Трансфер (Процеси когнітивного навчання): Визначення, види та приклади

Перенесення є критично важливою темою для навчання та ґрунтується на когнітивних процесах. Перенесення відноситься до застосування знань новими способами, у нових ситуаціях або у знайомих ситуаціях з іншим змістом. Перенесення також пояснює, як попереднє навчання впливає на наступне. Перенесення залучене до нового навчання, оскільки студенти переносять у цю ситуацію свої попередні відповідні знання та досвід (Національна дослідницька рада, 2000). Когнітивна здатність до перенесення є важливою, оскільки без неї все навчання було б ситуаційно специфічним, і значну частину навчального часу довелося б витрачати на повторне навчання навичок у нових ситуаціях.

Існують різні типи перенесення. Позитивне перенесення відбувається, коли попереднє навчання полегшує наступне навчання. Навчання водінню автомобіля з механічною коробкою передач має полегшити навчання водінню інших автомобілів з механічною коробкою передач. Негативне перенесення означає, що попереднє навчання заважає наступному навчанню або робить його більш складним. Навчання водінню автомобіля з механічною коробкою передач може мати негативний вплив на наступне навчання водінню автомобіля з автоматичною коробкою передач, оскільки можна випадково натиснути на фантомне зчеплення та, можливо, перемкнути передачі під час руху автомобіля, що може пошкодити трансмісію. Нульове перенесення означає, що один тип навчання не має помітного впливу на наступне навчання. Навчання водінню автомобіля з механічною коробкою передач не повинно впливати на навчання роботі з комп'ютером.

Сучасні когнітивні концепції навчання підкреслюють складність перенесення (Phye, 2001). Хоча деякі форми простого перенесення навичок, здається, відбуваються автоматично, значна частина перенесення вимагає навичок мислення вищого порядку та переконань щодо корисності знань. Цей розділ починається з короткого огляду історичних перспектив на перенесення, а потім обговорюються когнітивні погляди та важливість перенесення для шкільного навчання.

Ідентичні елементи

Теорії кондиціонування наголошують на тому, що перенесення залежить від ідентичних елементів або подібних ознак (стимулів) у різних ситуаціях. Торндайк (1913) стверджував, що перенесення відбувається, коли ситуації мають ідентичні елементи (стимули) і вимагають подібних реакцій. Між оригінальним і переносним завданнями має існувати чіткий і відомий зв'язок, як це часто буває між вправами/практикою та домашнім завданням.

Цей погляд інтуїтивно зрозумілий. Студенти, які навчилися розв'язувати задачу 602 - 376 = ?, здатні перенести ці знання і також розв'язати задачу 503 - 287 = ? Ми можемо запитати, однак, що таке елементи, і наскільки вони повинні бути подібними, щоб вважатися ідентичними. У відніманні, чи повинні однакові типи чисел бути в одному стовпчику? Студенти, які можуть розв'язати задачу 42 - 37 = ?, не обов'язково зможуть розв'язати задачу 7428 - 2371 = ?, навіть якщо попередня задача міститься в останній. Такі висновки ставлять під сумнів обґрунтованість ідентичних елементів. Крім того, навіть коли ідентичні елементи існують, студенти повинні розпізнавати їх. Якщо студенти вважають, що між ситуаціями немає спільного, перенесення не відбудеться. Отже, позиція ідентичних елементів є недостатньою для пояснення всього перенесення.

Ментальна дисципліна

Також важливим для перенесення є доктрина ментальної дисципліни, яка стверджує, що вивчення певних предметів (наприклад, математики, класики) покращує загальне розумове функціонування та полегшує вивчення нового матеріалу краще, ніж вивчення інших предметів. Цей погляд був популярним за часів Торндайка і періодично знову з'являється у вигляді рекомендацій щодо базових або основних навичок і знань (наприклад, Hirsch, 1987).

