Ключевые аргументы в пользу подхода
Причины интереса
Последние пару-тройку лет я наблюдаю часто возникающую перегрузку у учащихся ввиду большого объема информации. Информация поступает буквально ото всюду: из всех электронных устройств, от многих окружающих живых существ, в образовательном процессе.
В подобной ситуации учащиеся перестают воспринимать информацию, и в отдельные пиковые моменты (измерялось мной на примерно 360 респондентах) отсекание информации может достигать 80%. То есть, говоря проще, человек практически не осуществляет процесс познания.
Подобная ситуация может быть легко масштабирована вне рамок образовательной среды. Тем не менее, изучаемая мной проблема, а именно, проблема высокой когнитивной нагрузки, привела к необходимости более детально осмыслить процесс селекции, восприятия, переработки и усвоения информации. И далее — предложить подходы, которые помогли бы преподавателям (тренерам, тьюторам) структурировать и подавать материал более эффективно.
Чтобы более детально и даже нарочито дать описание решаемой задачи я попрошу читателя сделать мысленный эксперимент.
Всем известно, что квантовый мир сильно отличается от микромира. Там нет привычных нам форм, и время течет иначе. Представьте на мгновение, что вы уменьшились до таких размеров, что смогли попасть в квантовый мир. Что вы увидите там?
Вы увидите огромные пузыри, летающие вокруг вас. Или например, вы поймете, что ваша рука примерно километр по длине. Или сможете быть в двух состояниях. Что вы испытывали бы? Постарайтесь отфиксировать в рамках масленного эксперимента не ваши чувства, а именно то, как вы будете воспринимать окружающую действительность, такую новую к вашей привычно в макромире.
То, что будет происходить с вашим мозгом можно назвать когнитивный дрейф. То есть все когнитивные функции работают активно, но при этом вам только предстоит в своей голове каким-то образом собрать структуру квантового мира. Потому что без выполнения этой когнитивной задачи, двигаться в стороны выхода из макромира будет невозможно.
Все же это мысленный эксперимент, и в реальности когнитивный дрейф такого масштаба встречается нам редко. Разве что в совсем юном возрасте.
Терминологический аппарат
В данной статья я дам несколько определений, чтобы сразу условиться о единой системе координат.
Когнитивизм — подход к обучению, во главе которого фокус на особенностях мыслительного процесса
Когнитивный дрейф — состояние, при котором индивид осуществляет погружение в новую широкую область знаний, и только начинает формировать систему, принципы, образы данной области
Когнитивная карта — метасистема мира (или любого другого объекта), которую индивид складывает в процессе когнитивного познаний
Когнитивный процесс — процесс, включающий такие компоненты как восприятие информации: селекция информации; запоминание информации; переработка информации; хранение информации; а также воображение и речь
Бихевиоризм — подход, предполагающий, что главное в обучении реакция на стимулы
Конструктивизм — подход, при котором учащийся сам формирует когнитивную карту и по сути сам полностью ведет процесс майнинга информации
Когнитивная нагрузка — конструкт, который предполагает нахождение определенного баланса между умственной, ментальной и физической нагрузкой для лучшего усвоения информации
О бихевиоризме и конструктивизме
Идеи бихевиоризма существуют и развиваются давно, они принесли немало пользы человечеству. Особенно в отдельных научных областях. Формулу «стимул-реакция» знают очень многие. Если же говорить про образование, то бихевиоризм в последнее время теряет свои очки по причине того, что учащиеся больше не работают с преподавателями как с теми, кто дает знание. Преподаватель, скорее, проводник в интерпретацию; проводник в практику. Учащиеся сталкиваются с «озерами данных», из которых можно черпать информации ровно столько, сколько возможно.
Один из самых ярких примеров бихевиористского подхода в образовании, который мы все проходили и знаем, — это школьный звонок. Это стимул, который вызывает реакцию идти продолжать обучение в классе.
Бесспорным плюсом бихевиоризма для учащегося является понятная система правил. Есть понятная оценочная система; есть образовательные ритуалы. Когнитивная карта собирается в этом случае часто не столько самим учащимся, сколько предлагается для перенятия от преподавателя. Именно этот момент является, по моему мнению, самым несовременным и ограничивающим творческий потенциал учащегося.
