Научить невозможному. Как помочь ученикам освоить любой предмет и не бояться экзаменов

Как формирование долговременной памяти укрепляет рабочую память

Термины «рабочая память» и «интеллект» описывают связанные между собой базовые процессы. И правда, людям с пониженным объемом рабочей памяти учиться бывает труднее. Но не забывайте, что долговременная память может в конце концов стать частью рабочей памяти, особенно если вы делаете упражнения на повторение. Это радует, ведь, если человек с пониженным объемом рабочей памяти будет формировать и укреплять нейронные связи в долговременной памяти, эти связи увеличат емкость его рабочей памяти по какой-либо теме. Иными словами, чем больше помощи рабочей памяти оказывают предшествующие познания, хранящиеся в долговременной памяти, тем проще ученикам – особенно ученикам с емкостью рабочей памяти ниже средней – осваивать новый материал.

Поначалу понять исключительную важность фоновой практики может быть непросто. Например, давайте разберем предложение: «Зеленый пингвин ест яблоко». За минуту вы запишете это предложение по буквам без особого труда. Теперь давайте посмотрим на другое предложение: The green penguin is eating an apple. Если вы не говорите по-английски, вам будет сложно удержать в уме все буквы и записать их в течение минуты, даже несмотря на то, что английский пингвин ест яблоко точно так же. В данном случае емкость нашей рабочей памяти зависит от наличия русского и английского языков в долговременной памяти. Фоновые знания важны – невероятно важны. Они повышают размер мячиков информации (специалисты по нейронаукам иногда называют их фрагменты), которые способна удерживать рабочая память. Так что, хотя у вашего осьминога внимания неизменное количество конечностей, фоновая подготовка по этой теме позволит вам держать в рабочей памяти больше информации. Мячики информации в щупальцах вашего осьминога становятся крупнее^[9].

Как отметил исследователь Джон Свеллер, более всего известный своей теорией когнитивной нагрузки, причудливая связь рабочей и долговременной памяти – определяющий фактор человеческого познания. Постичь эту связь – значит, во многом понять, как функционирует наше сознание. Но долговременная память, так сказать, является на свадьбу без приглашения: она проникает в любую попытку измерить емкость рабочей памяти. Дело в том, что содержимое долговременной памяти разительно преобразовывает объем рабочей памяти.

К сожалению, исследователям не удалось достоверно доказать, что общий объем рабочей памяти можно увеличить тренировками, хотя нечто похожее на повышение ее емкости можно наблюдать в отдельных областях практической деятельности. (Это относится и к идее, что осьминог внимания может жонглировать более крупными мячиками тем же числом конечностей – конечно, если информация отработана на практике и твердо закрепилась в долговременной памяти.) Другими словами, практикуя геометрию, ученик может заметно повысить емкость своей рабочей памяти по геометрии. Практика иностранного языка – например, французского – может повысить емкость рабочей памяти по французскому. Практика игры на фортепиано может повысить емкость рабочей памяти по игре на фортепиано и так далее.

Разумеется, никому не хочется формировать и укреплять связи посредством плохо организованной мучительной зубрежки. Но, как мы увидим в шестой главе, зубрежка вовсе не так плоха – на самом деле при правильном подходе «мучительная» зубрежка становится «поучительной». Практикуясь тщательно продуманным образом и не жалея времени, обладатели рабочей памяти с емкостью ниже средней могут достичь того же, что и люди с более емкой рабочей памятью, или даже больше.

Преображающий эффект образования заключается не в изменении объема рабочей памяти учеников^[10]. Вместо этого образование влияет на количество знаний в долговременной памяти. Чем больше знаний хранится в долговременной памяти, тем легче добавить туда что-то еще. (Это называется обратный эффект компетенции: чем лучше студенты разбираются в теме, тем меньше им требуется объяснять. В таких случаях слишком подробные объяснения могут препятствовать процессу обучения.) При наличии нужной информации в долговременной памяти ученик способен легко обработать невероятный объем данных, даже если его рабочая память не так уж и велика. Именно поэтому столь важно сформировать у детей фоновые знания по той или иной теме. (Мы рассмотрим этот процесс в деталях, когда доберемся до схем в шестой главе.)

