PROCESY UCZENIA SIĘ

Aleksander Piecuch, PL

Streszczenie

Artykuł w zarysie omawia problematykę związaną z procesem uczenia się. Współczesny świat, zmierzający w kierunku społeczeństwa informacyjnego narzuca szybkie tempo rozwoju a tym samym również szybkie tempo uczenia się. Poznanie mechanizmów odpowiedzialnych za szybkość przyswajania nowych informacji jest kluczem do prawidłowego projektowania procesów dydaktycznych.

PROCESSES OF LEARNING

Abstract

This article in outline talks over problems connected with learning process. Present the world, aiming in command of informative society throws the fast pace of development on and the same the also fast pace of learning. Get to know of mechanisms of liable for the speed assimilation of new information is the key to correct projection of didactic processes.

Uczenie się to niewątpliwie jedna z tych właściwości człowieka, która trwa przez całe życie. W pewnym wieku przybiera zinstytucjonalizowane formy, w głównej jednak mierze jest procesem inicjowanym przez człowieka, chociaż ten ostatni uczy się także nie świadomie poprzez swoje uczestnictwo w życiu społecznym. Współcześnie coraz większą wagę przywiązuje się do poznania procesów uczenia się. Z jednej strony ma to istotne znaczenie z punktu widzenia prawidłowego kierowania procesem poznawczym osoby uczącej się, zaś z drugiej strony to coraz większe zainteresowanie ludzkim mózgiem i sposobem przetwarzania przez niego informacji, wynika z chęci zaimplementowania modelu mózgu dla potrzeb sztucznej inteligencji. Dodajmy, że zasadnicza różnica w sposobie przetwarzania informacji przez mózg i komputer, polega między innymi na tym, że mózg przetwarza informacje równolegle, natomiast komputer szeregowo. Powyższa problematyka leży w zainteresowaniach stosunkowo młodej dyscypliny naukowej kognitywistyki (cognitive science).

Na gruncie szeroko po­jętej edukacji, poznanie istoty funkcjonowania ludzkiego mó­zgu pozwoliłoby
w sposób efektywny planować i kierować procesami poznawczymi. Wa­runkiem koniecznym dla roz­woju umysłowego osoby uczą­cej się jest posiadanie pamięci. To ona decyduje o sposobie zapamiętywania, odtwarzania potrzebnych informacji i ich wymiany pomiędzy wewnętrz­nymi strukturami pamięci, w konsekwencji prowadząc do określonych reakcji ze środowi­skiem osoby uczącej się. Poniż­sze schematy w sposób uprosz­czony prezentują modele umy­słu osoby uczącej się.

W modelu rys.1 wyróż­niono trzy rodzaje pamięci (Bednaruk, 2002):

• pamięć sensoryczną - odpowiedzialną za ko­munikację człowieka ze środowiskiem zewnętrz­nym. Jej rolą jest prze­chwytywanie bodźców wzrokowych słucho­wych itp. i kierowanie ich do dalszego prze­twarzania w pamięci krótkoterminowej,

• pamięć krótkotermino- wa - odpowiada za wprowadzenie infor-macji do świadomości i przygotowania ich do zakodowania w pamięci długoterminowej,

• pamięć długoterminowa - jest odpowiedzialna za długoterminowe przechowywanie informacji.

Pomiędzy pamięciami krótkoterminową i długo-terminową zachodzą relacje pozwalające w trakcie konkretnej sytuacji na przeniesienie informacji
z pamięci długoterminowej do pamięci krótkoterminowej i ich wykorzystanie w postaci reakcji osoby uczącej się na określoną sytuację. Analogiczny model z rys. 2 wyjaśnia zachowania poznawcze człowieka, takie jak efekty pamięci, kolejność odpowiedzi
i przypominania, uczenia się nowych słów, uczenie się elementów programowania
i rozumowanie geometryczne w czasie dowodzenia twierdzeń (Duch, 2005).