В конечном счете сильным минусом такого подхода является и крайняя степень — «зазубривание» материала. При работе в университетской среде я с такими явлениями почти не сталкиваюсь, но в классических школьных системах все еще превалирует такой подход научения.
Если же говорить про конструктивизм, то это отчасти антагонистический подход к первому. Дело в том, что конструктивизм буквально понимает необходимость «самоизвлечения» знаний. В книге Альфи Кона «Парадокс мотивации» ставится под сомнения вся идея мотивировать человека извне к чему-либо. Подразумевается, что любая внешняя мотивация негативно влияет на осознанность процесса. И по сути также приводит индивида к конструкту «стимул-реакция». Отрицательный аспект заключается именно в том, что при снижении или полном пропадании такого стимула, мотивация на изучения также сходит на нет.
Конструктивизм по Жану Пиаже это не накопление, а трансформация знаний.
Когнитивизм в обучении: вызовы и принципы
Все последние годы я сталкиваюсь с рядом вызовов, которые хотела бы решить в процессе обучения, и эти вызовы все больше приводят меня к идеям когнитивизма в образовательной системе.
Что это означает простыми словами? В процессе дизайна образовательного курса (в момент написания статьи мне как раз предстоит осуществить дизайн двух дисциплин) учитывать такие факторы как уровни ментральной нагрузки, скорость восприятия информаци, особенности восприятия информации учащимися, а также как эта информация трансформируется в рамках когнитивного процесса учащегося и прочее. Из написанного можно сделать вывод о том, что понимание этого требует постоянной и системной коммуникации с учащимися. А значит, и курс должен быть построен с большим объема практической работы, на которой можно увидеть все результаты когнитивного процесса.
Важно также договориться, какую цель обозначить за ключевую при анализе применимости принципов когнитивизма в обучении. Первая цель — это повышение качества структурирования материала на стороне преподавателя, с учетом понимания когнитивных особенностей учащихся. Вторая цель — увеличение остаточных знаний за счет применения в образовательном дизайне когнитивных принципов.
Попробую сформулировать основные вызовы, которые, с моей точки зрения, могут быть решены когнитивным подходом. Очень важно отметить, что ряд выводов будет сделан на основании моих личных наблюдений в течение последнего года преподавания.
Вызов 1. Три уровня когнитивного вовлечения
Предположим, вы как преподаватель хотите донести информацию о каком-то явлении. Пусть это будет что-то отвлеченное, например, причины и физика возникновения грозы. Ваша цель не просто рассказать об этом, но сделать так, чтобы у учащихся эта информация отложилась и зафиксировалась. Рассказав механику возникновения грозы единожды, скорее всего нужная цель не будет достигнута.
Что же в этом случае может помочь?
В процессе образовательного дизайна на все ключевые мысли и изыскания, которые должны остаться в умах учащихся, я предлагаю трехуровневую модель когнитивного вовлечения.
На первом уровне информация дается ровно в том виде, как она есть. То есть в нашем мысленном эксперименте я бы на доске просто нарисовала схему возникновения грозы и молнии. На данном этапе учащийся никак не воспринимает материал, скорее, это все «картинки». Это стадия когнитивного дрейфа, то есть никакие образы еще не формируются системно.
На втором уровне информации в рамках нашего мыслительного эксперимента я бы предложила рассмотреть гипотетическую грозу на Марсе. В чем изменение условий изучения в этом случае? В том, что для того, чтобы лоцировать гипотетическую грозу на Марс, потребуется изучить не только саму грозу, но и Марс, и самое главное — СДЕЛАТЬ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ о том, а возможна ли она там в принципе.
Обратите внимание на разницу между первым уровнем и вторым. На первом уровне можно делать различные упражнения, с тем чтобы определять необходимый уровень давления и электрического тока для появления молнии, но во втором степень комплексности необходимого когнитивного процесса увеличивается в разы. Таким образом, учащийся переходит к более системному когнитивному процессу, и начинает осуществлять гипотезирование. Оно может быть (и чаще всего бывает) некорректным по фактическим параметрам. Но наша цель на данном этапе — запустить когнитивный процесс.
Третий уровень — это поиск альтернатив. В нашем эксперименте я бы предложила учащимся полностью отказаться от грозы и молнии как таковой, и постараться придумать механизмы, которые могли бы их заменить.
