A gyorsabban tanuló diákok a tehetségesebbek?

Minden nap minden korosztály diákjai új fogalmakkal és készségekkel szembesülnek, és egyesek gyorsabban megtanulják azokat, mint mások. Könnyű ezt a természetes tehetségnek tulajdonítani – de ha a tanárok így tesznek, akkor lehet, hogy egyes diákok előtt kinyitják az ajtókat, mások előtt pedig bezárják azokat.

Más szóval, a veleszületett tehetségben való hitnek van egy árnyoldala. Hajlamot szülhet arra a feltételezésre, hogy egyes emberek tehetségesek valamiben, mások pedig nem, és hogy a különbséget már korán meg lehet különböztetni. Ha ebben hiszünk, akkor a “tehetségeseket” bátorítjuk és támogatjuk, a többieket pedig elkedvetlenítjük, és ezzel egy önbeteljesítő jóslatot hozunk létre.

A legjobb módja ennek elkerülésére az, ha felismerjük a mindannyiunkban rejlő potenciált – és azon dolgozunk, hogy megtaláljuk a fejlődésének módját, ahogyan azt néhány kutató kezdi tenni.

A sakktáblától a krétatábláig

A sakkjátékban a magasabb IQ-val rendelkező gyerekek általában könnyebben megtanulják és megjegyzik a játékszabályokat, valamint könnyebben dolgoznak ki és hajtanak végre stratégiákat, ami korai előnyhöz juttatja őket a sakkban való győzelemben.

A legújabb kutatások szerint azonban a sakkozási készség legjelentősebb előrejelzője idővel nem az IQ, hanem az, hogy a gyerekek mennyit gyakorolnak.

Hasonló dolog igaz lehet a matematikai teljesítményre is. A legújabb kutatások kimutatták, hogy azok a gyerekek, akik az iskolakezdés előtt tapasztalatot szereztek lineáris, lépéseket számoló társasjátékokban, jobban teljesítenek matematikából, ha már iskolába járnak. És valószínűleg sok más módon is vannak olyan óvodai tapasztalatok, amelyek a gyerekeknek gyakorlatot adnak a matematikában, segítik őket abban, hogy később jobban teljesítsenek.

A legtöbb tanár azonban nem ismeri ezeket a kutatásokat. Gyakran előfordul, hogy azokról a gyerekekről, akik gyorsabban “értik” a matematikát, mint mások, általában azt feltételezik, hogy tehetségesek a matematikában, míg a többiek nem. Aztán a “tehetségesek” több bátorítást, több edzést kapnak, és így tovább, és biztos, ami biztos, egy év múlva vagy egy év múlva sokkal jobbak matekból, mint a többiek. Ez az előny az iskolai évek során továbbterjedhet, és egyre nagyobb különbségeket hozhat létre a gyerekek között.

Mivel számos olyan pálya van, mint például a mérnöki vagy a fizikai, amelyekhez matematikaórákra van szükség a főiskolán, azok a diákok, akikről úgy ítélték meg, hogy nem tehetségesek a matematikához, ezeket a pályákat elzárva találják maguk elől. De ha a matematika ugyanúgy működik, mint a sakk, akkor elvesztettünk egy csomó olyan gyereket, akik végül is elég ügyesek lettek volna ezeken a területeken, ha nem bélyegzik meg őket már a legelején, hogy “nem jók matekból”.

Egy esettanulmány: Az elsőévesek fizikájának forradalmasítása

Ez ellen a tendencia ellen úgy vehetjük fel a harcot, ha másképp tekintünk a tanulók lehetőségeire. Az oktatók olyan új tanítási módszereket alkalmazhatnak, amelyek jobb esélyt adnak a diákoknak a tanulásra, olyan módszereket, amelyek kihasználják azt, amit a csúcsteljesítményről és a gyakorlás fontosságáról tudunk a készségek és a tudás fejlesztésében.

A Brit Columbia Egyetemen végzett tanulmányban néhány, hagyományos elsőéves fizika kurzusra beiratkozott diáknak adtak egy kis ízelítőt abból, hogyan is nézhet ki ez. Az első 11 héten keresztül az osztály minden egyes kohorsza viszonylag standard oktatásban részesült: heti három ötvenperces előadás, heti házi feladatok, valamint tutoriális foglalkozások, ahol a hallgatók egy tanársegéd felügyelete mellett oldottak meg problémákat. A 12. héten azonban az egyik kohorsz a fizikai Nobel-díjas Carl Wieman és kollégái által kifejlesztett technikákkal ismerkedett meg, és a szokásos oktató helyett két kutató tanította őket.

