11

Kokemusten rekonstruointi aivoissa vie paljon energiaa ja resursseja, jotka eivät ole rajattomia (Bullmore & Sporns, 2012). Koska oppiminen on biologinen prosessi, sitä koskevat fysiologiset rajoitteet. Toisin sanoen käytössä oleva energian ja biologisten materiaalien varanto on jokaisena hetkenä rajallinen (esim. yhteyksien muodostamista ja muokkaamista varten), ja tämä voi vaikuttaa oppimisen tehokkuuteen. Onkin todettu, että aivojen energiavarat rajoittavat sitä enimmäistehoa, jolla aivot toimivat (Attwell & Gibb, 2005). Pää ei pysty laajenemaan oppimisen myötä, joten aivojen täytyy arvioida, minkälaisia asioita on tärkeää oppia ja tallentaa muistiin. Seurauksena valtaosa aivojemme kohtaamasta tiedosta suodattuu pois ja katoaa.

Myös oppilaiden oppimisessa voidaan huomioida se, että oppiminen vaatii fysiologisten yhteyksien muodostamista ja muuttamista aivoissa. Rajallisista resursseista johtuen tulee hetkiä, jolloin oppija on motivoitunut ja valmis näkemään vaivaa, mutta haasteet ovat fysiologisella tasolla eikä kognitiivinen järjestelmä kykene enempään. Tiettyinä ajanhetkinä oppija saattaa olla kyvytön oppimaan ja tarvitsee taukoa tai oppimisstrategian vaihtoa. Esimerkiksi ihmisen kognitiivista prosessointia rajoittaa huomattavasti työmuisti, joka pystyy käsittelemään vain rajallisen tietomäärän kerrallaan (Sweller, van Merriënboer & Paas, 2019). Illuminated-projektissa käytetään kirjainlyhennettä MuTTA (engl. WARP) korostamaan yleisiä kognitiivisen järjestelmän esteitä:

• Mu eli Muistista haku eli muistissa olevan tiedon saavuttaminen. Ilman harjoittelua pitkäkestoiset muistijäljet ovat saavuttamattomissa, sillä hakureitit rappeutuvat tai hautautuvat vaihtoehtoisten reittien alle (ts. tapahtuu haun häirintää).
• T eli Työmuisti voi ylikuormittua. Tällöin oleellinen tieto katoaa työmuistista ennen kuin muistijälki lujittuu.
• T eli Tarkkaavuus, joka voi herpaantua tai kulua loppuun. Jos tietoon ei suunnata tarkkaavuutta, se ei saavuta muistijärjestelmäämme uudelleen haettavassa muodossa tai se koodataan puutteellisella tavalla.
• A eli Aiempi tieto, joka voi usein olla puutteellista. Aiemmasta tiedosta voi puuttua hakuvihjeitä, jotka vaaditaan tarvittavien hermoverkkojen aktivointiin tai tietämyksen hermoverkko (eli muistisisältö) voi puuttua täysin.

Kuva 11.1. Tyypillisiä oppimisen esteitä koginitiivisessa järjestelmässmme.Nämä esteet voivat selittää oppijoiden vaikeuksia, jotka eivät liity motivaatioon ja taitoihin. Tieto esteistä lisää ymmärrystä siitä, mitä kaikkien oppijoiden tulisi tietää kognitiivisesta järjestelmästä.*Huomaa, että Illuminated-työpajoissa käytetty kaavio, joka sisältää muun muassa yllä esitellyt käsitteet, pyrkii edistämään ymmärrystä tiedon prosessoinnista sekä yleisistä oppimisen esteistä. Kuvaajan rakenne perustuu kognitiivisen järjestelmän tiedonkäsittelyn eri malleihin (esim. Atkinson & Shiffrin, 1968; Cowan, 2001; Norman & Shallice, 1986). Illuminated projektin kaavio laajentaa näitä malleja korostamalla kohtia, joissa oppimisen esteet ilmenevät.

Lähteet: Osa 3

• Attwell, D., & Gibb, A. (2005). Neuroenergetics and the kinetic design of excitatory synapses. Nature Reviews Neuroscience, 6(11), 841.
• Bullmore, E., & Sporns, O. (2012). The economy of brain network organization. Nature Reviews Neuroscience, 13(5), 336-349.
• Sweller, J., van Merriënboer, J. J., & Paas, F. (2019). Cognitive architecture and instructional design: 20 years later. Educational Psychology Review, 1-32.
• Atkinson, R. C., & Shiffrin, R. M. (1968). Human memory: A proposed system and its control processes.
• Cowan, N. (2001). The magical number 4 in short-term memory: A reconsideration of mental storage capacity. Behavioral and brain sciences, 24(1), 87-114.
• Norman, D. A., & Shallice, T. (1986). Attention to action. In Consciousness and self-regulation (pp. 1-18). Springer, Boston, MA.