Что важно здесь? Для поиска альтернативы, учащемуся надо еще глубже погрузиться в суть вещей, еще детальнее понять зависимости, таким образом мы мотивируем его к модели конструктивизма внутри когнитивного подхода к обучению. Он осуществляет изыскание: придумывает искусственные разрядные станции, строит космические энергоотведения и много чего еще футуристического. На каждом этапе когнитивного формирования учащийся должен обращаться к сути рассматриваемого явления. Таким образом, достигается целый ряд позитивных задач: во-первых, закрепляется изначальная информация; во-вторых, субконструктивизм позволяет учащемуся самостоятельно работать с селекцией информации; в-третьих, на последнем этапе учащийся получает право подумать за рамками предложенного.
- Формулирую правило трехуровневой схемы когнитивного вовлечения:
Явление как оно есть — Явление в новых условиях — Явление в инверсии
Вызов 2. Балансировка когнитивной нагрузки
Слово «перегрузка» знакомо всем. Даже во время написания данной статьи я делаю небольшие передышки, потому что написать все «на одном дыхании» невозможно. Понятие перегрузки особенно актуально сегодня, так как является одним из серьезнейших барьеров для когнитивного процесса и восприятия новой информации.
Теория когнитивной нагрузки была разработана Джоном Свеллером, и до настоящего времени дошли важные принципы. Свеллер делает акцент на том, чтобы четко различать, о нагрузке на какую память говорим — долгосрочную или рабочую. Рабочая память относительно кратковременна. Помимо прочего, к рекомендациям относится и то, что каналы получения информации должны выбираться осознанно. Например, если вы одновременно выводите на слайд много текстовой информации и параллельно ее комментируете еще более развернуто своими словами, скорее всего когнитивная нагрузка учащихся будет зашкаливать, и вся информация будет потеряна.
Помимо этого что важно еще с точки зрения формирования баланса когнитивной нагрузки? Начну с того, что сначала стоит договориться о том, что такое баланс когнитивной нагрузки. Предположим, у вас есть презентация в 30 слайдов и некий объем смыслов, которые вы хотите донести до учащихся. Если на 30 слайдов вы отводите 1 час времени, то очевидно, что нагрузка, которая будет дана, превысит все возможные лимиты, и цель не будет достигнута. То есть первое, что необходимо сделать на стороне преподавателя, — это осуществить ПЛАНИРОВАНИЕ объема, который может быть выдан учащимся в течение одной встречи. Поскольку информация может быть очень разной от курса к курсу, то дать здесь общие комментарии будет невозможно. Однако, я дам общий мой фрейм для поддержания умеренной и рабочей когнитивной нагрузки:
1. для технических предметов:
20 слайдов в течение 3 часов (астрономических) работы + не менее 45 минут практики
2. для гуманитарный предметов
30 слайдов в течение 3 часов (астрономических) работы + не менее 60 минут практики
Как можно понять, что когнитивная нагрузка вышла за допустимые параметры? Самый распространенный сегодняшний признак — учащиеся смотрят в телефоны. Это означает, что нужна срочная смена фокуса. Также среди признаков: блуждание глазами по слайдам и «зависания» (взгляд подолгу на одну страницу).
Важно отметить, что когнитивную нагрузку можно и нужно снижать не только объемом передаваемой информации, но и ритмом самого занятия. Ритм образовательного занятия не должен быть ровным! Это очень важно. Потому что сегодняшний системный образовательный тренд — на добавление игровых и entertainment-элементов в семинары. Исходя из этого и для балансировки когнитивной нагрузки мои рекомендации:
1. Принято давать саммари в конце какого-либо смыслового блока. Мне кажется, что гораздо важнее давать ключевые выводы раздела в самом начале. Таким образом, вы «вскрываете карты» основных выводов гораздо раньше. Учащийся фиксирует короткие смыслы, и далее будет возвращаться к ним в ходе когнитивного процесса.
2. Воспринимать информацию более 50 минут непрерывно почти невозможно. Это показали многочисленные эксперименты с тем, когда и насколько делать перерывы на трех-четырехчасовых семинарах. Поэтому для снижения когнитивной нагрузки я порекомендовала бы особенно начинающим преподавателям делать небольшие перерывы (я называю это «перерыв, чтобы налить чаю в кружку») через каждые 50-минут.