Kolejny bardziej rozbudowany model prezentuje strukturę zależności funkcjonalnych pomiędzy podstawowymi formami aktywności psychicznej (rys. 3)

W prezentowanym modelu (J. Młodkowski, 1998):

procesy sensoryczne to - aktywność narządów zmysłowych polegające na transformacji sygnałów zewnętrznych na impulsy bioelektryczne,

procesy orientacyjne - to funkcja realizowana przez układ nerwowy przy dominującym udziale analizatorów, której rezultatem jest powstanie psychicznej,
w obrazowej formie reprezentacji obiektów znajdujących się aktualnie w sferach odbioru sygnałów przez receptory,

procesy poznawcze - to grupa procesów, których funkcją są operacje transformujące informację stanowiącą treść procesów orientacyjnych,

procesy emocjonalno-motywacyjne - uzupełniają rezultaty transformacji poznawczej
w ocenę wartościującą oraz program działania zależny także od rezultatów tej oceny,

procesy wykonawcze - to aktywność narządów zdominowanych przez układ mięśniowy, umożliwiający wykonywanie czynności prowadzących do zmian w świecie fizycznym,

procesy uwagi - zespół funkcji psychicznych polegający na selekcji treści i nadzoru nad aktywnością poszczególnych ogniw mechanizmu pod względem jej zgodności z planem,

procesy pamięci - funkcja mnemoniczna psychiki polegająca na przechowywaniu różnych postaci sygnału na odpowiednich poziomach jego przetworzenia i przez zróżnicowane okresy,

funkcja samokontroli - zespół procesów umożliwiających korektę planu działania
w sytuacjach, gdy efekty czynności cząstkowych nie pokrywają się z celem.

Przedstawione modele, dają ogólny obraz procesu uczenia się, uzmysławiając jednocześnie fakt, że na efektywność tego procesu (zapamiętywanie i reminiscencja), złożą się również inne procesy przebiegające równolegle do aktu uczenia się,
a jednocześnie biorące w nim bezpośredni udział. Proces uczenia się, w najbardziej
z możliwych stopni uproszczenia można sprowadzić do stwierdzenia: poznać treść przy pomocy zmysłów, przetworzyć ją w pamięci krótkotrwałej i umieścić w pamięci długoterminowej, po to by później w określonej sytuacji wydobyć ją z pamięci długoterminowej, umieścić w pamięci krótkoterminowej i oddać ją w formie reakcji do środowiska zewnętrznego (Piecuch, 2005). Pomimo niedogodności związanych
z prezentowanymi modelami pamięci warto zwrócić szczególną uwagę na funkcję pamięci krótkoterminowej. Jak wynika z przypisywanych jej właściwości od niej zależą w głównej mierze procesy pamięci, bowiem ona jako pierwsza „interpretuje poznawaną rzeczywistość”. Stąd można wnioskować o istotnym znaczeniu rodzajów i postaci bodźców jakie do niej docierają. Informacja odebrana w niezrozumiałej formie, zbyt zawiła, skomplikowana, można przypuszczać, że nie zostanie w sposób prawidłowy zinterpretowana i przetworzona w użyteczną postać informacji, nadającej się do przechowania w pamięci długoterminowej. Dodajmy, że pojemność pamięci krótkotrwałej jest ograniczona do (5-9) elementów, a czas przechowywania nie przekracza 30s. Po tym okresie informacja znika lub jest wypierana przez nowy materiał. Informacja jest tracona bezpowrotnie, jeśli nie skierujemy na nią uwagi i nie podejmiemy aktywnego powtarzania, którego celem jest bądź jej utrzymanie, bądź przekazanie do magazynu pamięci długoterminowej (J. Trempała, 2004). Proces uczenia się - nauczania, jest kompilacją pięciu kategorii decydujących o uczeniu się „nowego”. Według R. M. Gagne (1992) są nimi:

• Umiejętności intelektualne - pozwalające uczącemu się operować symbolami,

• Strategie poznawcze - dzięki którym uczeń kontroluje własne procesy uczenia się,

• Informacje werbalne - przechowywane w pamięci uczącego się fakty i „zorganizowana wiedza o świecie”,

• Postawy - stany wewnętrzne wpływające na to, jakie działanie wybierać będzie uczeń,

• Umiejętności motoryczne - koordynowanie ruchów w celu wykonania zamierzonych czynności.

