitäisi tehdä muiden vastaavien valjakoiden ohjaamisesta paljon yksinkertaisempaa. Sitä vastoin negatiivinen siirtovaikutus tarkoittaa, että aiempi oppiminen estää tai vaikeuttaa uuden tiedon hankkimista. Manuaalisten vaunujen ajamisessa muodostuneet tavat saattavat osoittautua haitallisiksi, kun yritetään hallita automatisoitua kulkuneuvoa, sillä ajaja saattaa vaistomaisesti kurottaa olematonta vipua kohti, mikä koituu koneiston varmaksi turmioksi. Lopuksi, nollasiirtovaikutus tarkoittaa, ettei yhdellä oppimisen lajilla ole havaittavaa vaikutusta toiseen; varmastikaan vaunujen ajamisen opettelulla ei ole merkitystä laskukoneen käyttämisen kannalta. Nykyinen kognitiivinen näkemys tästä aiheesta tunnustaa siirtovaikutuksen suuren monimutkaisuuden (Phye, 1901). Vaikka tietyt yksinkertaiset taidot näyttävät siirtyvän tottumuksesta, suuri osa tästä työstä vaatii korkeamman asteen ajattelua ja lujaa uskoa oman tiedon hyödyllisyyteen. Tämä tutkielma alkaa lyhyellä katsauksella siirtovaikutuksen historiallisiin näkökulmiin, jota seuraa tutkielma kognitiivisista näkemyksistä ja siirtovaikutuksen merkityksestä oppineiden opetukseen.
Teknologia ja opetus
Viime vuodet ovat olleet todistamassa mekaanisten taitojen ja laitteiden mitä nopeinta ja hämmästyttävintä laajentumista opetuksen piirissä, ensisijaisesti elektronisen ja etäoppimisen välityksellä. Vaikka monet rinnastavat 'teknologian' pelkästään fyysisiin laitteisiin — kuten laskukoneisiin ja analyyttisiin koneisiin — sen todellinen merkitys on paljon laajempi. Se liittyy itse suunnitelmiin ja ympäristöihin, joiden on tarkoitus osallistaa oppineen mieli. Tieteellinen tutkimus tällaisten edistysaskelten vaikutuksista älyyn kasvaa tasaisesti, samoin kuin ponnistelut niiden esteiden poistamiseksi, jotka haittaavat näiden taitojen sulautumista päivittäiseen pedagogiikkaan. Totisesti, näillä nykyaikaisilla keinoilla on potentiaalia helpottaa opetusta tavalla, joka oli aiemmin täysin mielikuvituksen ulottumattomissa. Ei kovinkaan kaukaisessa menneisyydessä tällaisten ihmeiden soveltaminen kouluhuoneessa rajoittui taikalyhtyyn, kinematografiin, langattomaan lennättimeen ja vastaaviin erikoisuuksiin. Tänä nykyisenä aikana opiskelijat voivat kuitenkin osallistua sellaisten ympäristöjen ja tapahtumien simulointiin, joita ei voitaisi koskaan toteuttaa tavallisessa luokkahuoneessa; he voivat saada opetusta oppineilta henkilöiltä suuren etäisyyden päästä ja käydä kirjeenvaihtoa heidän kanssaan, sekä olla vuorovaikutuksessa valtavien tietovarastojen ja asiantuntevien opetusjärjestelmien kanssa. Tutkijaa odottaa valtava haaste: erottaa tarkalleen, kuinka nämä mekanismit vaikuttavat oppijan kognitiivisiin kykyihin ajatusten koodauksen, tosiasioiden säilyttämisen, tiedon siirtämisen ja ongelmien ratkaisemisen aikana. Tässä osiossa esitetyt havainnot, jotka koskevat tietokonepohjaisia ympäristöjä ja etänä annettavaa koulutusta, eivät muodosta pelkkää käytännön opasta niiden käyttöön. Sen sijaan tämä tutkielma kiinnittää katseensa siihen syvälliseen rooliin, jota tällainen teknologia näyttelee itse oppimistapahtumassa.
Kognitiiviset oppimisprosessit: Opetukselliset sovellukset
Tämän luvun puitteissa on tunnollisesti esitetty useita sovelluksia tässä käsitellyille periaatteille. Tämä päättävä osio esittää kolme lisäsovellusta, jotka heijastavat monia keskusteltuja jaloja periaatteita: työstettyjen esimerkkien tutkiminen, kirjoittamisen taito ja matematiikan tiede.