3. Попробуйте составить дизайн не только курса, но и самого семинара. Я рекомендую, чтобы он реализовывался по принципу формирования литературной сюжетной линии: завязка, развитие, кульминация, развязка.
В процессе завязки темп когнитивного восприятия может быть медленный, цель завязки — дать полное понимание проблематики. В течение развития темп должен быть достаточно высоким и идти с ускорением. На этом этапе я рекомендую давать больше заданий на практическую работу, а также добавлять новых вводных для того, чтобы уточнить/усложнить задачу (развитие проблематики). Кульминация — это этап, когда слушатель должен осуществить собственный инсайт. То есть преподаватель подводит к возможности сделать собственные выводы, причем желательно неочевидные. Как правило, на данном этапе я использую инсайты, которые можно сделать из основного практического задания, которое рассматривается в ходе семинара. И прямыми вопросами подвожу слушателей к таким инсайтам: «Как вы думаете, что могло бы быть в такой ситуации? При изменении такого параметра, изменился бы итоговый результат?» и пр.
Помимо прочего, рекомендую еще менять темп для улучшения когнитивного восприятия неожиданными включениями. Например, неожиданный спикер, который присоединяется в середине семинара онлайн, и дает минибрифинг на конкретно заданную тему. Или небольшое видео также на данную тему, которое даст некое иное представление о рассматриваемом явлении.
На что похож такой подход? Ровно как и в спорте, одинаковые физические нагрузки на протяжении долгого времени имеют пониженную эффективность. То есть нужно добавлять разнообразия в тренировочный процесс. Ровно тот же принцип работает при когнитивном процессе.
Вызов 3. Формирование когнитивной карты
Фредерик Батлер, ученый в области психологии и образования, доказал в своей монографии, что процесс восприятия и запоминания не репродуктивный, а конструктивный. И основывается на том, чтобы заключать всю полученную информацию внутрь фреймов, схем. С возможностью последующего использования информации на различных уровнях.
Чуть позже Марвел Минский будет доказывать теорию схем в работе с информации при изучении темы компьютерного интеллекта. И оживит подход Батлера к тому, как формировать информацию. По сути речь идет о структуризации информации, и определенных принципах того, как это происходит.
Одним из самых упрощенных примеров когнитивных карт являются mindmap по различным тематикам, которые часто принято визуализировать в бизнес-среде.
Некоторые рекомендации о том, как формировать такие когнитивные карты.
1. Я рекомендовала бы сформировать отдельный перечень ТЕЗИСОВ, которые будут содержать фактологическую (еще лучше — в цифрах) информацию. По сути это определенный минимум, который составляет основной каркас когнитивной карты. Предположим, есть необходимость прочитать курс про маркетинг на азиатском FMSG- рынке. В основной каркас следует включить не более 50 ключевых тезисов, которые дадут понимание о: азиатском рынке как таковом; о пропорциях рынка в отношении различных сегментов FMSG; о динамике FMSG-рынка за выбранные периоды времени; о ключевых числовых параметрах FSMG-рынка и прочее. То есть это та база, которая условно дает общее представление о рынке.
2. На втором уровне когнитивной карты дается детализация каждого факта. Можно давать информацию о возможных частных случаях каждого тезиса; указывать допустимые отклонения. Для взятого выше примера это было бы: влияние политики протекционизма на FMSG-рынок; производственные тенденции на FMSG-рынке; перспективы отдельных товаров FMSG-рынка и пр.
3. К третьему уровню когнитивной карты учащийся, как правило имеет уже достаточно информации для того, чтобы исследовать объект не в статическом состоянии (состояние конкретных фактов), но в динамическом. Динамические компоненты помогают в когнитивном процессе так, что создают возможность исследовать взаимовлияния внешних событий и искомого явления. В гипотетическом примере можно было бы включить в когнитивную карту учащегося рассмотрение ситуации, при которой на FSMG-рынке возникает последовательный дефицит отдельных товаров. Что в этом случае будет происходить с торговым балансом? Как это отразится на потребительском спросе? Согласитесь, если задавать такие вопросы в самом начале и ожидать, что на них поступит ответ, то это заведомо некорректная педагогическая стратегия.
