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

Хорошо организованное активное обучение убирает Гипа с дороги

Учителя во всем мире вечно жалуются, что ученики никак не могут вспомнить то, чему их учили, скажем, в прошлом месяце или даже на той неделе. Почему? Часто дело в поверхностной природе Гипа – гиппокампа. Если он не споет Нове свою указующую песню много раз, подсказывая ей, какие связи усилить, а какие сократить, – новая информация может испариться.

Но у новой коры будет недостаточно времени для практики, если ученик прокрастинирует и пытается выучить все за ночь перед экзаменом. (Больше о прокрастинации мы узнаем в следующей главе.) Прокрастинирующие «пешие туристы» будут перегружены: их рабочая память не в состоянии усвоить такой объем материала. Лишь малая часть информации вообще достигает гиппокампа и новой коры. Прокрастинирующие «гонщики», с другой стороны, могут заполнить свой гиппокамп указующей информацией и создать начальные связи с намечающейся информацией в новой коре. Есть шанс, что это позволит им хорошо сдать экзамен на следующее утро. Но, несмотря на видимую эффективность, зубрежка в последнюю ночь приводит к двум проблемам. Во-первых, если за последующие дни новые знания в новой коре не подкрепляются гиппокампом, информация новой коры и указующие связи гиппокампа просто исчезают, и неважно, «гонщик» ты или «пеший турист».

Вторая проблема, вероятно, даже хуже первой. Оказывается, во время сна в мозге действуют другой набор химических веществ и иные уровни активности, которые становятся своеобразным герметиком для свежих связей в долговременной памяти. Бессонная ночь зубрежки означает, что вся информация, которой удалось просочиться в долговременную память в новой коре, там надолго не задержится.

Во время сна между нейронами формируются новые синапсы (связи). Укрепляются какие-то из существующих связей, ослабляются другие. Часть связей и вовсе удаляется, как показано на иллюстрации с ножницами, разрезающими связь. Как вы можете догадаться, сон является частью процесса консолидации и облегчает его протекание.

Вам, как учителю, важно приложить все усилия, чтобы поспособствовать формированию крепких связей в новой коре: так ученику не придется зависеть от недолговечных указующих связей гиппокампа.

Как же этого добиться? Регулярное формирующее оценивание – рядовые проверочные работы, домашние задания, упражнения – вынуждает учеников учиться всю дорогу.

Проверки знаний поощряют повторение материала. Множество исследований подтвердило, что упражнения на повторение ускоряют консолидацию связей в новой коре и быстрее убирают с дороги гиппокамп. Когда ученики изучают что-то сложное, многодневная активная работа с материалом дает связям долговременной памяти достаточно возможностей для развития и закрепления. И, как мы узнаем в шестой главе, большое количество практики способствует формированию знаний еще и через мощную процедурную систему.

Пуджа Агарвал и Патрис Бейн в «Мощном обучении» пишут:

Как правило, мы сосредоточиваемся на том, чтобы поместить информацию в головы учеников. Напротив, одно из самых надежных открытий когнитивистики – важность извлечения информации из ученических голов. Более ста лет исследований свидетельствуют, что для того, чтобы преобразовать процесс обучения, мы должны сосредоточиться на извлечении информации… на упражнениях на повторение. На самом деле исследования показывают, что упражнения на повторение эффективнее других методик, которые обычно применяют ученики с учителями: прослушивания лекций, перечитывания и конспектирования.

Хорошо организованное активное обучение включает упражнения на повторение. Они заставляют учеников задуматься и проверить, начали ли они формировать связи в долговременной памяти в новой коре. Чем больше новой информации ученикам удастся закрепить в новой коре, не полагаясь на гиппокамп, тем лучше они овладеют материалом. И вдобавок они освободят гиппокамп для дальнейшего обучения. Отлично!

Но отлично это только в том случае, если ученики сохраняют значимую информацию. Освещающая проблемы образования журналист Натали Уэкслер полагает:

Стандартные уроки грамотности в начальной школе фокусируются на нередко иллюзорных навыках понимания вроде выявления основной идеи, а не на содержании. Заставить четвероклассников выучить определение, например, логического вывода недостаточно, чтобы они научились делать или анализировать логические выводы.

