Transfer (Procesy Kognitivního Učení)

Transfer je klíčovým tématem pro učení a spoléhá se na kognitivní procesy. Transfer se týká aplikace znalostí novými způsoby, v nových situacích nebo ve známých situacích s odlišným obsahem. Transfer také vysvětluje, jak předchozí učení ovlivňuje následné učení. Transfer je zapojen do nového učení, protože studenti do této situace přenášejí své předchozí relevantní znalosti a zkušenosti (National Research Council, 2000). Kognitivní schopnost transferu je důležitá, protože bez ní by veškeré učení bylo situačně specifické a mnoho času výuky by bylo stráveno opakováním dovedností v nových situacích.

Existují různé typy transferu. Pozitivní transfer nastává, když předchozí učení usnadňuje následné učení. Naučit se řídit auto s manuální převodovkou by mělo usnadnit učení se řídit jiná auta s manuální převodovkou. Negativní transfer znamená, že předchozí učení interferuje s následným učením nebo je ztěžuje. Naučit se řídit auto s manuální převodovkou může mít negativní vliv na následné učení se řídit auto s automatickou převodovkou, protože by člověk měl sklon sahat po neexistující spojce a případně řadit rychlosti za jízdy, což by mohlo zničit převodovku. Nulový transfer znamená, že jeden typ učení nemá žádný znatelný vliv na následné učení. Naučit se řídit auto s manuální převodovkou by nemělo mít žádný vliv na učení se ovládat počítač.

Současné kognitivní koncepce učení zdůrazňují složitost transferu (Phye, 2001). Ačkoli se zdá, že některé formy jednoduchého transferu dovedností probíhají automaticky, mnoho transferů vyžaduje myšlenkové dovednosti vyššího řádu a přesvědčení o užitečnosti znalostí. Tato část začíná stručným přehledem historických perspektiv na transfer, následovaným diskusí o kognitivních pohledech a významu transferu pro školní učení.

Identické prvky

Teorie podmiňování zdůrazňují, že transfer závisí na identických prvcích nebo podobných rysech (podnětech) mezi situacemi. Thorndike (1913) tvrdil, že k transferu dochází, když mají situace identické prvky (podněty) a vyžadují podobné reakce. Mezi původním a transferovým úkolem musí existovat jasný a známý vztah, jako je tomu často mezi drilováním/procvičováním a domácími úkoly.

Tento pohled je intuitivně přitažlivý. Studenti, kteří se naučí řešit problém 602 - 376 = ?, s velkou pravděpodobností přenesou tyto znalosti a vyřeší také problém 503 - 287 = ? Můžeme se však zeptat, co jsou prvky a jak podobné musí být, aby byly považovány za identické. Musí být při odčítání stejné typy čísel ve stejném sloupci? Studenti, kteří umí vyřešit problém 42 - 37 = ?, nemusí být nutně schopni vyřešit problém 7428 - 2371 = ?, i když je první problém obsažen v druhém. Zjištění, jako je toto, zpochybňují platnost identických prvků. Kromě toho, i když identické prvky existují, studenti je musí rozpoznat. Pokud se studenti domnívají, že mezi situacemi neexistuje žádná společná věc, k žádnému transferu nedojde. Pozice identických prvků tedy není adekvátní k vysvětlení veškerého transferu.

Mentální disciplína

Pro transfer je relevantní také doktrína mentální disciplíny, která tvrdí, že učení se určitým předmětům (např. matematika, klasické jazyky) zlepšuje celkové mentální fungování a usnadňuje učení se novému obsahu lépe než učení se jiným předmětům. Tento názor byl populární v Thorndikeově době a periodicky se znovu objevuje ve formě doporučení pro základní nebo klíčové dovednosti a znalosti (např. Hirsch, 1987).

Výzkum Thorndikea (1924) neposkytl žádnou podporu myšlence mentální disciplíny. Thorndike místo toho dospěl k závěru, že to, co usnadňuje nové učení, je počáteční úroveň mentálních schopností studentů. Studenti, kteří byli inteligentnější, když začali kurz, z kurzu získali nejvíce. Intelektuální hodnota studií neodráží to, jak moc zlepšují schopnost studentů myslet, ale spíše to, jak ovlivňují zájmy a cíle studentů.

