Текст книги "Почему ученики не любят школу? Когнитивный психолог отвечает на вопросы о том, как функционирует разум и что это означает для школьных занятий"

Необходимость базовых знаний для овладения когнитивными навыками

Базовые знания позволяют человеку не только правильно воспринимать прочитанное, но и правильно мыслить. Без них невозможны процессы, которые мы более всего надеемся инициировать в учениках, – критическое и логическое мышление.

Следует знать, что бо́льшую часть времени, когда мы наблюдаем за индивидом, погруженным в процесс логического мышления, он в действительности ведет внутренний диалог со своей памятью. Память – это когнитивный процесс, к которому обращаются в первую очередь. Столкнувшись с задачей, вы ищете ее решение прежде всего в памяти, и если находите подходящее, то с высокой вероятностью будете использовать его. Данный алгоритм легок и прост и во многих случаях эффективен; вы запоминаете решение задачи потому, что в последний раз оно было верным, а не потому, что сделали ошибку. Чтобы оценить этот эффект, попробуйте справиться с задачей, представленной на рис. 2.6[14]14
  Wason P.C. Reasoning about a rule // Quarterly Journal of Experimental Psychology. 1968. Vol. 20. No. 3. P. 273–281.


[Закрыть], для решения которой вы не можете обратиться к релевантным базовым знаниям.

Рис. 2.6. На одной стороне каждой карточки напечатана буква, а на другой – цифра. Принято правило: если буква гласная, то число должно быть четным. Ваша задача состоит в том, чтобы проверить, соблюдается ли это правило для представленных на рисунке четырех карточек, перевернув при этом минимальное их количество. Какие карты вы перевернете?

Задача, представленная на рис. 2.6, труднее, чем кажется при первом рассмотрении. Правильный ответ на нее дают всего 15–20 % учащихся колледжей. Он заключается в том, что нужно перевернуть первую и последнюю карточки (с буквой A и с цифрой 3). Большинство людей предлагают ограничиться карточкой A; очевидно, что отсутствие на другой ее стороне четного числа будет означать нарушение правила. Многие ошибочно думают, что следовало бы перевернуть карточку с цифрой 2. Но правило ничего не говорит нам о том, какое изображение должно быть на обратной стороне карточки с четным числом. Необходимость перевернуть карту 3 обусловлена тем, что изображение гласной на обратной стороне означало бы нарушение правила. Обратимся к другому варианту задачи, представленному на рис. 2.7[15]15
  Griggs R.A., Cox J.R. The elusive thematic-materials effect in Wason’s selection task // British Journal of Psychology. 1982. Vol. 73. No. 3. P. 407–420.


[Закрыть].

Рис. 2.7. Представьте, что вы работаете вышибалой в баре. Каждая карточка обозначает посетителя; на одной ее стороне содержится информация о возрасте клиента, а на другой – о напитке, который ему наливают. Вы обязаны следовать простому правилу: пиво имеют право заказывать только те, кому уже исполнился 21 год. Задача состоит в том, чтобы проверить, соблюдается ли это правило для представленных на рисунке четырех посетителей. При этом количество перевернутых карточек должно быть минимальным. Какие карты вы перевернете?

Большинство людей решают эту задачу легко и просто: вы переворачиваете карточку с надписью «Пиво» (чтобы убедиться, что посетителю исполнился 21 год) и карточку с числом 17 (чтобы убедиться, что «ребенку» налили колу, а не пиво). С точки зрения логики карточка с числом 17 играет в рассматриваемой нами задаче ту же самую роль, какую в предыдущем варианте исполняла карточка с цифрой 3, на которую не обращали внимания около 80 % студентов колледжей. Почему на этот раз решение находится быстрее и легче? Одна из причин (но не единственная) заключается в том, что вы знакомы с темой задачи. У вас имеются базовые знания об идее запрета продажи спиртных напитков лицам, не достигшим определенного возраста, и вам известно, как исполняется данное правило. Поэтому у вас исчезает потребность в логических рассуждениях. Вы обладаете опытом практического решения данной задачи и помните, что следует делать, не прибегая к обоснованию своих действий.

