Jak działa pamięć i uczenie się — co mówią badania

Po tej lekcji wyjaśnisz, jak działają pamięć robocza i pamięć długotrwała, odróżnisz rzetelne wnioski z badań nad uczeniem się od popularnych mitów i zaplanujesz powtórki tak, żeby uczniowie lub uczestnicy szkoleń pamiętali materiał dłużej niż do sprawdzianu.

Przez cały kurs towarzyszą Ci dwie osoby. Marta uczy biologii w liceum w Lublinie i ma w tym roku trzy klasy pierwsze. Tomasz jest trenerem w firmie szkoleniowej z Poznania i prowadzi szkolenia z obsługi klienta dla pracowników sieci sklepów. Oboje mają ten sam problem: uczniowie i uczestnicy „wszystko rozumieją” na zajęciach, a po dwóch tygodniach pamiętają niewiele.

Pamięć robocza: wąskie gardło uczenia się

Nowe informacje przetwarzamy w pamięci roboczej, czyli tam, gdzie w danej chwili „trzymamy w głowie” to, nad czym myślimy. Jej pojemność jest bardzo ograniczona. George Miller w 1956 roku pisał o „magicznej liczbie siedem plus minus dwa”, a późniejsze badania, podsumowane przez Nelsona Cowana w 2001 roku, wskazują raczej na około czterech elementów, które jesteśmy w stanie utrzymać naraz. Nie traktuj żadnej z tych liczb jako przepisu na „maksymalnie 5 punktów na lekcji” — liczy się to, ile nowych elementów uczeń musi połączyć jednocześnie.

Na tym spostrzeżeniu opiera się teoria obciążenia poznawczego, którą rozwinął John Sweller. Gdy w jednej porcji pojawia się za dużo nowych elementów, uczeń nie jest w stanie ich połączyć, nawet jeśli każdy z osobna jest prosty. Pamięć długotrwała działa inaczej: jej pojemność nie jest praktycznym ograniczeniem, a dobrze zorganizowana wiedza z pamięci długotrwałej odciąża pamięć roboczą. Dlatego uczeń, który zna już pojęcia „komórka” i „błona”, łatwiej zrozumie transport aktywny niż ktoś, kto słyszy wszystkie trzy terminy po raz pierwszy.

Wniosek praktyczny dla Marty: zanim wprowadzi nowy proces, upewnia się, że uczniowie pamiętają pojęcia, na których on się opiera, a złożony schemat pokazuje po kawałku, a nie w całości na jednym slajdzie.

Uproszczony model na podstawie: J. Sweller (1988), N. Cowan (2001), H. L. Roediger i J. D. Karpicke (2006).

Zapominanie i sen — co naprawdę wiemy

Hermann Ebbinghaus pod koniec XIX wieku uczył się list sylab bez znaczenia i mierzył, ile czasu oszczędza przy ponownej nauce po różnych odstępach. Tak powstała krzywa zapominania: najszybciej tracimy świeżo poznany materiał, później tempo zapominania spada. Jaap Murre i Joeri Dros w 2015 roku powtórzyli to doświadczenie i otrzymali bardzo podobny kształt krzywej.

Uwaga na liczby krążące w internecie, np. „zapominamy 50% w 20 minut i 90% w miesiąc”. Dane Ebbinghausa dotyczą sylab bez znaczenia i jednej osoby badanej, a tempo zapominania materiału, który rozumiemy i łączymy z wcześniejszą wiedzą, jest inne. Z krzywej wynika zasada, a nie gotowy procent: bez powtórek większość świeżej wiedzy szybko się ulatnia.

Sen też odgrywa rolę. Przegląd badań Susanne Diekelmann i Jana Borna (2010) pokazuje, że sen po nauce sprzyja utrwalaniu śladów pamięciowych. To nie znaczy, że „mózg przenosi informacje w nocy przez 6–8 godzin” — taki szczegół nie wynika z badań. Wystarczy praktyczny wniosek: nocna nauka przed sprawdzianem kosztem snu to zły pomysł, a powtórki rozłożone na kilka dni korzystają z kolejnych nocy.

