לימוד דרך גילוי מול הוראה מפורשת – חלק א': עומס קוגניטיבי

דילן ויליאמס, מומחה ידוע לפדגוגיה, טען שהתיאוריה של עומס קוגניטיבי היא "הדבר הכי חשוב שמורה צריך לדעת". מה זה בכלל 'עומס קוגניטיבי' ולמה זה חשוב לי כמורה?

התיאוריה של עומס קוגניטיבי מסתמכת על שתי הנחות:

1. המוח האנושי יכול לעבד כמות קטנה של מידע חדש בבת אחת.

2. מצד שני, הזיכרון לטווח ארוך שבמוח יכול לאחסן מידע וביצועים, בכמויות ענקיות ללא גבול ידוע.

אז איך זה עובד?

- זיכרון עבודה

כל 'חומר' חדש שנלמד – ידע או מיומנות – חייב לעבור דרך "זיכרון העבודה" שהוא מוגבל לשלושה עד חמישה נתחים של ידע (בעבר פסיכולוגים טענו שיש שבעה אבל זו הייתה רק הערכה). זיכרון העבודה הוא השער שדרכו נכנסים המידע/המיומנויות והמקום שבו נעשית תחילת עיבוד המידע. לכן זיכרון העבודה הוא צוואר הבקבוק שבו דברים נתקעים.

כדי לעבד מידע או מיומנות חדשים, אנו חייבים לקחת חומר ישן רלבנטי מתוך הזיכרון לטווח ארוך, לשלב אותו עם ידע חדש ולעבד אותם ביחד. אם אדם מצליח ללמוד ולתרגל דרך זיכרון העבודה, ולהעביר את המידע לזיכרון ארוך הטווח – הוא הופך את המידע לישן, ובכך מעבד את המידע בצורה יותר יעילה ומהירה. מידע, ומיומנויות ביצוע ,ישנים ומוכרים נשמרים בנתחים גדולים, הופכים לאוטומטיים ולכן נגישים יותר, ואז ניתן לשלוף אותם מהזיכרון ארוך הטווח בקלות ולהקל על העומס של זיכרון העבודה.

- נתחים

הבנת עיקרון הנתחים היא קריטית להבנת מגבלות הזיכרון שלנו.

למה הכוונה? הידע שלנו בזיכרון לטווח הארוך, אינו מאורגן לפי יחידות מידע מוגדרות שנמצאות בחלל ריק. המידע נמצא בתוך מסגרות, סכמות, נראטיבים. אנחנו זוכרים כל סכמה כיחידה נפרדת, והסכמות עצמן מחוברות לסכמות אחרות כמו ברשת של קורי עכביש.

לדוגמה, כשאנחנו לומדים לקרוא – בהתחלה כל אות והצליל שלה מהווים נתח נפרד. כשמתקדמים יותר בקריאה – כל מילה הופכת להיות נתח נפרד. כשמתקדמים אפילו יותר וקריאת המילים באה בקלות – כל צירוף לשוני, יחידה תחבירית או משפט הופכים להיות נתחים נפרדים בפני עצמם. בשיאו של תהליך רכישת מיומנות הקריאה, כל רעיון שלם שמופיע במשפט או לאורך כמה משפטים יכול להוות נתח נפרד. בנוסף, יש לציין שכל נתח מחובר לעוד הרבה נתחים סמוכים כמו ברשת, ומכאן ניתן בקלות לשלוף פרטי מידע שמתייחסים זה לזה.

אחרי שהמידע נכנס דרך זיכרון העבודה, תורגל, נקלט, נשלח ונשמר בזיכרון ארוך-הטווח כסכמה, אז כבר יש לזיכרון קיבולת אחסון כמעט בלתי מוגבלת. הארגון לפי סכמות מרחיב בהרבה את כמות המידע או יכולת הביצוע שנתח בודד מסוגל להחזיק, ולכן גם את כמות המידע שיכול להיכנס לעיבוד בבת אחת בזיכרון העבודה.

- זמן עיבוד

יש מושג נוסף שכדאי להכיר, והוא זמן העיבוד של המוח. מה שדורש יותר זמן עיבוד – תופס יותר מקום בזיכרון העבודה ולמשך יותר זמן, ובכך גם חוסם מידע אחר מלהיכנס. לכן, ככל שאני מתרגל ידע או מיומנות ביצוע, הם מושרשים יותר בזיכרון לטווח רחוק, והופכים להיות אוטומטיים. כשמידע/ביצוע מסויים הופך להיות אוטומטי הוא כמעט ולא תופס מקום בזיכרון העבודה כי הוא נעשה מיידי.

