Почему минимальные «подсказки» на уроках не работают

Киршнер, Свеллер и Кларк (2006): почему минимально направляемые подходы (discovery, inquiry, PBL и др.) обычно уступают обучению с чётким руководством — с точки зрения когнитивной архитектуры и данных исследований.

Перевод статьи: Paul A. Kirschner, John Sweller, Richard E. Clark (2006). «Why Minimal Guidance During Instruction Does Not Work: An Analysis of the Failure of Constructivist, Discovery, Problem-Based, Experiential, and Inquiry-Based Teaching». Educational Psychologist, 41(2), 75–86.

Автор перевода: Павел ИвановИсточник: https://nomyths.ivanov.io/posts/sweller/

Аннотация

Авторы объясняют преимущества обучения под непосредственным руководством учителя, опираясь на знания о когнитивной архитектуре человека, различиях между новичками и экспертами и теории когнитивной нагрузки. Хотя подходы с минимальным руководством популярны и кажутся интуитивно правильными, авторы утверждают, что они плохо согласуются и с устройством человеческого познания, и с данными исследований за последние десятилетия. Как правило, минимальное руководство даёт худшие результаты и требует больше времени и усилий, чем обучение с чёткими объяснениями и поддержкой учителя. Это преимущество прямого руководства уменьшается лишь тогда, когда у учащихся уже накоплено достаточно знаний, чтобы они могли эффективно сами себя “вести”. В конце статьи кратко обсуждаются современные модели обучения и проектирования уроков, которые поддерживают идею руководства во время преподавания.

Спор о руководстве в обучении

Споры о том, насколько нужно «направлять» ученика во время преподавания, идут как минимум полвека. С одной стороны — позиция, что люди лучше учатся в неуправляемой или минимально управляемой среде: ученик не получает ключевую информацию в готовом виде, а должен сам её «открыть» или «сконструировать». С другой стороны — позиция, что новичкам нужно прямое руководство: им следует явно показывать основные понятия и процедуры, нужные в дисциплине, а не оставлять их «открывать» эти процедуры самостоятельно. Авторы определяют прямое руководство как предоставление информации, полностью объясняющей требуемые понятия и процедуры, плюс поддержку учебных стратегий, согласованную с когнитивной архитектурой человека. Обучение при этом понимается как изменение долговременной памяти.

Минимально направляемые подходы в литературе называются по-разному, но педагогически близки: «обучение через открытие», проблемно-ориентированное обучение (PBL), исследовательское обучение (inquiry), «обучение через опыт», «конструктивистское обучение» и т. п.

Авторы выделяют две распространённые предпосылки таких программ. Во-первых, ученикам предлагают решать «аутентичные» задачи или осваивать сложные знания в богатой информацией среде, предполагая, что самостоятельное построение решений ведёт к наилучшему обучению. Во-вторых, предполагается, что знание лучше всего приобретается через «процедуры дисциплины», как если бы педагогическое содержание опыта обучения было тождественно методам и процессам самой дисциплины. Поддержка при этом задаётся лишь «по желанию»: информация о процессе/задаче доступна, если ученик решит ею воспользоваться.

Цель статьи — показать, что с точки зрения современных знаний о когнитивной архитектуре человека минимально направляемое обучение с большой вероятностью неэффективно, и что эмпирические исследования последнего полувека дают сильные и достаточно однозначные свидетельства: минимальное руководство хуже (и по эффективности, и по затратам), чем руководство, специально спроектированное под когнитивные процессы, необходимые для обучения.

Что когнитивная архитектура человека означает для обучения с минимальным руководством

Если методика не учитывает, как устроено человеческое мышление, она почти наверняка будет работать хуже. Во многих минимально направляемых подходах создаётся впечатление, что почти не учитываются ограничения рабочей памяти, роль долговременной памяти и то, как они взаимодействуют. Итогом являются рекомендации, которые многие педагоги считают трудно реализуемыми: они требуют от учеников когнитивной деятельности, которая маловероятно приведёт к эффективному обучению. Поэтому сильные учителя нередко либо игнорируют такие рекомендации, либо «отдают им дань» формально.

Долговременная память — центральная структура познания

Современная когнитивная наука рассматривает долговременную память не как пассивный склад фактов, а как центральную структуру познания: то, что мы видим, слышим и о чём думаем, критически зависит от того, что уже хранится в долговременной памяти. Классические исследования экспертизы (например, в шахматах) показывают: эксперты отличаются от новичков главным образом тем, что опираются на огромный объём организованного опыта в долговременной памяти и поэтому быстро узнают тип ситуации и выбирают подходящую процедуру. Мы «умелы» в области потому, что у нас есть большой запас структурированного знания в долговременной памяти.