Generalizace

Skinner (1953) navrhl jiný pohled na transfer. Podle teorie operantního podmiňování transfer zahrnuje generalizaci reakcí z jednoho diskriminačního stimulu na jiný. Studenti by se tedy mohli naučit dávat si knihy do lavic, když zazvoní zvonek. Když studenti jdou do jiné třídy, odkládání knih, když zazvoní zvonek, se může generalizovat na nové prostředí.

Pojem generalizace má, stejně jako identické prvky, intuitivní přitažlivost. Určitě dochází k určitému transferu prostřednictvím generalizace a může k němu dokonce docházet automaticky. Studenti, kteří jsou potrestáni za špatné chování v jedné třídě, se nemusí chovat špatně v jiných třídách. Jakmile se řidiči naučí zastavovat svá auta na červenou, pak se tato reakce zobecní na jiné červené světla bez ohledu na umístění, počasí, denní dobu a tak dále.

Nicméně, pozice generalizace má problémy. Stejně jako u identických prvků se můžeme zeptat, jaké rysy situace se používají ke generalizaci reakcí. Situace sdílejí mnoho společných rysů, přesto reagujeme pouze na některé z nich a jiné ignorujeme. Reagujeme na červené světlo bez ohledu na mnoho dalších rysů v situaci. Zároveň je pravděpodobnější, že projedeme červenou, když se v okolí nenacházejí žádná jiná auta nebo když spěcháme. Naše reakce není pevná, ale spíše závisí na našem kognitivním posouzení situace. Totéž lze říci o nesčetných jiných situacích, kde k generalizaci nedochází automaticky. Kognitivní procesy jsou zapojeny do většiny generalizací, protože lidé určují, zda je v daném prostředí vhodné reagovat podobným způsobem. Pozice generalizace je tedy neúplná, protože zanedbává roli kognitivních procesů.

V teorii zpracování informací zahrnuje transfer aktivaci znalostí v paměťových sítích. Vyžaduje, aby byly informace křížově odkazovány s propozicemi spojenými v paměti (Anderson, 1990; Gagné et al., 1993). Čím více odkazů mezi kousky informací v paměti existuje, tím pravděpodobnější je, že aktivace jednoho kousku informace vyvolá jiné informace v paměti. Takové odkazy mohou být vytvářeny uvnitř sítí i mezi nimi.

Stejný proces se podílí na transferu procedurálních znalostí a produkcí (Bruning et al., 2004). K transferu dochází, když jsou znalosti a produkce propojeny v dlouhodobé paměti (LTM) s různým obsahem. Studenti musí také věřit, že produkce jsou užitečné v různých situacích. Transferu napomáhá ukládání použití znalostí spolu se samotnými znalostmi. Například se studenti mohou naučit produkci pro zběžné čtení textu. To může být v paměti propojeno s jinými postupy čtení (např. hledání hlavních myšlenek, řazení) a může mít uložena různá použití (např. zběžné čtení textu webové stránky pro získání podstaty, zběžné čtení memorand pro určení místa a času schůzky). Čím více odkazů v LTM a čím více použití uložených u zběžného čtení, tím lepší transfer. Takové odkazy se vytvářejí tím, že studenti procvičují dovednosti v různých prostředích a tím, že jim pomáháme porozumět použití znalostí.

Tento kognitivní popis transferu odpovídá velké části toho, co víme o podněcování znalostí. Tam, kde je k dispozici více odkazů v LTM, je možný přístup k informacím různými způsoby. Možná si nebudeme moci vzpomenout na jméno psa tety Marty tím, že na ni budeme myslet (podněcování sítě “Teta Marta”), ale možná si budeme moci vzpomenout na jméno tím, že budeme přemýšlet o (podněcování) plemenech psů (“kolie”). Takové podněcování připomíná zkušenosti, které periodicky máme s tím, že si nemůžeme vzpomenout na něčí jméno, dokud o této osobě nepřemýšlíme z jiné perspektivy nebo v jiném kontextu.