Ezek a technikák a szándékos gyakorlás koncepcióján alapultak, amely a kutatások szerint rendkívül hatékony és erőteljes eszköz a fejlődéshez. Különösen a szakértők eredményei és annak megértése alapján tájékozódik és irányítja, hogy ezek a szakértők mit tesznek a kiválóság érdekében. Az általunk és mások által végzett kutatások szerint ez a fajta gyakorlás kulcsfontosságú a mesteri tudás eléréséhez a zenétől a sporton át a sakkig terjedő területeken.

A tudatos gyakorlással foglalkozó csoportban a kutatók a diákokat arra bízták, hogy minden óra előtt olvassanak el néhány oldalt a fizika szövegéből, majd töltsenek ki egy rövid online igaz/hamis tesztet az olvasottakról. Az ötlet az volt, hogy megismertessék velük azokat a fogalmakat, amelyeken az órán dolgozni fognak, mielőtt megérkeznek.

Amikor megérkeztek az órára, a kutatók kis csoportokra osztották a diákokat, majd feltettek egy “kattintós kérdést” – egy olyan kérdést, amelyre a diákok elektronikusan válaszoltak, a válaszokat pedig automatikusan elküldték az oktatónak. A kérdéseket úgy választották ki, hogy a diákok az osztályban olyan fogalmakon gondolkodjanak, amelyeket a legtöbb elsőéves fizikushallgató nehéznek talál.

A diákok minden kérdést megvitathattak a kiscsoportjaikban, mielőtt elküldték volna a válaszaikat, majd a kutatók megjelenítették az eredményeket, beszéltek róluk, és válaszoltak a diákok esetleges kérdéseire. Ezek a megbeszélések rávették a diákokat, hogy beszélgessenek a fogalmakról, kapcsolatokat vonjanak le, és gyakran túllépjenek az adott kattintókérdésen, amelyet feltettek nekik.

Noha a 10. és 11. héten nem volt különbség a kurzus kohorszai közötti elkötelezettségben, a 12. héten a deliberatív-gyakorlati osztályban az elkötelezettség majdnem kétszerese volt a hagyományos osztályban tapasztaltaknak. A kutatók valójában nem azzal mérték az elkötelezettséget, hogy a diákok mennyit beszéltek vagy válaszoltak a kérdésekre, hanem valami sokkal finomabbal: bólogattak-e és gesztikuláltak-e, miközben hallgattak, vagy SMS-eztek és megnézték a Facebookot (ahogy azt a megfigyelők megjegyezték).

De ez több volt, mint egyszerű elkötelezettség. Az órán részt vevő diákok azonnali visszajelzést kaptak a különböző fogalmak megértéséről mind a diáktársaktól, mind az oktatóktól. Ez lehetővé tette számukra, hogy fizikusokként kezdjenek el gondolkodni – először megfelelő kérdéseket tettek fel, majd kitalálták, hogy mely fogalmak alkalmazhatók, és ezekből a fogalmakból következtetve jutottak el a válaszhoz.

A 12. hét végén a diákok mindkét kohorszban egy feleletválasztós kattintásos tesztet kaptak, hogy lássák, mennyire jól tanulták meg az anyagot. A hagyományos szekcióban a diákok átlagos pontszáma 41 százalék volt; a tudatosan gyakorló osztályban az átlag 74 százalék – ez rendkívül szignifikáns különbség.

Hogyan szabadítsuk fel a diákok potenciálját

Nézzük meg közelebbről ezt az UBC fizikaórát, hogy lássuk, hogyan lehet a szándékos gyakorlás elveit alkalmazni, hogy a diákok gyorsabban és jobban tanuljanak, mint a hagyományos módszerekkel.

Az első dolog, amit Wieman és kollégái az óra megtervezésekor tettek, az volt, hogy beszéltek a hagyományos oktatókkal, hogy pontosan meghatározzák, mire legyenek képesek a diákok, miután befejezték a részt. A deliberatív-gyakorlati megközelítés és a tanulás hagyományos megközelítése közötti jelentős különbség abban rejlik, hogy a hangsúlyt a készségekre helyezik a tudással szemben – arra, amit meg tudsz csinálni, szemben azzal, amit tudsz.

