Страница 3 из 8
Новые знания, новые связи
Когда ученики учатся, нейронные связи формируются и укрепляются. Мы называем этот процесс «новые знания, новые связи». Термин основан на теории обучения Хебба – процессе, в ходе которого возбуждающиеся практически одновременно нейроны связываются вместе. (Канадский психолог Дональд Хебб впервые описал этот процесс.) Иными словами, когда несколько нейронов начинают чаще действовать сообща, они превращаются в слаженный хор. На самом деле именно посредством «совместного пения» нейроны формируют последовательности связей друг с другом, как демонстрирует иллюстрация выше.
Новые знания, новые связи: на первой картинке слева видно, как нейроны обнаруживают друг друга, когда ученица знакомится с новой концепцией – например, во время краткого объяснения учителя, за прочтением учебника или просмотром видео. Связи зарождаются, пока ученица осваивает материал на практике (вторая картинка). Ученица активно прорабатывает новую идею, концепцию или методику, и связи закрепляются в долговременной памяти, формируя основы навыка (третья картинка). Применение материала по-новому распространяет процесс обучения дальше (четвертая картинка), что позволяет нейронам связаться с другими нейронами, относящимися к близким концепциям.
Чтобы разобраться, как нейроны связываются друг с другом, взгляните на изображения выше («Новые знания, новые связи»). Когда ученица только начинает изучать что-то, нейроны потихоньку находят друг друга и образуют связи, как показано на первой и второй картинке. Мы называем эту фазу новые знания. (Настоящие нейроны организованы более сложным образом в новой коре [неокортексе] – области головного мозга, которая по меркам эволюции сформировалась недавно и которая ответственна за мышление высшего порядка. Но здесь мы расположение нейронов упростим.)
Когда ученица закрепляет выученный материал, она создает более сильные связи, как видно на третьем изображении. К этому моменту она овладевает навыком. Практикуя то, чему она научилась, в новых стимулирующих условиях, ученица укрепляет базовые связи и распространяет их дальше, как продемонстрировано на четвертом рисунке. Мы обозначаем эту фазу укрепления и распространения как новые связи. Такую расширенную нейронную сеть символизируют крупные связующие звенья, включающие в себя больше нейронов.
Иногда люди думают, что место в долговременной памяти может закончиться. Это не так. Информационная емкость мозга составляет приблизительно квадриллион байтов. (Квадриллион равен единице с пятнадцатью нулями: представьте себе количество долларов на счетах у миллиона миллиардеров.) То есть в мозге может храниться гораздо больше информации, чем песчинок на всех пляжах и во всех пустынях мира.
Настоящая проблема памяти не в недостатке места. Трудность в том, чтобы запомнить информацию или извлечь ее из памяти. Немного похоже на подписку на музыкальный стриминговый сервис с почти бесконечным количеством песен: главное испытание заключается в том, чтобы найти песню, которая вам нужна. В жизни человека примерно 109 секунд, а в мозге – 1014 синапсов, так что мы можем себе позволить выделить 105 синапсов в секунду на восприятие мира.
Нейронные связи, о которых мы говорим, формируются в долговременной памяти. Образовывать такие связи бывает непросто. Представьте-ка вот что: ученица должна вытянуть дендритный шипик одного нейрона, чтобы аксон другого нейрона как-то с ним связался. И нейроны вовсе не обязаны соединяться только в одном месте. В целом кластеры нейронов должны установить десятки, сотни тысяч, иногда миллионы таких связей даже при изучении чего-то относительно простого – например, как произнести слово на иностранном языке или решить задачку на умножение наподобие 5 × 5.
Проблема вот в чем. Катина и Джаред не формируют связи в долговременной памяти, когда учатся. Вместо этого они помещают информацию в совсем другое место – во временное хранилище под названием рабочая память. Вообразите полку, висящую слегка под наклоном. Держать на ней вещи не очень удобно. Когда вы кладете на нее мячики (единицы информации), они падают, стоит вам убрать руку.
Но прежде чем углубиться в работу памяти, давайте пройдем короткий опрос – предварительную оценку[1] материала, который мы скоро рассмотрим.