В реальной жизни, столкнувшись с теми или иными задачами, люди обращаются к памяти значительно чаще, чем вы можете себе представить. Например, по-видимому, огромная разница между лучшими шахматистами мира и остальными людьми объясняется отнюдь не способностью первых логически анализировать игру или планировать самые результативные ходы, а их способностью лучше запоминать игровые позиции. Какие научные результаты позволили прийти к этому заключению? Шахматные партии ограничены во времени – за отведенное время шахматисты должны сделать обусловленное количество ходов. Однако в шахматах проводятся и так называемые блиц-турниры, когда на все ходы в партиях сторонам дается всего по 5 минут (рис. 2.8). Неудивительно, что в блиц-турнирах все участники играют немного хуже, чем в партиях с обычным контролем времени. Странно другое: испытанные турнирные бойцы остаются лучшими, те, кто играет почти так же хорошо, сохраняют свой уровень и т. д.[16]16
  Все игроки турнирного уровня имеют индивидуальные рейтинги (количественная оценка уровня мастерства шахматиста), которые подсчитываются на основе данных о победах и поражениях в турнирах за определенный период.


[Закрыть] Вероятно, то, что возвышает лучших шахматистов над остальными, остается с ними и в блицах; что бы ни давало им приоритет, это не может быть процесс, который занимает много времени. Иначе в турнирах по блицу ведущие шахматисты лишились бы своего преимущества.

Рис. 2.8. Шахматные часы. Устройство используется для контроля времени, затраченного игроками на обдумывание своих ходов во время шахматной партии. Длинные стрелки на каждом из циферблатов отсчитывают количество минут, оставшихся у игрока до окончания нормативного времени. После сделанного хода игрок нажимает на кнопку управления, расположенную сверху, которая останавливает ход его часов и запускает часы соперника. Перед началом партии на каждых часах устанавливается одинаковое количество времени (на турнирах по блицу оно составляет 5 минут), соответствующее общему количеству времени, которое отводится игроку на выполнение нужного количества ходов. По мере приближения минутной стрелки к числу 12 она начинает приподнимать маленькую стрелку-флажок. Падение последней означает, что игрок превысил отведенное ему время и проиграл партию

Создается впечатление, что различия между лучшими шахматистами обусловлены памятью. Выбирая ход, шахматист, участвующий в турнире, оценивает в первую очередь положение в партии в целом – участки доски, на которых разворачиваются самые важные события, слабые места в своей защите и оборонительных порядках соперника и т. д. Этот процесс основывается на том, что шахматист помнит о схожих позициях, встречавшихся в его практике в прошлом. Поскольку речь идет о процессе обращения к памяти, он занимает очень короткое время – несколько секунд, не более. Оценка позиции значительно сужает круг возможных ходов. Только после этого в мозгу шахматиста начинаются сравнительно более медленные процессы размышлений, рассуждений, поиска лучшего из ходов. Вот почему шахматисты мирового уровня сохраняют реноме и в турнирах по блицу. Решение самой трудной части задачи находится благодаря обращению к памяти, что занимает очень небольшое время. По данным этого и других схожих исследований, в долгосрочной памяти шахматистов высшего уровня может храниться до 50 тыс. позиций, возникавших в различных партиях.

Что мы видим? Базовые знания играют решающую роль даже в шахматах, которые могут рассматриваться как наиболее типичная из логических игр.

Сказанное, однако, не означает, что все и всяческие задачи решаются посредством сравнения их со случаями, свидетелями которых вы были в прошлом. Бывает, что без умственных усилий никак не обойтись, но и тогда на помощь могут прийти базовые знания. Выше мы говорили об укрупнении – процессе, позволяющем рассматривать совокупность отдельных элементов как единое целое (например, когда буквы C, N и N превращаются в аббревиатуру CNN) и расширяющем пространство рабочей памяти. При чтении дополнительное ментальное пространство, возникающее благодаря укрупнению, может использоваться для установления связей между значениями разных предложений. Это дополнительное пространство весьма полезно и в процессе рассуждений.

Хотите пример? Предположим, что у вас есть знакомая, которая, будучи в гостях и оказавшись на кухне, к удивлению окружающих, способна быстро приготовить прекрасный обед из любых «подвернувшихся под руку» продуктов. Когда она разглядывает содержимое шкафа, она видит не ингредиенты, а как бы готовые блюда (их рецепты), опираясь на свои базовые знания о продуктах питания и кулинарии. Например, взгляните на содержимое кладовки с продуктами, представленной на рис. 2.9.

Рис. 2.9. Представьте, что вы находитесь в доме у знакомой. Она просит вас приготовить цыпленка и гарнир к нему по вашему выбору. Что вы будете делать?