Дослідження Торндайка (1924) не підтвердили ідею ментальної дисципліни. Натомість Торндайк дійшов висновку, що нове навчання полегшує початковий рівень розумових здібностей студентів. Студенти, які були більш інтелектуальними на початку курсу, отримали найбільшу користь від курсу. Інтелектуальна цінність навчання відображає не те, наскільки воно покращує здатність студентів мислити, а скоріше те, як воно впливає на їхні інтереси та цілі.

Узагальнення

Скіннер (1953) висунув інший погляд на перенесення. Згідно з теорією оперантного кондиціонування, перенесення передбачає узагальнення реакцій від одного дискримінативного стимулу до іншого. Таким чином, студентів можна навчити класти свої книги в парти, коли дзвонить дзвінок. Коли студенти переходять до іншого класу, складання книг, коли дзвонить дзвінок, може узагальнитися на нову обстановку.

Поняття узагальнення, як і ідентичні елементи, має інтуїтивну привабливість. Звісно, деяке перенесення відбувається через узагальнення, і воно може навіть відбуватися автоматично. Студенти, яких карають за неналежну поведінку в одному класі, можуть не поводитися неналежним чином в інших класах. Після того, як водії навчилися зупиняти свої автомобілі на червоне світло, ця реакція узагальниться на інші червоні вогні незалежно від місця розташування, погоди, часу доби тощо.

Тим не менш, позиція узагальнення має проблеми. Як і у випадку з ідентичними елементами, ми можемо запитати, які особливості ситуації використовуються для узагальнення реакцій. Ситуації мають багато спільних рис, але ми реагуємо лише на деякі з них і не звертаємо уваги на інші. Ми реагуємо на червоне світло незалежно від багатьох інших особливостей ситуації. У той же час, ми можемо з більшою ймовірністю проїхати на червоне світло, коли навколо немає інших машин або коли ми поспішаємо. Наша реакція не є фіксованою, а скоріше залежить від нашої когнітивної оцінки ситуації. Те саме можна сказати про незліченну кількість інших ситуацій, коли узагальнення не відбувається автоматично. Когнітивні процеси залучені до більшості узагальнень, оскільки люди визначають, чи є реагування подібним чином доречним у цій ситуації. Отже, позиція узагальнення є неповною, оскільки вона не враховує роль когнітивних процесів.

В теорії обробки інформації, перенесення передбачає активацію знань у мережах пам'яті. Це вимагає, щоб інформація перехресно посилалася на положення, пов'язані в пам'яті (Андерсон, 1990; Ганьє та ін., 1993). Чим більше зв'язків між фрагментами інформації в пам'яті, тим імовірніше, що активація одного фрагмента інформації підкаже іншу інформацію в пам'яті. Такі зв'язки можуть бути встановлені всередині та між мережами.

Той самий процес задіяний у перенесенні процедурних знань і продукцій (Брунінг та ін., 2004). Перенесення відбувається, коли знання та продукції пов'язані в ДТП з різним змістом. Студенти також повинні вірити, що продукції корисні в різних ситуаціях. Перенесенню сприяє те, що способи використання знань зберігаються разом із самими знаннями. Наприклад, учні можуть володіти продукцією для швидкого перегляду тексту. Це може бути пов'язано в пам'яті з іншими процедурами читання (наприклад, визначення основних ідей, послідовність) і може мати різні способи використання, що зберігаються разом із ним (наприклад, швидкий перегляд тексту веб-сторінки, щоб отримати загальне уявлення, швидкий перегляд службових записок, щоб визначити місце та час зустрічі). Чим більше зв'язків у ДТП і чим більше способів використання зберігається разом зі швидким переглядом, тим краще перенесення. Такі зв'язки формуються, коли студенти практикують навички в різних умовах і коли їм допомагають зрозуміти способи використання знань.