Однако не забывайте, что существует несколько способов поместить информацию в долговременную память. Первый способ – через декларативный путь – вовлекает рабочую память. Мы опишем его подробнее в следующей главе. Но второй способ – через процедурный путь – еще удивительнее; к нему мы вернемся в шестой главе.

СОВЕТ УЧИТЕЛЯМ

Как оценить емкость рабочей памяти ученика

Выявить емкость рабочей памяти ученика иногда бывает непросто. (Не забывайте, что средний объем равен четырем мячикам информации.) Ниже вы найдете несколько простых правил, которые помогут оценивать возможности тех учеников, которые уже научились писать под диктовку и вести конспект:

• Если ученик понимает сложные объяснения в классе и может одновременно вести конспект, вероятно, у него отличная емкость рабочей памяти.

• Если ученик может писать конспект во время лекции, но иногда теряет нить рассуждений, особенно когда вы проходите непростой материал, вероятно, у него средняя емкость рабочей памяти.

• Если ученику не удается одновременно вести конспект и понимать ваши слова, даже когда материал вполне доступный, вероятно, у него пониженная емкость рабочей памяти.

Имейте в виду, что определенные обстоятельства жизни учеников – например, яркий интерес к теме (скажем, к компьютерам) или, наоборот, стрессовая обстановка в семье – могут заметно повысить или понизить объем их рабочей памяти.

Инклюзивность и дифференцированное обучение

В обыденном использовании термин инклюзивность означает усилия включить в общественную жизнь тех, кого, как правило, из нее исключали и кого маргинализировали. Но в системе образования США у инклюзивных классов более узкое значение: в них совместно обучаются дети, которым необходимы специальные образовательные услуги, и дети, получающие общее образование.

В инклюзивном классе педагоги общего образования^[11], специальные педагоги и другие эксперты работают вместе, отчасти дублируя друг друга, чтобы учить детей с нарушениями и без. Одна из принятых в школах США моделей обучения выглядит так: один из учителей отвечает за ведение урока перед всем классом, пока второй учитель следит за работой отдельных учеников и при необходимости помогает им освоить материал. «Общий» учитель обычно руководит ведением и содержанием урока, но подключает специальных педагогов, которые адаптируют материал и методы его подачи для учеников с особыми образовательными потребностями. Такая модель совместного преподавания облегчает обучение всем детям.

Обучение у всех проходит по-своему, и универсальный подход далеко не всегда годится для каждого ученика. Поскольку емкость рабочей памяти и фоновые знания у всех учеников сильно различаются, нам, учителям, стоит подавать материал разным детям по-разному.

Для этого и нужно дифференцированное обучение. Дифференцированное обучение представляет собой преподавание одних и тех же тем и навыков всем ученикам, но с применением разных подходов, соответствующих индивидуальным потребностям детей. Оно разработано не только для инклюзивных классов, но и для всех учеников. При словах «дифференцированное обучение» мы думаем о «разных подходах к тому, что учат ученики, как они это учат и как демонстрируют полученные знания». Иногда достаточно только слегка скорректировать план урока: скажем, включить то, что интересно именно вашим ученикам. Жгучий интерес к теме – например, к спорту – может заметно повысить емкость рабочей памяти ученика. Как только разговор заходит о его любимой команде, «пеший турист» может обернуться «гонщиком».

Обучение с применением «строительных лесов» позволяет ученикам постепенно достичь высот, которые поначалу казались недостижимыми.

 

Но часто дифференцированное обучение включает изменения в материале, заданиях и ведении урока. Здесь в игру вступают «строительные леса», поддерживающие подготовку учеников. Автор известной книги «Как дифференцировать обучение в классе со смешанными способностями» профессор Кэрол Энн Томлинсон отмечает:

«Строительные леса» лежат в основе дифференцированного обучения^[12]. Как настоящие строительные леса поддерживают строителей небоскреба, так и в преподавании «строительные леса» используются в качестве временной опоры, к которой учителя обращаются для помощи ученикам с пониженной емкостью рабочей памяти и другими трудностями в обучении^[13].

