Oskuste omandamine (kognitiivsed õppeprotsessid)

Kompetentsuse arendamine mis tahes valdkonnas on oskuste omandamise protsess. Alustame üldiste ja spetsiifiliste oskuste omandamisega seotud küsimuste uurimisest.

Oskusi võib eristada spetsiifilisuse astme järgi. Üldised oskused on rakendatavad paljudes valdkondades; spetsiifilised oskused on kasulikud ainult teatud valdkondades. Nagu arutleti sissejuhatavas stsenaariumis, on probleemide lahendamine ja kriitiline mõtlemine üldised oskused, sest need on kasulikud mitmesuguste kognitiivsete, motoorsete ja sotsiaalsete oskuste omandamisel, samas kui polünoomide faktoriseerimine ja ruutjuure probleemide lahendamine on spetsiifilised oskused, sest neil on piiratud matemaatilised rakendused.

Üldiste oskuste omandamine hõlbustab õppimist mitmel viisil. Bruner (1985) märkis, et ülesanded, nagu „õppida malet mängima, õppida flööti mängima, õppida matemaatikat ja õppida lugema Gerard Manley Hopkinsi värsside sprung rhymes“ (lk 5–6) on sarnased selles mõttes, et need hõlmavad tähelepanu, mälu ja püsivust.

Samal ajal on igal oskuste õppimise tüübil unikaalsed omadused. Bruner (1985) väitis, et vaated õppimisele ei ole ühemõtteliselt õiged või valed; pigem saab neid hinnata ainult selliste tingimuste valguses nagu õpitava ülesande olemus, saavutatava õppimise tüüp ja omadused, mida õppijad olukorda toovad. Paljud erinevused ülesannete vahel, näiteks võrrandite tasakaalustamine keemias ja tasakaalu hoidmine poomil võimlemises, nõuavad õppimise selgitamiseks erinevaid protsesse.

Valdkonna spetsiifilisus on määratletud erinevatel viisidel. Ceci (1989) kasutas seda terminit diskreetsete deklaratiivsete teadmistestruktuuride tähistamiseks. Teised teadlased hõlmavad protseduurilisi teadmisi ja peavad spetsiifilisust teadmiste kasulikkusega seotuks (Perkins & Salomon, 1989). Küsimus ei ole tegelikult ühe positsiooni tõestamises või ümberlükkamises, sest me teame, et nii üldised kui ka spetsiifilised oskused on õppimisega seotud (Voss, Wiley & Carretero, 1995). Pigem on küsimus selles, et määratleda, mil määral hõlmab mis tahes tüüpi õppimine üldisi ja spetsiifilisi oskusi, millised need oskused on ja milline on nende omandamise käik.

Oskuste spetsiifilisuse mõtlemine kontinuumina on eelistatav, nagu Perkins & Salomon (1989) selgitasid:

Üldised teadmised hõlmavad laialdaselt rakendatavaid strateegiaid probleemide lahendamiseks, leidlikuks mõtlemiseks, otsuste tegemiseks, õppimiseks ja heaks vaimseks juhtimiseks, mida mõnikord nimetatakse enesekontrolliks, eneseregulatsiooniks või metakognitsiooniks. Males hõlmavad väga spetsiifilised teadmised (mida sageli nimetatakse kohalikeks teadmisteks) mängureegleid, samuti teadmisi selle kohta, kuidas käsitleda lugematuid konkreetseid olukordi, nagu erinevad avangud ja viisid, kuidas saavutada matt. Vahepealse üldisusega on strateegilised kontseptsioonid, nagu keskpunkti kontroll, mis on mõnevõrra spetsiifilised malet, kuid mis kutsuvad esile ka kaugeleulatuvat rakendust analoogia abil. (lk 17)

Me võime seejärel küsida: mis on kõige olulisem õppimises edu tagamisel? Mõningaid kohalikke teadmisi on vaja – ei saa saada osavaks murdosades ilma murdudega seotud operatsioonide reegleid õppimata (nt liitmine, lahutamine). Nagu Perkins ja Salomon (1989) märkisid, on aga olulisemad küsimused järgmised: kus on meistriks saamisel kitsaskohad? Kas saab saada eksperdiks ainult valdkonnaspetsiifiliste teadmistega? Kui ei, siis millal muutuvad üldised kompetentsid oluliseks?

Ohlsson (1993) esitas praktika kaudu oskuste omandamise mudeli, mis koosneb kolmest alamfunktsioonist: genereerida ülesandega seotud käitumisi, tuvastada vigu ja parandada vigu. See mudel hõlmab nii üldisi kui ka ülesandespetsiifilisi protsesse. Kui õppijad harjutavad, jälgivad nad oma edusamme, võrreldes oma praegust olekut oma eelnevate teadmistega. See on üldine strateegia, kuid õppimise käigus kohandatakse see üha enam konkreetsete ülesannete tingimustega. Vead on sageli põhjustatud üldiste protseduuride sobimatust rakendamisest (Ohlsson, 1996), kuid eelnevad valdkonnaspetsiifilised teadmised aitavad õppijatel vigu tuvastada ja tuvastada tingimusi, mis neid põhjustasid. Praktika ja õppimisega muutuvad üldised meetodid seega spetsialiseeritumaks.