A tudatos gyakorlás a készségekről szól. A készségek fejlesztéséhez szükséges tudást felveszed; a tudás soha nem lehet öncélú. Ennek ellenére a tudatos gyakorlás azt eredményezi, hogy a tanulók elég sok tudást vesznek fel útközben.

Ha megtanítunk egy diáknak tényeket, fogalmakat és szabályokat, ezek a dolgok különálló darabokként kerülnek a hosszú távú memóriába, és ha a diák ezután valamit kezdeni akar velük – felhasználni őket egy probléma megoldására, érvelni velük egy kérdés megválaszolásához, vagy rendszerezni és elemezni őket, hogy egy témát vagy hipotézist állítson fel -, a figyelem és a rövid távú memória korlátai lépnek működésbe. Az a nehézség, hogy ezeket a különböző, nem összefüggő darabokat egyszerre kell észben tartani, szinte lehetetlenné teszi a tanuló számára, hogy sikeresen létrehozzon egy megoldást.

Amikor azonban a tanuló ezeket a különböző tényeket, fogalmakat és szabályokat a készségfejlesztés keretében tanulja meg – megtanulja elemezni és megoldani a problémákat -, a különböző darabok természetes módon integrálódnak a megértés egymással összefüggő hálózatába, egy “mentális reprezentációba”, amely megmutatja, hogy a különböző tények, képek, szabályok és kapcsolatok hogyan működnek együtt egy értelmes egészben. Ez a mentális reprezentáció viszont más, az egyén által felhalmozott tudáshoz és megértéshez kapcsolódik. Most, amikor a tanulónak egy problémát kell megoldania, már nem független információdarabok gyűjteményével kell zsonglőrködnie, hanem az információk mintáiban kell gondolkodnia, amit az agy sokkal hatékonyabban és eredményesebben tud elvégezni.

A mentális reprezentációkat nem úgy építed fel, hogy gondolkodsz valamin, vagy hogy egy tanár tanít; úgy építed fel őket, hogy fokozatosan kiigazítod őket, miközben megpróbálsz egy releváns feladatot visszajelzéssel végrehajtani. Kezdetben valószínűleg kudarcot fogsz vallani, de ahogy felülvizsgálod a megközelítésedet, újra és újra próbálkozol, amíg a feladatot el nem sajátítod, fokozatosan felépítesz egy pontos és hatékony mentális reprezentációt, amelyet a jövőben hasonló feladatoknál is használhatsz.

És ez az, amit Wieman és kollégái a fizikaórán célul tűztek ki. Miután összeállítottak egy listát arról, hogy milyen dolgokat kell tudniuk a diákjaiknak, ezt konkrét tanulási célok gyűjteményévé alakították át.

Ez összhangban van a tudatos-gyakorlati megközelítéssel: A mindennapi fizikai jelenségek tanításakor el kell érni, hogy a tanulók a meglévő tudásuk alapján gondolkodjanak róluk, és segíteni kell a tanulókat a hibák és tévképzetek azonosításában; a tanárok ezt úgy érik el, hogy egy sor problémát adnak a tanulóknak, amelyeket végül úgy tanulhatnak meg helyesen megoldani, hogy visszajelzést kapnak a hibás megoldásaikról. Ahogy fokozatosan kiigazítják mentális reprezentációikat, a tanulók addig finomítják a fizikai jelenségekről való gondolkodásukat, amíg viszonylag hatékony megértést nem szereznek.

Noha ez hasonlóan hangozhat a hagyományos oktatásban alkalmazott scaffolding megközelítéshez, abban különbözik, hogy a hatékony mentális reprezentációk fejlesztésére összpontosít. Konkrétan, az elképzelés lényege, hogy meghatározunk egy célteljesítményt – nevezetesen, hogy képesek legyünk helyesen érvelni és megjósolni a valós világ kimeneteleit -, majd a tanuló gondolkodási folyamatainak megváltoztatásával dolgozunk a célteljesítmény elérésén, hogy a szükséges mentális reprezentációkat az út minden egyes lépésénél finomítsuk. Ezután a tanár meggyőződik arról, hogy a tanuló megváltoztatta a mentális reprezentációit és a vonatkozó gondolkodásmódját, mielőtt áttérne az összetettebb jelenségekre.