Вот какие «строительные леса» могут подойти учащимся – «пешим туристам»:

• Организуйте дополнительные встречи с учениками (индивидуально или в небольших группах), чтобы повторить ту или иную тему или навык. Во время индивидуальных встреч или занятий в небольших группах ученики могут не бояться задавать вопросы, которые им самим кажутся глупыми: это даст им возможность обсудить понимание темы или задач, которые они должны решить.

• Предоставьте ученику больше времени для завершения задания или закрепления навыка.

• Разберите задание по пунктам и приведите примеры для решения каждого из них.

• Сперва ориентируйтесь на имеющийся уровень знаний отдельных учеников, а потом углубите его. Например, подготовьте список вопросов разной сложности.

А как лучше построить «леса» для учеников-«гонщиков»?

• Зайдите дальше простых практических вопросов, ответы на которые лежат на поверхности. Задайте более глубокие вопросы и рассмотрите, как взаимодействуют разные концепции.

• Позвольте обладателям скоростных мозгов работать вместе: пусть перекидываются идеями и сталкиваются мнениями.

• Не давайте таким ученикам все время решать задания одного и того же типа. Они могут счесть это наказанием. Вместо этого придумайте более сложные, комплексные задания для них – или предложите им сочинить свои.

• Разрешите им выбрать одно из конструктивных дополнительных заданий, чтобы занять оставшееся от урока время. Например, пусть они прочтут аутентичный^[14] текст по теме, которую вы проходите с ними. Или займутся проектной деятельностью под вашим присмотром.

• Ускорьте процесс обучения: пусть «гонщики» используют похожие на видеоигры компьютерные программы, которые придают обучению индивидуальный характер, основываясь на ответах учеников.

Внедрение дифференцированного обучения в попытке удовлетворить потребности учеников с разным объемом рабочей памяти может выбить вас из колеи. Как правило, вы одни, а учеников больше тридцати – широкий спектр от «пеших туристов» до «гонщиков». Но в каких-то случаях ввести такое обучение значит всего лишь приободрить нуждающегося во внимании ученика или объяснить значение слова иностранному ученику. (Если знаете, что кому-то из учеников тяжело дается письмо, вы можете предложить план текста^[15], чтобы им было, с чего начать.)

Возьмите на заметку, что ученики начинают изучать тему, имея разные объемы рабочей памяти и фоновых знаний, и, как следствие, будут осваивать материал с разной скоростью. Стратегии преподавания, поддерживающие дифференцированное обучение, включают: учебные зоны (места в классе, где ученики одновременно выполняют задание по отдельности или в маленьких группах), индивидуальные планы (списки заданий, которые ученик должен выполнить за определенный срок) и периферические исследования (самостоятельные изыскания, находящиеся «на периферии» образовательной программы). Наша цель – добраться до финишной черты, а не пересечь ее как можно скорее. Мы – поклонники разработанного Кэрол Энн Томлинсон подхода «стремиться ввысь»: ставить высокие цели и помочь каждому ученику достичь их при помощи «строительных лесов».

Чтобы учиться продуктивно, ученики могут компенсировать пониженную емкость рабочей памяти формированием многообразных прочных цепочек связей в долговременной памяти: связи распространяются и укрепляют способности рабочей памяти. Когда ученики конспектируют свои заметки на флеш-карточках, связи становятся прочнее. Регулярно проверяя себя или друг друга в начале урока, ученики закрепляют материал. Бесчисленным вариациям упражнений на повторение цены нет.

Хотя для того, чтобы надежно поместить информацию в долговременную память, может потребоваться немало усилий; хранение такой информации обеспечит учащимся с пониженным объемом рабочей памяти особое преимущество. Каким образом? Сформировавшиеся долговременные связи упрощают и кристаллизуют понятия и концепции. В итоге усердный ученик с емкостью ниже средней способен к изящным упрощениям, которые сложно заметить учащимся с более высокой емкостью. (Подобным образом, усталость хотя уменьшает емкость рабочей памяти, но, по всей видимости, также улучшает способность к решению задач, требующих креативного подхода.)