Цей когнітивний опис перенесення відповідає більшій частині того, що ми знаємо про підказки знань. Там, де доступно більше зв'язків ДТП, можливий доступ до інформації різними способами. Ми можемо не мати можливості згадати ім'я собаки тітки Марти, думаючи про неї (підказуючи мережу “Тітка Марта”), але ми можемо згадати ім'я, думаючи про (підказуючи) породи собак (“коллі”). Таке підказування нагадує досвід, який ми періодично маємо, коли не можемо згадати чиєсь ім'я, поки не подумаємо про цю людину з іншої точки зору або в іншому контексті.

Водночас, ми все ще багато чого не знаємо про те, як формуються такі зв'язки. Зв'язки не встановлюються автоматично просто шляхом вказівки студентам на способи використання знань або практики навичок у різних контекстах (Національна дослідницька рада, 2000). Існують різні форми перенесення, які регулюються різними умовами.

Дослідження показують, що перенесення не є унітарним явищем, а скоріше складним (Barnett & Ceci, 2002). Одним із розрізнень є ближнє та дальнє перенесення (Royer, 1986). Ближнє перенесення відбувається, коли ситуації значною мірою перекриваються, наприклад, між стимульними елементами під час навчання та тими, що присутні в ситуації перенесення. Прикладом є навчання навичкам дій з дробами, а потім перевірка знань учнів з цього матеріалу в тому ж форматі, в якому його викладали. На відміну від цього, дальнє перенесення передбачає контекст перенесення, який значно відрізняється від того, в якому відбувалося первинне навчання. Прикладом може бути застосування навичок дій з дробами в зовсім іншому середовищі без прямої вказівки робити це. Таким чином, учні можуть додавати частини рецепту (1/2 склянки молока та 1/4 склянки води), щоб визначити кількість рідини, без вказівки на те, що завдання включає дроби.

Ще одне розрізнення проводиться між буквальним і образним перенесенням. Буквальне перенесення передбачає перенесення неушкодженої навички або знання на нове завдання (Royer, 1986). Буквальне перенесення відбувається, коли учні використовують навички дій з дробами в школі та поза нею. Образне перенесення відноситься до використання деяких аспектів наших загальних знань для обмірковування або вивчення конкретної проблеми. Образне перенесення часто передбачає використання аналогій, метафор або порівнянних ситуацій. Образне перенесення відбувається, коли учні стикаються з новим навчанням і використовують ті ж стратегії навчання, які вони використовували для опанування попереднього навчання у відповідній галузі. Образне перенесення вимагає проведення аналогії між старою та новою ситуаціями та перенесення цих загальних знань на нову ситуацію.

Хоча існує деяке перекриття, форми перенесення включають різні типи знань. Близьке перенесення та буквальне перенесення включають переважно декларативні знання та опанування базових навичок. Далеке перенесення та образне перенесення включають декларативні та процедурні знання, а також умовні знання щодо типів ситуацій, в яких ці знання можуть виявитися корисними (Royer, 1986).

Salomon і Perkins (1989) розрізняли нижню та верхню дороги перенесення. Нижня дорога перенесення відноситься до перенесення добре засвоєних навичок спонтанно і, можливо, автоматично. На відміну від цього, верхня дорога перенесення є абстрактною та усвідомленою; вона «включає явне свідоме формулювання абстракції в одній ситуації, що дозволяє встановити зв'язок з іншою» (Salomon & Perkins, 1989, с. 118).

Нижня дорога перенесення відбувається з навичками та діями, які інтенсивно практикувалися в різних контекстах. Поведінка, як правило, виконується автоматично у відповідь на характеристики ситуації, які подібні до тих, в яких вони були набуті. Прикладами є навчання водінню автомобіля, а потім водіння іншого, але подібного автомобіля, чищення зубів звичайною зубною щіткою та електричною зубною щіткою або розв'язування алгебраїчних задач у школі та вдома. Іноді перенесення може відбуватися з невеликим усвідомленням того, що робиться. Рівень когнітивної діяльності зростає, коли деякі аспекти ситуації відрізняються та вимагають уваги. Таким чином, більшість людей без особливих проблем пристосовуються до особливостей орендованих автомобілів. Коли особливості відрізняються (наприклад, управління фарами працює по-різному або знаходиться в іншому положенні, ніж те, до чого звикли), людям доводиться їх вивчати.

