Kuvioiden tunnistus vs. käsitteellinen ymmärtäminen
Oppimisen saralla toistuvan muodon tunnistamisen ja sitä luovan logiikan ymmärtämisen välillä on syvällinen ero. Kuvioiden tunnistaminen antaa opiskelijoille mahdollisuuden ratkaista tuttuja ongelmia nopeasti yhdistämällä malleja, kun taas käsitteellinen ymmärrys tarjoaa syvällisen ymmärryksen, jota tarvitaan periaatteiden soveltamiseen täysin uusiin ja monimutkaisiin tilanteisiin.
Korostukset
Hahmontunnistus kertoo, "mitä" tapahtuu seuraavaksi; käsitteellinen ymmärrys puolestaan kertoo, "miksi" se tapahtuu seuraavaksi.
Pelkkiin kaavoihin luottaminen luo "haurasta tietoa", joka murtuu pienen paineen alla.
Käsitteet toimivat "mentaalisina koukkuina", joiden avulla voit ripustaa uusia faktoja järjestelmällisesti.
Kaavat ovat usein "miten se tehdään", kun taas käsitteet ovat "miksi se tehdään".
Mikä on Kuvioiden tunnistus?
Kyky tunnistaa toistuvia ominaisuuksia tai loogisia sarjoja tulosten ennustamiseksi.
Nojaa vahvasti aivojen kykyyn yhdistää nykyinen syöte aiempiin kokemuksiin.
Mahdollistaa nopean ongelmanratkaisun standardoiduissa ympäristöissä, kuten monivalintatehtävissä.
Toimii usein ensimmäisenä askeleena uuden kielen tai matemaattisen sekvenssin oppimisessa.
Voi johtaa "mekaaniseen" oppimiseen, jossa opiskelija tietää mitä tehdä, mutta ei miksi.
Löytyy sekä ihmisen kognitiosta että koneoppimisalgoritmeista.
Mikä on Käsitteellinen ymmärrys?
Syvällinen ymmärrys aiheen taustalla olevista periaatteista ja niiden sisäisistä suhteista.
Antaa oppijalle mahdollisuuden selittää tietyn säännön tai kaavan taustalla olevan "miksi".
Helpottaa 'kaukaista siirtoa' eli kykyä soveltaa tietoa toisiinsa liittymättömille aloille.
Vähentää ulkoa opettelun tarvetta yhdistämällä faktat loogiseen viitekehykseen.
On erittäin vastustuskykyinen 'unohtamiselle', koska se on integroitu mentaalimalliin.
Antaa opiskelijoille mahdollisuuden tunnistaa, milloin perinteinen malli ei enää päde.
Vertailutaulukko
Ominaisuus
Kuvioiden tunnistus
Käsitteellinen ymmärrys
Ensisijainen kuljettaja
Havainnointi ja toisto
Logiikka ja henkinen mallinnus
Suorituksen nopeus
Erittäin nopea; intuitiivinen
Hitaampi; vaatii aktiivista prosessointia
Sopeutumiskyky
Rajoitettu tuttuihin konteksteihin
Hyvin sopeutuvainen uusiin ongelmiin
Oppimismenetelmä
Harjoitukset, muistikortit ja harjoitussarjat
Sokraattinen kysymys ja ensimmäiset periaatteet
Muistityyppi
Proseduraalinen tai assosiatiivinen muisti
Semanttinen ja skemaattinen muisti
Riskitekijä
Kaavan väärinkäyttö "temppukysymyksessä"
Yksinkertaisten tehtävien ylianalysointi
Yksityiskohtainen vertailu
Pinta vs. ydin
Hahmontunnistus toimii tiedon pintatasolla. Ajattele opiskelijaa, joka ymmärtää, että kulmakertoimeen liittyvä fysiikan ongelma vaatii yleensä sinifunktion; hän saattaa saada oikean vastauksen ymmärtämättä, miten painovoima jaetaan komponentteihin. Käsitteellinen ymmärrys on "ydintietoa", joka tekee sinifunktiosta ainoan loogisen vaihtoehdon tilanteen geometrian perusteella.