Рабочая память: что она значит для учеников

Ученики нередко задаются вопросом, как правильно учиться. Скажем, им часто советуют избегать прослушивания музыки. Проблема в том, что иногда вполне успешные ученики преспокойно наслаждаются музыкой во время занятий. Почему это Свену нельзя слушать музыку, когда он чертовски хорошо знает, что Джолина слушает ее и все равно получает отличные оценки?

Недавние исследования нашли разгадку. Влияние музыки на процесс обучения разнится из-за – как вы догадались – емкости рабочей памяти. Ученикам с пониженной емкостью не рекомендуется прослушивать музыку во время учебы. С другой стороны, учащимся с повышенной емкостью ничто не мешает слушать ее: их рабочая память позволяет сохранять концентрацию без особых усилий. Однако есть один нюанс: большинству учеников лучше не слушать музыку во время занятий по математике. Возможно, это связано с тем, что отделы мозга, отвечающие за математическое мышление и за восприятие музыки, частично пересекаются^[16]. К тому же на учеников с СДВГ белый шум, отвлекающий других учеников, действует благотворно.

А что с ведением конспекта? И на него может повлиять рабочая память. Учащиеся с высокой емкостью могут безмятежно вести записи и при этом внимать сложным объяснениям. Но ученикам с более низкой емкостью трудно сосредоточиться на конспекте и лекции одновременно. Исследователи обнаружили, что студенты колледжа с пониженным объемом рабочей памяти могут преуспеть, когда во время занятия концентрируют внимание только на словах преподавателя, а потом повторяют материал по заметкам других студентов. Но наш личный опыт показывает, что немотивированные ученики могут воспользоваться отсутствием необходимости вести конспект, чтобы «отключиться». Чтобы этого избежать, мы рекомендуем следующие методики активного вовлечения учеников.

ТЕПЕРЬ ВЫ!

Как лучше вести конспект ученикам с пониженным объемом рабочей памяти

• Подумайте о том, чтобы предоставить ученикам план конспекта или раздать листы с заметками по уроку, в которых пропущены некоторые слова: ученики могут заполнить конспект, пока вы объясняете тему.

• Следите за темпом: не стоит говорить или писать слишком быстро.

• Подскажите ученикам, как устроен материал: «Мы рассмотрим пять примеров, первый из которых…» Подсказки помогают ученикам структурировать заметки.

• Устраивайте короткие перерывы в течение лекции по новой теме, чтобы дать ученикам время проглядеть конспекты и при необходимости попросить соседа или учителя поправить их.

• Делайте паузу после подходящего временно́го отрезка, чтобы задать по новому материалу вопрос, допускающий разные толкования. Разбейте учеников на пары и дайте им, например, полминуты, чтобы придумать один или несколько вариантов ответа. Короткие паузы позволяют ученикам поупражняться в извлечении новой информации.

• Воспользуйтесь описанным в «Мощном обучении» подходом под названием «воспроизведение». Пока вы объясняете тему, ученики ничего не записывают. Вместо этого они быстро набрасывают ключевые идеи, когда вы делаете паузу. После этого можете разъяснить материал подробнее или устроить обсуждение и продолжить урок.

Рабочая память: что она значит для учителей

Вряд ли кого-то удивит, что стратегии преподавания, которые хорошо подходят ученикам с повышенной емкостью рабочей памяти, не отвечают потребностям учеников с меньшим ее объемом.

Давайте рассмотрим в качестве примера урок математики. Ученики с бóльшим объемом рабочей памяти хорошо учатся независимо от формы учебного процесса – будь то авторитарное обучение, когда учитель полностью контролирует учебу, или эвристическое, когда ученики сами организуют процесс обучения, – и могут преуспеть, даже когда управляют процессом обучения сами. Однако ученики, которым плохо дается математика, что часто встречается среди обладателей рабочей памяти с пониженной емкостью, хуже справляются при эвристическом учебном процессе и лучше – когда их контролирует учитель. Мы вернемся к этим двум типам организации учебного процесса в пятой главе.