Базовые знания хорошего повара-любителя позволяют ему «увидеть» в кладовке множество рецептов (к примеру, рецепт дикого риса с клюквенным соусом или цыпленка под сальсой с пастой). В рабочей памяти ингредиенты, необходимые для приготовления этих блюд, пройдут через укрупнение, что позволит посвятить высвободившееся пространство другим аспектам планирования (например, рассмотреть блюда, способные дополнить основное, или продумать последовательность действий во время готовки).

Укрупнение применяется и в учебном процессе в классе. Взять хотя бы двух школьников, занимающихся алгеброй. Один из них еще плохо знает распределительный закон, а у второго свойства дистрибутивности от зубов отскакивают. Когда первый, пытаясь решить задачу, рассматривает выражение a (b + c), ему приходится выбирать между промежуточными вариантами ab + c, b + ac и ab + ac. Школьник останавливается и, чтобы принять решение, подставляет в выражение a (b + c) числа поменьше. Второй школьник воспринимает a (b + c) как укрупненную единицу, поэтому ему не нужно останавливаться и занимать рабочую память поиском решения подзадачи. Очевидно, что он успешнее решит математическую задачу.

Итак, рассмотрев знания и навыки мышления, мы убедились в том, что, согласно описаниям специалистов, умственная деятельность в той или иной области основывается на базовых знаниях, даже если участники исследований не упоминали о них в своих рассказах. Рассмотрим в качестве примера естественные науки. Предположим, мы много рассказывали учащимся о том, как протекает процесс мышления ученых, и ученики запомнили бо́льшую часть наших советов. Например, мы могли рассказать, что, анализируя результаты эксперимента, ученые уделяют особое внимание аномальным (т. е. неожиданным) исходам. Последние указывают на неполноту знаний о предмете исследований, а также на то, что в этом эксперименте содержатся семена новых знаний. Но неожиданные результаты означают, что у вас должны были быть определенные ожидания! Ожидания конкретного исхода основываются на ваших знаниях в данной области. Бо́льшая часть того, что мы рассказываем ученикам о стратегиях научного мышления, была бы невозможной без соответствующих базовых знаний (рис. 2.10).

Рис. 2.10. Ученые прекрасно умеют «думать как ученые». Однако это умение зависит не только от знания ими мыслительных стратегий и практики их использования, но и от базовых знаний, позволяющих их применять. Как заметил известный геолог Герберт Гарольд Рид: «Лучший геолог тот, кто видел больше всего камней»

Все сказанное выше справедливо и в отношении истории, исследований языка, искусств, музыки и т. д. На первый взгляд может показаться, что обобщения относительно успешного мышления и рассуждений в той или иной области, которые мы предлагаем ученикам, не требуют базовых знаний. Но, присмотревшись к ним и к способам их практического применения, вы поймете, что рекомендуемые методы опираются именно на базовые знания.

Фактические знания улучшают вашу память

Когда речь заходит о знаниях, выигрывает тот, кто знает больше. Во многих экспериментах, результаты которых подтверждают выгоду общих знаний для памяти, использовался один и тот же базовый метод. Исследователи приглашают в лабораторию несколько человек, обладающих существенными знаниями в той или иной области (например, в футболе, танцах или электронных схемах), и несколько человек, не имеющих этих специальных знаний. Каждый из участников эксперимента должен прочесть историю или короткую статью. Материал подбирается так, чтобы он был понятен людям, не обладающим профессиональными знаниями. Затем участники должны рассказать, что, по их мнению, означает каждое предложение. На следующий день выясняется, что люди, имевшие соответствующие базовые знания, помнят содержание предлагавшихся им материалов гораздо лучше, чем неспециалисты.

Согласно одному из возможных объяснений этого эффекта, исход экспериментов был связан с уровнем внимания испытуемых. Если я увлекаюсь баскетболом, то внимательно знакомлюсь со всеми материалами на эту тему. И наоборот, если я равнодушен к этой игре, то чтение материалов о баскетболе навевает на меня скуку. Однако в других исследованиях экспериментаторы самостоятельно создавали специалистов. Ученые сообщали участвовавшим в опытах людям либо обширные, либо самые скудные сведения о некоем новом для них предмете (например, о музыкальных спектаклях на Бродвее). Затем участников эксперимента просили прочитать материалы, в которых содержались незнакомые факты об этом предмете. В результате обнаружилось, что «специалисты» (уже знавшие множество фактов, связанных с предметом) запоминали новые сведения быстрее и легче, чем «новички» (те, кто знал о предмете минимально)[17]17
  Van Overschelde J.P., Healy A.F. Learning of nondomain facts in highand low-knowledge domains // Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. 2001. Vol. 27. No. 5. P. 1160–1171.


