Почему принципы Майера сложно применить на практике: опыт британских педдизайнеров

Исследователи из Университета Лафборо (Великобритания) поделились кейсом, как они попытались задействовать принципы мультимедийного обучения Ричарда Майера в разработке учебных материалов по математике для детей младшего (7–9 лет) и среднего возраста (11–14 лет).

Исследователи решили оформить и подать учебные материалы в соответствии с принципами мультимедийного обучения Ричарда Майера, которые, напомним, опираются на его же теорию, разработанную на базе научных исследований, а также теории двойного кодирования Аллана Пайвио и теории когнитивной нагрузки Джона Свеллера. Эти принципы были созданы, чтобы облегчить учащимся восприятие нового материала, не перегружая их рабочую память и внимание.

Однако в этом кейсе вроде бы полезные и в целом понятно сформулированные принципы Майера оказались для педдизайнеров не так просты в применении, да и польза от некоторых из них вызвала обоснованные сомнения. Своим опытом они поделились в статье «Проблемы применения принципов когнитивной науки в разработке школьной программы по математике». Пока речь лишь о профессиональном впечатлении авторов, но они планируют протестировать корректность своих наблюдений на школьниках.

Кратко пересказываем суть их статьи.

Проблема 1

Согласованность может мешать ясности, и наоборот

Одна из первых дилемм, с которой столкнулись создатели программы, относилась к принципу согласованности. Он гласит, что в учебных материалах не должно быть ничего лишнего — только то, что необходимо для достижения целей обучения. Например, никаких картинок чисто ради эстетики, но без важного смысла. Потому что всё это напрасно занимает дефицитный ресурс рабочей памяти, отвлекая внимание от главного.

Чтобы соблюсти принцип согласованности, авторы программы постарались избавиться от любого контента, который мог бы увеличить когнитивную нагрузку: лишних деталей, элементов оформления и примеров, без которых вполне можно обойтись. Материалы они оформляли в едином стиле: минимум посторонних элементов, удобные шрифты, простая цветовая гамма и достаточно свободного пространства, чтобы информация не была слишком «спрессована» на одной странице.

Тексты заданий писали простым языком — то есть без канцеляризмов и сложных терминов, максимально просто, понятно и по возможности коротко.

Однако такая лаконичность, как оказалось, потенциально сулит проблемы.

Например, в разделе о статистике авторы обнаружили, что максимально краткое определение мешало ясному изложению и исключало множество деталей, которые на самом деле оказались нужны для понимания.

А в разделе, где говорилось о фракциях, наоборот, объёмное определение оказалось лишним — просто потому, что у него нет чёткого значения и его поиск не входит в учебные цели. В общем, в каждом конкретном случае приходилось буквально «взвешивать», где подробность изложения нужна для полной ясности, а где уместна краткость.

Такая же проблема обнаружилась и с изображениями. Принцип согласованности требует избегать слишком большого числа иллюстраций — условно говоря, для понимания задачи про поезд картинка с поездом не очень-то нужна. Тем не менее разработчики обнаружили, что в некоторых случаях этого требует контекст: например, дети, для которых английский — второй язык, могут элементарно не знать используемое слово (даже такое простое, как тот же «поезд»), а картинка их сориентирует.

Авторы привели пример с задачей про угол поворота головы, в которой упоминалась способность сипух (разновидность сов) поворачивать голову более чем на 270 градусов. Эту задачу проиллюстрировали изображением сипухи. Авторы статьи решили, что заодно это поможет и ученикам, у которых английский — родной язык, разобраться, о каком «угле поворота» вообще идёт речь. В результате это снизит их когнитивную нагрузку.

Проблема 2

Сложно разделить контекст и увлекательные детали

Учебники и учебные материалы ценны не просто перечислением скупых фактов, но и богатым, информативным и интересным контекстом, который вовлекает в обучение. Однако, согласно теории когнитивной нагрузки и той же теории мультимедийного обучения, он не должен быть чрезмерно стимулирующим и перегружать мозг учащихся лишней информацией. При этом трудно разобраться, что полезно и важно, а что, хотя и интересно, но перегружает. Ведь есть масса забавных фактов, которые вроде бы призваны побудить к любознательности, а на деле отвлекают от ключевой идеи и мешают запоминанию — их обычно и называют увлекательными или соблазнительными деталями.

Разработчики программы по математике пришли к универсальному решению: всякие исторические экскурсы и любопытные, но явно отвлекающие факты убрали, а оставили лишь такой «завлекательный» контент, который непосредственно относился к решению задач. Иными словами, когда нужно было не просто прочесть что-то интересное, но ещё и использовать это в решении.

Впрочем, особенности выбора контента относятся не только к занятным фактам, но и к условным сценариям, в которые погружают учащихся. Так, в разделе о статистике для учеников средней школы исследователи выбирали между примерами, по условиям которых школьники организуют благотворительный концерт, и примерами с личной выгодой. Они предпочли первые, посчитав, что так лучше получится избежать возникновения у ребят во время чтения вопросов, которые будут отвлекать, например: «А что бы я купил, если бы собрал такую сумму?»

Проблема 3

Персонализация потенциально ведёт к ошибкам

Ещё один принцип, которым воспользовались разработчики программы по математике, — принцип персонализации. Он гласит, что люди лучше усваивают информацию в разговорном, непринуждённом стиле речи, то есть таком, который ближе к их реалиям. С помощью рисованных персонажей (детей и взрослых) авторы статьи попытались решить проблему слишком абстрактных концепций, которые на первых порах трудно визуализировать, применить и усвоить.

