Когнитивизм в обучении: что это за подход и чем он важен

Современные исследователи утверждают, что специалистам в сфере образования необходимо знать, как работает человеческий мозг. Тогда легче давать учебный материал так, чтобы ученики его действительно усвоили. Впрочем, мысль эта не новая — и когнитивный подход в обучении тому доказательство.

Что такое когнитивизм

Когнитивизм — это направление психологии и подход к обучению, которые фокусируются на мыслительных процессах. Когнитивисты считают, что учёба определяется тем, как наш разум воспринимает, обрабатывает, хранит, а затем воспроизводит и использует информацию. Поэтому обучение они рассматривают как внутренний процесс, включающий память, мышление, рефлексию, абстрагирование, мотивацию и метапознание.

Согласно когнитивистскому подходу, разум похож на компьютер. Он функционирует на алгоритмах, которые разрабатывает для обработки информации и принятия решений. Мозг хранит знания в долгосрочной памяти в виде схем — ментальных структур, объединяя в них связанные между собой концепции и понятия.

Главные задачи когнитивного подхода — понять и объяснить, как устроены и функционируют все эти мыслительные процессы. В контексте образования это означает создание таких стратегий, которые позволят ученику применять новую информацию в разных условиях. Педагог подаёт новую информацию так, чтобы связать её с уже имеющимися у ученика знаниями — то есть создавать или менять, расширять существующие ментальные схемы.

Как появился когнитивный подход к обучению

Иногда когнитивизм называют когнитивной теорией обучения. Это не совсем справедливо, поскольку у этого образовательного подхода нет какого-то конкретного создателя и включает он не одну, а множество различных теорий.

Широкое распространение когнитивный подход получил в пятидесятых-шестидесятых годах. Влияние когнитивных теорий на психологию и сферу образования оказалось столь велико, что привело к появлению целого интеллектуального движения. Оно вошло в историю под названием «когнитивная революция». Хотя бум интереса к когнитивизму и пришёлся на середину прошлого века, первые исследования в этой области начались за многие десятилетия до того.

Перечислим некоторые из них.

Концепция кривой забывания

Одним из первых трудов, которые дали предпосылки для многих будущих когнитивных теорий, стали эксперименты с памятью Германа Эббингауза.

Этот немецкий учёный проводил опыты как на себе, так и на своих студентах: им приходилось заучивать бессмысленные наборы слогов, используя различные техники запоминания, а экспериментатор засекал время и отслеживал, как скоро испытуемые забывают то, что выучили. Эббингауз обнаружил, что через 20 минут после заучивания ученики помнят только 60% от выученного, через девять часов — 40%, а через месяц — чуть больше 20%. Выявленная зависимость получила имя «кривая забывания», а изучение устройства и работы памяти стало одним из ключевых направлений в когнитивном подходе.

Теория инсайтного обучения

Считается, что истоки когнитивизма также лежат в работах гештальтпсихологов. Один из основателей этого направления — немецкий и американский психолог Вольфганг Кёлер. Он провёл несколько экспериментов с шимпанзе, и результаты сформировали основу для его идеи «инсайта в научении» — внезапного осознания нужных взаимосвязей.

Например, в ходе экспериментов обезьянам нужно было достать связку бананов, а для этого преодолеть какое-либо препятствие. Так, в одном случае бананы были слишком высоко, а в другом — за пределами клетки. Учёный обнаружил, что в попытке получить еду животные проявляли схожее поведение и реакции.

Кёлер пришёл к выводу, что они действуют не методом проб и ошибок, а переживают вспышку озарения. А потом отталкиваются от своего «инсайта», пока не достигнут цели. Так появилась теория инсайтного обучения, которая стала одним из первых аргументов в пользу участия мышления в учебном процессе.

Теория схем

Важную роль в развитии когнитивного подхода сыграли и работы британского психолога Фредерика Чарльза Бартлетта. В 1932 году он сформулировал теорию схем.

