Mají studenti, kteří se učí rychleji, větší potenciál?

Každý den se studenti všech věkových kategorií setkávají s novými pojmy a dovednostmi a někteří se je učí rychleji než jiní. Je snadné přisuzovat to přirozenému talentu – ale pokud tak učitelé činí, možná některým studentům otevírají dveře a jiným je zavírají.

Jinými slovy, víra ve vrozený talent má i svou temnou stránku. Může zplodit tendenci předpokládat, že někteří lidé mají na něco talent a jiní ne, a že to lze brzy poznat. Pokud tomu věříte, povzbuzujete a podporujete ty „talentované“ a odrazujete ostatní, čímž vytváříte sebenaplňující se proroctví.

Nejlepším způsobem, jak se tomu vyhnout, je rozpoznat potenciál v každém z nás – a snažit se najít způsoby, jak ho rozvíjet, jak to začínají dělat někteří vědci.

Od šachovnice ke křídovým tabulkám

V šachové hře se děti s vyšším IQ obecně snáze učí a pamatují si pravidla hry a vytvářejí a provádějí strategie, což jim dává brzkou výhodu při vítězství v šachu.

Podle nejnovějších výzkumů však nejvýznamnějším prediktorem šachových dovedností v průběhu času není IQ – ale to, jak moc děti trénují.

Podobná věc může platit i pro výkon v matematice. Nedávný výzkum ukázal, že děti, které měly před nástupem do školy zkušenosti s hraním lineárních deskových her s počítáním kroků, budou mít po nástupu do školy lepší výsledky v matematice. A je pravděpodobné, že existuje mnoho dalších způsobů, jak předškolní zkušenosti, které dětem poskytují praxi s matematikou, pomohou k lepším výkonům v pozdějším věku.

Většina učitelů však tento výzkum nezná. Často se obecně předpokládá, že děti, které „chápou“ matematiku rychleji než ostatní, jsou na matematiku nadané, zatímco ostatní ne. Pak se těm „nadaným“ dostane více podpory, více tréninku a tak dále, a jistě, zhruba po roce jsou v matematice mnohem lepší než ostatní. Tato výhoda se může šířit po celé školní roky a vytvářet stále větší rozdíly mezi dětmi.

Protože existuje řada povolání, jako je inženýrství nebo fyzika, která vyžadují matematické kurzy na vysoké škole, žákům, kteří byli vyhodnoceni, že nemají talent na matematiku, jsou tato povolání uzavřena. Pokud však matematika funguje stejně jako šachy, pak jsme přišli o celou sbírku dětí, které se nakonec mohly v těchto oborech docela dobře uplatnit, jen kdyby nebyly hned na začátku označeny jako „na matematiku nejsou dobré“.

Případová studie: Příklad: Revoluce ve fyzice v prvním ročníku

S tímto trendem můžeme bojovat tím, že se na potenciál žáků podíváme jiným způsobem. Pedagogové mohou zavést nové výukové metody, které dají studentům větší šanci učit se, metody, které využijí toho, co víme o špičkovém výkonu a významu praxe pro rozvoj dovedností a znalostí.

Ve studii provedené na Univerzitě Britské Kolumbie dostali někteří studenti zapsaní do tradičního kurzu fyziky v prvním ročníku malou ochutnávku toho, jak by to mohlo vypadat. Po dobu prvních 11 týdnů se každé kohortě třídy dostávalo relativně standardní výuky: tři padesátiminutové přednášky týdně, týdenní domácí úkoly a výukové hodiny, na kterých studenti řešili problémy pod dohledem asistenta pedagoga. Během 12. týdne se však jedna kohorta seznámila s technikami vyvinutými nositelem Nobelovy ceny za fyziku Carlem Wiemanem a jeho kolegy a místo obvyklého instruktora ji vyučovali dva výzkumníci.

Tyto techniky byly založeny na konceptu záměrného procvičování, který je podle výzkumu vysoce účinným a mocným nástrojem pro zlepšování. Zejména je informován a veden úspěchy odborníků a pochopením toho, co tito odborníci dělají, aby vynikli. Podle výzkumu, který jsme spolu s dalšími provedli, je tento typ praxe klíčem k dosažení mistrovství v zavedených oborech od hudby přes sport až po šachy.

Ve skupině se záměrnou praxí výzkumníci zadali studentům, aby si před každou hodinou přečetli několik stránek ze svého fyzikálního textu a poté vyplnili krátký online test typu pravda/nepravda o přečteném. Cílem bylo, aby se před příchodem na hodinu seznámili s pojmy, na kterých se bude v hodině pracovat.