Zároveň stále nevíme mnoho věcí o tom, jak se takové odkazy tvoří. Odkazy se nevytvářejí automaticky pouhým poukazováním na použití znalostí studentům nebo tím, že procvičují dovednosti v různých kontextech (National Research Council, 2000). Existují různé formy transferu, které se řídí různými podmínkami.

Výzkum naznačuje, že transfer není jednotný jev, ale spíše komplexní (Barnett & Ceci, 2002). Jedním z rozlišení je mezi blízkým a vzdáleným transferem (Royer, 1986). Blízký transfer nastává, když se situace do značné míry překrývají, například mezi podnětovými prvky během výuky a těmi, které jsou přítomny v transferové situaci. Příkladem je, když se vyučují dovednosti s zlomky a studenti jsou poté testováni na obsah ve stejném formátu, ve kterém byl vyučován. Naproti tomu vzdálený transfer zahrnuje transferový kontext, který se velmi liší od kontextu, ve kterém proběhlo původní učení. Příkladem by bylo použití dovedností s zlomky v úplně jiném prostředí, aniž by jim to bylo výslovně řečeno. Studenti by tak mohli muset sečíst části receptu (1/2 šálku mléka a 1/4 šálku vody), aby určili množství tekutiny, aniž by jim bylo řečeno, že úkol zahrnuje zlomky.

Dalším rozlišením je mezi literálním a figurálním transferem. Literální transfer zahrnuje transfer neporušené dovednosti nebo znalosti na nový úkol (Royer, 1986). Literální transfer nastává, když studenti používají dovednosti s zlomky ve škole i mimo ni. Figurální transfer se týká použití některých aspektů našich obecných znalostí k myšlení nebo učení se o konkrétním problému. Figurální transfer často zahrnuje použití analogií, metafor nebo srovnatelných situací. Figurální transfer nastává, když se studenti setkávají s novým učením a používají stejné studijní strategie, které používali k zvládnutí předchozího učení v související oblasti. Figurální transfer vyžaduje nakreslení analogie mezi starou a novou situací a přenesení těchto obecných znalostí do nové situace.

Ačkoli existuje určité překrývání, formy transferu zahrnují různé typy znalostí. Blízký transfer a literální transfer zahrnují především deklarativní znalosti a zvládnutí základních dovedností. Vzdálený transfer a figurální transfer zahrnují deklarativní a procedurální znalosti, stejně jako podmíněné znalosti týkající se typů situací, ve kterých se mohou znalosti ukázat jako užitečné (Royer, 1986).

Salomon a Perkins (1989) rozlišovali transfer nízkou cestou od transferu vysokou cestou. Transfer nízkou cestou se týká transferu dobře zavedených dovedností spontánním a možná automatickým způsobem. Naproti tomu transfer vysokou cestou je abstraktní a uvědomělý; „zahrnuje explicitní vědomou formulaci abstrakce v jedné situaci, která umožňuje vytvoření spojení s jinou“ (Salomon & Perkins, 1989, str. 118).

Transfer nízkou cestou nastává u dovedností a činností, které byly rozsáhle procvičovány v různých kontextech. Chování má tendenci být prováděno automaticky v reakci na charakteristiky situace, které jsou podobné těm ze situace, ve které byly získány. Příklady jsou učení se řídit auto a poté řídit jiné, ale podobné auto, čištění zubů běžným zubním kartáčkem a elektrickým zubním kartáčkem nebo řešení algebraických problémů ve škole i doma. Občas může transfer nastat s malým vědomým povědomím o tom, co člověk dělá. Úroveň kognitivní aktivity se zvyšuje, když se nějaký aspekt situace liší a vyžaduje pozornost. Většina lidí tak nemá velké potíže s přizpůsobením se funkcím v půjčených autech. Když se funkce liší (např. ovládání světlometů funguje jinak nebo je v jiné poloze, než na jakou je člověk zvyklý), lidé se je musí naučit.