Схемами учёный называл ментальные конструкции, в которые, по его предположению, мозг организует свои знания о мире, чтобы новую информацию было проще обрабатывать и запоминать. Когда человек сталкивается с информацией, которая соответствует уже существующей у него схеме, его мозг интерпретирует её на основе этой когнитивной структуры. Однако если информация не вписывается в существующую схему, то, скорее всего, будет забыта.

К такому выводу Бартлетта привели исследования по воспроизведению по памяти индейских народных сказок. По условиям эксперимента, с такой задачей должны были справиться европейцы. Учёный заметил, что многие из пересказов получались неточными — люди заменяли незнакомые детали сюжета на что-то более понятное и привычное.

В дальнейшем понятие схемы было расширено и переработано в работах Марвина Минского, Жана Пиаже, Дэвида Румельхарта и других.

Сегодня же схемы — одно из ключевых понятий когнитивного подхода. Под схемами когнитивисты понимают ментальные структуры, в которые мозг организует информацию для хранения и дальнейшего использования. Эти структуры содержат группы связанных воспоминаний, понятий или слов. Такой способ организации помогает мозгу извлекать знания из долговременной памяти и подключать к ним новые части информации гораздо быстрее и эффективнее.

Например, когда мы слышим или видим слово «автомобиль», мозг услужливо подкидывает нам целый комплекс знаний о том, как может выглядеть этот вид транспорта, как он устроен, как работает, словом, мы мгновенно вспоминаем всё то, что уже знаем о машинах. Именно построение или изменение (расширение) ментальных схем и есть, по мнению сторонников подхода, суть обучения.

Модель памяти Аткинсона ― Шиффрина

Другая важная для когнитивизма концепция — модель памяти Аткинсона ― Шиффрина — была предложена в 1968 году психологами Ричардом Аткинсоном и Ричардом Шиффрином.

Согласно теории, человеческая память состоит из трёх, условно говоря, блоков:

• Сенсорная. Сюда информация поступает из органов чувств и хранится в течение очень короткого времени: визуальная информация — менее полусекунды, а звуковая — две секунды.
• Кратковременная. В этот блок информация попадает из сенсорной системы под воздействием внимания. Она хранится около 20 секунд, причём одномоментно в кратковременной памяти находится от пяти до девяти элементов, считал ещё один знаковый когнитивист Джордж Миллер.
• Долговременная. Это блок, где информация хранится постоянно. То есть именно здесь «живут» наши знания и воспоминания.

Аткинсон и Шиффрин не утверждали, что память физиологически устроена именно так. Предложенные ими структуры — скорее гипотетические модели, которые объясняют работу памяти.

Их теория стала основой для других исследований. Например, она повлияла на создание модели рабочей памяти Алана Бэддели и Грэма Хитча. Благодаря последней кратковременную память рассматривают уже не как одно только внутреннее хранилище поступающей информации, но и как место её обработки.

Выше перечислена лишь часть имён, связанных с развитием когнитивной психологии. Большое влияние на формирование когнитивного подхода оказали также идеи уже упоминавшегося выше швейцарского психолога и философа Жана Пиаже. И хотя о нём обычно говорят как о представителе конструктивизма в обучении, его идеи, связанные с природой и развитием человеческого интеллекта, дали толчок многим теориям когнитивизма.

Читайте также:

Конструктивизм в обучении: почему этот прекрасный педагогический подход не стал массовым

Как применяют когнитивный подход

Одна из главных сильных сторон когнитивизма — широкие возможности для его практического применения. На основе многочисленных работ когнитивистов появляются теории и подходы к обучению. Они объясняют, как построить процесс, чтобы учитывать особенности мыслительных процессов.

Приведём три известных примера.

• Таксономия образовательных целей Бенджамина Блума.

В её основе лежит идея, что связанные с познанием цели могут быть разделены и ранжированы по степени трудности. Таксономия помогает педагогам и методистам правильно определять задачи обучения и выстраивать как отдельные занятия, так и целые программы, а ещё подбирать задачи и инструменты оценивания под каждый этап обучения.

