Hefur þú einhvern tíma heyrt unglinginn þinn segja „ég skil þetta ekki”, þrátt fyrir að vera búinn að stara á efnið í kennslubókinni í margar mínútur? Ástæðan gæti verið önnur en þú heldur.
Ég er núna að taka námskeið á Menntavísindasviði við Háskóla Íslands og er að læra um hugrænt álag (cognitive load), sem er álag á vinnsluminni heilans.
Þegar við erum að læra nýtt efni, þá vinnum við með það í vinnsluminninu og svo færast upplýsingarnar yfir í langtímaminnið. Langtímaminnið okkar er nánast ótakmarkað. En flöskuhálsinn í því sem við getum lært er vinnsluminnið, sem er mjög takmarkað.
Rannsóknir sýna að við getum aðeins unnið með nokkrar einingar af upplýsingum í einu og nýjar upplýsingar hverfa eftir 15-30 sekúndur ef við endurtökum þær ekki. Hugrænt álag snýst einmitt um þetta, hversu mikla orku vinnsluminnið þarf að leggja í verkefni og hvaða tegund af álagi við erum að nýta í verkefnin. Öll þekking sem er orðin sjálfvirk, krefst ekki orku frá vinnsluminninu og því er mjög mikilvægt að nemendur fái tækifæri á að þjálfa alla grunnfærni.
Lestur, fingrasetning og margföldunartaflan
Barn sem er að læra að lesa og hefur ekki enn náð tökum á umskráningu, getur ekki lesið texta og meðtekið um hvað textinn fjallar, því öll orka vinnsluminnisins fer í umskráninguna.
Unglingur sem er að skrifa ritgerð í tölvu og hefur ekki náð tökum á fingrasetningu (40 orð á mínútu án þess að horfa á lyklaborðið), getur ekki skrifað ritgerðina beint í tölvuna, því að öll orka vinnsluminnisins fer í að leita af réttum tökkum á lyklaborðinu.
Unglingur sem er að reikna flóknari algebru (til dæmis þátta) og hefur ekki náð tökum á margföldunartöflunni, er að eyða dýrmætri orku vinnsluminnisins í að leita í margföldunartöflunni eða prófa sig áfram á vasareikninum, í stað þess að leysa sjálft dæmið.
Þrjár tegundir af álagi
Kenningin um hugrænt álag greinir á milli þriggja tegunda af álagi á vinnsluminnið: Innbyggt álag tengist því hversu flókið efnið sjálft er, miðað við þá þekkingu sem nemandinn hefur. Innbyggt álag er alltaf tengt nemandanum sjálfum, til dæmis hvort að hann hafi þann grunn sem þarf til að leysa verkefnið. Óþarft álag er það sem bætist við vegna þess hvernig efnið er kennt eða sett fram. Þetta álag getur verið tengt kennslubókinni eða því hvernig kennarinn setur efnið fram. Og svo er þarft álag, sem fer í að skilja og læra efnið. Þetta er eina álagið sem flytur upplýsingarnar yfir í langtímaminnið.
Markmið góðrar kennslu er að lágmarka innbyggt og óþarft álag og efla þarft álag. Þar sem vinnsluminnið okkar er mjög takmarkað, þá verðum við að reyna að tryggja það að orka vinnsluminnisins fara í að leysa verkefnið (í þarft álag), en ekki í einhverja grunnfærni sem við ættum fyrir löngu að vera búin að ná tökum á og vera komið í sjálfvirkni. Því eins og kom fram að framan, þá krefst sjálfvirkni ekki orku frá vinnsluminninu.
Hvað þýðir þetta í raun?
Þetta þýðir að þegar unglingur á í erfiðleikum með stærðfræði, þá getur ástæðan verið að álagið á vinnsluminnið sé nánast eingöngu að fara í innbyggt álag eða óþarft álag. Ef svo er, þá getur þessi nemandi ekki leyst verkefnið sem hann er að glíma við. Því til þess, þarf mesta orkan að fara í þarft álag, því þarft álag er það sem sér um að koma upplýsingunum yfir í langtímaminnið. Við þurfum því að leyfa nemendum að þjálfa upp alla grunnfærni og byggja upp góðan grunn. Það er ekki nóg að geta reiknað eitt dæmi og þá er tékkað í eitthvað box að nemandinn hafi náð þeirri hæfni. Það þarf gríðarlega mikla þjálfun og endurtekningu til að ná sjálfvirkni, en því miður þykir það ekki í tísku, sérstaklega þegar kemur að stærðfræði.
Næst þegar unglingurinn þinn segir „ég skil þetta ekki” og þú veist að hann hefur verið að reyna, þá er kannski rétta spurningin ekki „er hann að leggja sig nógu mikið fram?” heldur „er vinnsluminnið hans að fá of mikið í einu?” Það er mikill munur. Og góðu fréttirnar eru að það er eitthvað sem hægt er að gera eitthvað í.
Bestu kveðjur,
Gyða stærðfræðikennari
hjá stærðfræði.is
Heimildir
Artino, A. R. (2008). Cognitive load theory and the role of learner experience: An abbreviated review for educational practitioners. AACE Journal, 16(4), 425-439.
Paas, F. og van Merriënboer, J. J. G. (2020). Cognitive load theory: Methods to manage working memory load in the learning of complex tasks. Current Directions in Psychological Science, 29(4), 394-398.
Paas, F., Renkl, A., og Sweller, J. (2003). Cognitive load theory and instructional design: Recent developments. Educational Psychologist, 38(1), 1-4. Woolfolk, A. (2014). Educational Psychology (12. útg.). Pearson.