Tehokkuus standardoidussa testauksessa
Paineisissa ympäristöissä, kuten SAT- tai GRE-kokeissa, hahmontunnistus on uskomaton etu. Sen avulla opiskelija voi ohittaa pitkät johtopäätökset ja siirtyä suoraan ratkaisuun, koska hän on nähnyt kysymyksen tyypin aiemmin. Jos testin suunnittelija kuitenkin säätää hieman taustalla olevaa logiikkaa, pelkästään hahmoihin luottava opiskelija todennäköisesti lankeaa "häirintätekijä"-vastaukseen, kun taas käsitteellinen oppija huomaa muutoksen välittömästi.
Kognitiivinen kuormitus ja muisti
Kaavojen kautta oppiminen voi aluksi tuntua helpommalta, koska se jäljittelee luonnollista tapaamme navigoida maailmassa, mutta se vaatii valtavasti "tallennustilaa" jokaista erilaista tilannetta varten. Käsitteellinen ymmärrys vaatii enemmän alkuvaiheen "kustannusta" henkisen ponnistelun muodossa, mutta lopulta se vähentää kognitiivista kuormitusta. Kun ymmärrät "suhteellisuuden" käsitteen, sinun ei enää tarvitse opetella ulkoa tusinaa erilaista kemian, fysiikan ja taloustieteen kaavaa.
Silta asiantuntemukseen
Todellinen asiantuntemus on itse asiassa sujuvaa tanssia näiden kahden välillä. Shakin mestarimestari käyttää hahmontunnistusta nähdäkseen laudan tilan välittömästi, mutta hän käyttää käsitteellistä ymmärrystä laskeakseen näitä malleja rikkovan siirron pitkän aikavälin seuraukset. Koulutuksessa pyrimme käyttämään malleja porttina käsitteisiin varmistaen, että oppilaat eivät ole vain matkijoita, vaan ajattelijoita.
Hyödyt ja haitat
Kuvioiden tunnistus
Plussat
+Nopeita tuloksia
+Vähentää koestressiä
+Hyvä perustaidoille
+Alentaa markkinoille tulon kynnystä
Sisältö
−Helppo huijata tempuilla
−Huono pitkäaikainen pysyvyys
−Rajoitettu luovuus
−Kontekstista riippuva
Käsitteellinen ymmärrys
Plussat
+Ääretön sopeutumiskyky
+Elinikäinen säilyvyys
+Mahdollistaa innovaation
+Selkeämpi viestintä
Sisältö
−Hidas hankkia
−Henkisesti raskas
−Vaikeampi mitata
−Vaatii parempaa opetusta
Yleisiä harhaluuloja
Myytti
Kuvioiden tunnistaminen on vain "ulkona" opettelua.
Todellisuus
Ei aivan. Vaikka ulkoa opettelu on ajattelematonta, hahmontunnistus on hienostunut kognitiivinen oikotie. Se on aivojen tapa olla tehokkaita, vaikka siitä tuleekin ongelma, kun se on *ainoa* työkalu, jota oppilas käyttää.
Myytti
Et voi saada toista ilman toista.
Todellisuus
Itse asiassa monet opiskelijat menestyvät lukiossa ja jopa yliopistossa pelkästään kuvioiden yhteensovittamisen avulla ymmärtämättä koskaan taustalla olevia käsitteitä, vaikka he yleensä törmäävätkin "seinään" jatko-opinnoissa tai työelämässä.
Myytti
Käsitteiden opettaminen on aina parempi kuin mallien opettaminen.
Todellisuus
Varhaislapsuudessa tai uuden kielen alussa kaavat ovat välttämättömiä. Opit, että '-ed' tarkoittaa yleensä mennyttä aikamuotoa (kaavaa) kauan ennen kuin ymmärrät germaanisten verbien (käsitteen) kielellisen kehityksen.
Myytti
Tekoäly käyttää vain hahmontunnistusta.
Todellisuus
Vaikka perinteinen tekoäly perustui puhtaasti kuvioihin, nykyaikaiset oikeustieteen maisterit osoittavat yhä enemmän merkkejä "emergentistä" käsitteellisestä päättelystä, vaikka tutkijoiden välinen keskustelu siitä, onko tämä "todellinen" ymmärrys, on edelleen käynnissä.
Usein kysytyt kysymykset
Mistä tiedän, tunnistanko vain kaavoja vai ymmärränkö niitä oikeasti?