Из этого следует ключевое: смысл обучения — изменить долговременную память. Если долговременная память не изменилась, значит, по сути, ничему не научились. Любая рекомендация по обучению, которая не может внятно объяснить, что именно меняется в долговременной памяти (или как повышается эффективность сохранения/извлечения нужной информации), вероятно, будет бесплодной.

Рабочая память ограничена при работе с новым материалом

Рабочая память — место, где идёт сознательная обработка информации. У неё есть хорошо известные ограничения: при обработке нового материала она сильно ограничена по времени и по объёму (порядка нескольких элементов). Однако эти ограничения характерны именно для нового, ещё не выученного материала. Когда мы работаем с хорошо изученной информацией из долговременной памяти, ограничения резко ослабевают: знакомые схемы могут активироваться и использоваться без той же «узости горлышка», что у новичка.

Отсюда вытекает принципиальный упрёк к минимальному руководству: такие подходы часто ведут себя так, будто рабочей памяти «нет» или будто у неё нет ограничений при работе с новым материалом — а именно с новым материалом и работают новички. Между тем решение задач через поиск в пространстве решений (центральная практика многих inquiry/PBL-подходов) даёт огромную нагрузку на рабочую память. Тогда бремя объяснения должно лежать на сторонниках минимального руководства: как именно их подход обходит известные ограничения рабочей памяти при освоении нового?

Почему «поиск решения» плохо учит

Исследовательское обучение часто требует, чтобы ученик искал в «пространстве задачи» релевантную информацию и шаги решения. Но любой такой поиск требует ресурса рабочей памяти. И главное: нагрузка рабочей памяти при поиске чаще не превращается в накопление знания в долговременной памяти. Пока рабочая память занята поиском решения, она недоступна для «схватывания» и закрепления структуры предметного знания. Можно довольно долго искать решения с минимальными изменениями в долговременной памяти. Цель обучения обычно не «искать», а получить руководство, как когнитивно обрабатывать материал так, чтобы он закреплялся в долговременной памяти.

Откуда берётся популярность минимального руководства

Авторы подчёркивают: конструктивистское описание факта, что ученик «конструирует» знание, в целом верно. Но из этого описания не следует, что надо давать ученику неполную информацию. Ученику в любом случае нужно построить ментальную схему — и при полной информации схема обычно получается точнее и формируется проще. Поэтому конструктивизм как описание процесса обучения сам по себе не даёт «рецепта» педагогического дизайна.

Ещё один сдвиг, который часто сопровождает конструктивистскую практику, — уход от преподавания дисциплины как тела знания к идее, что дисциплину надо учить «через переживание её процедур» (как если бы обучение и профессиональная практика были одним и тем же). Авторы считают, что это может быть фундаментальной ошибкой: педагогическое содержание опыта обучения не обязано совпадать с эпистемологией дисциплины.

Здесь они опираются, в частности, на различия между предметным знанием учителя, педагогическим предметным знанием и «куррикулумным знанием» (в смысле набора инструментов преподавания). Также подчёркивается мысль: то, как работает эксперт в области (эпистемология практики), не тождественно тому, как новичок учится этой области (педагогика обучения).

Что показывают исследования: руководимое обучение почти всегда выигрывает

Если бы существовала сильная база контролируемых экспериментов, показывающая превосходство неуправляемого/минимально управляемого обучения, предыдущие аргументы были бы неважны. Но, как раз наоборот, контролируемые исследования почти единообразно показывают: когда материал новый, ученикам нужно явно показывать, что делать и как делать.

Авторы ссылаются на обзоры, где показано, что «чистое открытие» регулярно проигрывало; затем похожие идеи возвращались под новыми названиями, и цикл повторялся: discovery ? experiential ? problem-based/inquiry ? constructivist methods. Вывод в таких обзорах: доказательства снова и снова оказывались в пользу руководимого подхода.

При этом на практике многие учителя, пытаясь реализовать конструктивистские уроки, всё равно вынуждены давать существенное руководство — через «подмости» (scaffolding): моделирование нужных процедур, показ, как выделять важное, как перефразировать, как вести записи и как организовать продуктивный диалог. И именно в таком виде, по наблюдениям, конструктивистская активность начинает приносить результат — то есть перестаёт быть «минимально направляемой».

Когнитивная нагрузка

Теория когнитивной нагрузки предсказывает, что свободное исследование сложной среды может создать избыточную нагрузку рабочей памяти, мешающую обучению, особенно у новичков, у которых ещё нет схем, чтобы связать новое со старым. В исследованиях сравнение «свободного исследования» и обучения по разобранным примерам показывало: исследование даёт большую нагрузку и худшие результаты, тогда как более подготовленные ученики могут не страдать и иногда получать сопоставимую пользу.