Читайте также:

Таксономия Блума: что это такое и зачем она педагогам и методистам

• Теория условий обучения Роберта Ганье.

На её основе строится модель из девяти этапов (или событий) преподавания, которые помогают облегчить и стимулировать внутренние процессы обучения для учеников. Причём чем самостоятельнее ученики, тем больше событий преподавания они возьмут на себя.

Девять этапов Ганье помогают структурировать уроки, формулировать цели обучения на понятном языке и избегать когнитивных искажений при оценке работы учеников.

Читайте также:

9 событий преподавания: подходы психолога Роберта Ганье

• Теория когнитивной нагрузки Джона Свеллера.

Согласно теории Свеллера, учебные программы должны строиться так, чтобы они не перегружали мозг учеников. Это требование связано с особенностями работы памяти: количество информации, которое может удерживаться в кратковременной (рабочей) памяти одномоментно, ограничено. Исследователи выяснили, что излишняя когнитивная нагрузка может препятствовать приобретению новых знаний. Теория Свеллера помогает понять, какие факторы влияют на усвоение учебного материала, каким должна быть его сложность, как эффективно распределить и подать информацию.

Читайте также:

Теория когнитивной нагрузки: почему в обучении «больше» не значит «лучше»

В разных теориях есть и общие черты. Обычно их объединяет цель — сделать новые знания значимыми для ученика. Ему нужно помочь «организовать» эту информацию и связать её с уже известной. Проще говоря — разложить новые знания по полочкам.

На обучение влияют:

• мыслительные процессы — то, как учащиеся воспринимают, организуют, кодируют, хранят и извлекают информацию под влиянием контекста, в котором она предоставляется;
• предварительные знания, а также убеждения, установки и ценности учеников;
• автоматизм, то есть степень развития навыков для обработки информации.

Есть и общие черты структуры построения учебной программы. Зачастую когнитивисты предлагают:

• понять, как организованы уже имеющиеся у учеников знания;
• определить, как структурировать новую информацию в соответствии с уровнем и организацией текущих знаний;
• осмысленно связать новую информацию с существующей;
• организовать практику со структурно значимой обратной связью, чтобы новые знания добавлялись к уже существующим.

Читайте также:

Методы метапознания: как научить учиться детей и взрослых

За что критикуют когнитивизм

Когнитивный подход популярен в педагогической среде, но и претензии к нему всё же есть.

Норвежский психолог и профессор когнитивной психологии в Университете Осло Гейр Оверскейд отмечал, что когнитивисты не учитывают роль эмоций в обучении, да и в целом игнорируют любые другие причины, кроме когнитивных, чтобы объяснить поведение человека. Например, когнитивные теории не принимают во внимание генетические, культурные или социальные особенности учеников.

Кроме того, объяснял учёный, когнитивизм ссылается на процессы, которые нельзя наблюдать непосредственно. Проще говоря, пока теории во многом строятся на наблюдениях и умозаключениях, поэтому и реальные результаты оценить сложно. Впрочем, это сейчас активно исправляют нейробиологи, изучая, как работает мозг.

Читайте также:

Нейронауки об образовании: что это такое и зачем они тем, кто учит?

Тут же возникает и ещё одна претензия — отсутствие экологической валидности. Этим термином учёные обозначают степень соответствия условий эксперимента исследуемой реальности. Критики указывают, что когнитивисты часто проводят свои исследования в искусственной обстановке, не соответствующей реальному миру.

Так, частью исследования памяти может быть тестирование учеников в классе. Однако, если они испытывают там большее давление (например, из-за завышенных ожиданий), их память будет работать хуже, чем, например, дома. Отсутствие экологической валидности может привести к менее репрезентативным для реальной жизни результатам. За пределами экспериментальной среды их просто нельзя будет применить.