Czy studenci, którzy uczą się szybciej są tymi z większym potencjałem?

Każdego dnia, studenci w każdym wieku są konfrontowani z nowymi koncepcjami i umiejętnościami, a niektórzy uczą się ich szybciej niż inni. Łatwo jest przypisać to naturalnemu talentowi, ale jeśli nauczyciele tak robią, mogą otwierać drzwi dla niektórych uczniów i zamykać je dla innych.

Innymi słowy, istnieje ciemna strona wiary we wrodzony talent. Może ona wywołać tendencję do zakładania, że niektórzy ludzie mają do czegoś talent, a inni nie, i że można to wcześnie rozróżnić. Jeśli w to wierzysz, zachęcasz i wspierasz tych „utalentowanych”, a resztę zniechęcasz, tworząc samospełniającą się przepowiednię.

Najlepszym sposobem, aby tego uniknąć, jest rozpoznanie potencjału drzemiącego w każdym z nas – i praca nad znalezieniem sposobów jego rozwijania, co zaczynają robić niektórzy badacze.

Od szachownic do kredowych tablic

W grze w szachy dzieci z wyższym IQ na ogół łatwiej uczą się i zapamiętują zasady gry oraz opracowują i realizują strategie, co daje im wczesną przewagę w wygrywaniu w szachy.

Ale zgodnie z ostatnimi badaniami, najbardziej znaczącym predyktorem umiejętności gry w szachy w czasie nie jest IQ, ale to jak dużo dzieci ćwiczą.

Podobna rzecz może być prawdziwa dla wyników matematycznych. Ostatnie badania wykazały, że dzieci, które miały doświadczenie w graniu w liniowe gry planszowe z liczeniem kroków przed rozpoczęciem szkoły, będą lepiej radziły sobie z matematyką, gdy już będą w szkole. I prawdopodobnie istnieje wiele innych sposobów, że doświadczenia przedszkolne, które dają dzieciom praktykę z matematyką pomogą im lepiej radzić sobie w późniejszym życiu.

Większość nauczycieli nie jest jednak zaznajomiona z tymi badaniami. Często dzieci, które „łapią” matematykę szybciej niż inne, są uważane za uzdolnione matematycznie, podczas gdy inne nie są. Wtedy te „utalentowane” dostają więcej zachęty, więcej treningu, i tak dalej, a po roku czy dwóch są o wiele lepsze w matematyce niż inne. Ta przewaga może się rozprzestrzeniać przez lata szkolne, tworząc coraz większe różnice między dziećmi.

Ponieważ istnieje wiele zawodów, takich jak inżynieria czy fizyka, które wymagają kursów matematycznych w college’u, uczniowie, którzy zostali osądzeni, że nie mają talentu do matematyki, znajdują te zawody zamknięte dla nich. Ale jeśli matematyka działa tak samo jak szachy, to straciliśmy całą kolekcję dzieci, które mogłyby w końcu stać się całkiem utalentowane w tych dziedzinach, gdyby tylko nie zostały uznane za „nieudaczników” na samym początku.

Studium przypadku: Revolutionizing freshman physics

Możemy zwalczyć ten trend, patrząc na potencjał uczniów w inny sposób. Nauczyciele mogą wdrożyć nowe metody nauczania, które dają uczniom większe szanse na naukę, metody, które wykorzystują to, co wiemy o szczytowej wydajności i znaczeniu praktyki w rozwijaniu umiejętności i wiedzy.

W badaniu przeprowadzonym na Uniwersytecie Kolumbii Brytyjskiej, niektórzy studenci zapisani na tradycyjny kurs fizyki dla początkujących otrzymali mały przedsmak tego, jak to może wyglądać. Przez pierwsze 11 tygodni, każda kohorta klasy otrzymywała stosunkowo standardowe instrukcje: trzy pięćdziesięciominutowe wykłady tygodniowo, cotygodniowe zadania domowe i sesje samouczków, podczas których studenci rozwiązywali problemy pod okiem asystenta. Ale w 12 tygodniu jedna kohorta została wystawiona na działanie technik opracowanych przez laureata Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki Carla Wiemana i jego kolegów, a zajęcia prowadzili dwaj badacze, a nie zwykły instruktor.

Te techniki były oparte na koncepcji celowej praktyki, które badania sugerują jest bardzo skuteczne i potężne narzędzie do poprawy. W szczególności, jest ona informowana i kierowana przez osiągnięcia ekspertów oraz przez zrozumienie tego, co ci eksperci robią, aby się doskonalić. Według badań, które my i inni przeprowadzili, ten rodzaj praktyki jest kluczem do osiągnięcia mistrzostwa w ustalonych dziedzinach, od muzyki po sport i szachy.

W kohorcie deliberate-practice, badacze przydzielili studentów do przeczytania kilku stron z ich tekstu z fizyki przed każdą klasą, a następnie wypełnienia krótkiego testu online typu prawda/fałsz na temat czytania. Chodziło o to, aby zaznajomić ich z pojęciami, które będą pracować w klasie przed ich przybyciem.

Gdy przyszli do klasy, badacze podzielili studentów na małe grupy, a następnie postawili „pytanie clicker”- pytanie, na które studenci odpowiadali elektronicznie, a odpowiedzi były automatycznie wysyłane do instruktora. Pytania zostały wybrane tak, aby skłonić studentów w klasie do myślenia o koncepcjach, które większość studentów fizyki pierwszego roku uważa za trudne.

Studenci mogli przedyskutować każde pytanie w swoich małych grupach przed wysłaniem swoich odpowiedzi, a następnie badacze wyświetlali wyniki, rozmawiali o nich i odpowiadali na wszelkie pytania, które studenci mogli mieć. Dyskusje te sprawiały, że studenci rozmawiali o koncepcjach, wyciągali powiązania i często wykraczali poza konkretne pytanie zadane im za pomocą klikera.

Ale nie było różnicy w zaangażowaniu pomiędzy kohortami kursu w tygodniach 10 i 11, w tygodniu 12 zaangażowanie w klasie deliberate-practice było prawie dwukrotnie większe niż w klasie tradycyjnej. Badacze mierzyli zaangażowanie nie na podstawie tego, ile studenci mówili lub odpowiadali na pytania, ale na podstawie czegoś bardziej subtelnego: czy kiwali głowami i gestykulowali podczas słuchania, czy też pisali SMS-y i sprawdzali Facebooka (jak zauważyli obserwatorzy).

Ale to było coś więcej niż tylko zaangażowanie. Studenci w klasie otrzymali natychmiastową informację zwrotną na temat ich zrozumienia różnych koncepcji zarówno od innych studentów, jak i instruktorów. To pozwoliło im zacząć rozumować bardziej jak fizycy – najpierw stawiając odpowiednie pytania, potem zastanawiając się, które koncepcje mają zastosowanie, a następnie rozumując z tych koncepcji do odpowiedzi.

Pod koniec 12 tygodnia, studenci w obu kohortach otrzymali test wielokrotnego wyboru, aby sprawdzić, jak dobrze nauczyli się materiału. Średni wynik studentów w tradycyjnej sekcji wynosił 41 procent; średnia w klasie deliberate-practice wynosiła 74 procent – bardzo znacząca różnica.

Jak odblokować potencjał uczniów

Przyjrzyjrzyjmy się bliżej tej klasie fizyki UBC, aby zobaczyć, jak zasady celowej praktyki można zastosować, aby pomóc uczniom uczyć się szybciej i lepiej niż przy tradycyjnym podejściu.

Pierwszą rzeczą, jaką Wieman i jego koledzy zrobili przy projektowaniu klasy, była rozmowa z tradycyjnymi instruktorami, aby dokładnie określić, co studenci powinni być w stanie zrobić po ukończeniu sekcji. Główna różnica między podejściem deliberatywno-praktycznym a tradycyjnym podejściem do uczenia się leży w nacisku położonym na umiejętności kontra wiedza – co możesz zrobić kontra co wiesz.