Эффект разобранных примеров (worked examples) и «разворот экспертизы»

Разобранный пример — крайняя форма сильного руководства; «открытие решения» в богатой среде — крайняя форма минимального руководства. Эффект разобранных примеров заключается в том, что ученики, изучавшие разобранные решения, затем решают лучше, чем те, кто «сам решал» эквивалентные задачи. Этот эффект многократно воспроизводился и считается одним из наиболее сильных аргументов в пользу руководимого обучения для новичков.

Объяснение: решение задачи через поиск шагов расходует рабочую память на деятельность, не обязательно ведущую к обучению; поиск может работать «без обучения» (в смысле — без изменения долговременной памяти). Разобранный пример снижает нагрузку, потому что убирает поиск, и направляет внимание на существенные отношения между шагами — формируя схемы решения.

Но эффект не вечен: по мере роста экспертизы изучение примеров может стать избыточным и даже мешать (возникает «эффект разворота экспертизы»). Тогда более самостоятельная работа начинает быть уместнее, потому что у ученика уже есть достаточно внутренних схем, чтобы «руководить себя» без разрушительного поиска.

Процессные листы (process worksheets)

Ещё одна форма руководства — процессные листы, где описаны этапы решения и подсказки, что делать на каждом этапе. В исследованиях такие листы улучшали выполнение и качество результата по сравнению с группами, которые должны были «открыть» процедуры самостоятельно.

Модели, где часто продвигается минимальное руководство

Авторы рассматривают несколько направлений, где минимальное руководство традиционно популярно.

В «обучении через опыт» (например, в версиях модели Колба) часто предполагается, что человек сначала действует, затем наблюдает последствия, затем выводит общий принцип. Но попытки эмпирически «завалидировать» связанные с этим диагностические инструменты и предположения о стилях обучения давали слабые результаты; в обзорах делался вывод, что без более сильного руководства трудно обеспечить устойчивое обучение и перенос.

Далее обсуждаются различия между учениками (ATI-исследования): более «сильные» и структурированные формы обучения чаще помогают менее подготовленным; более «слабые» (менее структурированные) — относительно более подготовленным. Также приводятся данные, что для части учащихся менее направляемые форматы могут приводить даже к ухудшению результатов относительно предтеста — то есть к «знанию меньше после обучения, чем до».

Отдельно приводятся обзоры по естественнонаучному обучению: на разных уровнях образования и в разных темах у неуправляемого подхода обычно нет убедительной базы, а у направляемого — есть.

Проблемно-ориентированное обучение в медицине (PBL)

В медицинском образовании PBL внедряли, чтобы уйти от лекций и экзаменов на простое воспроизведение. В типичном PBL студенты группой анализируют симптомы пациента, а преподаватель не решает задачу за них, а лишь подсказывает направления и источники. Обзоры показывали: по базовым наукам PBL часто не выигрывает, иногда проигрывает, требует больше времени и стоит дороже; клинические преимущества либо небольшие, либо неустойчивые, а часть эффектов может объясняться тем, что PBL-студенты просто больше времени проводят в клинике.

Авторы также обсуждают проблему: обучение базовой науке «внутри кейса» может чрезмерно привязать знание к контексту, затрудняя перенос. Исследования в медицинской когнитивистике связывали слабые стороны PBL с высокой нагрузкой рабочей памяти и расщеплением внимания, что мешает формированию схем — а схемы важнее «метода решения проблем» как такового для развития экспертизы.

Выводы

После полувека пропаганды минимально направляемого обучения авторы не видят устойчивой исследовательской базы, которая бы его поддерживала. Там, где есть контролируемые данные, они почти всегда поддерживают прямое, сильное руководство при обучении новичков и учащихся среднего уровня. Более того, минимальное руководство часто не только менее эффективно и менее экономично, но и может приводить к заблуждениям и фрагментарному/дезорганизованному знанию.

Происхождение популярности минимального руководства авторы связывают, среди прочего, с реформами естественнонаучного куррикулума после «Спутника» и с идеей, что лучше учить дисциплину «через её процедуры», а не как тело знания. Они считают, что полезно развивать практическую компоненту, но ошибочно отождествлять эпистемологию дисциплины с педагогикой обучения новичков и строить обучение исключительно вокруг «применения/процесса». В финале цитируется критика: почему учёные, требующие строгих доказательств в исследованиях, защищают методы преподавания, опираясь на одну интуицию? И звучит призыв: переносить образовательные реформы из «размытого мира идеологий» в мир теоретически и эмпирически обоснованных исследований того, как люди учатся.

Источник: nomyths.ivanov.io

Комментарии: