22

Esittelimme aiemmin pitkäkestoista potentiaatiota (engl. long-term potentiation, LTP) mekanismina, joka tekee hermosolujen välisistä yhteyksistä pysyvämpiä. LTP on prosessi, jossa muodostetaan tai luodaan proteiineja synapsissa (yhtymäkohdissa hermosolujen välillä), jotta yhteyksistä tulisi pysyvämpiä. Aiemmin uskottiin, että säilömuistin muistijälkien muodostuminen ihmisillä kestää päiviä tai jopa pidempään. Tuoreempi tutkimustieto viittaa kuitenkin siihen, että LTP:ta voi laittaa käyntiin nopeastikin tietynlaisella reseptinomaisella aktivaation kaavalla (Fields, 2005). Kaava sisältää kolme “aktivaatiota”, joiden välissä on kaksi 10 minuutin taukoa. “Tuore oppimisen aivotutkimus on pystynyt määrittämään, miten pitkäkestoisia muistikuvia voidaan luoda minuuteissa päivien sijaan, eikä ainoastaan perustason yhteyksissä, vaan myös monimutkaisemmille aihealueille” (Ferguson ym., 2017).

Mitä tapahtuisi, jos tällaista kaavaa sovellettaisiin muodollisessa opetustilanteessa? Kelley ja Whatson (2013) käyttivät tätä jaksotetun oppimisen mallia tutkiessaan 13-15-vuotiaita yläkoulun oppilaita Iso-Britanniassa. Oppilaat olivat valtakunnallista opetussuunnitelmaa noudattavalla biologian kurssilla, ja heidät jaettiin kolmeen ryhmään (otoskoko yhteensä yli 1700 oppilasta). Ryhmä A sai 4 kuukautta tavanomaista tuntiopetusta (23 tuntia opetusta). Heidän viimeinen oppituntinsa oli tavallinen, yhden tunnin kestävä kertaustunti. Ryhmä B sai yksittäisen, yhden tunnin kestävän oppitunnin (1 tunti suoraa opetusta). Kaikki kurssin oppisisällöt oli tiivistetty yhteen oppituntiin, joka mukaili jaksotetun oppimisen kaavaa. Ryhmä C sai 4 kuukautta tavanomaista tuntiopetusta (23 tuntia opetusta). Heidän viimeinen oppituntinsa oli yhden tunnin mittainen, jaksotettua oppimista hyödyntävä kertaustunti. Viiden päivän kuluttua kunkin ryhmän kertaustunnista, kaikki oppilaat tekivät valtakunnallisen biologian kokeen. Ryhmä B suoriutui yhtä hyvin kuin ryhmä A, vaikka saikin 22 tuntia vähemmän opetusta. Ryhmä B sai yhden päivän opetusta neljän kuukauden sijaan. Ryhmä C suoriutui kuitenkin parhaiten. Luokan keskiarvo nousi huomattavasti vain kertaustunnin rakennetta muuttamalla. Tutkimuksen perusteella jaksotettua oppimista kannattaa siis hyödyntää ensimmäisellä ja/tai viimeisellä oppitunnilla tukena pitkäkestoisten muistijälkien muodostumiselle.

Käytännössä jaksotettua oppimista hyödyntävä oppitunti voisi näyttää tältä: (1) Opettaja esittelee keskeistä tietoa 20-30 minuutin ajan. (2) Oppilaat pitävät 10 minuutin aktiivisen tauon. (3) Oppilaat kertaavat ja palauttavat mieleensä aiemmin esitettyä tietoa. (4) Oppilaat saavat toisen 10 minuutin aktiivisen tauon. (5) Oppilaat palauttavat mieleensä ja soveltavat oppimaansa tietoa. Jotta lähestymistapa toimisi, on ajateltu, että 10 minuutin tauoilla äsken aktivoituneiden hermoverkkojen pitäisi olla toimettomina. Näin ollen “vapaan” tauon sijaan oppilaiden tulisi tehdä jotakin harhauttavaa tehtävää – jotain täysin erilaista, mikä vie ajatuksen muualle niin, etteivät he palaa aiemmin opeteltuun. Esimerkkejä tällaisista aktiviteeteista ovat vaikkapa piirtäminen, muovailuvahan käyttö, luontokävely jne.