Исходя из того, что упражнения осмыслены по содержанию и их нельзя назвать «греческой вазой», повторение – именно то, чего так недоставало нашим неуспевающим ученикам Катине и Джареду во время учебы. Они не изучали материал активно, не выхватывали его из мозга. Вместо этого они просто копировали то, что видели перед глазами, или подсматривали в ответы и считали, что этого хватит, чтобы поместить материал в долговременную память.

Именно активная работа с материалом – попытка вспомнить ключевую идею, к примеру, или поэтапно решить запутанную задачу, не подглядывая в решение, – помогает дендритным шипикам вытянуться, построить связи с аксонами и укрепить их^[26]. Повторение c практикой в различных ситуативных контекстах помогает не только укрепить нейронные связи, но и расширить их другими цепочками нейронов.

Теперь вы!

Цепочка быстрых ответов

Попробуйте стратегию цепочки быстрых ответов, чтобы помочь Гипу и Нове разобраться в ключевой информации и запомнить ее. Чтобы устроить такую цепочку:

1. Задайте классу открытый вопрос, допускающий множество разнообразных ответов и не позволяющий ответить одним словом. (Энтузиазм быстро угасает, когда все повторяют один и тот же ответ.)

2. Дайте ученикам минуту, чтобы придумать ответ устно или в письменной форме. Удостоверьтесь, что у каждого ученика есть ответ и он готов поделиться им: пусть ученики подадут сигнал, подняв большие пальцы. Или, если занимаетесь онлайн, попросите учеников включить микрофоны, когда они готовы принять участие в обсуждении.

3. Дайте слово одному из учеников, а остальные пусть быстро дают ответы в установленном порядке (например, по рядам или по списку имен в Google Docs, которым вы поделитесь с учениками, если урок проходит онлайн). Не позволяйте никому – даже себе – разорвать цепочку лишним комментарием.

В классе из тридцати человек типичная цепочка быстрых ответов может занять меньше четырех минут. По нашему опыту, ученикам нравится делиться фразами или предложениями, и это дает им шанс высказаться перед одноклассниками в безопасной среде. Никто не прерывает и не поправляет их. Если на вопрос, который вы задали, можно дать полностью правильные или совершенно неправильные ответы, сразу же молча откликайтесь на них, подняв большой палец вверх или опустив его вниз. Работа над ошибками начнется, когда все ответят. Цепочки быстрых ответов помогают закрепить тему и убедиться, что все ученики «просекли фишку». Чтобы повысить уровень сложности, попросите учеников не повторяться. Если они вынуждены повторить за предыдущим оратором, пусть внесут в ответ какие-то изменения или объяснят свою позицию по-другому.

Примерные вопросы и задания:

• Как в условиях реального мира применяются углы, параллели и перпендикуляры?

• Назовите одну из костей тела, ее вид (плоская, длинная, короткая, смешанная или сесамовидная) и – для дополнительной сложности – ее функцию.

• Назовите предмет быта и скажите, в какой комнате его можно найти. (Задание отлично подходит самым маленьким ученикам и тем, кто изучает иностранный язык.)

• Какие изменения претерпели живые организмы с ходом времени?

• Приведите пример литературного приема (одушевление, сравнение, метафора, звукоподражание, гипербола) и опишите, как автор применил его в тексте.

• Как география повлияла на развитие Америки времен колонизации?

Противоречивый характер хорошего преподавания

Как вы могли заметить, наш друг Гип – гиппокамп – поставил перед учителями противоположные задачи.

1. Заставить мозг трудиться: чтобы построить и укрепить связи напрямую в новой коре учеников, пользуйтесь упражнениями на повторение. Это напряженный и требовательный для умственной деятельности процесс.

2. Позволить мозгу отдохнуть: чтобы гиппокамп мог выгрузить информацию в новую кору, не следует вовлекать ученика в напряженную мыслительную деятельность.