Když přišli na hodinu, výzkumníci rozdělili studenty do malých skupin a poté jim položili „klikací otázku“ – otázku, na kterou studenti odpovídali elektronicky, přičemž odpovědi byly automaticky odeslány vyučujícímu. Otázky byly vybrány tak, aby přiměly studenty ve třídě přemýšlet o pojmech, které většina studentů prvního ročníku fyziky považuje za obtížné.

Studenti mohli před odesláním odpovědí diskutovat o každé otázce ve svých malých skupinách a poté výzkumníci zobrazovali výsledky, hovořili o nich a odpovídali na případné otázky studentů. Tyto diskuse přiměly studenty mluvit o pojmech, vyvozovat souvislosti a často přesáhnout rámec konkrétní otázky, která jim byla kliknutím položena.

Ačkoli v 10. a 11. týdnu nebyl mezi kohortami účastníků kurzu žádný rozdíl v zapojení, ve 12. týdnu bylo zapojení v hodinách s rozvážnou praxí téměř dvojnásobné než v tradičních hodinách. Výzkumníci ve skutečnosti neměřili angažovanost podle toho, jak moc studenti mluvili nebo odpovídali na otázky, ale podle něčeho subtilnějšího: zda při poslechu přikyvovali a gestikulovali, nebo psali SMS a kontrolovali Facebook (jak si všimli pozorovatelé).

Ale šlo o víc než jen o zapojení. Studenti ve třídě dostávali okamžitou zpětnou vazbu o svém porozumění různým pojmům jak od spolužáků, tak od vyučujících. To jim umožnilo začít uvažovat více jako fyzikové – nejprve položit vhodné otázky, pak zjistit, které pojmy jsou použitelné, a pak z těchto pojmů usuzovat na odpověď.

Na konci 12. týdne dostali studenti v obou kohortách klikací test s výběrem odpovědí, aby zjistili, jak dobře si látku osvojili. Průměrný výsledek studentů v tradiční části byl 41 %, průměr ve třídě s rozvážným procvičováním byl 74 % – což je velmi významný rozdíl.

Jak uvolnit potenciál studentů

Podívejme se blíže na tuto třídu fyziky na UBC, abychom zjistili, jak lze uplatnit principy záměrného procvičování, aby se studenti učili rychleji a lépe než při tradičním přístupu.

První věc, kterou Wieman a jeho kolegové při navrhování třídy udělali, bylo, že si promluvili s tradičními instruktory, aby přesně určili, co by studenti měli umět, jakmile dokončí danou část. Hlavní rozdíl mezi záměrně praktickým přístupem a tradičním přístupem k učení spočívá v důrazu kladeném na dovednosti oproti znalostem – co umíte oproti tomu, co víte.

Záměrné procvičování je především o dovednostech. Potřebné znalosti si osvojujete proto, abyste mohli rozvíjet dovednosti; znalosti by nikdy neměly být cílem samy o sobě. Nicméně záměrná praxe vede k tomu, že studenti po cestě nasbírají poměrně hodně znalostí.

Pokud studenta naučíte fakta, pojmy a pravidla, tyto věci se dostanou do dlouhodobé paměti jako jednotlivé kousky, a pokud s nimi pak chce student něco udělat – použít je k vyřešení problému, uvažovat s nimi, aby odpověděl na otázku, nebo je uspořádat a analyzovat, aby přišel s námětem nebo hypotézou – nastoupí omezení pozornosti a krátkodobé paměti. Obtížnost udržet všechny tyto různé, nesouvisející části v paměti současně téměř znemožňuje, aby student úspěšně vytvořil řešení.

Pokud se však student učí tato různá fakta, pojmy a pravidla v kontextu budování dovedností – učí se analyzovat a řešit problémy – různé části se přirozeně integrují do vzájemně propojené sítě porozumění, „mentální reprezentace“ toho, jak různá fakta, obrazy, pravidla a vztahy fungují společně ve smysluplném celku. Tato mentální reprezentace je zase spojena s dalšími znalostmi a porozuměním, které jedinec nashromáždil. Když nyní žák dostane problém k řešení, nejde již o žonglování se souborem nezávislých kousků informací, ale spíše o přemýšlení ve smyslu informačních vzorců, které mozek dokáže provádět mnohem efektivněji a účinněji.

Mentální reprezentace si nevytváříte tím, že o něčem přemýšlíte nebo vás to učí učitel; vytváříte si je tím, že je postupně upravujete při pokusech o provedení příslušného úkolu se zpětnou vazbou. Zpočátku budete pravděpodobně neúspěšní, ale jak budete svůj přístup revidovat a zkoušet to znovu a znovu, dokud úkol nezvládnete, postupně si vybudujete přesnou a efektivní mentální reprezentaci, kterou můžete v budoucnu použít při řešení podobných úkolů.

A právě o to se Wieman a jeho kolegové pokusili v hodinách fyziky. Jakmile sestavili seznam věcí, které by jejich žáci měli umět, transformovali jej do souboru konkrétních výukových cílů.