Исследования выявили, что наиболее значительное положительное влияние на таких отстающих учеников оказывает практика. Далее мы увидим, что практика накапливает информацию в долговременной памяти через процедурный путь обучения – этот механизм функционирует быстрее и практически доведен до автоматизма. Такое автоматическое обучение укрепляет понимание предмета учениками с пониженной емкостью, поскольку позволяет их долговременной памяти усилить рабочую память. (Среди автоматических действий можно назвать способность правильно расставить запятые или сложить два простых числа, даже не задумываясь.) Освоив основы, ученики могут начать заниматься самостоятельно и сами организовать свое обучение.

Схожим образом обучение чтению может по-разному влиять на учеников с различным объемом рабочей памяти. Хотя прямое обучение с применением фонетических методов полезно всем ученикам, оно еще нужнее детям, которые пришли в школу с менее развитым навыком чтения. В то же время дети, которые уже хорошо умеют читать, могут быстро пробежаться по фонетике и начать успешно обучаться языку в целом. И в этом случае, когда ученики овладевают навыком, они могут перейти к более независимым формам организации учебного процесса.

Сложность, конечно, заключается в том, что среднестатистический класс – это сборная солянка из учеников с разными объемами рабочей памяти. Многие учителя используют обычные смешанные методики, сочетающие авторитарное обучение с эвристическим, что дает хорошие результаты у детей с повышенной емкостью рабочей памяти. Но для того, чтобы вовлечь учащихся с пониженной емкостью в учебный процесс и позволить им организовывать его самим, часто требуется больше практики и помощь учителя.

Когда ученики следят за ходом любых объяснений в классе, они пытаются интерпретировать свои наблюдения через рабочую память. «Что же происходит в долговременной памяти?» – можете поинтересоваться вы. Не так уж и много! Именно поэтому, когда ученики стараются применить то, чему вы их только что научили, они неожиданно осознают, что не знают, как это сделать.

По этой причине обучение, включающее возможности для практики во время урока, неоценимо. Такие периоды активности позволяют ученикам запустить утомительный временами процесс передачи идей из рабочей памяти в долговременную при помощи гиппокампа и консолидировать информацию.

Консолидация – процесс, во время которого мозг формирует и укрепляет новые нейронные связи, «переваривая» идею или концепт. Можете представить консолидацию как стаю птиц. Когда ученик переходит к активной практике или даже делает передышку, птички информации перестраиваются в полете и образуют новую – немного лучше организованную – конфигурацию. Мы обсудим консолидацию подробнее в третьей главе.

Давайте вспомним о наших учениках, Катине и Джареде, которые долго изучали материал, но не смогли хорошо сдать экзамены. Мы о них не забыли – на самом деле мы вернемся к ним в третьей главе, чтобы лучше разобраться, как же им помочь.

Проанализируйте свой стиль преподавания

Пары и повторы

Чтобы замедлить наших «гонщиков» и предоставить «пешим туристам» возможность нагнать их, можете ввести в урок много разнообразной и необычной практики.

Ситуация

Чтобы показать ученикам, как правильно редактировать тексты, можно устроить разбор ошибок перед классом: пусть найдут, объяснят и исправят ошибки. Как правило, учителя сначала спрашивают, в чем заключается ошибка. «Гонщики» немедленно вскидывают руки. Тогда учительница, рассуждая вслух, исправляет остальное предложение и объясняет соответствующие грамматические и пунктуационные правила. В ее умелых руках предложение:

Я и брат поймали одинадцатый афтобус на центральной улице.

проясняется и превращается в следующее:

Мы с братом поймали одиннадцатый автобус на Центральной улице.

Что происходит в умах учеников

Задумайтесь о том, что происходит, когда ученики смотрят на учительницу. Информация отправляется в их рабочую память. Это если ученик не витает в облаках, а такое часто случается, когда учительница занудствует.

Не поймите нас неправильно: поместить что-то в рабочую память – уже неплохое начало! Но предоставить ученикам свободу и оставить их совершенно без наставлений – значит, напрашиваться на неприятности.