Jaksotettua oppimista käytettäessä voi olla hyvä valita tauoille jokin hauska aktiviteetti. Niin kutsutun Yerkes-Dodsonin lain tai käänteinen u-käyrän (Kuva 1) mukaan vireystilan (valppaus) ollessa liian matalalla, ei haastavissa tehtävissä voi suoriutua hyvin eli oppia. Samoin, jos vireystila on liian korkealla esim. olemme stressaantuneita, emme pysty suoriutumaan hyvin, jollei tehtävä ole yksinkertainen. Oppimiselle ihanteellisin alue on keskellä käyrää (Sapolsky, 2015). Kuitenkin pitkään paikallaan istuminen ja kuuntelu, eli luokkahuoneista tuttu tilanne, madaltaa vireystilaa. Fyysinen liikkuminen, sosiaaliset aktiviteetit, ja pieni hauskanpito auttavat nostamaan vireystilaa ja voivat tehdä vireystilasta paremman oppimista ajatellen. Tämän huomioon ottaminen voi sekä auttaa valitsemaan sopivia jaksotetun oppimisen taukotehtäviä että lisätä tietoisuutta vireystilan tärkeästä roolista oppimisessa. Valppauteen, jota tarvitaan tarkkaavuuden ylläpitämiseen vaikuttavat suuresti erilaiset tekijät kuten uupumus, ahdistus ja motivaatio (Abernethy ym., 2007). Lisäksi ravitsemus (Zeng ym., 2011), fyysinen kunto (de Greef ym., 2018), ja aivan keskeisesti uni (Wright ym., 2006) vaikuttavat kykyymme saavuttaa sopiva valppaustila, ja näitä voidaankin pitää hyvän oppimisen perusaineksina.

Lähteet: Osa 5

• Kelley, P., & Whatson, T. (2013). Making long-term memories in minutes: a spaced learning pattern from memory research in education. Frontiers in human neuroscience, 7, 589.
• Ferguson, R., Barzilai, S., Ben-Zvi, D., Chinn, C.A., Herodotou, C., Hod, Y., Kali, Y., Kukulska-Hulme, A., Kupermintz, H., McAndrew, P., Rienties, B., Sagy, O., Scanlon, E., Sharples, M., Weller, M., & Whitelock, D. (2017). Innovating Pedagogy 2017: Open University Innovation Report 6. Milton Keynes: The Open University, UK.
• Fields, R. D. (2005). Making memories stick. Scientific American, 292(2), 74-81.
• Sapolsky, R. M. (2015). Stress and the brain: individual variability and the inverted-U. Nature neuroscience, 18(10), 1344.
• Abernethy, B., Maxwell, J. P., Masters, R. S., Van Der Kamp, J., & Jackson, R. C. (2007). Attentional processes in skill learning and expert performance. Handbook of Sport Psychology, 3, 245-263.
• Zeng, Y. C., Li, S. M., Xiong, G. L., Su, H. M., & Wan, J. C. (2011). Influences of protein to energy ratios in breakfast on mood, alertness and attention in the healthy undergraduate students. Health, 3(06), 383.
• de Greeff, J. W., Bosker, R. J., Oosterlaan, J., Visscher, C., & Hartman, E. (2018). Effects of physical activity on executive functions, attention and academic performance in preadolescent children: a meta-analysis. Journal of science and medicine in sport, 21(5), 501-507.
• Wright Jr, K. P., Hull, J. T., Hughes, R. J., Ronda, J. M., & Czeisler, C. A. (2006). Sleep and wakefulness out of phase with internal biological time impairs learning in humans. Journal of Cognitive Neuroscience, 18(4), 508-521.
• Pastötter, B., & Bäuml, K. H. T. (2014). Retrieval practice enhances new learning: the forward effect of testing. Frontiers in Psychology, 5, 286.
• Antony, J. W., Ferreira, C. S., Norman, K. A., & Wimber, M. (2017). Retrieval as a fast route to memory consolidation. Trends in cognitive sciences, 21(8), 573-576.