Umiejętności intelektualne

Tak sformułowane kategorie pozwalają na prawidłowe planowanie procesu dydaktycznego. Punktem wyjścia są umiejętności intelektualne. Przyjmując założenie, że każdego ucznia charakteryzuje pewien stan wyjściowy jego umiejętności intelektualnych, można na ich bazie budować nowe wyżej zorganizowane struktury intelektualne (por.: rys.4). Z prezentowanego schematu wynika wprost wzajemna korelacja pomiędzy umiejętnościami bazowymi a nowymi modelującymi się umiejętnościami. Dodajmy, że są to umiejętności rozległe tzn. mające zastosowanie w wielu obszarach działalności człowieka, co w przypadku podejmowanych przez człowieka działań nabiera szczególnego znaczenia.

Strategie poznawcze

Strategie poznawcze należą do najistotniejszych umiejętności w procesie uczenia się. Są całkowicie pod kontrolą osoby uczącej się i są przez nią modelowane. Dodajmy, że
w przypadku każdego uczącego się mogą przybierać różne formy, czego powodem są na ogół odmienne właściwości recepcyjne osoby uczącej się. Strategie poznawcze kształtują się najwyraźniej podczas rozwiązywania problemów, tworząc w ten sposób rodzaj wiedzy proceduralnej, czyli „wiem, jak…” (J. Kozielecki, 1998). Jeśli mówimy o problemie, mamy do czynienia ze złożonym zagadnieniem, na ogół nie dającym się rozwiązać
w sposób liniowy (bezpośredni). Aby dojść do rozwiązania problemu głównego, konieczne jest jego rozłożenie na szereg zagadnień (problemów cząstkowych). Proces poznawczy u ucznia przebiega i uwydatnia się w działaniu poprzez kreowanie nowych umiejętności, by w konsekwencji doprowadzić do powstania nowej jakości w postaci wiedzy. Sprzyja to powstaniu stanu struktury otwartej. Wytworzenie zatem odpowiednich warunków pewnej swobody w poszukiwaniu rozwiązań i dochodzeniu do prawdy, może przynieść zdecydowanie lepsze rezultaty. Uczeń musi się zaangażować emocjonalnie w to co robi, mieć świadomość, że coś zależy od niego, użyć wszystkich znanych mu metod i środków niezbędnych do rozwiązania problemu. Wobec tego, kiedy i w jaki sposób, dane czy informacje pozyskane w procesie poznawczym przekształcają się w wiedzą. Sądzę, że dobrą ilustracją tego problemu, może stanowić poniższy schemat rys.5.

Informacje werbalne

Informacje werbalne zajmują jedną z najważniejszych pozycji w procesie nauczania-uczenia się. Ich występowanie zazwyczaj nieco poprzedza zasadniczy proces nauczania. Informacja werbalna to także przekaz wiedzy o faktach i regułach. W umyśle ucznia tworzony jest w ten sposób zasób wiedzy deklaratywnej zwanej także narracyjną (J. Kozielecki, 1998). Innymi słowy wiedza deklaratywna to ”wiem, że…”. Nagromadzony w pamięci ucznia zasób wiedzy deklaratywnej pozwala do niej sięgnąć w czasie kiedy jest ona potrzebna. Nie oznacza to jednak wiernego odtworzenia poznanych wcześniej informacji w sposób dosłowny, lecz odtworzenie ich sensu (istoty). Same informacje werbalne jakkolwiek bardzo cenne nie wnoszą żadnej nowej jakości dla ucznia. Przekaz werbalny musi przebiegać równolegle do strategii poznawczej, co schematycznie pokazano na rys. 6. W trakcie trwania czynności poznawczych, następuje ponowne, wizualne tworzenie się obrazu pojęcia, dopiero wówczas można dostrzec jego istotę, można by rzec, że pojęcie początkowo wyłącznie werbalne zostało obecnie wizualizowane. Warto jeszcze raz podkreślić, że informacja werbalna to punkt wyjścia do dalszych działań dydaktyczno-edukacyjnych. Aparat pojęciowy, objaśnienie, a następnie instruktaż - to elementy pozwalające z jednej strony na wzajemną komunikację z drugiej strony pozwalające ukierunkować sposób myślenia i działania ucznia. Cechą informacji werbalnych jest również to, że może zostać ona wykorzystana w różnych kontekstach jako część wiedzy uniwersalnej - intedyscyplinarnej.