Yksinkertaisin testi on selitystesti. Yritä selittää aihe kymmenvuotiaalle tai jollekulle, jolla ei ole taustaa aiheesta. Jos huomaat turvautuvasi ammattikieleen tai sanovasi "näin kaava vain toimii", sinulla on todennäköisesti kaavapohjainen ymmärrys. Jos pystyt käyttämään kielikuvaa tai selittämään logiikan alusta alkaen, sinulla on käsitteellinen selkeys.
Miksi kouluissa keskitytään niin paljon kuvioihin?
Standardoitu testaus on ensisijainen syyllinen. On paljon helpompaa ja halvempaa arvostella koetta, joka tarkistaa oikeita vastauksia (mitä kaavat tarjoavat), kuin arvioida oppilaan sisäistä ajattelumallia. Lisäksi kaavat tuottavat nopeampaa "näkyvää" edistymistä, mikä saa sekä oppilaat että opettajat tuntemaan itsensä onnistuneemmiksi lyhyellä aikavälillä.
Liittyykö Bloomin taksonomia tähän?
Kyllä, todellakin. Hahmojen tunnistus sijoittuu yleensä Bloomin taksonomian alemmille tasoille, kuten "Muista" ja "Ymmärrä" (tunnistamisen merkityksessä). Käsitteellistä ymmärrystä tarvitaan korkeammille tasoille: "Sovelta", "Analysoi", "Arvioi" ja "Luo".
Vaatiiko matematiikka enemmän kaavoja vai enemmän käsitteitä?
Alemman tason matematiikka, kuten aritmetiikka, nojaa vahvasti kaavoihin. Kuitenkin siirryttäessä laskentaan ja sen jälkeiseen aikaan "kaavakirjasto" kasvaa liian suureksi ulkoa opeteltavaksi. Tässä vaiheessa, jos sinulla ei ole käsitteellistä ymmärrystä siitä, mitä derivaatta tai integraali todellisuudessa edustaa, aiheen hallitseminen käy lähes mahdottomaksi.
Voiko hahmontunnistus haitata syväoppimista?
Se voi. Tätä kutsutaan usein "Einstellung-vaikutukseksi", jossa henkilön aiempi kokemus tutusta kaavasta estää häntä näkemästä yksinkertaisempaa tai tehokkaampaa ratkaisua uuteen ongelmaan. Sinut "sokaistaan" siitä, mikä on toiminut aiemmin.
Miten siirryn kaavoista käsitteisiin?
Ala kysyä "Entä jos?" -kysymyksiä. Jos tarkastelet matemaattista tehtävää, kysy "Entä jos tämä luku olisi negatiivinen?" tai "Entä jos painovoima kaksinkertaistuisi?". Nopein tapa rakentaa käsitteellinen malli on pakottaa itsesi ennustamaan, miten järjestelmä muuttuu, kun kaava rikkoutuu.
Juuri niin. Feynmanin tekniikka – selityksen kirjoittaminen muistiin aivan kuin opettaisit sitä – on erityisesti suunniteltu tunnistamaan käsitteellisen ymmärryksesi "aukkoja". Jos tulet pisteeseen, jossa et pysty selittämään vaihetta yksinkertaisesti, olet löytänyt pisteen, jossa olet luottanut kaavaan käsitteen sijaan.
Käyttävätkö asiantuntijat kuvioita enemmän kuin aloittelijat?
Vastoin intuitiota kyllä. Asiantuntijat ovat "paloittaneet" niin paljon tietoa malleiksi, että he pystyvät käsittelemään monimutkaisia tilanteita välittömästi. Ero on kuitenkin siinä, että heidän mallinsa perustuvat käsitteisiin. He käyttävät mallia nopeuden vuoksi, mutta he voivat palata käsitteeseen, jos jokin näyttää "pielessä" tai epätavalliselta.
Tuomio
Valitse hahmontunnistus, kun sinun on hallittava toistuvia tehtäviä tai läpäistävä standardoidut kokeet tehokkaasti. Aseta käsitteellinen ymmärrys etusijalle, kun rakennat pohjaa uralle, ratkaiset uusia ongelmia tai etsit tietoa, joka pysyy mukanasi koko elämän ajan.