Так что же делать? Расслабиться? Или устроить интенсивную зарядку для ума?

И то и другое! Наверное, лучше всего представить преподавателя как своего рода тренера. Успешные спортсмены развиваются благодаря сочетанию тяжелых физических упражнений с расслаблением и отдыхом. Этот принцип применим и к интервальным тренировкам: краткие периоды напряженных тренировок сменяются длительными периодами тренировок средней степени тяжести. (И мышцы, и нейроны относятся к возбудимым тканям, так что их можно сравнивать. Иногда такую теорию мозговой деятельности неуважительно называют «теория качалки».) Ученики занимаются «интеллектуальным спортом», и, тренируя их, следует так же чередовать сложную умственную деятельность с легкой.

Неоценимая важность упражнений

Раз уж речь зашла об упражнениях, хотелось бы подчеркнуть, как важны для обучения физические упражнения: они стимулируют в мозге синтез вещества-«удобрения» под названием BDNF (brain-derived neurotrophic factor, или нейротрофический фактор мозга). BDNF помогает новым дендритным шипикам вытянуться: когда они уже находятся в положении готовности, создавать новые нейронные связи проще. (Почти как клубок ниток, который только и ждет, когда вы решите связать что-то.) Даже одна физическая тренировка повышает уровень BDNF учеников, но регулярные занятия физкультурой поднимут его еще выше.

Упражнения также способствуют нейрогенезу – образованию новых нейронов, которые не менее важны для изучения нового и улучшения настроения. К тому же занятия физкультурой оказывают комплексное положительное влияние на мыслительный процесс учеников, помогая им противостоять отрицательному воздействию стресса. Чтобы добиться такого эффекта, необходим хотя бы час умеренной или интенсивной физической активности в день. По этой причине отменять перемену ради того, чтобы урок продлился чуть дольше, – плохая идея. На самом деле физическая активность помогает ученикам сосредоточиться в классе и учиться продуктивнее, а также улучшает их самочувствие в целом.

Если сон укрепляет уже существующие связи, то физические упражнения стимулируют синтез вещества под названием BDNF, которое способствует появлению дендритных шипиков. Другими словами, упражнения помогают нейронам отращивать важные ответвления, которые могут легко зацепиться за другие нейроны. Поэтому физическая активность в процессе обучения неоценима.

Какая доля обучения должна быть активной

В действительности ученые не знают, сколько времени в процентном соотношении ученики должны проводить за активным обучением, а сколько – слушая учителя или читая учебник. Оптимальное распределение времени различается в зависимости от возраста детей, темы, которую они проходят, существующих познаний учеников по этой теме и от множества других факторов.

В начале главы мы упомянули обширный метаанализ, который выявил, что в аудиториях, где преподаватели применяли методики активного обучения, студенты достигли гораздо лучших результатов по сравнению с теми студентами, чьи преподаватели вели занятия традиционным способом «словом и мелом». Но нужно отметить следующее: время активного обучения занимало от 10 до 100 % от общих часов занятий – исследователи не измерили точное количество!

Иными словами, эту работу можно было бы не менее обоснованно озаглавить «Время от времени прерывайте лекцию интерактивными заданиями, и ваши студенты станут учиться лучше». Это – важное открытие, подкрепленное данными нейронаук. И применить эту стратегию, чтобы лучше вести занятия, можем мы все.

Проанализируйте свой стиль преподавания

Подумай, обсуди в паре и поделись со всеми

Ситуация

Для примера подойдет практически любая тема. Давайте представим, будто вы рассказываете ученикам о том, как человечество может нарушить круговорот веществ в природе. Для начала вы объясняете, что наша планета является замкнутой системой: количество воды, кислорода, углерода, азота и других веществ в ней постоянно. Закон сохранения массы гласит, что материю – в этом случае земные ресурсы^[27] – нельзя создать или уничтожить, но она может меняться по форме или образовывать новые комбинации.