Deliberatywna praktyka to przede wszystkim umiejętności. Zdobywasz niezbędną wiedzę, aby rozwinąć umiejętności; wiedza nigdy nie powinna być celem samym w sobie. Niemniej jednak, celowa praktyka powoduje, że uczniowie zbierają po drodze sporo wiedzy.

Jeśli nauczysz ucznia faktów, pojęć i zasad, te rzeczy trafiają do pamięci długotrwałej jako pojedyncze kawałki, a jeśli uczeń następnie chce coś z nimi zrobić – użyć ich do rozwiązania problemu, rozumować z nimi, aby odpowiedzieć na pytanie, lub zorganizować i przeanalizować je, aby wymyślić temat lub hipotezę – ograniczenia uwagi i pamięci krótkotrwałej wkraczają do akcji. Trudność utrzymania wszystkich tych różnych, niepołączonych kawałków w umyśle w tym samym czasie sprawia, że jest prawie niemożliwe dla ucznia, aby skutecznie wygenerować rozwiązanie.

Ale kiedy uczeń uczy się tych różnych faktów, pojęć i zasad w kontekście budowania umiejętności-uczenia się analizowania i rozwiązywania problemów-różne kawałki są naturalnie zintegrowane w połączoną sieć zrozumienia, „reprezentację umysłową” tego, jak różne fakty, obrazy, zasady i relacje działają razem w sensowną całość. Ta mentalna reprezentacja jest z kolei powiązana z inną wiedzą i zrozumieniem, które dana osoba zgromadziła. Teraz, gdy uczeń otrzymuje problem do rozwiązania, nie jest to już kwestia żonglowania zbiorem niezależnych bitów informacji, ale raczej myślenia w kategoriach wzorców informacji, co mózg może zrobić znacznie bardziej wydajnie i skutecznie.

Nie budujesz mentalnych reprezentacji poprzez myślenie o czymś lub bycie nauczanym przez nauczyciela; budujesz je poprzez przyrostowe dostosowywanie ich, gdy próbujesz wykonać odpowiednie zadanie z informacją zwrotną. Początkowo prawdopodobnie poniesiesz porażkę, ale w miarę jak zmieniasz swoje podejście, próbując wciąż i wciąż, aż zadanie zostanie opanowane, stopniowo budujesz dokładną i skuteczną reprezentację mentalną, która może być używana do podobnych zadań w przyszłości.

I to jest to, co Wieman i jego koledzy postanowili zrobić w klasie fizyki. Kiedy już stworzyli listę rzeczy, które uczniowie powinni umieć zrobić, przekształcili ją w zbiór konkretnych celów nauczania.

Jest to zgodne z podejściem deliberate-practice: Podczas nauczania codziennych zjawisk fizycznych należy skłonić uczniów do myślenia o nich w oparciu o ich dotychczasową wiedzę oraz pomóc uczniom zidentyfikować błędy i błędne przekonania; nauczyciele robią to poprzez dostarczanie uczniom serii problemów, które mogą ostatecznie nauczyć się rozwiązywać poprawnie, otrzymując informacje zwrotne na temat ich błędnych rozwiązań. Stopniowo dostosowując swoje reprezentacje umysłowe, uczniowie doskonalą swoje myślenie o zjawiskach fizycznych, aż do uzyskania względnie efektywnego zrozumienia.

Choć może to brzmieć podobnie do podejścia „rusztowania” stosowanego w tradycyjnej edukacji, różni się ono tym, że skupia się na rozwijaniu efektywnych reprezentacji umysłowych. Konkretnie, pomysł polega na zidentyfikowaniu docelowej wydajności – mianowicie zdolności do poprawnego rozumowania i przewidywania wyników w świecie rzeczywistym – a następnie pracy nad osiągnięciem tej wydajności poprzez zmianę procesów myślowych ucznia, aby udoskonalić niezbędne reprezentacje umysłowe na każdym kroku. Następnie nauczyciel upewnia się, że uczeń zmienił swoje reprezentacje umysłowe i odpowiednie myślenie przed przejściem do bardziej złożonych zjawisk.