[Закрыть].

Почему вам легче запомнить материал на определенную тему, если у вас уже были знания о рассматриваемом предмете? Я уже упоминал о том, что, если вы хорошо знаете некую тему, вы лучше понимаете соответствующую новую информацию: например, сведущие в бейсболе люди понимают истории, связанные с этой игрой, лучше, чем люди, мало о ней знающие. Если информация имеет смысловое содержание, мы запоминаем ее намного лучше. Более подробно этот обобщенный вывод рассматривается и уточняется в гл. 3, а пока, чтобы глубже понять его смысл, прочтите два представленных ниже коротких отрывка:

Моторное научение, или усвоение двигательного навыка – это изменение способности индивида выполнять специфические точные движения, направленные на достижение поведенческих целей во внешней среде. Нейробиологи пока не нашли ответа на фундаментальный вопрос о существовании отдельной нейронной системы, ответственной за представление усвоенных последовательных моторных реакций. Чтобы определить места этой системы с помощью картирования мозга и других методов, необходимо тщательно описать то, что должно быть усвоено для выполнения задания на восстановление последовательности.

В шифоновом бисквите используется не традиционное сливочное, а растительное масло. Кулинары пока не нашли ответа на существенный вопрос: в каких случаях следует делать обычный бисквит, а в каких – шифоновый? Чтобы найти ответ с помощью экспертных дегустаций и других методов, нужно тщательно описать, какими качествами должен обладать бисквит.

Левый отрывок заимствован нами из научной статьи[18]18
  Bischoff-Grethe A., Goedert K.M., Willingham D.T., Grafton S.T. Neural substrates of response-based sequence learning using fMRI // Journal of Cognitive Neuroscience. 2004. Vol. 16. No. 1. P. 127–138.


[Закрыть]. Каждое предложение в нем доступно для понимания, и, если вы не спешите, вы можете проследить их взаимосвязь. В первом предложении содержится определение, во втором ставится проблема, а в третьем утверждается, что условием решения задачи является описание объекта исследования (навыка). Второй отрывок я написал самостоятельно по образцу отрывка, посвященного овладению двигательным навыком. Каждое из трех предложений в значительной степени повторяет образец, полностью сохранена и структура текста. Как вы думаете, содержание какого из этих отрывков вы запомните лучше и сможете воспроизвести на следующий день?

Правый отрывок проще для понимания (следовательно, его легче запомнить), так как вы можете связать его с уже известными вам вещами. Вы знаете, что в хорошем бисквите чувствуется вкус сливочного, а не растительного масла, поэтому знакомство с тем фактом, что в тесто для выпечки некоторых бисквитов добавляется растительное масло, вызывает у вас интерес. Аналогично, прочитав в последнем предложении о качествах, которыми должен обладать бисквит, вы можете сразу же попытаться дать собственный ответ: воздушность, влажность и т. д. Обратите внимание, что эти эффекты не связаны с пониманием; вы осознаете, о чем говорится в отрывке, расположенном слева, несмотря на отсутствие базовых знаний. В то же время вы ощущаете, что не способны постичь все стороны описываемого метода, вам не хватает глубины понимания. Почему? Когда вы обладаете базовыми знаниями, ваш разум мгновенно соединяет прочитанный материал с тем, что вам уже известно по данной теме, даже если вы не отдаете себе отчета в происходящем.

Завтра эти взаимосвязи помогут вам вспомнить содержание отрывка. Запоминание вещей целиком и полностью сопряжено с намеками и подсказками, остающимися в памяти. Воспоминания извлекаются из нее тогда, когда мы думаем о вещах, связанных с тем, что пытались запомнить. Предположим, вы слышите: «Попытайтесь вспомнить отрывок, который читали вчера». Вы обращаетесь к самому себе: «Да, правильно, что-то о бисквитах». Автоматически в вашем сознании (вы можете не отдавать себе отчета в происходящем) начинают мелькать обрывочные сведения о бисквитах: их выпекают… их замораживают… их подают на вечеринках и днях рождения… их готовят из муки, яиц и масла… Внезапно эти базовые знания (в тесто добавляется масло) превращаются в зацепку, благодаря которой вы вспоминаете содержание отрывка: «Ну да, это о бисквите с растительным маслом вместо сливочного». Соответствующие строки из отрывка дополняются вашими базовыми знаниями, облегчающими его понимание и запоминание. Увы, у вас отсутствуют базовые знания, связанные с отрывком о моторном научении, и позже вам будет труднее вспомнить его содержание.