Будучи нездравомыслящим преподавателем, вы умеете подключать существующие знания учеников. Вы также знаете, что хорошо бы провести урок активно, чтобы у детей образовались и укрепились нейронные связи. Сперва вы задаете следующий вопрос, требующий развернутого ответа:

Менее 1 % воды на Земле составляет пресная вода, пригодная для питья, готовки и выращивания продуктов. Так почему же ее запасы не иссякли?

В небеса взмывает лес рук. Вы даете слово Дженне, и она неожиданно забывает, что хотела сказать. Рей острит, и класс смеется. Вы понимаете, что сейчас весь урок пойдет насмарку, и, чтобы восстановить контроль над ситуацией, озвучиваете правильный ответ. «Мать-природа – мастерица переработки, и один из лучших примеров ее мастерства – круговорот воды». Вы продолжаете рассказывать о четырех основных составляющих круговорота: выпадении осадков, испарении, транспирации и конденсации. Когда вы обводите взглядом ряды учеников, то видите остекленевшие глаза. Класс слышит, но не слушает.

Что вы могли сделать иначе?

Как быть с учениками

На сцену выходит профессор Мэрилендского университета Фрэнк Лайман: в 1981 году он разработал подход «подумай, обсуди в паре и поделись со всеми».

Коротко говоря, «подумай, обсуди в паре и поделись со всеми» – подход, предписывающий ученикам работать в парах или небольших группах, чтобы совместно найти ответ на вопрос или решить задачу. Учитель задает открытый вопрос и дает ученикам минутку спокойно подумать и сформулировать ответ. На этой стадии учащиеся сверяются с конспектом и приводят мысли в порядок. Чтобы ученики ответственнее отнеслись к заданию, превратите упражнение в «подумай, запиши, обсуди в паре и поделись со всеми», попросив их набросать черновик ответа в тетради. Затем ученики должны обсудить идеи в паре и выбрать лучший вариант или же придумать его совместно, а затем поделиться окончательным ответом с классом. Когда урок проходит офлайн, ученики могут образовать пары с соседями по парте. Разбить учащихся на пары онлайн тоже несложно: всего парой кликов вы можете отправить учеников в сессионные залы.

Мы снова вернулись к «подумай, обсуди в паре и поделись со всеми», потому что теперь видим, как важна вечно обделенная вниманием стадия «подумай». Во время этой фазы ученики не только обдумывают ваши слова, но и устраивают своим маленьким гиппокампам передышку для мозга, чтобы запустить процесс разгрузки и потихоньку разобраться в ваших объяснениях. Вы даже можете поставить таймер, определив время этапа «подумай». Когда прозвенит звонок таймера, ученики повернутся к партнеру и поделятся своими мыслями^[28].

Когда ученики обсуждают свои идеи в паре, происходят две вещи. Во-первых, они учатся друг у друга: понимают точку зрения партнера, избавляются от подводных камней и тренируются лучше выражать свои мысли. Во-вторых, ученики набираются уверенности, необходимой, чтобы поделиться ответами с большой группой или попросить о помощи. (Многим ученикам сложно просить о помощи даже наедине. Нам, взрослым, это тоже не всегда легко!) Чтобы помочь ученикам обрести уверенность, ходите между парами (или подключайтесь к разным сессионным залам), пока ученики заняты обсуждением: так вы сможете убедиться, что они на верном пути. Чтобы вовлечь в дискуссию весь класс, спросите пару, которая точно нашла правильный ответ (если дети готовы поделиться со всеми). Возможно, стоит выбрать более стеснительную ученицу из пары, редко отвечающую перед всем классом: зная, что ее ответ верен и вы сами пригласили ее выступить, она осмелеет.

Вдобавок бывает полезно спросить тех, кто немного промахнулся с ответом, согласны ли они поделиться с классом. Совместное исправление ошибок позволит вам показать, как решать такие задачи, а ученикам – взглянуть на задание шире и переосмыслить свой подход. Чрезвычайно важно давать ученикам отвечать с ошибками: так вы демонстрируете классу, что ошибаться не страшно, и поддерживаете теплую, доверительную атмосферу, даже когда ученик ошибается.