Probleemide lahendamine on kasulik oskuste õppimiseks paljudes sisualades, kuid ülesannete tingimused nõuavad sageli spetsiifilisi oskusi teadmiste arendamiseks. Paljudel juhtudel on vaja kahte tüüpi oskuste ühendamist. Uuringud näitavad, et ekspertide probleemide lahendajad kasutavad sageli üldisi strateegiaid, kui nad kohtavad tundmatuid probleeme, ja et üldiste metakognitiivsete küsimuste esitamine (nt „Mida ma praegu teen?“ „Kas see viib mind kuhugi?“) hõlbustab probleemide lahendamist (Perkins & Salomon, 1989). Vaatamata nendele positiivsetele tulemustele ei kandu üldised põhimõtted sageli üle (Pressley jt, 1990; Schunk & Rice, 1993). Ülekandmine nõuab üldiste strateegiate kombineerimist selliste teguritega nagu enesejälgimise õpetamine ja praktika konkreetsetes kontekstides. Sissejuhatava stsenaariumi eesmärk on, et kui õpilased õpivad üldisi strateegiaid, saavad nad neid kohandada konkreetsetele seadetele.

Lühidalt, ekspertiis on suures osas valdkonnaspetsiifiline (Lajoie, 2003). See nõuab rikkalikku teadmiste baasi, mis hõlmab valdkonna fakte, kontseptsioone ja põhimõtteid, koos õppimisstrateegiatega, mida saab rakendada erinevates valdkondades ja mida võib olla vaja kohandada igale valdkonnale. Ei tohiks eeldada, et sellised strateegiad nagu abi otsimine ja eesmärkide saavutamise jälgimine toimivad samamoodi erinevates valdkondades (nt matemaatiline analüüs ja teivashüpe). Samal ajal juhtisid Perkins ja Salomon (1989) tähelepanu sellele, et üldised strateegiad on kasulikud ebatüüpiliste probleemidega toimetulemiseks erinevates valdkondades, olenemata inimese üldisest pädevuse tasemest selles valdkonnas. Need leiud viitavad sellele, et õpilastel peavad olema head põhilised sisualased teadmised (Ohlsson, 1993), samuti üldised probleemide lahendamise ja eneseregulatsiooni strateegiad.

Seoses kognitiivsete ja konstruktivistlike õppimiskäsitluste kasvuga on teadlased liikunud eemale õppimise vaatlemisest kui muutustest vastustes diferentseeritud tugevdamise tõttu ning on hakanud huvi tundma õpilaste uskumuste ja mõtteprotsesside vastu õppimise ajal. Õppimise uurimise fookus on vastavalt muutunud.

Akadeemilise õppimise uurimiseks on paljud teadlased kasutanud algaja-eksperdi metoodikat järgmiste sammudega:

• Määratle õpitav oskus.
• Leia ekspert (s.t keegi, kes sooritab oskust hästi) ja algaja (keegi, kes teab ülesande kohta midagi, kuid sooritab seda halvasti).
• Tee kindlaks, kuidas algajat saab võimalikult tõhusalt eksperdi tasemele viia.

See metoodika on intuitiivselt usutav. Põhiidee on see, et kui soovid mõista, kuidas mingis valdkonnas osavamaks saada, uuri hoolikalt kedagi, kes seda oskust hästi sooritab. Seda tehes saad teada, millised teadmised tal on, millised protseduurid ja strateegiad on kasulikud, kuidas tulla toime keeruliste olukordadega ja kuidas parandada vigu. Sellel mudelil on palju reaalseid vasteid ja see kajastub õpipoisiõppes, töökohal koolitamises ja mentorluses.

Suur osa teadmistest selle kohta, kuidas pädevamad ja vähem pädevad inimesed valdkonnas erinevad, pärineb uuringutest, mis põhinevad osaliselt selle metoodika eeldustel (VanLehn, 1996). Võrreldes algajatega on ekspertidel ulatuslikumad valdkonnateadmised, parem arusaam sellest, mida nad ei tea, nad kulutavad rohkem aega probleemide esialgsele analüüsimisele ning lahendavad neid kiiremini ja täpsemalt (Lajoie, 2003). Uuringud on tuvastanud ka erinevusi oskuste omandamise etappides. Selliste uuringute läbiviimine on töömahukas ja aeganõudev, kuna see nõuab õppijate pikaajalist uurimist, kuid see annab rikkalikke tulemusi.

Samal ajal on see mudel pigem kirjeldav kui seletav: see kirjeldab, mida õppijad teevad, mitte ei selgita, miks nad seda teevad. Mudel eeldab ka vaikimisi, et on olemas kindel oskuste kogum, mis moodustab ekspertiisi antud valdkonnas, kuid see ei ole alati nii. Õpetamise osas väitsid Sternberg ja Horvath (1995), et ei ole ühtegi standardit; pigem sarnanevad ekspertõpetajad üksteisega prototüüpselt. See on mõistlik, arvestades meie kogemusi meisterõpetajatega, kes tavaliselt mitmel viisil erinevad.