Dwie techniki z najmocniejszymi dowodami

Dunlosky i współpracownicy w przeglądzie z 2013 roku ocenili dziesięć popularnych technik uczenia się i najwyżej ocenili dwie z nich:

• Ćwiczenie przywoływania (testowanie). Henry Roediger i Jeffrey Karpicke pokazali, że przywoływanie wiedzy z pamięci, na przykład podczas krótkiego testu, utrwala ją lepiej niż ponowne czytanie tego samego materiału. Metaanaliza Adesope, Trevisana i Sundararajana (2017) potwierdziła, że testy ćwiczeniowe dają lepsze wyniki niż powtórne czytanie i inne porównywane formy nauki.
• Rozłożenie nauki w czasie. Ta sama liczba godzin rozłożona na kilka sesji daje lepsze zapamiętanie niż jedna długa sesja. Cepeda i współpracownicy (2008) pokazali, że najlepszy odstęp między nauką a powtórką rośnie wraz z tym, jak długo wiedza ma przetrwać.

Nisko w tym samym przeglądzie wypadły techniki, które uczniowie lubią najbardziej: zakreślanie, wielokrotne czytanie i streszczanie. Dają poczucie, że materiał jest znany, ale słabo przekładają się na pamiętanie.

Źródło: J. Dunlosky i in., Psychological Science in the Public Interest 14(1), 2013.

Plan powtórek dla klasy i grupy szkoleniowej

Marta zaczyna każdą lekcję od trzech pytań: jedno z poprzedniej lekcji, jedno sprzed tygodnia i jedno sprzed miesiąca. Uczniowie odpowiadają na kartce, bez ocen, a potem sprawdzają odpowiedzi z nauczycielką. Zajmuje to około pięciu minut. Barak Rosenshine w zestawieniu zasad skutecznego nauczania (2012) zaleca właśnie krótką powtórkę na początku zajęć oraz regularne powtórki tygodniowe i miesięczne.

Tomasz ma trudniej: grupa spotyka się raz, na jednodniowym szkoleniu. Dlatego po szkoleniu wysyła uczestnikom trzy krótkie zestawy pytań — po kilku dniach, po dwóch tygodniach i po miesiącu — z wyjaśnieniem poprawnych odpowiedzi. Kierownicy sklepów dostają listę dwóch pytań do zadania w rozmowie z pracownikiem.

Najważniejsze w 3 punktach

1. Pamięć robocza mieści niewiele nowych elementów naraz, dlatego wprowadzaj trudny materiał w małych porcjach i opieraj go na tym, co uczniowie już wiedzą.
2. Najsilniejsze dowody mają ćwiczenie przywoływania i nauka rozłożona w czasie; zakreślanie i wielokrotne czytanie dają głównie złudzenie wiedzy.
3. Krzywa zapominania to zasada, nie gotowy procent — liczby typu „90% w miesiąc” nie mają podstaw dla materiału szkolnego.

Źródła

• G. A. Miller, „The Magical Number Seven, Plus or Minus Two”, Psychological Review 63(2), 1956 — doi.org/10.1037/h0043158
• N. Cowan, „The magical number 4 in short-term memory”, Behavioral and Brain Sciences 24(1), 2001 — doi.org/10.1017/S0140525X01003922
• J. Sweller, „Cognitive Load During Problem Solving: Effects on Learning”, Cognitive Science 12(2), 1988 — doi.org/10.1207/s15516709cog1202_4
• J. M. J. Murre, J. Dros, „Replication and Analysis of Ebbinghaus’ Forgetting Curve”, PLOS ONE 10(7), 2015 — doi.org/10.1371/journal.pone.0120644
• S. Diekelmann, J. Born, „The memory function of sleep”, Nature Reviews Neuroscience 11(2), 2010 — doi.org/10.1038/nrn2762
• J. Dunlosky i in., „Improving Students’ Learning With Effective Learning Techniques”, Psychological Science in the Public Interest 14(1), 2013 — doi.org/10.1177/1529100612453266
• H. L. Roediger, J. D. Karpicke, „Test-Enhanced Learning”, Psychological Science 17(3), 2006 — doi.org/10.1111/j.1467-9280.2006.01693.x
• O. O. Adesope, D. A. Trevisan, N. Sundararajan, „Rethinking the Use of Tests: A Meta-Analysis of Practice Testing”, Review of Educational Research 87(3), 2017 — doi.org/10.3102/0034654316689306
• N. J. Cepeda, E. Vul, D. Rohrer, J. T. Wixted, H. Pashler, „Spacing Effects in Learning”, Psychological Science 19(11), 2008 — doi.org/10.1111/j.1467-9280.2008.02209.x
• B. Rosenshine, „Principles of Instruction: Research-Based Strategies That All Teachers Should Know”, American Educator 36(1), 2012 — aft.org