Верхня дорога перенесення відбувається, коли учні вивчають правило, принцип, прототип, схему тощо, а потім використовують його в більш загальному сенсі, ніж те, як вони його вивчили. Перенесення є усвідомленим, оскільки учні не застосовують правило автоматично. Скоріше, вони вивчають нову ситуацію та вирішують, які стратегії буде корисно застосувати. Абстрагування відбувається під час навчання та пізніше, коли учні сприймають основні елементи в новій проблемі чи ситуації та вирішують застосувати навичку, поведінку чи стратегію. Нижня дорога перенесення в першу чергу включає декларативні знання, а верхня дорога перенесення використовує продукції та умовні знання більшою мірою.

Salomon і Perkins (1989) розрізняли два типи верхньої дороги перенесення — передове та зворотне — залежно від того, звідки походить перенесення. Передове перенесення відбувається, коли людина абстрагує поведінку та когнітивні процеси з контексту навчання до одного або кількох потенційних контекстів перенесення. Наприклад, під час вивчення передматематики учні можуть подумати про те, як деякий матеріал (наприклад, границі) може бути доречним у математичному аналізі. Іншим прикладом є те, що під час навчання в класі, як працює парашут, учні можуть подумати про те, як вони будуть використовувати парашут під час фактичного стрибка з літака.

Передове перенесення є проактивним і вимагає самоконтролю потенційних контекстів і використання навичок і знань. Щоб визначити потенційне використання передматематики, наприклад, учні повинні бути знайомі з іншими знаннями про потенційні контексти, в яких знання можуть бути корисними. Передове перенесення малоймовірне, коли учні мають мало знань про потенційні контексти перенесення.

При зворотному перенесенні учні абстрагують в контексті перенесення особливості ситуації, що дозволяють інтегруватися з раніше засвоєними ідеями (Salomon & Perkins, 1989). Коли учні працюють над задачею з математичного аналізу, вони можуть спробувати пригадати будь-які ситуації з передматематики, які могли б бути корисними для розв'язання задачі з математичного аналізу. Учні, які мають труднощі з вивченням нового матеріалу, застосовують зворотне перенесення, коли згадують інші часи, коли вони відчували труднощі, і запитують, що вони робили в цих ситуаціях (наприклад, зверталися за допомогою до друзів, йшли до бібліотеки, перечитували текст, розмовляли з учителем). Потім вони можуть бути схильні впровадити одне з цих рішень в надії виправити свої поточні труднощі. Аналогічні міркування можуть включати зворотне перенесення, оскільки учні застосовують кроки з початкової задачі до поточної. Відповідно до впливу аналогічних міркувань на навчання, Gentner, Loewenstein і Thompson (2003) виявили, що аналогічні міркування покращують перенесення, особливо коли два початкові випадки представлені разом.

Раніше ми відзначали, що перенесення передбачає пов'язану інформацію в ДТП таким чином, що активація одного елемента може підказувати інші елементи. Імовірно, нижня дорога перенесення характеризується відносно автоматичним підказуванням. Центральною відмінністю між двома формами є ступінь усвідомленого абстрагування, або вольове, метакогнітивно кероване використання неавтоматичних процесів (Salomon & Perkins, 1989). Усвідомлене абстрагування вимагає, щоб учні не просто діяли на основі першої можливої відповіді, а скоріше вивчали ситуаційні підказки, визначали альтернативні стратегії, збирали інформацію та шукали нові зв'язки між інформацією. Підказування ДТП не є автоматичним при верхній дорозі перенесення, а скоріше навмисним, і може призвести до формування зв'язків у ДТП, коли люди думають про нові способи пов'язати знання та контексти.