מחקרים מראים שאחד מהדברים הכי משמעותיים שמבדילים בין מומחים בתחום מסויים (כמו שחמט, כדורגל וכדו') לבין אנשים עם ביצועים ממוצעים בתחום, הוא כמות פרטי המידע או הביצועים שהופכים להיות אוטומטיים. מכיוון שאצל מקצוענים העיבודים והביצועים הבסיסיים הופכים להיות אוטומטיים – מתפנה אצלם מקום בזיכרון העבודה, והדבר מאפשר למוח לעבד נתונים ולחשוב על אתגרים אחרים וחדשים. זה מה שהופך אותם להיות מומחים. אלו שלא קלטו את הביצועים האלו ולא הפכו אותם לאוטומטיים, חייבים להקדיש זמן ארוך יותר ולהקצות זיכרון חיוני לנושאים היותר בסיסיים.

אז איך זה משפיע על ההוראה?

אם בזיכרון העבודה קיים עומס יתר, אזי הלימוד של התלמיד עלול להיות בלתי יעיל, איטי או לא מוצלח. לכן הדוגלים בתיאוריה הזו טוענים שאנחנו כמורים חייבים לצמצם את כמות החומר שניתן לתלמידים, וממליצים ללמד במנות קטנות.

במאמר מ-2019 מסכם ג'ון סוולר, אחד החוקרים הידועים בתחום, את המסקנות שלו. ניתן לקרוא גם סיכום ומסקנות למורים מתוך המחקרים, לגבי כמה נקודות שכנראה נובעות מהמגבלות שלנו בזיכרון העבודה, ועשויות באופן מוכח להביא לקידום ההוראה. הנה כמה מהן:

1. "דוגמאות מומחים" – יש כמה מחקרים שמראים שכאשר נותנים לתלמיד הדגמות לפתרון מושלם של תרגיל לפני שמבצעים תרגיל דומה, יש לתלמיד יותר סיכוי לבצע את התרגיל בהצלחה.

2. "ההשלכה ההפוכה של מומחיות" – יש מחקרים שהראו שככל שהתלמיד משתפר ביכולות שלו בפתרון תרגילים, כך הוא פחות ופחות זקוק להכוונות והדגמות.

3. "השלכת העודפות" – ככל שמורים מוסיפים ידע שאינו קריטי או לא רלוונטי לנושא הנלמד, או אפילו חוזרים על אותו דבר שוב ושוב, כך הלימוד יהיה פחות יעיל.

4. "השלכת ריכוז מפוצל" – כשאני מבקש מתלמיד להתרכז במשהו ומציג לו שני מקורות שונים בו-זמנית, הוא לא יוכל להתרכז וללמוד ביעילות את שניהם ביחד. לדוגמה: לא יעיל להציג תמונה, ומתחת לתמונה לתת הסברים. זה מעמיס על יכולת העיבוד. עדיף להכניס את ההסברים בתוך התמונה או השרטוט כדי שהתלמיד יוכל לעבד אותם ביחד.

5. "השפעת האָפְנוּת ( modality)" – אם משתמשים בשני המקורות בשני חושים שונים, כגון ראייה ושמיעה, אזי הריכוז המפוצל לא מעמיס על הזיכרון והוא עשוי להיות יעיל, כי יש זיכרון עבודה נפרד לכל ערוץ. מכאן שאם מראים תמונות או גרפים ומוסיפים הסבר בעל פה על גבי הגרפיקה – זה כן יעיל.

אבל מעבר לתוצאות המחקרים האלו, יש הטוענים טענה הרבה יותר שאפתנית: על בסיס התיאוריה של עומס קוגניטיבי, יש לקבוע כי ההוראה הכי אפקטיבית היא הוראה מפורשת. כשהמורה מסביר לתלמיד בדיוק מה הוא צריך לעשות במנות קטנות, רק אז התלמיד ילמד באופן מיטבי. הם נלחמים נגד אנשי הוראה הסוברים שיש לתת לתלמיד לגלות את התשובות בכוחות עצמו (– Discovery Learning) כי לטענתם, בשיטה הזאת העומס כל כך גדל עד שהוא מציף את זיכרון העבודה, והתלמיד לא יוכל ללמוד. הדוגמה הכי מפורסמת לכך היא הגישה של זיגפריד אנגלמן (Sigfried Engleman), שפיתח בעיקר בשנות השבעים שיטה מאוד מובנית להוראה בבית הספר היסודי על בסיס העקרונות של הוראה מפורשת.

אמנם, יש מחקרים שמראים ששיטת הלימוד של הוראה מפורשת היא יותר אפקטיבית מלימוד בשיטה של גילוי עצמי, אבל כפי שנראה בפעם הבאה – יש מגבלות לגבי מה שניתן להסיק מהמחקרים.

כל הזכויות שמורות לעמותת תפארת אורות.