A fizika szakértőket és a fizikát tanuló diákokat összehasonlító korábbi kutatások azt találták, hogy míg a hagyományosan képzett diákok néha majdnem olyan jók a mennyiségi problémák megoldásában, mint a szakértők – vagyis a számokat tartalmazó problémákban, amelyek a megfelelő egyenlet alkalmazásával megoldhatók -, a diákok messze elmaradtak a szakértők mögött a minőségi problémák megoldásának képességében, vagyis olyan problémákban, amelyek fogalmi gondolkodást igényelnek, de nem tartalmaznak számokat, amelyeket be lehet illeszteni a memorizált egyenletekbe: Például miért van nyáron meleg, télen pedig hideg? Egy ilyen kérdés megválaszolásához nem annyira a számok ismeretére, mint inkább az egyes események vagy folyamatok hátterében álló fogalmak világos megértésére – vagyis jó mentális reprezentációra – van szükség.

Az osztályukban tanuló fizikushallgatók ilyen mentális reprezentációk kialakításához Wieman és munkatársai olyan kattintós kérdéssorozatokat és tanulási feladatokat dolgoztak ki, amelyek gondolkodásra késztették a diákokat, majd azonnali visszajelzést adtak nekik, hogy segítsék őket az oktatók által korábban meghatározott tanulási célok elérésében.

Az órákat végül úgy szervezték, hogy a diákoknak lehetőségük legyen újra és újra foglalkozni a különböző fogalmakkal, és olyan visszajelzést kapjanak, amely azonosítja a hibáikat, és megmutatja, hogyan kell kijavítani azokat. A visszajelzések egy része a vitakörökben részt vevő diáktársaktól, más része pedig az oktatóktól érkezett, de a lényeg az volt, hogy a diákok azonnali válaszokat kaptak, amelyek megmondták nekik, mikor csinálnak valamit rosszul, és hogyan javítsák ki.

Ez az újratervezett fizikaóra útitervet kínál az oktatás újratervezéséhez a megfontolt gyakorlat elvei szerint:

• Azzal kezdjük, hogy meghatározzuk, mit kell megtanulniuk a diákoknak, hogyan kell csinálniuk az alapján, hogy milyen készségekre van szükségük a szakértőknek a munkájuk elvégzéséhez. A céloknak készségeknek kell lenniük, nem pedig tudásnak.
• Tudja meg, hogy a szakértők milyen mentális reprezentációkat használnak, és adjon a tanulóknak visszacsatolással ellátott problémás helyzeteket, hogy segítsen nekik fokozatosan hasonló mentális reprezentációkat kialakítani. Ennek során a készség tanítása úgy történik, hogy egyszerre egy-egy szempontra összpontosítunk, és az egyes szempontokat a tanár úgy választja ki, hogy a tanulók kilépjenek a komfortzónájukból, de ne kerüljenek olyan messzire, hogy ne tudják elsajátítani az adott lépést.
• Adjon sok ismétlést és visszajelzést; a próbálkozás, kudarc, visszajelzés, újbóli próbálkozás és így tovább rendszeres ciklusa az, ahogyan a tanulók felépítik mentális reprezentációikat.

A Brit Kolumbiai Egyetemen Wieman szándékos gyakorláson alapuló fizikatanítási módszerének sikere sok más ottani professzort is arra késztetett, hogy kövesse a példáját. A Science magazinban megjelent cikk szerint a kísérletet követő években a szándékos gyakorlás módszereit közel száz természettudományos és matematikaórán alkalmazták ott, ahol összesen több mint harmincezer diák tanul.

A tanítási módszerek szándékos gyakorlással történő átalakítása drámaian növelheti, hogy a diákok milyen gyorsan és milyen jól tanulnak – ahogy azt Wieman diákjainak szinte hihetetlen javulása is jelzi. És ezáltal segíthetne elkötelezni és bátorítani azokat a diákokat, akik úgy érzik, hogy nincs természetes tehetségük a természettudományokhoz és a matematikához, az angolhoz vagy a művészetekhez. A fejlődés motiváló, és azt jelenti, hogy az elsajátításhoz vezető út – az út, amely eddig talán elzártnak tűnt ezek előtt a diákok előtt – most már elérhető közelségbe került.