Задержимся на некоторое время, чтобы поговорить о конечном эффекте базовых знаний, выражающемся в том, что наличие в долгосрочной памяти фактических знаний облегчает усвоение дополнительных знаний такого рода. Это означает, что объем запоминаемой информации зависит от того, какое количество сведений уже хранится в вашей памяти. Если вы помните больше, чем я, то вы и запоминаете больше, чем я, а значит, и выигрываете больше, чем я. Попытаемся приблизить идею к реальности, конкретизировать ее (сохраняя контроль над числами). Предположим, в вашей памяти хранится 10 тыс. фактов, а в моей – всего 9 тыс. Каждый из нас запоминает определенную долю (в процентах) новых сведений, размер которой зависит от того, что уже «записано» в памяти. Вам становятся известными новые факты, из которых вы запоминаете 10 %, а я, хранящий в долгосрочной памяти меньше знаний, запоминаю только 9 % новых фактов. В табл. 2.1 представлено количество новых фактов, «записанных» в долгосрочную память на протяжении 10 месяцев, при условии что каждый из нас ежемесячно узнавал о 500 новых «единицах знаний».

Таблица 2.1. Демонстрация того, что «богатые становятся богаче» и в том случае, когда речь идет о знаниях

В конце рассматриваемого периода разрыв между нами увеличился с 1000 до 1047 фактов. Поскольку индивиды, в долгосрочной памяти которых хранится больший объем знаний, учатся быстрее и легче, разрыв будет расширяться и в дальнейшем. Он может уменьшиться только в том случае, если я довольно долгое время буду узнавать большее количество фактов, чем вы. В школьном контексте я могу предпринять некие усилия, чтобы догнать вас, но задача остается очень сложной, так как вы отдаляетесь от меня с постоянно возрастающей скоростью.

В представленном выше примере все численные значения были заданы мною, но и вы, и я понимаем, что это никак не влияет на корректность основного положения – богатые становятся богаче. Нам известно и где находится богатство. Если вы стремитесь к расширению словарного запаса и знакомству с новыми идеями, «островами сокровищ» для вас будут книги, журналы и газеты. Телевидение, видеоигры и сайты на разные темы, которым отдают предпочтение ученики (например, социальные сети, музыкальные сайты и т. п.), по большей части бесполезны. Было проведено множество исследований, в которых изучалось содержание самых разных способов проведения досуга школьниками. Выяснилось, что с точки зрения знакомства с новыми идеями и расширения лексикона детей и подростков особенно полезны книги, газеты и журналы.

* * *

Эта глава начиналась с высказывания Альберта Эйнштейна: «Воображение важнее, чем знания». Надеюсь, мне удалось убедить вас, что великий ученый ошибался. Знания важнее, ведь они являются фундаментом воображения, по крайней мере воображения, которое используется при поиске ответа какой-либо задачи, принятии решений и в созидательной деятельности. Тем не менее с Эйнштейном были согласны и другие великие умы, скорые на высказывания, порочащие важность знаний (табл. 2.2).

Таблица 2.2. Высказывания великих мыслителей, порочащие важность фактических знаний

Не знаю, почему принижение школы, изображавшейся как фабрика по бесполезному запоминанию информации, доставляло наслаждение некоторым великим мыслителям (наверняка знавшим множество фактов). Вероятно, эти их замечания следует воспринимать как иронические или по крайней мере как озадачивающие мнения. Сам я не нуждаюсь в том, чтобы блестящие умы, истинные таланты рассказывали мне (и моим детям) о том, что знание – глупость. В этой главе мы убедились, что самые ценные когнитивные процессы, такие как логическое мышление, решение задач и т. п., неразрывно связаны со знаниями. Факты без умения их использовать стоят довольно дешево. Но верно и другое – невозможно эффективно использовать навыки мышления, не обращаясь к фактическим знаниям.

В качестве альтернативы высказываниям, приведенным в табл. 2.2, я предлагаю испанскую пословицу, в которой подчеркивается важность опыта и, по внутреннему ее смыслу, знаний: Mas sabe El Diablo por viejo que por Diablo. В приблизительном переводе это означает: «Дьявол хитер на выдумку не потому, что он дьявол, – просто он слишком долго живет».