Postawy

Pojęcie postawy pojawiało się wcześniej w różnych kontekstach, czym w istocie jest postawa wobec procesu uczenia się? Gagne (1992), w tym kontekście, postawę definiuje jako: trwały stan umysłu wpływający na dokonywanie wyboru działania.

Postawę należy uznać za rodzaj moderatora wpływającego na określone zachowanie się wobec określonej klasy problemu, przez podmiot uczący się. Miarą zmiany tego zachowania, będzie zmiana prawdopodobieństwa dokonania właściwego wyboru. Uczeń np. chcąc dokonać analizy wpływu współczynników równania kwadratowego na kształt krzywej (wykresu) do rozwiązania tego problemu użyje arkusza kalkulacyjnego.

Umiejętności motoryczne

To już ostatnia kategoria procesu uczenia się. Jej roli nie można niedoceniać, chociaż prawdopodobnie będziemy zgodni w twierdzeniu, że odgrywa ona zmienną rolę w procesie uczenia się. Wynika to z faktu, że w różnych obszarach działalności człowieka (w tym także w procesie uczenia się) oczekuje się od ucznia zróżnicowanych form umiejętności motorycznych.

Podsumowanie

Procesy uczenia się są procesami bardzo złożonymi i nie do końca poznanymi naukowo. O tym fakcie świadczy chociażby dynamicznie rozwijająca się dyscyplina naukowa kognitywistyka. Można zaryzykować stwierdzenie, że im bardziej zbliżymy się do poznania procesów rządzących procesami pamięci tym lepiej będziemy potrafili optymalizować proces dydaktyczny nauczania i uczenia się.

Literatura

Bednaruk W., 2002, Wpływ technologii edukacyjnych na pedagogikę,”MEWa 3/2002

Duch W., 2005, Sztuczna inteligencja i modele umysłu, http://www.phys.uni.torun.pl/~duch/cog-book/AI/AIA.pdf

Gagne R., Briggs L., Wager W., 1992, Zasady projektowania dydaktycznego, Warszawa

Kozielecki J., 1998, Koncepcje psychologiczne człowieka, Warszawa

Młodkowski J.,1998, Aktywność wizualna człowieka, Warszawa

Piecuch A., 2005, Procesy uczenia się-nauczania przedmiotów informatycznych, (w:) Technika-Informatyka-Edukacja. Teoretyczne i praktyczne problemy edukacji informatycznej, red. FuranekW., Piecuch A., Walat W., Rzeszów

Trempała J.: 2004, Psychologia rozwoju człowieka. Rozwój funkcji psychicznych, [red.]: Harwas-Napierała B., Trempała J., Warszawa

Contact:

Aleksander Piecuch, dr

Uniwersytet Rzeszowski

Instytut Techniki

Zakład Dydaktyki Techniki i Informatyki

ul. Rejtana 16A

35-959 Rzeszów

e-mail: [e-mail]

Rys. 1. Modułowy model pamięci-przetwarzanie informacji [źródło: Bednaruk]

Rys. 2. Model ACT [źródło: Duch, 2005]

Rys. 3. Struktura zależności funkcjonalnych pomiędzy podstawowymi formami aktywności psychicznej [źródło: Młodkowski, 1998]

Rys. 4. Rozwój umiejętności intelektualnych [źródło: opracowanie własne]

Rys. 6. Współzależność informacji werbalnych i strategii poznawczych [źródło: opracowanie własne]

Rys.5. Proces dochodzenia do wiedzy [źródło: opracowanie własne]

---