Отметьте один из последующих пунктов, чтобы обозначить, какая методика помогает вам учиться эффективнее всего:
• перечитать
• выделить маркером или подчеркнуть
• активно запомнить (выполнить упражнения на повторение)
• нарисовать концептуальную карту, похожую на эту:
(Чтобы узнать ответ, проверьте сноску[2].)
Долговременная память и рабочая память
«Падающие с полки мячики», о которых мы упомянули в предыдущем разделе, подводят нас к рассмотрению различий между долговременной и рабочей памятью[3].
Долговременная память – говорящее название: в ней содержится информация, которую мы туда поместили несколько недель, месяцев или даже лет назад, и мы помним ее до сих пор. Как было продемонстрировано ранее, долговременную память можно представить в виде цепочек нейронных связей, которые образуются у детей при закреплении материала. Мы также установили, что нейронные связи накапливаются в новой коре – тонком слое нервной ткани, обволакивающем выступы и углубления в поверхности мозга. Укрепляя связи долговременного обучения посредством разнообразных видов практики, мы приводим механизмы обучения в хорошую форму. (Под разнообразными видами практики мы имеем в виду не только отработку одного и того же материала. Например, изучая иностранный язык, нет смысла просто сидеть и решать тесты на знание новых слов. Следует также использовать эти слова в разных предложениях и контекстах.)
Но рабочая память – временное хранилище идей – отличается от долговременной памяти. В отличие от нейронных связей, счастливо живущих в новой коре, рабочая память похожа скорее на осьминога, кидающего мячики. Такие мячики обозначают мысли, снова и снова скачущие из передней части мозга в заднюю, пока вы удерживаете идеи в рабочей памяти. Среднестатистическая рабочая память может удерживать до четырех «мячиков», не роняя их; при превышении этого числа идеи начинают вылетать из головы, как видно на картинке с четвероногом на странице 18. (К слову, ученики не могут заставить своих осьминогов отрастить дополнительные конечности. Но чем дольше ученик отрабатывает материал, тем крупнее становятся сами мячики информации. Мы скоро вернемся к этому.)
Сперва вам стоит узнать о любопытном нюансе рабочей памяти. Когда осьминог отвлекается от жонглирования мячиками, они могут испариться. Этим обусловливается один из самых занимательных аспектов рабочей памяти – ее коварная способность обманывать учеников, убеждая их, что они точно поместили что-то в долговременную память. Например, ученица внимательно разглядывает список с десятью новыми иностранными словами и думает: «Я все запомнила!» И она действительно помнит эти слова – до тех пор, пока смотрит на список.
Подобная проблема также возникает, когда ученица бросает взгляд на решение сложной математической задачи. «Зачем тратить время и решать все самой? – возможно, подумает она. – Я уже все запомнила». И она и правда помнит какую-то часть. Но лишь временно. Ученики попадают на фокус с исчезновением, когда приходит время сдавать экзамен. («Мне кажется, я слишком тревожусь насчет экзаменов» иногда означает «Я впадаю в панику, когда пытаюсь извлечь информацию из долговременной памяти, а ее там нет».)
1
Предварительная оценка включает методы, которые учителя используют в начале урока, чтобы собрать информацию о познаниях, настроении и интересах учеников. Результаты, как правило, становятся отправной точкой для составления плана занятия: они помогают учителям выявлять сильные и слабые стороны, избегать повторений и выдавать необходимые указания, а также определить исходный уровень детей и их прогресс.
2
«Активно запомнить (выполнить упражнения на повторение) лучше других подходов» (Карпик и Блант, 2011).
3
Возможно, вы спросите себя, почему мы говорим «рабочая память», а не «кратковременная». На самом деле в кратковременной памяти хранится только то, о чем вы сейчас думаете, – например, когда вы смотрите на короткое предложение и представляете его визуальный облик или мысленно проговариваете его. Рабочая память включает в себя кратковременную, а также способность удерживать в уме информацию и настраивать ее. Так что, если вы произнесете предложение задом наперед, то перенастроите его в рабочей памяти соответствующим образом и будете удерживать его в кратковременной памяти в таком виде.