Услышав неправильный ответ, лучше дайте слово остальным ученикам, а не исправляйте его сами. Секунды молчания перед тем, как ученики начнут отвечать, могут показаться вечностью, но именно в такие моменты дети учатся по-настоящему.

Чего следует избегать

Постарайтесь не садиться за учительский стол, чтобы проверить почту или подготовить материал, пока ученики обсуждают свои идеи. Когда ходите от пары к паре, вы не только не даете ученикам отойти от темы, но и выстраиваете с ними доверительные отношения, демонстрируя, что вам действительно интересно их понимание материала.

Обобщение принципов

«Подумай, обсуди в паре и поделись со всеми» можно применить к любому вопросу, который заставляет учеников задуматься. Этот подход широко используется при обучении самым разным предметам – от гуманитарных и социальных наук до дисциплин STEM.

Не уверены, с чего начать? Ниже приведены шаблоны предложений, которыми вы можете воспользоваться.

• Объясните ______ так, чтобы младший товарищ, брат или сестра поняли вас.

• Придумайте за минуту столько примеров или способов сделать ______, сколько сможете.

• Объясните, что может пойти не так в случае ______.

• Опишите героя текста одним словом. Приведите примеры мыслей и действий героя, чтобы объяснить, почему вы выбрали именно это слово.

Основные идеи главы

• В общепринятом понимании активное обучение вовлекает учеников в учебный процесс посредством деятельного участия и (или) обсуждения в классе. Часто вместо пассивного восприятия слов педагога такое обучение включает разные варианты упражнений на повторение. Особое значение придается мышлению высшего порядка и работе в парах или группах.

• С позиции нейронаук активное обучение способствует формированию и консолидации в долговременной памяти нейронных связей, которые лежат в основе как базового, так и высшего концептуального понимания материала. Активное обучение часто связано со второй фазой процесса «новые знания, новые связи». Не все обучение можно назвать активным.

• По пути декларативного обучения информация из рабочей памяти отправляется и в гиппокамп (предметный указатель), и в новую кору (долговременную память).

• Когда поток входящей информации из рабочей памяти ненадолго прерывается, гиппокамп может «повернуться» к новой коре и зафиксировать новые знания, снова и снова повторяя ей, какие связи укрепить, а какие ослабить.

• Передышки для мозга происходят естественным образом, когда ученики переключаются на выполнение группового задания (например, «подумай, обсуди в паре и поделись со всеми») или потихоньку обдумывают тему самостоятельно. Как для занятий спортом необходимо совмещать напряженные физические упражнения с отдыхом, так и обучение происходит благодаря сочетанию тяжелой работы мозга с отдыхом для ума.

• Поощряйте выполнение упражнений на повторение: они ускоряют консолидацию связей в новой коре. Упражнения на повторение упрощают рабочей памяти доступ к информации, хранящейся в долговременной памяти, устраняя необходимость в посредничестве гиппокампа.

4. Лекарства от прокрастинации

Вы почти осязаете повисшее в комнате напряжение. Алисия бросает последний взгляд в конспект, пока у нее есть такая возможность. Она нервно постукивает карандашом, раздражая своего соседа Майкла. Диего похрустывает костяшками пальцев, а отличница Тамика с беспокойной уверенностью поправляет прическу.

Но Сэм… Ох, Сэм! Кажется, что он просто очень устал. Сэм всегда ждет начало экзамена с сонным выражением лица. Однажды он заснул прямо во время экзамена и обслюнявил листок с парой заданий, на которые он все-таки дал ответ. (Вы помните, что старались лишний раз не прикасаться к его бланку, когда выставляли оценки.)

Иногда ученики в классе устают, потому что у них проблемы дома. Но не Сэм. Да, его родители часто задерживаются на работе, но они любят своего сына и у них хорошие отношения и с Сэмом, и друг с другом. На самом деле Сэм – умный мальчик, но его можно заинтересовать только чем-то полезным на практике. Можете забыть о переместительном и сочетательном математических свойствах. Нужно перебрать двигатель? Тринадцатилетний Сэм – тот, кто вам нужен.

Так в чем же проблема Сэма с экзаменами?