4. Четвертый уровень когнитивной карты предполагает, что учащийся понимает предмет как таковой, понимает его особенности, может с ним работать в динамике, а значит, можно переходить в масштабированию знания и формированию междисциплинарного трансфера. Данные действия помогут учащемуся работать с полученными знаниями на стыке разных других областей. Например, можно коснуться вопроса изменения FMSG-рынка в гипотетической стране, в которой меняется политический строй (трансфер — экономика, политика). Или рассмотреть FMSG-рынок с точки зрения развития ИТ-технологий и цифровизации процессов мониторинга и доставки груза (трансфер — экономика, маркетинг, технологии).
5. И только пятый уровень когнитивной карты может привести учащегося к прогнозированию по выбранной тематике. Отчасти этот уровень является не самостоятельным, а производным. Но я все же выделю его как отдельный. После вызревания когнитивной карты на первых четырех этапах учащийся может осуществлять уже самостоятельную когнитивную работу. И поэтому если пятый уровень не возникает в процессе формирования когнитивной карты, для преподавателя это верный признак того, что в процессе произошли системные ошибки. Для нашего гипотетического примера это может быть разработка стратегии государственной поддержки FMSG-рынка в условиях глобализации.
- Таким образом, предлагаемая работа с когнитивной картой выглядит следующим образом:
Каркас — Детали по каждой ветки тезисов — Явление в динамике — Явление в масштабирование — Конструктивизм в отношении явления
Вызов 4. Немного конструктивизма в когнитивизме
Конструктивизм в понимании того, что это процесс почти самостоятельного майнинга информации, укладывается в модель формирования когнитивной карты. В то же время отдельным минусом конструктивизма является именно то, что он доступен для уже взрослых и зрелых учащихся, которые могут САМОСТОЯТЕЛЬНО формировать когнитивные карты в процессе изучения нового материала. Для молодых учащихся такая возможность будет менее доступна.
Тем не менее, я активно рекомендую на пятом производством этапе добавлять элементы конструктивизма, потому что это позволит менее опытным учащимся нарабатывать навык самостоятельного формирования когнитивной карты.
Вызов 5. Когнитивный дрейф
Когнитивный дрейф предполагает, что получаемая информация не проходит систематизацию. Отсутствие систематизации ведет к «выпадению» информации, и в конечном счете весь учебный процесс девальвируется.
Одним из известных и знакомых каждому признаков когнитивного дрейфа является ситуация, когда вы читаете книгу, но через несколько мгновений не помните, что прочитали. Очень важно отметить, что при этом происходит потребление информации. Но в то же время ее одновременное выпадение. Такая ситуация возможна также при когнитивных перегрузках.
Предложения по предупреждению когнитивного дрейфа:
1. Осуществить формирование трех уровней когнитивного вовлечения
2. Осуществить формирование когнитивной карты
3. Осуществить включения в процесс образования
4. Предоставлять больше образности (будет дано в Вызове 5)
5. Иметь сквозные практические задания для группы, на базе которых возможно отрабатывать полученные знания
6. Больше примеров из реального мира
7. Смена форматов работы — постоянно меняем аудиальный, визуальный, затем возможно сделать прототипы (например, для какого-либо продукта) из подручных средств и т. д.
Вызов 5. Образность
Многие мнемонические техники позволяют улучшить запоминание, и следовательно, воспроизведение информации. Среди них можно выбрать те, что подходят для конкретной группы. Однако, на базе проведенных мной экспериментов, наиболее востребованной техникой является формирование образности и ассоциативного ряда.
Представим, что речь идет о дисциплине, связанной с коммуникациями. В рамках дисциплины необходимо одним из пунктов представить ключевые правила проведения публичного выступления. Преподаватель дал правила, принципы, примеры. Что может дополнить полученное знание, и зафиксировать его в когнитивном процессе индивида? Например, показать смешные примеры того, как НЕ НАДО проводить публичное выступление. То есть какие-то антагонистические образы, которые могут остаться в памяти. Не бойтесь давать примеры «от противного». Иногда они ярки и показательны, что даже быстрее останется в памяти учащегося.
В заключении скажу, что когнитивный опыт может быть различным. Основная задача преподавателя понимать основные когнитивные процессы, и подстраивать образовательный процесс с пониманием этих когнитивных процессов. Только в этом залог грамотного и профессионального образовательного дизайна.