Lõpuks ei paku mudel automaatselt välja õpetamismeetodeid. Sellisena võib sellel olla klassiruumi õpetamise ja õppimise jaoks piiratud kasulikkus. Õppimise selgitused ja vastavad õpetamissoovitused peaksid olema kindlalt põhjendatud teooriatega ja määratlema olulised isiklikud ja keskkonnategurid. Neid tegureid rõhutatakse selles ja teistes selle kursuse õppetundides.

Hea koht eksperdi ja algaja erinevuste uurimiseks on teadus, sest paljud teadusuuringud on võrrelnud algajaid ekspertidega, et tuvastada ekspertiisi komponente. Teadlased on uurinud ka õpilaste teaduslike teadmiste konstrueerimist ning varjatud teooriaid ja arutlusprotsesse, mida nad kasutavad probleemide lahendamisel ja õppimisel (Linn & Eylon, 2006; Voss jt, 1995; White, 2001; C. Zimmerman, 2000).

Eksperdid teadusvaldkondades erinevad algajatest teadmiste hulga ja organiseerituse poolest. Ekspertidel on rohkem valdkonnaspetsiifilisi teadmisi ja nad organiseerivad neid tõenäolisemalt hierarhiates, samas kui algajatel on teaduslike kontseptide vahel vähe kattuvust.

Chi, Feltovich ja Glaser (1981) palusid ekspertidel ja algajatel probleemilahendajatel sorteerida füüsikaõpikute probleeme mis tahes alusel. Algajad klassifitseerisid probleeme pealiskaudsete tunnuste (nt aparatuuri) alusel; eksperdid klassifitseerisid probleeme põhimõtte alusel, mida oli vaja probleemi lahendamiseks. Eksperdid ja algajad erinesid ka deklaratiivsete teadmiste mäluvõrgustikes. Näiteks oli „kaldpind“ algajate mälestustes seotud kirjeldavate terminitega nagu „mass“, „hõõrdumine“ ja „pikkus“. Ekspertidel olid need kirjeldajad mälus, kuid lisaks olid salvestatud mehaanika põhimõtted (nt energia jäävuse seadus, Newtoni jõuseadused). Ekspertide suuremad teadmised põhimõtetest olid organiseeritud nii, et kirjeldajad allusid põhimõtetele.

Algajad kasutavad sageli põhimõtteid valesti probleemide lahendamiseks. McCloskey ja Kaiser (1984) esitasid kolledži tudengitele järgmise küsimuse:

Rong sõidab üle silla, mis ulatub üle oru. Kui rong veereb, nõjatub reisija aknast välja ja kukutab kivi. Kuhu see maandub?

Umbes kolmandik õpilastest ütles, et kivi kukub otse alla. Nad uskusid, et lükatud või visatud objekt omandab jõu, kuid liikuv sõidukis olev objekt ei omanda jõudu, seega kukub see otse alla. Õpilaste analoogia oli seisva inimesega, kes kukutab eseme, mis kukub otse alla. Kivi laskumistee liikuvast rongist on aga paraboolne. Arusaam, et objektid omandavad jõu, on vale, sest objektid liiguvad samas suunas ja sama kiirusega kui nende liikuvad kandjad. Kui kivi kukutatakse, jätkab see rongiga edasi liikumist, kuni gravitatsioonijõud selle alla tõmbab. Algajad üldistasid oma põhioskusi ja jõudsid eksliku lahenduseni.

Nagu arutatakse hiljem selles kursuse osas, on veel üks erinevus algajate ja ekspertide vahel probleemide lahendamise strateegiate kasutamine (Larkin, McDermott, Simon & Simon, 1980; White & Tisher, 1986). Teaduslike probleemidega silmitsi seistes kasutavad algajad sageli eesmärgi-vahendi analüüsi, määrates probleemi eesmärgi ja otsustades, millised valemid võivad olla kasulikud selle eesmärgi saavutamiseks. Nad töötavad tagurpidi ja tuletavad meelde valemeid, mis sisaldavad sihtvalemi suurusi. Kui nad muutuvad ebakindlaks, kuidas edasi minna, võivad nad probleemi hülgada või proovida seda lahendada oma praeguste teadmiste põhjal.

Eksperdid tunnevad kiiresti ära probleemi vormingu, töötavad edasi vahe-eesmärkide suunas ja kasutavad seda teavet lõppeesmärgi saavutamiseks. Kogemus teaduslike probleemide lahendamisel loob teadmisi probleemide tüüpide kohta. Eksperdid tunnevad sageli automaatselt ära tuttavad probleemi tunnused ja viivad läbi vajalikud toimingud. Isegi kui nad on vähem kindlad, kuidas probleemi lahendada, alustavad eksperdid mõnest probleemis antud teabest ja töötavad lahenduse suunas. Pange tähele, et viimane samm, mida eksperdid teevad, on sageli algajate esimene samm. Klahr ja Simon (1999) väitsid, et teadusliku avastuse protsess on probleemide lahendamise vorm ja et üldine heuristiline lähenemine on valdkondade lõikes suures osas sama.