Prasmju apguve (kognitīvie mācību procesi)

Kompetences attīstīšana jebkurā jomā ir prasmju apguves process. Mēs sāksim ar jautājumu izpēti, kas attiecas uz vispārīgo un specifisko prasmju apguvi.

Prasmes var atšķirt pēc specificitātes pakāpes. Vispārīgās prasmes ir piemērojamas dažādās disciplīnās; specifiskās prasmes ir noderīgas tikai noteiktās jomās. Kā minēts ievada scenārijā, problēmu risināšana un kritiskā domāšana ir vispārīgās prasmes, jo tās ir noderīgas, apgūstot dažādas kognitīvās, motorās un sociālās prasmes, savukārt polinomu faktorizācija un kvadrātsakņu uzdevumu risināšana ietver specifiskās prasmes, jo to pielietojums matemātikā ir ierobežots.

Vispārīgo prasmju apguve veicina mācīšanos daudzos veidos. Bruners (1985) atzīmēja, ka tādi uzdevumi kā “iemācīties spēlēt šahu, iemācīties spēlēt flautu, iemācīties matemātiku un iemācīties lasīt Džerarda Manlija Hopkinsa dzejas sprungo ritmus” (5–6. lpp.) ir līdzīgi ar to, ka tie ietver uzmanību, atmiņu un neatlaidību.

Tajā pašā laikā katram prasmju apguves veidam ir unikālas iezīmes. Bruners (1985) apgalvoja, ka uzskati par mācīšanos nav viennozīmīgi pareizi vai nepareizi; drīzāk tos var novērtēt tikai ņemot vērā tādus apstākļus kā apgūstamā uzdevuma būtība, sasniedzamais mācīšanās veids un raksturlielumi, ko izglītojamie iegulda situācijā. Daudzās atšķirības starp uzdevumiem, piemēram, iemācīties līdzsvarot vienādojumus ķīmijā un iemācīties līdzsvaroties uz baļķa vingrošanā, prasa dažādus procesus, lai izskaidrotu mācīšanos.

Jomas specifika tiek definēta dažādos veidos. Sesils (1989) šo terminu izmantoja, lai apzīmētu diskrētas deklaratīvās zināšanu struktūras. Citi pētnieki ietver procesuālās zināšanas un uzskata specifiku kā zināšanu lietderību (Perkins & Salomon, 1989). Patiesībā jautājums nav par vienas pozīcijas pierādīšanu vai atspēkošanu, jo mēs zinām, ka mācīšanās ietver gan vispārīgās, gan specifiskās prasmes (Voss, Wiley, & Carretero, 1995). Drīzāk jautājums ir par to, cik lielā mērā jebkurš mācīšanās veids ietver vispārīgās un specifiskās prasmes, kādas ir šīs prasmes un kāds ir to apguves kurss.

Ir vēlams domāt par prasmju specifiku, kas ietver nepārtrauktību, kā paskaidroja Perkins & Salomon (1989):

Vispārīgās zināšanas ietver plaši piemērojamas stratēģijas problēmu risināšanai, izgudrojumu domāšanai, lēmumu pieņemšanai, mācīšanās un labai garīgai pārvaldībai, ko dažreiz sauc par paškontroli, pašregulāciju vai metakognīciju. Šahā, piemēram, ļoti specifiskas zināšanas (bieži sauktas par lokālām zināšanām) ietver spēles noteikumus, kā arī zināšanas par to, kā rīkoties neskaitāmās specifiskās situācijās, piemēram, dažādās atklātnēs un veidos, kā panākt šahmatu. Stratēģiskie jēdzieni, piemēram, centra kontrole, kas ir nedaudz specifiski šaham, bet arī rosina tālejošu pielietojumu pēc analoģijas, ir starpposma vispārīgums. (17. lpp.)

Tad mēs varam jautāt: Kas ir vissvarīgākais, lai nodrošinātu panākumus mācībās? Ir vajadzīgas dažas lokālās zināšanas—nevar kļūt prasmīgs daļskaitļos, neiemācoties noteikumus, kas regulē daļskaitļu darbības (piemēram, saskaitīšanu, atņemšanu). Tomēr, kā atzīmēja Perkins un Salomons (1989), svarīgākie jautājumi ir: Kur ir vājās vietas meistarības attīstībā? Vai var kļūt par ekspertu tikai ar domēna specifiskām zināšanām? Ja nē, kurā brīdī vispārējās kompetences kļūst svarīgas?

Olssons (1993) izvirzīja prasmju apguves modeli, izmantojot praksi, kas sastāv no trim apakšfunkcijām: ģenerēt uzdevumam atbilstošu uzvedību, identificēt kļūdas un labot kļūdas. Šis modelis ietver gan vispārīgus, gan uzdevumiem specifiskus procesus. Kad izglītojamie praktizējas, viņi uzrauga savu progresu, salīdzinot savu pašreizējo stāvokli ar savām iepriekšējām zināšanām. Šī ir vispārēja stratēģija, bet, mācoties, tā arvien vairāk pielāgojas specifiskiem uzdevumu nosacījumiem. Kļūdas bieži rodas, nepareizi piemērojot vispārīgas procedūras (Olssons, 1996), bet iepriekšējas domēna specifiskas zināšanas palīdz izglītojamiem atklāt kļūdas un identificēt apstākļus, kas tās izraisīja. Tāpēc, praktizējoties un mācoties, vispārīgās metodes kļūst specializētākas.

Problēmu risināšana ir noderīga, lai apgūtu prasmes daudzās satura jomās, bet uzdevumu nosacījumi bieži prasa specifiskas prasmes, lai attīstītu kompetenci. Daudzos gadījumos ir nepieciešama abu veidu prasmju apvienošana. Pētījumi rāda, ka ekspertu problēmu risinātāji bieži izmanto vispārīgas stratēģijas, saskaroties ar nepazīstamām problēmām, un ka vispārīgu metakognitīvu jautājumu uzdošana (piemēram, “Ko es tagad daru?” “Vai tas mani kaut kur noved?”) atvieglo problēmu risināšanu (Perkins & Salomon, 1989). Neskatoties uz šiem pozitīvajiem rezultātiem, vispārīgie principi bieži netiek pārnesti (Pressley et al., 1990; Schunk & Rice, 1993). Pārnešana prasa apvienot vispārīgās stratēģijas ar tādiem faktoriem kā norādījumi par pašuzraudzību un prakse specifiskos kontekstos. Ievada scenārija mērķis ir panākt, lai, kad studenti apgūst vispārīgās stratēģijas, viņi varētu tās pielāgot specifiskiem apstākļiem.

Īsāk sakot, kompetence lielā mērā ir domēna specifiska (Lajoie, 2003). Tā prasa bagātīgu zināšanu bāzi, kas ietver domēna faktus, jēdzienus un principus, apvienojumā ar mācīšanās stratēģijām, kuras var piemērot dažādiem domēniem un kuras, iespējams, jāpielāgo katram domēnam. Nevarētu sagaidīt, ka tādas stratēģijas kā palīdzības meklēšana un mērķu progresa uzraudzība darbosies vienādi dažādās jomās (piemēram, matemātiskajā analīzē un kārtslēkšanā). Tajā pašā laikā Perkins un Salomons (1989) norādīja, ka vispārīgās stratēģijas ir noderīgas, lai tiktu galā ar netipiskām problēmām dažādās jomās neatkarīgi no vispārējā kompetences līmeņa šajā jomā. Šie atklājumi liecina, ka studentiem ir jābūt labi pārzināmiem pamatzināšanās par saturu (Olssons, 1993), kā arī vispārīgām problēmu risināšanas un pašregulācijas stratēģijām.

Līdz ar kognitīvo un konstruktīvistisko mācīšanās uzskatu pieaugumu, pētnieki ir attālinājušies no mācīšanās uztveres kā izmaiņām reakcijās diferenciāla pastiprinājuma dēļ un ir sākuši interesēties par studentu uzskatiem un domāšanas procesiem mācīšanās laikā. Attiecīgi ir mainījies arī mācīšanās pētījumu fokuss.

Lai izpētītu akadēmisko mācīšanos, daudzi pētnieki ir izmantojuši metodoloģiju “no iesācēja līdz ekspertam” ar šādiem soļiem:

• Identificēt apgūstamo prasmi.
• Atrast ekspertu (t.i., kādu, kurš labi izpilda prasmi) un iesācēju (kādu, kurš kaut ko zina par uzdevumu, bet izpilda to slikti).
• Noteikt, kā iesācēju var pēc iespējas efektīvāk virzīt uz eksperta līmeni.

Šī metodoloģija ir intuitīvi ticama. Galvenā ideja ir tāda, ka, ja vēlaties saprast, kā kļūt prasmīgākam kādā jomā, rūpīgi jāizpēta kāds, kurš šo prasmi labi izpilda. To darot, jūs varat uzzināt, kādas zināšanas viņam vai viņai ir, kādas procedūras un stratēģijas ir noderīgas, kā rīkoties sarežģītās situācijās un kā labot kļūdas. Modelim ir daudz reālās pasaules analogu, un tas atspoguļojas māceklībā, apmācībā darbavietā un mentoringā.

Liela daļa zināšanu par to, kā kompetentākas un mazāk kompetentas personas atšķiras kādā jomā, nāk no pētījumiem, kas daļēji balstīti uz šīs metodoloģijas pieņēmumiem (VanLehn, 1996). Salīdzinājumā ar iesācējiem, ekspertiem ir plašākas zināšanas par domēnu, labāka izpratne par to, ko viņi nezina, vairāk laika sākotnēji problēmu analīzei un ātrāka un precīzāka to risināšana (Lajoie, 2003). Pētījumi ir arī identificējuši atšķirības prasmju apguves posmos. Šādu pētījumu veikšana ir darbietilpīga un laikietilpīga, jo prasa pētīt izglītojamos laika gaitā, bet tas dod bagātīgus rezultātus.

Vienlaikus šis modelis ir drīzāk deskriptīvs, nevis skaidrojošs: tas apraksta, ko izglītojamie dara, nevis skaidro, kāpēc viņi to dara. Modelis arī klusējot pieņem, ka pastāv noteikta prasmju kopa, kas veido ekspertīzi noteiktā jomā, bet tā ne vienmēr ir. Attiecībā uz mācīšanu Sternbergs un Horvats (1995) apgalvoja, ka nepastāv viens standarts; drīzāk eksperti skolotāji ir līdzīgi viens otram prototipiskā veidā. Tam ir jēga, ņemot vērā mūsu pieredzi ar skolotājiem meistariem, kuri parasti atšķiras vairākos veidos.

Visbeidzot, modelis automātiski nepiedāvā mācību metodes. Tādējādi tam var būt ierobežota noderība klases mācīšanai un mācībām. Mācīšanās skaidrojumiem un atbilstošajiem mācīšanas ieteikumiem jābūt stingri balstītiem teorijās un jāidentificē svarīgi personīgie un vides faktori. Šie faktori ir uzsvērti šajā un citās šī kursa nodarbībās.

Laba vieta, kur pētīt atšķirības starp ekspertiem un iesācējiem, ir zinātne, jo daudzos zinātniskajos domēnos pētījumi ir salīdzinājuši iesācējus ar ekspertiem, lai identificētu ekspertīzes komponentus. Pētnieki ir arī pētījuši studentu zinātnisko zināšanu konstruēšanu un implicitās teorijas un spriešanas procesus, ko viņi izmanto problēmu risināšanā un mācībās (Linn & Eylon, 2006; Voss et al., 1995; White, 2001; C. Zimmerman, 2000).

Eksperti zinātniskajos domēnos atšķiras no iesācējiem zināšanu daudzumā un organizācijā. Ekspertiem ir vairāk domēnam specifisku zināšanu, un viņi, visticamāk, tās organizē hierarhijās, savukārt iesācējiem bieži vien ir maz pārklājumu starp zinātniskajiem konceptiem.

Chi, Feltovich un Glaser (1981) lika ekspertiem un iesācējiem problēmu risinātājiem kārtot fizikas mācību grāmatu problēmas pēc jebkura principa, ko viņi vēlējās. Iesācēji klasificēja problēmas, pamatojoties uz virspusējām iezīmēm (piemēram, aparātu); eksperti klasificēja problēmas, pamatojoties uz principu, kas nepieciešams problēmas atrisināšanai. Eksperti un iesācēji atšķīrās arī deklaratīvo zināšanu atmiņas tīklos. Piemēram, “Slīpā plakne” iesācēju atmiņās bija saistīta ar tādiem aprakstošiem terminiem kā “masa”, ‛erīve” un “garums”. Ekspertiem šie deskriptori bija viņu atmiņās, bet papildus bija saglabāti mehānikas principi (piemēram, enerģijas saglabāšana, Ņūtona spēka likumi). Ekspertu lielākās zināšanas par principiem bija organizētas tā, ka deskriptori bija pakārtoti principiem.

Iesācēji bieži izmanto principus kļūdaini, lai atrisinātu problēmas. McCloskey un Kaiser (1984) uzdeva koledžas studentiem šādu jautājumu:

Vilciens traucas pāri tiltam, kas stiepjas pāri ielejai. Vilcienam ripojot, pasažieris izliecas pa logu un nomet akmeni. Kur tas piezemēsies?

Aptuveni trešdaļa studentu atbildēja, ka akmens nokritīs taisni lejā. Viņi uzskatīja, ka priekšmets, kas tiek stumts vai mests, iegūst spēku, bet priekšmets, ko nes pārvietojams transportlīdzeklis, neiegūst spēku, tāpēc tas nokrīt taisni lejā. Analoģija, ko studenti izmantoja, bija ar personu, kas stāv nekustīgi un nomet priekšmetu, kas nokrīt taisni lejā. Akmens krišanas trajektorija no braucoša vilciena tomēr ir paraboliska. Ideja, ka priekšmeti iegūst spēku, ir kļūdaina, jo priekšmeti pārvietojas tajā pašā virzienā un ar tādu pašu ātrumu kā viņu pārvietojamie nesēji. Kad akmens tiek nomests, tas turpina virzīties uz priekšu ar vilcienu, līdz gravitācijas spēks to novelk lejā. Iesācēji vispārināja savas pamat zināšanas un nonāca pie kļūdaina risinājuma.

Kā apspriests vēlāk šajā kursa sadaļā, vēl viena atšķirība starp iesācējiem un ekspertiem attiecas uz problēmu risināšanas stratēģiju izmantošanu (Larkin, McDermott, Simon, & Simon, 1980; White & Tisher, 1986). Saskaroties ar zinātniskām problēmām, iesācēji bieži izmanto mērķu-līdzekļu analīzi, nosakot problēmas mērķi un izlemjot, kuras formulas varētu būt noderīgas, lai sasniegtu šo mērķi. Viņi strādā atpakaļ un atceras formulas, kas satur lielumus mērķa formulā. Ja viņiem kļūst neskaidrs, kā rīkoties, viņi var pamest problēmu vai mēģināt to atrisināt, pamatojoties uz savām pašreizējām zināšanām.

Eksperti ātri atpazīst problēmas formātu, strādā uz priekšu virzienā uz starpposma apakšmērķiem un izmanto šo informāciju, lai sasniegtu galīgo mērķi. Pieredze zinātnisku problēmu risināšanā veido zināšanas par problēmu tipiem. Eksperti bieži automātiski atpazīst pazīstamas problēmu iezīmes un veic nepieciešamās darbības. Pat tad, ja viņi ir mazāk pārliecināti par to, kā atrisināt problēmu, eksperti sāk ar kādu problēmā sniegto informāciju un strādā uz priekšu līdz risinājumam. Ievērojiet, ka pēdējais solis, ko sper eksperti, bieži ir iesācēju pirmais solis. Klahr un Simon (1999) apgalvoja, ka zinātniskā atklājuma process ir problēmu risināšanas veids un ka vispārējā eiristiskā pieeja ir ļoti līdzīga dažādos domēnos.