Transfer vysokou cestou nastává, když se studenti naučí pravidlo, princip, prototyp, schéma a tak dále a poté je použijí v obecnějším smyslu, než jak se je naučili. Transfer je uvědomělý, protože studenti nepoužívají pravidlo automaticky. Spíše zkoumají novou situaci a rozhodují se, jaké strategie bude užitečné použít. Abstrakce je zapojena během učení a později, když studenti vnímají základní prvky v novém problému nebo situaci a rozhodnou se použít dovednost, chování nebo strategii. Transfer nízkou cestou zahrnuje především deklarativní znalosti a transfer vysokou cestou používá produkce a podmíněné znalosti ve větší míře.

Salomon a Perkins (1989) rozlišovali dva typy transferu vysokou cestou – směřující vpřed a směřující vzad – podle toho, kde transfer pochází. Transfer směřující vpřed nastává, když člověk abstrahuje chování a kognice z kontextu učení do jednoho nebo více potenciálních transferových kontextů. Například, když studenti studují precalculus, mohou přemýšlet o tom, jak by některé z materiálů (např. limity) mohly být relevantní v calculu. Dalším příkladem je, když se ve třídě učí, jak funguje padák, studenti mohou přemýšlet o tom, jak padák použijí při skutečném skoku z letadla.

Transfer směřující vpřed je proaktivní a vyžaduje self-monitoring potenciálních kontextů a použití dovedností a znalostí. Chcete-li určit potenciální použití precalculu, musí být například studenti obeznámeni s dalšími znalostmi obsahu potenciálních kontextů, ve kterých by mohly být znalosti užitečné. Transfer směřující vpřed je nepravděpodobný, když mají studenti malé znalosti o potenciálních transferových kontextech.

Při transferu směřujícím vzad studenti abstrahují v transferovém kontextu rysy situace, které umožňují integraci s dříve naučenými myšlenkami (Salomon & Perkins, 1989). Zatímco studenti pracují na problému s calculusem, mohou se pokusit vzpomenout si na jakékoli situace v precalculu, které by mohly být užitečné pro řešení problému s calculusem. Studenti, kteří mají potíže s učením se nového materiálu, používají transfer směřující vzad, když si vzpomenou na jiné časy, kdy zažili potíže, a zeptají se, co v těchto situacích udělali (např. vyhledali pomoc od přátel, šli do knihovny, znovu si přečetli text, promluvili si s učitelem). Poté mohou být náchylní k implementaci jednoho z těchto řešení v naději, že napraví své současné potíže. Analogické uvažování může zahrnovat transfer směřující vzad, protože studenti aplikují kroky z původního problému na současný. V souladu s účinky analogického uvažování na učení Gentner, Loewenstein a Thompson (2003) zjistili, že analogické uvažování zlepšilo transfer, zejména když byly společně prezentovány dva původní případy.

Dříve jsme poznamenali, že transfer zahrnuje propojené informace v LTM tak, že aktivace jedné položky může vyvolat další položky. Předpokládá se, že transfer nízkou cestou je charakterizován relativně automatickým vyvoláním. Ústředním rozdílem mezi těmito dvěma formami je stupeň uvědomělé abstrakce, nebo volní, metakognitivně řízené použití neautomatických procesů (Salomon & Perkins, 1989). Uvědomělá abstrakce vyžaduje, aby se studenti neřídili pouze podle první možné odpovědi, ale spíše zkoumali situační podněty, definovali alternativní strategie, shromažďovali informace a hledali nová spojení mezi informacemi. LTM vyvolání není automatické u transferu vysokou cestou, ale spíše záměrné a může vést k vytváření vazeb v LTM, když jednotlivci přemýšlejí o nových způsobech, jak propojit znalosti a kontexty.

Anderson, Reder a Simon (1996) tvrdili, že transfer je pravděpodobnější, když studenti věnují pozornost podnětům, které signalizují vhodnost použití konkrétní dovednosti. Poté budou náchylnější k tomu, aby si těchto podnětů všimli u transferových úkolů a dovednost použili. V tomto smyslu sdílejí úkoly učení a transferu symbolické prvky. Tyto sdílené prvky jsou důležité při transferu strategie.