Wcześniejsze badania porównujące ekspertów fizyki ze studentami fizyki wykazały, że podczas gdy tradycyjnie wyszkoleni studenci mogą być czasami prawie tak dobrzy jak eksperci w rozwiązywaniu problemów ilościowych, czyli problemów związanych z liczbami, które mogą być rozwiązane przez zastosowanie odpowiedniego równania, studenci byli daleko w tyle za ekspertami w ich zdolności do rozwiązywania problemów jakościowych, czyli problemów, które obejmują rozumowanie koncepcyjne, ale bez żadnych liczb, które mogą być podłączone do zapamiętanych równań: Na przykład, dlaczego w lecie jest gorąco, a w zimie zimno? Odpowiedź na takie pytanie wymaga mniej znajomości liczb niż jasnego zrozumienia pojęć, które leżą u podstaw poszczególnych zdarzeń lub procesów – czyli dobrych reprezentacji umysłowych.

Aby pomóc studentom fizyki w ich klasie rozwinąć takie reprezentacje umysłowe, Wieman i jego współpracownicy opracowali zestawy pytań klikerowych i zadań edukacyjnych, które wymagałyby od studentów myślenia, a następnie zapewniły im natychmiastową informację zwrotną, aby pomóc im osiągnąć cele nauczania, które instruktorzy wcześniej zidentyfikowali.

Wreszcie, zajęcia zostały zorganizowane tak, aby studenci mieli możliwość radzenia sobie z różnymi koncepcjami w kółko, otrzymując informacje zwrotne, które zidentyfikowały ich błędy i pokazały, jak je poprawić. Niektóre z tych informacji zwrotnych pochodziły od innych studentów w grupach dyskusyjnych, a niektóre od instruktorów, ale ważne było to, że studenci otrzymywali natychmiastowe odpowiedzi, które mówiły im, kiedy robią coś źle i jak to naprawić.

Ta przeprojektowana klasa fizyki oferuje mapę drogową dla przeprojektowania instrukcji zgodnie z zasadami deliberate-practice:

• Zacznij od zidentyfikowania tego, czego uczniowie powinni nauczyć się robić w oparciu o to, jakich umiejętności potrzebują eksperci, aby wykonać swoją pracę. Celami powinny być umiejętności, a nie wiedza.
• Zrozumienie reprezentacji umysłowych, których używają eksperci, i dostarczenie uczniom sytuacji problemowych z informacją zwrotną, aby pomóc im stopniowo rozwijać podobne reprezentacje umysłowe. Wiąże się to z nauczaniem umiejętności poprzez skupienie się na jednym aspekcie na raz, z każdym aspektem wybranym przez nauczyciela, aby utrzymać uczniów poza ich strefą komfortu, ale nie tak daleko, aby nie mogli opanować tego kroku.
• Dawaj dużo powtórzeń i informacji zwrotnych; regularny cykl prób, porażek, otrzymywania informacji zwrotnych, ponawiania prób i tak dalej jest sposobem, w jaki uczniowie będą budować swoje reprezentacje umysłowe.

Na Uniwersytecie Kolumbii Brytyjskiej sukces podejścia Wiemana do nauczania fizyki opartego na celowej praktyce doprowadził wielu innych profesorów do naśladowania. Zgodnie z artykułem w czasopiśmie Science, w latach po eksperymencie, metody deliberate-practice zostały przyjęte w prawie stu klasach nauk ścisłych i matematyki tam z całkowitym zapisem ponad trzydziestu tysięcy studentów.

Przeprojektowanie metod nauczania przy użyciu celowej praktyki może dramatycznie zwiększyć, jak szybko i jak dobrze studenci uczą się – jak prawie niewiarygodne poprawy w uczniów Wiemana wskazują. A przez to może pomóc zaangażować i zachęcić uczniów, którzy czują, że nie mają żadnego naturalnego talentu w naukach ścisłych i matematyce, angielskim czy sztuce. Postępy są motywujące i oznaczają, że droga do mistrzostwa – droga, która do tej pory wydawała się tym uczniom zamknięta – jest teraz w zasięgu ręki.