Anderson, Reder і Simon (1996) стверджували, що перенесення більш імовірне, коли учні звертають увагу на підказки, які сигналізують про доцільність використання конкретної навички. Тоді вони будуть більш схильні помічати ці підказки в завданнях на перенесення та застосовувати навичку. У цьому сенсі завдання на навчання та перенесення мають спільні символічні елементи. Ці спільні елементи важливі для перенесення стратегії.

Перенесення застосовується до стратегій так само, як і до навичок та знань (Phye, 2001). Неприємним висновком багатьох досліджень є те, що студенти вивчають стратегії та ефективно їх застосовують, але не можуть підтримувати їх використання з часом або узагальнювати їх за межі навчального середовища. Це поширена проблема, з якою стикаються у вирішенні проблем (Jonassen & Hung, 2006). Багато факторів перешкоджають перенесенню стратегії, включаючи нерозуміння того, що стратегія підходить для різних ситуацій, нерозуміння того, як модифікувати її використання з різним контентом, віру в те, що стратегія не така корисна для продуктивності, як інші фактори (наприклад, наявний час), думку, що стратегія вимагає занадто багато зусиль, або відсутність можливості застосувати стратегію з новим матеріалом (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) розробила модель, корисну для покращення перенесення стратегії, та провела дослідження, що перевіряли її ефективність. Під час початкової фази засвоєння учні отримують інструкції та практику, що включає оцінку їх метакогнітивного усвідомлення використання стратегії. Пізніша фаза утримання включає подальшу практику на навчальних матеріалах та заходи відтворення. Третя фаза перенесення відбувається, коли учасники намагаються вирішити нові проблеми, які мають різні поверхневі характеристики, але вимагають тієї ж стратегії розв’язання, що практикувалася під час навчання. Phye також наголошувала на ролі мотивації учнів для перенесення та способах підвищення мотивації, показуючи учням способи використання знань. Мотивація є критичним впливом на перенесення (National Research Council, 2000; Pugh & Bergin, 2006).

В одному дослідженні, в якому дорослі працювали над завданнями на словесні аналогії, деякі отримували коригувальний зворотний зв’язок під час спроб, який полягав у визначенні правильних рішень, тоді як іншим давали поради щодо того, як розв’язувати аналогії. Усі студенти оцінювали впевненість у правильності рішень, які вони генерували. Під час навчання коригувальний зворотний зв’язок був кращим за поради у сприянні перенесенню навичок розв’язання проблем; однак, у відкладеному завданні перенесення не було різниці між умовами. Незалежно від умови, впевненість у можливостях розв’язання проблем позитивно корелювала з фактичною продуктивністю.

Перенесення стратегій розв’язання проблем вимагає знання стратегії плюс умовні знання про використання стратегії, що полегшується, коли учні пояснюють стратегію під час її засвоєння (Crowley & Siegler, 1999). Крім того, зворотний зв’язок про те, як стратегія допомагає покращити продуктивність, полегшує утримання та перенесення стратегії (Phye & Sanders, 1994; Schunk & Swartz, 1993a, 1993b). Дослідження Phye підкреслюють зв’язок перенесення стратегії з обробкою інформації та ключову роль, яку відіграють практика, коригувальний зворотний зв’язок та мотивація. Вони також підкреслюють той факт, що навчання студентів стратегіям саморегульованого навчання може полегшити перенесення (Fuchs et al., 2003a; Fuchs, Fuchs, Finelli, Courey, & Hamlett, 2004).