To odpovídá záměrně praktickému přístupu: Při výuce každodenních fyzikálních jevů je třeba přimět studenty, aby o nich přemýšleli na základě svých dosavadních znalostí, a pomoci jim identifikovat chyby a mylné představy; učitelé to dělají tak, že studentům předkládají řadu úloh, které se nakonec mohou naučit řešit správně tím, že dostanou zpětnou vazbu na svá nesprávná řešení. Jak studenti postupně upravují své mentální reprezentace, zpřesňují své myšlení o fyzikálních jevech, dokud nedosáhnou relativně efektivního porozumění.

Ačkoli to může znít podobně jako přístup „lešení“ používaný v tradičním vzdělávání, liší se svým zaměřením na rozvoj efektivních mentálních reprezentací. Konkrétně jde o to, že se určí cílový výkon – konkrétně schopnost správně uvažovat a předvídat výsledky v reálném světě – a pak se pracuje na dosažení tohoto cílového výkonu tím, že se mění myšlenkové procesy žáka, aby se na každém kroku zdokonalovaly potřebné mentální reprezentace. Poté se učitel ujistí, že student změnil své mentální reprezentace a příslušné myšlení, než přejde ke složitějším jevům.

Dřívější výzkumy srovnávající fyzikální experty se studenty fyziky zjistily, že zatímco tradičně vyškolení studenti mohou být někdy téměř stejně dobří jako experti v řešení kvantitativních problémů – tj. problémů zahrnujících čísla, která lze vyřešit dosazením správné rovnice – studenti byli daleko za experty ve schopnosti řešit kvalitativní problémy, neboli problémy, které zahrnují koncepční uvažování, ale bez čísel, která lze dosadit do zapamatovaných rovnic: Například proč je v létě horko a v zimě zima? Odpověď na takovou otázku nevyžaduje ani tak znalost čísel, jako spíše jasné pochopení pojmů, které jsou základem konkrétních událostí nebo procesů – to znamená dobrou mentální reprezentaci.

Aby Wieman a jeho spolupracovníci pomohli studentům fyziky ve své třídě vytvořit si takové mentální reprezentace, vytvořili sady klikacích otázek a učebních úloh, které by od studentů vyžadovaly přemýšlení a následně jim poskytovaly okamžitou zpětnou vazbu, která by jim pomohla dosáhnout výukových cílů, které předtím určili vyučující.

Nakonec byly hodiny strukturovány tak, aby studenti měli možnost zabývat se různými pojmy znovu a znovu a dostávali zpětnou vazbu, která by identifikovala jejich chyby a ukázala, jak je napravit. Některá zpětná vazba přicházela od spolužáků v diskusních skupinách a některá od instruktorů, ale důležité bylo, že studenti dostávali okamžité odpovědi, které jim říkaly, kdy dělají něco špatně a jak to napravit.

Tato přepracovaná třída fyziky nabízí plán pro přepracování výuky podle zásad záměrné praxe:

• Začněte tím, že určíte, co by se studenti měli naučit dělat na základě toho, jaké dovednosti odborníci potřebují ke své práci. Cílem by měly být dovednosti, nikoliv znalosti.
• Pochopte mentální reprezentace, které experti používají, a poskytněte studentům problémové situace se zpětnou vazbou, které jim pomohou postupně si podobné mentální reprezentace vytvořit. To bude zahrnovat výuku dovedností se zaměřením na jeden aspekt najednou, přičemž každý aspekt vybere učitel tak, aby se studenti dostali mimo svou komfortní zónu, ale ne tak daleko, aby daný krok nemohli zvládnout.
• Dávejte studentům dostatek opakování a zpětné vazby; pravidelný cyklus pokus, neúspěch, zpětná vazba, další pokus atd. je způsob, jak si studenti vybudují mentální reprezentace.

Úspěch Wiemanova záměrného praktického přístupu k výuce fyziky na Univerzitě Britské Kolumbie vedl mnoho dalších tamních profesorů k následování jeho příkladu. Podle článku v časopise Science byly v následujících letech po experimentu metody záměrného procvičování přijaty v téměř stovce tamních přírodovědných a matematických tříd s celkovým počtem více než třiceti tisíc studentů.

Přepracování výukových metod s využitím záměrného procvičování by mohlo dramaticky zvýšit rychlost a kvalitu učení studentů – jak naznačuje téměř neuvěřitelné zlepšení u Wiemanových studentů. A tím by mohlo pomoci zapojit a povzbudit studenty, kteří mají pocit, že nemají přirozený talent na přírodní vědy a matematiku, angličtinu nebo umění. Pokrok je motivující a znamená, že cesta k mistrovství – cesta, která se těmto studentům mohla zdát uzavřená – je nyní na dosah.