Чего следует избегать

Слишком часто, проанализировав одно предложение с ошибками в качестве примера, учителя просят добровольцев поделиться своими ошибками и разбирают еще несколько неправильных предложений вместе с классом. «Гонщики» откликаются моментально. «Пешие туристы» – а заодно и робкие ученики, которые побаиваются отвечать, – остаются за бортом. Оставшиеся менее мотивированные ученики попросту пользуются возможностью отключиться.

Что делать

Пусть ученики проработают неправильные предложения самостоятельно: чтобы начать выполнять задание, им необходимо время подумать без постороннего вмешательства. После этого предложите им свериться с соседями. Совместная работа повышает ответственность учеников и придает часто скучным упражнениям на редактирование мотивирующий социальный аспект.

Дополнительные идеи

Предоставьте ученикам достаточно практики с незамедлительным исправлением ошибок. Проходя по рядам, обращайте внимание как на тех, кто столкнулся с трудностями, так и на тех, кто уже освоил правила. В будущем вы сможете дифференцировать предложения по способностям учеников. Скажем, ученики, уже научившиеся расставлять запятые между однородными членами, вероятно, готовы перейти к изучению правил пунктуации в сложных предложениях.

Если ученикам сложно выявить ошибки в предложениях самостоятельно, можете пояснить, что, они пока следили за разбором примера, помещали ошибки и правила в рабочую^[17], а не в долговременную память. Поэтому первая попытка разобрать пример без посторонней помощи может вызвать затруднения. (Это связано с важным аспектом обучения – желательной сложностью, о которой мы поговорим в шестой главе.) Ученики поймут, что выучили правила письма, когда им уже не нужно будет задумываться о них (они будут составлять предложения автоматически).

Когда ученики станут все увереннее и увереннее применять правила, закрепленные упражнениями, настанет время более независимой практики без вашего непосредственного контроля. Не забывайте включить в нее такие виды ошибок, с которыми ученики встречались на протяжении года, и не ограничивайтесь одной темой. Так вы обеспечите и чередование, и интервальное повторение (и то и другое мы обсудим в шестой главе).

Обобщение принципов

Разбор ошибок можно применить во время любого урока. Учительница исправляет ошибки в примере перед классом, проговаривая ход своих мыслей вслух. После этого она дает примеры для разбора ошибок, которые ученики должны выполнить самостоятельно, а потом сравнить ответ с ответом соседа и получить комментарий от преподавательницы. Лучше дифференцировать задания по уровню способностей «гонщиков» и «пеших туристов». Все это поможет ученикам закрепить материал в долговременной памяти.

Сохраняйте бдительность во время урока, чтобы протянуть руку помощи ученикам, нуждающимся в поддержке. Прежде чем задать домашнее задание, убедитесь, что ученики овладели темой под вашим недремлющим оком. Если у детей нет надежной базы для опоры, домашняя работа будет раздражать как их самих, так и их родителей.

Основные идеи главы

• Информация в рабочей памяти похожа на набор мячиков, которыми жонглирует осьминог. Схватив слишком много мячиков, осьминог уже не справляется.

• Нейронные связи в долговременной памяти способны активировать рабочую память и увеличить ее объем.

• В любом классе имеется великое разнообразие учеников, с разной емкостью рабочей памяти.

• Различия в емкости рабочей памяти могут привести к различиям в скорости обучения. Чтобы каждый ученик был продуктивен и получал нужный уровень нагрузки, необходимо применять разные образовательные подходы.

• Стратегии преподавания, разработанные для учеников с пониженной емкостью рабочей памяти, могут оказаться полезными для всех.

• Чтобы ослабить чрезмерную нагрузку на рабочую память учеников, стоит разбивать информацию и задания на отдельные части.

• Чтобы дать ученикам возможность перечитать и дописать конспект, время от времени стоит делать паузу. Такие передышки особенно важны для учеников с пониженной емкостью рабочей памяти.

• Ученикам с пониженным объемом рабочей памяти и любым ученикам, изучающим новую информацию, будет легче, если процесс обучения организует учитель. По мере того как ученики овладевают навыком, они могут постепенно переходить к более эвристическим подходам к обучению.

• Добавьте в лекцию по новой теме активные упражнения, которые поспособствуют консолидации – укреплению новых нейронных связей.