Хоча різні форми переносу можуть бути різними, вони часто працюють узгоджено. Під час виконання завдання деякі моделі поведінки можуть переноситися автоматично, тоді як інші можуть вимагати свідомого застосування. Наприклад, припустимо, що Джефф пише коротку статтю. Обмірковуючи організацію, Джефф може застосувати високоінтелектуальний, ретроспективний перенос, згадуючи, як він організовував статті в попередніх, подібних ситуаціях. Багато аспектів завдання, включаючи вибір слів і правопис, відбуватимуться автоматично (простий перенос). Під час написання Джефф також може подумати про те, як ця інформація може виявитися корисною в інших ситуаціях. Таким чином, якщо стаття присвячена якомусь аспекту Громадянської війни, Джефф може подумати про те, як використати ці знання на уроці історії. Саломон і Перкінс навели інший приклад із шаховими майстрами, які накопичують репертуар конфігурацій за роки гри. Хоча деякі з них можуть виконуватися автоматично, експертна гра залежить від усвідомленого аналізу гри та потенційних ходів. Вона є стратегічною та передбачає високоінтелектуальний перенос.

У деяких ситуаціях простий перенос може передбачати значний ступінь усвідомленості. Що стосується стратегічного переносу, то навіть незначні варіації у форматах, контекстах або вимогах можуть зробити перенос проблематичним серед студентів, особливо серед тих, хто відчуває труднощі в навчанні (Borkowski & Cavanaugh, 1979). І навпаки, деякі види аналогічного міркування можуть відбуватися з невеликими свідомими зусиллями, якщо аналогія є відносно зрозумілою. Хороше правило — ніколи не сприймати перенос як належне; його потрібно розглядати безпосередньо.

Це порушує питання про те, як вчителі можуть заохочувати перенос у студентів. Головною метою навчання є сприяння довготривалому запам'ятовуванню та переносу (Halpern & Hakel, 2003). Ми знаємо, що практика навичок студентами в різних контекстах і забезпечення того, щоб вони розуміли різні способи використання знань, створює зв'язки в довготривалій пам'яті (LTM) (Anderson, Reder, & Simon, 1996). Домашнє завдання є механізмом для переносу, оскільки студенти практикують і вдосконалюють вдома навички, здобуті в школі. Дослідження показують позитивний зв'язок між домашнім завданням і успішністю студентів, причому цей зв'язок сильніший у 7–12 класах, ніж у K–6 класах (Cooper, Robinson, & Patall, 2006).

Але студенти не переносять стратегії автоматично з причин, зазначених раніше. Практика вирішує деякі з цих проблем, але не всі. Кокс (1997) рекомендував, щоб, коли студенти навчаються в різних контекстах, вони визначали, що в них спільного. Більш складні навички, такі як розуміння та розв'язання проблем, ймовірно, отримають найбільшу користь від цього ситуативного когнітивного підходу (Griffin, 1995). Слід вирішувати питання мотивації (Pugh & Bergin, 2006). Вчителям, можливо, доведеться надавати студентам чіткий мотиваційний зворотний зв'язок, який пов'язує використання стратегії з покращенням продуктивності та надає інформацію про те, як стратегія виявиться корисною в даній ситуації. Дослідження показують, що такий мотиваційний зворотний зв'язок покращує використання стратегії, академічну успішність і самоефективність для успішного виконання (Schunk & Rice, 1993). У середній школі Ніковскі вчителі поєднали навчання когнітивним стратегіям із мотиваційними факторами для покращення навичок розв'язання проблем у студентів.

Встановлення академічних цілей (інша мотиваційна змінна), досягнення яких вимагає ретельного обмірковування та використання доступних ресурсів, також має допомогти студентам. Підказуючи студентам у відповідний час, вчителі можуть допомогти їм використовувати відповідні знання по-новому. Вчителі можуть поставити таке запитання: «Що ви знаєте, що може допомогти вам у цій ситуації?» Така підказка, як правило, пов'язана з більшою генерацією ідей. Вчителі можуть бути взірцем для переносу. Моделювання стратегій, які залучають відповідні знання до нової ситуації, заохочує студентів шукати способи покращити перенос як у перспективному, так і в ретроспективному напрямку та відчувати більшу ефективність у цьому. Працюючи з дітьми в 3–5 класах під час розв'язання математичних задач, Ріттл-Джонсон (2006) виявив, що пояснення дітьми того, як були отримані відповіді, і чи були вони правильними, сприяло переносу стратегій розв'язання проблем.