Теория когнитивной нагрузки зародилась в таких областях, как алгебра и геометрия, однако недавно исследования показали, что она действует и в других, менее абстрактных отраслях. Эксперименты с программами отслеживания взгляда демонстрируют, что студенты учатся лучше, когда могут следить за взглядом эксперта [79]. Очевидно, что человек с самого рождения запрограммирован следить за чужими взглядами — это является указанием, на что обращать внимание, и снижает когнитивную нагрузку в сложных ситуациях, когда с уверенностью определить наиболее важные детали не получается. Возможно, именно этим эффектом объясняется и успешное обучение художников в мастерских эпохи Возрождения: наблюдая, как работает мастер, ученик не только усваивает его методы, но и узнаёт, как он смотрит на решение художественных задач.
ДАЕТ ЛИ САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ ПОИСК РЕШЕНИЯ БОЛЕЕ ГЛУБОКОЕ ПОНИМАНИЕ?
Критики проработанных примеров часто утверждают, что те приводят к поверхностному пониманию. Швейцарский психолог Жан Пиаже, в частности, произнес по этому поводу следующую знаменитую фразу: «Каждый раз, когда вы учите ребенка чему-либо, что он мог бы узнать сам, то мешаете ему изобрести это самостоятельно и, следовательно, полностью понять» [80]. Согласно таким рассуждениям когда вам показывают, как решить задачу, это по умолчанию более поверхностный опыт, чем решение этой же задачи самостоятельно. Один из способов проверить, так ли это, состоит в том, чтобы проверить, как студенты применяют изученный метод в другой обстановке или для других проблем. Если обучение на примерах — и впрямь лишь «натаскивание на выполнение теста», это можно будет легко проверить, дав подопечным еще один тест: те из них, кто понимают тему лишь поверхностно, его провалят.
Психологи Дэвид Клар и Милена Нигам рассматривали этот вопрос в контексте обучения проведению научных экспериментов [81]. Главная цель подобных мероприятий — узнать, влияет ли какая-то одна определенная вещь на другую, например, крутизна уклона горки на то, с какой скоростью с нее скатывается мяч. Лучший способ сделать это — сравнить пару горок, которые отличаются только уклоном, все остальные факторы при этом сделав одинаковыми: поверхность горок, мячи и так далее. Так, Клар и Нигам решили узнать, будут ли ученики, которым дали четкие инструкции и примеры применения стратегии «изменять только одну вещь за один раз», использовать эту стратегию в новых ситуациях реже, чем те, кто открыл эту же стратегию самостоятельно. Для этого они разделили 112 учеников третьего и четвертого класса на две группы, каждую из которых попросили выполнить опыты. Одним дали четкие инструкции: описали стратегию и показали на примерах, как она работает. Другим же не дали никакой информации — лишь шанс открыть для себя этот принцип самостоятельно. Группа, получившая инструкции, намного лучше справилась с немедленным заданием: 77% удалось успешно провести как минимум три опыта из четырех без искажения данных, а вот из группы самостоятельных успеха добились всего 23%. Это открытие само по себе не сюрприз: научиться чему-то, чему тебя учат, по определению легче, чем разбираться в теме самому. Но что интереснее, Клар и Нигам обнаружили: ученики, которые хорошо справились с исходным заданием — вне зависимости от того, в какой группе они были, — затем сумели лучше применить эту же стратегию и на состоявшейся вскоре научной ярмарке. Это уже говорит о том, что обучение на примерах не только помогает добиться успеха большему количеству учеников, но еще и не мешает им применять полученные знания в разнообразных ситуациях.
Впрочем, одних только примеров не всегда бывает достаточно. Исследования показывают, что разделение их на «подцели» может помочь проиллюстрировать рассуждения, лежащие в основе процедуры решения задач [82], а поощрение самостоятельного объяснения учениками изученных примеров — улучшить понимание темы [83]. Кроме того, проработанным примерам сложнее следовать, если в них пропущены те или иные шаги. Очень немногие художники-любители смогут научиться писать картины так же, как мастера эпохи Возрождения, просто рассматривая репродукции: не менее важно наблюдать именно за процессом написания, а как мы увидим в четвертой главе, эксперты нередко пропускают в своих объяснениях ментальные этапы решения. Скорее всего, нам понадобится серьезная предварительная подготовка в какой-нибудь абстрактной или интеллектуальной теме, прежде чем мы сможем понять, чем все-таки занят эксперт, просто наблюдая за его физическими действиями. Тем не менее эксперимент Клара и Нигам, а также работы теоретиков когнитивной нагрузки ставят под сомнение общепринятое мнение, что знания, полученные путем наблюдения за примерами, по определению более поверхностны, чем те, что приобретены через непосредственный опыт.
КОГДА КОПИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЕЕ ТВОРЧЕСТВА?
«Бутылочное горлышко» разума дает нам возможное объяснение неудач в обучении: так случается, когда сложные темы и навыки не разделяются на достаточно простые для понимания части. Столкнувшись с необычной ситуацией, новичку приходится использовать анализ «цели — средства» и другие, требующие не меньших усилий процедуры поиска, чтобы решать задачи. Такие инструменты часто необходимы, чтобы получить конкретные ответы, но они лишают ресурсов наши когнитивные способности, которые можно было бы направить на обучение и выявление закономерностей, необходимых для решения следующих задач. Проработанные примеры, исследования без цели и организация материалов для сведения к минимуму разделенного внимания и избыточности — все это может помочь сделать процесс получения знаний эффективнее.
Акцент на сложности говорит вот еще о чем: теория когнитивной нагрузки наиболее релевантна в тех случаях, когда решение задачи или понимание концепции требует объединения сразу нескольких разных незнакомых фрагментов информации. Один из таких случаев — создание произведения искусства. Каждый мазок на картине требует одновременного подбора оттенка, насыщенности и тона цвета. Каждый элемент композиции требует расчета перспективы, освещения и размера. Например, в записных книжках да Винчи содержится множество эвристических правил для вычисления пропорций частей тела и подробные анатомические этюды скелетных и мышечных структур [84]. Реалистичная картина требует интеграции намного большего количества информации, чем геометрическая головоломка, именно поэтому лишь немногие студенты-художники способны создать ее без длительной практики.
Впрочем, не все проблемы обучения связаны только со сложностью. Сравним грамматику и словарный запас при изучении