Так, в учебные материалы добавили персонажей. Например, такой «герой» учебника ошибочно решал задачу — а школьникам нужно ошибку разобрать. Или два персонажа давали одинаковый ответ, предлагая разные пути решения, чтобы учащиеся могли подискутировать. «Частое использование вымышленных ошибок и заблуждений учащихся направлено на то, чтобы нормализовать такое поведение и, следовательно, помочь учащимся более комфортно осознавать ценность обучения самим совершать ошибки и разрешать разногласия посредством обсуждения», — объяснили авторы свой выбор.

Однако такой подход таит в себе и риски, отмечают педдизайнеры. Так, юному читателю может врезаться в память как раз неправильное решение с яркой картинки. Правда, учитель, заметив пробелы в знаниях, это, вероятно, исправит.

Кроме того, используя персонажей, авторам приходилось следить, чтобы ошибки не приписывались постоянно лишь одному из них — это могло бы сформировать досадные стереотипы.

Читайте также:

Как добавить в учебный курс интерактивности с помощью персонажей

Проблема 4

Принципы Майера не всегда помогают удачно располагать контент

Иллюстрации с наглядными примерами, диаграммами, графиками исследователи постарались разработать в соответствии с двумя принципами Майера — принципом пространственной связи (его суть: люди лучше усваивают информацию, если подписи к иллюстрации расположены непосредственно в ней или совсем рядом) и сигнализации (люди лучше воспринимают материал, в котором самые важные моменты каким-то образом выделены, отмечены, и в структуре которого в целом легко сориентироваться).

Британские исследователи старались разносить и обозначать подзаголовками каждый блок материала, сопровождали иллюстрации подписями в них. Конечно, к этому подходили с долей креатива, но на практике выяснилось, что строгое соблюдение принципов порой мешает вёрстке. Например, некоторые подписи попросту не помещались на картинках, а слишком близкие расстояния между ними и изображением приводили к нагромождению. В итоге либо иллюстрацию, либо текст приходилось сжимать — а это мешает их распознаванию.

Возникли вопросы и с тем, как быть с цветным шрифтом. Им обозначали, например, математические структуры и определённые действия. Дизайнеры были ограничены в палитре, потому что слишком много цветов на картинках мешает восприятию, к тому же люди воспринимают цвета по-разному (да и не все вообще их различают).

Поскольку это были учебные материалы, которые предполагали распечатку в школах, исследователи пришли к такому решению: они сохранили для педагогов возможность самостоятельно корректировать цвета (все материалы можно свободно редактировать) и постепенно уменьшили частоту использования цвета по мере продвижения от главы к главе.

Проблема 5

Помощь новичкам потенциально вредит ученикам с опытом

Финальная проблема, которую пришлось решать разработчикам программы, связана с двумя принципами. Один из них — предварительной подготовки — гласит, что люди усваивают информацию, если знакомы с терминами и понятиями, которые там упоминаются. Иначе говоря, людям нужно напоминать, о чём идёт речь в том или ином задании, или давать глоссарий. Второй принцип не из теории мультимедийного обучения, а из теории когнитивной нагрузки — принцип, или эффект, проработанных примеров. Суть его в том, что ученикам нужно давать задачу с подробно проработанным решением и вопросом в конце. Если опыта у человека пока недостаточно, то это снизит уровень его когнитивной нагрузки.

Оба эти принципа хорошо работают для тех, у кого недостаточно знаний по теме. А вот для учащихся с опытом они могут быть как просто бесполезными, так и вредными, потому что для них всё это избыточная информация. Вопрос исследователей заключался в том, как принципы Майера могут помочь снизить такой эффект избыточности.

Авторы программы придумали несколько способов задействовать их. Например, в некоторых случаях они размещали рядом с задачей отдельные блоки с лаконичными «напоминалками» — они были отмечены цветом и соответствующим подзаголовком. А в проработанные примеры добавляли диаграммы и цветовые обозначения. Кроме того, такие примеры старались не обозначать отдельно, сложность примеров постепенно усиливали, а вот их число от главы к главе снижали. Причём примеры сопровождали картинками, а порой и двойными решениями от лица разных персонажей — показывая, что для поиска ответа есть несколько путей. Чем дальше, тем больше авторы переходили к открытым вопросам или решению проблем, а от предложения готовых алгоритмов старались уйти.

Читайте также:

Исследование: предварительные знания не уменьшают, а увеличивают когнитивную нагрузку

Какой вывод сделали разработчики учебных материалов

Хотя авторам статьи ещё предстоит проверить свои наблюдения и выводы на реальных школьниках, основной вывод они уже сделали: красивая и практичная на первый взгляд теория на деле оказывается не слишком удобной для применения. Учёным только предстоит понять её границы и разобраться в противоречиях.

«Мы считаем, что без такого рода знаний педагогические дизайнеры не могут просто сказать, что они „применяют принципы когнитивной науки“, как будто это легко сделать. Исследования процесса разработки, которые фокусируются на необходимых компромиссах между принципами, могут помочь педдизайнерам принимать решения сообща, когда они выбирают тот или иной подход и пытаются найти золотую середину между конкурирующими требованиями», — заключили авторы статьи.