Tveir nemendur sitja yfir sömu jöfnunni. Annar leysir jöfnuna á 30 sekúndum, en hinn gefst upp. Munurinn á milli þeirra liggur ekki í greind, heldur í því hvað er nú þegar til staðar í langtímaminni þessara tveggja nemenda.
Menntakerfið þarf að sjá til þess að nemendur læri, en til þess er mikilvægt að vita hvernig við lærum. Hvað er að gerast í heilanum og hvað þarf að hafa í huga til að auka líkur á því að það sem nemendur læra skili sér á endanum í langtímaminnið.
Það er eitt sem mér finnst mikilvægt að nefna: við þurfum að hafa þekkingu (upplýsingar í langtímaminninu) til að geta beitt gagnrýnni hugsun eða skapað eitthvað nýtt. Ef við búum ekki yfir neinni þekkingu (í langtímaminninu) þá gerist ekkert!
Kenningin um hugrænt álag (e. cognitive load theory), sem Sweller setti fyrst fram árið 1988 og hefur verið rannsökuð og þróuð í tæpa fjóra áratugi síðan, snýr að því hvernig heilinn tekur á móti og vinnur úr upplýsingum.
Núna vitum við að ef við viljum koma upplýsingum í langtímaminnið, þá þurfa þær fyrst að fara í gegnum vinnsluminnið. Vinnsluminni okkar er mjög takmarkað, bæði hvað varðar magn og tíma. Við getum til dæmis bara hugsað um nokkur atriði í einu, og ef við hættum að hugsa um þau, þá eru þau fljót að gleymast.
Langtímaminnið okkar er aftur á móti ótakmarkað, bæði hvað varðar magn og tíma. Við getum því lært óendanlega mikið og munað þær upplýsingar endalaust. Heilinn er þó klár og hreinsar oft til upplýsingar sem hann telur okkur ekki þurfa lengur. En það er fljótt að rifjast upp aftur ef með þarf.
Markmið kenningarinnar um hugrænt álag, í tengslum við kennslu, er að leggja áherslu á að við þurfum að kenna nýtt efni í litlum skrefum. Við þurfum síðan að fá tækifæri til að þjálfa okkur í þessum litlu skrefum til að koma þekkingunni í langtímaminnið. Í framhaldinu þurfum við að fá tækifæri til að sækja þessa þekkingu reglulega til að styrkja tengingu milli langtímaminnis og vinnsluminnis.
Þegar upplýsingar eru komnar í langtímaminnið og við höfum þjálfað okkur í að sækja þær á skjótan og auðveldan hátt, myndast það sem kallað er skema (e. schema), sem er safn upplýsinga sem vinnsluminnið getur sótt og unnið með sem eina heild, í stað margra sundurlausra atriða. Þetta er lykillinn að því að útvíkka hið takmarkaða vinnsluminni okkar, því þegar við vinnum með upplýsingar sem sóttar eru úr langtímaminni sem skema, valda þær ekki álagi á vinnsluminnið!
Það er því mikilvægt, í greinum eins og stærðfræði, að koma sem mestu af upplýsingum í langtímaminni. Það gerum við með því að kenna í litlum skrefum, ásamt fimiæfingum og þjálfun í að sækja upplýsingarnar aftur með reglulegu millibili til að eiga auðveldara með að læra nýtt efni.
Nemandi sem er að læra að leysa einfalda jöfnu og á mjög auðvelt með að leggja saman bókstafi, leggja saman tölur, margfalda og deila, er undir mjög litlu álagi við að læra að einfalda jöfnu. Nemandi sem aftur á móti hefur ekki fengið nægjanlega þjálfun og kennslu í þessum einföldu grunnaðgerðum, mun ekki eiga möguleika á að skilja flækjustigið við að leysa jöfnuna. Það er einfaldlega of mikið hugrænt álag á vinnsluminnið.
Í stærðfræðikennslu skiptir því mjög miklu máli að lögð sé áhersla á fimiþjálfun í grunnfærni sem flóknari stærðfræði byggir á síðar meir. En það er ekki nóg að kenna einu sinni og halda áfram, nemendur þurfa reglulega tækifæri til að rifja upp það sem þeir hafa þegar lært. Það styrkir tengingar milli vinnsluminnis og langtímaminnis, sem verður til þess að upplýsingar sem sóttar eru úr langtímaminni valda ekki álagi á vinnsluminnið.
Stærðfræði er mjög sérstakt fag. Ég er ekki bara að segja það af því að ég elska stærðfræði, heldur af því að rannsóknir sýna að flækjustig við að kenna og læra stærðfræði er mikið. Það er því ekki hægt að kenna stærðfræði eins og önnur fög, þar sem frelsi til kennsluaðferða og kennslubóka getur verið meira.
„Þegar við vitum betur, gerum við betur.“ Við vitum núna hvernig heilinn byggir upp varanlega þekkingu og því ætti kennsla í stærðfræði að taka mið af því.
Ég heyri reglulega að unglingar tala um að gleyma því sem þeir hafa lært í stærðfræði. Ástæðan fyrir því er sú að þekkingin fór ekki yfir í langtímaminnið. Nemendur þurfa almennt meiri tíma til að þjálfa fimi og svo tækifæri til að rifja upp reglulega það efni sem þeir hafa lært.
Bestu kveðjur,
Gyða stærðfræðikennari
hjá stærðfræði.is
Heimildir
Sweller, J. (1988). Cognitive load during problem solving: Effects on learning. Cognitive Science, 12(2), 257–285. https://doi.org/10.1207/s15516709cog1202_4