Přenos se vztahuje na strategie stejně jako na dovednosti a znalosti (Phye, 2001). Nešťastným zjištěním mnoha výzkumů je, že studenti se učí strategie a efektivně je aplikují, ale nedokážou udržet jejich používání v průběhu času nebo je zobecnit mimo výukové prostředí. Jedná se o běžný problém, se kterým se setkáváme při řešení problémů (Jonassen & Hung, 2006). Mnoho faktorů brání přenosu strategií, včetně nepochopení, že je strategie vhodná pro různá prostředí, nepochopení, jak modifikovat její použití s různým obsahem, přesvědčení, že strategie není pro výkon tak užitečná jako jiné faktory (např. dostupný čas), domněnka, že strategie vyžaduje příliš mnoho úsilí, nebo nemožnost aplikovat strategii s novým materiálem (Borkowski & Cavanaugh, 1979; Dempster & Corkill, 1999; Paris et al., 1983; Pressley et al., 1990; Schunk, 1991; Schunk & Rice, 1993).

Phye (1989, 1990, 1992, 2001; Phye & Sanders, 1992, 1994) vyvinul model užitečný pro posílení přenosu strategií a provedl výzkum testující jeho účinnost. Během počáteční fáze akvizice se studenti učí a procvičují včetně posouzení jejich metakognitivního povědomí o používání strategie. Pozdější fáze uchování zahrnuje další procvičování výukových materiálů a opatření pro vybavení si. Třetí fáze přenosu nastává, když se účastníci pokoušejí řešit nové problémy, které mají odlišné povrchové charakteristiky, ale vyžadují stejnou strategii řešení, která byla procvičována během výcviku. Phye také zdůraznil roli motivace studentů pro přenos a způsoby, jak motivaci posílit ukázáním studentům využití znalostí. Motivace je kritický vliv na přenos (National Research Council, 2000; Pugh & Bergin, 2006).

V jedné studii, ve které dospělí pracovali na problémech s verbální analogií, někteří dostávali během pokusů korektivní zpětnou vazbu, která spočívala v identifikaci správných řešení, zatímco jiní dostávali rady ohledně toho, jak analogie řešit. Všichni studenti hodnotili důvěru ve správnost řešení, která vytvořili. Během výcviku byla korektivní zpětná vazba lepší než rady při podpoře přenosu dovedností řešení problémů; nicméně při opožděném úkolu přenosu nedošlo mezi podmínkami k žádnému rozdílu. Bez ohledu na podmínky, důvěra ve schopnosti řešení problémů měla pozitivní vztah ke skutečnému výkonu.

Přenos strategií řešení problémů vyžaduje znalost strategie plus podmíněnou znalost použití strategie, což je usnadněno, když studenti strategii vysvětlují, jak ji získávají (Crowley & Siegler, 1999). Kromě toho zpětná vazba o tom, jak strategie pomáhá zlepšit výkon, usnadňuje uchování a přenos strategie (Phye & Sanders, 1994; Schunk & Swartz, 1993a, 1993b). Phyeho výzkum zdůrazňuje spojení přenosu strategií se zpracováním informací a klíčové role, které hrají praxe, korektivní zpětná vazba a motivace. Rovněž zdůrazňuje, že výuka studentů strategiím samoregulovaného učení může usnadnit přenos (Fuchs et al., 2003a; Fuchs, Fuchs, Finelli, Courey, & Hamlett, 2004).

Ačkoli se různé formy transferu mohou lišit, často působí společně. Během práce na úkolu se některé chování mohou přenášet automaticky, zatímco jiné mohou vyžadovat vědomou aplikaci. Předpokládejme například, že Jeff píše krátkou práci. Při přemýšlení o organizaci by Jeff mohl použít high-road, zpětný transfer tím, že by přemýšlel o tom, jak organizoval práce v předchozích, podobných situacích. Mnoho aspektů úkolu, včetně volby slov a pravopisu, se bude dít automaticky (low-road transfer). Při psaní by Jeff mohl také přemýšlet o tom, jak by tyto informace mohly být užitečné v jiných situacích. Pokud je tedy práce o nějakém aspektu občanské války, Jeff by mohl přemýšlet o tom, jak tyto znalosti využít v hodině dějepisu. Salomon a Perkins uvedli další příklad s šachovými mistry, kteří si během let hry nahromadí repertoár konfigurací. Ačkoli některé z nich mohou být prováděny automaticky, odborná hra závisí na vědomé analýze hry a potenciálních tahů. Je strategická a zahrnuje high-road transfer.

V některých situacích by low-road transfer mohl zahrnovat značný stupeň uvědomění. Pokud jde o transfer strategie, i drobné odchylky ve formátech, kontextech nebo požadavcích mohou u studentů způsobit problémy s transferem, zejména u těch, kteří mají problémy s učením (Borkowski & Cavanaugh, 1979). Naopak, některé použití analogického uvažování se mohou vyskytnout s malým vědomým úsilím, pokud je analogie relativně jasná. Dobrým pravidlem je nikdy nepovažovat transfer za samozřejmost; je třeba se jím přímo zabývat.

To vyvolává otázku, jak by učitelé mohli podporovat transfer u studentů. Hlavním cílem výuky je podpora dlouhodobého uchování a transferu (Halpern & Hakel, 2003). Víme, že když studenti procvičují dovednosti v různých kontextech a zajišťují, aby rozuměli různým použitím znalostí, buduje to vazby v LTM (Anderson, Reder, & Simon, 1996). Domácí úkoly jsou mechanismem pro transfer, protože studenti procvičují a vylepšují si doma dovednosti naučené ve škole. Výzkum ukazuje pozitivní vztah mezi domácími úkoly a studijními výsledky, přičemž tento vztah je silnější ve třídách 7–12 než ve třídách K–6 (Cooper, Robinson, & Patall, 2006).

Studenti však automaticky nepřenášejí strategie z důvodů uvedených dříve. Procvičování se zabývá některými z těchto obav, ale ne všemi. Cox (1997) doporučil, aby studenti při učení v mnoha kontextech určili, co mají společného. Složitější dovednosti, jako je porozumění a řešení problémů, budou pravděpodobně nejvíce těžit z tohoto situačního kognitivního přístupu (Griffin, 1995). Je třeba se zabývat motivací (Pugh & Bergin, 2006). Učitelé možná budou muset studentům poskytnout explicitní motivační zpětnou vazbu, která spojuje používání strategie se zlepšením výkonu a poskytuje informace o tom, jak bude strategie užitečná v daném prostředí. Studie ukazují, že taková motivační zpětná vazba zvyšuje používání strategie, studijní výkon a sebeúčinnost pro dobrý výkon (Schunk & Rice, 1993). Na Nikowsky Middle School učitelé kombinovali výuku kognitivní strategie s motivačními faktory, aby zlepšili řešení problémů studentů.

Stanovení akademických cílů (další motivační proměnná), jejichž dosažení vyžaduje pečlivé zvažování a využití dostupných zdrojů, by také mělo studentům pomoci. Tím, že učitelé studentům v příslušných časech dávají podněty, jim mohou pomoci používat relevantní znalosti novými způsoby. Učitelé by se mohli zeptat například: „Co víte, co by vám v této situaci mohlo pomoci?“ Takové podněty mají tendenci být spojeny s větším generováním nápadů. Učitelé mohou sloužit jako modely pro transfer. Modelování strategií, které přinášejí související znalosti do nové situace, povzbuzuje studenty, aby hledali způsoby, jak zlepšit transfer jak dopředu, tak dozadu, a cítili se efektivněji. Při práci s dětmi ve třídách 3–5 během matematického řešení problémů Rittle-Johnson (2006) zjistil, že když děti vysvětlují, jak bylo dosaženo odpovědí a zda jsou správné, podporuje to transfer strategií řešení problémů.