Undersøgelser peger på en smartere måde at lære procedurer på, løse problemer

Let som 1, 2, 3! Sådanne påstande har udråbt brugervenligheden af ​​en ny gadget, selvom et nærmere kig ville afsløre, at det ville tage dusinvis af trin for at få det til at fungere. Spørg bare professor Richard Catrambone ved School of Psychology.

I sin forskning, Catrambone foretager ofte en opgaveanalyse. Det indebærer at nedskrive trinene for at udføre en procedureopgave i ulidelige detaljer, som at udføre en piruette, løse et algebraproblem, eller programmering af en Lego legetøjstank til at dreje fra et af dens to hjul.

Til eksperterne, der forklarer den detaljerede procedure til Catrambone, analysen kan være overvældende. De har løst disse problemer så mange gange før, at løsningerne er blevet en anden natur. At gennemgå hvert trin i detaljer er som at bevæge sig i svævende bevægelse.

Til Catrambone, opgaveanalyse giver rigelige noter. Processen, han siger, er nødvendig for at skabe effektive materialer og værktøjer til uddannelse og træning, fordi de muliggør identifikation af delmålene indlejret i en procedure med flere trin.

Catrambone og hans prisvindende tidligere ph.d. studerende Lauren Margulieux, nu assisterende professor ved Georgia State University, har vist i forskellige undersøgelser, at når problemløsningsprocedurer undervises gennem delmål, eleverne kan anvende dem på en bredere vifte af problemer.

"Forestil dig, at du er i en algebratime, og læreren løser et problem på tavlen. Så sletter læreren problemet og giver dig et andet, der ligner det, " siger Catrambone. "De fleste studerende kan rive de gamle numre ud, skub de nye tal ind, og få svar. De har lært, hvad læreren gjorde."

Når elever får et begrebsmæssigt lignende problem, men ikke løses i det nøjagtige sæt af trin, de fejler.

Margulieux giver et eksempel. Løsning af ligning A, 2x – 4 =4x + 8, ligner konceptuelt at løse ligning B, 6x – 15 =3x/4 + 2x. At løse begge ligninger involverer to delmål:isoler variablen og forenkle den. De specifikke delmålstrin, imidlertid, er forskellige for ligning A og B. Elever, der kun husker løsningen til ligning A, vil næppe løse ligning B.

På Play, Hjemme, På arbejde

Delmålsbaseret læring er god til at lære procedurer og løse problemer med kendte rigtige svar, Margulieux siger. Ansøgninger er overalt.

Catrambone siger, at han ofte skaber skøre pokerspil, der irriterer hans venner ved at variere trinene inden for hvert delmål i spillet. Delmålene inkluderer at dele et vist antal kort, udpege en fælles pulje af kort, og tildele visse kort som wild. "Om antallet af uddelte kort er 5 eller 4 eller 3 er irrelevant, " siger han. "Alt, hvad jeg gør, er at skabe nye spil, der opfylder delmålene."

I mellemtiden Margulieux ser princippet i madlavning. At lave grøntsager, en undermålskok ville "plukke en grøntsag, vælg en måde at tilberede det på, og vælg de smagsvarianter, der passer til det, " siger Margulieux.

En opskrift kok ville få en kop broccoli, få en spiseskefuld olivenolie, steg broccolien i ovnen, og pynt med salt og peber, alt imens du tjekker opskriften igen og igen mellem trinene. Hvis menuen kalder på rosenkål, kokken ville have brug for en anden opskrift.

En vigtig anvendelse er i uddannelse. Catrambone bemærker, at mange læringsværktøjer ofte ikke virker efter hensigten. "Især hos Georgia Tech, vi kan blive fanget i at skabe widgets og læringsmiljøer og multimediesimuleringer til uddannelse og træning, " siger han. "Men du skal først lave opgaveanalysen for at identificere, hvad den lærende skal vide – delmålene og tilhørende trin – og derefter bruge den viden til at guide skabelsen af ​​læringsmaterialer og værktøjer. Ellers, disse materialer og værktøjer vil være meget mindre effektive."

Margulieux sigter mod at anvende disse resultater til online læring. I et rigtigt klasseværelse, hun siger, kæmpende elever har den fordel, at læreren kan se det vanskeligt, de har – også selvom de ikke stiller de helt rigtige spørgsmål – og gør noget ved det.

Online, hvor eleven og instruktøren ikke er i samme rum, barrieren for at stille et spørgsmål er høj, Margulieux siger. "Omkostningerne ved at stille opfølgende spørgsmål er endnu højere, fordi hvis eleverne ikke får et svar, der giver mening, de vil nok ikke stille et andet spørgsmål. De vil bare prøve at finde ud af det selv, og hvis de ikke har viden til at gøre dette, det kan være skadeligt for indlæringen."

"Min interesse er at gøre instruktioner meget eksplicitte i, hvad eleverne skal vide for at forstå proceduremæssig problemløsning, så de kan præstere godt, selvom de ikke har nogen online til at hjælpe dem, " siger Margulieux.

Hvordan kan læring ellers gøres mere effektiv?

Catrambone og Margulieux har fastslået, at delmålsmærkede udførte eksempler forbedrer læringsresultater. For ligning A, der ville se sådan ud:

• Oprindeligt problem:2x – 4 =4x + 8
• Isoler variabel:2x – 4 – 2x – 8 =4x + 8 – 2x – 8
• Isoler variabel:–12 =2x
• Forenkle variabel:–12/2 =2x/2
• Svar:–6 =x

Desuden, de har vist, at på nogle områder, computerprogrammering f.eks. at kombinere det delmålsmærkede bearbejdede eksempel med delmålsmærket forklaringstekst forbedrer læringen endnu mere.

Deres seneste arbejde, med ph.d. studerende Laura Schaeffer, viser sig, imidlertid, at forbedringen ikke udspiller sig på samme måde på andre områder. "Mens delmålsorienterede eksempler hjælper læring på alle domæner, der er testet indtil videre, delmålsorienteret redegørelsestekst ser ud til at hjælpe på nogle domæner, men ikke andre, "Siger Margulieux. "Hvorfor dette kan være tilfældet, er et fokus på igangværende forskning."